WO2022111910A1 - Hybrid-antriebsvorrichtung - Google Patents

Hybrid-antriebsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2022111910A1
WO2022111910A1 PCT/EP2021/078583 EP2021078583W WO2022111910A1 WO 2022111910 A1 WO2022111910 A1 WO 2022111910A1 EP 2021078583 W EP2021078583 W EP 2021078583W WO 2022111910 A1 WO2022111910 A1 WO 2022111910A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wheel
gear
pair
countershaft
plane
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/078583
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Hahn
Carsten Gitt
Original Assignee
Mercedes-Benz Group AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mercedes-Benz Group AG filed Critical Mercedes-Benz Group AG
Priority to CN202180080074.9A priority Critical patent/CN116529112A/zh
Priority to US18/039,006 priority patent/US20230415562A1/en
Priority to JP2023532585A priority patent/JP7540092B2/ja
Priority to EP21794791.0A priority patent/EP4251452A1/de
Publication of WO2022111910A1 publication Critical patent/WO2022111910A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/093—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/268—Electric drive motor starts the engine, i.e. used as starter motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4808—Electric machine connected or connectable to gearbox output shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/093—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts
    • F16H2003/0931—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts each countershaft having an output gear meshing with a single common gear on the output shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0056—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising seven forward speeds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the first shiftable wheel pair, a first shifting element level, the second shiftable wheel pair, the third shiftable wheel pair, the fifth shiftable wheel pair, a second shifting element level, the sixth shiftable Wheel pair, the seventh switchable wheel pair are arranged one after the other in the order mentioned, with the third and the fourth switchable wheel pair being arranged in the same axial wheel plane.
  • the switching element at least one sliding sleeve and a claw toothing and in an advantageous embodiment further comprises a synchronizing device.
  • a driven gear plane is a plane which is arranged perpendicularly to the axis of rotation of the input shaft and which includes the driven gears which are arranged in a rotationally fixed manner on the countershafts.
  • Connected in a rotationally fixed manner in the context of the invention means that the elements connected in this way are arranged coaxially to one another and rotate at the same angular velocity or rotational speed.
  • a very favorable embodiment of the hybrid drive device according to the invention can also provide that the seventh wheel pair forms an associated pure wheel plane.
  • a pure gear plane is to be understood as meaning a plane which is perpendicular to the axis of rotation of the input shaft and which only intersects a pair of gears but not a shifting element. This also contributes to the compact design.
  • a very advantageous development of the hybrid drive device according to the invention can also provide that the fifth and the sixth wheel plane each have a fixed wheel include coaxial to the input shaft.
  • the idler wheel of the corresponding wheel pairs in these wheel planes, which then serves as the driven wheel, is then seated coaxially with one of the countershafts and the other idler wheel is coaxial with the other of the countershafts.
  • Which one sits on the first and second countershaft is essentially irrelevant, since in both cases the free installation space on the other of the countershafts in the fifth wheel plane can then be used by a shifting element to support the compact axial structure.
  • the third gear plane RE3 then follows in the axial direction after the second gear plane RE2. It comprises a fifth gear wheel Z5 which is designed coaxially on the input shaft 5 as a fixed wheel. This meshes in the third wheel pair RP3 with a sixth gear Z6 as a loose wheel on the second countershaft V2, switchable with a fifth switching element S501.
  • this third gear plane RE3, which is designed as a dual gear plane there is also the fourth gear pair RP4, which is a combination of the fifth gear wheel Z5 designed as a fixed wheel and a seventh gear wheel Z7 designed as a loose wheel on the first countershaft V1.
  • This sixth gear plane RE6 is then followed by the above-mentioned driven gear plane AE, in which at least the two driven gears 7, 8 of the countershafts V1, V2 are located, and in which in particular—but this is not shown here—the separating clutch 4 is also arranged can be.
  • the electrical machine 3 overlaps this output gear plane AE and the separating clutch 4 in the axial direction a.
  • the translations can be designed in such a way that the first gear is realized via the sixth gear pair RP6 in the fifth gear plane RE5, the second gear via the fifth gear pair RP5 in the fourth gear plane RE4, the third gear via the first gear pair RP1 in the first gear plane RE1 and the fourth or fifth gear alternately via the second gear pair RP2 in the second gear plane RE2 or via the seventh gear pair RP7 in the sixth Wheel plane RE6.
  • the sixth and the seventh gear could then be implemented via the double gear plane RE3, for example the sixth gear via the third pair of wheels RP3 and the seventh gear via the fourth pair of wheels RP4.
  • the second pair of wheels RP2 no longer drives toward the second countershaft V2, but instead toward the first countershaft V1. Then follows the double wheel level RE3 with the wheel pairs RP3 and RP4, as before. The structure is then reversed in the fourth gear plane RE4. Instead of driving the fifth wheel pair RP5 to the first countershaft V1, the output here changes to the second countershaft V2. The same also applies to the two other wheel pairs RP6 and RP7, which also drive the respective other countershaft V1, V2 than in the previous variants of the hybrid drive device 101, 102.
  • a further aspect relates to the fifth shifting element S501 for the non-rotatable connection of the sixth gear wheel Z6, designed as a loose wheel, of the third wheel pair RP3 to the second countershaft V2. This migrates to the other side of the gear wheel Z6 in the axial direction and, in the exemplary embodiment shown here, is displaced axially into the first shifting element level SE1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hybrid-Antriebsvorrichtung (1, 101) mit einem Verbrennungsmotor (2), einer elektrischen Maschine (3) und einem Getriebe, wobei das Getriebe eine Eingangswelle (5) und wenigstens eine erste und eine zweite Vorgelegewelle (V1, V2) aufweist, wobei der Verbrennungsmotor (2) über eine Trennkupplung (4) mit der Eingangswelle (5) direkt koppelbar ist, wobei sieben schaltbare Radpaarung (RP1, RP2, RP3, RP4, RP5, RP6, RP7) mit jeweils einem koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordneten Zahnrad (Z1, Z3, Z5, Z8, Z10, Z12) vorgesehen sind, wobei die erste Radpaarung (RP1) ein als Losrad ausgebildetes und koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordnetes erstes Zahnrad (Z1) und ein als Losrad ausgebildetes und koaxial zu der ersten Vorgelegewelle (V1) angeordnetes zweites Zahnrad (Z2) aufweist, wobei die elektrische Maschine (3) derart an die erste Radpaarung (RP1) angebunden ist, dass Drehmomente, ausgehend von der elektrischen Maschine (3) über die erste Radpaarung (RP1) in das Getriebe eingeleitet werden können, wobei in einer axialen Richtung (a) gesehen die erste schaltbare Radpaarung (RP1), eine erste Schaltelementebene (SE1), die zweite schaltbare Radpaarung (RP2), die dritte schaltbare Radpaarung (RP3), die fünfte schaltbare Radpaarung (RP5), eine zweite Schaltelementebene (SE2), die sechste schaltbare Radpaarung (RP6), die siebte schaltbare Radpaarung (RP7) in der genannten Reihenfolge nacheinander angeordnet sind, wobei die dritte und die vierte schaltbare Radpaarung (RP3, RP4) in der selben axialen Radebene (RE3) angeordnet sind.

