WO2022268350A1 - Hybrid transmission device, and drive for a motor vehicle, comprising the hybrid transmission device - Google Patents

Hybrid transmission device, and drive for a motor vehicle, comprising the hybrid transmission device Download PDF

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WO2022268350A1
WO2022268350A1 PCT/EP2021/085167 EP2021085167W WO2022268350A1 WO 2022268350 A1 WO2022268350 A1 WO 2022268350A1 EP 2021085167 W EP2021085167 W EP 2021085167W WO 2022268350 A1 WO2022268350 A1 WO 2022268350A1
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gear
transmission device
shifting
combustion engine
input shaft
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French (fr)
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Stefan Beck
Matthias Horn
Fabian Kutter
Michael Wechs
Thomas Martin
Johannes Kaltenbach
Martin Brehmer
Peter Ziemer
Max Bachmann
Christian Michel
Ingo Pfannkuchen
Mladjan RADIC
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0039—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising three forward speeds

Definitions

  • a main output shaft which is arranged axially parallel to the first transmission input shaft and the second transmission input shaft, the main output shaft being at least indirectly drivingly connected to at least one first side shaft which is connected to connect a respective wheel of the motor vehicle.
  • the term “at least indirectly” is to be understood as meaning that two components are (actively) connected to one another via at least one other component that is arranged between the two components or are directly and thus directly connected to one another.
  • the main output shaft is non-rotatably connected to the first shaft.
  • the first sideshaft can be integrated into the main output shaft.
  • the main output shaft can be connected to the first and/or further side shaft via further components or arrangements.
  • a differential can be arranged in the power flow after the main output shaft, which distributes the drive power to two side shafts, the main output shaft thus being connected to the respective side shaft via the differential and optionally one or more transmission stages.
  • the main output shaft can be connected to a wheel of the motor vehicle via a wheel connection to implement a single wheel drive.
  • the main output shaft can also be the output shaft from the hybrid transmission device, with the main output shaft being at least indirectly connected to a motor vehicle wheel.
  • the differential is arranged axially adjacent, in particular immediately axially adjacent to the planetary gear set.
  • the second side shaft which can extend from the differential through the planetary gear set to a wheel of the vehicle, there are preferably no further components spatially between the differential and the planetary gear set.
  • the planetary gear set thus surrounds at least part of the second sideshaft in the radial direction.
  • the terms axial and radial refer in particular to the main axis of rotation of the hybrid transmission device.
  • the second side shaft extends axially through the entire hybrid transmission device, starting from the differential as a central shaft.
  • the differential can be designed, for example, as a ball differential, spur gear differential or planetary gear differential.
  • the side shafts are arranged together on an output axis of the motor vehicle, in particular the main axis of rotation of the hybrid transmission device, the first transmission input shaft and the second transmission input shaft being arranged onsachse parallel to the output axis or to the main rotation.
  • the differential and the planetary gear set are arranged koa xial to the output axis, wherein the internal combustion engine and the first electric machine are arranged axially parallel to the output axis. If no differential is provided, the output shaft is coaxial with the main output shaft.
  • the hybrid transmission device has a differential or a differential is arranged on the output side of the hybrid transmission device, exactly two fixed gears and said idler gear arrangement are on the main drive shaft.
  • the second fixed wheel can be part of the first transmission stage, which is designed, for example, as a fourth spur gear stage or fourth spur gear pair can be, wherein the first transmission stage connects the main output shaft with the axle arranged parallel to it differential.
  • the second transmission input shaft is operatively connected to the hybrid transmission device at least via a traction mechanism and/or via at least one gear wheel.
  • the connection can be made, for example, via a fixed shaft, a tooth system, in particular a spur gear tooth system, and/or a looping device.
  • the traction means is designed as a chain or belt.
  • the traction means wraps around a first section Veryakungsab, which is arranged coaxially to the second transmission input shaft, and a second toothed section, the gearset is arranged coaxially to the planet.
  • the first electric machine can be connected to the hybrid transmission device via a gear chain.
  • several gears form a gear chain, which means that additional intermediate shafts can be provided.
  • a damping device is arranged between the internal combustion engine and the flybridge transmission device.
  • the damping device is to be arranged on the first transmission input shaft.
  • the damping device can have a torsional damper and/or a Til ger and/or a slipping clutch.
  • the torsional damper can be designed as a two-mass flywheel.
  • the absorber can be designed as a speed-adaptive absorber.
  • FIG. 3 shows a switching matrix for the hybrid transmission device according to FIG. 2,
  • FIG. 11 shows a hybrid transmission device according to an eighth embodiment.
  • the hybrid transmission device 1 also includes a planetary gear set 40.
  • the planetary gear set 40 is designed as a minus planetary gear set, with each planet gear 44 being rotatably arranged on the planet carrier 43 and meshing with the sun gear 41 and the ring gear 42.
  • the planetary gear set 40 is axially parallel to the first transmission input shaft 2 and to the second transmission input shaft 4 .
  • the first transmission input shaft 2 is drivingly connected to the ring gear 42 via the first and second pair of spur gears ST1, ST2.
  • a drive power of the internal combustion engine 3 is then transmitted via the first transmission input shaft 2 and the second and first pair of spur gears ST2, ST1 to a first shaft 11, which is non-rotatably connected to the ring gear 42 of the planetary gear set 40.
  • the planet carrier 43 of the planetary gear set 40 is rotatably connected to a second gear 23, the second Gear 23 with a third gear 24 which is rotationally connected to the main output shaft 10 meshes.
  • the two gears 23 and 24 form the third spur gear pair ST3.
  • FIGS. 9 to 11 show in this context that a seventh gear 28 is connected at least indirectly via a damping device 17 to the first transmission input shaft 2, where the first gear 22 is rotationally connected to a first floating shaft 16.
  • the flee shaft 16 is arranged coaxially with the planetary gear set 40, with the first shaft 11 extending axially through the first flee shaft 16 and the second side shaft 9b extending axially through the first shaft 11.
  • the first shaft 11 is not shown as a flot shaft in FIGS. 2 to 8 . Rather, this is shown in FIGS. 9 to 11 which show the configuration and extension of the first shaft 11 within the drive 103 .
  • the traction means 60 wraps around the two gears 22, 28 and thereby connects them to one another in a drivingly effective manner.
  • the first transmission stage 6, designed as a fourth pair of spur gears ST4, consists of a twelfth and thirteenth gear wheel 33, 34.
  • the twelfth gear wheel 33 is arranged in a rotationally fixed manner on the main output shaft 10 and meshes with the thirteenth gear wheel 34, which in turn acts as a toothed section on a differential carrier of the differential 8 is formed.
  • Exactly two gears 24 , 33 designed as fixed gears and the idler gear arrangement 14 are therefore on the main output shaft 10 from the two non-rotatably interconnected gears 30, 31 arranged. Consequently, the main output shaft 10 is operatively connected to the differential 8 via the first transmission stage 6 or the fourth pair of spur gears ST4.
  • the vehicle 1 is driven forwards via the planetary gearset 40 by means of the so-called electrodynamic starting (EDA1 or EDA2), with a variable gear ratio being provided via the planetary gearset 40 .
  • EDA1 electrodynamic starting
  • the first shifting element A is closed, with all other shifting elements B, C, D being opened.
  • the output torque and the output speed can be added up as desired via a combination of the drive power of the electric machine 5 and the drive power of the internal combustion engine 3 .
  • a third embodiment of the hybrid transmission device 1 according to FIG. 6 is basically identical to the first embodiment. Reference is therefore made to the explanations relating to FIGS. 1 to 3. The main difference is that the hybrid transmission device 1 has a sixth shifting element F for shifting a second electromotive gear E1, with the sixth shifting element F being arranged coaxially with the planetary gearset 40. By means of the sixth switching element F, a non-rotatable connection between the ring gear 42 of the planetary gear set 40 and a housing G of the hybrid transmission device 1 is produced. In the present case, the fourth and sixth shifting element D, F are combined to form a second double shifting element DS2.

Abstract

A hybrid transmission device (1) for a drive (103) of a motor vehicle (100), comprising: • at least one first transmission input shaft (2) for attaching a crankshaft of an internal combustion engine (3), • at least one second transmission input shaft (4) for attaching a rotor of a first electric machine (5), • precisely one planetary gear set (40) with a sun gear (41), an internal gear (42) and a planetary carrier (43), on which a plurality of planetary gears (44) are mounted rotatably, wherein the planetary gear set (40) is arranged axially parallel to the first transmission input shaft (2) and to the second transmission input shaft (4), • a first spur gear pair (ST1), a second spur gear pair (ST2) and a third spur gear pair (ST3), and at least one first shifting element (A) for shifting a first internal combustion engine gear (H1), a second shifting element (B) for shifting a second internal combustion engine gear (H2), a third shifting element (C) for shifting a third internal combustion engine gear (H3) and at least one fourth shifting element (D) for blocking the planetary gear set (40) and for shifting at least one first electric motor gear (E2), • a main output shaft (10) which is arranged axially parallel to the first transmission input shaft (2) and to the second transmission input shaft (4), wherein the main output shaft (10) is drive-connected at least indirectly to at least one first lateral shaft (9a) which is configured to attach a respective wheel of the motor vehicle (100).

Description

HYBRIDGETRIEBEVORRICHTUNG UND ANTRIEB FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG, UMFASSEND DIE HYBRIDGETRIEBEVORRICHTUNG HYBRID TRANSMISSION AND DRIVE FOR A MOTOR VEHICLE, COMPRISING THE HYBRID TRANSMISSION
Die Erfindung betrifft eine Hybridgetriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Ferner be trifft die Erfindung einen Antrieb für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Hybridgetrie bevorrichtung. The invention relates to a hybrid transmission device for a motor vehicle. Furthermore, the invention be relates to a drive for a motor vehicle with such a hybrid gear device.
Bei der Realisierung von Getrieben gibt es zwei unterschiedliche Ansätze. Zum einen können die Getriebe möglichst langbauend aber in radialer Richtung kurz für eine Heck-Längs-Anordnung im Fahrzeug ausgebildet werden. Alternativ ist es bekannt, für eine Front-Quer-Anordnung im Fahrzeug die Getriebe axial kurz aber in radialer Richtung länger auszubilden. Weiterhin ist es bekannt, Antriebsstränge dadurch zu hybridisieren, dass mindestens eine Elektromaschine im Fahrzeug vorgesehen ist, die ein Drehmoment über das Getriebe in den Antriebsstrang einleiten kann. There are two different approaches to the realization of transmissions. On the one hand, the transmissions can be designed to be as long as possible but short in the radial direction for a rear-longitudinal arrangement in the vehicle. Alternatively, it is known for a front-transverse arrangement in the vehicle to form the transmission so that it is axially short but longer in the radial direction. It is also known to hybridize drive trains by providing at least one electric machine in the vehicle, which can introduce torque into the drive train via the transmission.
Beispielsweise offenbart die DE 102013 215 114 A1 einen Hybridantrieb eines Kraft fahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor mit einer Triebwelle, eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine mit einem Rotor, ein in Vorgelegebauweise ausgeführtes automatisiertes Schaltgetriebe mit einer Eingangswelle und mindestens einer Ausgangswelle, sowie ein in Planetenbauweise ausgebildetes Überlagerungs getriebe mit zwei Eingangselementen und einem Ausgangselement aufweist. Bei die sem Hybridantrieb ist vorgesehen, dass das Überlagerungsgetriebe koaxial über ei nem freien Ende der Ausgangswelle angeordnet ist, und dass das erste Ein gangselement des Überlagerungsgetriebes drehfest mit einer koaxial über der Aus gangswelle angeordneten Hohlwelle verbunden ist, die zur Ankopplung des Verbren nungsmotors über ein Koppelschaltelement drehfest mit einem Losrad des unmittel bar axial benachbarten Stirnradpaares sowie zur Überbrückung des Überlagerungs getriebes über ein Überbrückungsschaltelement drehfest mit dem zweiten Ein gangselement oder dem Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes verbindbar ist, dass das zweite Eingangselement des Überlagerungsgetriebes permanent mit dem Rotor der Elektromaschine in Triebverbindung steht, und dass das Aus gangselement des Überlagerungsgetriebes drehfest mit der Ausgangswelle verbun den ist. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine alternative Hybridgetriebevorrichtung sowie einen alternativen Antrieb für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen. Insbesondere soll die Hybridgetriebevorrichtung kompakt ausgebildet sein. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausfüh rungsformen sind Gegenstand der davon abhängigen Ansprüche, der folgenden Be schreibung sowie der Figuren. For example, DE 102013 215 114 A1 discloses a hybrid drive of a motor vehicle, which has an internal combustion engine with a drive shaft, an electric machine that can be operated as a motor and as a generator with a rotor, an automated manual transmission designed in countershaft design with an input shaft and at least one output shaft, and an in Planetary design trained overlay gear having two input elements and an output element. In this hybrid drive, it is provided that the superposition gear is arranged coaxially over a free end of the output shaft, and that the first input element of the superposition gear is non-rotatably connected to a hollow shaft arranged coaxially over the output shaft, which is used to couple the combustion engine via a Coupling shifting element can be connected in a rotationally fixed manner to a loose wheel of the directly axially adjacent pair of spur gears and, for bridging the superimposed gear, can be connected in a rotationally fixed manner to the second input element or the output element of the superimposed gear via a bridging shifting element, so that the second input element of the superimposed gear is permanently in drive connection with the rotor of the electric machine, and that the output element of the superposition gear is connected to the output shaft in a torque-proof manner. The object of the invention is to provide an alternative hybrid transmission device and an alternative drive for a motor vehicle. In particular, the hybrid transmission device should be made compact. The object is achieved by the subject matter of independent patent claim 1. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the following description and the figures.
Eine erfindungsgemäße Hybridgetriebevorrichtung für einen Antrieb eines Kraftfahr zeugs umfasst A hybrid transmission device according to the invention for driving a motor vehicle includes
• zumindest eine erste Getriebeeingangswelle zur Anbindung einer Kurbelwelle ei nes Verbrennungsmotors, • at least one first transmission input shaft for connecting a crankshaft of an internal combustion engine,
• zumindest eine zweite Getriebeeingangswelle zur Anbindung eines Rotors einer ersten Elektromaschine, • at least one second transmission input shaft for connecting a rotor of a first electric machine,
• genau einen Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger, an dem mehrere Planetenräder drehbar gelagert sind, wobei der Planetenradsatz achsparallel zur ersten Getriebeeingangswelle und zur zweiten Getriebeeingangswelle angeordnet ist, • Exactly one planetary gear set with a sun gear, a ring gear and a planetary carrier, on which several planetary gears are rotatably mounted, the planetary gear set being arranged axially parallel to the first transmission input shaft and to the second transmission input shaft,
• ein erstes Stirnradpaar, ein zweites Stirnradpaar sowie ein drittes Stirnradpaar und zumindest ein erstes Schaltelement zum Schalten eines ersten verbren nungsmotorischen Ganges, ein zweites Schaltelement zum Schalten eines zwei ten verbrennungsmotorischen Ganges, ein drittes Schaltelement zum Schalten eines dritten verbrennungsmotorischen Ganges und zumindest ein viertes Schalt element zum Verblocken des Planetenradsatzes und zum Schalten zumindest ei nes ersten elektromotorischen Gangs, • A first pair of spur gears, a second pair of spur gears and a third pair of spur gears and at least one first shifting element for shifting a first combustion engine gear, a second shifting element for shifting a second combustion engine gear, a third shifting element for shifting a third combustion engine gear and at least one fourth shift element for blocking the planetary gear set and for shifting at least one first electromotive gear,
• eine Hauptabtriebswelle, die achsparallel zur ersten Getriebeeingangswelle und zur zweiten Getriebeeingangswelle angeordnet ist, wobei die Hauptabtriebswelle zumindest mittelbar mit wenigstens einer ersten Seitenwelle antriebswirksam ver bunden ist, die zur Anbindung eines jeweiligen Rades des Kraftfahrzeugs einge richtet ist. • a main output shaft which is arranged axially parallel to the first transmission input shaft and the second transmission input shaft, the main output shaft being at least indirectly drivingly connected to at least one first side shaft which is connected to connect a respective wheel of the motor vehicle.
An die Hybridgetriebevorrichtung ist wenigstens eine erste Elektromaschine und ein Verbrennungsmotor ankoppelbar, wobei die Schaltelemente dazu vorgesehen sind, die erste Elektromaschine und/oder den Verbrennungsmotor je nach Gangstufe mit Komponenten der Hybridgetriebevorrichtung zu koppeln und so einen Antrieb des Kraftfahrzeugs mit unterschiedlichen Antriebsarten und Übersetzungen zu realisie ren. Der Antrieb kann je nach Schaltstellung der Schaltelemente rein elektrisch oder hybridisiert bzw. verbrennungsmotorisch bzw. mechanisch erfolgen. Ferner kann mit Hilfe der ersten Elektromaschine während Schaltvorgängen eine Zugkraftunterstüt zung im Hybridbetrieb realisiert werden. Die Schaltvorgänge können dabei abtriebs gestützt oder elektrodynamisch erfolgen. At least a first electric machine and an internal combustion engine can be coupled to the hybrid transmission device, with the shifting elements being provided for the purpose of driving the first electric machine and/or the internal combustion engine, depending on the gear ratio To couple components of the hybrid transmission device and thus to drive the motor vehicle with different drive types and translations. The drive can be purely electrical or hybridized or internal combustion engine or mechanical, depending on the switching position of the switching elements. Furthermore, with the help of the first electric machine, traction support can be implemented in hybrid operation during shifting operations. The shifting processes can be supported by the output or electrodynamically.
Bei geschlossenem vierten Schaltelement ist die zweite Getriebeeingangswelle be vorzugt mit dem Hohlrad oder dem Sonnenrad antriebswirksam verbunden. Das vierte Schaltelement ermöglicht, dass der Planeten radsatz wie ein herkömmliches Doppelkupplungsgetriebe im Hinblick auf die Gangübersetzungen, also die Gangstu fen, ausgelegt werden kann. Ist ein Planeten radsatz verblockt, so ist die Übersetzung unabhängig von der Zähnezahl seiner Elemente stets 1. Anders ausgedrückt läuft der Planetenradsatz als Block um. Im verblockten Zustand verhält sich der Planeten radsatz so, als wäre kein Planetenradsatz vorhanden. Beispielsweise verbindet das vierte Schaltelement das Hohlrad und das Sonnenrad drehfest miteinander, wobei der Abtrieb über den Planetenträger erfolgt. Ferner wird durch das Verblocken des Planetenradsatzes, also durch Schließen des vierten Schaltelements und öffnen aller verbleibenden Schaltelemente der erste elektromotorische Gang realisiert, wobei le diglich die erste Elektromaschine das Kraftfahrzeug antreibt. Der Verbrennungsmotor ist gleichzeitig vom Abtrieb entkoppelt. When the fourth switching element is closed, the second transmission input shaft is preferably drivingly connected to the ring gear or the sun gear. The fourth shifting element allows the planetary gear set to be designed like a conventional dual-clutch transmission with regard to the gear ratios, i.e. the gear steps. If a planetary gear set is blocked, the translation is always 1, regardless of the number of teeth on its elements. In other words, the planetary gear set rotates as a block. When locked, the planetary gear set behaves as if there were no planetary gear set. For example, the fourth switching element connects the ring gear and the sun gear to one another in a rotationally fixed manner, with the output taking place via the planetary carrier. Furthermore, the first electromotive gear is realized by blocking the planetary gear set, ie by closing the fourth switching element and opening all remaining switching elements, with le diglich the first electric machine driving the motor vehicle. At the same time, the combustion engine is decoupled from the output.
Unter einer Anbindung eines Bauteils oder einer antriebswirksamen Verbindung zwi schen zwei Bauteilen ist zu verstehen, dass diese Bauteile entweder unmittelbar mit einander verbunden sind oder über mindestens ein weiteres Bauteil miteinander ver bunden sein können. Beispielsweise ist die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden. Beispielsweise ist der Ro tor bzw. die Rotorwelle der Elektromaschine drehfest mit der zweiten Getriebeein gangswelle verbunden. Unter einer drehfesten Verbindung ist eine nicht schaltbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen zu verstehen, welche eine Antriebsleistung, ins- besondere eine Drehzahl und ein Drehmoment, überträgt. Durch drehfeste Verbin dungen wird die Kompaktheit erhöht und das Gewicht der Hybridgetriebevorrichtung verringert. A connection of a component or a drive-effective connection between two components is to be understood as meaning that these components are either directly connected to one another or can be connected to one another via at least one further component. For example, the crankshaft of the internal combustion engine is non-rotatably connected to the first transmission input shaft. For example, the rotor or rotor shaft of the electric machine is connected to the second transmission input shaft in a torque-proof manner. A non-rotatable connection is to be understood as a non-switchable connection between two components which have a drive power, in particular particular a speed and torque that transmits. Non-rotatable connections increase the compactness and reduce the weight of the hybrid transmission device.
