WO2022218560A1 - Hybrid transmission arrangement - Google Patents

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WO2022218560A1
WO2022218560A1 PCT/EP2021/083450 EP2021083450W WO2022218560A1 WO 2022218560 A1 WO2022218560 A1 WO 2022218560A1 EP 2021083450 W EP2021083450 W EP 2021083450W WO 2022218560 A1 WO2022218560 A1 WO 2022218560A1
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WO
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shaft
clutch
hybrid transmission
transmission arrangement
gear set
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Application number
PCT/EP2021/083450
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German (de)
French (fr)
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Fabian Kutter
Martin Brehmer
Matthias Horn
Johannes Kaltenbach
Thomas Martin
Michael Wechs
Max Bachmann
Peter Ziemer
Ingo Pfannkuchen
Stefan Beck
Mladjan RADIC
Christian Michel
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • B60K6/48—Parallel type
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    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
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    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid transmission arrangement for a motor vehicle, in particular for a passenger car, with a first shaft for feeding in drive power from the combustion engine, with a second shaft that is connected to a first electric machine, and with a third shaft for outputting of output power and with a first planetary gear set, which has three members and can serve as a superposition gear.
  • Hybrid drive trains for motor vehicles generally have an internal combustion engine that can provide drive power for driving the motor vehicle, and an electric machine that can provide internal combustion engine drive power for the motor vehicle as an alternative or in addition to the United depending on the operating mode.
  • the electric machine is connected to a gear arrangement of the hybrid transmission via a pre-transmission.
  • the pre-transmission can include a planetary gear set arrangement.
  • a hybrid drive of a motor vehicle is known from document DE 102013215114 A1, in which an electric machine can be connected via a spur gear set to an output shaft of a hybrid transmission. Furthermore, it is known from this document to arrange an electric machine coaxially to a transmission output shaft, namely axially offset to a planetary gear set, which is used as a superposition gear for electromotive drive power and is designed for internal combustion engine drive power.
  • Hybrid transmissions are preferably designed as powershift transmissions.
  • the axial length of the hybrid transmission is of great importance.
  • Bottlenecks may be a side shaft joint, a transmission mount and/or a lower longitudinal member of the vehicle.
  • the hybrid transmission arrangement having a large range of functions, being axially compact and preferably being able to be installed transversely (in particular at the front) in a motor vehicle .
  • a hybrid transmission arrangement for a motor vehicle of the present disclosure is formed with a first shaft for feeding in internal combustion engine drive power, with a second shaft which is connected to a first electric machine, with a third shaft for outputting output power, with a fourth shaft, offset axially parallel to the third shaft, and with a first planetary gear set having a first member, a second member and a third member, the first shaft being connectable to the second member via a first clutch or alternatively via a third clutch , wherein the second shaft can be connected to the first shaft via a second clutch, the second shaft being connected to the first member, and the third shaft being connected to the third member.
  • connections between the shafts are preferably realized by spur gear sets.
  • the hybrid transmission arrangement consequently forms a hybrid transmission of mixed construction, which includes at least one planetary gear set and several spur gear stages.
  • at least two, preferably exactly three, internal combustion engine gears and at least one, preferably two, can be set up with the hybrid transmission arrangement or more electric gears.
  • EDA electrodynamic starting process
  • the hybrid transmission arrangement preferably does not have a separate starting clutch (friction clutch), although one can also be provided to expand the range of functions.
  • the hybrid transmission arrangement also preferably does not have a separate reverse gear ratio.
  • Charging in neutral is also preferably possible, in which drive power from the internal combustion engine is fed in via the first shaft and the first electric machine is operated as a generator in order to charge a battery, preferably also when the vehicle is stationary and in neutral.
  • the hybrid transmission arrangement is preferably arranged on a wheel axle of the motor vehicle, which means that at least one axis of the hybrid transmission arrangement is aligned coaxially with the wheel axle (output shafts).
  • power shifts are preferably possible, that is to say shifts between gears, without an interruption in traction taking place.
  • the hybrid transmission arrangement can be implemented with few radial planes, so that an axially compact design is possible.
  • the hybrid transmission arrangement preferably has only two further axles, one of which is preferably arranged coaxially with the drive shaft.
  • a traction mechanism in particular via a chain drive.
  • the hybrid transmission arrangement also contains at least one second electric machine, which can be designed in particular as a high-voltage starter generator and which is preferably connected to the first shaft.
  • the third shaft is preferably connected to an input member of a differential via a second planetary gear set.
  • the differential may be a ball differential, a spur gear differential, a planetary gear differential, or the like.
  • a pair of wheels contains exactly two gears that mesh with one another, in particular that mesh with one another.
  • the gears of a pair of wheels preferably have face teeth, are preferably arranged in a radial plane and are preferably each assigned to a different shaft.
  • the gears of the wheel pair can be two fixed wheels (so-called constant wheel set).
  • the two gears can be a fixed wheel and a loose wheel (see below), which preferably together define a gear (see below).
  • a gear set includes at least two mutually engaging (in particular meshing) gears, and can contain one or more wheel pairs, which preferably lie in a common radial gear set plane. If a wheel set has a fixed wheel that meshes with two different gear wheels, this is also referred to as a dual use of the fixed wheel. In general, a gear set can also be a planetary gear set.
  • a loose wheel is a gear wheel which is rotatably mounted on a shaft and which can be connected to or decoupled from the shaft by means of a switching element.
  • a fixed wheel is a gear wheel fixed to a shaft in a rotationally fixed manner.
  • a clutch is used to connect or release members, such as a loose wheel and a shaft, and is present in particular formed by a clutch, especially special a form-fitting clutch such as a claw clutch.
  • the clutch can also be a friction clutch or a positive synchro shift clutch.
  • the concept of the clutch can be equated with the concept of a switching element.
  • a double element includes two clutches which are preferably assigned to different members and which can be switched alternatively by means of a single actuating device. Furthermore, the double element preferably includes a neutral position in which neither of the two clutches is engaged.
  • Two relatively rotatable members are connected when they are positively rotating at a proportional speed.
  • the term “connected” is equivalent to "effectively connected”.
  • rotational connection is meant that the two links rotate at the same speed.
  • Two members are connectable if they can either be connected or disconnected from each other.
  • the two members can be connected to one another by means of a clutch or a brake.
  • Two elements are axially aligned if they at least partially overlap in the axial direction and/or if they lie in a common radial plane.
  • the term radial plane is preferably to be understood functionally and not geometrically. Consequently, two clutches of a double element can also lie in a common radial plane.
  • first shaft can be alternatively connected to the second member of the first planetary gear set via two clutches, two different EDA modes can be implemented (ECVT1 and ECVT2).
  • the first shaft can be connected via the first clutch or via the third clutch to a fifth shaft, which is preferably arranged coa xial to the third shaft. Additionally or alternatively, it is preferred if the first shaft is connected to a sixth shaft, which is preferably arranged coaxially to the third shaft. As an alternative or in addition to this, the sixth shaft is preferably connected to a seventh shaft.
  • the first shaft and the sixth shaft are preferably connected to one another via a first traction mechanism, but can also be connected via a set of spur gears.
  • the sixth shaft is preferably connected to the seventh shaft via a third set of spur gears, which is preferably arranged on an axial side of the first traction means opposite the second shaft, or on the same axial side.
  • first clutch and the third clutch are arranged coaxially to the third shaft. Additionally or alternatively, it is preferred if the first clutch and the third clutch can be actuated by means of a first actuating device, in particular can be actuated alternatively. Additionally or alternatively, it is preferred if the sixth shaft is arranged coaxially to the third shaft and/or if the seventh shaft is arranged coaxially to the fourth shaft.
  • the sixth shaft preferably has a gear (such as a sprocket) for connection to the first shaft and another gear for connection to the seventh shaft.
  • a gear such as a sprocket
  • the third clutch is preferably arranged on an axial side of the first traction means opposite the second shaft and/or preferably on an axial side of a spur gearset opposite the second shaft, which connects the sixth shaft and the seventh shaft to one another.
  • the seventh shaft is connected via a first set of spur gears to an eighth shaft, which is preferably arranged coaxially with the third shaft.
  • the second shaft is connected to the fourth shaft via a second set of spur gears.
  • the sixth shaft is connected to the seventh shaft via a third set of spur gears.
  • the first spur gear set and the third spur gear set are located on axially opposite sides of the first clutch.
  • the first shaft is arranged in the area of a first axial end of the hybrid transmission arrangement.
  • the second shaft is preferably arranged in the area of a second axial end of the hybrid transmission arrangement.
  • the shaft is arranged in the area of a respective axial end of the hybrid transmission arrangement is not intended to mean that the respective shaft has to reach the outermost axial end of the hybrid transmission arrangement. Rather, this is intended to express the fact that the first shaft and the second shaft are preferably arranged in the region of different axial ends, such that at least one spur gear set plane and at least one clutch plane are arranged in between.
  • first planetary gear set is arranged in the axial direction either between the first shaft and the second shaft or if the first planetary gear set is arranged on an axial side of a radial plane opposite the first shaft, via which the first electric machine is connected to the second wave is connected.
  • the first planetary gear set can be arranged in the axial direction, for example, between a radial plane via which the first shaft and the sixth shaft are connected and a radial plane via which the first electric machine and the second shaft are connected.
  • the first planetary gear set can be arranged between a radial plane, via which the first electric machine and the second shaft are connected, and a constant translation or pre-translation, via which the third shaft is connected to a differential for distributing drive power .
  • two members of the first planetary gear set can be connected to one another by means of a fourth clutch.
  • a member of the first planetary gear set can be fixed to a housing of the hybrid transmission arrangement by means of a fifth clutch.
  • the fourth clutch can be used to lock up the first planetary gear set.
  • a purely electromotive ferry operation can preferably be set up by means of the first electric machine. If both the fourth clutch and the fifth clutch are present, two electric gears can also be set up for ferry operation using the first electric machine. If only the fourth clutch is provided, it is preferred if the electric gear stage set up here is designed for the entire speed range of the motor vehicle.
  • the fourth clutch and/or the fifth clutch is/are arranged coaxially with the first planetary gear set and/or if the fourth clutch and/or the fifth clutch are arranged in the axial direction between the first shaft and the second shaft .
  • the fourth clutch and the fifth clutch are designed as a double element that can be actuated by means of a single actuating device, such that either the fourth clutch or the fifth clutch or a neutral position is set up in which neither the fourth nor the fifth clutch is engaged.
  • the fourth clutch and/or the fifth clutch is or are preferably arranged between a radial plane, via which the first shaft and the sixth shaft are connected, and a radial plane, via which the first electric machine and the second shaft are connected. It is particularly preferred if the fourth clutch and/or the fifth clutch is/are arranged between a plane via which the seventh shaft and the eighth shaft are connected and a radial plane via which the first electric machine and the second shaft are connected are. Alternatively, the fourth clutch and/or the fifth clutch can be arranged in the axial direction between the radial plane, via which the seventh shaft and the eighth shaft are connected, and a radial plane, via which the first shaft and the sixth shaft are connected to one another are.
  • the seventh shaft is connected to an eighth shaft, which is preferably arranged coaxially with the third shaft.
  • the connection is preferably via a first spur gear set, which is preferably arranged in front of an axial end of the hybrid transmission assembly.
  • the fifth shaft is arranged coaxially to the third shaft.
  • the fourth clutch and/or the fifth clutch are preferably mounted on the outer circumference of the fifth shaft.
  • the fourth clutch and/or the fifth clutch are mounted on an outer circumference of the third shaft.
  • the second shaft is coaxial with the third shaft.
  • the second shaft is connected to the fourth shaft.
  • the second shaft is connected to the fourth shaft preferably via a second spur gear set, which is preferably arranged in the axial direction between the first tarpaulin gear set and further spur gear sets of the hybrid transmission arrangement.
  • the second spur gear set is arranged immediately adjacent to the first plane tenradsatz, seen in the axial direction.
  • the second spur gearset is arranged on an axial side of the first planetary gearset that faces away from the other spur gearsets of the hybrid transmission arrangement. Furthermore, it is advantageous if the second clutch is arranged coaxially to the fourth shaft and/or if the first clutch and the third clutch are designed as a double element.
  • the first electric machine is arranged co-axially with a ninth shaft which is connected to the second shaft.
  • the connection can be made via a set of spur gears, which may contain gears on the ninth shaft or on the second shaft and, if necessary, one or more intermediate gears.
  • the connection can also be made via a second traction mechanism.
  • the first electric machine overlaps axially with at least one wheel set of the hybrid transmission arrangement and/or with the first shaft.
  • the first electric machine can overlap axially with the first planetary gear set, but can also be arranged on a side of a radial plane lying axially opposite the first planetary gear set, via which the first electric machine and the second shaft are connected to one another.
  • a second electric machine is arranged coaxially to a tenth shaft, which is connected to the first shaft or which can be connected to the first shaft via a seventh clutch.
  • the second electric machine preferably has a significantly lower power than the first electric machine.
  • the second electric machine is preferably designed as a high-voltage starter generator.
  • the second electric machine is preferably always connected to the internal combustion engine during operation.
  • the following functions can therefore preferably be covered with the second electric machine: starting the internal combustion engine from a purely electric drive when driven by the first electric machine; a vehicle power supply; a serial crawling and driving forward/backward; Support for combustion engine speed control when docking and when shifting between gears.
  • the second electric machine can support by the second electric machine works as a generator. The electricity generated can be used by the first electric machine to assist traction.
  • the second electric machine can be connected to the first shaft via a spur gear set or can be connected to the first shaft via a third traction mechanism. Generally it is also conceivable to assign the second electric machine coaxially to the first shaft.
  • the third shaft is connected via a constant gear ratio to an input member of a differential gear for distributing drive power.
  • the constant translation can be realized by spur gears.
  • the constant translation has a second planetary gear set.
  • the second planetary gearset preferably has a connection fixed to the housing of one member, so that the second planetary gearset is always blocked.
  • the floating gear of the second planetary gear set is preferably connected to a housing of the flybrid transmission arrangement.
  • the second planetary gear set can be a minus and a plus planetary gear set, but planetary gear sets with step planets are also possible.
  • the differential gear is arranged coaxially to the third shaft.
  • one of two output shafts of the differential gear extends in the axial direction through the hybrid transmission arrangement, such that one output shaft is designed as an inner shaft and the third shaft as a hollow shaft.
  • the third shaft is connected to a sun gear of the second planetary gear set.
  • the planet carrier of the second planetary gear set is preferably connected to an input member of the differential gear, which, as explained above, can be a conventional type differential.
  • the constant transmission is arranged in the axial direction between the third shaft and the differential gear. It is particularly preferred if the second planetary gear set is arranged in the axial direction between the compensation gear and the first planetary gear set.
  • the first shaft is connected to an output element of a sixth clutch, into whose input element combustion engine power can be fed.
  • the sixth clutch can be a dog clutch, but can also be a friction clutch. With the sixth clutch, it is preferably possible to separate an internal combustion engine from the hybrid transmission arrangement, in particular also from the second electric machine.
  • the use of a friction clutch can be advantageous because it can also open under load, e.g. in the event of emergency braking or a malfunction of the combustion engine. Furthermore, such a friction clutch can also be closed when the speed differs, so that a so-called momentum start of the internal combustion engine is possible.
  • the clutches of the hybrid transmission arrangement are at least predominantly, preferably all, designed as claw clutches.
  • the sixth clutch can be excluded from this, as explained above.
  • a first traction means for connecting the first shaft and the sixth shaft is preferably located in the area of a transmission input or directly adjacent to an output of the internal combustion engine.
  • a vibration absorber or the like can also be located on the first shaft, as well as an additional gear wheel for connecting a second electric machine and optionally a sixth clutch for decoupling the combustion engine from the transmission.
  • the sixth clutch is generally not necessary since the hybrid transmission arrangement can be switched into a neutral position for purely electric driving by means of the first electric machine, in which the first clutch, the second clutch and the third clutch are open.
  • the axial sequence of elements of the hybrid transmission arrangement is as follows: radial plane with first spur gear set, radial plane with first and/or third clutch, radial plane with third spur gear set or radial plane with first traction mechanism , radial plane with first traction mechanism or radial plane with third spur gear set, , radial plane(s) with second and/or fourth clutch and optionally with fifth clutch, radial plane with second spur gear set or radial plane with first planetary gear set, radial plane with first planetary gear set or radial plane with second Spur gear set, radial plane with second planetary gear set and differential gear.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of a hybrid
  • Fig. 2 is a shift table of clutches of the flybrid transmission assembly of
  • FIG. 3 shows a partial view of a further embodiment of a hybrid
  • Fig. 4 is a shift table of clutches of the hybrid transmission assembly of Fig. 3;
  • FIG. 6 shows a partial view of a further embodiment of a hybrid
  • Fig. 8 is a shift table of the hybrid transmission assemblies of Figs. 5 to 7;
  • Figure 9 is a schematic representation of another embodiment of a hybrid transmission assembly
  • Figure 10 is a schematic representation of another embodiment of a hybrid transmission assembly; 11 shows a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission arrangement;
  • FIG. 12 is a schematic representation of another embodiment of a hybrid transmission assembly
  • FIG. 13 is a schematic representation of another embodiment of a hybrid transmission assembly
  • 16 is a schematic representation of another embodiment of a hybrid transmission assembly
  • 17 is a schematic representation of another embodiment of a hybrid transmission assembly
  • FIG. 19 shows a schematic illustration of a further embodiment of a hybrid transmission arrangement
  • Fig. 20 is a shift table of the flybrid gear assembly of Fig. 19
  • Fig. 1 is a first embodiment of a hybrid transmission assembly for a motor vehicle, in particular a car, shown schematically and generally designated 10 be distinguished.
  • the hybrid transmission assembly 10 includes a first shaft 12 that is disposed coaxially with an input shaft An of an internal combustion engine.
  • the first shaft 12 forms a first input shaft of the hybrid transmission arrangement 10.
  • the hybrid transmission arrangement 10 has a second shaft 14 which is connected to a first electric machine EM1 and represents a second input shaft of the hybrid transmission arrangement 10.
  • a third shaft 16 is provided coaxially with the second shaft 14 and is for outputting output power. More precisely, the third shaft 16 is connected to an unspecified input member of a differential gear AG.
  • the differential gear AG is used to distribute drive power to the driven wheels of the motor vehicle.
  • the second shaft 14 is arranged around the third shaft 16 as a hollow shaft section.
  • the first shaft 12 is offset from the third shaft 16 with an axis parallel to it.
  • a fourth shaft 18 is offset axially parallel to the third shaft 16 and to the first shaft 12 .
  • a fifth shaft 20 can be connected to the first shaft 12 via a first clutch A or alternatively via a third clutch C.
  • the fifth shaft 20 is arranged coaxially with the third shaft 16 , specifically as a hollow shaft section around the third shaft 16 .
  • the first clutch A and the third clutch C are designed as a double element and can be actuated alternatively by means of a first actuating device B1.
  • the Dop pelelement with the clutches A and C is arranged coaxially around the fifth shaft 20 around.
  • the hybrid transmission assembly 10 further includes a sixth shaft 22 coaxial with the third shaft 16 as a hollow shaft portion around the fifth shaft 20 .
  • the sixth shaft 22 is connected to the first shaft 12 via a first traction mechanism Z1.
  • the first traction device Z1 (like all traction devices described below) is preferably designed as a chain.
  • the sixth shaft 22 and the first shaft 12 can also be connected by means of a spur gear set.
  • the connection between the sixth shaft 22 and the first shaft 12 is generally also referred to as connection A1.
  • the sixth shaft 22 is connected to a seventh shaft 24 via a third set of spur gears ST3.
  • the seventh shaft 24 is arranged coaxially with the fourth shaft 18 .
  • the third spur gear set ST3 includes a fixed gear connected to the sixth shaft 22 and a fixed gear engaged therewith fixed to the seventh shaft 24 .
  • the seventh shaft 24 is connected to an eighth shaft 26 via a spur gear set ST1.
  • the eighth shaft 26 is arranged coaxially with the third shaft 16 as a flute shaft section around the fifth shaft 20 .
  • the first spur gear set ST1 includes a fixed gear fixed to the seventh shaft 24 that meshes with a fixed gear fixed to the eighth shaft 26 .
  • the clutch A is for connecting the fifth shaft 20 and the eighth shaft 26.
  • the clutch C is for connecting the sixth shaft 22 and the fifth shaft 20.
  • the first shaft 12 is coaxial with a first axis a1.
  • the second shaft 14, the third shaft 16, the fifth shaft 20, the sixth shaft 22 and the eighth shaft 26 are co-axial to a second axis a2.
  • the fourth shaft 18 and the seventh shaft 24 are koaxi al to a third axis a3.
  • the first electric machine EM1 is connected to a ninth shaft 28 which is coaxial with a fourth axis a4.
  • the ninth shaft 28 and the second shaft 14 are connected to one another via a second traction mechanism Z2.
  • the ninth shaft 28 can also be connected to the second shaft 14 by means of a set of spur gears (connection A2).
  • a second electric machine EM2 which is designed as a Flochvoltstartergenerator (FIVSG), is connected to a tenth shaft 30 .
  • the tenth shaft 30 is coaxial with egg ner fifth axis a5.
  • the tenth shaft 30 is connected to the first shaft 12 via a third traction mechanism Z3 or a set of spur gears (connection A3).
  • the first shaft 12 can be connected to the drive shaft An of the internal combustion engine via a vibration absorber ST.
  • the fourth shaft 18 can be connected to the seventh shaft 24 via a second clutch B, which can be actuated by means of a second actuating device B2.
  • the second clutch B is coaxial with the third axis a3.
  • the second shaft 14 is connected to the fourth shaft 18 via a second set of spur gears ST2.
  • the second spur gear set ST2 includes a fixed gear connected to the fourth shaft 18 which meshes with a fixed gear fixed to the second shaft 14 .
  • the second traction means Z2 and the second spur gear ST2 are shown in a radial plane.
  • a separate traction mechanism wheel on the second shaft 14 is provided for connecting the first electric machine EM1 by means of a traction mechanism.
  • this connection can take place in the same radial plane as the second spur gear set ST2.
  • the fifth shaft 20 can be connected to the second shaft 14 via a fourth clutch D.
  • the fourth clutch D can be actuated by means of a third actuating device B3 and is arranged coaxially to the second axis a2.
  • the flybrid transmission assembly also includes a first planetary gear set PS1.
  • the first planetary gear set PS1 includes a first ring gear H1, a first planet carrier PT1 and a first sun gear S1.
  • the hybrid transmission arrangement also includes a second planetary gear set PS2.
  • the second planetary gear set PS2 includes a second ring gear H2, a second planet carrier PT2 and a second sun gear S2.
  • the first ring gear H1 is connected to the fifth shaft 20 .
  • the first sun gear S1 is connected to the second shaft 14 .
  • the first planetary carrier PT ⁇ b>1 is connected to the third shaft 16 .
  • the third shaft 16 is also connected to the second sun gear S2.
  • the second ring gear H2 is connected to or fixed to a housing, not designated in any more detail, of the hybrid transmission arrangement 10 .
  • the second planetary gear set PS2 consequently acts as a constant translation from its sun gear S2 to its planetary carrier PT2.
  • the second planet carrier PT2 is connected to an unspecified Neten input member of the differential gear AG.