Description

Hybrid-Antriebsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Hybrid-Antriebsvorrichtung mit einem Verbrennungsmotor, einer elektrischen Maschine und einem Getriebe nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Hybrid-Antriebsvorrichtungen sind aus der DE 102012 009484 B3, der FR 2 859 141 A1 , der DE 102017 112 868 B3, der US 2017/0 305258 A1 und der DE 102016 013 477 A1 bekannt.
Ferner beschreibt beispielsweise die DE 102013210013 A1 eine solche Hybrid- Antriebsvorrichtung, bei welcher die elektrische Maschine sowohl mit der Eingangswelle des Getriebes, jedoch auf der dem Verbrennungsmotor abgewandten Seite einer Trennkupplung verbunden werden kann, was gängigerweise auch als P2 -Anbindung bezeichnet wird, als auch mit einer als Abtriebswelle dienenden Vorgelegewelle, was wiederum als P3-Anbindung bezeichnet wird. Der Aufbau weist dabei vier Radebenen für vier einzelne Gänge auf. Die elektrische Maschine ist mit zwei Losrädern auf der Eingangswelle verbunden, welche ihrerseits mit jeweils einem weiteren Losrad auf der Vorgelegewelle eine Radpaarung ausbilden. Die elektrische Maschine lässt sich somit in der oben beschriebenen Art alternativ mit der Eingangswelle des Getriebes oder dessen Vorgelegewelle bzw. Abtriebswelle entsprechend koppeln.
Der Aufbau ist dabei bezogen auf die mögliche Zahl der Gangstufen relativ groß, vor allem auch in axialer Richtung, also in der entlang der Eingangswelle des Getriebes verlaufenden Richtung. Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine verbesserte Hybrid- Antriebsvorrichtung anzugeben, welche vor allem in axialer Richtung sehr kompakt baut, und welche darüber hinaus in der Lage ist, im Hybrid-Modus ohne vollständige Zugkraftunterbrechung zu schalten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Hybrid-Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.
Die Hybrid-Antriebsvorrichtung umfasst neben dem Verbrennungsmotor eine elektrische Maschine sowie ein Getriebe. Das Getriebe umfasst eine Eingangswelle und wenigstens zwei Vorgelegewellen. Dabei sind sieben schaltbare Radpaarungen mit jeweils einem koaxial zu der Eingangswelle angeordneten Zahnrad vorgesehen. Unter einer Radpaarung im Sinne der Erfindung sind dabei zwei in Eingriff stehende Zahnräder zu verstehen, wobei eines von beiden koaxial zu der Eingangswelle und das andere der beiden koaxial zu einer der Vorgelegewellen angeordnet ist. Die beiden Zahnräder der Radpaarung sind in einer senkrecht zur Drehachse der Eingangswelle stehenden Radebene angeordnet. In der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung umfasst eine erste der Radpaarungen zwei Losräder, eines auf der Eingangswelle und eines auf der ersten Vorgelegewelle. Die elektrische Maschine ist derart an diese erste Radpaarung angebunden, dass Drehmomente ausgehend von der elektrischen Maschine über die erste Radpaarung in das Getriebe eingeleitet werden können. Durch die Ausgestaltung der ersten Radpaarung über zwei Losräder ist dabei sowohl eine P2- Anbindung als auch eine P3-Anbidnung möglich.
Ferner sind in einer axiale Richtung gesehen, die hier immer auf die Drehachse der Eingangswelle bezogen ist, die erste schaltbare Radpaarung, eine erste Schaltelementeebene, die zweite schaltbare Radpaarung, die dritte schaltbare Radpaarung, die fünfte schaltbare Radpaarung, eine zweite Schaltelementebene, die sechste schaltbare Radpaarung, die siebte schaltbare Radpaarung in der genannten Reihenfolge nacheinander angeordnet sind, wobei die dritte und die vierte schaltbare Radpaarung in der selben axialen Radebene angeordnet sind. Dabei ist unter einem Schaltelement eine Vorrichtung zu verstehen, welche zum drehfesten Verbinden eines Losrades einer Radpaarung mit seiner es tragenden Welle vorgesehen ist, wobei das Schaltelement zumindest eine Schiebemuffe und eine Klauenverzahnung sowie in einer vorteilhaften Ausgestaltung ferner eine Synchronisiervorrichtung umfasst. Zwei benachbarte und koaxial zueinander angeordnete Schaltelemente können sich vorteilhaft ein und dieselbe Schiebemuffe teilen. Eine Schaltelementebene ist dabei eine Ebene, die senkrecht zu der Drehachse der Eingangswelle angeordnet ist und zumindest zwei Schaltelemente schneidet, wobei die zumindest zwei Schaltelemente koaxial zu unterschiedlichen Wellen angeordnet sind, wobei unter den Wellen die Eingangswelle, die erste Vorgelegewelle und die zweite Vorgelegewelle verstanden werden. Damit, dass eine Schaltelementebene ein Schaltelement „umfasst“ ist gemeint, dass diese Schaltelementebene zumindest einen Teil dieses Schaltelementes schneidet. Analog dazu ist eine Abtriebsradebene eine senkrecht zu der Drehachse der Eingangswelle angeordnete Ebene, welche die drehfest auf den Vorgelegewellen angeordneten Abtriebsräder umfasst. Drehfest verbunden im Sinne der Erfindung bedeutet dabei, dass die so verbundenen Elemente koaxial zueinander angeordnet sind und mit derselben Winkelgeschwindigkeit bzw. Drehzahl umlaufen.
Die erfindungsgemäße Hybrid-Antriebsvorrichtung mit sieben Gangstufen nutzt also eine geschickte Anordnung der Radebenen und der Schaltelementeebenen zusammen mit einer Doppelradebene für einen sehr kompakten Aufbau, vor allem in axialer Richtung. Eine Doppelradebene bezeichnet dabei eine senkrecht zur axialen Richtung stehende Ebene in welcher zwei Radpaarungen angeordnet sind, welche sich ein Zahnrad teilen. Durch die spezielle Radsatzarchitektur ist ein Aufbau des Getriebes in der Hybrid- Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung bei sehr geringen Kosten möglich. Außerdem ist, trotz des einfachen Aufbaus, die volle Funktionalität und ein hoher Komfort bei den Schaltungen gegeben, insbesondere kann ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet werden.
Die erste Radpaarung ist dabei gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung der Erfindung entlang der Eingangswelle von der Trennkupplung aus gesehen in der letzten Radebene angeordnet, wobei die elektrische Maschine in axialer Richtung die Trennkupplung überlappt. Mit der axialen Richtung ist die Richtung der Drehachse der Eingangswelle gemeint. Die überlappende Anordnung im Sinne der Erfindung bedeutet dabei, dass die genannten Elemente in derselben axialen Ebene liegen können oder aber vorzugsweise in axialer Richtung in dieselbe axiale Ebene hineinragen. Mit einer axialen Ebene steht dabei eine auf der Drehachse der Eingangswelle senkrecht stehende Ebene gemeint.