Bevorzugt ist die erste Getriebeeingangswelle als Vollwelle ausgebildet. Ferner be vorzugt ist die zweite Getriebeeingangswelle als Vollwelle ausgebildet. Unter einer Getriebeeingangswelle ist ein Getriebeelement zu verstehen, das zur drehfesten An bindung an eine jeweilige Antriebsmaschine, insbesondere an eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors bzw. an einen Rotor oder eine Rotorwelle der ersten Elektro- maschine, eingerichtet ist. The first transmission input shaft is preferably designed as a solid shaft. Furthermore, the second transmission input shaft is preferably designed as a solid shaft. A transmission input shaft is to be understood as meaning a transmission element which is set up for non-rotatable connection to a respective drive machine, in particular to a crankshaft of the internal combustion engine or to a rotor or a rotor shaft of the first electric machine.
Unter dem Begriff „zumindest mittelbar“ ist zu verstehen, dass zwei Bauteile über mindestens ein weiteres Bauteil, das zwischen den beiden Bauteilen angeordnet ist, miteinander (wirk-)verbunden sind oder direkt und somit unmittelbar miteinander ver bunden sind. Beispielsweise ist die Hauptabtriebswelle drehfest mit der ersten Sei tenwelle verbunden. Die erste Seitenwelle kann in die Hauptabtriebswelle integriert sein. Alternativ kann die Hauptabtriebswelle über weitere Bauteile oder Anordnungen mit der ersten und/oder weiteren Seitenwelle verbunden sein. Beispielsweise kann im Leistungsfluss nach der Hauptabtriebswelle ein Differential angeordnet sein, das die Antriebsleistung auf zwei Seitenwellen verteilt, wobei die Hauptabtriebswelle somit über das Differential und gegebenenfalls eine oder mehrere Übersetzungsstufen mit der jeweiligen Seitenwelle verbunden. Alternativ kann die Hauptabtriebswelle über eine Radanbindung mit einem Rad des Kraftfahrzeugs zu Realisierung eines Einzel radantriebs verbunden sein. Die Hauptabtriebswelle kann also gleichzeitig die Aus gangswelle der Hybridgetriebevorrichtung sein, wobei die Hauptabtriebswelle zumin dest mittelbar mit einem Kraftfahrzeugrad verbunden sein kann. The term “at least indirectly” is to be understood as meaning that two components are (actively) connected to one another via at least one other component that is arranged between the two components or are directly and thus directly connected to one another. For example, the main output shaft is non-rotatably connected to the first shaft. The first sideshaft can be integrated into the main output shaft. Alternatively, the main output shaft can be connected to the first and/or further side shaft via further components or arrangements. For example, a differential can be arranged in the power flow after the main output shaft, which distributes the drive power to two side shafts, the main output shaft thus being connected to the respective side shaft via the differential and optionally one or more transmission stages. Alternatively, the main output shaft can be connected to a wheel of the motor vehicle via a wheel connection to implement a single wheel drive. The main output shaft can also be the output shaft from the hybrid transmission device, with the main output shaft being at least indirectly connected to a motor vehicle wheel.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Hybridgetriebevorrichtung ein Dif ferential, das koaxial zum Planeten radsatz angeordnet ist und eine erste und zweite Seitenwelle aufweist, wobei die Seitenwellen mit dem Differential wirkverbunden sind und zur Anbindung eines jeweiligen Rades des Kraftfahrzeugs eingerichtet sind, wo bei die Hauptabtriebswelle über eine erste Übersetzungsstufe mit dem Differential wirkverbunden ist. Die vom Verbrennungsmotor und/oder der ersten Elektromaschine erzeugte Antriebsleistung wird je nach Schaltstellung der Schaltelemente im Plane tenradsatz zusammengeführt bzw. überlagert und von dort über die Hauptab triebswelle auf das Differential übertragen. Alternativ wird die Antriebsleistung aus dem Verbrennungsmotor direkt auf die Hauptabtriebswelle übertragen. Die Antriebs leistung wird unabhängig des Leistungsflusses jedenfalls im Differential auf die bei den Seitenwellen aufgeteilt und an ein mit der jeweiligen Seitenwelle wirkverbunde nes Antriebsrad des Kraftfahrzeugs übertragen wird. Zwischen der Hauptab triebswelle und dem Differential ist die erste Übersetzungsstufe angeordnet, um eine parallele Anordnung des Differentials und der als Vorgelegewelle ausgeführten Hauptabtriebswelle zu realisieren. Die erste Übersetzungsstufe ist vorzugsweise als Stirnradstufe ausgebildet, sodass die Stirnradstufe ein viertes Stirnradpaar bildet. In a preferred embodiment, the hybrid transmission device comprises a differential which is arranged coaxially with the planetary gear set and has a first and second side shaft, the side shafts being operatively connected to the differential and being set up to connect a respective wheel of the motor vehicle, with the main output shaft being connected via a first gear ratio is operatively connected to the differential. From the internal combustion engine and/or the first electric machine Drive power generated is brought together or superimposed depending on the switching position of the switching elements in the tarpaulin gear set and from there via the main drive shaft to the differential. Alternatively, the drive power from the combustion engine is transferred directly to the main output shaft. Regardless of the power flow, the drive power is at least divided in the differential between the side shafts and is transmitted to a drive wheel of the motor vehicle that is operatively connected to the respective side shaft. The first transmission stage is arranged between the main output shaft and the differential in order to realize a parallel arrangement of the differential and the main output shaft designed as a countershaft. The first gear stage is preferably designed as a spur gear stage, so that the spur gear stage forms a fourth spur gear pair.
Unter einer Hauptabtriebswelle ist ein Getriebeelement zu verstehen, das zur zumin dest mittelbaren Anbindung des Achsantriebs, also des Differentials, vorgesehen ist. Die Hauptabtriebswelle ist achsparallel zu den als Ausgangswellen der Hybridgetrie bevorrichtung ausgebildeten Seitenwellen des Differentials, angeordnet. Wenn ein Bauteil oder eine Vorrichtung für eine Funktion oder Verbindung vorgesehen ist, so ist darunter zu verstehen, dass dieses Bauteil oder diese Vorrichtung speziell dafür ausgelegt und/oder speziell dafür ausgestattet ist, wobei im vorliegenden Fall die An bindung zwischen Differential und Hauptabtriebswelle über die zusätzliche Stirnrad stufe bzw. das vierte Stirnradpaar realisiert ist. A main output shaft is to be understood as meaning a transmission element which is provided for at least indirectly connecting the final drive, ie the differential. The main output shaft is arranged axially parallel to the side shafts of the differential designed as output shafts of the hybrid transmission. If a component or device is provided for a function or connection, it is to be understood that this component or device is specially designed and/or specially equipped for this purpose, in the present case the connection between the differential and the main output shaft via the additional spur gear stage or the fourth pair of spur gears is realized.
Die Hauptabtriebswelle ist vorzugsweise als Vollwelle ausgebildet. Vorzugsweise sind die Seitenwellen des Differentials als Zentralwellen der Hybridgetriebevorrich tung ausgebildet. Beispielsweise ist der Planetenträger als Ausgangswelle des Pla netenradsatzes eingerichtet, wobei der Planetenträger über das dritte Stirnradpaar, bestehend aus einem drehfest mit dem Planetenträger verbundenem Zahnrad und einem drehfest mit der Hauptabtriebswelle verbundenem Zahnrad, der Hauptab triebswelle und der ersten Übersetzungsstufe, beispielsweise bestehend aus einem drehfest mit der Hauptabtriebswelle verbundenem Zahnrad und einem drehfest mit einer Welle des Differentials verbundenem Zahnrad, mit dem Differential antriebs wirksam verbunden ist. Beispielsweise ist das drehfest mit einer Welle des Differenti- als verbundene Zahnrad als Verzahnungsabschnitt an einem Differentialkorb ausge bildet. Dadurch kann der Planetenradsatz vorteilhaft an der Differentialachse positio niert werden, wodurch die Hybridgetriebevorrichtung kompakter wird. Unter einem Stirnradpaar sind zwei achsparallel zueinander angeordnete sowie im Zahneingriff miteinander stehende Stirnräder zu verstehen. Mithin bildet ein Stirnradpaar eine Radsatzebene bzw. eine Stirnradstufe aus. Die Stirnradstufe kann je nach Ausbil dung der Hybridgetriebevorrichtung eine Zwischenstufe bzw. eine Zwischenwelle mit wenigstens einem drehfest daran angeordneten Zwischenrad aufweisen. The main output shaft is preferably designed as a solid shaft. The sideshafts of the differential are preferably designed as central shafts of the hybrid transmission device. For example, the planet carrier is set up as the output shaft of the planetary gear set, with the planet carrier via the third pair of spur gears, consisting of a gear wheel non-rotatably connected to the planet carrier and a gear wheel non-rotatably connected to the main output shaft, the main output shaft and the first transmission stage, for example consisting of a non-rotatable connected to the main output shaft gear and a rotationally fixed to a shaft of the differential gear connected, with the differential drive is operatively connected. For example, the non-rotatable with a shaft of the differential forms out as a connected gear as a toothed section on a differential carrier. This allows the planetary gear set to be advantageously positioned on the differential axis, making the hybrid transmission device more compact. A pair of spur gears is to be understood as meaning two spur gears which are arranged axially parallel to one another and mesh with one another. Consequently, a pair of spur gears forms a wheel set level or a spur gear stage. Depending on the design of the hybrid transmission device, the spur gear stage can have an intermediate stage or an intermediate shaft with at least one intermediate gear arranged non-rotatably thereon.
Beispielsweise ist das Differential axial angrenzend, insbesondere unmittelbar axial angrenzend an den Planetenradsatz angeordnet. Vorzugsweise befinden sich bis auf die zweite Seitenwelle, die sich von dem Differential durch den Planetenradsatz bis zu einem Rad des Fahrzeugs erstrecken kann, räumlich zwischen dem Differential und dem Planetenradsatz keine weiteren Bauteile. Der Planetenradsatz umgibt somit zumindest einen Teil der zweiten Seitenwelle in radialer Richtung. Die Begriffe axial und radial sind insbesondere auf die Hauptrotationsachse der Hybridgetriebevorrich tung bezogen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die zweite Seitenwelle ausgehend vom Differential als Zentralwelle axial durch die gesamte Hybridgetriebevorrichtung. For example, the differential is arranged axially adjacent, in particular immediately axially adjacent to the planetary gear set. Apart from the second side shaft, which can extend from the differential through the planetary gear set to a wheel of the vehicle, there are preferably no further components spatially between the differential and the planetary gear set. The planetary gear set thus surrounds at least part of the second sideshaft in the radial direction. The terms axial and radial refer in particular to the main axis of rotation of the hybrid transmission device. According to a preferred embodiment, the second side shaft extends axially through the entire hybrid transmission device, starting from the differential as a central shaft.
Das Differential kann beispielsweise als Kugeldifferential, Stirnraddifferential oder Planetenraddifferential ausgebildet sein. Die Seitenwellen sind gemeinsam auf einer Abtriebsachse des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Hauptrotationsachse der Hyb ridgetriebevorrichtung, angeordnet, wobei die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle achsparallel zur Abtriebsachse bzw. zur Hauptrotati onsachse angeordnet sind. Somit sind das Differential und der Planetenradsatz koa xial zur Abtriebsachse angeordnet, wobei der Verbrennungsmotor und die erste Elektromaschine achsparallel zur Abtriebsachse angeordnet sind. Ist kein Differential vorgesehen, liegt die Abtriebsachse koaxial zur Hauptabtriebswelle. The differential can be designed, for example, as a ball differential, spur gear differential or planetary gear differential. The side shafts are arranged together on an output axis of the motor vehicle, in particular the main axis of rotation of the hybrid transmission device, the first transmission input shaft and the second transmission input shaft being arranged onsachse parallel to the output axis or to the main rotation. Thus, the differential and the planetary gear set are arranged koa xial to the output axis, wherein the internal combustion engine and the first electric machine are arranged axially parallel to the output axis. If no differential is provided, the output shaft is coaxial with the main output shaft.
Durch die Kombination von drei Stirnradpaaren mit vier oder mehreren Schaltele menten und dem Planetenradsatz ergeben sich neben den Verbrennungsmotor!- sehen und elektromotorischen Fahrmodi weitere Funktionsmöglichkeiten für die Hyb ridgetriebevorrichtung, beispielsweise auch zwei elektrodynamische Anfahrmodi (EDA) und ein Fahrmodus „Laden in Neutral“ (LiN). Der Planetenradsatz dient insbe sondere als Summiergetriebe und ist bevorzugt als Minusplanetenradsatz ausgebil det. Ein Minusplanetenradsatz weist ein Sonnenrad, ein Hohlrad, einen Planetenträ ger und mehrere Planetenräder auf, wobei jedes Planetenrad drehbar an dem Plane tenträger angeordnet ist und mit dem Sonnenrad und dem Flohlrad kämmt. Vorteil hafterweise weist der Planetenradsatz genau ein Standübersetzungsverhältnis auf. The combination of three pairs of spur gears with four or more shifting elements and the planetary gear set results not only in the combustion engine!- See and electromotive driving modes further functional options for the hybrid transmission device, for example two electrodynamic starting modes (EDA) and a driving mode "loading in neutral" (LiN). The planetary gear set is used in particular as a summing gear and is preferably designed as a minus planetary gear set. A negative planetary gear set has a sun gear, a ring gear, a planetary carrier and a plurality of planetary gears, each planetary gear being rotatably arranged on the tarpaulin carrier and meshing with the sun gear and the floating gear. Advantageously, the planetary gear set has exactly one stationary transmission ratio.
Nach einem Ausführungsbeispiel weist die Flybridgetriebevorrichtung genau vier Schaltelemente auf. Beispielsweise sind alle Schaltelemente als formschlüssige Schaltelement, insbesondere als Klauenkupplungen, ausgebildet, wobei jedenfalls das erste, dritte und vierte Schaltelement koaxial zum Planetenradsatz auf der Hauptrotationsachse angeordnet sind. Das zweite Schaltelement kann ebenfalls auf der Hauptrotationsachse angeordnet sein. Je nach Ausbildung der Hybridgetriebe vorrichtung kann das zweite Schaltelement auch koaxial zur Hauptabtriebswelle und somit parallel zum Planeten radsatz angeordnet sein. Unter einem Schaltelement ist eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten Zustand zum Tren nen einer rotatorischen Verbindung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zwei Wellen, und zumindest einen geschlossenen Zustand zum Übertragen eines Dreh moments und einer Drehzahl zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zwei Wellen, aufweist. According to one exemplary embodiment, the flybridge transmission device has exactly four shifting elements. For example, all shifting elements are designed as form-fitting shifting elements, in particular as claw clutches, with the first, third and fourth shifting elements being arranged coaxially with the planetary gear set on the main axis of rotation. The second switching element can also be arranged on the main axis of rotation. Depending on the design of the hybrid transmission device, the second switching element can also be arranged coaxially to the main output shaft and thus parallel to the planetary wheel set. A switching element is a device that has at least one open state for separating a rotary connection between two components, in particular two shafts, and at least one closed state for transmitting a torque and a speed between two components, in particular two shafts .
In einem verbrennungsmotorischen Gang befindet sich das Kraftfahrzeug in einem verbrennungsmotorischen Betrieb allein mittels Verbrennungsmotor oder in Kombina tion von Verbrennungsmotor und erster Elektromaschine. Bei einer Kombination von Verbrennungsmotor und erster Elektromaschine, die jeweils auf den Abtrieb einwir ken, ist der verbrennungsmotorische Betrieb ein hybridischer Betrieb. Zur Einstellung eines verbrennungsmotorischen Ganges sind jeweils zwei der zumindest vier Schalt elemente geschlossen. Mittels der Hybridgetriebevorrichtung lassen sich insbeson dere drei hybride bzw. verbrennungsmotorische Gänge realisieren, wobei für jeden der drei hybriden Gänge jedenfalls das vierte Schaltelement und zusätzlich das erste, zweite oder dritte Schaltelement geschlossen ist. Wenn nur das vierte Schaltelement geschlossen ist und die übrigen Schaltelemente offen sind, ist ein rein elektrischer Gang realisierbar, wobei der Verbrennungsmotor vom Abtrieb entkoppelt ist. In an internal combustion engine gear, the motor vehicle is in an internal combustion engine operation solely by means of the internal combustion engine or in a combination of the internal combustion engine and the first electric machine. In the case of a combination of internal combustion engine and first electric machine, each of which has an effect on output, internal combustion engine operation is hybrid operation. To set an internal combustion engine gear, two of the at least four switching elements are closed. The hybrid transmission device can be used in particular to implement three hybrid or internal combustion engine gears, with the fourth shift element and additionally the first, second or third shift element being locked for each of the three hybrid gears. If only the fourth switching element is closed and the other switching elements are open, a purely electric gear can be implemented, with the combustion engine being decoupled from the output.
Vorzugsweise ist bei geschlossenem ersten Schaltelement die erste Getriebeein gangswelle über das erste und zweite Stirnradpaar mit dem Hohlrad oder dem Son nenrad antriebswirksam verbunden, wobei bei geschlossenem zweiten Schaltele ment die erste Getriebeeingangswelle über das zweite Stirnradpaar mit der Hauptab triebswelle antriebswirksam verbunden ist, und wobei bei geschlossenem dritten Schaltelement die erste Getriebeeingangswelle mit dem Hohlrad oder dem Sonnen rad antriebswirksam verbunden ist. Durch Schließen von jeweils zwei der ersten drei Schaltelemente können zudem unterschiedliche Schaltkombinationen für eine der Gangstufen, insbesondere für die zweite Gangstufe, realisiert werden. Dabei ist das vierte Schaltelement geöffnet. Mithin sind das Hohlrad und das Sonnenrad Eingangs wellen des Planetenradsatzes, wobei der Planetenträger als Abtriebselement des Planetenradsatzes ausgebildet ist. Durch Schließen des ersten, zweiten oder dritten Schaltelements sowie zusätzlich des vierten Schaltelements wird ein verbrennungs motorischer Gang realisiert. Je nach Ausgestaltung des Planetenradsatzes sind das erste und dritte Schaltelement dazu vorgesehen, den Verbrennungsmotor entweder über das Hohlrad oder alternativ über das Sonnenrad an den Planeten radsatz anzu binden. Bei einer Anbindung des Verbrennungsmotors an das Hohlrad ist das Son nenrad mit der ersten Elektromaschine und dem vierten Schaltelement wirkverbun den. Umgekehrt ist bei einer Anbindung des Verbrennungsmotors an das Sonnenrad das Hohlrad mit der ersten Elektromaschine und dem vierten Schaltelement wirkver bunden. Preferably, when the first shifting element is closed, the first transmission input shaft is drivingly connected via the first and second pair of spur gears to the ring gear or the sun gear, with the second shifting element being closed, the first transmission input shaft is drivingly connected to the main drive shaft via the second pair of spur gears, and wherein at closed third switching element, the first transmission input shaft with the ring gear or the sun wheel is drivingly connected. By closing two of the first three shifting elements, different shifting combinations can also be realized for one of the gears, in particular for the second gear. The fourth switching element is open. Consequently, the ring gear and the sun gear are input shafts of the planetary gear set, with the planet carrier being designed as an output element of the planetary gear set. By closing the first, second or third shifting element and also the fourth shifting element, an internal combustion engine gear is implemented. Depending on the configuration of the planetary gear set, the first and third shifting elements are intended to connect the internal combustion engine to the planetary gear set either via the ring gear or alternatively via the sun gear. When the internal combustion engine is connected to the ring gear, the sun gear is operatively connected to the first electric machine and the fourth switching element. Conversely, when the internal combustion engine is connected to the sun gear, the ring gear is effectively connected to the first electric machine and the fourth switching element.