  • the differential gear AG is arranged coaxially to the second axis a2 and has two output shafts ab1, ab2.
  • One of the two output shafts extends through the hybrid transmission arrangement in the axial direction and is designed as an inner shaft around which the third shaft 16 and the fifth shaft 20 are arranged.
  • the second shaft 14, the sixth shaft 22 and the eighth shaft 26 are each arranged as hollow shaft sections around the fifth shaft 20.
  • the first planetary gear set PS1 and the second planetary gear set PS2 are arranged coaxially with the second axis a2.
  • the hybrid transmission assembly has a plurality of radial planes as follows:
  • a first radial plane r1 is in the axial direction immediately adjacent to the equalizing gear AG.
  • the second planetary gear set PS2 is arranged in the first radial plane r1.
  • a second radial plane r2 is axially adjacent to the first radial plane r1.
  • the first planetary gear set PS1 is arranged in the second radial plane r2.
  • a third radial plane r3 is axially adjacent to the second radial plane r2.
  • the second spur gear set ST2 and possibly a gear set for connecting to the first electric machine EM1 are arranged (or second traction means Z2).
  • the fourth clutch D is arranged in a fourth radial plane r4, which is axially adjacent to the third radial plane r3.
  • the second clutch B is arranged in a fifth radial plane r5, which is adjacent to the fourth radial plane r4.
  • the fourth radial plane r4 and the fifth radial plane r5 can also be combined into one radial plane if the actuating devices B2 and B3 allow this.
  • the third spur gear ST3 is arranged in a sixth radial plane r6, which is axially adjacent to the fifth radial plane r5.
  • the first traction means Z1 is arranged in a seventh radial plane r7, which is axially adjacent to the sixth radial plane r6.
  • the double element with the clutches A, C is arranged in an eighth radial plane r8, which is adjacent to the seventh radial plane r7.
  • the third traction means Z3 (or a corresponding spur gear set) can also be arranged if necessary.
  • a ninth radial plane r9 is axially adjacent to the eighth radial plane r8.
  • the first spur gear set ST1 is arranged in the ninth radial plane r9.
  • the ninth radial plane r9 forms an axially outermost radial plane of the hybrid transmission assembly.
  • the first electric machine EM1 is arranged in such a way that it overlaps at least one clutch and at least one spur gear set of the hybrid transmission arrangement in the axial direction.
  • the first electric machine EM1 preferably extends, starting from the third radial plane r3, towards the axial end opposite the differential gear AG.
  • the second electric machine EM2 is preferably arranged on an axial side of the eighth radial plane r8 facing the differential gear AG and preferably also overlaps with at least one spur gear set of the hybrid gear arrangement.
  • the hybrid transmission arrangement is generally designed for transverse installation in a motor vehicle.
  • the output shafts ab1 and ab2 are connected to driven wheels of the motor vehicle (possibly via side shafts, etc.).
  • Installation in the motor vehicle is preferably carried out transversely at the front.
  • 2 shows a shifting table with the different operating modes of the hybrid transmission arrangement 10 and the shifting elements that are closed in each case.
  • a closed clutch is marked by an "X”. If a field in the shift table is free, the corresponding clutch (also referred to as a shift element in FIG. 2) is open.
  • the flybrid transmission arrangement 10 is set up to set up three different internal combustion engine gears, which can also be referred to as hybrid gears H1 to H3. Furthermore, the hybrid transmission arrangement 10 is configured to set up an electromotive gear stage E2 by means of the first electric machine EM1. In addition, two different EDA modes can be set up (ECVT1 and ECVT2). Finally, charging in neutral (LiN) is also possible.
  • clutches A and D are closed.
  • power flows from the first shaft 12 via the sixth shaft 22, the seventh shaft 24, the eighth shaft 26 into the fifth shaft 20.
  • the fourth clutch D is closed, the first planetary gear set PS1 is blocked (the fourth Clutch D connects the first sun gear S1 and the first ring gear H 1 ) via the second shaft 14 and the fifth shaft 20 ).
  • the power flows from the fifth shaft 20 via the first planetary gear set PS1, which in this case works as a constant ratio, and from there its planetary carrier PT1 into the second planetary gear set PS1, which always works as a constant ratio, and from there over its planetary carrier PT2 into the input element of the differential gear AG2.
  • the clutches B and D are closed, so that drive power flows from the first shaft 12 via the sixth shaft 22 and the seventh shaft 24 into the fourth shaft 18, and from there into the second shaft 14, namely in the first planetary gearset PS1, which is in turn blocked due to the closed clutch D.
  • the clutches C and D are closed. Power from the first shaft 12 flows via the sixth shaft 22 into the fifth shaft 20 and from there in turn into the blocked first planetary gear set PS1, since the fourth clutch D is closed.
  • Pure combustion engine ferry operation can be set up in the three hybrid gears.
  • the second electric machine EM2 also rotates.
  • the first electric machine EM1 also rotates in all three Fl ybrid gears.
  • Hybrid operation can also be set up using the first electric machine EM1 and/or the second electric machine EM2.
  • the first electric machine EM1 and/or the second electric machine EM2 can be operated as a motor in order to possibly feed additional drive power into the flybrid transmission arrangement 10 (so-called “boost” operation).
  • the first electric machine EM1 and/or the second electric machine EM2 can also be operated as a generator. In this case, recuperative operation takes place via the electric machine working as a generator.
  • the first electric machine EM1 can work as a motor in order to maintain the traction. Consequently, power shifts can be performed.
  • a power shift from the first flybrid gear FH1 to the second flybrid gear FH2 preferably takes place as follows:
  • the starting point is an operation in which the clutches A, D are closed, as described above, in order to set up the first flybrid gear FH1.
  • an internal combustion engine operation takes place.
  • the load can be reduced by the combustion engine and the second electric machine EM2 reducing the torque, or by the second electric machine EM2 balancing the torque of the combustion engine as a generator, so that the sum of the torques from the combustion engine and the second electric machine EM2 is approximately is zero.
  • clutch A can be opened. Following this, the speed of the internal combustion engine (and consequently of the second electric machine EM2) is lowered, so that the second clutch B becomes synchronous.
  • the second electric machine EM2 can, for example, work as a generator, which is preferred, or the internal combustion engine can go into overrun mode.
  • the second clutch B can then be engaged.
  • a first EDA mode (electrodynamic starting) takes place in that only clutch A is closed.
  • a state arises in which the first electric machine EM1 supports the torque of the internal combustion engine on the first ring gear H1 on the first sun gear S1. Consequently, a state arises which enables an "EDA approach" forward. From the EDA mode (ECVT1), the combustion engine can reach the first hybrid gear H1, because there only the switching element D has to be closed as well.
  • the ECVT1 state can also be referred to as a power-split CVT state, since from the perspective of the combustion engine part of the power can be transmitted mechanically via the first planetary gear set PS1 and part via the two electric machines EM1 and EM2.
  • ECVT2 only the switching element C is closed.
  • the first electric machine EM1 supports a torque of the internal combustion engine on the first ring gear H1 on the first sun gear S1.
  • a speed adjustment or change in the internal combustion engine can be compensated for by the first electric machine EM1.
  • the speed of the combustion engine can be reduced and efficient operating points can be selected for the drive units.
  • the ECVT2 mode can also be used to spontaneously increase the speed of the combustion engine, as an alternative to a downshift.
  • the possible traction from the point of view of the internal combustion engine is higher than in the hybrid gear stage H3, since the translation of the planetary gear set PS1 acts.
  • the first electric machine EM1 can be used to support the traction when shifting between hybrid gears H1 to H3, as described above.
  • the following functions can be implemented using the second electric machine EM2.
  • the internal combustion engine can be started from a purely electric drive (from electric gear E2).
  • the second electric machine EM2 can also be used to supply the vehicle electrical system.
  • serial crawling and driving forwards/backwards is possible.
  • the internal combustion engine can be coupled in all hybrid gears H1 to H3, while the first electric machine EM2 uses the electric gear E2.
  • the second electric machine EM2 can provide support when the clutches A, B, C are relieved, in that the second electric machine EM2 works as a generator.
  • the created Current can be used by the first electric machine EM1 for traction support.
  • a high torque is usually required to start the combustion engine, particularly at low temperatures.
  • the large first electric machine EM1 which can muster significantly more starting torque, can be used for cold starting the combustion engine.
  • the second electric machine EM2 can be dimensioned smaller because it does not have to be designed for special cases such as particularly low temperatures.
  • hybrid transmission arrangements are described below, which generally correspond to the hybrid transmission arrangement 10 of FIGS. 1 and 2 in terms of structure and function. Identical elements are therefore identified by the same reference symbols. The main differences are explained below.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which, in addition to the clutches A to D, a fifth clutch E is provided.
  • the fifth clutch E is designed to connect the fifth shaft 20 to a housing of the hybrid transmission arrangement 10 when required.
  • the fifth clutch E can thus set the first ring gear H1 to the case.
  • an additional electric gear stage E1 for lower driving speeds can be implemented.
  • the electric gear stage E1 is preferably used for reversing. In reverse, a high axle torque is possible in a serial drive mode, and due to the lower requirements for maximum driving speed in reverse, it is not necessary to switch to the longer electric gear E2.
  • the first electric gear stage E1 can also be designed as a purely electric crawler gear when driving forwards and backwards, for example in a multi-storey car park, where speeds are limited and combustion engine operation is not desired.
  • the fifth clutch E can be designed as a separate clutch that can be actuated by means of a further actuating device.
  • the fifth clutch E can be combined with the fourth clutch D into a double element, so that the clutches D and E can be actuated alternatively by means of a third actuating device B3′.
  • the shift table for a hybrid transmission arrangement with the fifth clutch E is shown in FIG.
  • the shift table of FIG. 4 corresponds to that of FIG. 2 and only includes the first electric gear stage E1 in addition, in which only the fifth clutch E is closed.
  • the drive shaft on the internal combustion engine can be rigidly connected to the first shaft 12, but preferably via a vibration absorber or the like. Nevertheless, all shifting operations can take place under load and without any interruption in traction (with the exception of changing the electric gears E1 and E2).
  • the clutches A to D and A to E can each be designed as claw clutches.
  • the sixth clutch KO used for this purpose can be designed as a claw clutch, which can be actuated by means of a fourth actuation device B4.
  • the sixth clutch KO can also be designed as a friction clutch, which can be actuated by means of an actuating device B4', as is shown in FIG.
  • the advantage here is that the sixth clutch KO can also be opened under load, for example in the event of emergency braking or a malfunction of the internal combustion engine.
  • the sixth clutch KO can then also be closed at a differential speed, so that a so-called instantaneous start of the internal combustion engine is possible (using the inertial mass of the first electric machine EM1 to start the internal combustion engine).
  • the sixth clutch KO can be provided in the previous embodiment and in all subsequent embodiments unless otherwise mentioned.
  • a seventh clutch K1 can be provided, as shown in FIG.
  • the drive shaft An is in turn connected to the first shaft 12 via a vibration absorber ST or the like, that is to say essentially non-rotatably.
  • the tenth shaft 30, which is connected to the second electric machine EM2 is connected via a seventh clutch K1 to another shaft, which is connected to the first shaft 12 via the third traction mechanism Z3 (or a corresponding wheel set).
  • the seventh clutch K1 is preferably designed as a claw clutch and is preferably coaxial with the axis a5. In comparison to the embodiment with the sixth clutch KO, the torque to be supported on the seventh clutch K1 is significantly lower, since only the torque of the second electric machine has to be supported. The shifting force of the seventh clutch K1 is consequently lower.
  • the seventh clutch K1 can, for example, also be realized by a magnet clutch instead of a claw clutch.
  • FIG. 8 shows a shift table for the two alternative embodiments with the sixth clutch KO or the seventh clutch K1. It should be noted that the sixth clutch KO and the seventh clutch K1 can only be implemented as an alternative, ie not together in a hybrid transmission arrangement.
  • the clutch KO must be closed in each case in the hybrid gears H1 to H3 and in the EDA modes ECVT1 and ECVT2 as well as when charging in neutral.
  • the clutch KO can be closed or open, which is indicated in FIG. 8 by an "(X)".
  • the sixth clutch KO is not provided and instead the seventh clutch K1, it can be seen that this can be closed or opened in all of the operating modes shown in the table in FIG. 8 "(X)". It goes without saying that when the operation of the second electric machine EM2 makes sense, for example for reasons of comfort, the clutch K1 is generally closed beforehand.
  • the sixth clutch KO or the seventh clutch K1 can be used in the hybrid transmission arrangement described above, or in any of the hybrid transmission arrangements described below, unless otherwise mentioned.
  • FIG. 10 Another hybrid transmission assembly 10' is shown in FIG.
  • the first electric machine EM1 is connected via a spur gear set, which is denoted by Z2' in FIG.
  • a non-rotatably connected to the ninth shaft 28 fixed wheel is preferably directly engaged with a fixed wheel which is Festge on the fourth shaft 18 and which is in engagement with a fixed wheel which is Festge on the second shaft 14 sets.
  • the embodiment with five clutches A to E is shown.
  • the hybrid transmission arrangement 10' can also be implemented with only four clutches A to D. The same also applies to the following embodiments. If the hitch E is shown, it can also be omitted.
  • Fig. 10 shows a hybrid transmission arrangement 10", in which the connection of the first electric machine EM1 takes place via a second traction mechanism Z2.
  • traction mechanism wheels for example sprockets
  • the hybrid transmission arrangement 10" can connect the first electric machine EM1 consequently take place axially independently of the radial plane in which the second spur gear set ST2 is arranged.
  • the second spur gear set ST2 is arranged in a third radial plane r3b, which is arranged in the axial direction, for example, between the second radial plane r2 and the fourth radial plane r4, as in the embodiment of Fig. 1.
  • the second traction mechanism Z2 is arranged in a radial plane r3a, which is arranged in the axial direction, for example, between the radial planes r1 and r2, ie between the two planetary gear sets PS1, PS2.
  • the second shaft 14 is divided into two shaft sections 14a, 14b, which are connected to one another in a torque-proof manner, on opposite axial sides of the first planetary gear set PS1.
  • the first electric machine EM1 can be connected independently of the position of the fourth shaft 18 and the translation of the second spur gear set ST2.
  • FIG. 11 shows a flybrid powertrain 10"' in which the axial order of the elements is changed.
  • a fourth radial plane r4"' is arranged axially next to the first radial plane r1, in which the double element with the clutches D, E (or only the clutch D) is arranged. Adjacent to this is the second radial plane r2"' with the first planetary gear set PS1 arranged. This is followed by the third radial plane r3"' with the first spur gear set ST1.
  • the double element with the clutches A, C is arranged in an eighth radial plane r8"' that is axially connected thereto. This is followed by the sixth radial plane r6"', in which the third spur gear set ST3 is arranged.
  • the seventh radial plane r7"' with the first train Z1.
  • Axially adjacent to this is the third radial plane r3"' with the second spur gearset ST2 and the connection of the first electric machine EM1.
  • the third radial plane r3"' consequently forms an axial end of the hybrid transmission arrangement.
  • the sixth clutch KO is shown, which may extend beyond that.
  • the seventh shaft 24"' is designed as an inner shaft
  • the fourth shaft 18"" is designed as a hollow shaft section around the seventh shaft 24"'.
  • the fixed wheel of the second spur gear set ST2 assigned to the second clutch B is designed as a loose wheel which is rotatably mounted on the seventh shaft 24''.
  • FIG. 12 another hybrid transmission assembly 10 IV is shown.
  • the radial planes r4 and r5 are combined into one radial plane.
  • the seventh shaft 24 IV is designed as an inner shaft
  • the fourth shaft 18 IV is designed as a hollow shaft section.
  • This embodiment can also be implemented in the embodiments of FIGS. 9 and 10.
  • FIG. Otherwise, the structure corresponds to that of FIG. 1, in particular with regard to the axial sequence of the radial planes.
  • a hybrid transmission arrangement 10 v in which the third clutch C is designed as a single switching element and the first clutch A with the second hitch be B is designed as a double element.
  • the double element with the clutches B, A can be actuated by means of a single actuating device B2V and is arranged coaxially to the third axis a3.
  • the eighth shaft 26 v is also arranged as a hollow shaft section around the seventh shaft 24 v and is consequently coaxial with the third axis a3.
  • the double element with the clutches D, E and the double element with the hitch-ups A, B are arranged in an integrated radial plane r4/5/8, which is axially adjacent to the radial plane r3 and through which the radial planes r4, r5 and r8 of the Ausense tion form of Fig. 1 are summarized.
  • Adjacent to this radial plane in the axial direction is the radial plane r9v , in which the first spur gear set ST1 is arranged.
  • the seventh adjacent radial plane r7v contains the first traction means Z1.
  • the sixth radial plane r6 v in which the third spur gear set ST3 is arranged, is in turn axially adjacent to this.
  • the eighth radial plane is located at the axial end r8 v , in which the third clutch C is arranged.
  • the third clutch C can also be arranged between the radial planes r7 v and r9 v .
  • the order of the radial planes is r1, r2, r3, r4/5/8, r9 v , r7 v , r6 v , r8 v .
  • FIG. 14 another hybrid transmission arrangement 10 VI is shown, in which the radial planes r6 vl and r7 vl compared to the embodiment of FIG. 1 are reversed axially.
  • the connection of the internal combustion engine via the first traction mechanism Z1 consequently moves closer to the (optional) fifth shifting element E.
  • the double element with the clutches C and A is arranged between the spur gear sets ST1 and ST3 (in plane r8) .
  • FIG. 10 VN Another flybrid transmission arrangement 10 VN is shown in FIG. 10
  • the axial arrangement of the radial planes r2 VN and r3 VN is reversed.
  • the second connection A2 (second traction mechanism or spur gearset) of the first electric machine EM1 to the second shaft 14 can consequently be arranged in such a way that it is directly adjacent to the second planetary gearset PS2.
  • the third radial plane r3 VN is arranged axially between the planetary gear sets PS1 and PS2.
  • the ring gear of the first planetary gear set PS2 can be connected directly to the fifth Be connected to the shaft 20, in the double element D, E (or only in the area of the clutch D, if E is not provided).
  • a hybrid transmission assembly 10 VIN is shown.
  • the seventh radial plane r7 VIM in which the first traction mechanism Z1 is arranged, is arranged in the area of an axial end, specifically adjacent to a radial plane r6 VNI , in which the third spur gear set ST3 is arranged.
  • the ninth radial plane r9 VNI is arranged in the axial direction between the fifth radial plane r5 and the eighth radial plane r8. In other words, the axial position of the spur gear sets ST1 and ST3 is reversed.
  • the first traction means Z1 can be guided axially past the countershaft arrangement (with the shafts 18, 24), axially adjacent to the third spur gear stage ST3. Consequently, the first traction means Z1 can be guided independently of the spatial pivoting angle of the countershaft arrangement (with the shafts 18, 24).
  • the order of the radial planes is r1 , r3 VN , r2 vll ,r4, r5, r9 VMI ,r8, r6 VIM , r7 VIN .
  • Fig. 17 another hybrid transmission assembly 10 IX is shown.
  • the first spur gear set ST1 is placed in the radial plane of the first planetary gear set PS1 in such a way that a gear wheel of the first spur gear set ST1, which is arranged coaxially to the third axis a3, engages with an external toothing of the first ring gear H1 IX or with it combs.
  • the eighth shaft 26 IX is arranged as a hollow shaft section around the fourth shaft 18 .
  • the first clutch A is now more coaxial with the third axis a3 and no longer with the second axis a2, similar to the embodiment of FIG. 13.
  • the double element with the clutches A, B is actuated by means of a second actuating device B2 IX .
  • the order of the radial planes is as follows: r1 (with the second planetary gear set PS2), r3 VN (with the second spur gear set ST2 and the connection of the first electric machine EM1), r2/9 (with the first spur gear set ST1 and the first planetary gear set PS1) , r4 (with the double element D, E), r5 (with the double element A, B), r6 lx (with the third spur gear set ST3), r7 lx (with the first traction mechanism Z1), r8 lx (with the third clutch C ).
  • Fig. 18 another hybrid transmission assembly 10 x is shown.
  • the seventh shaft 24 x is in turn designed as an inner shaft
  • the fourth shaft 18 x is designed as a hollow shaft section around it.
  • Axially adjacent to the first radial plane r1 (with the second planetary gear set PS2) is a third radial plane r3 x in which the second spur gear set ST2 and the connection A2 of the first electric machine EM2 are arranged.
  • Axially adjacent to this is a radial plane r4/5, in which the second clutch B (coaxial with axis a3) and a double element with clutches D and E (coaxial with axis a2) are arranged.
  • This is followed by a radial plane r2 x , in which the first planetary gear set PS1 is arranged.
  • the radial planes r6 to r9 which are formed in the same order as in the first embodiment, adjoin the radial plane r2x.
  • the order of the radial plane is therefore the following: r1 , r3 x , r4/5, r2 x , r6, r7, r8, r9.
  • FIG. 19 another hybrid transmission assembly 10 XI is shown. This clearly corresponds to the structure and radial planes of the hybrid transmission arrangement 10 in FIG. 1.
  • the connection of the first planetary gear set PS1 was mirrored. While in the embodiment of FIG. 1 the sun gear is connected axially to the second shaft 14 via the first planetary gear set PS2, the sun gear S1 X1 is connected directly to the second shaft 14.
  • the first planet carrier PT1 XI is connected axially to the third shaft 16 via the first planetary gear set PS1.
  • the first ring gear H1 of the first planetary gear set PS1 is connected to the fifth shaft 20 via a linkage disposed axially between the first planetary gear set PS1 and the third shaft 16 .
  • a vertical "wall" is saved compared to the embodiment of FIG.
  • the hybrid transmission assemblies of FIGS. 9 to 19 each preferably have an identical range of functions as the hybrid transmission assembly 10 of FIG. 1 (and/or one of the hybrid transmission assemblies of FIGS. 3 to 8), depending on whether the fifth clutch Development E and/or the sixth clutch K0 or the seventh clutch K1 is provided.
  • the sixth clutch KO and the fifth clutch E as well as the second clutch B as individual shifting elements four different mechanical gears can be used in pure electric operation via the first electric machine EM1, which are shown in FIG.
  • the second clutch B is closed for all electric gears.
  • the fifth clutch E is also closed.
  • the fourth clutch D in addition to the clutch B is closed.
  • a further electric gear stage EZ1 can be formed by the first clutch A being closed in addition to the clutch B.
  • Another additional electric gear EZ2 can be formed by both the second clutch B and the third clutch C are closed.
  • Z2/A2 second traction mechanism or wheelset
  • Z3/A3 third traction device or wheel set from1, from2 output shafts to AW1, AW2 ST vibration absorber

Abstract

The invention relates to a hybrid transmission arrangement for a motor vehicle, having: a first shaft (12) for feeding in drive power from the internal combustion engine, a second shaft (14) which is connected to a first electric machine (EM1), a third shaft (16) for outputting output power, a fourth shaft (18) which is offset axially parallel to the third shaft (16), a fifth shaft (20) which is connectable to the first shaft (12) via a first clutch (A), and a first planetary gear set (PS1) which has a first member (S1), a second member (H1) and a third member (PT1), wherein the second shaft (14) is connectable to the first shaft (12) via a second clutch (B), wherein the second shaft (14) is connected to the first member (S1), wherein the fifth shaft (20) is connected to the second member (H1), and wherein the third shaft (16) is connected to the third member (PT1).