Die Hybrid-Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung kann dabei vorzugsweise auf eine anfahrfähige Trennkupplung sowie insbesondere auch auf einen mechanischen Rückwärtsgang verzichten. Hierdurch lässt sich der Durchmesser der Trennkupplung entsprechend gering auslegen, sodass diese platzsparend überlappend zu der elektrischen Maschine und gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung hierzu auch überlappend zu den zwei Abtriebsrädern auf den zwei Vorgelegewellen angeordnet sein kann.
In einem Hybrid-Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung ist es dann möglich, dass diese zusammen mit einer weiteren rein elektrisch angetriebenen Achse zum Antrieb einer über die Hybrid-Antriebsvorrichtung angetriebenen Achse eingesetzt wird. Anfahrvorgänge sowie eine Rückwärtsfahrt können dann rein elektrisch mit einer oder auch beiden elektrischen Maschinen, also der der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung und der der weiteren rein elektrisch angetriebenen Achse, realisiert werden. Die Schaltungen innerhalb des Getriebes können für den Fall des Antriebs über den Verbrennungsmotor oder den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine ohne Lastunterbrechung erfolgen, indem die elektrische Maschine in der P3- Anbindung während der Schaltung die Drehzahlen und Drehmomente entsprechend ausgleicht bzw. stützt.
Die spezielle Radsatzarchitektur der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung kann es dabei ferner vorsehen, dass die erste Radpaarung ein koaxial zu der Eingangswelle angeordnetes erstes Zahnrad und ein koaxial zu der ersten Vorgelegewelle angeordnetes zweites Zahnrad umfasst, die dritte Radpaarung ein koaxial zu der Eingangswelle angeordnetes fünftes Zahnrad und ein koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle angeordnetes sechstes Zahnrad umfasst und die vierte Radpaarung ein koaxial zu der Eingangswelle angeordnetes siebtes Zahnrad und ein koaxial zu der ersten Vorgelegewelle angeordnetes achtes Zahnrad umfasst. Diese Anordnung trägt zu den oben genannten Vorteilen bei, insbesondere wenn es gemäß einerweiteren sehr günstigen Ausgestaltung der Erfindung ergänzend vorgesehen ist, dass die erste Schaltelementebene zumindest ein koaxial zu der ersten Vorgelegewelle angeordnetes drittes Schaltelement und ein koaxial zu der Eingangswelle angeordnetes erstes Schaltelement umfasst, und dass die zweite Schaltelementebene zumindest ein koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle angeordnetes sechstes Schaltelement und ein koaxial zu der ersten Vorgelegewelle angeordnetes siebtes Schaltelement umfasst.
Als weitere vorteilhafte Ergänzung dieser Ausführungsform kann es dann außerdem noch vorgesehen sein, dass das erste Schaltelement zur drehfesten Verbindung des ersten Zahnrades mit der Eingangswelle vorgesehen ist, das dritte Schaltelement zur drehfesten Verbindung des zweiten Zahnrades mit der ersten Vorgelegewelle vorgesehen ist, das vierte Schaltelement zur drehfesten Verbindung des siebten Zahnrades mit der ersten Vorgelegewelle vorgesehen ist und das fünfte Schaltelement zur drehfesten Verbindung des sechsten Zahnrads mit der zweiten Vorgelegewelle vorgesehen ist.
Vorzugsweise können dabei das vierte Schaltelement und das dritte Schaltelement und/oder das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement jeweils als Schaltelemente mit einer gemeinsamen Schiebemuffe ausgebildet sind. Damit wird das Getriebe bezüglich der Aktuatorik noch günstiger und nochmals kompakter in seinem Aufbau.
Eine sehr günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung kann darüber hinaus vorsehen, dass die siebte Radpaarung eine zugehörige reine Radebene bildet. Dabei ist unter einer reinen Radebene eine senkrecht auf der Drehachse der Eingangswelle stehende Ebene zu verstehen die nur eine Radpaarung, nicht jedoch ein Schaltelement schneidet. Auch dies trägt zur kompakten Ausgestaltung bei.
Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung der Hybrid-Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung kann es ferner vorsehen, dass die fünfte und die sechste Radebene jeweils ein Festrad koaxial zur Eingangswelle umfassen. Das dann jeweils als Abtriebsrad dienende Losrad der entsprechenden Radpaarungen in diesen Radebenen sitzt dann koaxial zu der einen der Vorgelegewellen und das andere Losrad koaxial zu der anderen der Vorgelegewellen. Welches dabei auf der ersten und der zweiten Vorgelegewelle sitzt, spielt im Wesentlichen keine Rolle, da in beiden Fällen der freie Bauraum auf der jeweils anderen der Vorgelegewellen in der fünften Radebene dann durch ein Schaltelement genutzt werden kann, um den kompakten axialen Aufbau zu unterstützten.
Eine weitere vorteilhafte Variante der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung kann es auch vorsehen, dass jeweils ein Zahnrad der dritten Radebene, also der Doppelradebene, und ein Zahnrad der zweiten Radebene oder der vierten Radebene koaxial zu der einen der Vorgelegewelle und zwar direkt benachbart zueinander angeordnet sind. Unter direkt benachbart ist dabei eine Anordnung zu verstehen, bei welcher kein Schaltelement und kein anderes Zahnrad auf derselben Welle zwischen den beiden direkt benachbarten Elementen angeordnet ist. Die Anordnung gemäß dieser Ausgestaltung erlaubt es, den Bauraum für Schaltelemente auf der Vorgelegewelle wechselseitig so zu nutzen, dass diese, insbesondere mit einer gemeinsamen Schiebemuffe, zu weiteren benachbarten Schaltelementen oder Zahnrädern sehr platzsparend positioniert werden können.
Gemäß einerweiteren sehr günstigen Variante der Hybrid-Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass in axialer Richtung zwischen der ersten Schaltelementeebene und der zweiten Radebene eine weitere Schaltelementeebene ausgebildet ist. Diese weitere Schaltelementeebene, welche auch als dritte Schaltelementeebene bezeichnet werden könnte, umfasst das zweite Schaltelement und das vierte Schaltelement, wobei das vierte Schaltelement koaxial zu der einen der Vorgelegewellen und das zweite Schaltelement koaxial zu der Eingangswelle angeordnet ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher dargestellt sind.
Dabei zeigen: Fig. 1 eine erste mögliche Variante der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung; Fig. 2 eine zweite mögliche Variante der erfindungsgemäßen Hybrid- Antriebsvorrichtung;
Fig. 3 eine dritte mögliche Variante der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung; und
Fig. 4 eine vierte mögliche Variante der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsvorrichtung.
In den Figuren ist schematisch jeweils eine Hybrid-Antriebsvorrichtung 101, 102, 103,