Bevorzugt ist das erste Schaltelement koaxial zum Planeten radsatz angeordnet. Ins besondere ist das erste Schaltelement achsparallel zur Hauptabtriebswelle angeord net. Das erste Schaltelement kann radial zwischen der ersten Elektromaschine und der Hauptabtriebswelle angeordnet sein. Ferner bevorzugt ist das erste Schaltele ment axial zwischen der Anbindung des Verbrennungsmotors an die Hybridgetriebe vorrichtung und dem ersten oder zweiten Stirnradpaar angeordnet. Vorzugsweise ist das zweite Schaltelement achsparallel zum Planetenradsatz ange ordnet. Insbesondere ist das zweite Schaltelement koaxial zur Hauptabtriebswelle angeordnet. Das zweite Schaltelement ist bevorzugt axial zwischen dem zweiten Stirnradpaar und dem dritten Stirnradpaar angeordnet. Preferably, the first switching element is arranged coaxially to the planetary gear set. In particular, the first switching element is arranged axially parallel to the main output shaft. The first switching element can be arranged radially between the first electric machine and the main output shaft. Furthermore, the first switching element is preferably arranged axially between the connection of the internal combustion engine to the hybrid transmission device and the first or second pair of spur gears. Preferably, the second switching element is axially parallel to the planetary gear set is arranged. In particular, the second switching element is arranged coaxially to the main output shaft. The second switching element is preferably arranged axially between the second pair of spur gears and the third pair of spur gears.
Ferner bevorzugt ist das dritte Schaltelement koaxial zum Planetenradsatz angeord net. Insbesondere ist das dritte Schaltelement achsparallel zur Hauptabtriebswelle angeordnet. Das dritte Schaltelement kann radial zwischen der ersten Elektroma- schine und der Hauptabtriebswelle angeordnet sein. Ferner bevorzugt ist das dritte Schaltelement axial zwischen der Anbindung des Verbrennungsmotors an die Hyb ridgetriebevorrichtung und dem ersten oder zweiten Stirnradpaar angeordnet. Es ist denkbar, dass das erste und dritte Schaltelement unmittelbar axial benachbart zuei nander angeordnet sind. Ferner ist denkbar, dass das erste und dritte Schaltelement zu einem ersten Doppelschaltelement ausgebildet sein können, welches mittels eines einzigen Aktuators betätigt werden kann. Furthermore, the third switching element is preferably coaxial with the planetary gear set. In particular, the third switching element is arranged axially parallel to the main output shaft. The third switching element can be arranged radially between the first electric machine and the main output shaft. Furthermore, the third switching element is preferably arranged axially between the connection of the internal combustion engine to the hybrid transmission device and the first or second pair of spur gears. It is conceivable that the first and third switching element are arranged directly axially adjacent to each other. It is also conceivable that the first and third switching element can be formed into a first double switching element, which can be actuated by means of a single actuator.
Nach einem Ausführungsbeispiel weist die Hybridgetriebevorrichtung ein fünftes Schaltelement zum Schalten zumindest eines vierten verbrennungsmotorischen Gan ges auf, wobei das fünfte Schaltelement koaxial zum Planeten radsatz angeordnet ist. Das fünfte Schaltelement verbindet die erste Getriebeeingangswelle mit der zweiten Getriebeeingangswelle antriebstechnisch miteinander. Durch Schließen des fünften Schaltelements wird die erste Elektromaschine mit dem Verbrennungsmotor unab hängig vom Abtrieb verbunden. Die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Ge triebeeingangswelle drehen dann in einem festen Verhältnis zueinander. Dadurch ist das Starten des Verbrennungsmotor mittels der ersten Elektromaschine möglich. Zu dem kann die erste Elektromaschine als Generator arbeiten, wobei ein sogenanntes „Laden in Neutral“ realisierbar ist. Die erste Elektromaschine kann so beispielsweise einen elektrischen Energiespeicher laden oder weitere elektrische Verbraucher, ins besondere eine oder mehrere weitere Elektromaschinen des Antriebs mit elektrischer Energie versorgen. Mittels des fünften Schaltelements ergeben sich bevorzugt weitere Gänge oder Schaltkombinationen für einen jeweiligen Gang. Beispielsweise können für den zwei ten Gang und/oder für den dritten Gang ein weitere Schaltkombinationen realisiert werden. Außerdem kann ein weiterer verbrennungsmotorischer bzw. hybridischer Gang realisiert werden, der hinsichtlich einer Übersetzung beispielsweise zwischen dem ersten Gang und zweiten Gang liegen kann. Ein Übergang vom generatorischen Betrieb der ersten Elektromaschine in einen verbrennungsmotorischen Gang ist mög lich, da ausgehend von einem geschlossenen fünften Schaltelement zusätzlich das erste, zweite oder dritte Schaltelement geschlossen werden kann, um den jeweiligen verbrennungsmotorischen Gang bzw. die entsprechende Schaltkombination zu reali sieren. Das vierte Schaltelement ist dabei geöffnet. Das fünfte Schaltelement ist be vorzugt zusammen mit dem vierten Schaltelement als zweites Doppelschaltelement ausgeführt, sodass analog zum ersten Doppelschaltelement, bestehend aus dem ersten und dritten Schaltelement, die Betätigung mit nur einem Aktuator möglich ist. According to one exemplary embodiment, the hybrid transmission device has a fifth shifting element for shifting at least a fourth internal combustion engine gear, with the fifth shifting element being arranged coaxially with the planetary gearset. The fifth shifting element connects the first transmission input shaft to the second transmission input shaft in terms of drive technology. By closing the fifth switching element, the first electric machine is connected to the combustion engine independently of the output. The first transmission input shaft and the second transmission input shaft then rotate in a fixed ratio to one another. This makes it possible to start the internal combustion engine using the first electric machine. In addition, the first electric machine can work as a generator, with so-called “neutral charging” being possible. The first electrical machine can, for example, charge an electrical energy store or supply electrical energy to other electrical consumers, in particular one or more other electrical machines of the drive. By means of the fifth shifting element, there are preferably further gears or shifting combinations for a respective gear. For example, a further shift combination can be implemented for the second gear and/or for the third gear. In addition, another internal combustion engine or hybrid gear can be implemented, which can be between first gear and second gear with regard to a translation, for example. A transition from generator operation of the first electric machine to an internal combustion engine gear is possible, since starting from a closed fifth switching element, the first, second or third switching element can also be closed in order to implement the respective internal combustion engine gear or the corresponding shift combination. The fourth switching element is open. The fifth switching element is preferably designed together with the fourth switching element as a second double switching element, so that, analogously to the first double switching element, consisting of the first and third switching element, actuation with only one actuator is possible.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Hybridgetriebevorrichtung ein sechstes Schaltelement zum Schalten eines zweiten elektromotorischen Ganges auf, wobei das sechste Schaltelement koaxial zum Planetenradsatz angeordnet ist. Das sechste Schaltelement ist insbesondere dazu ausgebildet, das Hohlrad drehfest mit einem Gehäuse der Hybridgetriebevorrichtung zu verbinden. Durch die drehfeste Verbindung des Hohlrades des Planetenradsatzes mit dem Gehäuse wird ein weite rer elektromotorischer Gang gebildet. Das Schließen des sechsten Schaltelements setzt das Hohlrad des Planetenradsatzes am Gehäuse fest, wodurch eine kurze Übersetzung für die erste Elektromaschine realisiert wird. Beispielsweise kann der dadurch geschaffene weitere elektromotorische Gang zum Rückwärtsfahren einge setzt werden. Beim Rückwärtsfahren ist auf diese Weise ein hohes Achsmoment in einem seriellen Antriebsmodus möglich und durch die geringeren Anforderungen an die maximale Fahrgeschwindigkeit beim Rückwärtsfahren ist eine Schaltung in einen längeren elektromotorischen Gang nicht nötig. Insbesondere kann der weitere elekt romotorische Gang bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt als elektrischer Kriechgang verwendet werden, beispielsweise in einem Parkhaus, wo nur begrenzte Geschwin digkeiten auftreten und ein verbrennungsmotorischer Betrieb des Fahrzeugs nicht er wünscht ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste Schaltelement und das dritte Schaltelement zu einem ersten Doppelschaltelement zusammengefasst ausge bildet. Das jeweilige Doppelschaltelement weist insbesondere eine einzige Schaltga bel und einen einzigen Aktor zum Schalten der beiden Schaltelemente auf. Dadurch werden Bauraum, Gewicht und Getriebebauteile eingespart. Ein gleichzeitiges Schließen des ersten und dritten Schaltelements ist dadurch nicht möglich. Bevor zugt ist das erste Doppelschaltelement koaxial zum Differential ausgebildet, wobei sich die zweite Seitenwelle axial durch das erste Doppelschaltelement erstreckt. Das erste und dritte Schaltelement sind entweder separat, also mit jeweiligem Aktuator, oder als erstes Doppelschaltelement vorzugsweise axial zwischen der Anbindung des Verbrennungsmotors und dem ersten Stirnradpaar angeordnet. According to a further exemplary embodiment, the hybrid transmission device has a sixth shifting element for shifting a second electromotive gear, with the sixth shifting element being arranged coaxially with the planetary gear set. The sixth shifting element is designed in particular to connect the ring gear to a housing of the hybrid transmission device in a torque-proof manner. Due to the non-rotatable connection of the ring gear of the planetary gear set with the housing, a wide rer electromotive gear is formed. Closing the sixth shifting element fixes the ring gear of the planetary gear set to the housing, resulting in a short transmission ratio for the first electric machine. For example, the further electric motor gear created in this way for reversing can be used. In this way, when reversing, a high axle torque is possible in a serial drive mode, and due to the lower requirements for the maximum driving speed when reversing, switching to a longer electric motor gear is not necessary. In particular, the other elec romotorische gear can be used when driving forwards and backwards as an electric crawler gear, for example in a parking garage, where only limited speeds occur Geschwin and an internal combustion engine operation of the vehicle he does not want. According to a preferred embodiment, the first switching element and the third switching element are combined to form a first double switching element. The respective double shifting element has in particular a single shifting lever and a single actuator for shifting the two shifting elements. This saves installation space, weight and transmission components. A simultaneous closing of the first and third switching element is not possible. Before given to the first double switching element is formed coaxially to the differential, wherein the second side shaft extends axially through the first double switching element. The first and third switching elements are either arranged separately, ie with the respective actuator, or as a first double switching element, preferably axially between the connection of the internal combustion engine and the first pair of spur gears.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind auf der Hauptabtriebswelle mindes tens ein erstes Festrad und eine Losradanordnung, bestehend aus zwei drehfest mit einander verbundenen Zahnrädern, angeordnet. Das erste Festrad ist beispielsweise Teil des dritten Stirnradpaares, das die Hauptabtriebswelle mit einer achsparallel dazu angeordneten Welle des Planetenradsatzes, insbesondere mit dem Planeten träger, verbindet. Eines der beiden Zahnräder der Losradanordnung ist Teil des ers ten Stirnradpaares, wobei das andere der beiden Zahnräder der Losradanordnung Teil des zweiten Stirnradpaares ist. Beispielsweise weisen die beiden Zahnräder der Losradanordnung unterschiedliche Durchmesser und Zähnezahlen auf. Insbeson dere ist die Losradanordnung als gestuftes Zahnrad, das drehbar auf der Hauptab triebswelle gelagert ist, ausgebildet, wobei über das zweite Schaltelement die Los radanordnung, also das gestufte Zahnrad, drehfest mit der Hauptabtriebswelle ver bindbar ist. According to a preferred embodiment, at least one first fixed wheel and one loose wheel arrangement, consisting of two gear wheels connected to one another in a rotationally fixed manner, are arranged on the main output shaft. The first fixed gear is, for example, part of the third pair of spur gears, which connects the main output shaft to a shaft of the planetary gear set arranged axially parallel thereto, in particular to the planet carrier. One of the two gears of the idler gear assembly is part of the first spur gear pair, with the other of the two gears of the idler gear assembly being part of the second spur gear pair. For example, the two gears of the loose wheel arrangement have different diameters and numbers of teeth. In particular, the loose wheel arrangement is designed as a stepped gear wheel which is rotatably mounted on the main output shaft, with the loose wheel arrangement being able to be connected via the second switching element, ie the stepped gear wheel, in a rotationally fixed manner to the main output shaft.
Wenn die Hybridgetriebevorrichtung ein Differential aufweist oder ein Differential aus gangsseitig der Hybridgetriebevorrichtung angeordnet ist, sind auf der Hauptab triebswelle genau zwei Festräder und sowie die genannte Losradanordnung ange ordnet. Das zweite Festrad kann in diesem Fall Teil der ersten Übersetzungsstufe sein, die beispielsweise als vierte Stirnradstufe bzw. viertes Stirnradpaar ausgebildet sein kann, wobei die erste Übersetzungsstufe die Hauptabtriebswelle mit dem achs- parallel dazu angeordneten Differential verbindet. If the hybrid transmission device has a differential or a differential is arranged on the output side of the hybrid transmission device, exactly two fixed gears and said idler gear arrangement are on the main drive shaft. In this case, the second fixed wheel can be part of the first transmission stage, which is designed, for example, as a fourth spur gear stage or fourth spur gear pair can be, wherein the first transmission stage connects the main output shaft with the axle arranged parallel to it differential.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Getriebeeingangswelle zu mindest über ein Zugmittel und/oder über mindestens ein Zahnrad mit der Hybridge triebevorrichtung wirkverbunden. Unter dem Begriff wirkverbunden ist eine nicht schaltbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen zu verstehen, welche zu einer per manenten Übertragung einer Antriebsleistung, insbesondere einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments, vorgesehen ist. Die Verbindung kann dabei sowohl direkt oder über eine Festübersetzung erfolgen. Die Verbindung kann beispielsweise über eine feste Welle, eine Verzahnung, insbesondere eine Stirnradverzahnung, und/oder ein Umschlingungsmittel erfolgen. Beispielsweise ist das Zugmittel als Kette oder Rie men ausgebildet. Insbesondere umschlingt das Zugmittel einen ersten Verzahnungs abschnitt, der koaxial zur ersten Getriebeeingangswelle angeordnet ist, und einen zweiten Verzahnungsabschnitt, der koaxial zum Planeten radsatz angeordnet ist. Al ternativ kann der Verbrennungsmotor über eine Räderkette mit der Hybridgetriebe vorrichtung verbunden sein. Beispielsweise bilden mehrere Zahnräder eine Räder kette, wobei folglich zusätzliche Zwischenwellen vorgesehen sein können. According to a preferred embodiment, the first transmission input shaft is operatively connected to the hybrid transmission device at least via a traction mechanism and/or via at least one gear wheel. The term operatively connected is to be understood as meaning a non-switchable connection between two components, which is provided for permanent transmission of a drive power, in particular a speed and/or a torque. The connection can be made either directly or via a fixed transmission. The connection can be made, for example, via a fixed shaft, a tooth system, in particular a spur gear tooth system, and/or a belt device. For example, the traction mechanism is designed as a chain or belt. In particular, the traction means wraps around a first toothed section, which is arranged coaxially with the first transmission input shaft, and a second toothed section, which is arranged coaxially with the planetary gear set. Alternatively, the internal combustion engine can be connected to the hybrid transmission device via a gear chain. For example, several gears form a gear chain, which means that additional intermediate shafts can be provided.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Getriebeeingangswelle zu mindest über ein Zugmittel und/oder über mindestens ein Zahnrad mit der Hybridge triebevorrichtung wirkverbunden. Die Verbindung kann beispielsweise über eine feste Welle, eine Verzahnung, insbesondere eine Stirnradverzahnung, und/oder ein Um schlingungsmittel erfolgen. Beispielsweise ist das Zugmittel als Kette oder Riemen ausgebildet. Insbesondere umschlingt das Zugmittel einen ersten Verzahnungsab schnitt, der koaxial zur zweiten Getriebeeingangswelle angeordnet ist, und einen zweiten Verzahnungsabschnitt, der koaxial zum Planeten radsatz angeordnet ist. Al ternativ kann die erste Elektromaschine über eine Räderkette mit der Hybridgetriebe vorrichtung verbunden sein. Beispielsweise bilden mehrere Zahnräder eine Räder kette, wobei folglich zusätzliche Zwischenwellen vorgesehen sein können. According to a preferred embodiment, the second transmission input shaft is operatively connected to the hybrid transmission device at least via a traction mechanism and/or via at least one gear wheel. The connection can be made, for example, via a fixed shaft, a tooth system, in particular a spur gear tooth system, and/or a looping device. For example, the traction means is designed as a chain or belt. In particular, the traction means wraps around a first section Verzahnungsab, which is arranged coaxially to the second transmission input shaft, and a second toothed section, the gearset is arranged coaxially to the planet. Alternatively, the first electric machine can be connected to the hybrid transmission device via a gear chain. For example, several gears form a gear chain, which means that additional intermediate shafts can be provided.
Vorzugsweise sind alle Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgebil det. Mit anderen Worten sind das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement, das vierte Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement als formschlüssige Schaltelemente, insbesondere als Klauen kupplungen, ausgebildet. Unter einem formschlüssigen Schaltelement ist ein Schalt element zu verstehen, das zur Verbindung zweier Bauteile, insbesondere zweier Wellen, eine Verzahnung und/oder Klauen aufweist, die zur Herstellung der drehfes ten Verbindung formschlüssig ineinandergreifen, wobei eine Übertragung eines Leis tungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand hauptsächlich durch einen Formschluss erfolgt. Beispielsweise können das zweite Schaltelement und das sechste Schaltelement, das vierte Schaltelement und das fünfte Schaltelement oder das vierte Schaltelement und das sechste Schaltelement zu einem jeweiligen Dop pelschaltelement zusammengefasst ausgebildet sein, wobei die verbleibenden Schaltelemente, also die nicht zu einem Doppelschaltelement zusammengefassten Schaltelemente, als Einzelschaltelemente ausgebildet sind. Alternativ sind alle Schaltelemente als Einzelschaltelemente ausgebildet. Durch die Verwendung von formschlüssigen Schaltelementen, insbesondere Klauenkupplungen, werden Getrie beverluste reduziert. All switching elements are preferably designed as form-fitting switching elements. In other words, the first switching element, the second switching element, the third shifting element, the fourth shifting element, the fifth shifting element and the sixth shifting element as positive shifting elements, in particular as claw clutches. A positive-locking shifting element is a shifting element that has teeth and/or claws for connecting two components, in particular two shafts, which engage in a positive-locking manner to produce the non-rotatable connection, with transmission of a power flow in a fully closed state mainly by a form fit. For example, the second shifting element and the sixth shifting element, the fourth shifting element and the fifth shifting element, or the fourth shifting element and the sixth shifting element can be combined to form a respective double shifting element, with the remaining shifting elements, i.e. the shifting elements not combined to form a double shifting element, as individual shifting elements are trained. Alternatively, all switching elements are designed as individual switching elements. Transmission losses are reduced through the use of form-fit shifting elements, in particular dog clutches.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Getriebeeingangswelle dazu eingerichtet, mit einer dritten Elektromaschine zumindest mittelbar verbunden oder über ein weiteres Schaltelement, insbesondere über eine Trennkupplung, damit ver bindbar zu sein. Beispielsweise ist koaxial zur ersten Getriebeeingangswelle ein als Trennkupplung ausgebildetes Schaltelement angeordnet, wobei die Trennkupplung dazu eingerichtet ist, den Verbrennungsmotor von der dritten Elektromaschine bzw. die erste Getriebeeingangswelle von der dritten Getriebeeingangswelle abzukoppeln. Die Trennkupplung kann sowohl als reibschlüssiges, als auch als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Die dritte Elektromaschine kann analog zum Ver brennungsmotor über eine als Festübersetzung ausgebildete Übersetzungsstufe, umfassend ein Zugmittel und/oder mindestens ein Zahnrad, an der ersten Getriebe eingangswelle angebunden sein. Dazu kann an der ersten Getriebeeingangswelle ein Festrad angeordnet sein, welches mit dem Zugmittel bzw. dem Zahnrad wirkver bunden ist. Die dritte Elektromaschine ist bevorzugt als Startergenerator, insbeson dere als Hochvolt-Startergenerator, ausgebildet. Beispielsweise ist die dritte Elektro maschine achsparallel zum Verbrennungsmotor sowie zur ersten Elektromaschine angeordnet. Alternativ ist die dritte Elektromaschine koaxial zum Verbrennungsmotor und achsparallel zur dritte Elektromaschine angeordnet. Insbesondere ist der Ver brennungsmotor über ein Schaltelement, insbesondere über die Trennkupplung, trennbar oder permanent mit der dritten Elektromaschine verbunden. Bevorzugt er folgt über die dritte Elektromaschine ein Start des Verbrennungsmotors aus einem elektromotorischen Fahrmodus. Ferner kann die dritte Elektromaschine für die Stromversorgung des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Auch ein se rielles Kriechen, insbesondere Vorwärts- oder Rückwärtsfahren des Kraftfahrzeugs ist vorteilhafterweise über die dritte Elektromaschine möglich. Die dritte Elektroma schine kann auch vorteilhaft zur Unterstützung einer Drehzahlregelung des Verbren nungsmotors beim Ankoppeln und bei Schaltvorgängen dienen. According to a preferred embodiment, the first transmission input shaft is set up to be at least indirectly connected to a third electric machine or to be connectable to it via a further shifting element, in particular via a separating clutch. For example, a switching element designed as a separating clutch is arranged coaxially to the first transmission input shaft, the separating clutch being set up to decouple the internal combustion engine from the third electric machine or the first transmission input shaft from the third transmission input shaft. The separating clutch can be designed both as a friction-locking and as a positive-locking shifting element. The third electric machine can be connected to the first transmission input shaft, analogously to the internal combustion engine, via a transmission stage designed as a fixed transmission, comprising a traction mechanism and/or at least one gear wheel. For this purpose, a fixed wheel can be arranged on the first transmission input shaft, which is operatively connected to the traction means or the gear wheel. The third electric machine is preferably designed as a starter generator, in particular as a high-voltage starter generator. For example, the third electric machine is axis-parallel to the combustion engine and to the first electric machine arranged. Alternatively, the third electric machine is arranged coaxially to the internal combustion engine and axially parallel to the third electric machine. In particular, the internal combustion engine is separably or permanently connected to the third electric machine via a switching element, in particular via the separating clutch. The internal combustion engine is preferably started from an electric motor driving mode via the third electric machine. Furthermore, the third electric machine can be provided for the power supply of the vehicle electrical system. A serial crawling, in particular forwards or backwards driving of the motor vehicle is advantageously possible via the third electric machine. The third electric machine can also be used advantageously to support speed control of the combustion engine when coupling and when switching.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Verbrennungsmotor und der Flybridgetriebevorrichtung eine Dämpfungseinrichtung angeordnet. Insbe sondere ist die Dämpfungseinrichtung an der ersten Getriebeeingangswelle angeord net sein. Die Dämpfungseinrichtung kann einen Torsionsdämpfer und/oder einen Til ger und/oder eine Rutschkupplung aufweisen. Der Torsionsdämpfer kann als Zwei massenschwungrad ausgebildet sein. Der Tilger kann als drehzahladaptiver Tilger ausgebildet sein. According to a preferred embodiment, a damping device is arranged between the internal combustion engine and the flybridge transmission device. In particular, the damping device is to be arranged on the first transmission input shaft. The damping device can have a torsional damper and/or a Til ger and/or a slipping clutch. The torsional damper can be designed as a two-mass flywheel. The absorber can be designed as a speed-adaptive absorber.