Description

Hybrid-Getriebeanordnung Hybrid gear arrangement
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hybrid-Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Pkw, mit einer ersten Welle zum Einspeisen von verbren nungsmotorischer Antriebsleistung, mit einer zweiten Welle, die mit einer ersten Elekt- romaschine verbunden ist, und mit einer dritten Welle zum Ausgeben von Ausgangs leistung sowie mit einem ersten Planetenradsatz, der drei Glieder aufweist und als Überlagerungsgetriebe dienen kann. The present invention relates to a hybrid transmission arrangement for a motor vehicle, in particular for a passenger car, with a first shaft for feeding in drive power from the combustion engine, with a second shaft that is connected to a first electric machine, and with a third shaft for outputting of output power and with a first planetary gear set, which has three members and can serve as a superposition gear.
Hybrid-Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge weisen generell einen Verbrennungsmotor auf, der Antriebsleistung zum Antreiben des Kraftfahrzeuges bereitstellen kann, sowie eine Elektromaschine, die je nach Betriebsart alternativ oder zusätzlich zu dem Ver brennungsmotor Antriebsleistung für das Kraftfahrzeug bereitstellen kann. Hybrid drive trains for motor vehicles generally have an internal combustion engine that can provide drive power for driving the motor vehicle, and an electric machine that can provide internal combustion engine drive power for the motor vehicle as an alternative or in addition to the United depending on the operating mode.
Bei Hybrid-Antriebssträngen wird zwischen einer Vielzahl von unterschiedlichen Kon zepten unterschieden, die jeweils eine unterschiedliche Anbindung der Elektromaschine an eine Getriebeanordnung des Hybrid -Antriebsstranges vorsehen. In the case of hybrid drive trains, a distinction is made between a large number of different concepts, each of which provides for a different connection of the electric machine to a transmission arrangement of the hybrid drive train.
Beispielsweise ist es bekannt, eine elektrische Maschine konzentrisch zu einer Ein gangswelle anzuordnen, wobei ein Rotor der elektrischen Maschine mit einer Hohlwelle verbunden ist, die um eine Eingangswelle herum angeordnet ist. For example, it is known to arrange an electrical machine concentrically with an input shaft, with a rotor of the electrical machine being connected to a hollow shaft which is arranged around an input shaft.
In manchen Fällen wird die Elektromaschine über eine Vorübersetzung an eine Getrie beanordnung des Hybridgetriebes angebunden. Die Vorübersetzung kann eine Plane tenradsatzanordnung beinhalten. In some cases, the electric machine is connected to a gear arrangement of the hybrid transmission via a pre-transmission. The pre-transmission can include a planetary gear set arrangement.
Aus dem Dokument DE 102013215114 A1 ist ein Hybridantrieb eines Kraftfahrzeu ges bekannt, bei dem eine Elektromaschine über einen Stirnradsatz an einer Aus gangswelle eines Hybrid-Getriebes anbindbar ist. Ferner ist es aus diesem Dokument bekannt, eine Elektromaschine koaxial zu einer Getriebeausgangswelle anzuordnen, und zwar axial versetzt zu einem Planetenradsatz, der als Überlagerungsgetriebe für elektromotorische Antriebsleistung und für verbrennungsmotorische Antriebsleistung ausgebildet ist. A hybrid drive of a motor vehicle is known from document DE 102013215114 A1, in which an electric machine can be connected via a spur gear set to an output shaft of a hybrid transmission. Furthermore, it is known from this document to arrange an electric machine coaxially to a transmission output shaft, namely axially offset to a planetary gear set, which is used as a superposition gear for electromotive drive power and is designed for internal combustion engine drive power.
Hybrid-Getriebe sind vorzugsweise als Lastschaltgetriebe ausgebildet. Bei einem Ein bau in einem Kraftfahrzeug quer zur Antriebsrichtung (Front -Quer oder Heck-Quer) ist die axiale Baulänge des Hybrid-Getriebes von großer Bedeutung. Ferner ist bei einem Einbau quer zur Fahrtrichtung häufig auf die Einbauumgebung Rücksicht zu nehmen. Engstellen sind ggf. ein Gelenk von Seitenwellen, eine Getriebeaufhängung und/oder ein unterer Fahrzeuglängsträger. Hybrid transmissions are preferably designed as powershift transmissions. In a construction in a motor vehicle transverse to the drive direction (front -transverse or rear-transverse), the axial length of the hybrid transmission is of great importance. Furthermore, when installing transversely to the direction of travel, the installation environment must often be taken into account. Bottlenecks may be a side shaft joint, a transmission mount and/or a lower longitudinal member of the vehicle.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbes serte Hybrid-Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug anzugeben, wobei die Hybrid- Getriebeanordnung einen großen Funktionsumfang hat, axial kompakt baut und vor zugsweise gut quer (insbesondere vorne) in einem Kraftfahrzeug eingebaut werden kann. Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved hybrid transmission arrangement for a motor vehicle, the hybrid transmission arrangement having a large range of functions, being axially compact and preferably being able to be installed transversely (in particular at the front) in a motor vehicle .
Eine Hybrid-Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Offenbarung ist ausgebildet mit einer ersten Welle zum Einspeisen von verbrennungsmotorischer An triebsleistung, mit einer zweiten Welle, die mit einer ersten Elektromaschine verbunden ist, mit einer dritten Welle zum Ausgeben von Ausgangsleistung, mit einer vierten Welle, die achsparallel versetzt zu der dritten Welle ist, und mit einem ersten Planetenradsatz, der ein erstes Glied, ein zweites Glied und ein drittes Glied aufweist, wobei die erste Welle über eine erste Kupplung oder alternativ über eine dritte Kupplung mit dem zwei ten Glied verbindbar ist, wobei die zweite Welle über eine zweite Kupplung mit der ers ten Welle verbindbar ist, wobei die zweite Welle mit dem ersten Glied verbunden ist, und wobei die dritte Welle mit dem dritten Glied verbunden ist. A hybrid transmission arrangement for a motor vehicle of the present disclosure is formed with a first shaft for feeding in internal combustion engine drive power, with a second shaft which is connected to a first electric machine, with a third shaft for outputting output power, with a fourth shaft, offset axially parallel to the third shaft, and with a first planetary gear set having a first member, a second member and a third member, the first shaft being connectable to the second member via a first clutch or alternatively via a third clutch , wherein the second shaft can be connected to the first shaft via a second clutch, the second shaft being connected to the first member, and the third shaft being connected to the third member.
Bei der Hybrid-Getriebeanordnung der oben genannten Art sind Verbindungen zwi schen Wellen vorzugsweise durch Stirnradsätze realisiert. Die Hybrid- Getriebeanordnung bildet folglich ein Hybrid-Getriebe in Mischbauweise, das wenigs tens einen Planetenradsatz und mehrere Stirnradstufen beinhaltet. Vorzugsweise las sen sich mit der Hybrid-Getriebeanordnung wenigstens zwei, vorzugsweise genau drei Verbrennungsmotor-Gangstufen einrichten sowie wenigstens eine, vorzugsweise zwei oder mehr Elektro-Gangstufen. Zudem ist es mit der Hybrid-Getriebeanordnung vor zugsweise möglich, einen elektrodynamischen Anfahrvorgang durchzuführen, bei dem der erste Planetenradsatz als Überlagerungsgetriebe verwendet wird (EDA). Da ein elektrodynamisches Anfahren möglich ist, weist die Hybrid-Getriebeanordnung vor zugsweise keine separate Anfahrkupplung (Reibkupplung) auf, obgleich eine solche zur Erweiterung des Funktionsumfanges auch vorgesehen sein kann. Die Hybrid- Getriebeanordnung weist vorzugsweise auch keine separate Rückwärts-Gangstufe auf. In the hybrid transmission arrangement of the type mentioned above, connections between the shafts are preferably realized by spur gear sets. The hybrid transmission arrangement consequently forms a hybrid transmission of mixed construction, which includes at least one planetary gear set and several spur gear stages. Preferably, at least two, preferably exactly three, internal combustion engine gears and at least one, preferably two, can be set up with the hybrid transmission arrangement or more electric gears. In addition, with the hybrid transmission arrangement, it is preferably possible to carry out an electrodynamic starting process in which the first planetary gear set is used as a superimposed transmission (EDA). Since electrodynamic starting is possible, the hybrid transmission arrangement preferably does not have a separate starting clutch (friction clutch), although one can also be provided to expand the range of functions. The hybrid transmission arrangement also preferably does not have a separate reverse gear ratio.
Auch ist vorzugsweise ein Laden in Neutral möglich, bei dem über die erste Welle ver brennungsmotorische Antriebsleistung eingespeist wird und die erste Elektromaschine generatorisch betrieben wird, um eine Batterie zu laden, und zwar vorzugsweise auch im Stand und in Neutral. Charging in neutral is also preferably possible, in which drive power from the internal combustion engine is fed in via the first shaft and the first electric machine is operated as a generator in order to charge a battery, preferably also when the vehicle is stationary and in neutral.
Die Hybrid-Getriebeanordnung ist vorzugsweise auf einer Radachse des Kraftfahrzeugs angeordnet, was bedeutet, dass wenigstens eine Achse der Hybrid-Getriebeanordnung koaxial zu der Radachse (Abtriebswellen) ausgerichtet ist. The hybrid transmission arrangement is preferably arranged on a wheel axle of the motor vehicle, which means that at least one axis of the hybrid transmission arrangement is aligned coaxially with the wheel axle (output shafts).
Ferner sind bei der Hybrid-Getriebeanordnung vorzugsweise Lastschaltungen möglich, also Schaltungen zwischen Gangstufen, ohne dass eine Zugkraftunterbrechung statt findet. Furthermore, in the case of the hybrid transmission arrangement, power shifts are preferably possible, that is to say shifts between gears, without an interruption in traction taking place.
Die Hybrid-Getriebeanordnung kann mit wenigen Radialebenen realisiert werden, so dass eine axial kompakte Bauweise möglich ist. Auch weist die Hybrid- Getriebeanordnung vorzugsweise neben einer Achse zur Anbindung an den Verbren nungsmotor (und Achsen der ersten Elektromaschine und ggf. einerweiteren Elektro maschine) nur zwei weitere Achsen auf, von denen eine vorzugsweise koaxial zu Ab triebswellen angeordnet ist. The hybrid transmission arrangement can be implemented with few radial planes, so that an axially compact design is possible. In addition to an axle for connection to the combustion engine (and axles of the first electric machine and possibly another electric machine), the hybrid transmission arrangement preferably has only two further axles, one of which is preferably arranged coaxially with the drive shaft.
Eine Verbindung zwischen der ersten Welle und einer Welle, die koaxial zu der Achse der Abtriebswellen ist, erfolgt vorzugsweise über ein Zugmittel, insbesondere überei nen Kettentrieb. Hierdurch kann eine vergleichsweise große Distanz zwischen diesen Achsen eingerichtet werden, und es kann eine angemessene Übersetzungsanpassung erfolgen. Vorzugsweise beinhaltet die Hybrid-Getriebeanordnung ferner wenigstens eine zweite Elektromaschine, die insbesondere als Hochvoltstartergenerator ausgebildet sein kann und die vorzugsweise mit der ersten Welle verbunden ist. A connection between the first shaft and a shaft, which is coaxial to the axis of the output shafts, preferably takes place via a traction mechanism, in particular via a chain drive. This allows a comparatively large distance to be set up between these axes and an appropriate ratio adjustment to be made. Preferably, the hybrid transmission arrangement also contains at least one second electric machine, which can be designed in particular as a high-voltage starter generator and which is preferably connected to the first shaft.
Auch ist die dritte Welle vorzugsweise über einen zweiten Planetenradsatz mit einem Eingangsglied eines Differentials verbunden. Das Differential kann ein Kugeldifferential, ein Stirnraddifferential, ein Planetenraddifferential oder dergleichen sein. Also, the third shaft is preferably connected to an input member of a differential via a second planetary gear set. The differential may be a ball differential, a spur gear differential, a planetary gear differential, or the like.
Die folgenden Begriffe lassen sich im Rahmen der vorliegenden Offenbarung insbeson dere wie folgt verstehen: In the context of the present disclosure, the following terms can be understood in particular as follows:
Eine Radpaarung beinhaltet genau zwei Zahnräder, die miteinander in Eingriff stehen, insbesondere miteinander kämmen. Die Zahnräder einer Radpaarung weisen vorzugs weise jeweils eine Stirnverzahnung auf, sind vorzugsweise in einer radialen Ebene an geordnet und sind vorzugsweise jeweils einer anderen Welle zugeordnet. Die Zahnrä der der Radpaarung können zwei Festräder sein (sog. Konstanten -Radsatz). Bei einer schaltbaren Radpaarung können die zwei Zahnräder ein Festrad und ein Losrad (siehe unten) sein, die vorzugsweise gemeinsam eine Gangstufe (siehe unten) definieren. A pair of wheels contains exactly two gears that mesh with one another, in particular that mesh with one another. The gears of a pair of wheels preferably have face teeth, are preferably arranged in a radial plane and are preferably each assigned to a different shaft. The gears of the wheel pair can be two fixed wheels (so-called constant wheel set). In a switchable pair of wheels, the two gears can be a fixed wheel and a loose wheel (see below), which preferably together define a gear (see below).
Ein Radsatz (Stirnradsatz) beinhaltet wenigstens zwei miteinander in Eingriff stehende (insbesondere kämmende) Zahnräder, und kann eine oder mehrere Radpaarungen be inhalten, die vorzugsweise in einer gemeinsamen radialen Radsatzebene liegen. Sofern ein Radsatz ein Festrad aufweist, das mit zwei unterschiedlichen Zahnrädern in Eingriff steht, spricht man auch von einer Doppelnutzung des Festrades. Generell kann ein Radsatz auch ein Planetenradsatz sein. A gear set (spur gear set) includes at least two mutually engaging (in particular meshing) gears, and can contain one or more wheel pairs, which preferably lie in a common radial gear set plane. If a wheel set has a fixed wheel that meshes with two different gear wheels, this is also referred to as a dual use of the fixed wheel. In general, a gear set can also be a planetary gear set.
Ein Losrad ist ein drehbar an einer Welle gelagertes Zahnrad, das mittels eines Schalt elementes mit der Welle verbindbar oder davon entkoppelbar ist. Ein Festrad ist ein an einer Welle drehfest festgelegtes Zahnrad. A loose wheel is a gear wheel which is rotatably mounted on a shaft and which can be connected to or decoupled from the shaft by means of a switching element. A fixed wheel is a gear wheel fixed to a shaft in a rotationally fixed manner.
Eine Kupplung dient zum Verbinden oder Lösen von Gliedern, wie einem Losrad und einer Welle, und ist vorliegend insbesondere durch eine Schaltkupplung gebildet, insbe- sondere eine formschlüssige Schaltkupplung wie eine Klauenkupplung. Die Kupplung kann jedoch auch eine Reibkupplung sein, oder eine formschlüssige Synchro- Schaltkupplung. Der Begriff der Kupplung ist gleichzusetzen mit dem Begriff eines Schaltelementes. A clutch is used to connect or release members, such as a loose wheel and a shaft, and is present in particular formed by a clutch, especially special a form-fitting clutch such as a claw clutch. However, the clutch can also be a friction clutch or a positive synchro shift clutch. The concept of the clutch can be equated with the concept of a switching element.
Ein Doppelelement beinhaltet zwei Kupplungen, die vorzugsweise unterschiedlichen Gliedern zugeordnet sind und die mittels einer einzelnen Betätigungseinrichtung alter nativ schaltbar sind. Ferner beinhaltet das Doppelelement vorzugsweise eine Neutral stellung, in der keine der beiden Kupplungen geschaltet ist. A double element includes two clutches which are preferably assigned to different members and which can be switched alternatively by means of a single actuating device. Furthermore, the double element preferably includes a neutral position in which neither of the two clutches is engaged.
Zwei relativ zueinander drehbare Glieder sind verbunden, wenn sie zwangsläufig mit einer proportionalen Drehzahl drehen. Der Begriff "verbunden" ist gleichzusetzen mit "wirkverbunden". Unter einer "drehfesten Verbindung" ist zu verstehen, dass die zwei Glieder mit der gleichen Drehzahl drehen. Zwei Glieder sind dann verbindbar, wenn sie entweder miteinander verbunden oder voneinander entkoppelt werden können. Vor zugsweise sind die zwei Glieder dabei mittels einer Kupplung oder einer Bremse mitei nander verbindbar. Two relatively rotatable members are connected when they are positively rotating at a proportional speed. The term "connected" is equivalent to "effectively connected". By "rotational connection" is meant that the two links rotate at the same speed. Two members are connectable if they can either be connected or disconnected from each other. Preferably, the two members can be connected to one another by means of a clutch or a brake.
Zwei Elemente sind axial ausgerichtet, wenn sie sich in axialer Richtung zumindest teil weise überlappen und/oder wenn sie in einer gemeinsamen Radialebene liegen. Der Begriff der Radialebene ist vorzugsweise funktional zu verstehen und nicht geomet risch. Folglich können auch zwei Kupplungen eines Doppelelementes in einer gemein samen Radialebene liegen. Two elements are axially aligned if they at least partially overlap in the axial direction and/or if they lie in a common radial plane. The term radial plane is preferably to be understood functionally and not geometrically. Consequently, two clutches of a double element can also lie in a common radial plane.
Dadurch, dass die erste Welle über zwei Kupplungen alternativ mit dem zweiten Glied des ersten Planetenradsatzes verbindbar ist, lassen sich zwei unterschiedliche EDA- Modi realisieren (ECVT1 und ECVT2). Because the first shaft can be alternatively connected to the second member of the first planetary gear set via two clutches, two different EDA modes can be implemented (ECVT1 and ECVT2).
Die Aufgabe wird vollkommen gelöst. The task is completely solved.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Welle über die erste Kupplung oder über die dritte Kupplung mit einer fünften Welle verbindbar, die vorzugsweise koa xial zu der dritten Welle angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ ist es bevorzugt, wenn die erste Welle mit einer sechsten Welle verbunden ist, die vorzugsweise koaxial zu der dritten Welle angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist die sechste Welle vor zugsweise mit einer siebten Welle verbunden. According to a preferred embodiment, the first shaft can be connected via the first clutch or via the third clutch to a fifth shaft, which is preferably arranged coa xial to the third shaft. Additionally or alternatively, it is preferred if the first shaft is connected to a sixth shaft, which is preferably arranged coaxially to the third shaft. As an alternative or in addition to this, the sixth shaft is preferably connected to a seventh shaft.
Die erste Welle und die sechste Welle sind vorzugsweise über ein erstes Zugmittel mit einander verbunden, können jedoch auch über einen Stirnradsatz verbunden sein. The first shaft and the sixth shaft are preferably connected to one another via a first traction mechanism, but can also be connected via a set of spur gears.
Die sechste Welle ist mit der siebten Welle vorzugsweise über einen dritten Stirnradsatz verbunden, der vorzugsweise auf einer der zweiten Welle gegenüberliegenden axialen Seite des ersten Zugmittels angeordnet ist, oder auf der gleichen axialen Seite. The sixth shaft is preferably connected to the seventh shaft via a third set of spur gears, which is preferably arranged on an axial side of the first traction means opposite the second shaft, or on the same axial side.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn die erste Kupplung und die dritte Kupplung koaxial zu der dritten Welle angeordnet sind. Zusätzlich oder alternativ ist es bevorzugt, wenn die ers te Kupplung und die dritte Kupplung mittels einer ersten Betätigungseinrichtung betätig bar sind, insbesondere alternativ betätigbar sind. Zusätzlich oder alternativ ist es be vorzugt, wenn die sechste Welle koaxial zu der dritten Welle angeordnet ist und/oder wenn die siebte Welle koaxial zu der vierten Welle angeordnet ist. It is also advantageous if the first clutch and the third clutch are arranged coaxially to the third shaft. Additionally or alternatively, it is preferred if the first clutch and the third clutch can be actuated by means of a first actuating device, in particular can be actuated alternatively. Additionally or alternatively, it is preferred if the sixth shaft is arranged coaxially to the third shaft and/or if the seventh shaft is arranged coaxially to the fourth shaft.
An der sechsten Welle sind vorzugsweise ein Rad (wie beispielsweise ein Kettenrad) zur Verbindung m it der ersten Welle und ein weiteres Zahnrad zur Verbindung m it der siebten Welle angeordnet. The sixth shaft preferably has a gear (such as a sprocket) for connection to the first shaft and another gear for connection to the seventh shaft.
Die dritte Kupplung ist vorzugsweise auf einer der zweiten Welle gegenüberliegenden axialen Seite des ersten Zugmittels und/oder vorzugsweise auf einer der zweiten Welle gegenüberliegenden axialen Seite eines Stirnradsatzes angeordnet, der die sechste Welle und die siebte Welle miteinander verbindet. The third clutch is preferably arranged on an axial side of the first traction means opposite the second shaft and/or preferably on an axial side of a spur gearset opposite the second shaft, which connects the sixth shaft and the seventh shaft to one another.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn die siebte Welle über einen ersten Stirnradsatz mit einer achten Welle verbunden ist, die vorzugsweise koaxial zu der dritten Welle angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ ist es bevorzugt, wenn die zweite Welle über einen zwei ten Stirnradsatz mit der vierten Welle verbunden ist. Zusätzlich oder alternativ ist es bevorzugt, wenn die sechste Welle über einen dritten Stirnradsatz mit der siebten Welle verbunden ist. Zusätzlich oder alternativ ist es bevorzugt, wenn der erste Stirnradsatz und der dritte Stirnradsatz auf axial gegenüberliegenden Seiten der ersten Kupplung angeordnet sind. It is also advantageous if the seventh shaft is connected via a first set of spur gears to an eighth shaft, which is preferably arranged coaxially with the third shaft. Additionally or alternatively, it is preferred if the second shaft is connected to the fourth shaft via a second set of spur gears. Additionally or alternatively, it is preferred if the sixth shaft is connected to the seventh shaft via a third set of spur gears. Additionally or alternatively, it is preferred if the first spur gear set and the third spur gear set are located on axially opposite sides of the first clutch.
All diese Maßnahmen tragen zu einer axial und radial kompakten Bauweise bei und ermöglichen einen großen Funktionsumfang. All of these measures contribute to an axially and radially compact design and enable a large range of functions.
Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist die erste Welle im Bereich von einem ersten axialen Ende der Hybrid-Getriebeanordnung angeordnet. Al ternativ oder zusätzlich hierzu ist die zweite Welle vorzugsweise im Bereich von einem zweiten axialen Ende der Hybrid-Getriebeanordnung angeordnet. According to another embodiment that is preferred overall, the first shaft is arranged in the area of a first axial end of the hybrid transmission arrangement. Alternatively or in addition to this, the second shaft is preferably arranged in the area of a second axial end of the hybrid transmission arrangement.