104 in einem möglichen erfindungsgemäßen Aufbau dargestellt. Die Radsatzpläne, welche zur Darstellung des darin verbauten 7-Gang-Getriebes dienen, sind dabei weder maßstäblich zu verstehen noch liegen alle Bauteile zwingend in der Blattebene, in der sie dargestellt sind. Auch die dargestellten Größenordnungen der Komponenten zueinander müssen dabei nicht dem realen Aufbau entsprechen.
Figur 1 zeigt eine erste Variante der Hybrid-Antriebsvorrichtung 101, welche einerseits einen Verbrennungsmotor 2 und andererseits ist eine elektrische Maschine 3 umfasst. Der Verbrennungsmotor 2 ist über eine Trennkupplung 4 mit einer Eingangswelle 5 eines Getriebes der Hybrid-Antriebsvorrichtung 1 direkt verbunden. Die direkte Verbindung kann dabei optional eine Einrichtung 6 zur Tilgung und/oder Dämpfung von Drehschwingungen, beispielsweise ein Zweimassenschwungrad, zwischen einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 2 und der Trennkupplung 4 umfassen, sodass „direkt“ hier in der Art zu verstehen ist, dass keine weiteren Getriebeelemente wie Kupplungen, Übersetzungen oder dergleichen zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 2 und der Trennkupplung 4 angeordnet sind.
In axialer Richtung a der Drehachse der Eingangswelle 5 folgen von der Trennkupplung 4 aus gesehen sieben Radpaarungen, nämlich eine erste schaltbare Radpaarung RP1 bis zu einer siebten schaltbaren Radpaarung RP7. Diese sieben Radpaarungen RP1 bis RP7 teilen sich dabei sechs Radebenen, nämlich eine erste Radebene RE1 bis zu einer sechsten Radebene RE6. In der Hybrid-Antriebsvorrichtung 101 sind dabei auf der Eingangswelle 5 fünf als Festräder ausgebildete Zahnräder, nämlich ein drittes Zahnrad Z3, ein fünftes Zahnrad Z5, ein achtes Zahnrad Z8, ein zehntes Zahnrad Z10 und ein zwölftes Zahnrad Z12, angeordnet sowie in der von der Trennkupplung 4 in axialer Richtung a aus gesehen am letzten angeordneten Radebene, hier der ersten Radebene RE1, ein erstes Zahnrad Z1 mit einem zugehörigen ersten Schaltelement S1. Jeweils parallel zu der Eingangswelle 5 sind zwei Vorgelegewellen, nämlich eine erste Vorgelegewelle V1 und eine zweite Vorgelegewelle V2, angeordnet. Beide Vorgelegewellen V1, V2 weisen in einer Abtriebsradebene AE Abtriebsräder 7, 8 auf, welche ihrerseits beispielsweise mit einem hier nicht dargestellten Differentialrad, nämlich einem Eingangszahnrad eines Differentialgetriebes, direkt oder über wenigstens ein zwischengeordnetes Getriebeelement kämmen. Ein erstes Abtriebsrad 7 der Abtriebsräder 7, 8 ist dabei drehfest mit der ersten Vorgelegewelle V1 verbunden, und ein zweites Abtriebsrad 8 der Abtriebsräder 7, 8 ist dabei drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle V2 verbunden.
Die erste Radpaarung RP1 ist dabei die in axialer Richtung a von der Trennkupplung 4 aus gesehen letzte Radpaarung RP1 und damit in der in dieser Richtung gesehen letzten Radebene RE1 angeordnet. Sie umfasst das erste Zahnrad Z1, welches als Losrad auf der Eingangswelle 5 ausgebildet ist, und ein zweites Zahnrad Z2, welches ebenfalls als Losrad ausgebildet ist und koaxial zu der ersten Vorgelegewelle V1 angeordnet ist. Das erste Zahnrad Z1 ist wie bereits erwähnt über das erste Schaltelement S1 drehfest mit der Eingangswelle 5 verbindbar, das zweite Zahnrad Z2 ist über ein drittes Schaltelement S3 mit der ersten Vorgelegewelle V1 bei Bedarf drehfest verbindbar. Die Anbindung der elektrischen Maschine 3 erfolgt dann über ein Ritzel 9, welches drehfest mit einer Rotorwelle 10 der elektrischen Maschine 3 verbunden ist, an der ersten Radpaarung RP1. Dazu kämmt das Ritzel 9, wie es in der Darstellung der Figur 1 durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, mit dem zweiten Zahnrad Z2 der ersten Radpaarung RP1. Alternativ kann das Ritzel 9 auch mit dem ersten Zahnrad Z1 kämmen. Vorteilhaft ist zwischen dem Ritzel 9 und dem jeweiligen Zahnrad Z2, Z1 ein Zwischenrad bzw. eine Zwischenwelle angeordnet.
Damit kann Drehmoment von der elektrischen Maschine 3 in das Getriebe eingeleitet werden. Je nach Stellung der Schaltelemente S1, S3 lässt sich dabei eine sogenannte P2-Anbindung realisieren, bei welcher die elektrische Maschine 3 über das Ritzel 9 und das lose auf der ersten Vorgelegewelle V1 umlaufende zweite Zahnrad Z2 der ersten Radpaarung RP1 und das mit der Eingangswelle 5 über das erste Schaltelement S1 gekuppelte erste Zahnrad Z1 auf die Eingangswelle 5, und zwar auf der dem Verbrennungsmotor 2 abgewandten Seite der Trennkupplung 4, wirkt. Je nach Schaltstellung innerhalb des Getriebes erfolgt dann ein Abtrieb über die erste Vorgelegewelle V1 und deren erstes Abtriebsrad 7 oder die zweite Vorgelegewelle V2 und deren zweites Abtriebsrad 8.
Alternativ dazu wird der Aufbau zu einer sogenannten P3-Anbindung umgeschaltet, in dem bei geöffnetem erstem Schaltelement S1 und dementsprechend auf der Eingangswelle 5 umlaufendem ersten Zahnrad Z1 und mit der ersten Vorgelegewelle V1 über das dritte Schaltelement S3 gekoppeltem zweitem Zahnrad Z2 der ersten Radpaarung PR1 die erste Vorgelegewelle V1 und damit ihr erstes Abtriebsrad 7 direkt angetrieben wird.
Bei neutral geschaltetem Getriebe, wenn also keines der Losräder gekoppelt ist, kann mittels der elektrischen Maschine 3 der Verbrennungsmotor 2 gestartet werden, oder der Verbrennungsmotor 2 treibt die elektrische Maschine 3 als Generator an.
Die elektrische Maschine 3 ist dabei in axialer Richtung a überlappend zu der Trennkupplung 4 angeordnet. Dies ermöglicht einen außerordentlich kompakten Aufbau, bei dem die elektrische Maschine 3 durch die Anbindung an die letzte Radebene, nämlich an die erste Radebene RE1, in axialer Richtung a von der Trennkupplung 4 aus gesehen und ihre gleichzeitige axiale Überlappung der Trennkupplung 4, also ein Hineinragen in die senkrecht zur axialen Richtung a stehende Ebene der Trennkupplung 4 einen außerordentlich kompakten Aufbau gewährleistet. Alternativ dazu und in den Figuren nicht dargestellt könnte die Trennkupplung 4 auch in axialer Richtung a überlappend mit den Abtriebsrädern 7, 8 ausgebildet sein, sie würde also in die Abtriebsradebene AE hineinragen. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die Trennkupplung 4 als nicht anfahrfähige Trennkupplung 4 ausgebildet ist, da ihr Durchmesser dann ausreichend klein für eine derartige Anordnung gewählt werden kann. Aufgrund der Hybridisierung der Hybrid-Antriebsvorrichtung 101 sowie auch der nachfolgend noch dargestellten Varianten 102, 103 und 104 ist dies unproblematisch, da über die elektrische Maschine 3 der Anfahrvorgang auch bei einer nicht anfahrfähigen Trennkupplung 4 einfach realisiert werden kann.