Ein erfindungsgemäßer Antrieb ist in einem Kraftfahrzeug einsetzbar, das wenigstens eine erste Achse und eine zweite Achse bzw. wenigstens eine Vorderachse und we nigstens eine Hinterachse aufweist. Der Antrieb umfasst einen Verbrennungsmotor, eine erste Elektromaschine sowie die erfindungsgemäße Hybridgetriebevorrichtung. Der Verbrennungsmotor ist achsparallel zur ersten Elektromaschine der Hybridgetrie bevorrichtung angeordnet. Die erste Elektromaschine kann Teil der Hybridgetriebe vorrichtung sein. Der Antrieb ist folglich ein Hybridantrieb, in diesem Fall ein Hybrid antriebsstrang. Beispielsweise ist die Hybridgetriebevorrichtung zusammen mit dem Verbrennungsmotor und der ersten Elektromaschine antriebswirksam an der ersten Achse bzw. an der Vorderachse des Kraftfahrzeugs angeordnet, wobei das Kraftfahr zeug folglich einen Frontantrieb aufweist. Der Frontantrieb kann ferner die dritte Elektromaschine gemäß den vorherigen Ausführungen aufweisen, die an die erste Getriebeeingangswelle angebunden oder ankoppelbar ist. Vorzugsweise umfasst der Antrieb ferner eine zweite Elektromaschine, die an der zweiten Achse des Kraftfahrzeugs antriebswirksam angeordnet ist. Mit anderen Wor ten ist die zweite Elektromaschine zum Achsantrieb der zweiten Achse, insbesondere der Hinterachse, vorgesehen. In diesem Fall umfasst der Antrieb des Kraftfahrzeugs eine erste und dritte Elektromaschine, die jeweils zumindest mittelbar mit der Hyb ridgetriebevorrichtung an der ersten Achse des Kraftfahrzeugs wirksam verbunden sind, sowie eine zweite Elektromaschine, die an der zweiten Achse wirksam ange ordnet ist. Dadurch kann ein Allrad-Antrieb des Kraftfahrzeugs realisiert werden, wo bei der Verbrennungsmotor zusammen mit der ersten Elektromaschine und gegebe nenfalls der dritten Elektromaschine den Frontantrieb des Kraftfahrzeugs und die zweite Elektromaschine einen rein elektrischen Heckantrieb, insbesondere Heckach- santrieb, bilden. Bei einem derartigen Antrieb des Kraftfahrzeugs ist eine sogenannte E-CVT-Funktion realisierbar, wobei ein batterieneutraler bzw. leistungsausgegliche ner Betrieb des Kraftfahrzeugs möglich ist. Mit anderen Worten kann die erste Elekt romaschine in einem Motorbetrieb betrieben werden, während die zweite Elektroma schine in einem Generatorbetrieb betreibbar ist und so die erste Elektromaschine mit elektrischer Energie versorgen kann, oder umgekehrt. Außerdem ist denkbar, die zweite Elektromaschine zur Zugkraftunterstützung zu nutzen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn keine dritte Elektromaschine vorgesehen ist. In einem sol chen Fall kann die zweite Elektromaschine an der zweiten Achse die Zugkraft stüt zen, wenn in der Hybridgetriebevorrichtung Schaltvorgänge ausgeführt werden, bei denen der Abtrieb der Hybridgetriebevorrichtung lastfrei ist. Beispielsweise kann mit tels der ersten Elektromaschine ein rein elektrischer Antrieb des Kraftfahrzeugs erfol gen. Dabei ist nur das vierte Schaltelement geschlossen. Soll der Verbrennungsmo tor gestartet werden, kann dies mittels der ersten Elektromaschine erfolgen, während ausschließlich das fünfte Schaltelement geschlossen wird, die die erste Elektroma schine mit dem Verbrennungsmotor verbindet. Währenddessen kann die Zugkraft des Antriebs durch die zweite Elektromaschine aufrechterhalten werden. A drive according to the invention can be used in a motor vehicle which has at least one first axle and one second axle or at least one front axle and at least one rear axle. The drive comprises an internal combustion engine, a first electric machine and the hybrid transmission device according to the invention. The internal combustion engine is arranged parallel to the axis of the first electric machine of the hybrid gear device. The first electric machine can be part of the hybrid transmission device. The drive is therefore a hybrid drive, in this case a hybrid drive train. For example, the hybrid transmission device, together with the internal combustion engine and the first electric machine, is arranged in a drivingly effective manner on the first axle or on the front axle of the motor vehicle, with the motor vehicle consequently having a front-wheel drive. The front-wheel drive can also have the third electric machine according to the previous statements, which is connected or can be coupled to the first transmission input shaft. The drive preferably also includes a second electric machine, which is arranged in a drivingly effective manner on the second axle of the motor vehicle. In other words, the second electric machine is provided for the final drive of the second axle, in particular the rear axle. In this case, the drive of the motor vehicle comprises a first and third electric machine, each of which is operatively connected at least indirectly to the hybrid transmission device on the first axle of the motor vehicle, and a second electric machine, which is operatively arranged on the second axle. This allows all-wheel drive of the motor vehicle to be implemented, where the internal combustion engine together with the first electric machine and, where appropriate, the third electric machine form the front-wheel drive of the motor vehicle and the second electric machine forms a purely electric rear-wheel drive, in particular a rear-axle drive. With such a drive of the motor vehicle, a so-called E-CVT function can be implemented, with battery-neutral or power-balanced operation of the motor vehicle being possible. In other words, the first electric machine can be operated in motor mode, while the second electric machine can be operated in generator mode and can thus supply electrical energy to the first electric machine, or vice versa. It is also conceivable to use the second electric machine for traction support. This is particularly advantageous when no third electric machine is provided. In such a case, the second electric machine on the second axle can support the tractive force when switching operations are carried out in the hybrid transmission device, during which the output of the hybrid transmission device is load-free. For example, the first electric machine can be used to drive the motor vehicle purely electrically. In this case, only the fourth switching element is closed. If the internal combustion engine is to be started, this can be done using the first electric machine, while only the fifth switching element is closed, which connects the first electric machine to the internal combustion engine. Meanwhile, the traction of the drive can be maintained by the second electric machine.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem glei chen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt: Fig. 1 ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Antrieb sowie einer erfin dungsgemäßen Hybridgetriebevorrichtung, Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings, with identical or similar elements being provided with the same reference symbols. This shows: 1 shows a motor vehicle with a drive according to the invention and a hybrid transmission device according to the invention,
Fig. 2 die Hybridgetriebevorrichtung nach Fig. 1 gemäß einer ersten Ausführungs form, FIG. 2 shows the hybrid transmission device according to FIG. 1 according to a first embodiment,
Fig. 3 eine Schaltmatrix zu der Hybridgetriebevorrichtung nach Fig. 2, 3 shows a switching matrix for the hybrid transmission device according to FIG. 2,
Fig. 4 eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform, 4 shows a hybrid transmission device according to a second embodiment;
Fig. 5 eine Schaltmatrix zu der Hybridgetriebevorrichtung nach Fig. 4, FIG. 5 shows a switching matrix for the hybrid transmission device according to FIG. 4,
Fig. 6 eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform, 6 shows a hybrid transmission device according to a third embodiment;
Fig. 7 eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform, 7 shows a hybrid transmission device according to a fourth embodiment;
Fig. 8 eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform, 8 shows a hybrid transmission device according to a fifth embodiment;
Fig. 9 eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform, 9 shows a hybrid transmission device according to a sixth embodiment;
Fig. 10 eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform, und 10 shows a hybrid transmission device according to a seventh embodiment, and
Fig. 11 eine Hybridgetriebevorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform. 11 shows a hybrid transmission device according to an eighth embodiment.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 100 mit zwei Achsen 101, 102 und vier Rädern 111, 112, 113, 114, wobei an der ersten Achse 101, vorliegend der Vorderachse des Kraftfahrzeugs 100, eine Hybridgetriebevorrichtung 1 eines Antriebs 103 des Kraft fahrzeugs 100, die mit einer ersten Elektromaschine 5 und einem in Fig. 9 bis Fig. 11 gezeigten Verbrennungsmotor 3 antriebswirksam verbunden ist, angeordnet ist und wobei an der zweiten Achse 102, vorliegend der Hinterachse des Kraftfahr zeugs 100, eine als Achsantrieb ausgebildete zweite Elektromaschine 7 zum elektri schen Hinterachsantrieb angeordnet ist. Die Hybridgetriebevorrichtung 1 ist quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet, wobei der Verbrennungsmotor 3 und die erste Elektromaschine 5 achsparallel zur Hybridgetriebevorrichtung 1 angeordnet sind. Der Verbrennungsmotor 3 ist nach Fig. 9 bis Fig. 11 , die den Antrieb der Vorderachse des Kraftfahrzeugs 100 darstellen, über eine erste Getriebeeingangswelle 2, die koa xial zum Verbrennungsmotor 3 angeordnet ist, antriebswirksam mit der Hybridgetrie bevorrichtung 1 verbunden. Die Anbindung des Verbrennungsmotors 3 an die Hyb ridgetriebevorrichtung 1 erfolgt übereinen Zugmitteltrieb, der weiter unten beschrie ben wird. Die Hybridgetriebevorrichtung 1 weist ein erstes Zahnrad 22 auf, an dem der Verbrennungsmotor 3 angebunden ist. In den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 bis Fig. 8 erfolgt die Anbindung des Verbrennungsmotors 3 analog. Die erste Elektro maschine 5 ist demgegenüber über eine zweite Getriebeeingangswelle 4, die achs parallel zur ersten Getriebeeingangswelle 2 angeordnet ist, antriebswirksam mit der Hybridgetriebevorrichtung 1 verbunden. Die erste Getriebeeingangswelle 2 ist dreh fest mit einer - hier nicht gezeigten - Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 3 verbun den, wobei die zweite Getriebeeingangswelle 4 drehfest mit einem - hier ebenfalls nicht gezeigten - Rotor der ersten Elektromaschine 5 verbunden. Die erste Getriebe eingangswelle 2 ist koaxial zur Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 3 angeordnet sowie drehfest damit verbunden. Die zweite Getriebeeingangswelle 4 ist koaxial zur Rotorwelle der Elektromaschine 5 angeordnet sowie drehfest damit verbunden. Fig. 1 shows a motor vehicle 100 with two axles 101, 102 and four wheels 111, 112, 113, 114, on the first axle 101, in this case the front axle of the motor vehicle 100, a hybrid transmission device 1 of a drive 103 of the motor vehicle 100, the is drivingly connected to a first electric machine 5 and an internal combustion engine 3 shown in Fig. 9 to Fig. 11, and wherein on the second axle 102, in this case the rear axle of the motor vehicle 100, a second electric machine 7 designed as an axle drive for electrical purposes Rear axle drive is arranged. The hybrid transmission device 1 is transverse to Arranged in the longitudinal direction of the vehicle, with the internal combustion engine 3 and the first electric machine 5 being arranged axially parallel to the hybrid transmission device 1 . According to FIGS. 9 to 11 , which represent the drive of the front axle of motor vehicle 100 , internal combustion engine 3 is drivingly connected to hybrid transmission device 1 via a first transmission input shaft 2 , which is arranged coaxially to internal combustion engine 3 . The internal combustion engine 3 is connected to the hybrid transmission device 1 via a traction drive, which is described further below. The hybrid transmission device 1 has a first gear wheel 22 to which the internal combustion engine 3 is connected. In the exemplary embodiments according to FIGS. 2 to 8 , the internal combustion engine 3 is connected analogously. The first electric machine 5, on the other hand, is drivingly connected to the hybrid transmission device 1 via a second transmission input shaft 4, which is arranged axially parallel to the first transmission input shaft 2. The first transmission input shaft 2 is rotatably connected to a - not shown here - crankshaft of the internal combustion engine 3 verbun the, the second transmission input shaft 4 rotatably connected to a - rotor of the first electric machine 5 - also not shown here. The first transmission input shaft 2 is arranged coaxially with the crankshaft of the internal combustion engine 3 and is connected to it in a rotationally fixed manner. The second transmission input shaft 4 is arranged coaxially to the rotor shaft of the electric machine 5 and is connected to it in a torque-proof manner.
Die Hybridgetriebevorrichtung 1 umfasst ferner einen Planetenradsatz 40. Der Plane tenradsatz 40 ist als Minusplanetenradsatz ausgebildet, wobei jedes Planetenrad 44 drehbar an dem Planetenträger 43 angeordnet ist und mit dem Sonnenrad 41 und dem Hohlrad 42 kämmt. Der Planeten radsatz 40 ist achsparallel zur ersten Getriebe eingangswelle 2 und zur zweiten Getriebeeingangswelle 4 angeordnet. The hybrid transmission device 1 also includes a planetary gear set 40. The planetary gear set 40 is designed as a minus planetary gear set, with each planet gear 44 being rotatably arranged on the planet carrier 43 and meshing with the sun gear 41 and the ring gear 42. The planetary gear set 40 is axially parallel to the first transmission input shaft 2 and to the second transmission input shaft 4 .
Außerdem umfasst die Hybridgetriebevorrichtung 1 ein erstes Stirnradpaar ST1, ein zweites Stirnradpaar ST2, ein drittes Stirnradpaar ST3 sowie eine erste Überset zungsstufe 6. Die erste Übersetzungsstufe 6 ist exemplarisch in Fig. 9 bis Fig. 11 dargestellt und vorliegend als vierte Stirnradstufe bzw. als viertes Stirnradpaar ST4 ausgebildet. In den Fig. 2 bis Fig. 8 wird aus Vereinfachungsgründen auf eine Dar stellung der ersten Übersetzungsstufe 6 verzichtet. In einer Basisvariante der Hyb ridgetriebevorrichtung 1 nach Fig. 2 weist dieses außerdem vier Schaltelemente A, B, C, D auf, die zum Schalten unterschiedlicher verbrennungsmotorischer Gänge vorge sehen sind, wie nachfolgend näher erläutert. The hybrid transmission device 1 also includes a first pair of spur gears ST1, a second pair of spur gears ST2, a third pair of spur gears ST3 and a first transmission stage 6. The first transmission stage 6 is shown as an example in FIGS. 9 to 11 and is present as a fourth spur gear stage or as a fourth Spur gear pair ST4 formed. For reasons of simplification, the first transmission stage 6 is not shown in FIGS. 2 to 8 . In a basic variant of the hybrid transmission device 1 according to FIG. 2, this also has four switching elements A, B, C, D, which are provided for switching different internal combustion engine gears, as explained in more detail below.
Des Weiteren ist in Fig. 9 bis Fig. 11 exemplarisch gezeigt, dass die Hybridgetriebe- vorrichtung 1 ausgangsseitig ein Differential 8 aufweist. Das Differential 8 ist koaxial zum Planetenradsatz 40 sowie parallel zur ersten und zweiten Getriebeeingangs welle 2, 4 angeordnet. Das Differential ist abtriebseitig der ersten Übersetzungs stufe 6 angeordnet. Die Flybridgetriebevorrichtung 1 weist eine Hauptab triebswelle 10 auf, die eine Antriebsleistung aus dem Verbrennungsmotor 3 und/oder der ersten Elektromaschine 5 über das vierte Stirnradpaar ST4 bzw. die erste Über setzungsstufe 6 in das Differential 8 leitet. Das Differential 8 teilt die Antriebsleistung auf zwei Seitenwellen 9a, 9b auf, die mit dem ersten bzw. zweiten Rad 111 , 112 der ersten Achse 101 zumindest mittelbar verbunden sind. An der Heck-Achse bzw. der zweiten Achse 102 des Kraftfahrzeugs 100 ist nach Fig. 1 eine zweite Elektroma schine 7 und ein weiteres - hier nicht dargestelltes - Differential angeordnet, die vor liegend nicht näher dargestellt sind, wobei die zweite Elektromaschine 7 zum elektri schen Antrieb der Heck-Achse vorgesehen ist. Alternativ kann der Antrieb an der Heck-Achse des Kraftfahrzeugs 100 auch entfallen. Furthermore, it is shown in FIG. 9 to FIG. 11 as an example that the hybrid transmission device 1 has a differential 8 on the output side. The differential 8 is coaxial with the planetary gear set 40 and parallel to the first and second transmission input shaft 2, 4 is arranged. The differential is the output side of the first translation stage 6 arranged. The flybridge transmission device 1 has a main drive shaft 10 which directs drive power from the internal combustion engine 3 and/or the first electric machine 5 via the fourth pair of spur gears ST4 or the first transmission stage 6 into the differential 8 . The differential 8 divides the drive power between two sideshafts 9a, 9b, which are at least indirectly connected to the first and second wheel 111, 112 of the first axle 101. At the rear axle and the second axis 102 of the motor vehicle 100 is shown in FIG. 1, a second Elektroma machine 7 and another - arranged differential, which are not shown in detail before lying, the second electric machine 7 for electric mechanical drive of the rear axle is provided. Alternatively, the drive on the rear axle of motor vehicle 100 can also be omitted.
Fig. 2 zeigt eine Hybridgetriebevorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Demnach umfasst der Antrieb 103 die Hybridgetriebevorrichtung 1 mit dem Planeten radsatz 40, dem Differential 8 sowie den vier Schaltelementen A, B, C, D und den vier Stirnradpaaren ST1 , ST2, ST3, ST4, sowie die mit der Hybridgetriebevorrich tung 1 antriebswirksam verbundene erste Elektromaschine 5 und den Verbrennungs motor 3. Vorliegend ist die erste Elektromaschine 5 Teil der Hybridgetriebevorrich tung 1 , insbesondere in die Hybridgetriebevorrichtung 1 integriert. Aus diesem Grund ist die erste Elektromaschine 5 zusammen mit der übrigen Hybridgetriebevorrich tung 1 in Fig. 2 bis Fig. 8 dargestellt. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich, wobei dann die erste Elektromaschine 5 von der Hybridgetriebevorrichtung 1 auch beab- standet verbaut sein kann und mit dieser antriebswirksam verbunden sein kann. Die beiden Getriebeeingangswellen 2, 4 sind achsparallel zum Differential 8 und zum Planetenradsatz 40 angeordnet. Der Planetenradsatz 40 und das Differential 8 sind räumlich, insbesondere radial zwischen den beiden Getriebeeingangswellen 2, 4 an geordnet was in Fig. 9 bis Fig. 11 gezeigt ist. 2 shows a hybrid transmission device 1 according to a first embodiment. Accordingly, the drive 103 comprises the hybrid transmission device 1 with the planetary gear set 40, the differential 8 and the four shifting elements A, B, C, D and the four pairs of spur gears ST1, ST2, ST3, ST4, as well as the hybrid transmission device 1 with the first drive-effectively connected Electric machine 5 and the internal combustion engine 3. In the present case, the first electric machine 5 is part of the hybrid transmission device 1, in particular integrated into the hybrid transmission device 1. For this reason, the first electric machine 5 is shown together with the rest of the hybrid transmission device 1 in FIGS. 2 to 8 . However, this is not absolutely necessary, in which case the first electric machine 5 can also be installed at a distance from the hybrid transmission device 1 and can be connected to it in a drivingly effective manner. The two transmission input shafts 2, 4 are arranged axially parallel to the differential 8 and the planetary gear set 40. The planetary gear set 40 and the differential 8 are spatially, in particular radially, between the two transmission input shafts 2, 4 arranged on what is shown in FIG. 9 to FIG.