Die Formulierung, dass die Wellen im Bereich eines jeweiligen axialen Endes der Hyb rid-Getriebeanordnung angeordnet ist, soll nicht bedeuten, dass die jeweilige Welle bis zum äußersten axialen jeweiligen Ende der Hybrid-Getriebeanordnung reichen muss. Damit soll vielmehr ausgedrückt werden, dass die erste Welle und die zweite Welle vor zugsweise im Bereich unterschiedlicher axialer Enden angeordnet sind, derart, dass dazwischen wenigstens eine Stirnradsatzebene und wenigstens eine Kupplungsebene angeordnet sind. The wording that the shaft is arranged in the area of a respective axial end of the hybrid transmission arrangement is not intended to mean that the respective shaft has to reach the outermost axial end of the hybrid transmission arrangement. Rather, this is intended to express the fact that the first shaft and the second shaft are preferably arranged in the region of different axial ends, such that at least one spur gear set plane and at least one clutch plane are arranged in between.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der erste Planeten radsatz in axialer Richtung entweder zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle angeordnet ist oder wenn der erste Planetenradsatz auf einer der ersten Welle gegenüberliegenden axialen Seite einer Ra dialebene angeordnet ist, über die die erste Elektromaschine mit der zweiten Welle ver bunden ist. It is also advantageous if the first planetary gear set is arranged in the axial direction either between the first shaft and the second shaft or if the first planetary gear set is arranged on an axial side of a radial plane opposite the first shaft, via which the first electric machine is connected to the second wave is connected.
Mit anderen Worten kann der erste Planetenradsatz in axialer Richtung beispielsweise zwischen einer Radialebene, über die die erste Welle und die sechste Welle verbunden ist, und einer Radialebene angeordnet sein, über die die erste Elektromaschine und die zweite Welle verbunden sind. Alternativ kann der erste Planetenradsatz zwischen einer Radialebene, über die die erste Elektromaschine und die zweite Welle verbunden sind, und einer Konstant-Übersetzung bzw. Vorübersetzung angeordnet sein, über die die dritte Welle mit einem Ausgleichsgetriebe (Differential) zum Verteilen von Antriebsleis tung verbunden ist. Die oben genannten Maßnahmen tragen sämtlich zu einer axial kompakten Bauweise bei, und ggf. dazu, dass die Hybrid-Getriebeanordnung mit einem hohen Wirkungsgrad arbeiten kann. In other words, the first planetary gear set can be arranged in the axial direction, for example, between a radial plane via which the first shaft and the sixth shaft are connected and a radial plane via which the first electric machine and the second shaft are connected. Alternatively, the first planetary gear set can be arranged between a radial plane, via which the first electric machine and the second shaft are connected, and a constant translation or pre-translation, via which the third shaft is connected to a differential for distributing drive power . The measures mentioned above all contribute to an axially compact design and possibly to the fact that the hybrid transmission arrangement can work with a high level of efficiency.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zwei Glieder des ersten Planeten radsatzes mittels einer vierten Kupplung miteinander verbindbar. Alternativ oder zusätz lich hierzu ist es bevorzugt, wenn ein Glied des ersten Planetenradsatzes mittels einer fünften Kupplung an einem Gehäuse der Hybrid-Getriebeanordnung festlegbar ist. In a further preferred embodiment, two members of the first planetary gear set can be connected to one another by means of a fourth clutch. Alternatively or in addition to this, it is preferred if a member of the first planetary gear set can be fixed to a housing of the hybrid transmission arrangement by means of a fifth clutch.
Die vierte Kupplung kann dazu verwendet werden, um den ersten Planetenradsatz zu verblocken. In diesem Fall kann vorzugsweise ein rein elektromotorischer Fährbetrieb mittels der ersten Elektromaschine eingerichtet werden. Sofern sowohl die vierte Kupp lung als auch die fünfte Kupplung vorhanden sind, lassen sich zudem zwei Elektro- Gangstufen zum Fährbetrieb mittels der ersten Elektromaschine einrichten. Sofern nur die vierte Kupplung vorgesehen ist, ist es bevorzugt, wenn die hierüber eingerichtete Elektro-Gangstufe für den gesamten Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeugs aus gelegt ist. The fourth clutch can be used to lock up the first planetary gear set. In this case, a purely electromotive ferry operation can preferably be set up by means of the first electric machine. If both the fourth clutch and the fifth clutch are present, two electric gears can also be set up for ferry operation using the first electric machine. If only the fourth clutch is provided, it is preferred if the electric gear stage set up here is designed for the entire speed range of the motor vehicle.
Vorteilhaft ist es, wenn die vierte Kupplung und/oder die fünfte Kupplung koaxial zu dem ersten Planetenradsatz angeordnet ist bzw. sind und/oder wenn die vierte Kupplung und/oder die fünfte Kupplung in axialer Richtung zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle angeordnet sind. It is advantageous if the fourth clutch and/or the fifth clutch is/are arranged coaxially with the first planetary gear set and/or if the fourth clutch and/or the fifth clutch are arranged in the axial direction between the first shaft and the second shaft .
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die vierte Kupplung und die fünfte Kupplung als Doppelelement ausgebildet, das mittels einer einzelnen Betätigungseinrichtung be tätigbar ist, derart, dass entweder die vierte Kupplung oder die fünfte Kupplung oder eine Neutralposition eingerichtet ist, bei der weder die vierte noch die fünfte Kupplung geschaltet ist. In a preferred embodiment, the fourth clutch and the fifth clutch are designed as a double element that can be actuated by means of a single actuating device, such that either the fourth clutch or the fifth clutch or a neutral position is set up in which neither the fourth nor the fifth clutch is engaged.
Die vierte Kupplung und/oder die fünfte Kupplung ist bzw. sind vorzugsweise zwischen einer Radialebene, über die die erste Welle und die sechste Welle verbunden sind, und einer Radialebene angeordnet, über die die erste Elektromaschine und die zweite Welle verbunden sind. Besonders bevorzugt ist es, wenn die vierte Kupplung und/oder die fünfte Kupplung zwischen einer Ebene, über die die siebte Welle und die achte Welle verbunden sind, und einer Radialebene angeordnet ist bzw. sind, über die die erste Elektromaschine und die zweite Welle verbunden sind. Alternativ hierzu können die vierte Kupplung und/oder die fünfte Kupplung in axialer Richtung zwischen der Radial ebene, über die die siebte Welle und die achte Welle verbunden sind, und einer Radial ebene angeordnet sein, über die die erste Welle und die sechste Welle miteinander verbunden sind. The fourth clutch and/or the fifth clutch is or are preferably arranged between a radial plane, via which the first shaft and the sixth shaft are connected, and a radial plane, via which the first electric machine and the second shaft are connected. It is particularly preferred if the fourth clutch and/or the fifth clutch is/are arranged between a plane via which the seventh shaft and the eighth shaft are connected and a radial plane via which the first electric machine and the second shaft are connected are. Alternatively, the fourth clutch and/or the fifth clutch can be arranged in the axial direction between the radial plane, via which the seventh shaft and the eighth shaft are connected, and a radial plane, via which the first shaft and the sixth shaft are connected to one another are.
Gemäß einerweiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist die siebte Welle mit einer achten Welle verbunden, die vorzugsweise koaxial zu der dritten Welle angeord net ist. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise über einen ersten Stirnradsatz, der vor zugsweise an einem axialen Ende der Hybrid-Getriebeanordnung angeordnet ist. According to a further overall preferred embodiment, the seventh shaft is connected to an eighth shaft, which is preferably arranged coaxially with the third shaft. The connection is preferably via a first spur gear set, which is preferably arranged in front of an axial end of the hybrid transmission assembly.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es bevorzugt, wenn die fünfte Welle koaxial zu der dritten Welle angeordnet ist. Die vierte Kupplung und/oder die fünfte Kupplung sind vor zugsweise am Außenumfang der fünften Welle gelagert. In einer Alternative sind die vierte Kupplung und/oder die fünfte Kupplung an einem Außenumfang der dritten Welle gelagert. As an alternative or in addition to this, it is preferred if the fifth shaft is arranged coaxially to the third shaft. The fourth clutch and/or the fifth clutch are preferably mounted on the outer circumference of the fifth shaft. In an alternative, the fourth clutch and/or the fifth clutch are mounted on an outer circumference of the third shaft.
Gemäß einerweiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Welle koaxial zu der dritten Welle angeordnet. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es bevor zugt, wenn die zweite Welle mit der vierten Welle verbunden ist. According to another overall preferred embodiment, the second shaft is coaxial with the third shaft. As an alternative or in addition to this, it is preferred if the second shaft is connected to the fourth shaft.
Die Verbindung der zweiten Welle mit der vierten Welle erfolgt vorzugsweise über einen zweiten Stirnradsatz, der vorzugsweise in axialer Richtung zwischen dem ersten Plane tenradsatz und weiteren Stirnradsätzen der Hybrid-Getriebeanordnung angeordnet ist. Vorzugsweise ist der zweite Stirnradsatz unmittelbar benachbart zu dem ersten Plane tenradsatz angeordnet, und zwar in axialer Richtung gesehen. The second shaft is connected to the fourth shaft preferably via a second spur gear set, which is preferably arranged in the axial direction between the first tarpaulin gear set and further spur gear sets of the hybrid transmission arrangement. Preferably, the second spur gear set is arranged immediately adjacent to the first plane tenradsatz, seen in the axial direction.
In einer alternativen Ausgestaltung ist der zweite Stirnradsatz auf einer den anderen Stirnradsätzen der Hybrid-Getriebeanordnung abgewandten axialen Seite des ersten Planetenradsatzes angeordnet. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die zweite Kupplung koaxial zu der vierten Welle ange ordnet ist und/oder wenn die erste Kupplung und die dritte Kupplung als Doppelelement ausgebildet sind. In an alternative embodiment, the second spur gearset is arranged on an axial side of the first planetary gearset that faces away from the other spur gearsets of the hybrid transmission arrangement. Furthermore, it is advantageous if the second clutch is arranged coaxially to the fourth shaft and/or if the first clutch and the third clutch are designed as a double element.
Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erste Elektromaschine ko axial zu einer neunten Welle angeordnet, die mit der zweiten Welle verbunden ist. Die Verbindung kann über einen Stirnradsatz erfolgen, der ggf. Zahnräder an der neunten Welle bzw. an der zweiten Welle und ggf. ein oder mehrere Zwischenzahnräder bein haltet. Die Verbindung kann jedoch auch über ein zweites Zugmittel erfolgen. According to a further preferred embodiment, the first electric machine is arranged co-axially with a ninth shaft which is connected to the second shaft. The connection can be made via a set of spur gears, which may contain gears on the ninth shaft or on the second shaft and, if necessary, one or more intermediate gears. However, the connection can also be made via a second traction mechanism.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es bevorzugt, wenn die erste Elektromaschine axial mit wenigstens einem Radsatz der Hybrid-Getriebeanordnung und/oder mit der ersten Welle überlappt. Die erste Elektromaschine kann mit dem ersten Planetenradsatz axial überlappen, kann jedoch auch auf einer dem ersten Planetenradsatz axial gegenüber liegenden Seite einer Radialebene angeordnet sein, über die die erste Elektromaschine und die zweite Welle miteinander verbunden sind. As an alternative or in addition to this, it is preferred if the first electric machine overlaps axially with at least one wheel set of the hybrid transmission arrangement and/or with the first shaft. The first electric machine can overlap axially with the first planetary gear set, but can also be arranged on a side of a radial plane lying axially opposite the first planetary gear set, via which the first electric machine and the second shaft are connected to one another.
Ferner ist es insgesamt vorteilhaft, wenn eine zweite Elektromaschine koaxial zu einer zehnten Welle angeordnet ist, die mit der ersten Welle verbunden ist oder die über eine siebte Kupplung mit der ersten Welle verbindbar ist. Furthermore, it is advantageous overall if a second electric machine is arranged coaxially to a tenth shaft, which is connected to the first shaft or which can be connected to the first shaft via a seventh clutch.
Die zweite Elektromaschine hat vorzugsweise eine deutlich kleinere Leistung als die erste Elektromaschine. Die zweite Elektromaschine ist vorzugsweise als Hochvolt startergenerator ausgebildet. The second electric machine preferably has a significantly lower power than the first electric machine. The second electric machine is preferably designed as a high-voltage starter generator.
Die zweite Elektromaschine ist vorzugsweise im Betrieb immer mit dem Verbrennungs motor verbunden. Mit der zweiten Elektromaschine lassen sich folglich vorzugsweise folgende Funktionen abdecken: ein Start des Verbrennungsmotors aus einer rein elektrischen Fahrt bei Antrieb durch die erste Elektromaschine; eine Bordnetzversor gung; ein serielles Kriechen und Fahren vorwärts/rückwärts; Unterstützung einer Ver brennungsmotor-Drehzahlregelung beim Ankoppeln und bei Schaltungen zwischen Gangstufen. Die zweite Elektromaschine kann beim Entlasten der Kupplungen unter- stützen, indem die zweite Elektromaschine generatorisch arbeitet. Der erzeugte Strom kann von der ersten Elektromaschine zur Zugkraftunterstützung genutzt werden. The second electric machine is preferably always connected to the internal combustion engine during operation. The following functions can therefore preferably be covered with the second electric machine: starting the internal combustion engine from a purely electric drive when driven by the first electric machine; a vehicle power supply; a serial crawling and driving forward/backward; Support for combustion engine speed control when docking and when shifting between gears. The second electric machine can support by the second electric machine works as a generator. The electricity generated can be used by the first electric machine to assist traction.
Die zweite Elektromaschine kann über einen Stirnradsatz mit der ersten Welle verbun den sein oder kann über ein drittes Zugmittel mit der ersten Welle verbunden sein. Ge nerell ist es auch denkbar, die zweite Elektromaschine koaxial zu der ersten Welle an zuordnen. The second electric machine can be connected to the first shaft via a spur gear set or can be connected to the first shaft via a third traction mechanism. Generally it is also conceivable to assign the second electric machine coaxially to the first shaft.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die dritte Welle über eine Konstant-Übersetzung mit ei nem Eingangsglied eines Ausgleichsgetriebes zum Verteilen von Antriebsleistung ver bunden ist. It is also advantageous if the third shaft is connected via a constant gear ratio to an input member of a differential gear for distributing drive power.
Die Konstant-Übersetzung kann durch Stirnradstufen realisiert sein. The constant translation can be realized by spur gears.
Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Konstant-Übersetzung einen zweiten Plane tenradsatz aufweist. Der zweite Planetenradsatz weist in diesem Fall vorzugsweise eine gehäusefeste Anbindung von einem Glied auf, so dass der zweite Planetenradsatz im mer verblockt ist. Vorzugsweise ist das Flohlrad des zweiten Planetenradsatzes an ein Gehäuse der Flybrid-Getriebeanordnung angebunden. Der zweite Planetenradsatz kann ein Minus- und ein Plusplanetensatz sein, es sind jedoch auch Planetensätze mit Stu fenplaneten möglich. It is of particular advantage if the constant translation has a second planetary gear set. In this case, the second planetary gearset preferably has a connection fixed to the housing of one member, so that the second planetary gearset is always blocked. The floating gear of the second planetary gear set is preferably connected to a housing of the flybrid transmission arrangement. The second planetary gear set can be a minus and a plus planetary gear set, but planetary gear sets with step planets are also possible.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Ausgleichsgetriebe koaxial zu der dritten Welle angeordnet. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn eine von zwei Abtriebswellen des Ausgleichsgetriebes sich in axialer Richtung durch die Hybrid - Getriebeanordnung hindurch erstreckt, derart, dass die eine Abtriebswelle als Innenwel le ausgebildet ist und die dritte Welle als Hohlwelle. According to a further preferred embodiment, the differential gear is arranged coaxially to the third shaft. In this case, it is preferred if one of two output shafts of the differential gear extends in the axial direction through the hybrid transmission arrangement, such that one output shaft is designed as an inner shaft and the third shaft as a hollow shaft.
Vorzugsweise ist die dritte Welle mit einem Sonnenrad des zweiten Planeten radsatzes verbunden. Der Planetenträger des zweiten Planeten radsatzes ist vorzugsweise mit einem Eingangsglied des Ausgleichsgetriebes verbunden, das, wie oben erläutert, ein Differential üblicher Art sein kann. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Konstant-Übersetzung in axialer Richtung zwischen der dritten Welle und dem Ausgleichsgetriebe angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn der zweite Planetenradsatz in axialer Richtung zwischen dem Ausgleichsge triebe und dem ersten Planetenradsatz angeordnet ist. Preferably, the third shaft is connected to a sun gear of the second planetary gear set. The planet carrier of the second planetary gear set is preferably connected to an input member of the differential gear, which, as explained above, can be a conventional type differential. Furthermore, it is advantageous if the constant transmission is arranged in the axial direction between the third shaft and the differential gear. It is particularly preferred if the second planetary gear set is arranged in the axial direction between the compensation gear and the first planetary gear set.
Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erste Welle mit einem Aus gangsglied einer sechsten Kupplung verbunden, in deren Eingangsglied verbren nungsmotorische Leistung einspeisbar ist. According to a further preferred embodiment, the first shaft is connected to an output element of a sixth clutch, into whose input element combustion engine power can be fed.
Die sechste Kupplung kann eine Klauenkupplung sein, kann jedoch auch eine Reib kupplung sein. Mit der sechsten Kupplung ist es bevorzugt möglich, einen Verbren nungsmotor von der Hybrid-Getriebeanordnung abzutrennen, insbesondere auch von der zweiten Elektromaschine. Die Verwendung einer Reibkupplung kann vorteilhaft sein, da diese auch unter Last öffnen kann, z.B. bei einer Vollbremsung odereiner Fehl funktion des Verbrennungsmotors. Ferner kann eine derartige Reibkupplung auch unter Differenzdrehzahl geschlossen werden, so dass ein sogenannter Schwungstart des Verbrennungsmotors möglich ist. The sixth clutch can be a dog clutch, but can also be a friction clutch. With the sixth clutch, it is preferably possible to separate an internal combustion engine from the hybrid transmission arrangement, in particular also from the second electric machine. The use of a friction clutch can be advantageous because it can also open under load, e.g. in the event of emergency braking or a malfunction of the combustion engine. Furthermore, such a friction clutch can also be closed when the speed differs, so that a so-called momentum start of the internal combustion engine is possible.
Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn die Kupplungen der Hybrid-Getriebeanordnung zumindest überwiegend, vorzugsweise sämtlich als Klauenkupplungen ausgebildet sind. Overall, it is also advantageous if the clutches of the hybrid transmission arrangement are at least predominantly, preferably all, designed as claw clutches.
Dabei kann die sechste Kupplung hiervon ausgenommen sein, wie oben erläutert. The sixth clutch can be excluded from this, as explained above.
Durch die Ausgestaltung mit mehreren Stirnradsätzen und einem Planetenradsatz ist es möglich, dennoch sämtliche Schaltungen als Lastschaltungen durchzuführen, und auch eine Anbindung an den Verbrennungsmotor in allen Verbrennungsmotor-Gangstufen und Hybrid-Gangstufen unter Last durchzuführen. The design with several spur gear sets and a planetary gear set makes it possible to carry out all shifts as load shifts, and also to carry out a connection to the internal combustion engine in all internal combustion engine gears and hybrid gears under load.
Derartige Lastschaltverfahren beinhalten bei sog. abtriebsgestützten Schaltungen, dass die erste Elektromaschine mit einer festen Übersetzung zum Abtrieb hin verbunden ist und die Zugkraft alleine elektromotorisch abstützen kann, während der Verbrennungs- motor im Hintergrund eine lastfreie Schaltung ausführt, ähnlich wie bei einem automati sierten Schaltgetriebe. In the case of so-called output-supported gearshifts, such load-shifting processes involve the first electric machine being connected to the output with a fixed transmission ratio and being able to support the tractive force solely by means of an electric motor, while the combustion engine performs a no-load shift in the background, similar to an automated manual transmission.
Es versteht sich, dass auch bekannte Hybridfunktionen wie Motorstart, Lastpunktver schiebung und Rekuperation möglich sind. It goes without saying that familiar hybrid functions such as starting the engine, shifting the load point and recuperation are also possible.