In axialer Richtung a, dieses Mal von der ersten Radebene RE1 mit der ersten Radpaarung RP1 in Richtung der Trennkupplung 4, folgt auf die erste Radpaarung RP1 die zweite Radpaarung RP2 mit dem dritten Zahnrad Z3, welches als Festrad auf der Eingangswelle 5 ausgebildet ist. Ein viertes Zahnrad Z4 auf der zweiten Vorgelegewelle V2 bildet dabei das weitere Zahnrad der zweiten Radpaarung RP2, also deren Abtriebsrad. Über ein zweites Schaltelement S201 lässt sich dieses als Losrad ausgebildete vierte Zahnrad Z4 bei Bedarf mit der zweiten Vorgelegewelle V2 koppeln.
In axialer Richtung im Anschluss an die zweite Radebene RE2 folgt dann die dritte Radebene RE3. Sie umfasst ein koaxial auf der Eingangswelle 5 als Festrad ausgebildetes fünftes Zahnrad Z5. Dieses kämmt in der dritten Radpaarung RP3 mit einem sechsten Zahnrad Z6 als Losrad auf der zweiten Vorgelegewelle V2, schaltbar mit einem fünften Schaltelement S501. In dieser dritten Radebene RE3, welche als Doppelradebene ausgebildet ist, befindet sich dann auch die vierte Radpaarung RP4, welche aus einer Kombination des als Festrad ausgebildeten fünften Zahnrads Z5 und einem als Losrad ausgebildeten siebten Zahnrads Z7 auf der ersten Vorgelegewelle V1 ausgebildet ist. Über ein viertes Schaltelement S401, welches mit dem dritten Schaltelement S3 über eine gemeinsame Schiebemuffe schaltbar ist, lässt sich dieses siebte Zahnrad Z7 bei Bedarf drehfest mit der ersten Vorgelegewelle V1 verbinden. Im Anschluss an diese als Doppelradebene ausgebildete dritte Radebene RE3 folgt dann eine vierte Radebene RE4, welche mit einem achten Zahnrad Z8 als Festrad auf der Eingangswelle 5 und einem als Losrad ausgebildeten neunten Zahnrad Z9 auf der ersten Vorgelegewelle V1 ausgebildet ist. Das zugehörige siebte Schaltelement S701 kann das neunte Zahnrad 9 bei Bedarf drehfest mit der ersten Vorgelegewelle V1 verbinden. Die beiden Zahnräder Z8 und Z9 bilden dabei die fünfte Radpaarung RP5.
Auf der axial benachbarten fünften Radebene RE5 ist dann die sechste Radpaarung RP6 ausgebildet. Sie umfasst ein zehntes Zahnrad Z10, welches als Festrad auf der Eingangswelle 5 ausgebildet ist, sowie ein elftes Zahnrad Z11, welches als Losrad auf der zweiten Vorgelegewelle V2 ausgebildet ist. Ein ihm zugeordnetes selchstes Schaltelement S6 kann zusammen mit dem fünften Schaltelement S501 wiederum mit einer gemeinsam genutzten Schiebemuffe betätigt werden.
Die erste Radebene RE1 und die sechste Radebene RE 6 bilden in diesem Aufbau der Antriebsvorrichtung 101 sogenannte reine Radebenen. In diesen Radebene befindet sich kein Schaltelement, sondern lediglich Zahnräder. Bei der siebten Radpaarung RP7 sind dies das zwölfte Zahnrad Z12 und das dreizehnte Zahnrad Z13. Das zwölfte Zahnrad Z12 ist dabei als Festrad auf der Eingangswelle 5 ausgebildet, das dreizehnte Zahnrad Z13 als Losrad auf der ersten Vorgelegewelle V1. Es ist über ein achtes Schaltelement S8 bei Bedarf mit dieser Vorgelegewelle V1 drehfest verbindbar.
An diese sechste Radebene RE6 schließt sich dann die oben bereits angesprochene Abtriebsradebene AE an, in welcher zumindest die beiden Abtriebsräder 7, 8 der Vorgelegewellen V1, V2 liegen, und in welcher insbesondere - jedoch ohne dass dies hier dargestellt ist - auch die Trennkupplung 4 angeordnet sein kann. Die elektrische Maschine 3 überlappt diese Abtriebsradebene AE sowie die Trennkupplung 4 in axialer Richtung a.
Zwischen den Radebenen RE1 und RE2 liegt dann eine erste Schaltelementebene SE1 mit dem koaxial zur ersten Vorgelegewelle V1 angeordneten dritten Schaltelement S3 und dem koaxial zur Eingangswelle 5 angeordneten ersten Schaltelement S1. Eine zweite Schaltelementebene SE2 liegt zwischen der vierten Radebene RE4 und der fünften Radebene RE5 und umfasst das siebte Schaltelement S701 sowie das sechste Schaltelement S6, während das vierte Schaltelement S401 in der zweiten Radebene RE2 und das fünfte Schaltelement S501 in der vierten Radebene RE4 sowie das achte Schaltelement S8 in der fünften Radebene RE5 angeordnet sind. Das Getriebe der Hybrid-Antriebsvorrichtung 1 kann dabei so ausgestaltet sein, dass es als Siebenganggetriebe ohne mechanischen Rückwärtsgang genutzt wird. Insbesondere erfolgt eine Rückwärtsfahrt also über die elektrische Maschine 3. Diese kann auch für das Anfahren genutzt werden, um mit einer entsprechend kleinen Trennkupplung 4 auszukommen, welche in diesem Fall nicht anfahrfähig sein muss, wie bereits erwähnt.
Die erste Radebene RE1, die vierte Radebene RE4 und die sechste Radebene RE6 haben dabei ihre jeweilige Radpaarung RP1, RP5 und RP7 von der Eingangswelle 5 zur ersten Vorgelegewelle V1, die zweite Radpaarung RP2 in der zweiten Radebene RE2 und die sechste Radpaarung RP6 in der fünften Radebene RE5 zur anderen Vorgelegewelle V2. Die Doppelradebene in der dritten Radebene RE3 übersetzt zu beiden Vorgelegewellen V1, V2 hin beispielsweise die sechste und siebte Gangstufe.
Die Übersetzungen können dabei so ausgebildet sein, dass der erste Gang über die sechste Radpaarung RP6 in der fünften Radebene RE5 realisiert wird, der zweite Gang über die fünfte Radpaarung RP5 in der vierten Radebene RE4, der dritte Gang über die erste Radpaarung RP1 in der ersten Radebene RE1 und der vierte oder fünfte Gang wechselseitig über die zweite Radpaarung RP2 in der zweiten Radebene RE2 oder über die siebte Radpaarung RP7 in der sechsten Radebene RE6. Der sechste und der siebte Gang ließen sich dann jeweils über die Doppelradebene RE3 realisieren, beispielsweise der sechste Gang über die dritte Radpaarung RP3 und der siebte Gang über die vierte Radpaarung RP4.
Eine Alternative zu der eben beschriebenen Anordnung der Übersetzung könnte es auch sein, bei einer weiterhin gegeben Doppelnutzung der Doppelradebene RE3 für den sechsten und siebten Gang, den vierten Gang über die erste Radpaarung RP1 in der ersten Radebene RE1 zu realisieren und die zweite Radpaarung RP2 in der zweiten Radebene RE2 für den zweiten, dritten oder fünften Gang zu nutzen, die fünfte Radpaarung RP5 in der vierten Radebene RE4 für den ersten oder zweiten Gang sowie die sechste Radpaarung RP6 in der fünften Radebene RE5 für den ersten, den zweiten oder dritten Gang. Dementsprechend müsste die siebte Radpaarung RP7 in der Radebene RE6 dann wechselweise für die Gänge eins, zwei, drei oder fünf eingesetzt werden.
Ein konkretes Ausführungsbeispiel hiervon könnte es beispielsweise vorsehen, den ersten Gang über die sechste Radpaarung RP6 in der fünften Radebene RE5, den zweiten Gang über die fünfte Radpaarung RP5 in der vierten Radebene RE4, den dritten Gang über die siebte Radpaarung RP7 in der Radebene RE 6, den vierten Gang über die erste Radpaarung RP1 in der ersten Radebene RE1, den fünften Gang über die zweite Radpaarung RP2 in der zweiten Radebene RE2 und den sechsten Gang und den siebten Gang über die Radpaarungen RP3 und RP4 der Doppelradebene RE3 umzusetzen, beispielsweise den sechsten Gang über die dritte Radpaarung RP3 und den siebten Gang über die vierte Radpaarung RP4.