Das Differential 8 und der Planetenradsatz 40 sind koaxial zueinander angeordnet, wobei die beiden Seitenwellen 9a, 9b des Differentials 8 auf einer gemeinsamen Achse, und zwar der Flauptrotationsachse der Flybridgetriebevorrichtung 1 , angeord net sind, die radial zwischen dem Verbrennungsmotor 3 und der Elektromaschine 5 angeordnet ist. Die zweite Seitenwelle 9b erstreckt sich axial durch die Hybridgetrie bevorrichtung 1. Die Hauptabtriebswelle 10 ist achsparallel zu den beiden Getriebe eingangswellen 2, 4 und zu den beiden Seitenwellen 9a, 9b des Differentials 8 ange ordnet. Mithin ist die Hauptabtriebswelle 10 auch achsparallel zum Verbrennungsmo tor 3, zur Elektromaschine 5, zum Planetenradsatz 40 und zum Differential 8 ange ordnet. The differential 8 and the planetary gear set 40 are arranged coaxially with one another, with the two side shafts 9a, 9b of the differential 8 being arranged on a common axis, namely the flat rotation axis of the flybridge transmission device 1, which is arranged radially between the internal combustion engine 3 and the electric machine 5 is. The main output shaft 10 is axially parallel to the two transmission input shafts 2, 4 and to the two side shafts 9a, 9b of the differential 8 is arranged. Consequently, the main output shaft 10 is also axially parallel to the combustion engine 3, the electric machine 5, the planetary gear set 40 and the differential 8 being arranged.
Das erste Schaltelement A ist zum Schalten eines ersten verbrennungsmotorischen Ganges H1 ausgebildet, das zweite Schaltelement B ist zum Schalten eines zweiten verbrennungsmotorischen Ganges H2 ausgebildet, das dritte Schaltelement C ist zum Schalten eines dritten verbrennungsmotorischen Ganges H3 ausgebildet und das ein viertes Schaltelement D ist zum Verblocken des Planetenradsatzes 40 sowie zum Schalten zumindest eines ersten elektromotorischen Gangs E2 ausgebildet. Das zweite Schaltelement B ist koaxial zur Hauptabtriebswelle 10 angeordnet, wobei die Schaltelemente A, C, D koaxial zum Planetenradsatz 40 angeordnet sind. Das erste Schaltelement A und das dritte Schaltelement C sind nach Fig. 2 zu einem ersten Doppelschaltelement DS1 zusammengefasst ausgebildet. Alle Schaltelemente A, B, C, D sind als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet. The first shifting element A is designed to shift a first internal combustion engine gear H1, the second shifting element B is designed to shift a second internal combustion engine gear H2, the third shifting element C is designed to shift a third internal combustion engine gear H3 and the fourth shifting element D is for blocking of the planetary gear set 40 and for shifting at least one first electromotive gear E2. The second shifting element B is arranged coaxially to the main output shaft 10 , the shifting elements A, C, D being arranged coaxially to the planetary gearset 40 . According to FIG. 2, the first shifting element A and the third shifting element C are combined to form a first double shifting element DS1. All switching elements A, B, C, D are designed as form-fitting switching elements.
Wenn das erste Schaltelement A geschlossen ist, ist die erste Getriebeeingangs welle 2 über das erste und zweite Stirnradpaar ST1 , ST2 mit dem Hohlrad 42 an triebswirksam verbunden. Eine Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 3 wird dann über die erste Getriebeeingangswelle 2 sowie das zweite und erste Stirnrad paar ST2, ST1 auf eine erste Welle 11 , die drehfest mit dem Hohlrad 42 des Plane tenradsatzes 40 verbunden ist, geleitet. Der Planetenträger 43 des Planetenradsat- zes 40 ist mit einem zweiten Zahnrad 23 drehfest verbunden, wobei das zweite Zahnrad 23 mit einem dritten Zahnrad 24, das drehtest mit der Hauptabtriebswelle 10 verbunden ist, kämmt. Die beiden Zahnräder 23 und 24 bilden das dritte Stirnrad paar ST3. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist das Hohlrad 42 bei geschlosse nem ersten Schaltelement A Eingangswelle des Planetenradsatzes 40, wobei der Planetenträger 43 als Ausgangswelle des Planetenradsatzes 40 ausgebildet ist. Es handelt sich somit um eine übersetzte Verbindung zwischen dem Verbrennungsmo tor 3 und dem Planetenradsatz 40. When the first switching element A is closed, the first transmission input shaft 2 is drivingly connected to the ring gear 42 via the first and second pair of spur gears ST1, ST2. A drive power of the internal combustion engine 3 is then transmitted via the first transmission input shaft 2 and the second and first pair of spur gears ST2, ST1 to a first shaft 11, which is non-rotatably connected to the ring gear 42 of the planetary gear set 40. The planet carrier 43 of the planetary gear set 40 is rotatably connected to a second gear 23, the second Gear 23 with a third gear 24 which is rotationally connected to the main output shaft 10 meshes. The two gears 23 and 24 form the third spur gear pair ST3. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the ring gear 42 is the input shaft of the planetary gear set 40 when the first shifting element A is closed, with the planet carrier 43 being designed as the output shaft of the planetary gear set 40 . It is therefore a geared connection between the combustion engine 3 and the planetary gear set 40.
Wenn das dritte Schaltelement C geschlossen ist, ist die erste Getriebeeingangs welle 2 nach Fig. 1 mit dem Hohlrad 42 antriebswirksam verbunden. Eine Antriebs leistung des Verbrennungsmotors 3 wird dann über die erste Getriebeeingangs welle 2 direkt auf die erste Welle 11 und von dort in den Planetenradsatz 40 geleitet. Es handelt sich somit um eine direkte Verbindung zwischen dem Verbrennungsmo tor 3 und dem Planetenradsatz 40. When the third switching element C is closed, the first transmission input shaft 2 according to FIG. 1 is drivingly connected to the ring gear 42 . A drive performance of the internal combustion engine 3 is then passed via the first transmission input shaft 2 directly to the first shaft 11 and from there into the planetary gear set 40 . It is therefore a direct connection between the combustion engine 3 and the planetary gear set 40.
Wenn das zweite Schaltelement B geschlossen ist, ist die erste Getriebeeingangs welle 2 über das zweite Stirnradpaar ST2 mit der Hauptabtriebswelle 10 antriebswirk sam verbunden. Eine Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 3 wird dann über die erste Getriebeeingangswelle 2 und das zweite Stirnradpaar ST2 auf die Hauptab triebswelle 10 geleitet. When the second switching element B is closed, the first transmission input shaft 2 is connected via the second pair of spur gears ST2 to the main output shaft 10 in a drive-acting manner. A drive power of the internal combustion engine 3 is then via the first transmission input shaft 2 and the second spur gear ST2 on the main drive shaft 10 passed.
Wenn das vierte Schaltelement D geschlossen ist, sind das Sonnenrad 41 und das Hohlrad 42 drehfest miteinander verbunden, sodass der Planetenradsatz 40 verb lockt ist. Dadurch ist ein rein elektrischer Gang realisierbar. When the fourth switching element D is closed, the sun gear 41 and the ring gear 42 are connected to one another in a rotationally fixed manner, so that the planetary gear set 40 is locked. This means that a purely electric gear can be implemented.
Die erste Elektromaschine 5 ist über eine Räderkette mit dem Planetenradsatz 40 wirkverbunden. Die zweite Getriebeeingangswelle 4 ist drehfest mit einem vierten Zahnrad 25 verbunden, wobei der Planetenradsatz 40 über eine vierte Welle 18 mit einem fünften Zahnrad 26 wirkverbunden ist, und wobei radial zwischen dem vierten Zahnrad 25 und dem fünften Zahnrad 26 ein auf einer drehbar gelagerten Zwischen welle 12 drehfest angeordnetes sechstes Zahnrad 27 angeordnet ist, das mit dem vierten und fünften Zahnrad 25, 26 kämmt. Der Verbrennungsmotor 3 ist, wie zuvor bereits erwähnt und in den Fig. 9 bis Fig. 11 dargestellt, über ein vorzugsweise als Kette ausgebildetes Zugmittel 60 mit der Hyb ridgetriebevorrichtung 1 antriebswirksam verbunden. Fig. 9 bis Fig .11 zeigen in die sem Zusammenhang, dass ein siebtes Zahnrad 28 zumindest mittelbar über eine Dämpfungseinrichtung 17 mit der ersten Getriebeeingangswelle 2 verbunden ist, wo bei das erste Zahnrad 22 drehtest mit einer ersten Flohlwelle 16 verbunden ist. Die Flohlwelle 16 ist koaxial zum Planetenradsatz 40 angeordnet, wobei sich die erste Welle 11 axial durch die erste Flohlwelle 16 und die zweite Seitenwelle 9b axial durch die erste Welle 11 erstreckt. Aus Vereinfachungsgründen ist die erste Welle 11 in den Fig. 2 bis Fig. 8 nicht als Flohlwelle dargestellt. Dies ist vielmehr in Fig. 9 bis Fig. 11 gezeigt, die die Ausbildung und Erstreckung der ersten Welle 11 innerhalb des Antriebs 103 zeigt. Das Zugmittel 60 umschlingt die beiden Zahnräder 22, 28 und verbindet diese dadurch antriebswirksam miteinander. Auf der ersten Flohl welle 16 ist neben dem ersten Zahnrad 22 ein achtes Zahnrad 29 drehfest angeord net, wobei das achte Zahnrad 29 zusammen mit einem neunten Zahnrad 30, das ko axial zur Flauptabtriebswelle 10 angeordnet ist, das zweite Stirnradpaar ST2 bildet. Das achte Zahnrad 29 ist drehfest mit einer zweiten Welle 13 verbunden, wobei fer ner ein zehntes Zahnrad 31 drehfest mit der zweiten Welle 13 verbunden ist. Diese beiden drehfest miteinander verbundenen Zahnräder 29, 30 bilden eine Losradan ordnung 14 auf der Flauptabtriebswelle 10, wobei die Losradanordnung 14 überdas zweite Schaltelement B drehfest mit der Flauptabtriebswelle 10 verbindbar ist. Das zehnte Zahnrad 31 kämmt mit einem elften Zahnrad 32, das koaxial zur ersten und zweiten Welle 11, 13 angeordnet ist. Das zehnte und elfte Zahnrad 31 , 32 bilden zu sammen das erste Stirnradpaar ST1. Insbesondere ist das elfte Zahnrad 32 auf einer dritten Welle 15 drehfest angeordnet, als Losrad an der ersten Welle 11 ausgebildet sowie über das erste Schaltelement A mit der ersten Welle 11 drehfest verbindbar. The first electric machine 5 is operatively connected to the planetary gear set 40 via a gear chain. The second transmission input shaft 4 is non-rotatably connected to a fourth gear wheel 25, with the planetary gear set 40 being operatively connected to a fifth gear wheel 26 via a fourth shaft 18, and with an intermediate shaft mounted radially between the fourth gear wheel 25 and the fifth gear wheel 26 12 rotatably arranged sixth gear 27 is arranged, which meshes with the fourth and fifth gear 25, 26. As already mentioned above and shown in FIGS. 9 to 11 , the internal combustion engine 3 is drive-effectively connected to the hybrid transmission device 1 via a traction mechanism 60 , preferably in the form of a chain. 9 to 11 show in this context that a seventh gear 28 is connected at least indirectly via a damping device 17 to the first transmission input shaft 2, where the first gear 22 is rotationally connected to a first floating shaft 16. The flee shaft 16 is arranged coaxially with the planetary gear set 40, with the first shaft 11 extending axially through the first flee shaft 16 and the second side shaft 9b extending axially through the first shaft 11. For reasons of simplification, the first shaft 11 is not shown as a flot shaft in FIGS. 2 to 8 . Rather, this is shown in FIGS. 9 to 11 which show the configuration and extension of the first shaft 11 within the drive 103 . The traction means 60 wraps around the two gears 22, 28 and thereby connects them to one another in a drivingly effective manner. On the first Flohl shaft 16 is next to the first gear 22 an eighth gear 29 rotatably net angeord, the eighth gear 29 together with a ninth gear 30 which is arranged ko axially to the Flauptabtriebswelle 10, the second spur gear ST2 forms. The eighth gear 29 is rotatably connected to a second shaft 13, wherein fer ner a tenth gear 31 rotatably connected to the second shaft 13 is connected. These two gears 29, 30 connected to one another in a rotationally fixed manner form a loose wheel arrangement 14 on the flap output shaft 10, with the loose wheel arrangement 14 being able to be connected in a rotationally fixed manner to the flap output shaft 10 via the second switching element B. The tenth gear 31 meshes with an eleventh gear 32 which is arranged coaxially with the first and second shafts 11,13. The tenth and eleventh gears 31, 32 together form the first pair of spur gears ST1. In particular, the eleventh gear 32 is arranged on a third shaft 15 in a rotationally fixed manner, is designed as a loose wheel on the first shaft 11 and can be connected in a rotationally fixed manner to the first shaft 11 via the first shifting element A.
Die als viertes Stirnradpaar ST4 ausgeführte erste Übersetzungsstufe 6 besteht aus einem zwölften und dreizehnten Zahnrad 33, 34. Das zwölfte Zahnrad 33 ist an der Flauptabtriebswelle 10 drehfest angeordnet und kämmt mit dem dreizehnten Zahn rad 34, das wiederum als Verzahnungsabschnitt an einem Differentialkorb des Diffe rentials 8 ausgebildet ist. Auf der Flauptabtriebswelle 10 sind somit genau zwei als Festräder ausgeführte Zahnräder 24, 33 sowie die Losradanordnung 14, bestehend aus den beiden drehfest miteinander verbundenen Zahnrädern 30, 31 , angeordnet. Mithin ist die Hauptabtriebswelle 10 über die erste Übersetzungsstufe 6 bzw. das vierte Stirnradpaar ST4 mit dem Differential 8 wirkverbunden. The first transmission stage 6, designed as a fourth pair of spur gears ST4, consists of a twelfth and thirteenth gear wheel 33, 34. The twelfth gear wheel 33 is arranged in a rotationally fixed manner on the main output shaft 10 and meshes with the thirteenth gear wheel 34, which in turn acts as a toothed section on a differential carrier of the differential 8 is formed. Exactly two gears 24 , 33 designed as fixed gears and the idler gear arrangement 14 are therefore on the main output shaft 10 from the two non-rotatably interconnected gears 30, 31 arranged. Consequently, the main output shaft 10 is operatively connected to the differential 8 via the first transmission stage 6 or the fourth pair of spur gears ST4.
Gemäß einer axialen Reihenfolge ist gemäß Fig. 2 unter Berücksichtigung von Fig. 9 bis Fig. 11 zunächst das Differential 8 mit dem vierten Stirnradpaar ST4, daran an grenzend der Planetenradsatz 40, daran angrenzend das dritte Stirnradpaar ST3, da ran angrenzend die Anbindung der zweiten Getriebeeingangswelle 4, daran angren zend das radial benachbarte zweite und vierte Schaltelement B, D, daran angren zend das zweite Stirnradpaar ST2, daran angrenzend die Anbindung der ersten Ge triebeeingangswelle 2, daran angrenzend das als erstes Doppelschaltelement DS1 ausgeführte erste und dritte Schaltelement A, C und daran angrenzend das erste Stirnradpaar ST1. Die Hybridgetriebevorrichtung 1 ist axial besonders kompakt aus gebildet und weist mehrere Fahrmodi auf. According to an axial sequence, according to FIG. 2, taking into account FIGS Transmission input shaft 4, adjacent to which are the radially adjacent second and fourth shifting elements B, D, adjacent to which is the second pair of spur gears ST2, adjacent to which is the connection of the first transmission input shaft 2, adjacent to which are the first and third shifting elements A, C designed as the first double shifting element DS1 and adjacent thereto the first pair of spur gears ST1. The hybrid transmission device 1 is formed axially particularly compact and has several driving modes.
Die vom Verbrennungsmotor 3 und/oder der ersten Elektromaschine 5 erzeugte An triebsleistung wird entweder an dem Planetenradsatz 40 zusammengeführt und an schließend auf die Hauptabtriebswelle 10 übertragen oder direkt in die Hauptab triebswelle 10 geleitet und von dort auf das Differential 8 übertragen, wobei die An triebsleistung im Differential 8 auf die beiden Seitenwellen 9a, 9b aufgeteilt und an das jeweilige Antriebsrad 111 , 112 des Kraftfahrzeugs 100 übertragen wird. Die Hauptabtriebswelle 10 ist als Vollwelle ausgebildet. Der Planetenradsatz 40 ist durch diese Anordnung und Ausbildung der Hauptabtriebswelle 10 vorteilhaft an das Diffe rential 8 positioniert, wobei die Hybridgetriebevorrichtung 1 dadurch axial kompakter wird. Vorliegend ist das Differential 8 als Kugeldifferential ausgebildet, wobei die Hauptabtriebswelle 10 über die erste Übersetzungsstufe 6 mit dem Differentialkorb antriebswirksam verbunden ist. The drive power generated by the internal combustion engine 3 and/or the first electric machine 5 is either brought together at the planetary gear set 40 and then transferred to the main output shaft 10 or directly into the main output drive shaft 10 and transmitted from there to the differential 8, with the drive power being transferred in the differential 8 to the two side shafts 9a, 9b and is transmitted to the respective drive wheel 111, 112 of the motor vehicle 100. The main output shaft 10 is designed as a solid shaft. The planetary gear set 40 is advantageously positioned on the differential 8 by this arrangement and design of the main output shaft 10, the hybrid transmission device 1 thereby becoming axially more compact. In the present case, the differential 8 is designed as a ball differential, with the main output shaft 10 being drivingly connected to the differential carrier via the first transmission stage 6 .
Die Hybridgetriebevorrichtung 1 gemäß Fig. 2 weist mehrere Fahrmodi auf, die in der Schaltmatrix gemäß Fig. 3 dargestellt sind, wobei in den Spalten der Schaltmatrix die jeweiligen Schaltelemente A, B, C, D aufgeführt sind, und wobei in den Zeilen der Schaltmatrix die jeweiligen Fahrmodi H1 , H2.1 , H2.2, H2.3, H3, E2, EDA1 , EDA2 des Kraftfahrzeugs 100 aufgeführt sind. Durch den Eintrag eines Kreuzes in einem jewei ligen Kästchen der Schaltmatrix wird ein geschlossener Zustand des jeweiligen Schaltelements A, B, C, D dargestellt, wobei kein Eintrag einen geöffneten Zustand des jeweiligen Schaltelements A, B, C, D anzeigt. Mittels der formschlüssigen Schalt elemente A, B, C, D werden drei verbrennungsmotorische Gänge bzw. hybridische Fahrmodi H1 , H2, H3, ein erster rein elektromotorischer Gang bzw. elektromotori scher Fahrmodus E2 sowie zwei elektrodynamische Anfahrmodi EDA1 , EDA2 reali siert. Der zweite verbrennungsmotorische Gang bzw. hybridische Fahrmodus H2 ist in die Schaltkombinationen H2.1 , H2.2, H2.3 unterteilt, wobei im zweiten verbren nungsmotorischen Gang bzw. hybridischen Fahrmodus H2 jeweils eines der Schalt elemente A, C, D und zusätzlich das zweite Schaltelement B geschlossen sind. Zur Realisierung eines verbrennungsmotorischen Ganges bzw. hybridischen Fahrmodus sind immer zwei der Schaltelemente A, B, C, D geschlossen. The hybrid transmission device 1 according to FIG. 2 has several driving modes, which are shown in the switching matrix according to FIG. 3, the columns of the switching matrix showing the respective switching elements A, B, C, D, and the rows of the switching matrix respective driving modes H1 , H2.1 , H2.2, H2.3, H3, E2, EDA1 , EDA2 of the Motor vehicle 100 are listed. By entering a cross in a respective box of the switching matrix, a closed state of the respective switching element A, B, C, D is shown, with no entry indicating an open state of the respective switching element A, B, C, D. By means of the positive shifting elements A, B, C, D, three internal combustion engine gears or hybrid driving modes H1, H2, H3, a first purely electric gear or electric motor driving mode E2 and two electrodynamic starting modes EDA1, EDA2 are realized. The second internal combustion engine gear or hybrid driving mode H2 is divided into the switching combinations H2.1, H2.2, H2.3, whereby in the second internal combustion engine gear or hybrid driving mode H2 one of the switching elements A, C, D and additionally the second switching element B are closed. Two of the shifting elements A, B, C, D are always closed in order to implement an internal combustion engine gear or hybrid driving mode.