Bei der Hybrid-Getriebeanordnung befindet sich ein erstes Zugmittel zur Verbindung der ersten Welle und der sechsten Welle vorzugsweise im Bereich eines Getriebeeingangs bzw. direkt benachbart zu einem Ausgang des Verbrennungsmotors. An der ersten Welle kann sich zusätzlich ein Schwingungstilger oder dergleichen befinden, sowie zu sätzlich ein Zahnrad zur Anbindung einer zweiten Elektromaschine und optional eine sechste Kupplung zur Abkopplung des Verbrennungsmotors vom Getriebe. Die sechste Kupplung ist jedoch generell nicht notwendig, da zum rein elektrischen Fahren mittels der ersten Elektromaschine die Hybrid-Getriebeanordnung in eine Neutralposition ge schaltet werden kann, bei der die erste Kupplung, die zweite Kupplung und die dritte Kupplung geöffnet sind. In the case of the hybrid transmission arrangement, a first traction means for connecting the first shaft and the sixth shaft is preferably located in the area of a transmission input or directly adjacent to an output of the internal combustion engine. A vibration absorber or the like can also be located on the first shaft, as well as an additional gear wheel for connecting a second electric machine and optionally a sixth clutch for decoupling the combustion engine from the transmission. However, the sixth clutch is generally not necessary since the hybrid transmission arrangement can be switched into a neutral position for purely electric driving by means of the first electric machine, in which the first clutch, the second clutch and the third clutch are open.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die axiale Reihenfolge von Elementen der Hybrid-Getriebeanordnung ausgehend von einem axialen Ende im Bereich eines Ge triebeeingangs Folgende: Radialebene mit erstem Stirnradsatz, Radialebene mit erster und/oder dritter Schaltkupplung, Radialebene mit drittem Stirnradsatz oder Radialebe ne mit erstem Zugmittel, Radialebene mit erstem Zugmittel oder Radialebene mit drit tem Stirnradsatz, , Radialebene(n) mit zweiter und/oder mit vierter Kupplung und optio nal mit fünfter Kupplung, Radialebene mit zweitem Stirnradsatz oder Radialebene mit erstem Planetenradsatz, Radialebene mit erstem Planetenradsatz oder Radialebene mit zweitem Stirnradsatz, Radialebene mit zweitem Planetenradsatz und Ausgleichsgetrie be. In a preferred embodiment, the axial sequence of elements of the hybrid transmission arrangement, starting from an axial end in the area of a transmission input, is as follows: radial plane with first spur gear set, radial plane with first and/or third clutch, radial plane with third spur gear set or radial plane with first traction mechanism , radial plane with first traction mechanism or radial plane with third spur gear set, , radial plane(s) with second and/or fourth clutch and optionally with fifth clutch, radial plane with second spur gear set or radial plane with first planetary gear set, radial plane with first planetary gear set or radial plane with second Spur gear set, radial plane with second planetary gear set and differential gear.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläu ternden 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. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: 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. Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Hybrid-Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of a hybrid
Getriebeanordnung; gear assembly;
Fig. 2 eine Schalttabelle von Kupplungen der Flybrid-Getriebeanordnung derFig. 2 is a shift table of clutches of the flybrid transmission assembly of
Fig. 1; Figure 1;
Fig. 3 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-3 shows a partial view of a further embodiment of a hybrid
Getriebeanordnung mit einer vierten und einer fünften Kupplung; Transmission arrangement with a fourth and a fifth clutch;
Fig. 4 eine Schalttabelle von Kupplungen der Hybrid-Getriebeanordnung der Fig. 3; Fig. 4 is a shift table of clutches of the hybrid transmission assembly of Fig. 3;
Fig. 5 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-5 shows a partial view of a further embodiment of a hybrid
Getriebeanordnung mit einer sechsten Kupplung; Transmission arrangement with a sixth clutch;
Fig. 6 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-6 shows a partial view of a further embodiment of a hybrid
Getriebeanordnung mit einer sechsten Kupplung in Form einer Reibkupp lung; Transmission arrangement with a sixth clutch in the form of a friction clutch;
Fig. 7 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform einer Hybrid-7 shows a partial view of a further embodiment of a hybrid
Getriebeanordnung mit einer siebten Kupplung; Transmission arrangement with a seventh clutch;
Fig. 8 eine Schalttabelle der Hybrid-Getriebeanordnungen der Fig. 5 bis 7; Fig. 8 is a shift table of the hybrid transmission assemblies of Figs. 5 to 7;
Fig. 9 eine schematische Darstellung einerweiteren Ausführungsform einer Hyb rid-Getriebeanordnung; Figure 9 is a schematic representation of another embodiment of a hybrid transmission assembly;
Fig. 10 eine schematische Darstellung einerweiteren Ausführungsform einer Hyb rid-Getriebeanordnung; Fig. 11 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Hyb- rid-Getriebeanordnung; Figure 10 is a schematic representation of another embodiment of a hybrid transmission assembly; 11 shows a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission arrangement;
Fig. 12 eine schematische Darstellung einerweiteren Ausführungsform einer Hyb- rid-Getriebeanordnung; 12 is a schematic representation of another embodiment of a hybrid transmission assembly;
Fig. 13 eine schematische Darstellung einerweiteren Ausführungsform einer Hyb- rid-Getriebeanordnung; 13 is a schematic representation of another embodiment of a hybrid transmission assembly;
Fig. 14 eine schematische Darstellung einerweiteren Ausführungsform einer Hyb- rid-Getriebeanordnung; 14 is a schematic representation of another embodiment of a hybrid transmission assembly;
Fig. 15 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Hyb- rid-Getriebeanordnung; 15 shows a schematic representation of a further embodiment of a hybrid transmission arrangement;
Fig. 16 eine schematische Darstellung einerweiteren Ausführungsform einer Hyb- rid-Getriebeanordnung; 16 is a schematic representation of another embodiment of a hybrid transmission assembly;
Fig. 17 eine schematische Darstellung einerweiteren Ausführungsform einer Hyb- rid-Getriebeanordnung; 17 is a schematic representation of another embodiment of a hybrid transmission assembly;
Fig. 18 eine schematische Darstellung einerweiteren Ausführungsform einer Hyb- rid-Getriebeanordnung; 18 is a schematic representation of another embodiment of a hybrid transmission assembly;
Fig. 19 eine schematische Darstellung einerweiteren Ausführungsform einer Hyb- rid-Getriebeanordnung; 19 shows a schematic illustration of a further embodiment of a hybrid transmission arrangement;
Fig. 20 eine Schalttabelle der Flybrid-Getriebeanordnung der Fig. 19 Fig. 20 is a shift table of the flybrid gear assembly of Fig. 19
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung für ein Kraft fahrzeug, insbesondere einen Pkw, schematisch dargestellt und generell mit 10 be zeichnet. Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 beinhaltet eine erste Welle 12, die koaxial zu einer Antriebswelle An eines Verbrennungsmotors angeordnet wird. Die erste Welle 12 bildet eine erste Eingangswelle der Hybrid-Getriebeanordnung 10. Ferner weist die Hybrid- Getriebeanordnung 10 eine zweite Welle 14 auf, die mit einer ersten Elektromaschine EM1 verbunden ist und eine zweite Eingangswelle der Hybrid-Getriebeanordnung 10 darstellt. Eine dritte Welle 16 ist koaxial zu der zweiten Welle 14 vorgesehen und dient zum Ausgeben von Ausgangsleistung. Genauer gesagt ist die dritte Welle 16 mit einem nicht näher bezeichneten Eingangsglied eines Ausgleichsgetriebes AG verbunden. Das Ausgleichsgetriebe AG dient zum Verteilen von Antriebsleistung auf angetriebene Rä der des Kraftfahrzeugs. Die zweite Welle 14 ist als Hohlwellenabschnitt um die dritte Welle 16 herum angeordnet. Die erste Welle 12 ist achsparallel versetzt zu der dritten Welle 16 angeordnet. In Fig. 1 is a first embodiment of a hybrid transmission assembly for a motor vehicle, in particular a car, shown schematically and generally designated 10 be distinguished. The hybrid transmission assembly 10 includes a first shaft 12 that is disposed coaxially with an input shaft An of an internal combustion engine. The first shaft 12 forms a first input shaft of the hybrid transmission arrangement 10. Furthermore, the hybrid transmission arrangement 10 has a second shaft 14 which is connected to a first electric machine EM1 and represents a second input shaft of the hybrid transmission arrangement 10. A third shaft 16 is provided coaxially with the second shaft 14 and is for outputting output power. More precisely, the third shaft 16 is connected to an unspecified input member of a differential gear AG. The differential gear AG is used to distribute drive power to the driven wheels of the motor vehicle. The second shaft 14 is arranged around the third shaft 16 as a hollow shaft section. The first shaft 12 is offset from the third shaft 16 with an axis parallel to it.
Eine vierte Welle 18 ist achsparallel versetzt zu der dritten Welle 16 und zu der ersten Welle 12 angeordnet. Eine fünfte Welle 20 ist über eine erste Kupplung A oder alterna tiv über eine dritte Kupplung C mit der ersten Welle 12 verbindbar. Die fünfte Welle 20 ist koaxial zu der dritten Welle 16 angeordnet, und zwar als Hohlwellenabschnitt um die dritte Welle 16 herum. A fourth shaft 18 is offset axially parallel to the third shaft 16 and to the first shaft 12 . A fifth shaft 20 can be connected to the first shaft 12 via a first clutch A or alternatively via a third clutch C. The fifth shaft 20 is arranged coaxially with the third shaft 16 , specifically as a hollow shaft section around the third shaft 16 .
Die erste Kupplung A und die dritte Kupplung C sind als Doppelelement ausgebildet und mittels einer ersten Betätigungseinrichtung B1 alternativ betätigbar. Das Dop pelelement mit den Kupplungen A und C ist koaxial um die fünfte Welle 20 herum an geordnet. The first clutch A and the third clutch C are designed as a double element and can be actuated alternatively by means of a first actuating device B1. The Dop pelelement with the clutches A and C is arranged coaxially around the fifth shaft 20 around.
Die Hybrid-Getriebeanordnung 10 beinhaltet ferner eine sechste Welle 22, die koaxial zu der dritten Welle 16 angeordnet ist, und zwar als Hohlwellenabschnitt um die fünfte Welle 20 herum. Die sechste Welle 22 ist über ein erstes Zugmittel Z1 mit der ersten Welle 12 verbunden. Das erste Zugmittel Z1 (wie auch sämtliche nachstehend be schriebenen Zugmittel) ist vorzugsweise als Kette ausgebildet. Alternativ zu dem ersten Zugmittel Z1 können die sechste Welle 22 und die erste Welle 12 auch mittels eines Stirnradsatzes verbunden sein. Die Verbindung zwischen der sechsten Welle 22 und der ersten Welle 12 wird allgemein auch als Anbindung A1 bezeichnet. Die sechste Welle 22 ist über einen dritten Stirnradsatz ST3 mit einer siebten Welle 24 verbunden. Die siebte Welle 24 ist koaxial zu der vierten Welle 18 angeordnet. Der drit te Stirnradsatz ST3 beinhaltet ein mit der sechsten Welle 22 verbundenes Festrad und ein damit in Eingriff stehendes Festrad, das an der siebten Welle 24 festgelegt ist. The hybrid transmission assembly 10 further includes a sixth shaft 22 coaxial with the third shaft 16 as a hollow shaft portion around the fifth shaft 20 . The sixth shaft 22 is connected to the first shaft 12 via a first traction mechanism Z1. The first traction device Z1 (like all traction devices described below) is preferably designed as a chain. As an alternative to the first traction mechanism Z1, the sixth shaft 22 and the first shaft 12 can also be connected by means of a spur gear set. The connection between the sixth shaft 22 and the first shaft 12 is generally also referred to as connection A1. The sixth shaft 22 is connected to a seventh shaft 24 via a third set of spur gears ST3. The seventh shaft 24 is arranged coaxially with the fourth shaft 18 . The third spur gear set ST3 includes a fixed gear connected to the sixth shaft 22 and a fixed gear engaged therewith fixed to the seventh shaft 24 .
Die siebte Welle 24 ist über einen Stirnradsatz ST1 mit einer achten Welle 26 verbun den. Die achte Welle 26 ist koaxial zu der dritten Welle 16 angeordnet, und zwar als Flohlwellenabschnitt um die fünfte Welle 20 herum. The seventh shaft 24 is connected to an eighth shaft 26 via a spur gear set ST1. The eighth shaft 26 is arranged coaxially with the third shaft 16 as a flute shaft section around the fifth shaft 20 .
Der erste Stirnradsatz ST1 beinhaltet ein an der siebten Welle 24 festgelegtes Festrad, das mit einem Festrad in Eingriff steht, das an der achten Welle 26 festgelegt ist. The first spur gear set ST1 includes a fixed gear fixed to the seventh shaft 24 that meshes with a fixed gear fixed to the eighth shaft 26 .
Die Kupplung A dient zum Verbinden der fünften Welle 20 und der achten Welle 26. Die Kupplung C dient zum Verbinden der sechsten Welle 22 und der fünften Welle 20. The clutch A is for connecting the fifth shaft 20 and the eighth shaft 26. The clutch C is for connecting the sixth shaft 22 and the fifth shaft 20.
Die erste Welle 12 ist koaxial zu einer ersten Achse a1 . Die zweite Welle 14, die dritte Welle 16, die fünfte Welle 20, die sechste Welle 22 und die achte Welle 26 liegen ko axial zu einer zweiten Achse a2. Die vierte Welle 18 und die siebte Welle 24 sind koaxi al zu einer dritten Achse a3. The first shaft 12 is coaxial with a first axis a1. The second shaft 14, the third shaft 16, the fifth shaft 20, the sixth shaft 22 and the eighth shaft 26 are co-axial to a second axis a2. The fourth shaft 18 and the seventh shaft 24 are koaxi al to a third axis a3.
Die erste Elektromaschine EM1 ist mit einer neunten Welle 28 verbunden, die koaxial zu einer vierten Achse a4 liegt. Die neunte Welle 28 und die zweite Welle 14 sind über ein zweites Zugmittel Z2 miteinander verbunden. Anstelle des zweiten Zugmittels Z2 kann die neunte Welle 28 auch mittels eines Stirnradsatzes mit der zweiten Welle 14 verbunden sein (Anbindung A2). The first electric machine EM1 is connected to a ninth shaft 28 which is coaxial with a fourth axis a4. The ninth shaft 28 and the second shaft 14 are connected to one another via a second traction mechanism Z2. Instead of the second traction mechanism Z2, the ninth shaft 28 can also be connected to the second shaft 14 by means of a set of spur gears (connection A2).
Eine zweite Elektromaschine EM2, die als Flochvoltstartergenerator (FIVSG) ausgebil det ist, ist mit einer zehnten Welle 30 verbunden. Die zehnte Welle 30 ist koaxial zu ei ner fünften Achse a5. Die zehnte Welle 30 ist über ein drittes Zugmittel Z3 oder einen Stirnradsatz (Anbindung A3) mit der ersten Welle 12 verbunden. A second electric machine EM2, which is designed as a Flochvoltstartergenerator (FIVSG), is connected to a tenth shaft 30 . The tenth shaft 30 is coaxial with egg ner fifth axis a5. The tenth shaft 30 is connected to the first shaft 12 via a third traction mechanism Z3 or a set of spur gears (connection A3).
Die erste Welle 12 kann über einen Schwingungstilger ST mit der Antriebswelle An des Verbrennungsmotors verbunden sein. Die vierte Welle 18 ist über eine zweite Kupplung B, die mittels einer zweiten Betäti gungseinrichtung B2 betätigbar ist, mit der siebten Welle 24 verbindbar. Die zweite Kupplung B ist koaxial zu der dritten Achse a3. The first shaft 12 can be connected to the drive shaft An of the internal combustion engine via a vibration absorber ST. The fourth shaft 18 can be connected to the seventh shaft 24 via a second clutch B, which can be actuated by means of a second actuating device B2. The second clutch B is coaxial with the third axis a3.
Die zweite Welle 14 ist über einen zweiten Stirnradsatz ST2 m it der vierten Welle 18 verbunden. Der zweite Stirnradsatz ST2 beinhaltet ein mit der vierten Welle 18 verbun denes Festrad, das mit einem Festrad in Eingriff steht, das an der zweiten Welle 14 festgelegt ist. The second shaft 14 is connected to the fourth shaft 18 via a second set of spur gears ST2. The second spur gear set ST2 includes a fixed gear connected to the fourth shaft 18 which meshes with a fixed gear fixed to the second shaft 14 .
In Fig. 1 sind das zweite Zugmittel Z2 und der zweite Stirnradsatz ST2 in einer Radial ebene gezeigt. In der Praxis wird für eine Anbindung der ersten Elektromaschine EM1 mittels eines Zugmittels ein separates Zugmittelrad an der zweiten Welle 14 vorgese hen werden. Im Falle der Anbindung über einen Stirnradsatz kann diese Anbindung in der gleichen Radialebene wie der zweite Stirnradsatz ST2 erfolgen. In Fig. 1, the second traction means Z2 and the second spur gear ST2 are shown in a radial plane. In practice, a separate traction mechanism wheel on the second shaft 14 is provided for connecting the first electric machine EM1 by means of a traction mechanism. In the case of connection via a spur gear set, this connection can take place in the same radial plane as the second spur gear set ST2.
Die fünfte Welle 20 ist über eine vierte Kupplung D mit der zweiten Welle 14 verbindbar. Die vierte Kupplung D ist mittels einer dritten Betätigungseinrichtung B3 betätigbar und ist koaxial zu der zweiten Achse a2 angeordnet. The fifth shaft 20 can be connected to the second shaft 14 via a fourth clutch D. The fourth clutch D can be actuated by means of a third actuating device B3 and is arranged coaxially to the second axis a2.
Die Flybrid-Getriebeanordnung beinhaltet ferner einen ersten Planetenradsatz PS1. Der erste Planetenradsatz PS1 beinhaltet ein erstes Hohlrad H1 , einen ersten Planetenträ ger PT1 und ein erstes Sonnenrad S1. The flybrid transmission assembly also includes a first planetary gear set PS1. The first planetary gear set PS1 includes a first ring gear H1, a first planet carrier PT1 and a first sun gear S1.
Ferner beinhaltet die Hybrid-Getriebeanordnung einen zweiten Planeten radsatz PS2. Der zweite Planetenradsatz PS2 beinhaltet ein zweites Hohlrad H2, einen zweiten Pla netenträger PT2 und ein zweites Sonnenrad S2. The hybrid transmission arrangement also includes a second planetary gear set PS2. The second planetary gear set PS2 includes a second ring gear H2, a second planet carrier PT2 and a second sun gear S2.
Das erste Hohlrad H1 ist mit der fünften Welle 20 verbunden. Das erste Sonnenrad S1 ist mit der zweiten Welle 14 verbunden. Der erste Planetenträger PT1 ist mit der dritten Welle 16 verbunden. Die dritte Welle 16 ist auch mit dem zweiten Sonnenrad S2 ver bunden. Das zweite Hohlrad H2 ist mit einem nicht näher bezeichneten Gehäuse der Hybrid- Getriebeanordnung 10 verbunden bzw. daran festgelegt. Der zweite Planetenradsatz PS2 wirkt folglich als eine Konstant-Übersetzung von dessen Sonnenrad S2 zu dessen Planetenträger PT2. Der zweite Planetenträger PT2 ist mit einem nicht näher bezeich neten Eingangsglied des Ausgleichsgetriebes AG verbunden. Das Ausgleichsgetriebe AG ist koaxial zu der zweiten Achse a2 angeordnet und weist zwei Abtriebswellen ab1 , ab2 auf. Eine der zwei Abtriebswellen (die Welle ab2) erstreckt sich in axialer Richtung durch die Hybrid-Getriebeanordnung hindurch und ist als Innenwelle ausgebildet, um die herum die dritte Welle 16 und die fünfte Welle 20 angeordnet sind. Die zweite Welle 14, die sechste Welle 22 und die achte Welle 26 sind jeweils als Hohlwellenabschnitte um die fünfte Welle 20 herum angeordnet. The first ring gear H1 is connected to the fifth shaft 20 . The first sun gear S1 is connected to the second shaft 14 . The first planetary carrier PT<b>1 is connected to the third shaft 16 . The third shaft 16 is also connected to the second sun gear S2. The second ring gear H2 is connected to or fixed to a housing, not designated in any more detail, of the hybrid transmission arrangement 10 . The second planetary gear set PS2 consequently acts as a constant translation from its sun gear S2 to its planetary carrier PT2. The second planet carrier PT2 is connected to an unspecified Neten input member of the differential gear AG. The differential gear AG is arranged coaxially to the second axis a2 and has two output shafts ab1, ab2. One of the two output shafts (the shaft ab2) extends through the hybrid transmission arrangement in the axial direction and is designed as an inner shaft around which the third shaft 16 and the fifth shaft 20 are arranged. The second shaft 14, the sixth shaft 22 and the eighth shaft 26 are each arranged as hollow shaft sections around the fifth shaft 20.
Der erste Planetenradsatz PS1 und der zweite Planeten radsatz PS2 sind koaxial zu der zweiten Achse a2 angeordnet. The first planetary gear set PS1 and the second planetary gear set PS2 are arranged coaxially with the second axis a2.
Die Hybrid-Getriebeanordnung weist eine Mehrzahl von Radialebenen auf, und zwar wie folgt: The hybrid transmission assembly has a plurality of radial planes as follows:
Eine erste Radialebene r1 ist in axialer Richtung unmittelbar benachbart zu dem Aus gleichsgetriebe AG. In der ersten Radialebene r1 ist der zweite Planeten radsatz PS2 angeordnet. A first radial plane r1 is in the axial direction immediately adjacent to the equalizing gear AG. The second planetary gear set PS2 is arranged in the first radial plane r1.
Eine zweite Radialebene r2 ist axial benachbart zu der ersten Radialebene r1. Der erste Planetenradsatz PS1 ist in der zweiten Radialebene r2 angeordnet. A second radial plane r2 is axially adjacent to the first radial plane r1. The first planetary gear set PS1 is arranged in the second radial plane r2.
Eine dritte Radialebene r3 ist axial benachbart zu der zweiten Radialebene r2. In der dritten Radialebene r3 sind der zweite Stirnradsatz ST2 und ggf. ein Radsatz zur Ver bindung mit der ersten Elektromaschine EM1 angeordnet (bzw. zweites Zugmittel Z2). A third radial plane r3 is axially adjacent to the second radial plane r2. In the third radial plane r3, the second spur gear set ST2 and possibly a gear set for connecting to the first electric machine EM1 are arranged (or second traction means Z2).
In einer vierten Radialebene r4, die axial benachbart ist zu der dritten Radialebene r3, ist die vierte Kupplung D angeordnet. In einer fünften Radialebene r5, die benachbart ist zu der vierten Radialebene r4, ist die zweite Kupplung B angeordnet. Die vierte Radialebene r4 und die fünfte Radialebene r5 können auch in eine Radial ebene zusammengefasst werden, wenn die Betätigungseinrichtungen B2 und B3 dies ermöglichen. The fourth clutch D is arranged in a fourth radial plane r4, which is axially adjacent to the third radial plane r3. The second clutch B is arranged in a fifth radial plane r5, which is adjacent to the fourth radial plane r4. The fourth radial plane r4 and the fifth radial plane r5 can also be combined into one radial plane if the actuating devices B2 and B3 allow this.
Der dritte Stirnradsatz ST3 ist in einer sechsten Radialebene r6 angeordnet, die axial benachbart ist zu der fünften Radialebene r5. Das erste Zugmittel Z1 ist in einer siebten Radialebene r7 angeordnet, die axial benachbart ist zu der sechsten Radialebene r6. The third spur gear ST3 is arranged in a sixth radial plane r6, which is axially adjacent to the fifth radial plane r5. The first traction means Z1 is arranged in a seventh radial plane r7, which is axially adjacent to the sixth radial plane r6.
Das Doppelelement mit den Kupplungen A, C ist in einer achten Radialebene r8 ange ordnet, die benachbart ist zu der siebten Radialebene r7. In der achten Radialebene r8 kann auch ggf. das dritte Zugmittel Z3 (oder ein entsprechender Stimradsatz) angeord net sein. The double element with the clutches A, C is arranged in an eighth radial plane r8, which is adjacent to the seventh radial plane r7. In the eighth radial plane r8, the third traction means Z3 (or a corresponding spur gear set) can also be arranged if necessary.
Eine neunte Radialebene r9 ist axial benachbart zu der achten Radialebene r8. In der neunten Radialebene r9 ist der erste Stirnradsatz ST1 angeordnet. Die neunte Radial ebene r9 bildet eine axial äußerste Radialebene der Hybrid-Getriebeanordnung. A ninth radial plane r9 is axially adjacent to the eighth radial plane r8. The first spur gear set ST1 is arranged in the ninth radial plane r9. The ninth radial plane r9 forms an axially outermost radial plane of the hybrid transmission assembly.
Die erste Elektromaschine EM1 ist so angeordnet, dass sie in axialer Richtung mit we nigstens einer Kupplung und wenigstens einem Stirnradsatz der Hybrid- Getriebeanordnung überlappt. Die erste Elektromaschine EM1 erstreckt sich vorzugs weise ausgehend von der dritten Radialebene r3 hin zu dem dem Ausgleichsgetriebe AG entgegengesetzten axialen Ende. The first electric machine EM1 is arranged in such a way that it overlaps at least one clutch and at least one spur gear set of the hybrid transmission arrangement in the axial direction. The first electric machine EM1 preferably extends, starting from the third radial plane r3, towards the axial end opposite the differential gear AG.
Die zweite Elektromaschine EM2 ist vorzugsweise auf einer dem Ausgleichsgetriebe AG zugewandten axialen Seite der achten Radialebene r8 angeordnet und überlappt vorzugsweise ebenfalls mit wenigstens einem Stirnradsatz der Hybrid- Getriebeanordnung. The second electric machine EM2 is preferably arranged on an axial side of the eighth radial plane r8 facing the differential gear AG and preferably also overlaps with at least one spur gear set of the hybrid gear arrangement.
Die Hybrid-Getriebeanordnung ist generell für den Quereinbau in einem Kraftfahrzeug ausgelegt. Die Abtriebswellen ab1 und ab2 werden in diesem Fall (ggf. über Seitenwel len etc.) mit angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeugs verbunden. Vorzugsweise erfolgt der Einbau in dem Kraftfahrzeug vorne quer. Fig. 2 zeigt eine Schalttabelle mit den unterschiedlichen Betriebsmodi der Hybrid- Getriebeanordnung 10 und den dabei jeweils geschlossenen Schaltelementen. In der Schalttabelle der Fig. 2 ist eine geschlossene Kupplung jeweils durch ein "X" gekenn zeichnet. Sofern ein Feld in der Schalttabelle frei ist, ist die entsprechende Kupplung (in Fig. 2 auch als Schaltelement bezeichnet) geöffnet. The hybrid transmission arrangement is generally designed for transverse installation in a motor vehicle. In this case, the output shafts ab1 and ab2 are connected to driven wheels of the motor vehicle (possibly via side shafts, etc.). Installation in the motor vehicle is preferably carried out transversely at the front. 2 shows a shifting table with the different operating modes of the hybrid transmission arrangement 10 and the shifting elements that are closed in each case. In the shift table of FIG. 2, a closed clutch is marked by an "X". If a field in the shift table is free, the corresponding clutch (also referred to as a shift element in FIG. 2) is open.