In der Darstellung der Figur 2 ist eine alternative Variante der Hybrid-Antriebsvorrichtung 102 dargestellt. Der Unterscheid einerseits besteht darin, dass das zweite Schaltelement von der zweiten Vorgelegewelle V2 zu der Eingangswelle 5 wechselt und jetzt mit S202 bezeichnet ist. Die zweite Radpaarung RP2 besitzt nun also als drittes Zahnrad Z3 anstelle des Festrads auf der Eingangswelle 5 dort ein Losrad und koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle V2 dementsprechend das vierte Zahnrad Z4 als ein Festrad.
Das erste Schaltelement S1 und das zweite Schaltelement S202 in dieser Ausführungsvariante können nun ebenso wie das dritte Schaltelement S3 und das vierte Schaltelement S401, was auch schon zuvor so war, als eine Art Doppelschaltelement mit einer gemeinsamen Schiebemuffe ausgebildet sein. Dies spart Aufwand hinsichtlich der Ansteuerung und der Aktuatorik. Bei dieser Ausführungsvariante wird eine weitere Schaltelementeebene SE3 geschaffen, welche zwischen die erste Schaltelementeebene SE1 und die zweite Radebene RE2 in der eingangs beschriebenen Reihenfolge zwischengeschoben ist. Der weitere Aufbau der Hybrid-Antriebsvorrichtung 102 ist analog zum bereits beschriebenen Aufbau der Hybrid-Antriebsvorrichtung 101 der vorhergehenden Figur.
Die Nutzung der einzelnen Radpaarungen RP1 bis RP7 und der entsprechenden Radebenen RE1 bis RE6 für die entsprechenden Übersetzungen können dabei wiederum analog zur Ausführungsvariante der Hybrid-Antriebsvorrichtung 101 in Figur 1 auch bei dieser Ausführungsvariante der Hybrid-Antriebsvorrichtung 102 umgesetzt werden. Auch hier kann also die Doppelradebene RE3 mit ihren beiden Radpaarungen RP3 und RP4 für die sechste und siebte Gangstufe eingesetzt werden. Die weiteren Radebenen RE1 bis RE6 und Radpaarungen RP1 bis RP7 werden wieder analog zur oben bereits beschriebenen Ausführungsvariante 101 aus Figur 1 möglich. Dabei lassen sich beide in der Hybrid-Antriebsvorrichtung 102 beide oben beschreiben Möglichkeiten der Übersetzungen ebenso wie das konkrete Ausführungsbeispiel analog nutzen.
In der in Figur 3 dargestellten Variante 103 der Hybrid-Antriebsvorrichtung 103 ist es so, dass die zweite Radpaarung RP2 nicht mehr zur zweiten Vorgelegewelle V2 hin abtreibt, sondern zur ersten Vorgelegewelle V1. Dann folgt die Doppelradebene RE3 mit den Radpaarungen RP3 und RP4, wie bisher auch. In der vierten Radebene RE4 ist der Aufbau dann umgekehrt. Anstatt wie bisher über die fünfte Radpaarung RP5 auf die erste Vorgelegewelle V1 zu treiben, wechselt der Abtrieb hier auf die zweite Vorgelegewelle V2. Vergleichbares gilt auch für die beiden weiteren Radpaarungen RP6 und RP7, welche ebenfalls auf die jeweils andere Vorgelegewelle V1, V2 als in den bisherigen Varianten der Hybrid-Antriebsvorrichtung 101, 102 treiben. Das bisherige vierte Schaltelement wandert dementsprechend in axialer Richtung der ersten Vorgelegewelle V1 auf die andere Seite der Doppelradebene und ist hier nun mit S402 bezeichnet. Das siebte Schaltelement wandert von der ersten auf die zweite Vorgelegewelle und ist hier nun mit S702 entsprechend bezeichnet. Die Schaltelemente S6 und S8 bleiben weitgehend an ihren Stellen, sind durch den neuen Aufbau jedoch in axialer Richtung entlang der Vorgelegewellen entsprechend verschoben.
Ein weiterer Aspekt betrifft das fünfte Schaltelement S501 zur drehfesten Verbindung des als Losrad ausgebildeten sechsten Zahnrads Z6 der dritten Radpaarung RP3 mit der zweiten Vorgelegewelle V2. Dies wandert auf die in axialer Richtung andere Seite des Zahnrads Z6 und wird in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel axial in die erste Schaltelementeebene SE1 verschoben.
Diese Variante der Hybrid-Antriebsvorrichtung 103 erlaubt nun eine Doppelnutzung der Doppelradebene RE3 mit den Radpaarungen RP3 und RP4 für den fünften und sechsten Gang. So kann der Aufbau beispielsweise Übersetzungen in der Art aufweisen, dass die fünfte Radpaarung RP5 in der vierten Radebene RE4 sowie wechselweise die sechste Radpaarung RP6 in der fünften Radebene RE5 die Gänge eins und zwei bereitstellt. Der dritte Gang lässt sich wieder über die erste Radpaarung RP1 realisieren. Der vierte Gang und der siebte Gang lassen sich wechselweise entweder über die zweite Radpaarung RP2 oder die siebte Radpaarung RP7 realisieren, während über die beiden Radpaarungen RP3 und RP4 der Doppelradebene RE3 der fünfte Gang und der sechste Gang umgesetzt werden.
In der Darstellung der Figur 4 ist eine weitere Variante der Hybrid-Antriebsvorrichtung 104 dargestellt. Diese Variante der Hybrid-Antriebsvorrichtung 104 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Variante der Hybrid-Antriebsvorrichtung 103 lediglich dadurch, dass das in der Variante 103 als S502 bezeichnete fünfte Schaltelement, welches dort in der ersten Schaltelementeebene SE1 angeordnet war, nunmehr als fünftes Schaltelement 503 bezeichnet ist und in die zweite Radebene RE2 auf der zweiten Vorgelegewelle V2 axial verschoben angeordnet ist. Ansonsten entspricht der Aufbau dem in der zuvor beschriebenen Variante.
Die Gänge in dieser Variante der Hybrid-Antriebsvorrichtung 104 ließen sich nun beispielsweise so realisieren, dass die sechste Radpaarung RP6 in der Radebene RE5 und die fünfte Radpaarung RP5 in der vierten Radebene RE4 wechselweise den ersten oder zweiten Gang ausbilden, während die zweite Radpaarung RP2 in der zweiten Radebene RE2 und die siebte Radpaarung RP7 in der sechsten Radebene RE6 wechselweise die Gänge drei und sieben ausbilden. Über die erste Radpaarung RP1 in der ersten Radebene RE1 ließe sich dann der vierte Gang realisieren, während die beiden Radpaarungen RP3 und RP4 in der als Doppelradebene genutzten Radebene RE3 den fünften und den sechsten Gang ausbilden könnten.
Alle Varianten der Hybrid-Antriebsvorrichtung 101, 102, 103, 104 gemäß den Figuren 1 bis 4 erlauben es dabei, sieben Gänge ohne einen mechanischen Rückwärtsgang zu realisieren. Die Hybrid-Antriebsvorrichtung 101, 102, 103, 104 kann vorzugsweise zum Antrieb einer ersten angetriebenen Achse eines Fahrzeugs eingesetzt werden, bei welchem eine zweite angetriebene Achse rein elektrisch angetrieben ist. Das Fahrzeug könnte dann prinzipiell über weitere angetriebene oder nicht angetriebene Achsen verfügen, wobei der Aufbau als Pkw typischerweise zwei Achsen vorsieht. Ein solcher Hybrid-Pkw ist dabei der bevorzugte, nicht jedoch ausschließliche Einsatzzweck der Hybrid-Antriebsvorrichtung 101, 102, 103, 104.