Das Vorwärts-Anfahren des Fahrzeugs 1 erfolgt über den Planetenradsatz 40 mittels des sogenannten elektrodynamischen Anfahrens (EDA1 bzw. EDA2), wobei über den Planetenradsatz 40 eine variable Übersetzung bereitgestellt wird. Im ersten elektrodynamischen Anfahrmodus EDA1 ist das erste Schaltelement A geschlossen, wobei alle anderen Schaltelemente B, C, D geöffnet sind. Dadurch kann über eine Kombination der Antriebsleistung der Elektromaschine 5 und der Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 3 das abgegebene Drehmoment und die abgegebene Drehzahl beliebig aufsummiert werden. Nach Fig. 2 ist der Verbrennungsmotor 3 über das erste Schaltelement A mit dem Flohlrad 42 des Planeten radsatzes 40 ver bunden, wobei die erste Elektromaschine 5 am Sonnenrad 41 des Planetenradsat zes 40 das Drehmoment des Verbrennungsmotors 3 abstützt, und wobei der Plane tenträger 43 des Planetenradsatzes 40 abtriebseitig mit der Flauptabtriebswelle 10 und dem Differential 8 wirkverbunden ist. Im zweiten elektrodynamischen Anfahrmo dus EDA2 ist das dritte Schaltelement C geschlossen, wobei alle anderen Schaltele mente A, B, D geöffnet sind. Dadurch kann ebenfalls über eine Kombination der An triebsleistung der Elektromaschine 5 und der Antriebsleistung des Verbrennungsmo tors 3 das abgegebene Drehmoment und die abgegebene Drehzahl beliebig aufsum miert werden. Der Unterschied zum ersten elektrodynamischen Anfahrmodus EDA1 besteht darin, dass im ersten elektrodynamischen Anfahrmodus EDA1 die Antriebs leistung des Verbrennungsmotors 3 über die beiden Stirnradpaare ST1 , ST2 und erst danach in den Planetenradsatz 40 geführt wird. Die Verbindung ist somit übersetzt. The vehicle 1 is driven forwards via the planetary gearset 40 by means of the so-called electrodynamic starting (EDA1 or EDA2), with a variable gear ratio being provided via the planetary gearset 40 . In the first electrodynamic starting mode EDA1, the first shifting element A is closed, with all other shifting elements B, C, D being opened. As a result, the output torque and the output speed can be added up as desired via a combination of the drive power of the electric machine 5 and the drive power of the internal combustion engine 3 . According to Fig. 2, the internal combustion engine 3 is connected via the first shifting element A to the floating gear 42 of the planetary gear set 40, with the first electric machine 5 supporting the torque of the internal combustion engine 3 on the sun gear 41 of the planetary gear set 40, and with the planetary gear carrier 43 of the Planetary gear set 40 is operatively connected on the output side to the flap output shaft 10 and the differential 8 . In the second electrodynamic starting mode EDA2, the third switching element C is closed, with all other switching elements A, B, D being open. As a result, the output torque and the output speed can also be arbitrarily summed up via a combination of the drive power to the electric machine 5 and the drive power of the combustion engine 3 . The difference to the first electrodynamic starting mode EDA1 is that in the first electrodynamic starting mode EDA1 the drive power of the internal combustion engine 3 via the two pairs of spur gears ST1, ST2 and only then in the planetary gear set 40 is performed. The connection is thus translated.
In einem ersten hybridischen Fahrmodus H1 sind das erste Schaltelement A und das vierte Schaltelement D, das den Planeten radsatz 40 verblockt, geschlossen, wobei die beiden anderen Schaltelemente B, C geöffnet sind. Dadurch ist die erste Getrie beeingangswelle 2 über das erste und zweite Stirnradpaar ST1 , ST2 und die erste Welle 11 mit dem Hohlrad 42 des Planetenradsatzes 40 antriebswirksam verbunden. Der Planetenradsatz 40 ist durch die drehfeste Verbindung von Sonnenrad 41 und Hohlrad 42 über das vierte Schaltelement D verblockt. In a first hybrid driving mode H1, the first switching element A and the fourth switching element D, which blocks the planetary gear set 40, are closed, with the other two switching elements B, C being open. As a result, the first transmission input shaft 2 is drivingly connected to the ring gear 42 of the planetary gear set 40 via the first and second pair of spur gears ST1 , ST2 and the first shaft 11 . The planetary gearset 40 is blocked by the non-rotatable connection of the sun gear 41 and the ring gear 42 via the fourth shifting element D.
In einem zweiten hybridischen Fahrmodus H2 in der ersten Schaltkombination H2.1 sind das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B geschlossen, wobei die beiden anderen Schaltelemente C, D geöffnet sind. Dadurch ist die erste Getrie beeingangswelle 2 über das erste und zweite Stirnradpaar ST1 , ST2 sowie die erste Welle 11 mit dem Hohlrad 42 des Planetenradsatzes 40 antriebswirksam verbunden und die Losradanordnung 14 ist drehfest mit der Hauptabtriebswelle 10 verbunden. In a second hybrid driving mode H2 in the first shift combination H2.1, the first shifting element A and the second shifting element B are closed, with the other two shifting elements C, D being opened. As a result, the first transmission input shaft 2 is drivingly connected to the ring gear 42 of the planetary gearset 40 via the first and second pair of spur gears ST1, ST2 and the first shaft 11, and the idler gear arrangement 14 is non-rotatably connected to the main output shaft 10.
Im zweiten hybridischen Fahrmodus H2 in der zweiten Schaltkombination H2.2 sind das zweite Schaltelement B und das vierte Schaltelement D, das zum Verblocken des Planetenradsatzes 40 ausgebildet ist, geschlossen, wobei die beiden anderen Schaltelemente A, C geöffnet sind. Dadurch ist die erste Getriebeeingangswelle 2 über das zweite Stirnradpaar ST2 mit der Hauptabtriebswelle 10 antriebswirksam verbunden. Der Planetenradsatz 40 ist durch die drehfeste Verbindung von Sonnen rad 41 und Hohlrad 42 über das vierte Schaltelement D verblockt. In the second hybrid driving mode H2 in the second shift combination H2.2, the second shifting element B and the fourth shifting element D, which is designed to block the planetary gear set 40, are closed, with the other two shifting elements A, C being opened. As a result, the first transmission input shaft 2 is drivingly connected to the main output shaft 10 via the second pair of spur gears ST2. The planetary gear set 40 is blocked by the non-rotatable connection of sun wheel 41 and ring gear 42 via the fourth switching element D.
Im zweiten hybridischen Fahrmodus H2 in der dritten Schaltkombination H2.3 sind das dritte Schaltelement C und das zweite Schaltelement B geschlossen, wobei die beiden anderen Schaltelemente A, D geöffnet sind. Dadurch ist die erste Getriebe eingangswelle 2 direkt mit der ersten Welle 11 und darüber mit dem Hohlrad 42 des Planetenradsatzes 40 antriebswirksam verbunden. Gleichzeitig ist die Losradanord nung 14 drehfest mit der Hauptabtriebswelle 10 verbunden. In einem dritten hybridischen Fahrmodus H3 sind das dritte Schaltelement C und das vierte Schaltelement D geschlossen, wobei die beiden anderen Schaltelemente A, B geöffnet sind. Dadurch ist die erste Getriebeeingangswelle 2 mit dem Hohlrad 42 an triebswirksam verbunden. Der Planeten radsatz 40 ist durch die drehfeste Verbindung von Sonnenrad 41 und Hohlrad 42 über das vierte Schaltelement D verblockt. In the second hybrid driving mode H2 in the third shift combination H2.3, the third shifting element C and the second shifting element B are closed, with the other two shifting elements A, D being open. As a result, the first transmission input shaft 2 is drivingly connected directly to the first shaft 11 and above it to the ring gear 42 of the planetary gear set 40 . At the same time, the Losradanord voltage 14 is rotatably connected to the main output shaft 10. In a third hybrid driving mode H3, the third switching element C and the fourth switching element D are closed, with the other two switching elements A, B being open. As a result, the first transmission input shaft 2 is operationally connected to the ring gear 42 . The planetary gear set 40 is blocked by the non-rotatable connection of the sun gear 41 and ring gear 42 via the fourth switching element D.
In den hybridischen Fahrmodi H1 , H2, insbesondere mit den unterschiedlichen Schaltkombinationen H2.1 , H2.2 und H2.3, sowie H3 ist der Verbrennungsmotor 3 stets am Antrieb des Fahrzeugs 100 beteiligt, wobei die erste Elektromaschine 5, im mer dann den Antrieb unterstützt, wenn das vierte Schaltelement D zum Verblocken des Planetenradsatzes 40 geschlossen ist. Ein Antriebsmoment am Sonnenrad 41 sowie ein Antriebsmoment am Hohlrad 42 werden durch den Planeten radsatz 40 auf summiert und in die Hauptabtriebswelle 10 weitergeleitet. Vorzugsweise kann in den hybridischen Fahrmodi die erste Elektromaschine 5 auf Grund von Effizienzvorteilen auch abgekoppelt werden, wobei dann das vierte Schaltelement D geöffnet wird, und wobei dann der Verbrennungsmotor 3 allein zum Antrieb des Kraftfahrzeugs 100 vor gesehen ist. In the hybrid driving modes H1, H2, in particular with the different switching combinations H2.1, H2.2 and H2.3, and H3, the internal combustion engine 3 is always involved in driving the vehicle 100, with the first electric machine 5 then always driving supported when the fourth switching element D is closed to block the planetary gear set 40. A drive torque on the sun gear 41 and a drive torque on the ring gear 42 are summed up by the planetary gear set 40 and passed on to the main output shaft 10 . In the hybrid driving modes, the first electric machine 5 can preferably also be decoupled due to efficiency advantages, in which case the fourth switching element D is opened and the internal combustion engine 3 is then provided solely for driving the motor vehicle 100 .
Mittels der ersten Elektromaschine 5 wird der erste elektromotorische Fahrmodus E2, also ein rein elektrischer Fahrmodus, realisiert, indem nur das vierte Schaltelement D geschlossen ist und alle anderen Schaltelemente A, B, C geöffnet sind. The first electromotive driving mode E2, ie a purely electric driving mode, is implemented by means of the first electric machine 5, in that only the fourth shifting element D is closed and all other shifting elements A, B, C are open.
Mittels einer solchen Hybridgetriebevorrichtung 1 lässt sich zwischen den Gängen auf zwei unterschiedliche Arten unter Last schalten. Einerseits ist eine abtriebsge stützte Lastschaltung durch die erste Elektromaschine 5, eine sogenannte EMS- Schaltung, und andererseits ist eine elektrodynamische Schaltung über den jeweili gen EDA Modus, eine sogenannte EDS-Schaltung, möglich. Such a hybrid transmission device 1 can be used to switch between the gears in two different ways under load. On the one hand, an output-supported load shift by the first electric machine 5, a so-called EMS shift, and on the other hand, an electrodynamic shift via the respective EDA mode, a so-called EDS shift, is possible.
Eine EMS-Lastschaltung kann beispielsweise abtriebsgestützt zwischen dem ersten hybridischen Fahrmodus H1 und dem zweiten hybridischen Fahrmodus H2 mit der zweiten Schaltkombination H2.2 oder alternativ zwischen dem zweiten hybridischen Fahrmodus H2 mit der zweiten Schaltkombination H2.2 und dem dritten hybridischen Fahrmodus H3 erfolgen. Beispielsweise kann ausgehend vom ersten hybridischen Fahrmodus H1 , bei dem die Schaltelemente A und D geschlossen sind, ein Lastab bau am ersten Schaltelement A und gleichzeitig ein Lastaufbau an der ersten Elekt- romaschine 5 erfolgen, wobei das erste Schaltelement A anschließend geöffnet wird. Nach dem Öffnen des ersten Schaltelements A wird die Drehzahl des Verbrennungs motors 3 abgesenkt, bis das zweite Schaltelement B synchron wird. Dazu kann der Verbrennungsmotor 3 beispielsweise in den Schubbetrieb gehen. Alternativ kann der Antrieb 103, wie in Fig. 9 bis Fig. 11 dargestellt ist, eine dritte Elektromaschine 21 aufweisen. Die dritte Elektromaschine 21 ist über ein vorzugsweise als Kette ausge bildetes Zugmittel 70 mit der Hybridgetriebevorrichtung 1 antriebswirksam verbun den. Ein vierzehntes Zahnrad 35 ist drehfest mit einer dritten Getriebeeingangs welle 19 der zweiten Elektromaschine 21 verbunden, die achsparallel zur ersten und zweiten Getriebeeingangswelle 2, 4 sowie achsparallel zum Planetenradsatz 40 und zum Differential 8 angeordnet ist. Ein fünfzehntes Zahnrad 36 ist drehfest an einer zweiten Hohlwelle 20 angeordnet, durch die die erste Getriebeeingangswelle 2 axial hindurchgeführt ist. Das fünfzehnte Zahnrad 36 ist über die zweite Hohlwelle 20 dreh fest mit dem siebten Zahnrad 28 der Anbindung des Verbrennungsmotors 3 an die Hybridgetriebevorrichtung 1 verbunden. Die zweite Hohlwelle 20 ist über die Dämp fungseinrichtung 17 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 2 drehfest verbunden.An EMS power shift can, for example, be output-supported between the first hybrid driving mode H1 and the second hybrid driving mode H2 with the second shift combination H2.2 or alternatively between the second hybrid driving mode H2 with the second shift combination H2.2 and the third hybrid Driving mode H3 take place. For example, starting from the first hybrid driving mode H1, in which the switching elements A and D are closed, a load reduction on the first switching element A and at the same time a load increase on the first electric machine 5 can take place, with the first switching element A then being opened. After opening the first switching element A, the speed of the internal combustion engine 3 is lowered until the second switching element B is synchronous. For this purpose, the internal combustion engine 3 can go into overrun mode, for example. Alternatively, as shown in FIGS. 9 to 11 , the drive 103 can have a third electric machine 21 . The third electric machine 21 is connected to the hybrid transmission device 1 in a drive-effective manner via a traction means 70, preferably in the form of a chain. A fourteenth gear 35 is rotatably connected to a third transmission input shaft 19 of the second electric machine 21, which is parallel to the axis of the first and second transmission input shaft 2, 4 and parallel to the planetary gear set 40 and the differential 8 is arranged. A fifteenth gear 36 is arranged in a torque-proof manner on a second hollow shaft 20, through which the first transmission input shaft 2 is passed axially. The fifteenth gear 36 is rotatably connected to the seventh gear 28 of the connection of the internal combustion engine 3 to the hybrid transmission device 1 via the second hollow shaft 20 . The second hollow shaft 20 is non-rotatably connected to the second transmission input shaft 2 via the damping device 17 .
Das Zugmittel 70 umschlingt die beiden Zahnräder 35, 36 und verbindet diese an triebswirksam miteinander. Im Fall einer an die erste Getriebeeingangswelle 2 ange bundenen dritten Elektromaschine 21 kann diese zur Synchronisierung des zweiten Schaltelements B generatorisch betrieben werden, wobei das zweite Schaltele mente B nach der Synchronisierung geschlossen wird. Die dritte Elektromaschine 21 ist vorliegend als Hochvolt-Startergenerator (HVSG) ausgebildet. Der Schaltvorgang vom zweiten hybridischen Fahrmodus H2 mit der zweiten Schaltkombination H2.2 in den dritten hybridischen Fahrmodus H3 erfolgt analog. Rückschaltungen erfolgen analog zu Hochschaltungen, nur in umgekehrter Reihenfolge. Schubschaltungen sind ebenfalls möglich, da die erste Elektromaschine 5 auch Antriebsmomente am Planetenradsatz 40 bremsend abstützen kann. The traction device 70 wraps around the two gears 35, 36 and connects them to each other in a drivingly effective manner. In the case of a third electric machine 21 connected to the first transmission input shaft 2, it can be operated as a generator for synchronizing the second switching element B, the second switching elements B being closed after the synchronization. The third electric machine 21 is designed here as a high-voltage starter generator (HVSG). The switching process from the second hybrid driving mode H2 with the second shift combination H2.2 to the third hybrid driving mode H3 takes place analogously. Downshifts are analogous to upshifts, only in reverse order. Overrun shifts are also possible since the first electric machine 5 can also support drive torques on the planetary gear set 40 in a braking manner.
Eine EDS-Lastschaltung kann beispielsweise elektrodynamisch zwischen dem ersten hybridischen Fahrmodus H1 und dem zweiten hybridischen Fahrmodus H2 mit der ersten Schaltkombination H2.1 oder alternativ zwischen dem zweiten hybridischen Fahrmodus H2 mit der dritten Schaltkombination H2.3 und dem dritten hybridischen Fahrmodus H3 erfolgen. Beispielsweise können ausgehend vom zweiten hybridi schen Fahrmodus H2 mit der dritten Schaltkombination H2.3, bei dem das zweite und dritte Schaltelement B, C geschlossen sind, die Antriebsmomente des Verbren nungsmotors 3 und der ersten Elektromaschine 5 derart eingestellt werden, dass ei nerseits das gewünschte Abtriebsmoment eingestellt wird und andererseits das zweite Schaltelement B lastfrei wird, wobei das zweite Schaltelement B, sobald es lastfrei ist, geöffnet wird. Anschließend werden die Antriebsmomente des Verbren nungsmotors 3 und der ersten Elektromaschine 5 derart eingestellt, dass einerseits das gewünschte Abtriebsmoment eingestellt und andererseits die Drehzahl des Ver brennungsmotors 3 abgesenkt werden, bis das vierte Schaltelement D synchron wird und in der Folge geschlossen werden kann. Dadurch wird der dritte hybridische Fahr modus H3 für den Verbrennungsmotor 3 mechanisch geschaltet, wobei die Schalt elemente C und D geschlossen sind. Der Schaltvorgang vom ersten hybridischen Fahrmodus H1 in den zweiten hybridischen Fahrmodus H2 mit der zweiten Schalt kombination H2.2 erfolgt analog. Rückschaltungen erfolgen analog zu Hochschaltun- gen, nur in umgekehrter Reihenfolge. Schubschaltungen sind ebenfalls möglich, da die erste Elektromaschine 5 auch Antriebsmomente am Planetenradsatz 40 brem send abstützen kann. An EDS load shift can, for example, electrodynamically between the first hybrid driving mode H1 and the second hybrid driving mode H2 with the first switching combination H2.1 or alternatively between the second hybrid driving mode H2 with the third switching combination H2.3 and the third hybrid driving mode H3. For example, starting from the second hybrid driving mode H2 with the third shift combination H2.3, in which the second and third shift elements B, C are closed, the drive torques of the internal combustion engine 3 and the first electric machine 5 can be set in such a way that on the one hand the desired Output torque is set and on the other hand, the second switching element B is unencumbered, the second switching element B, as soon as it is unencumbered, is opened. The drive torques of the combustion engine 3 and the first electric machine 5 are then set in such a way that on the one hand the desired output torque is set and on the other hand the speed of the combustion engine 3 is lowered until the fourth switching element D becomes synchronous and can then be closed. As a result, the third hybrid driving mode H3 for the internal combustion engine 3 is switched mechanically, with the switching elements C and D being closed. The switching process from the first hybrid driving mode H1 to the second hybrid driving mode H2 with the second switching combination H2.2 is analogous. Downshifts are analogous to upshifts, only in reverse order. Overrun shifts are also possible since the first electric machine 5 can also support braking torques on the planetary gear set 40 .