Die Flybrid-Getriebeanordnung 10 ist dazu eingerichtet, drei unterschiedliche verbren nungsmotorische Gangstufen einzurichten, die auch als Hybrid -Gangstufen H1 bis H3 bezeichnet werden können. Ferner ist die Hybrid-Getriebeanordnung 10 dazu eingerich tet, eine elektromotorische Gangstufe E2 mittels der ersten Elektromaschine EM1 ein zurichten. Zudem sind zwei unterschiedliche EDA-Modi einrichtbar (ECVT1 und ECVT2). Schließlich ist auch ein Laden in Neutral (LiN) möglich. The flybrid transmission arrangement 10 is set up to set up three different internal combustion engine gears, which can also be referred to as hybrid gears H1 to H3. Furthermore, the hybrid transmission arrangement 10 is configured to set up an electromotive gear stage E2 by means of the first electric machine EM1. In addition, two different EDA modes can be set up (ECVT1 and ECVT2). Finally, charging in neutral (LiN) is also possible.
In der ersten Hybrid-Gangstufe H1 sind die Kupplungen A und D geschlossen. In die sem Fall fließt Leistung von der ersten Welle 12 über die sechste Welle 22, die siebte Welle 24, die achte Welle 26 in die fünfte Welle 20. Da die vierte Kupplung D geschlos sen ist, ist der erste Planetenradsatz PS1 verblockt (die vierte Kupplung D verbindet über die zweite Welle 14 und die fünfte Welle 20 das erste Sonnenrad S1 und das erste Hohlrad H 1 ). Demzufolge fließt die Leistung von der fünften Welle 20 über den ersten Planetenradsatz PS1 , der in diesem Fall als Konstant-Übersetzung arbeitet, und von dort aus dessen Planetenträger PT1 in den zweiten Planetenradsatz PS1 , der immer als Konstant-Übersetzung arbeitet, und von dort über dessen Planetenträger PT2 in das Eingangsglied des Ausgleichsgetriebes AG2. In the first hybrid gear H1, clutches A and D are closed. In this case, power flows from the first shaft 12 via the sixth shaft 22, the seventh shaft 24, the eighth shaft 26 into the fifth shaft 20. Since the fourth clutch D is closed, the first planetary gear set PS1 is blocked (the fourth Clutch D connects the first sun gear S1 and the first ring gear H 1 ) via the second shaft 14 and the fifth shaft 20 ). As a result, the power flows from the fifth shaft 20 via the first planetary gear set PS1, which in this case works as a constant ratio, and from there its planetary carrier PT1 into the second planetary gear set PS1, which always works as a constant ratio, and from there over its planetary carrier PT2 into the input element of the differential gear AG2.
In der zweiten Hybrid-Gangstufe H2 sind die Kupplungen B und D geschlossen, so dass Antriebsleistung von der ersten Welle 12 über die sechste Welle 22 und die siebte Wel le 24 in die vierte Welle 18, und von dort in die zweite Welle 14 fließt, und zwar in den aufgrund der geschlossenen Schaltkupplung D wiederum verblockten ersten Planeten radsatz PS1. In der dritten Hybrid-Gangstufe H3 sind die Kupplungen C und D ge schlossen. Leistung von der ersten Welle 12 fließt über die sechste Welle 22 in die fünf te Welle 20 und von dort wiederum in den verblockten ersten Planeten radsatz PS1 , da die vierte Kupplung D geschlossen ist. In den drei Hybrid-Gangstufen kann ein rein verbrennungsmotorischer Fährbetrieb ein gerichtet werden. In diesem Fall dreht die zweite Elektromaschine EM2 mit. Auch die erste Elektromaschine EM1 dreht dabei mit in allen drei Fl ybrid -Gangstufen mit. In the second hybrid gear H2, the clutches B and D are closed, so that drive power flows from the first shaft 12 via the sixth shaft 22 and the seventh shaft 24 into the fourth shaft 18, and from there into the second shaft 14, namely in the first planetary gearset PS1, which is in turn blocked due to the closed clutch D. In the third hybrid gear H3, the clutches C and D are closed. Power from the first shaft 12 flows via the sixth shaft 22 into the fifth shaft 20 and from there in turn into the blocked first planetary gear set PS1, since the fourth clutch D is closed. Pure combustion engine ferry operation can be set up in the three hybrid gears. In this case, the second electric machine EM2 also rotates. The first electric machine EM1 also rotates in all three Fl ybrid gears.
Ferner kann unter Verwendung der ersten Elektromaschine EM1 und/oder der zweiten Elektromaschine EM2 ein Hybrid-Betrieb eingerichtet werden. Die erste Elektromaschi ne EM1 und/oder die zweite Elektromaschine EM2 können dabei motorisch betrieben werden, um ggf. zusätzliche Antriebsleistung in die Flybrid-Getriebeanordnung 10 ein zuspeisen (sog. "Boost"-Betrieb). Ferner können die erste Elektromaschine EM1 und/oder die zweite Elektromaschine EM2 auch generatorisch betrieben werden. In die sem Fall erfolgt über die generatorisch arbeitende Elektromaschine jeweils ein rekupe- ratorischer Betrieb. Hybrid operation can also be set up using the first electric machine EM1 and/or the second electric machine EM2. The first electric machine EM1 and/or the second electric machine EM2 can be operated as a motor in order to possibly feed additional drive power into the flybrid transmission arrangement 10 (so-called “boost” operation). Furthermore, the first electric machine EM1 and/or the second electric machine EM2 can also be operated as a generator. In this case, recuperative operation takes place via the electric machine working as a generator.
Bei Schaltvorgängen im rein verbrennungsmotorischen Betrieb kann die erste Elektro maschine EM1 motorisch arbeiten, um die Zugkraft aufrechtzuerhalten. Folglich können Lastschaltvorgänge durchgeführt werden. When switching operations in purely internal combustion engine operation, the first electric machine EM1 can work as a motor in order to maintain the traction. Consequently, power shifts can be performed.
Eine Lastschaltung von der ersten Flybrid-Gangstufe FH 1 in die zweite Flybrid-Gangstufe FH2 erfolgt vorzugsweise folgendermaßen: A power shift from the first flybrid gear FH1 to the second flybrid gear FH2 preferably takes place as follows:
Ausgangspunkt ist ein Betrieb, bei dem die Kupplungen A, D geschlossen sind, wie oben beschrieben, um die erste Flybrid-Gangstufe FH1 einzurichten. FHierbei erfolgt bei spielsweise ein verbrennungsmotorischer Betrieb. The starting point is an operation in which the clutches A, D are closed, as described above, in order to set up the first flybrid gear FH1. Here, for example, an internal combustion engine operation takes place.
Anschließend erfolgt ein Lastabbau an der Kupplung A und ein gleichzeitiger Lastauf bau an der ersten Elektromaschine EM1. Der Lastabbau kann erfolgen, indem der Ver brennungsmotor und die zweite Elektromaschine EM2 das Moment abbauen, oder dadurch, dass die zweite Elektromaschine EM2 das Drehmoment des Verbrennungs motors generatorisch ausgleicht, so dass die Summe der Drehmomente vom Verbren nungsmotor und der zweiten Elektromaschine EM2 in etwa null ist. Anschließend kann die Kupplung A geöffnet werden. Im Anschluss hieran wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors (und folglich der zwei ten Elektromaschine EM2) abgesenkt, so dass die zweite Kupplung B synchron wird. Hierzu kann die zweite Elektromaschine EM2 beispielsweise generatorisch arbeiten, was bevorzugt ist, oder der Verbrennungsmotor kann in den Schubbetrieb gehen. An schließend kann die zweite Kupplung B eingelegt werden. Then there is a load reduction on the clutch A and a simultaneous load build-up on the first electric machine EM1. The load can be reduced by the combustion engine and the second electric machine EM2 reducing the torque, or by the second electric machine EM2 balancing the torque of the combustion engine as a generator, so that the sum of the torques from the combustion engine and the second electric machine EM2 is approximately is zero. Then clutch A can be opened. Following this, the speed of the internal combustion engine (and consequently of the second electric machine EM2) is lowered, so that the second clutch B becomes synchronous. For this purpose, the second electric machine EM2 can, for example, work as a generator, which is preferred, or the internal combustion engine can go into overrun mode. The second clutch B can then be engaged.
Die anderen Gangwechsel zwischen Hybrid-Gangstufen erfolgen in entsprechender Weise. The other gear changes between hybrid gear ratios take place in a corresponding manner.
Zum Einrichten der elektromotorischen Gangstufe (Elektro-Gangstufe E2) wird nur die Kupplung D geschlossen. Hierdurch wird die zweite Welle 14 mit der fünften Welle 20 verbunden, so dass der erste Planetenradsatz PS1 wiederum verblockt wird und An triebsleistung aus der ersten Elektromaschine EM1 unmittelbar in den ersten Planeten radsatz PS2 und von dort in den zweiten Planetenradsatz PS2 und in das Ausgleichs getriebe AG fließen kann. To set up the electromotive gear (electric gear E2), only clutch D is closed. As a result, the second shaft 14 is connected to the fifth shaft 20, so that the first planetary gear set PS1 is again blocked and drive power from the first electric machine EM1 goes directly into the first planetary gear set PS2 and from there into the second planetary gear set PS2 and into the differential gear AG can flow.
Ein erster EDA-Modus (elektrodynamisches Anfahren) erfolgt, indem ausschließlich die Kupplung A geschlossen wird. Es entsteht ein Zustand, bei dem die erste Elektroma schine EM1 an dem ersten Sonnenrad S1 das Drehmoment des Verbrennungsmotors am ersten Hohlrad H1 abstützt. Es entsteht folglich ein Zustand, der ein "EDA- Anfahren" vorwärts ermöglicht. Aus dem EDA-Modus (ECVT1 ) kann der Verbren nungsmotor in die erste Hybrid-Gangstufe H1 gelangen, weil dort nur das Schaltele ment D zusätzlich zu schließen ist. A first EDA mode (electrodynamic starting) takes place in that only clutch A is closed. A state arises in which the first electric machine EM1 supports the torque of the internal combustion engine on the first ring gear H1 on the first sun gear S1. Consequently, a state arises which enables an "EDA approach" forward. From the EDA mode (ECVT1), the combustion engine can reach the first hybrid gear H1, because there only the switching element D has to be closed as well.
Die mögliche Zugkraft ist aus der Sicht des Verbrennungsmotors höher als in der Hyb rid-Gangstufe H1 , da die Übersetzung des Planetenradsatzes PS1 wirkt. Der Zustand ECVT1 kann auch als leistungsverzweigter CVT -Zustand bezeichnet werden, da aus Sicht des Verbrennungsmotors ein Teil der Leistung mechanisch über den ersten Pla netenradsatz PS1 übertragen werden kann und ein Teil über die beiden Elektromaschi- nen EM1 und EM2. Darüber hinaus kann es ggf. noch eine weitere Elektromaschine an einer anderen Fahrzeugachse geben, die auch in den Leistungsfluss einbezogen wer den kann. In einem weiteren EDA-Modus ECVT2 ist nur das Schaltelement C geschlossen. Wie derum stützt die erste Elektromaschine EM1 an dem ersten Sonnenrad S1 ein Dreh moment des Verbrennungsmotors an dem ersten Hohlrad H1. In diesem Zustand kann eine Drehzahlanpassung bzw. -Veränderung des Verbrennungsmotors durch die erste Elektromaschine EM1 ausgeglichen werden. So kann beispielsweise eine Drehzahlre duzierung an dem Verbrennungsmotor stattfinden und es können effiziente Betriebs punkte für die Antriebsaggregate gewählt werden. From the point of view of the internal combustion engine, the possible traction is higher than in the hybrid gear stage H1, since the translation of the planetary gear set PS1 is effective. The ECVT1 state can also be referred to as a power-split CVT state, since from the perspective of the combustion engine part of the power can be transmitted mechanically via the first planetary gear set PS1 and part via the two electric machines EM1 and EM2. In addition, there may be another electric machine on another vehicle axle, which can also be included in the power flow. In a further EDA mode ECVT2 only the switching element C is closed. In turn, the first electric machine EM1 supports a torque of the internal combustion engine on the first ring gear H1 on the first sun gear S1. In this state, a speed adjustment or change in the internal combustion engine can be compensated for by the first electric machine EM1. For example, the speed of the combustion engine can be reduced and efficient operating points can be selected for the drive units.
Anstelle einer Drehzahlreduzierung kann der ECVT2 -Modus auch zu einer spontanen Drehzahlerhöhung am Verbrennungsmotor genutzt werden, und zwar als Alternative zu einer Rückschaltung. Die mögliche Zugkraft aus der Sicht des Verbrennungsmotors ist höher als in der Hybrid-Gangstufe H3, da die Übersetzung des Planetenradsatzes PS1 wirkt. Instead of a speed reduction, the ECVT2 mode can also be used to spontaneously increase the speed of the combustion engine, as an alternative to a downshift. The possible traction from the point of view of the internal combustion engine is higher than in the hybrid gear stage H3, since the translation of the planetary gear set PS1 acts.
Mittels der ersten Elektromaschine EM1 ist in der Elektro-Gangstufe E2 ein rein elektri scher Fahrzeugantrieb zum Anfahren und zum Fahren vorwärts/rückwärts möglich. Da in diesem Zustand sämtliche Kupplungen A, B, C geöffnet sind, ist der Verbrennungs motor dabei abgekoppelt. By means of the first electric machine EM1, a purely electric vehicle drive for starting and driving forwards/backwards is possible in the electric gear E2. Since all clutches A, B, C are open in this state, the internal combustion engine is decoupled.
Ferner kann die erste Elektromaschine EM1 zur Stützung der Zugkraft bei Schaltungen zwischen Hybrid-Gangstufen H1 bis H3 genutzt werden, wie oben beschrieben. Furthermore, the first electric machine EM1 can be used to support the traction when shifting between hybrid gears H1 to H3, as described above.
Mittels der zweiten Elektromaschine EM2 können folgende Funktionen realisiert wer den. Zum einen kann ein Start des Verbrennungsmotors aus einer rein elektrischen Fahrt (aus der Elektro-Gangstufe E2 heraus) erfolgen. Die zweite Elektromaschine EM2 kann auch zur Bordnetzversorgung verwendet werden. Zudem ist ein serielles Kriechen und Fahren vorwärts/rückwärts möglich. The following functions can be implemented using the second electric machine EM2. On the one hand, the internal combustion engine can be started from a purely electric drive (from electric gear E2). The second electric machine EM2 can also be used to supply the vehicle electrical system. In addition, serial crawling and driving forwards/backwards is possible.
Der Verbrennungsmotor kann in allen Hybrid-Gangstufen H1 bis H3 angekoppelt wer den, während die erste Elektromaschine EM2 die Elektro-Gangstufe E2 nutzt. Hierbei kann die zweite Elektromaschine EM2 beim Entlasten der Kupplungen A, B, C unter stützen, indem die zweite Elektromaschine EM2 generatorisch arbeitet. Der erzeugte Strom kann von der ersten Elektromaschine EM1 zur Zugkraftunterstützung genutzt werden. The internal combustion engine can be coupled in all hybrid gears H1 to H3, while the first electric machine EM2 uses the electric gear E2. In this case, the second electric machine EM2 can provide support when the clutches A, B, C are relieved, in that the second electric machine EM2 works as a generator. The created Current can be used by the first electric machine EM1 for traction support.
Wenn nur das Schaltelement B geschlossen ist, dann sind der Verbrennungsmotor und die erste Elektromaschine EM1 unabhängig vom Abtrieb miteinander verbunden. Daher kann ggf. ein elektrischer Energiespeicher bei Bedarf mit hoher Leistung geladen wer den (mit deutlich mehr Leistung als dies mit der zweiten Elektromaschine EM2 möglich ist, die vorzugsweise eine deutlich geringere Leistung (Nennleistung) hat als die erste Elektromaschine EM1). If only the switching element B is closed, then the internal combustion engine and the first electric machine EM1 are connected to one another independently of the output. Therefore, if necessary, an electrical energy store can be charged with high power (with significantly more power than is possible with the second electric machine EM2, which preferably has a significantly lower power (rated power) than the first electric machine EM1).
Besonders bei niedrigen Temperaturen ist für den Start des Verbrennungsmotors in der Regel ein hohes Drehmoment erforderlich. Zum Verbrennungsmotor-Kaltstart kann da bei die große erste Elektromaschine EM1 verwendet werden, die deutlich mehr Start moment aufbringen kann. Anders herum gesagt ist es vorteilhaft, dass die zweite Elekt romaschine EM2 kleiner dimensioniert werden kann, indem sie nicht auf Sonderfälle wie besonders niedrige Temperaturen ausgelegt werden muss. A high torque is usually required to start the combustion engine, particularly at low temperatures. The large first electric machine EM1, which can muster significantly more starting torque, can be used for cold starting the combustion engine. In other words, it is advantageous that the second electric machine EM2 can be dimensioned smaller because it does not have to be designed for special cases such as particularly low temperatures.
Nachstehend werden weitere Ausführungsformen von Hybrid-Getriebeanordnungen beschrieben, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Hybrid- Getriebeanordnung 10 der Fig. 1 und 2 entsprechen. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert. Further embodiments of hybrid transmission arrangements are described below, which generally correspond to the hybrid transmission arrangement 10 of FIGS. 1 and 2 in terms of structure and function. Identical elements are therefore identified by the same reference symbols. The main differences are explained below.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der zusätzlich zu den Kupplungen A bis D eine fünfte Kupplung E vorgesehen ist. Die fünfte Kupplung E ist dazu ausgebildet, die fünfte Welle 20 bei Bedarf m it einem Gehäuse der Hybrid-Getriebeanordnung 10 zu verbinden. Die fünfte Kupplung E kann folglich das erste Hohlrad H1 an dem Gehäuse festlegen. Hierdurch kann eine weitere Elektro-Gangstufe E1 für niedrigere Fahrge schwindigkeiten realisiert werden. Die Elektro-Gangstufe E1 wird vorzugsweise zum Rückwärtsfahren eingesetzt. Rückwärts ist auf diese Weise ein hohes Achsmoment in einem seriellen Antriebsmodus möglich, und durch die rückwärts geringeren Anforde rungen an die maximale Fahrgeschwindigkeit ist eine Schaltung in die längere Elektro- Gangstufe E2 nicht nötig. Die erste Elektro-Gangstufe E1 kann auch bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt als rein elektrischer Kriechgang ausgelegt werden, beispielsweise in einem Parkhaus, wo nur begrenzte Geschwindigkeiten auftreten und ein verbrennungsmotorischer Betrieb nicht erwünscht ist. FIG. 3 shows an embodiment in which, in addition to the clutches A to D, a fifth clutch E is provided. The fifth clutch E is designed to connect the fifth shaft 20 to a housing of the hybrid transmission arrangement 10 when required. The fifth clutch E can thus set the first ring gear H1 to the case. As a result, an additional electric gear stage E1 for lower driving speeds can be implemented. The electric gear stage E1 is preferably used for reversing. In reverse, a high axle torque is possible in a serial drive mode, and due to the lower requirements for maximum driving speed in reverse, it is not necessary to switch to the longer electric gear E2. The first electric gear stage E1 can also be designed as a purely electric crawler gear when driving forwards and backwards, for example in a multi-storey car park, where speeds are limited and combustion engine operation is not desired.
Die fünfte Kupplung E kann als separate Kupplung ausgebildet werden, die mittels einer weiteren Betätigungseinrichtung betätigbar ist. The fifth clutch E can be designed as a separate clutch that can be actuated by means of a further actuating device.
Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, kann die fünfte Kupplung E jedoch mit der vierten Kupplung D in ein Doppelelement zusammengefasst werden, so dass die Kupplungen D und E alternativ mittels einer dritten Betätigungseinrichtung B3' betätigbar sind. However, as shown in FIG. 3, the fifth clutch E can be combined with the fourth clutch D into a double element, so that the clutches D and E can be actuated alternatively by means of a third actuating device B3′.
Die Schalttabelle für eine Hybrid-Getriebeanordnung mit der fünften Kupplung E ist in Fig. 4 gezeigt. Die Schalttabelle der Fig. 4 entspricht jener der Fig. 2 und beinhaltet le diglich zusätzlich die erste Elektro-Gangstufe E1 , bei der nur die fünfte Kupplung E ge schlossen ist. The shift table for a hybrid transmission arrangement with the fifth clutch E is shown in FIG. The shift table of FIG. 4 corresponds to that of FIG. 2 and only includes the first electric gear stage E1 in addition, in which only the fifth clutch E is closed.
Die Antriebswelle An des Verbrennungsmotors kann starr mit der ersten Welle 12 ver bunden sein, vorzugsweise jedoch über einen Schwingungstilger oder dergleichen. Nichtsdestotrotz können sämtliche Schaltvorgänge unter Last und zugkraftunterbre chungsfrei erfolgen (mit Ausnahme eines Wechsels der Elektro -Gangstufen E1 und E2). Die Kupplungen A bis D bzw. A bis E können dabei jeweils als Klauenkupplungen aus gelegt sein. The drive shaft on the internal combustion engine can be rigidly connected to the first shaft 12, but preferably via a vibration absorber or the like. Nevertheless, all shifting operations can take place under load and without any interruption in traction (with the exception of changing the electric gears E1 and E2). The clutches A to D and A to E can each be designed as claw clutches.
Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Antriebswelle An über eine Kupplung mit der ersten Welle 12 zu verbinden. Hierdurch kann der Verbrennungsmotor von der gesam ten Hybrid-Getriebeanordnung 10 abgekoppelt werden, einschließlich insbesondere der zweiten Elektromaschine EM2. Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, kann die hierzu verwendete sechste Kupplung KO als Klauenkupplung ausgelegt sein, die mittels einer vierten Betä tigungseinrichtung B4 betätigbar ist. Anstelle einer Klauenkupplung kann die sechste Kupplung KO auch als Reibkupplung ausgebildet sein, die mittels einer Betätigungseinrichtung B4' betätigbar ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Der Vorteil hierbei ist es, dass die sechste Kupplung KO auch unter Last geöffnet werden kann, z.B. bei einer Vollbremsung oder einer Fehlfunktion des Verbrennungsmotors. Die sechste Kupplung KO kann dann auch unter Differenzdreh zahl geschlossen werden, so dass ein sog. Schwungstart des Verbrennungsmotors möglich ist (unter Ausnutzung der Trägheitsmasse der ersten Elektromaschine EM1 zum Verbrennungsmotorstart). Alternatively, however, it is also possible to connect the drive shaft An to the first shaft 12 via a clutch. As a result, the internal combustion engine can be decoupled from the entire hybrid transmission arrangement 10, including in particular the second electric machine EM2. As shown in FIG. 5, the sixth clutch KO used for this purpose can be designed as a claw clutch, which can be actuated by means of a fourth actuation device B4. Instead of a claw clutch, the sixth clutch KO can also be designed as a friction clutch, which can be actuated by means of an actuating device B4', as is shown in FIG. The advantage here is that the sixth clutch KO can also be opened under load, for example in the event of emergency braking or a malfunction of the internal combustion engine. The sixth clutch KO can then also be closed at a differential speed, so that a so-called instantaneous start of the internal combustion engine is possible (using the inertial mass of the first electric machine EM1 to start the internal combustion engine).