Claims

Patentansprüche
1. Hybrid-Antriebsvorrichtung (101, 102, 103,104) mit einem Verbrennungsmotor (2), einer elektrischen Maschine (3) und einem Getriebe, wobei das Getriebe eine Eingangswelle (5) und wenigstens eine erste Vorgelegewelle (V1) und eine zweite Vorgelegewelle (V2) aufweist, wobei der Verbrennungsmotor (2) über eine Trennkupplung (4) mit der Eingangswelle (5) direkt koppelbar ist, wobei sieben schaltbare Radpaarung, nämlich eine erste schaltbare Radpaarung (RP1) eine zweite schaltbare Radpaarung (RP2), eine dritte schaltbare Radpaarung (RP3), eine vierte schaltbare Radpaarung (RP4), eine fünfte schaltbare Radpaarung (RP5), eine sechste schaltbare Radpaarung (RP6) und eine siebte schaltbare Radpaarung (RP7), mit jeweils einem koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordneten Zahnrad (Z1, Z3, Z5, Z8, Z10, Z12) vorgesehen sind, wobei die erste Radpaarung (RP1) ein als Losrad ausgebildetes und koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordnetes erstes Zahnrad (Z1) und ein als Losrad ausgebildetes und koaxial zu der ersten Vorgelegewelle (V1) angeordnetes zweites Zahnrad (Z2) aufweist, wobei die elektrische Maschine (3) derart an die erste Radpaarung (RP1) angebunden ist, dass Drehmomente, ausgehend von der elektrischen Maschine (3) über die erste Radpaarung (RP1) in das Getriebe eingeleitet werden können, wobei in einer axialen Richtung (a) gesehen die erste schaltbare Radpaarung (RP1), eine erste Schaltelementebene (SE1), die zweite schaltbare Radpaarung (RP2), die dritte schaltbare Radpaarung (RP3), die fünfte schaltbare Radpaarung (RP5), eine zweite Schaltelementebene (SE2), die sechste schaltbare Radpaarung (RP6), die siebte schaltbare Radpaarung (RP7) in der genannten Reihenfolge nacheinander angeordnet sind, wobei die dritte und die vierte schaltbare Radpaarung (RP3, RP4) in der selben axialen Radebene (RE3) angeordnet sind.
2. Hybrid-Antriebsvorrichtung (101, 102, 103,104) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Radpaarung (RP1) in axialer Richtung (a) und von der Trennkupplung (4) aus gesehen in einer letzten Radebene (RE1) angeordnet ist, wobei die elektrische Maschine (3) axial überlappend zu der Trennkupplung (4) angeordnet ist.
3. Hybrid-Antriebsvorrichtung (101, 102, 103,104) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Radpaarung (RP1) ein koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordnetes erstes Zahnrad (Z1) und ein koaxial zu der ersten Vorgelegewelle (V1) angeordnetes zweites Zahnrad (Z2) umfasst, die dritte Radpaarung (RP3) ein koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordnetes fünftes Zahnrad (Z5) und ein koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle (V2) angeordnetes sechstes Zahnrad (Z6) umfasst und die vierte Radpaarung (RP4) das koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordnete fünfte Zahnrad (Z5) und ein koaxial zu der ersten Vorgelegewelle (V1) angeordnetes siebtes Zahnrad (Z7) umfasst.
4. Hybrid-Antriebsvorrichtung (101, 102, 103, 104) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltelementebene (SE1) zumindest ein koaxial zu der ersten Vorgelegewelle (V1) angeordnetes drittes Schaltelement (S3) und ein koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordnetes erstes Schaltelement (S1) umfasst, und dass die zweite Schaltelementebene (SE2) zumindest ein koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle (V2) angeordnetes sechstes Schaltelement (S6) und ein koaxial zu der ersten Vorgelegewelle (V1) angeordnetes siebtes Schaltelement (S701 , S702) umfasst.
5. Hybrid-Antriebsvorrichtung (101, 102, 103, 104) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (S1) zur drehfesten Verbindung des ersten Zahnrads (Z1) mit der Eingangswelle (5) vorgesehen ist, das dritte Schaltelement (S3) zur drehfesten Verbindung des zweiten Zahnrads (Z2) mit der ersten Vorgelegewelle (V1) vorgesehen ist, das vierte Schaltelement (S401, S402) zur drehfesten Verbindung des siebten Zahnrads (Z7) mit der ersten Vorgelegewelle (V1) vorgesehen ist und das fünfte Schaltelement (S501, S502, S503) zur drehfesten Verbindung des sechsten Zahnrads (Z6) mit der zweiten Vorgelegewelle (V2) vorgesehen ist.
6. Hybrid-Antriebsvorrichtung (101, 102, 103, 104) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (S3) und das vierte Schaltelement (S401) und/oder das erste Schaltelement (S1) und das zweite Schaltelement (S202) jeweils als Schaltelemente mit einer gemeinsamen Schiebemuffe ausgebildet sind.
7. Hybrid-Antriebsvorrichtung (101, 102, 103, 104) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die siebte Radpaarung (RP6) eine reine Radebene (RE6) bildet.
8. Hybrid-Antriebsvorrichtung (101, 102, 103, 104) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die fünfte und die sechste Radebene (RE5, RE6) jeweils ein Festrad koaxial zur Eingangswelle (5) umfassen, wobei ein Losrad der einen dieser Radebenen (RE5, RE6) koaxial zu der einen der Vorgelegewellen (V1, V2) und ein Losrad der anderen dieser Radebenen (RE5, RE6) koaxial zu der anderen der Vorgelegewellen (V2, V1) ausgebildet ist.
9. Hybrid-Antriebsvorrichtung (101, 102, 103, 104) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Zahnrad (Z6) der dritten Radebene (RE3) und eine Zahnrad (Z4, Z9) der zweiten Radebenen (RE2) oder der vierten Radebene (RE4) koaxial zu der einen der Vorgelegewellen (V1, V2) und direkt benachbart zueinander angeordnet sind, wobei ein weiteres Zahnrad (Z7) der dritten Radebene (RE3) und ein Zahnrad (Z9,Z4) der vierten Radebenen (RE4) oder der zweiten Radebene (RE2) koaxial zu der anderen der Vorgelegewellen (V2,V1) und direkt benachbart zueinander angeordnet sind.
10. Hybrid-Antriebsvorrichtung (101, 102, 103, 104) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung (a) zwischen der ersten Schaltelementeebene (SE1) und der zweiten Radebene (RE2) eine weitere Schaltelementebene (SE3) ausgebildet ist, welche das zweite Schaltelement (S202) und das vierte Schaltelement (S401) umfasst, wobei das vierte Schaltelement (S401) koaxial zu der einen der Vorgelegewellen (V1) und das zweite Schaltelement (S201) koaxial zu der Eingangswelle (5) angeordnet ist.
11. Hybridantriebsvorrichtung (101, 102) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (4) axial überlappend zu einem drehtest mit der ersten Vorgelegewelle (V1) verbundenen ersten Abtriebsrad 7 und axial überlappend zu einem drehtest mit der zweiten Vorgelegewelle (V2) verbundenen zweiten Abtriebsrad (8) angeordnet ist.
PCT/EP2021/078583 2020-11-30 2021-10-15 Hybrid-antriebsvorrichtung WO2022111910A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180080074.9A CN116529112A (zh) 2020-11-30 2021-10-15 混合动力驱动装置
US18/039,006 US20230415562A1 (en) 2020-11-30 2021-10-15 Hybrid drive unit
JP2023532585A JP7540092B2 (ja) 2020-11-30 2021-10-15 ハイブリッド駆動装置
EP21794791.0A EP4251452A1 (de) 2020-11-30 2021-10-15 Hybrid-antriebsvorrichtung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020007298.4A DE102020007298B4 (de) 2020-11-30 2020-11-30 Hybrid-Antriebsvorrichtung
DE102020007298.4 2020-11-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022111910A1 true WO2022111910A1 (de) 2022-06-02