Innerhalb des zweiten hybridischen Fahrmodus H2 erfolgt das Schalten vom zweiten hybridischen Fahrmodus H2 mit der ersten Schaltkombination H2.1 in den zweiten hybridischen Fahrmodus H2 mit der dritten Schaltkombination H2.3, oder umgekehrt, mittels Vorwahlschaltung. Within the second hybrid driving mode H2, switching from the second hybrid driving mode H2 with the first shift combination H2.1 to the second hybrid driving mode H2 with the third shift combination H2.3, or vice versa, takes place by means of preselection switching.
Fig. 4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Flybridgetriebevorrichtung 1 . Die Hybridgetriebevorrichtung 1 nach Fig. 4 beruht auf der Ausgestaltung der ersten Aus führungsform nach Fig. 1 bis Fig. 3. Der Unterschied besteht im Wesentlichen darin, dass die Hybridgetriebevorrichtung 1 ein fünftes Schaltelement E zum Schalten zu mindest eines vierten verbrennungsmotorischen Ganges ZH aufweist. Das fünfte Schaltelement E ist koaxial zum Planetenradsatz 40 angeordnet und verbindet im ge- schlossenen Zustand die erste Hohlwelle 16 bzw. die Anbindung des Verbrennungs motors 3 mit dem Sonnenrad 41 bzw. der Anbindung der ersten Elektromaschine 5. Vorliegend sind das vierte und fünfte Schaltelement D, E zu einem zweiten Doppel schaltelement DS2 zusammengefasst ausgeführt. 4 shows an alternative exemplary embodiment of the flybridge transmission device 1 . The hybrid transmission device 1 according to FIG. 4 is based on the configuration of the first embodiment according to FIG. 1 to FIG. The fifth switching element E is arranged coaxially to the planetary gear set 40 and connects in ge closed state, the first hollow shaft 16 or the connection of the internal combustion engine 3 to the sun gear 41 or the connection of the first electric machine 5. In the present case, the fourth and fifth switching element D, E are combined into a second double switching element DS2.
Die Hybridgetriebevorrichtung 1 gemäß Fig. 4 weist mehrere Fahrmodi auf, die in der Schaltmatrix gemäß Fig. 5 dargestellt sind, wobei in den Spalten der Schaltmatrix die jeweiligen Schaltelemente A, B, C, D, E aufgeführt sind, und wobei in den Zeilen der Schaltmatrix die jeweiligen Fahrmodi H1 , ZH, H2.1 , H2.2, H2.3, H2.4, H3.1 , H3.2, E2, EDA1 , EDA2, LiN des Kraftfahrzeugs 100 aufgeführt sind. Durch den Eintrag eines Kreuzes in einem jeweiligen Kästchen der Schaltmatrix wird ein geschlossener Zu stand des jeweiligen Schaltelements A, B, C, D, E dargestellt, wobei kein Eintrag ei nen geöffneten Zustand des jeweiligen Schaltelements A, B, C, D, E anzeigt. Mittels der formschlüssigen Schaltelemente A, B, C, D, E werden vier verbrennungsmotori sche Gänge bzw. hybridische Fahrmodi ZH, H1 , H2, H3, ein erster rein elektromotori scher Gang bzw. elektromotorischer Fahrmodus E2, zwei elektrodynamische Anfahr modi EDA1 , EDA2 sowie ein Fahrmodus „Laden in Neutral“ bzw. LiN realisiert. Der vierte verbrennungsmotorische Gang bzw. hybridische Fahrmodus ZH liegt hinsicht lich einer Übersetzung zwischen dem ersten verbrennungsmotorischen Gang bzw. hybridischen Fahrmodus H1 und dem zweiten verbrennungsmotorischen Gang bzw. hybridischen Fahrmodus H2. Der zweite verbrennungsmotorische Gang bzw. hybridi sche Fahrmodus H2 weist zusätzlich eine vierte Schaltkombination H2.4 auf, wobei im zweiten verbrennungsmotorischen Gang bzw. hybridischen Fahrmodus eines der Schaltelemente A, C, D, E und zusätzlich das zweite Schaltelement B geschlossen sind. Der dritte verbrennungsmotorische Gang bzw. hybridische Fahrmodus H3 ist in die Schaltkombinationen H3.1 und H3.2 unterteilt, wobei im dritten verbrennungsmo torischen Gang bzw. hybridischen Fahrmodus entweder das vierte Schaltelement D zusammen mit dem dritten Schaltelement C oder das fünfte Schaltelement E zusam men mit dem dritten Schaltelement C geschlossen sind. Zur Realisierung eines ver brennungsmotorischen Ganges bzw. hybridischen Fahrmodus sind immer zwei der Schaltelemente A, B, C, D, E geschlossen. Nachfolgend wird lediglich auf die hier zusätzlich genannten Fahrmodi bzw. Schalt kombinationen eingegangen. Für die übrigen Fahrmodi bzw. Schaltkombinationen wird auf die Ausführungen zu Fig. 1 bis Fig. 3 verwiesen. The hybrid transmission device 1 according to FIG. 4 has several driving modes, which are shown in the switching matrix according to FIG. 5, the columns of the switching matrix showing the respective switching elements A, B, C, D, E, and the rows Switching matrix the respective driving modes H1, ZH, H2.1, H2.2, H2.3, H2.4, H3.1, H3.2, E2, EDA1, EDA2, LiN of the motor vehicle 100 are listed. By entering a cross in a respective box of the switching matrix, a closed state of the respective switching element A, B, C, D, E is shown, with no entry indicating an open state of the respective switching element A, B, C, D, E . By means of the positive shifting elements A, B, C, D, E, four internal combustion engine gears or hybrid driving modes ZH, H1, H2, H3, a first purely electric gear or electric driving mode E2, two electrodynamic starting modes EDA1, EDA2 and a driving mode “loading in neutral” or LiN is implemented. The fourth internal combustion engine gear or hybrid driving mode ZH is in terms of a ratio between the first internal combustion engine gear or hybrid driving mode H1 and the second internal combustion engine gear or hybrid driving mode H2. The second internal combustion engine gear or hybrid driving mode H2 also has a fourth shift combination H2.4, with one of the switching elements A, C, D, E and also the second switching element B being closed in the second internal combustion engine gear or hybrid driving mode. The third internal combustion engine gear or hybrid driving mode H3 is divided into the switching combinations H3.1 and H3.2, with the third internal combustion engine gear or hybrid driving mode either the fourth switching element D together with the third switching element C or the fifth switching element E together men are closed with the third switching element C. Two of the shifting elements A, B, C, D, E are always closed to implement a gear with an internal combustion engine or a hybrid driving mode. In the following, only the driving modes and shift combinations additionally mentioned here will be discussed. For the other driving modes or shift combinations, reference is made to the explanations relating to FIGS. 1 to 3 .
Im vierten hybridischen Fahrmodus ZH sind das erste Schaltelement A und das fünfte Schaltelement E geschlossen, wobei die anderen Schaltelemente B, C, D ge öffnet sind. Dadurch ist die erste Getriebeeingangswelle 2 über das erste und zweite Stirnradpaar ST1 , ST2 und die erste Welle 11 mit dem Flohlrad 42 des Planetenrad satzes 40 antriebswirksam verbunden und das Sonnenrad 41 ist drehfest mit der ers ten Flohlwelle 16 verbunden. In the fourth hybrid driving mode ZH, the first switching element A and the fifth switching element E are closed, with the other switching elements B, C, D ge being open. As a result, the first transmission input shaft 2 is drivingly connected via the first and second pair of spur gears ST1, ST2 and the first shaft 11 to the floating gear 42 of the planetary gear set 40 and the sun gear 41 is non-rotatably connected to the first floating shaft 16.
Im zweiten hybridischen Fahrmodus H2 in der vierten Schaltkombination H2.4 sind das zweite Schaltelement B und das fünfte Schaltelement E geschlossen, wobei die anderen Schaltelemente A, C, D geöffnet sind. Dadurch ist die erste Getriebeein gangswelle 2 über das zweite Stirnradpaar ST2 mit der Flauptabtriebswelle 10 an triebswirksam verbunden und das Sonnenrad 41 ist drehfest mit der ersten Flohl welle 16 verbunden. In the second hybrid driving mode H2 in the fourth shift combination H2.4, the second shifting element B and the fifth shifting element E are closed, with the other shifting elements A, C, D being open. As a result, the first transmission input shaft 2 is drivingly connected to the Flauptabtriebswelle 10 via the second spur gear pair ST2 and the sun gear 41 is non-rotatably connected to the first Flohl shaft 16 .
Im dritten hybridischen Fahrmodus H3 in der ersten Schaltkombination H3.1 sind das dritte Schaltelement C und das vierte Schaltelement D geschlossen. Die erste Schalt kombination H3.1 entspricht somit dem dritten hybridische Fahrmodus H3 gemäß Fig. 2 und Fig. 3. Im dritten hybridischen Fahrmodus H3 in der zweiten Schaltkombi nation H3.2 sind das dritte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement E ge schlossen. Dadurch ist die erste Getriebeeingangswelle 2 direkt mit der ersten Welle 11 und darüber mit dem Flohlrad 42 des Planetenradsatzes 40 antriebswirk sam verbunden und das Sonnenrad 41 ist drehfest mit der ersten Flohlwelle 16 ver bunden. In the third hybrid driving mode H3 in the first shift combination H3.1, the third shift element C and the fourth shift element D are closed. The first switching combination H3.1 thus corresponds to the third hybrid driving mode H3 according to FIGS. 2 and 3. In the third hybrid driving mode H3 in the second switching combination H3.2, the third switching element C and the fifth switching element E are closed. As a result, the first transmission input shaft 2 is connected directly to the first shaft 11 and above it to the floating gear 42 of the planetary gear set 40 and the sun gear 41 is connected in a rotationally fixed manner to the first floating shaft 16.
Der Fahrmodus LiN steht für „Laden in Neutral“ und erlaubt einen Generatorbetrieb der ersten Elektromaschine 5 zur Erzeugung von elektrischer Energie. In dem Fahr modus LiN ist nur das fünfte Schaltelement E geschlossen, wobei alle anderen Schaltelemente A, B, C, D geöffnet sind. Dadurch ist das Sonnenrad 41 drehfest mit der ersten Flohlwelle 16 verbunden. Der Verbrennungsmotor 3 ist mit der ersten Elektromaschine 5 antriebswirksam verbunden und vom Abtrieb, insbesondere von der Hauptabtriebswelle 10 abgekoppelt, wobei durch Antrieb der ersten Elektroma schine 5 mittels des Verbrennungsmotors 3 elektrischer Energie erzeugt wird. The LiN driving mode stands for “neutral charging” and allows the first electric machine 5 to be operated as a generator to generate electrical energy. In the LiN driving mode, only the fifth switching element E is closed, with all other switching elements A, B, C, D being open. As a result, the sun gear 41 is connected to the first floating shaft 16 in a rotationally fixed manner. The internal combustion engine 3 is with the first Electric machine 5 drivingly connected and decoupled from the output, in particular from the main output shaft 10, wherein by driving the first Elektroma machine 5 by means of the internal combustion engine 3 electrical energy is generated.
In diesem Ausführungsbeispiel sind vorteilhafterweise nur drei Aktuatoren zur Betäti gung der insgesamt fünf Schaltelemente A, B, C, D, E erforderlich. In this exemplary embodiment, only three actuators are advantageously required to actuate the total of five switching elements A, B, C, D, E.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Hybridgetriebevorrichtung 1 nach Fig. 6 ist grund sätzlich identisch zur ersten Ausführungsform ausgeführt. Es wird daher auf die Er klärungen zu Fig. 1 bis Fig. 3 verwiesen. Der Unterschied besteht im Wesentlichen darin, dass die Hybridgetriebevorrichtung 1 ein sechstes Schaltelement F zum Schal ten eines zweiten elektromotorischen Ganges E1 aufweist, wobei das sechste Schaltelement F koaxial zum Planeten radsatz 40 angeordnet ist. Mittels des sechs ten Schaltelements F wird eine drehfeste Verbindung zwischen dem Hohlrad 42 des Planetenradsatzes 40 und einem Gehäuse G der Hybridgetriebevorrichtung 1 er zeugt. Vorliegend sind das vierte und sechste Schaltelement D, F zu einem zweiten Doppelschaltelement DS2 zusammengefasst ausgeführt. Mittels des sechsten Schaltelements F lässt sich ein zweiter elektromotorischer Fahrmodus E1 realisieren, wenn nur das sechste Schaltelement F geschlossen ist und alle anderen Schaltele mente A, B, C, D geöffnet sind, wobei dann das Hohlrad 42 des Planetenradsat zes 40 am Gehäuse G festgesetzt ist, also drehfest mit dem Gehäuse G verbunden ist. Dieser zweite elektromotorische Fahrmodus E1 hat eine kürzere Übersetzung als der erste elektromotorische Fahrmodus E2 und ist deswegen vorzugsweise für einen Rückwärtsbetrieb des Kraftfahrzeugs 100 vorgesehen, wobei der erste elektromotori sche Fahrmodus E2 vorzugsweise für einen Vorwärtsbetrieb des Kraftfahrzeugs 100 vorgesehen ist. Vorteilhaft ist, dass aus Sicht der Elektromaschine 5 stets eine hohe Übersetzung im Vorwärtsbetrieb des Kraftfahrzeugs 100 gegeben ist. In den Fahr modi E1 und E2 erfolgt der Antrieb des Fahrzeugs 100 ausschließlich über die Elekt romaschine 5, wobei der Verbrennungsmotor 3 vom Antrieb entkoppelt ist. A third embodiment of the hybrid transmission device 1 according to FIG. 6 is basically identical to the first embodiment. Reference is therefore made to the explanations relating to FIGS. 1 to 3. The main difference is that the hybrid transmission device 1 has a sixth shifting element F for shifting a second electromotive gear E1, with the sixth shifting element F being arranged coaxially with the planetary gearset 40. By means of the sixth switching element F, a non-rotatable connection between the ring gear 42 of the planetary gear set 40 and a housing G of the hybrid transmission device 1 is produced. In the present case, the fourth and sixth shifting element D, F are combined to form a second double shifting element DS2. A second electromotive driving mode E1 can be implemented using the sixth switching element F if only the sixth switching element F is closed and all other switching elements A, B, C, D are open, with the ring gear 42 of the planetary gear set 40 then being fixed to the housing G is, so rotatably connected to the housing G. This second electromotive driving mode E1 has a shorter gear ratio than the first electromotive driving mode E2 and is therefore preferably provided for reverse operation of motor vehicle 100, with the first electromotive driving mode E2 preferably being provided for forward operation of motor vehicle 100. It is advantageous that from the point of view of the electric machine 5 there is always a high gear ratio in the forward operation of the motor vehicle 100 . In the driving modes E1 and E2, the vehicle 100 is driven exclusively via the electric machine 5, with the internal combustion engine 3 being decoupled from the drive.
Fig. 7 zeigt eine Kombination aus den Ausführungsformen nach Fig. 4 bis Fig. 6 ge mäß einer vierten Ausführungsform, wobei vorliegend ausgehend vom Basisgetriebe nach Fig. 1 bis Fig. 3 sowohl das fünfte als auch das sechste Schaltelement E, F er gänzt sind. Es wird im Übrigen auf die vorherigen Erklärungen verwiesen. Analog zu Fig. 4 sind das vierte und fünfte Schaltelement D, E zum zweiten Doppelschaltele ment DS2 zusammengefasst ausgeführt, wohingegen das sechste Schaltelement F und außerdem das zweite Schaltelement B auf die gegenüberliegende Seite des ers ten Stirnradpaares angeordnet ist. Dies ist von Vorteil, da dadurch diese beiden Schaltelemente B, F ebenfalls durch einen gemeinsamen - hier nicht gezeigten - Ak tuator betätigt werden können. FIG. 7 shows a combination of the embodiments according to FIG. 4 to FIG. 6 according to a fourth embodiment, in the present case starting from the basic transmission According to FIG. 1 to FIG. 3, both the fifth and the sixth switching element E, F are added. For the rest, reference is made to the previous explanations. Analogously to FIG. 4, the fourth and fifth shifting element D, E are combined to form the second double shifting element DS2, whereas the sixth shifting element F and also the second shifting element B are arranged on the opposite side of the first pair of spur gears. This is advantageous because it means that these two switching elements B, F can also be actuated by a common actuator - not shown here.
Gemäß einer axialen Reihenfolge auf der Flauptrotationsachse ist gemäß Fig. 7 unter Berücksichtigung von Fig. 9 bis Fig. 11 zunächst das Differential 8 mit dem vierten Stirnradpaar ST4, daran angrenzend der Planetenradsatz 40, daran angrenzend das dritte Stirnradpaar ST3, daran angrenzend die Anbindung der zweiten Getriebeein gangswelle 4, daran angrenzend das als zweites Doppelschaltelement DS2 ausge führte vierte und fünfte Schaltelement D, E, daran angrenzend das zweite Stirnrad paar ST2, daran angrenzend die Anbindung der ersten Getriebeeingangswelle 2, da ran angrenzend das als erstes Doppelschaltelement DS1 ausgeführte erste und dritte Schaltelement A, C daran angrenzend das erste Stirnradpaar ST1 , und daran angrenzend das zweite und sechste Schaltelement B, F. Die Hybridgetriebevorrich- tung 1 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel axial besonders kompakt ausgebildet und weist die in Fig. 5 gezeigten sowie zusätzlich den zweiten elektromotorischen Gang E1 auf. Alle Schaltelemente A, B, C, D, E, F sind als formschlüssige Schaltele mente A ausgebildet. According to an axial sequence on the axis of flat rotation, according to FIG. 7, taking into account FIGS second transmission input shaft 4, adjacent to which is the fourth and fifth shifting element D, E designed as a second double shifting element DS2, adjacent to this is the second pair of spur gears ST2, adjacent to this is the connection of the first transmission input shaft 2, then adjacent to this is the first and third shifting element A, C adjoining the first pair of spur gears ST1, and adjoining the second and sixth shifting element B, F electromotive gear E1. All switching elements A, B, C, D, E, F are designed as form-fitting switching elements A.
Fig. 8 zeigt eine fünfte Ausgestaltung der Flybridgetriebevorrichtung 1 , die im We sentlichen auf der Ausgestaltung der Hybridgetriebevorrichtung 1 gemäß Fig. 4 be ruht. Deswegen wird auf die Erklärungen zu Fig. 4 sowie zu Fig. 1 bis Fig. 3 verwie sen. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 unterscheidet sich von dem Ausfüh rungsbeispiel gemäß Fig. 4 dadurch, dass der Planetenradsatz 40 axial zwischen dem dritten Stirnradpaar ST3 und der Anbindung der ersten Elektromaschine 5 ange ordnet ist sowie eine alternative Anbindung seiner Elemente Sonnenrad 41 und Hohl rad 42 aufweist. Vorliegend ist bei geschlossenem ersten Schaltelement A die erste Hohlwelle 16 drehfest mit dem Sonnenrad 41 verbunden, wobei bei geschlossenem vierten Schaltelement D die vierte Welle 18 mit dem Hohlrad 42 antriebswirksam ver bunden ist. Die erste Elektromaschine 5 ist dadurch über die Zahnräder 25, 26, 27 an dem Hohlrad 42 des Planetenradsatzes 40 angebunden bzw. anbindbar, wobei der Verbrennungsmotor 3 über das erste und zweite Stirnradpaar ST1 , ST2 an das Son nenrad 41 des Planetenradsatzes 40 angebunden bzw. anbindbar ist. Vorteilhaft ist, dass die erste Elektromaschine 5 eine geringere Ausgleichsdrehzahl im Fahrmodus EDA1 bzw. EDA2 oder bei einer elektrodynamischen Schaltung erzeugt. Das vierte Schaltelement D ist axial angrenzend an der Anbindung des zweiten Getriebeein gangswelle 4 angeordnet und verbindet in einem geschlossenen Zustand das Hohl rad 42 drehtest mit dem Sonnenrad 41. Die Schaltmatrix gemäß Fig. 5 gilt auch für die Hybridgetriebevorrichtung 1 gemäß Fig. 8. FIG. 8 shows a fifth embodiment of the flybridge transmission device 1, which is essentially based on the embodiment of the hybrid transmission device 1 according to FIG. For this reason, reference is made to the explanations relating to FIG. 4 and to FIGS. 1 to 3 . The exemplary embodiment according to FIG. 8 differs from the exemplary embodiment according to FIG. 4 in that the planetary gear set 40 is arranged axially between the third pair of spur gears ST3 and the connection of the first electric machine 5, and an alternative connection of its sun gear 41 and ring gear 42 elements having. In the present case, when the first switching element A is closed, the first hollow shaft 16 is connected in a rotationally fixed manner to the sun gear 41 , with the first switching element A being closed fourth switching element D, the fourth shaft 18 is drivingly connected to the ring gear 42 ver. The first electric machine 5 is thus connected or can be connected to the ring gear 42 of the planetary gearset 40 via the gears 25, 26, 27, with the internal combustion engine 3 being connected or connected to the sun gear 41 of the planetary gearset 40 via the first and second pair of spur gears ST1, ST2. is connectable. It is advantageous that the first electric machine 5 generates a lower compensating speed in driving mode EDA1 or EDA2 or with an electrodynamic shift. The fourth shifting element D is arranged axially adjacent to the connection of the second transmission input shaft 4 and, in a closed state, rotationally connects the ring gear 42 to the sun gear 41. The shifting matrix according to FIG. 5 also applies to the hybrid transmission device 1 according to FIG.