Die sechste Kupplung KO kann in der vorherigen Ausführungsform vorgesehen werden sowie in sämtlichen anschließenden Ausführungsformen, soweit nichts anderes er wähnt ist. The sixth clutch KO can be provided in the previous embodiment and in all subsequent embodiments unless otherwise mentioned.
Alternativ zu der sechsten Kupplung KO kann eine siebte Kupplung K1 vorgesehen werden, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. In diesem Fall ist die Antriebswelle An wiederum über einen Schwingungstilger ST oder dergl. mit der ersten Welle 12 verbunden, also im wesentlichen drehfest. Die zehnte Welle 30, die mit der zweiten Elektromaschine EM2 verbunden ist, ist in diesem Fall über eine siebte Kupplung K1 mit einer weiteren Welle verbunden, die mit der ersten Welle 12 über das dritte Zugmittel Z3 (oder einen entsprechenden Radsatz) verbunden ist. Hierdurch ist es möglich, nur die zweite Elekt romaschine EM2 abzutrennen, so dass diese auch für andere Aufgaben bei einem Still stand des Verbrennungsmotors eingesetzt werden kann (z.B. Antrieb eines Klimakom pressors). Die siebte Kupplung K1 ist vorzugsweise als Klauenkupplung ausgebildet und ist vorzugsweise koaxial zu der Achse a5. Im Vergleich zu der Ausführungsform mit der sechsten Kupplung KO ist das abzustützende Drehmoment an der siebten Kupplung K1 deutlich geringer, da nur das Drehmoment der zweiten Elektromaschine abgestützt werden muss. Die Schaltkraft der siebten Kupplung K1 ist folglich geringer. Die siebte Kupplung K1 kann beispielsweise anstelle einer Klauenkupplung auch durch eine Mag netkupplung realisiert sein. As an alternative to the sixth clutch KO, a seventh clutch K1 can be provided, as shown in FIG. In this case, the drive shaft An is in turn connected to the first shaft 12 via a vibration absorber ST or the like, that is to say essentially non-rotatably. In this case, the tenth shaft 30, which is connected to the second electric machine EM2, is connected via a seventh clutch K1 to another shaft, which is connected to the first shaft 12 via the third traction mechanism Z3 (or a corresponding wheel set). This makes it possible to disconnect only the second electric machine EM2, so that it can also be used for other tasks when the combustion engine is at a standstill (e.g. driving an air conditioning compressor). The seventh clutch K1 is preferably designed as a claw clutch and is preferably coaxial with the axis a5. In comparison to the embodiment with the sixth clutch KO, the torque to be supported on the seventh clutch K1 is significantly lower, since only the torque of the second electric machine has to be supported. The shifting force of the seventh clutch K1 is consequently lower. The seventh clutch K1 can, for example, also be realized by a magnet clutch instead of a claw clutch.
Fig. 8 zeigt eine Schalttabelle für die beiden alternativen Ausführungsformen mit der sechsten Kupplung KO oder der siebten Kupplung K1. Es ist anzumerken, dass die sechste Kupplung KO und die siebte Kupplung K1 nur alternativ realisiert werden, also in der Regel nicht zusammen in einer Hybrid-Getriebeanordnung. FIG. 8 shows a shift table for the two alternative embodiments with the sixth clutch KO or the seventh clutch K1. It should be noted that the sixth clutch KO and the seventh clutch K1 can only be implemented as an alternative, ie not together in a hybrid transmission arrangement.
Es ist zu erkennen, dass die Kupplung KO in den Hybrid-Gangstufen H1 bis H3 sowie in den EDA-Modi ECVT1 und ECVT2 sowie bei Laden in Neutral jeweils geschlossen werden muss. In den Elektro-Gangstufen E1 und E2 kann die Kupplung KO geschlos sen oder geöffnet sein, was in Fig. 8 durch ein "(X)" gekennzeichnet ist. It can be seen that the clutch KO must be closed in each case in the hybrid gears H1 to H3 and in the EDA modes ECVT1 and ECVT2 as well as when charging in neutral. In the electric gears E1 and E2, the clutch KO can be closed or open, which is indicated in FIG. 8 by an "(X)".
Sofern die sechste Kupplung KO nicht vorgesehen ist und stattdessen die siebte Kupp lung K1 , ist zu erkennen, dass diese in sämtlichen der in der Tabelle der Fig. 8 gezeig ten Betriebsmodi geschlossen oder geöffnet sein kann "(X)". Es versteht sich, dass dann, wenn der Betrieb der zweiten Elektromaschine EM2 sinnvoll ist, beispielsweise aus Komfortgründen, die Kupplung K1 generell vorab geschlossen wird. If the sixth clutch KO is not provided and instead the seventh clutch K1, it can be seen that this can be closed or opened in all of the operating modes shown in the table in FIG. 8 "(X)". It goes without saying that when the operation of the second electric machine EM2 makes sense, for example for reasons of comfort, the clutch K1 is generally closed beforehand.
Wie erwähnt, kann die sechste Kupplung KO oder die siebte Kupplung K1 in der oben beschriebenen Hybrid-Getriebeanordnung verwendet werden, oder in einer beliebigen der nachstehend beschriebenen Hybrid-Getriebeanordnungen, soweit nichts anderes erwähnt ist. As mentioned, the sixth clutch KO or the seventh clutch K1 can be used in the hybrid transmission arrangement described above, or in any of the hybrid transmission arrangements described below, unless otherwise mentioned.
In Fig. 9 ist eine weitere Hybrid-Getriebeanordnung 10' gezeigt. Hierbei erfolgt die An bindung der ersten Elektromaschine EM1 über einen Stirnradsatz, der in Fig. 9 mit Z2' bezeichnet ist. Dabei ist ein mit der neunten Welle 28 drehfest verbundenes Festrad vorzugsweise direkt im Eingriff mit einem Festrad, das an der vierten Welle 18 festge legt ist und das mit einem Festrad in Eingriff steht, das an der zweiten Welle 14 festge legt ist. In Fig. 9 ist die Ausführungsform mit fünf Kupplungen A bis E gezeigt. Die Hyb rid-Getriebeanordnung 10' kann jedoch auch mit nur vier Kupplungen A bis D realisiert werden. Gleiches gilt auch für die nachstehenden Ausführungsformen. Sofern die Kupp lung E gezeigt ist, kann diese jeweils auch weggelassen werden. Another hybrid transmission assembly 10' is shown in FIG. In this case, the first electric machine EM1 is connected via a spur gear set, which is denoted by Z2' in FIG. In this case, a non-rotatably connected to the ninth shaft 28 fixed wheel is preferably directly engaged with a fixed wheel which is Festge on the fourth shaft 18 and which is in engagement with a fixed wheel which is Festge on the second shaft 14 sets. In Fig. 9, the embodiment with five clutches A to E is shown. However, the hybrid transmission arrangement 10' can also be implemented with only four clutches A to D. The same also applies to the following embodiments. If the hitch E is shown, it can also be omitted.
Fig. 10 zeigt eine Hybrid-Getriebeanordnung 10", bei der die Anbindung der ersten Elektromaschine EM1 über ein zweites Zugmittel Z2 erfolgt. In diesem Fall sind an der zweiten Welle 14 und an der neunten Welle 28 jeweils Zugmittelräder, beispielsweise Kettenräder, festgelegt. In der Hybrid-Getriebeanordnung 10" kann die Anbindung der ersten Elektromaschine EM1 folglich axial unabhängig von der Radialebene erfolgen, in der der zweite Stirnradsatz ST2 angeordnet ist. Folglich wird bei der Ausführungsform der Fig. 10 der zweite Stirnradsatz ST2 in einer dritten Radialebene r3b angeordnet, die in axialer Richtung bspw. zwischen der zweiten Radialebene r2 und der vierten Radial ebene r4 angeordnet ist, wie auch bei der Ausführungsform der Fig. 1. Fig. 10 shows a hybrid transmission arrangement 10", in which the connection of the first electric machine EM1 takes place via a second traction mechanism Z2. In this case, traction mechanism wheels, for example sprockets, are fixed on the second shaft 14 and on the ninth shaft 28 the hybrid transmission arrangement 10" can connect the first electric machine EM1 consequently take place axially independently of the radial plane in which the second spur gear set ST2 is arranged. Consequently, in the embodiment of Fig. 10, the second spur gear set ST2 is arranged in a third radial plane r3b, which is arranged in the axial direction, for example, between the second radial plane r2 and the fourth radial plane r4, as in the embodiment of Fig. 1.
Das zweite Zugmittel Z2 ist in einer Radialebene r3a angeordnet, die in axialer Richtung beispielhaft zwischen den Radialebenen r1 und r2 angeordnet ist, also zwischen den zwei Planetenradsätzen PS1 , PS2. Entsprechend ist die zweite Welle 14 in zwei mitei nander drehfest verbundene Wellenabschnitte 14a, 14b auf gegenüberliegenden axia len Seiten des ersten Planetenradsatzes PS1 aufgeteilt. The second traction mechanism Z2 is arranged in a radial plane r3a, which is arranged in the axial direction, for example, between the radial planes r1 and r2, ie between the two planetary gear sets PS1, PS2. Correspondingly, the second shaft 14 is divided into two shaft sections 14a, 14b, which are connected to one another in a torque-proof manner, on opposite axial sides of the first planetary gear set PS1.
Bei dieser Ausführungsform kann die erste Elektromaschine EM1 unabhängig von der Position der vierten Welle 18 und der Übersetzung des zweiten Stirnradsatzes ST2 an gebunden werden. In this embodiment, the first electric machine EM1 can be connected independently of the position of the fourth shaft 18 and the translation of the second spur gear set ST2.
In Fig. 11 ist ein Flybrid-Antriebsstrang 10"' gezeigt, bei dem die axiale Reihenfolge der Elemente geändert ist. FIG. 11 shows a flybrid powertrain 10"' in which the axial order of the elements is changed.
Insbesondere ist axial neben der ersten Radialebene r1 eine vierte Radialebene r4"' angeordnet, in der das Doppelelement mit den Kupplungen D, E (oder nur die Kupplung D) angeordnet ist. Benachbart hierzu ist die zweite Radialebene r2"' mit dem ersten Planetenradsatz PS1 angeordnet. An diese schließt sich die dritte Radialebene r3"' mit dem ersten Stirnradsatz ST1 an. In einer sich axial daran anschließenden achten Radi alebene r8"' ist das Doppelelement mit den Kupplungen A, C angeordnet. Daran schließt sich die sechste Radialebene r6"' an, in der der dritte Stirnradsatz ST3 ange ordnet ist. Axial benachbart hierzu ist die siebte Radialebene r7"' mit dem ersten Zug mittel Z1 . Axial benachbart hierzu ist die dritte Radialebene r3"' mit dem zweiten Stirn radsatz ST2 und der Anbindung der ersten Elektromaschine EM1 . Bei der Ausführungs form der Fig. 11 bildet die dritte Radialebene r3"' folglich ein axiales Ende der Hybrid- Getriebeanordnung. In Fig. 11 ist die sechste Kupplung KO gezeigt, die sich ggf. noch darüber hinaus erstreckt. Bei der Hybrid-Getriebeanordnung 10"' ist die siebte Welle 24"' als Innenwelle ausge führt, und die vierte Welle 18'" ist als Hohlwellenabschnitt um die siebte Welle 24'" her um ausgebildet. Mit anderen Worten ist das der zweiten Kupplung B zugeordnete Fest rad des zweiten Stirnradsatzes ST2 als Losrad ausgebildet, das an der siebten Welle 24'" drehbar gelagert ist. In particular, a fourth radial plane r4"' is arranged axially next to the first radial plane r1, in which the double element with the clutches D, E (or only the clutch D) is arranged. Adjacent to this is the second radial plane r2"' with the first planetary gear set PS1 arranged. This is followed by the third radial plane r3"' with the first spur gear set ST1. The double element with the clutches A, C is arranged in an eighth radial plane r8"' that is axially connected thereto. This is followed by the sixth radial plane r6"', in which the third spur gear set ST3 is arranged. Axially adjacent to this is the seventh radial plane r7"' with the first train Z1. Axially adjacent to this is the third radial plane r3"' with the second spur gearset ST2 and the connection of the first electric machine EM1. In the embodiment of FIG. 11, the third radial plane r3"' consequently forms an axial end of the hybrid transmission arrangement. In Fig. 11, the sixth clutch KO is shown, which may extend beyond that. In the hybrid transmission arrangement 10"', the seventh shaft 24"' is designed as an inner shaft, and the fourth shaft 18"" is designed as a hollow shaft section around the seventh shaft 24"'. In other words, the fixed wheel of the second spur gear set ST2 assigned to the second clutch B is designed as a loose wheel which is rotatably mounted on the seventh shaft 24''.
In Fig. 12 ist eine weitere Hybrid-Getriebeanordnung 10IV gezeigt. Bei der Hybrid- Getriebeanordnung 10IV sind die Radialebenen r4 und r5 in eine Radialebene zusam mengefasst. In Fig. 12 another hybrid transmission assembly 10 IV is shown. In the case of the hybrid transmission arrangement 10 IV , the radial planes r4 and r5 are combined into one radial plane.
Ferner ist die siebte Welle 24IV als Innenwelle ausgebildet, und die vierte Welle 18IV ist als Hohlwellenabschnitt ausgebildet. Diese Ausgestaltung kann auch bei den Ausfüh rungsformen der Fig. 9 und 10 realisiert werden. Ansonsten entspricht der Aufbau je nem der Fig. 1 , insbesondere auch hinsichtlich der axialen Reihenfolge der Radialebe nen. Furthermore, the seventh shaft 24 IV is designed as an inner shaft, and the fourth shaft 18 IV is designed as a hollow shaft section. This embodiment can also be implemented in the embodiments of FIGS. 9 and 10. FIG. Otherwise, the structure corresponds to that of FIG. 1, in particular with regard to the axial sequence of the radial planes.
In Fig. 13 ist eine Hybrid-Getriebeanordnung 10v gezeigt, bei der die dritte Kupplung C als Einzelschaltelement ausgebildet ist und die erste Kupplung A mit der zweiten Kupp lung B als Doppelelement ausgebildet ist. Das Doppelelement mit den Kupplungen B, A ist mittels einer einzigen Betätigungseinrichtung B2V betätigbar und ist koaxial zu der dritten Achse a3 angeordnet. Bei der Hybrid-Getriebeanordnung 10v ist auch die achte Welle 26v als Hohlwellenabschnitt um die siebte Welle 24v herum angeordnet und folg lich koaxial zu der dritten Achse a3. In Fig. 13, a hybrid transmission arrangement 10 v is shown, in which the third clutch C is designed as a single switching element and the first clutch A with the second hitch be B is designed as a double element. The double element with the clutches B, A can be actuated by means of a single actuating device B2V and is arranged coaxially to the third axis a3. In the hybrid transmission arrangement 10 v , the eighth shaft 26 v is also arranged as a hollow shaft section around the seventh shaft 24 v and is consequently coaxial with the third axis a3.
Das Doppelelement mit den Kupplungen D, E und das Doppelelement mit den Kupp lungen A, B sind in einer integrierten Radialebene r4/5/8 angeordnet, die axial benach bart ist zu der Radialebene r3 und durch die die Radialebenen r4, r5 und r8 der Ausfüh rungsform der Fig. 1 zusammengefasst werden. Benachbart in axialer Richtung zu die ser Radialebene ist die Radialebene r9v, in der der erste Stirnradsatz ST1 angeordnet ist. Die siebte hierzu benachbarte Radialebene r7v beinhaltet das erste Zugmittel Z1 . Hierzu wiederum axial benachbart ist die sechste Radialebene r6v, in der der dritte Stirnradsatz ST3 angeordnet ist. Am axialen Ende befindet sich die achte Radialebene r8v, in der die dritte Kupplung C angeordnet ist. Die dritte Kupplung C kann jedoch auch zwischen den Radialebenen r7v und r9v angeordnet sein. The double element with the clutches D, E and the double element with the hitch-ups A, B are arranged in an integrated radial plane r4/5/8, which is axially adjacent to the radial plane r3 and through which the radial planes r4, r5 and r8 of the Ausfüh tion form of Fig. 1 are summarized. Adjacent to this radial plane in the axial direction is the radial plane r9v , in which the first spur gear set ST1 is arranged. The seventh adjacent radial plane r7v contains the first traction means Z1. The sixth radial plane r6 v , in which the third spur gear set ST3 is arranged, is in turn axially adjacent to this. The eighth radial plane is located at the axial end r8 v , in which the third clutch C is arranged. However, the third clutch C can also be arranged between the radial planes r7 v and r9 v .
Die Reihenfolge der Radialebenen ist hierbei r1 , r2, r3, r4/5/8, r9v, r7v, r6v, r8v. The order of the radial planes is r1, r2, r3, r4/5/8, r9 v , r7 v , r6 v , r8 v .
In Fig. 14 ist eine weitere Hybrid-Getriebeanordnung 10VI gezeigt, bei der die Radial ebenen r6vl und r7vl gegenüber der Ausführungsform der Fig. 1 axial vertauscht sind. Die Anbindung des Verbrennungsmotors über das erste Zugmittel Z1 rückt folglich nä her hin zu dem (optionalen) fünften Schaltelement E. Zwischen den Stirnradsätzen ST1 und ST3 ist in diesem Fall nur noch das Doppelelement mit den Kupplungen C und A angeordnet (in der Ebene r8). In Fig. 14, another hybrid transmission arrangement 10 VI is shown, in which the radial planes r6 vl and r7 vl compared to the embodiment of FIG. 1 are reversed axially. The connection of the internal combustion engine via the first traction mechanism Z1 consequently moves closer to the (optional) fifth shifting element E. In this case, only the double element with the clutches C and A is arranged between the spur gear sets ST1 and ST3 (in plane r8) .
Eine weitere Flybrid-Getriebeanordnung 10VN ist in Fig. 15 gezeigt. Another flybrid transmission arrangement 10 VN is shown in FIG.
Bei dieser Ausführungsform ist zum einen die axiale Anordnung der Radialebenen r2VN und r3VN vertauscht. Die zweite Anbindung A2 (zweites Zugmittel oder Stirnradsatz) der ersten Elektromaschine EM1 an die zweite Welle 14 kann folglich so angeordnet wer den, dass diese direkt benachbart ist zu dem zweiten Planetenradsatz PS2. Mit ande ren Worten ist die dritte Radialebene r3VN axial zwischen den Planetenradsätzen PS1 und PS2 angeordnet. Hierdurch ist es nicht notwendig, das erste Sonnenrad S1 über einen Steg mit der zweiten Welle 14 zu verbinden, der den gesamten ersten Planeten radsatz PS1 übergreift, wie in der Ausführungsform der Fig. 1. Das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes PS2 kann direkt mit der fünften Welle 20 verbunden sein, und zwar in dem Doppelelement D, E (oder nur im Bereich der Kupplung D, wenn E nicht vorge sehen ist). In this embodiment, on the one hand, the axial arrangement of the radial planes r2 VN and r3 VN is reversed. The second connection A2 (second traction mechanism or spur gearset) of the first electric machine EM1 to the second shaft 14 can consequently be arranged in such a way that it is directly adjacent to the second planetary gearset PS2. In other words, the third radial plane r3 VN is arranged axially between the planetary gear sets PS1 and PS2. As a result, it is not necessary to connect the first sun gear S1 to the second shaft 14 via a web that spans the entire first planetary gear set PS1, as in the embodiment of FIG. 1. The ring gear of the first planetary gear set PS2 can be connected directly to the fifth Be connected to the shaft 20, in the double element D, E (or only in the area of the clutch D, if E is not provided).
In Fig. 16 ist eine Hybrid-Getriebeanordnung 10VIN gezeigt. In Fig. 16, a hybrid transmission assembly 10 VIN is shown.
Bei der Hybrid-Getriebeanordnung 10VNI ist die siebte Radialebene r7VIM, in der das ers te Zugmittel Z1 angeordnet ist, im Bereich eines axialen Endes angeordnet, und zwar benachbart zu einer Radialebene r6VNI, in der der dritte Stirnradsatz ST3 angeordnet ist. Die neunte Radialebene r9VNI ist in axialer Richtung zwischen der fünften Radialebene r5 und der achten Radialebene r8 angeordnet. Mit anderen Worten ist die axiale Position der Stirnradsätze ST1 und ST3 vertauscht. In the hybrid transmission arrangement 10 VNI , the seventh radial plane r7 VIM , in which the first traction mechanism Z1 is arranged, is arranged in the area of an axial end, specifically adjacent to a radial plane r6 VNI , in which the third spur gear set ST3 is arranged. The ninth radial plane r9 VNI is arranged in the axial direction between the fifth radial plane r5 and the eighth radial plane r8. In other words, the axial position of the spur gear sets ST1 and ST3 is reversed.
Hierdurch kann das erste Zugmittel Z1 axial an der Vorgelegewellenanordnung (mit den Wellen 18, 24) vorbeigeführt werden, axial benachbart zu der dritten Stirnradstufe ST3. Folglich kann das erste Zugmittel Z1 unabhängig vom räumlichen Schwenkungswinkel der Vorgelegewellenanordnung (mit den Wellen 18, 24) geführt werden. As a result, the first traction means Z1 can be guided axially past the countershaft arrangement (with the shafts 18, 24), axially adjacent to the third spur gear stage ST3. Consequently, the first traction means Z1 can be guided independently of the spatial pivoting angle of the countershaft arrangement (with the shafts 18, 24).
Die Reihenfolge der Radialebenen ist hierbei r1 , r3VN, r2vll,r4, r5, r9VMI,r8, r6VIM, r7VIN. The order of the radial planes is r1 , r3 VN , r2 vll ,r4, r5, r9 VMI ,r8, r6 VIM , r7 VIN .
In Fig. 17 ist eine weitere Hybrid-Getriebeanordnung 10IX gezeigt. Bei der Hybrid- Getriebeanordnung 10IX ist der erste Stirnradsatz ST1 in die Radialebene des ersten Planetenradsatzes PS1 gelegt, derart, dass ein koaxial zu der dritten Achse a3 ange ordnetes Zahnrad des ersten Stirnradsatzes ST1 an einer Außenverzahnung des ersten Hohlrades H1IX eingreift bzw. damit kämmt. Die achte Welle 26IX ist als Hohlwellenab schnitt um die vierte Welle 18 herum angeordnet. Ferner ist die erste Kupplung A nun mehr koaxial zu der dritten Achse a3 und nicht mehr zu der zweiten Achse a2, ähnlich wie bei der Ausführungsform der Fig. 13. Das Doppelelement mit den Kupplungen A, B wird mittels einer zweiten Betätigungseinrichtung B2IX betätigt. In Fig. 17 another hybrid transmission assembly 10 IX is shown. In the hybrid transmission arrangement 10 IX , the first spur gear set ST1 is placed in the radial plane of the first planetary gear set PS1 in such a way that a gear wheel of the first spur gear set ST1, which is arranged coaxially to the third axis a3, engages with an external toothing of the first ring gear H1 IX or with it combs. The eighth shaft 26 IX is arranged as a hollow shaft section around the fourth shaft 18 . Furthermore, the first clutch A is now more coaxial with the third axis a3 and no longer with the second axis a2, similar to the embodiment of FIG. 13. The double element with the clutches A, B is actuated by means of a second actuating device B2 IX .