Family

ID=78302751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/078583 WO2022111910A1 (de) 2020-11-30 2021-10-15 Hybrid-antriebsvorrichtung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230415562A1 (de)
EP (1) EP4251452A1 (de)
JP (1) JP7540092B2 (de)
CN (1) CN116529112A (de)
DE (1) DE102020007298B4 (de)
WO (1) WO2022111910A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019205324B4 (de) * 2019-04-12 2024-03-28 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid-Getriebeeinrichtung sowie Kraftfahrzeug

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1008782A1 (de) * 1998-12-11 2000-06-14 Renault Gangwechsel-Verfahren und Vorrichtung für Kraftfahrzeuge
FR2859141A1 (fr) 2003-08-29 2005-03-04 Renault Sa Transmission a boite de vitesses avec machine electrique integree
KR20120043347A (ko) * 2010-10-26 2012-05-04 현대 파워텍 주식회사 자동화 수동변속기용 동력전달장치
DE102012009484B3 (de) 2012-05-09 2013-09-12 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Doppelkupplungsgetriebe
JP2014054900A (ja) * 2012-09-12 2014-03-27 Aisin Ai Co Ltd ハイブリッド車の動力伝達装置
DE102013210013A1 (de) 2013-05-29 2014-12-04 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Schalten eines Antriebsstrang für ein Fahrzeug sowie Antriebsstrang
EP2902236A1 (de) * 2014-01-30 2015-08-05 AISIN AI Co., Ltd. Übertragung für ein Hybridfahrzeug
DE102016013477A1 (de) 2016-11-11 2017-05-18 Daimler Ag Hybriddoppelkupplungsgetriebe
US20170305258A1 (en) 2015-01-16 2017-10-26 Byd Company Limited Transmission unit, power transmission system and vehicle comprising the same
DE102017112868B3 (de) 2017-06-12 2018-09-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybridgetriebe für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben des Hybridgetriebes

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012201116A (ja) 2011-03-23 2012-10-22 Mitsubishi Motors Corp ハイブリッド車の走行駆動装置
KR101362059B1 (ko) 2012-12-10 2014-02-12 현대자동차 주식회사 더블 클러치 변속기
KR101637279B1 (ko) 2014-09-23 2016-07-21 현대자동차 주식회사 차량의 변속장치

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1008782A1 (de) * 1998-12-11 2000-06-14 Renault Gangwechsel-Verfahren und Vorrichtung für Kraftfahrzeuge
FR2859141A1 (fr) 2003-08-29 2005-03-04 Renault Sa Transmission a boite de vitesses avec machine electrique integree
KR20120043347A (ko) * 2010-10-26 2012-05-04 현대 파워텍 주식회사 자동화 수동변속기용 동력전달장치
DE102012009484B3 (de) 2012-05-09 2013-09-12 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Doppelkupplungsgetriebe
JP2014054900A (ja) * 2012-09-12 2014-03-27 Aisin Ai Co Ltd ハイブリッド車の動力伝達装置
DE102013210013A1 (de) 2013-05-29 2014-12-04 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Schalten eines Antriebsstrang für ein Fahrzeug sowie Antriebsstrang
EP2902236A1 (de) * 2014-01-30 2015-08-05 AISIN AI Co., Ltd. Übertragung für ein Hybridfahrzeug
US20170305258A1 (en) 2015-01-16 2017-10-26 Byd Company Limited Transmission unit, power transmission system and vehicle comprising the same
DE102016013477A1 (de) 2016-11-11 2017-05-18 Daimler Ag Hybriddoppelkupplungsgetriebe
DE102017112868B3 (de) 2017-06-12 2018-09-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybridgetriebe für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben des Hybridgetriebes

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020007298A1 (de) 2022-06-02
DE102020007298B4 (de) 2024-01-25
JP2023551042A (ja) 2023-12-06
JP7540092B2 (ja) 2024-08-26
EP4251452A1 (de) 2023-10-04
CN116529112A (zh) 2023-08-01
US20230415562A1 (en) 2023-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3360742A1 (de) Hybridantriebsstrang für ein kraftfahrzeug
DE102009036992A1 (de) Antrieb für ein Fahrzeug und Verfahren zum Antrieb eines Fahrzeugs
DE202016005407U1 (de) Hybridgetriebe für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug mit dem Hybridgetriebe
DE102017112868B3 (de) Hybridgetriebe für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben des Hybridgetriebes
WO2017137212A1 (de) Getriebe für ein kraftfahrzeug, und antriebsstrang für ein kraftfahrzeug mit einem solchen getriebe
EP3159200B1 (de) Getriebeanordnung für ein kraftfahrzeug
WO2020177893A1 (de) Antriebsstrang für ein kraftfahrzeug sowie verfahren zum betreiben eines antriebsstranges
DE102019204299A1 (de) Antriebseinheit für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betrieb einer Antriebseinheit für ein Fahrzeug
EP4251452A1 (de) Hybrid-antriebsvorrichtung
DE102021202814B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
WO2022129109A1 (de) Getriebe für ein kraftfahrzeug, kraftfahrzeugantriebsstrang damit und verfahren zum betreiben des getriebes
DE102022104376A1 (de) Hybridgetriebe, Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs
DE102020006369A1 (de) Hybrid-Antriebsvorrichtung
DE102019111738B3 (de) Planetengetriebe für ein Kraftfahrzeug
WO2022129112A1 (de) Getriebe für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeugantriebsstrang damit
DE102020007307B4 (de) Hybrid-Antriebsvorrichtung
DE102016210306A1 (de) Hybridgetriebe für ein Fahrzeug, Verfahren sowie Fahrzeug mit dem Hybridgetriebe
DE102020006368B4 (de) Hybrid-Antriebsvorrichtung
EP3889463B1 (de) Hybrid-antriebsbaugruppe
DE102020006375A1 (de) Hybrid-Antriebsvorrichtung
DE102021001318B4 (de) Hybridantriebsystem
DE102021003969A1 (de) Elektrische Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse
DE102021000943A1 (de) Hybridantriebssystem und Fahrzeug
DE102020006952A1 (de) Hybridantriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen
DE102020131911A1 (de) Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes Fahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21794791

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18039006

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023532585

Country of ref document: JP

Ref document number: 202180080074.9

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021794791

Country of ref document: EP

Effective date: 20230630