Fig. 9 zeigt eine exemplarische Ausgestaltung des Antriebs 103 gemäß einer sechs ten Ausführungsform. Die Hybridgetriebevorrichtung 1 nach Fig. 9 ist identisch zur Hybridgetriebevorrichtung 1 nach Fig. 4 ausgeführt. Ferner ist die Anbindung des Verbrennungsmotors 3 sowie die Anbindung der dritten Elektromaschine 21 an die erste Getriebeeingangswelle 2 dargestellt. Dies wurde vorab bereits beschrieben. Zu erwähnen ist, dass die dritte Elektromaschine 21 alternativ auch koaxial zum Ver brennungsmotor 3 angeordnet sein kann. Ferner ist denkbar, dass die dritte Elektro maschine 21 entfällt. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn der An trieb 103 eine zweite Elektromaschine 7 an der zweiten Achse 102 des Kraftfahr zeugs 100 als Achsantrieb umfasst. Fig. 9 zeigt ebenfalls, dass die erste Welle 11 als Hohlwelle ausgeführt ist, sodass sich die zweite Seitenwelle 9b des Differentials 8 axial durch die Hybridgetriebevorrichtung 1 erstrecken kann. Fig. 9 shows an exemplary configuration of the drive 103 according to a sixth embodiment. The hybrid transmission device 1 according to FIG. 9 is designed identically to the hybrid transmission device 1 according to FIG. Furthermore, the connection of the internal combustion engine 3 and the connection of the third electric machine 21 to the first transmission input shaft 2 is shown. This has already been described above. It should be mentioned that the third electric machine 21 can alternatively also be arranged coaxially with the internal combustion engine 3 . It is also conceivable that the third electric machine 21 is omitted. This can be particularly useful when the drive 103 includes a second electric machine 7 on the second axle 102 of the motor vehicle 100 as an axle drive. 9 also shows that the first shaft 11 is designed as a hollow shaft, so that the second side shaft 9b of the differential 8 can extend axially through the hybrid transmission device 1 .
Die siebte Ausführungsform der Hybridgetriebevorrichtung 1 nach Fig. 10 sowie die achte Ausführungsform der Hybridgetriebevorrichtung 1 nach Fig. 11 sind jeweils im Wesentlichen identisch zur Ausführungsform nach Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 9 ausgebildet. Der Unterschied besteht hier vornehmlich darin, dass zwischen der An bindung der dritten Elektromaschine 21 und der ersten Getriebeeingangswelle 2 des Verbrennungsmotors 3 eine Trennkupplung K0 angeordnet ist. Diese ermöglicht, dass die dritte Elektromaschine 21 vom Antrieb entkoppelt werden kann. Ebenso wie die Schaltelemente A, B, C, D, E, F ist auch die Trennkupplung K0 zwischen einem geöffneten und einem geschlossenen Zustand schaltbar. Nach Fig. 10 ist die Trenn kupplung KO analog zu den Schaltelemente A, B, C, D, E, F als formschlüssiges Schaltelement A, insbesondere als Klauenkupplung, ausgebildet. Gemäß Fig. 11 ist die Trennkupplung KO als reibschlüssiges Schaltelement A ausgebildet, vorliegend als Lamellenkupplung mit miteinander in Reibkontakt bringbaren Lamellenpaaren.The seventh embodiment of the hybrid transmission device 1 according to FIG. 10 and the eighth embodiment of the hybrid transmission device 1 according to FIG. 11 are each configured essentially identically to the embodiment according to FIG. 4 in conjunction with FIG. The main difference here is that a separating clutch K0 is arranged between the connection between the third electric machine 21 and the first transmission input shaft 2 of the internal combustion engine 3 . This allows the third electric machine 21 to be decoupled from the drive. Just like the shifting elements A, B, C, D, E, F, the separating clutch K0 is also between a open and closed state switchable. According to FIG. 10, the separating clutch KO is designed analogously to the shifting elements A, B, C, D, E, F as a positive shifting element A, in particular as a claw clutch. According to FIG. 11, the separating clutch KO is designed as a frictionally engaged shifting element A, in the present case as a multi-plate clutch with pairs of plates that can be brought into frictional contact with one another.
Die Trennkupplung KO ist im Leistungsfluss zwischen der zweiten Hohlwelle 20 und der Dämpfungseinrichtung 17 angeordnet. The separating clutch KO is arranged in the power flow between the second hollow shaft 20 and the damping device 17 .
Es versteht sich, dass Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen und/oder den Figuren beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch miteinander kombiniert wer den können, um die vorliegend erzielbaren Vorteile und Effekte kumuliert umsetzen zu können. It goes without saying that features of the solutions described above or in the claims and/or the figures can also be combined with one another, if necessary, in order to be able to cumulatively implement the advantages and effects that can be achieved here.
Bezuqszeichen Hybridgetriebevorrichtung erste Getriebeeingangswelle Verbrennungsmotor zweite Getriebeeingangswelle erste Elektromaschine erste Übersetzungsstufe bzw. viertes Stirnradpaar zweite Elektromaschine Differential a erste Seitenwelle b zweite Seitenwelle 0 Hauptabtriebswelle 1 erste Welle 2 Zwischenwelle 3 zweite Welle 4 Losradanordnung 5 dritte Welle 6 erste Hohlwelle 7 Dämpfungseinrichtung 8 vierte Welle 9 dritte Getriebeeingangswelle 0 zweite Hohlwelle 1 dritte Elektromaschine 2 erstes Zahnrad 3 zweites Zahnrad 4 drittes Zahnrad bzw. erstes Festrad 5 viertes Zahnrad 6 fünftes Zahnrad 7 sechstes Zahnrad 8 siebtes Zahnrad 9 achtes Zahnrad 0 neuntes Zahnrad 31 zehntes Zahnrad Reference hybrid transmission device first transmission input shaft internal combustion engine second transmission input shaft first electric machine first gear stage or fourth spur gear pair second electric machine differential a first side shaft b second side shaft 0 main output shaft 1 first shaft 2 intermediate shaft 3 second shaft 4 idler wheel arrangement 5 third shaft 6 first hollow shaft 7 damping device 8 fourth shaft 9 third transmission input shaft 0 second hollow shaft 1 third electric machine 2 first gear 3 second gear 4 third gear or first fixed gear 5 fourth gear 6 fifth gear 7 sixth gear 8 seventh gear 9 eighth gear 0 ninth gear 31 tenth gear
32 elftes Zahnrad 32 eleventh gear
33 zwölftes Zahnrad bzw. zweites Festrad33 twelfth gear or second fixed gear
34 dreizehntes Zahnrad 34 thirteenth gear
35 vierzehntes Zahnrad 35 fourteenth gear
36 fünfzehntes Zahnrad 36 fifteenth gear
40 Planetenradsatz 40 planetary gear set
41 Sonnenrad 41 sun wheel
42 Hohlrad 42 ring gear
43 Planetenträger 43 planet carriers
44 Planetenrad 44 planet wheel
60 Zugmittel 60 traction means
70 Zugmittel 70 traction means
100 Kraftfahrzeug 100 motor vehicle
101 Erste Achse des Kraftfahrzeugs 101 First axle of the motor vehicle
102 Zweite Achse des Kraftfahrzeugs102 Second axle of the motor vehicle
103 Antrieb 103 drive
111 Rad 111 wheel
112 Rad 112 wheel
113 Rad 113 wheels
114 Rad 114 wheels
G Gehäuse G housing
ST1 erstes Stirnradpaar ST1 first pair of spur gears
ST2 zweites Stirnradpaar ST2 second pair of spur gears
ST3 drittes Stirnradpaar ST3 third pair of spur gears
ST4 viertes Stirnradpaar ST4 fourth pair of spur gears
DS1 erstes Doppelschaltelement DS1 first double switching element
DS2 zweites Doppelschaltelement DS2 second double switching element
A erstes Schaltelement A first switching element
B zweites Schaltelement B second switching element
C drittes Schaltelement C third switching element
D viertes Schaltelement E fünftes Schaltelement D fourth switching element E fifth switching element
F sechstes Schaltelement F sixth switching element
H1 erster verbrennungsmotorischer Gang H1 first combustion engine gear
H2 zweiter verbrennungsmotorischer Gang H2 second internal combustion engine gear
H2.1 zweiter verbrennungsmotorischer Gang in einer ersten Schaltkombination H2.2 zweiter verbrennungsmotorischer Gang in einer zweiten Schaltkombination H2.3 zweiter verbrennungsmotorischer Gang in einer dritten Schaltkombination H2.4 zweiter verbrennungsmotorischer Gang in einer vierten Schaltkombination H3 dritter verbrennungsmotorischer Gang H2.1 second internal combustion engine gear in a first shift combination H2.2 second internal combustion engine gear in a second shift combination H2.3 second internal combustion engine gear in a third shift combination H2.4 second internal combustion engine gear in a fourth shift combination H3 third internal combustion engine gear
H3.1 dritter verbrennungsmotorischer Gang in einer ersten SchaltkombinationH3.1 third internal combustion engine gear in a first shift combination
H3.2 dritter verbrennungsmotorischer Gang in einer zweiten SchaltkombinationH3.2 third internal combustion engine gear in a second shift combination
E1 zweiter elektromotorischer Gang E1 second electromotive gear
E2 erster elektromotorischer Gang E2 first electromotive gear
EDA1 erster elektrodynamischer Anfahrmodus EDA1 first electrodynamic starting mode
EDA2 zweiter elektrodynamischer Anfahrmodus EDA2 second electrodynamic starting mode
LiN Fahrmodus „Laden in Neutral“ LiN “Charge in Neutral” driving mode

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Hybridgetriebevorrichtung (1 ) für einen Antrieb (103) eines Kraftfahrzeugs (100), aufweisend First hybrid transmission device (1) for a drive (103) of a motor vehicle (100), having
• zumindest eine erste Getriebeeingangswelle (2) zur Anbindung einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors (3), • at least one first transmission input shaft (2) for connecting a crankshaft of an internal combustion engine (3),
• zumindest eine zweite Getriebeeingangswelle (4) zur Anbindung eines Rotors ei ner ersten Elektromaschine (5), • at least one second transmission input shaft (4) for connecting a rotor to a first electric machine (5),
• genau einen Planetenradsatz (40) mit einem Sonnenrad (41), einem Hohlrad (42) und einem Planetenträger (43), an dem mehrere Planetenräder (44) drehbar gela gert sind, wobei der Planetenradsatz (40) achsparallel zur ersten Getriebeein gangswelle (2) und zur zweiten Getriebeeingangswelle (4) angeordnet ist, • Exactly one planetary gear set (40) with a sun gear (41), a ring gear (42) and a planetary carrier (43) on which several planet gears (44) are rotatably gela siege, the planetary gear set (40) being axis-parallel to the first transmission input shaft ( 2) and to the second transmission input shaft (4),
• ein erstes Stirnradpaar (ST1 ), ein zweites Stirnradpaar (ST2) sowie ein drittes Stirnradpaar (ST3) und zumindest ein erstes Schaltelement (A) zum Schalten ei nes ersten verbrennungsmotorischen Ganges (H1 ), ein zweites Schaltelement (B) zum Schalten eines zweiten verbrennungsmotorischen Ganges (H2), ein drittes Schaltelement (C) zum Schalten eines dritten verbrennungsmotorischen Gan ges (H3) und zumindest ein viertes Schaltelement (D) zum Verblocken des Plane tenradsatzes (40) und zum Schalten zumindest eines ersten elektromotorischen Gangs (E2), • a first pair of spur gears (ST1), a second pair of spur gears (ST2) and a third pair of spur gears (ST3) and at least one first shifting element (A) for shifting a first internal combustion engine gear (H1), a second shifting element (B) for shifting a second internal combustion engine gear (H2), a third shifting element (C) for shifting a third internal combustion engine gear (H3) and at least a fourth shifting element (D) for locking the planetary gear set (40) and for shifting at least one first electric motor gear (E2),
• eine Hauptabtriebswelle (10), die achsparallel zur ersten Getriebeeingangs welle (2) und zur zweiten Getriebeeingangswelle (4) angeordnet ist, wobei die Hauptabtriebswelle (10) zumindest mittelbar mit wenigstens einer ersten Seiten welle (9a) antriebswirksam verbunden ist, die zur Anbindung eines jeweiligen Ra des des Kraftfahrzeugs (100) eingerichtet ist. • a main output shaft (10) which is arranged axially parallel to the first transmission input shaft (2) and to the second transmission input shaft (4), the main output shaft (10) being at least indirectly drivingly connected to at least one first side shaft (9a) which is used to connect a respective Ra of the motor vehicle (100) is set up.
2. Hybridgetriebevorrichtung (1) nach Anspruch 1 , ferner umfassend ein Differen tial (8), das koaxial zum Planeten radsatz (40) angeordnet ist und eine erste und zweite Seitenwelle (9a, 9b) aufweist, wobei die Seitenwellen (9a, 9b) mit dem Diffe rential (8) wirkverbunden sind und zur Anbindung eines jeweiligen Rades des Kraft fahrzeugs (100) eingerichtet sind, wobei die Hauptabtriebswelle (10) über eine erste Übersetzungsstufe (6) mit dem Differential (8) wirkverbunden ist. 2. Hybrid transmission device (1) according to claim 1, further comprising a differential (8) which is arranged coaxially to the planetary gear set (40) and has a first and second side shaft (9a, 9b), the side shafts (9a, 9b) are operatively connected to the differential (8) and are set up to connect a respective wheel of the motor vehicle (100), the main output shaft (10) being operatively connected to the differential (8) via a first transmission stage (6).
3. Hybridgetriebevorrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei geschlossenem ersten Schaltelement (A) die erste Getriebeeingangswelle (2) über das erste und zweite Stirnradpaar (ST1 , ST2) mit dem Hohlrad (42) oder dem Sonnenrad (41) antriebswirksam verbunden ist, wobei bei geschlossenem zweiten Schaltelement (B) die erste Getriebeeingangswelle (2) über das zweite Stirnrad paar (ST2) mit der Hauptabtriebswelle (10) antriebswirksam verbunden ist, wobei bei geschlossenem dritten Schaltelement (C) die erste Getriebeeingangswelle (2) mit dem Hohlrad (42) oder dem Sonnenrad (41 ) antriebswirksam verbunden ist. 3. Hybrid transmission device (1) according to one of the preceding claims, wherein when the first shifting element (A) is closed, the first transmission input shaft (2) has a driving effect via the first and second pair of spur gears (ST1, ST2) with the ring gear (42) or the sun gear (41). is connected, with the second switching element (B) being closed, the first transmission input shaft (2) being drivingly connected to the main output shaft (10) via the second pair of spur gears (ST2), with the first transmission input shaft (2) being connected with the third switching element (C) being closed the ring gear (42) or the sun gear (41) is drivingly connected.
4. Hybridgetriebevorrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei geschlossenem vierten Schaltelement (D) die zweite Getriebeeingangswelle (4) mit dem Hohlrad (42) oder dem Sonnenrad (41) antriebswirksam verbunden ist. 4. Hybrid transmission device (1) according to one of the preceding claims, wherein when the fourth switching element (D) is closed, the second transmission input shaft (4) is drivingly connected to the ring gear (42) or the sun gear (41).
5. Hybridgetriebevorrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein fünftes Schaltelement (E) zum Schalten zumindest eines vierten ver brennungsmotorischen Ganges (ZH) aufweist, wobei das fünfte Schaltelement (E) koaxial zum Planetenradsatz (40) angeordnet ist. 5. Hybrid transmission device (1) according to one of the preceding claims, further comprising a fifth shifting element (E) for shifting at least a fourth internal combustion engine gear (ZH), wherein the fifth shifting element (E) is arranged coaxially to the planetary gear set (40).
6. Hybridgetriebevorrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein sechstes Schaltelement (F) zum Schalten eines zweiten elektromoto rischen Ganges (E1) aufweist, wobei das sechste Schaltelement (F) koaxial zum Pla netenradsatz (40) angeordnet ist. 6. Hybrid transmission device (1) according to one of the preceding claims, further comprising a sixth switching element (F) for switching a second electromotive gear (E1), wherein the sixth switching element (F) is arranged coaxially to the planetary gear set (40).
7. Hybridgetriebevorrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das sechste Schaltelement (F) zur drehfesten Verbindung des Hohlrades (42) mit ei nem Gehäuse (G) der Hybridgetriebevorrichtung (1 ) eingerichtet ist. 7. Hybrid transmission device (1) according to one of the preceding claims, wherein the sixth switching element (F) for the non-rotatable connection of the ring gear (42) with egg nem housing (G) of the hybrid transmission device (1) is set up.
8. Hybridgetriebevorrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste Schaltelement (A) und das dritte Schaltelement (C) zu einem Doppelschalt element (DS1 ) zusammengefasst ausgebildet sind. 8. Hybrid transmission device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the first switching element (A) and the third switching element (C) to form a double switching element (DS1) are combined.
9. Hybridgetriebevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei auf der Hauptabtriebswelle (10) wenigstens ein erstes Festrad (24) und eine Losrad anordnung (14), bestehend aus zwei drehtest miteinander verbundenen Zahnrä dern (30, 31), angeordnet sind. 9. Hybrid transmission device (1) according to one of the preceding claims, wherein on the main output shaft (10) at least a first fixed wheel (24) and a loose wheel arrangement (14) consisting of two rotationally connected gear wheels (30, 31) are arranged .
10. Hybridgetriebevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Getriebeeingangswelle (2) zumindest über ein Zugmittel (60) und/oder über mindestens ein Zahnrad (28) mit der Hybridgetriebevorrichtung (1) wirkverbunden ist. 10. Hybrid transmission device (1) according to one of the preceding claims, wherein the first transmission input shaft (2) is operatively connected to the hybrid transmission device (1) at least via a traction mechanism (60) and/or via at least one gear wheel (28).
11. Hybridgetriebevorrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Getriebeeingangswelle (4) zumindest über ein Zugmittel und/oder über mindestens ein Zahnrad (25) mit der Hybridgetriebevorrichtung (1) wirkverbunden ist. 11. Hybrid transmission device (1) according to one of the preceding claims, wherein the second transmission input shaft (4) is operatively connected to the hybrid transmission device (1) at least via a traction mechanism and/or via at least one gear wheel (25).
12. Hybridgetriebevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die zweite Seitenwelle (9b) des Differentials (8) axial durch die Hybridgetriebe vorrichtung (1) erstreckt. 12. Hybrid transmission device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the second side shaft (9b) of the differential (8) extends axially through the hybrid transmission device (1).
13. Hybridgetriebevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei alle Schaltelemente (A, B, C, D, E, F) als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind. 13. Hybrid transmission device (1) according to any one of the preceding claims, wherein all shifting elements (A, B, C, D, E, F) are designed as positive shifting elements.
14. Antrieb (103) für ein Kraftfahrzeug (100), umfassend eine an einer ersten Achse (101) des Kraftfahrzeugs (100) antriebswirksam angeordnete Hybridgetriebe vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 sowie zumindest eine erste Elekt- romaschine (5) und ein Verbrennungsmotor (3) aufweist, wobei der Verbrennungs motor (3) achsparallel zur zumindest ersten Elektromaschine (5) angeordnet ist. 14. Drive (103) for a motor vehicle (100), comprising a hybrid transmission device (1) according to one of claims 1 to 13, which is arranged in a drivingly active manner on a first axle (101) of the motor vehicle (100), and at least one first electric machine (5 ) and an internal combustion engine (3), wherein the internal combustion engine (3) is arranged axially parallel to at least the first electric machine (5).
15. Antrieb (103) nach Anspruch 14, ferner umfassend eine zweite Elektroma schine (7), die an einer zweiten Achse (102) des Kraftfahrzeugs (100) antriebswirk sam angeordnet ist. 15. Drive (103) according to claim 14, further comprising a second Elektroma machine (7) on a second axle (102) of the motor vehicle (100) is arranged drive-active Sam.
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