Die Reihenfolge der Radialebenen ist Folgende: r1 (mit dem zweiten Planetenradsatz PS2), r3VN (mit dem zweiten Stirnradsatz ST2 und der Anbindung der ersten Elektroma- schine EM1 ), r2/9 (mit dem ersten Stirnradsatz ST1 und dem ersten Planetenradsatz PS1), r4 (mit dem Doppelelement D, E), r5 (mit dem Doppelelement A, B), r6lx (mit dem dritten Stirnradsatz ST3), r7lx (mit dem ersten Zugmittel Z1), r8lx (mit der dritten Kupp lung C). The order of the radial planes is as follows: r1 (with the second planetary gear set PS2), r3 VN (with the second spur gear set ST2 and the connection of the first electric machine EM1), r2/9 (with the first spur gear set ST1 and the first planetary gear set PS1) , r4 (with the double element D, E), r5 (with the double element A, B), r6 lx (with the third spur gear set ST3), r7 lx (with the first traction mechanism Z1), r8 lx (with the third clutch C ).
Da die Funktionen der Radialebenen r2 und r9 in eine einzelne Radialebene r2/9 inte griert sind, kann eine Radialebene eingespart werden. In Fig. 18 ist eine weitere Hybrid-Getriebeanordnung 10x gezeigt. Bei der Hybrid- Getriebeanordnung 10x ist die siebte Welle 24x wiederum als Innenwelle ausgebildet, und die vierte Welle 18x ist als Hohlwellenabschnitt um diese herum ausgebildet. Since the functions of the radial planes r2 and r9 are integrated into a single radial plane r2/9, one radial plane can be saved. In Fig. 18, another hybrid transmission assembly 10 x is shown. In the case of the hybrid transmission arrangement 10 x , the seventh shaft 24 x is in turn designed as an inner shaft, and the fourth shaft 18 x is designed as a hollow shaft section around it.
Axial benachbart zu der ersten Radialebene r1 (mit dem zweiten Planetenradsatz PS2) ist eine dritte Radialebene r3x, in der der zweite Stirnradsatz ST2 und die Anbindung A2 der ersten Elektromaschine EM2 angeordnet sind. Hierzu axial benachbart ist eine Ra dialebene r4/5, in der die zweite Kupplung B (koaxial zu der Achse a3) und ein Dop pelelement mit den Kupplungen D und E (koaxial zu der Achse a2) angeordnet sind. Hieran schließt sich eine Radialebene r2x an, in der der erste Planetenradsatz PS1 an geordnet ist. An die Radialebene r2x schließen sich die Radialebenen r6 bis r9 an, die in der gleichen Reihenfolge ausgebildet sind wie bei der ersten Ausführungsform. Axially adjacent to the first radial plane r1 (with the second planetary gear set PS2) is a third radial plane r3 x in which the second spur gear set ST2 and the connection A2 of the first electric machine EM2 are arranged. Axially adjacent to this is a radial plane r4/5, in which the second clutch B (coaxial with axis a3) and a double element with clutches D and E (coaxial with axis a2) are arranged. This is followed by a radial plane r2 x , in which the first planetary gear set PS1 is arranged. The radial planes r6 to r9 , which are formed in the same order as in the first embodiment, adjoin the radial plane r2x.
Die Reihenfolge der Radialebene ist folglich Folgende: r1 , r3x, r4/5, r2x, r6, r7, r8, r9. The order of the radial plane is therefore the following: r1 , r3 x , r4/5, r2 x , r6, r7, r8, r9.
In Fig. 19 ist eine weitere Hybrid-Getriebeanordnung 10XI gezeigt. Diese entspricht hin sichtlich Aufbau und Radialebenen der Hybrid-Getriebeanordnung 10 der Fig. 1. Aller dings wurde die Anbindung des ersten Planetenradsatzes PS1 gespiegelt. Während bei der Ausführungsform der Fig. 1 das Sonnenrad über den ersten Planetenradsatz PS2 axial hinweg m it der zweiten Welle 14 verbunden ist, ist das Sonnenrad S1 Xl direkt m it der zweiten Welle 14 verbunden. Der erste Planetenträger PT1XI ist hingegen axial über den ersten Planetenradsatz PS1 hinweg mit der dritten Welle 16 verbunden. Das erste Hohlrad H1 des ersten Planetenradsatzes PS1 ist mit der fünften Welle 20 verbunden, und zwar über eine Anbindung, die axial zwischen dem ersten Planetenradsatz PS1 und der dritten Welle 16 angeordnet ist. Bei dieser alternativen Anbindung des ersten Planetenradsatzes PS1 wird gegenüber der Ausführungsform der Fig. 1 eine vertikale "Wand" eingespart. In Fig. 19 another hybrid transmission assembly 10 XI is shown. This clearly corresponds to the structure and radial planes of the hybrid transmission arrangement 10 in FIG. 1. However, the connection of the first planetary gear set PS1 was mirrored. While in the embodiment of FIG. 1 the sun gear is connected axially to the second shaft 14 via the first planetary gear set PS2, the sun gear S1 X1 is connected directly to the second shaft 14. The first planet carrier PT1 XI , on the other hand, is connected axially to the third shaft 16 via the first planetary gear set PS1. The first ring gear H1 of the first planetary gear set PS1 is connected to the fifth shaft 20 via a linkage disposed axially between the first planetary gear set PS1 and the third shaft 16 . In this alternative connection of the first planetary gear set PS1, a vertical "wall" is saved compared to the embodiment of FIG.
Die Hybrid-Getriebeanordnungen der Fig. 9 bis 19 haben jeweils vorzugsweise einen identischen Funktionsumfang wie die Hybrid-Getriebeanordnung 10 der Fig. 1 (und/oder eine der Hybrid-Getriebeanordnungen der Fig. 3 bis 8), je nachdem, ob die fünfte Kupp lung E und/oder die sechste Kupplung K0 oder die siebte Kupplung K1 vorgesehen ist. Bei Ausführungsformen, die die sechste Kupplung KO und die fünfte Kupplung E sowie die zweite Kupplung B als Einzelschaltelement haben, kann im reinen Elektrobetrieb über die erste Elektromaschine EM1 auf vier unterschiedliche mechanische Gangstufen zurückgegriffen werden, die in Fig. 20 dargestellt sind. The hybrid transmission assemblies of FIGS. 9 to 19 each preferably have an identical range of functions as the hybrid transmission assembly 10 of FIG. 1 (and/or one of the hybrid transmission assemblies of FIGS. 3 to 8), depending on whether the fifth clutch Development E and/or the sixth clutch K0 or the seventh clutch K1 is provided. In embodiments that have the sixth clutch KO and the fifth clutch E as well as the second clutch B as individual shifting elements, four different mechanical gears can be used in pure electric operation via the first electric machine EM1, which are shown in FIG.
In diesem Fall ist bei sämtlichen Elektro-Gangstufen die zweite Kupplung B geschlos sen. In der ersten Elektro-Gangstufe E1 ist, wie auch bei den obigen Ausführungsfor men, die fünfte Kupplung E zusätzlich geschlossen. In der zweiten Elektro-Gangstufe E2 ist, wie auch bei den obigen Ausführungsformen, die vierte Kupplung D zusätzlich zu der Kupplung B geschlossen. In this case, the second clutch B is closed for all electric gears. In the first electric gear stage E1, as in the above embodiments, the fifth clutch E is also closed. In the second electric gear stage E2, as in the above embodiments, the fourth clutch D in addition to the clutch B is closed.
Eine weitere Elektro-Gangstufe EZ1 kann gebildet werden, indem zusätzlich zu der Kupplung B die erste Kupplung A geschlossen wird. Eine weitere zusätzliche Elektro- Gangstufe EZ2 kann gebildet werden, indem sowohl die zweite Kupplung B als auch die dritte Kupplung C geschlossen werden. A further electric gear stage EZ1 can be formed by the first clutch A being closed in addition to the clutch B. Another additional electric gear EZ2 can be formed by both the second clutch B and the third clutch C are closed.
In allen Elektro-Gangstufen ist die sechste Kupplung KO dann geöffnet, da bei geschlos sener Kupplung B ansonsten der Verbrennungsmotor mitgeschleppt werden würde. In all electric gears, the sixth clutch KO is then open, because if clutch B is closed, the combustion engine would otherwise be dragged along.
Bezuqszeichen reference sign
10 Hybrid-Getriebeanordnung 10 Hybrid Transmission Assembly
12 erste Welle 12 first wave
14 zweite Welle 14 second wave
16 dritte Welle 16 third wave
18 vierte Welle 18 fourth wave
20 fünfte Welle 20 fifth wave
22 sechste Welle 22 sixth wave
24 siebte Welle 24 seventh wave
26 achte Welle 26 eighth wave
28 neunte Welle 28 ninth wave
30 zehnte Welle 30 tenth wave
EM1 erste Elektromaschine EM1 first electric machine
EM2 zweite Elektromaschine (HVSG) EM2 second electric machine (HVSG)
AG Ausgleichsgetriebe AG differential gear
An Verbrennungsmotorwelle On combustion engine shaft
A erste Kupplung A first clutch
B zweite Kupplung B second clutch
C dritte Kupplung C third clutch
D vierte Kupplung D fourth clutch
E fünfte Kupplung E fifth clutch
K0 sechste Kupplung K0 sixth clutch
K1 siebte Kupplung K1 seventh clutch
PS1 erster Planetenradsatz PS1 first planetary gear set
PS2 zweiter Planetenradsatz PS2 second planetary gear set
S1 ,S2 Sonnenrad S1 ,S2 sun wheel
H1.H2 Hohlrad H1.H2 ring gear
PT1,PT2 Planetenträger PT1,PT2 planet carrier
ST 1 -ST3 Stirnradsätze ST 1 -ST3 spur gear sets
Z1/A1 erstes Zugmittel (Kette) (oder Radsatz)Z1/A1 first traction device (chain) (or wheelset)
Z2/A2 zweites Zugmittel (oder Radsatz) Z3/A3 drittes Zugmittel (oder Radsatz ab1 , ab2 Abtriebswellen zu AW1 ,AW2 ST Schwingungstilger Z2/A2 second traction mechanism (or wheelset) Z3/A3 third traction device (or wheel set from1, from2 output shafts to AW1, AW2 ST vibration absorber
B1-B5 Betätigungseinrichtungen (Aktuatoren) H1-H3 Hybrid-Gangstufen E1, E2 Elektro-Gangstufen (EM1) B1-B5 operating devices (actuators) H1-H3 hybrid gears E1, E2 electric gears (EM1)
EZ1.EZ2 Elektro-Gangstufen (EM 1) EZ1.EZ2 electric gears (EM 1)
EDA elektrodynamisches Anfahren EDA electrodynamic starting
LiN Laden in Neutral a1 erste Achse a2 zweite Achse a3 dritte Achse a4 vierte Achse a5 fünfte Achse r1 erste Radialebene r2 zweite Radialebene r3 dritte Radialebene r4 vierte Radialebene r5 fünfte Radialebene r6 sechste Radialebene r7 siebte Radialebene r8 achte Radialebene r9 neunte Radialebene LiN loading in neutral a1 first axis a2 second axis a3 third axis a4 fourth axis a5 fifth axis r1 first radial plane r2 second radial plane r3 third radial plane r4 fourth radial plane r5 fifth radial plane r6 sixth radial plane r7 seventh radial plane r8 eighth radial plane r9 ninth radial plane

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Hybrid-Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit: einer ersten Welle (12) zum Einspeisen von verbrennungsmotorischer Antriebsleistung, einer zweiten Welle (14), die mit einer ersten Elektromaschine (EM1) verbunden ist, einer dritten Welle (16) zum Ausgeben von Ausgangsleistung, einer vierten Welle (18), die achsparallel versetzt zu der dritten Welle (16) ist, und einem ersten Planetenradsatz (PS1), der ein erstes Glied (S1), ein zweites Glied (H1) und ein drittes Glied (PT1) aufweist, wobei die erste Welle (12) über eine erste Kupplung (A) oder alternativ über eine dritte Kupplung (C) mit dem zweiten Glied (H1) verbindbar ist, wobei die zweite Welle (14) über eine zweite Kupplung (B) mit der ersten Wel le (12) verbindbar ist, wobei die zweite Welle (14) mit dem ersten Glied (S1) verbunden ist, und wobei die dritte Welle (16) mit dem dritten Glied (PT1) verbunden ist. A hybrid transmission arrangement for a motor vehicle, comprising: a first shaft (12) for feeding in internal combustion engine drive power, a second shaft (14) connected to a first electric machine (EM1), a third shaft (16) for outputting output power, a fourth shaft (18) offset axially parallel to the third shaft (16), and a first planetary gear set (PS1) having a first member (S1), a second member (H1) and a third member (PT1) wherein the first shaft (12) can be connected to the second member (H1) via a first clutch (A) or alternatively via a third clutch (C), the second shaft (14) being able to be connected via a second clutch (B). the first wave le (12) is connectable, wherein the second shaft (14) is connected to the first member (S1), and wherein the third shaft (16) is connected to the third member (PT1).
2. Hybrid-Getriebeanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Welle (12) über die erste Kupplung (A) oder über die dritte Kupplung (C) mit einer fünften Welle (20) verbindbar ist, die vorzugsweise koaxial zu der dritten Welle (16) angeordnet ist, und/oder wobei die erste Welle (12) mit einer sechsten Welle (22) verbunden ist, die vorzugsweise koaxial zu der dritten Welle (16) angeordnet ist und/oder die vorzugs weise mit einer siebten Welle (24) verbunden ist. 2. Hybrid transmission arrangement according to claim 1, wherein the first shaft (12) can be connected via the first clutch (A) or via the third clutch (C) to a fifth shaft (20), which is preferably coaxial with the third shaft (16 ) is arranged, and/or wherein the first shaft (12) is connected to a sixth shaft (22), which is preferably arranged coaxially to the third shaft (16) and/or which is preferably connected to a seventh shaft (24). is.
3. Hybrid-Getriebeanordnung nach Anspruch 2, wobei die erste Kupplung (A) und die dritte Kupplung (C) koaxial zu der dritten Welle (16) angeordnet sind und/oder wobei die erste Kupplung (A) und die dritte Kupplung (C) mittels einer ersten Betätigungseinrichtung (B1) betätigbar sind und/oder wobei die sechste Welle (22) koaxial zu der dritten Welle (16) angeordnet ist und/oder wobei die siebte Welle (24) koaxial zu der vierten Welle (18) angeordnet ist. 3. Hybrid transmission arrangement according to claim 2, wherein the first clutch (A) and the third clutch (C) are arranged coaxially to the third shaft (16) and/or wherein the first clutch (A) and the third clutch (C) can be actuated by means of a first actuating device (B1) and/or wherein the sixth shaft (22) is arranged coaxially with the third shaft (16) and/or wherein the seventh shaft (24) is arranged coaxially with the fourth shaft (18).
4. Hybrid-Getriebeanordnung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die siebte Welle (24) über einen ersten Stirnradsatz (ST1 ) mit einer achten Welle (26) verbunden ist, die vorzugsweise koaxial zu der dritten Welle (16) angeordnet ist, und/oder wobei die zweite Welle (14) über einen zweiten Stirnradsatz (ST2) mit der vierten Welle (18) verbunden ist, und/oder wobei die sechste Welle (22) über einen dritten Stirnradsatz (ST3) mit der siebten Welle (24) verbunden ist. und/oder wobei der erste Stirnradsatz (ST1 ) und der dritte Stirnradsatz (ST3) auf axial gegenüberliegenden Seiten der ersten Kupplung (A) angeordnet sind. 4. Hybrid transmission arrangement according to claim 2 or 3, wherein the seventh shaft (24) via a first spur gear set (ST1) is connected to an eighth shaft (26), which is preferably arranged coaxially to the third shaft (16), and / or wherein the second shaft (14) is connected to the fourth shaft (18) via a second spur gear set (ST2), and/or wherein the sixth shaft (22) is connected to the seventh shaft (24) via a third spur gear set (ST3). is. and/or wherein the first spur gear set (ST1) and the third spur gear set (ST3) are arranged on axially opposite sides of the first clutch (A).
5. Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Welle (12) im Bereich von einem ersten axialen Ende der Hyb rid-Getriebeanordnung (10) angeordnet ist und/oder wobei die zweite Welle (14) im Bereich von einem zweiten axialen Ende der Hybrid-Getriebeanordnung (10) angeordnet ist und/oder wobei der erste Planetenradsatz (PS1 ) in axialer Richtung entweder zwischen der ersten Welle (12) und der zweiten Welle (14) angeordnet ist oder auf einer der ersten Welle (12) gegenüberliegenden axialen Seite einer Radialebene (r3) angeord net ist, über die die erste Elektromaschine (EM1 ) mit der zweiten Welle (14) verbun den ist. 5. Hybrid transmission arrangement according to one of claims 1 to 4, wherein the first shaft (12) is arranged in the region of a first axial end of the Hyb rid transmission arrangement (10) and / or wherein the second shaft (14) in the region of a second axial end of the hybrid transmission arrangement (10) is arranged and / or wherein the first planetary gear set (PS1) is arranged in the axial direction either between the first shaft (12) and the second shaft (14) or on one of the first shaft ( 12) is arranged on the opposite axial side of a radial plane (r3) via which the first electric machine (EM1) is connected to the second shaft (14).
6. Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zwei Glieder (S1 , H1 ) von dem ersten bis dritten Glied des ersten Planetenradsatzes (PS1 ) mit tels einer vierten Kupplung (D) miteinander verbindbar sind und/oder wobei ein Glied (H1 ) von dem ersten bis dritten Glied des ersten Planetenradsatzes (PS1 ) mittels einer fünften Kupplung (E) an einem Gehäuse der Hybrid-Getriebeanordnung (10) festlegbar ist. 6. Hybrid transmission arrangement according to one of claims 1 to 5, wherein two members (S1, H1) of the first to third member of the first planetary gear set (PS1) with means of a fourth clutch (D) are connected to each other and / or wherein a member (H1) can be fixed by the first to third members of the first planetary gear set (PS1) by means of a fifth clutch (E) on a housing of the hybrid transmission arrangement (10).
7. Hybrid-Getriebeanordnung nach Anspruch 6, wobei die vierte Kupplung (D) und/oder die fünfte Kupplung (E) koaxial zu dem ersten Planetenradsatz (PS1) an geordnet ist bzw. sind und/oder wobei die vierte Kupplung (D) und/oder die fünfte Kupplung (E) in axialer Richtung zwischen der ersten Welle (12) und der zweiten Welle (14) angeordnet ist bzw. sind. 7. Hybrid transmission arrangement according to claim 6, wherein the fourth clutch (D) and / or the fifth clutch (E) is arranged coaxially to the first planetary gear set (PS1) and / or wherein the fourth clutch (D) and /or the fifth clutch (E) is or are arranged in the axial direction between the first shaft (12) and the second shaft (14).
8. Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die siebte Welle (24) mit einer achten Welle (26) verbunden ist, die vorzugsweise koaxial zu der dritten Welle (16) angeordnet ist. 8. Hybrid transmission arrangement according to one of claims 1 to 7, wherein the seventh shaft (24) is connected to an eighth shaft (26) which is preferably arranged coaxially to the third shaft (16).
9. Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zweite Welle (14) koaxial zu der dritten Welle (16) angeordnet ist und/oder wobei diezweite Welle (14) mit der vierten Welle (18) verbunden ist. A hybrid transmission assembly according to any one of claims 1 to 8, wherein the second shaft (14) is coaxial with the third shaft (16) and/or wherein the second shaft (14) is connected to the fourth shaft (18).
10. Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 9, wobei die erste Elektromaschine (EM1) koaxial zu einer neunten Welle (28) angeordnet ist, die mit der zweiten Welle (14) verbunden ist, und/oder wobei die erste Elektromaschine (EM1 ) axial mit wenigstens einem Radsatz (ST1 , ST3) der Hybrid- Getriebeanordnung (10) und/oder mit der ersten Welle (12) überlappt. 10. Hybrid transmission arrangement according to one of claims 1 - 9, wherein the first electric machine (EM1) is arranged coaxially to a ninth shaft (28) which is connected to the second shaft (14), and / or wherein the first electric machine ( EM1) overlaps axially with at least one wheel set (ST1, ST3) of the hybrid transmission arrangement (10) and/or with the first shaft (12).
11. Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 10, wobei eine zweite Elektromaschine (EM2) koaxial zu einer zehnten Welle (30) angeordnet ist, die mit der ersten Welle (14) verbunden oder die über eine siebte Kupplung (K1) mit der ers ten Welle (14) verbindbar ist. 11. Hybrid transmission arrangement according to one of claims 1-10, wherein a second electric machine (EM2) is arranged coaxially with a tenth shaft (30) which is connected to the first shaft (14) or which has a seventh clutch (K1). the first shaft (14) can be connected.
12. Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 11, wobei die dritte Welle (16) über eine Konstant-Übersetzung mit einem Eingangsglied eines Aus gleichsgetriebes (AG) zum Verteilen von Antriebsleistung verbunden ist. 12. Hybrid transmission arrangement according to one of claims 1-11, wherein the third shaft (16) via a constant translation with an input member of an equalization gear (AG) for distributing drive power is connected.
13. Hybrid-Getriebeanordnung nach Anspruch 12, wobei die Konstant-Übersetzung einen zweiten Planetenradsatz (PS2) auf weist und/oder wobei das Ausgleichsgetriebe (AG) koaxial zu der dritten Welle (16) angeord net ist und/oder wobei die Konstant-Übersetzung in axialer Richtung zwischen der dritten Wel le (16) und dem Ausgleichsgetriebe (AG) angeordnet ist. 13. Hybrid transmission arrangement according to claim 12, wherein the constant translation has a second planetary gear set (PS2) and/or wherein the differential gear (AG) is coaxial with the third shaft (16) and/or wherein the constant translation is arranged in the axial direction between the third shaft (16) and the differential gear (AG).
14. Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 13, wobei die erste Welle (12) mit einem Ausgangsglied einer sechsten Kupplung (KO) verbunden ist, in deren Eingangsglied verbrennungsmotorische Leistung einspeisbar ist. 14. Hybrid transmission arrangement according to one of claims 1-13, wherein the first shaft (12) is connected to an output member of a sixth clutch (KO), in whose input member internal combustion engine power can be fed.
15. Hybrid-Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 14, wobei die Kupp lungen (A,B,C,D,E,K0,K1) der Hybrid-Getriebeanordnung (10) zumindest überwie gend, vorzugsweise sämtlich als Klauenkupplungen ausgebildet sind. 15. Hybrid transmission arrangement according to one of claims 1-14, wherein the clutches (A, B, C, D, E, K0, K1) of the hybrid transmission arrangement (10) are at least predominantly, preferably all, designed as dog clutches.
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