DE102019104990B4 - Vehicle drive with power-split transmission - Google Patents

Vehicle drive with power-split transmission Download PDF

Info

Publication number
DE102019104990B4
DE102019104990B4 DE102019104990.3A DE102019104990A DE102019104990B4 DE 102019104990 B4 DE102019104990 B4 DE 102019104990B4 DE 102019104990 A DE102019104990 A DE 102019104990A DE 102019104990 B4 DE102019104990 B4 DE 102019104990B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drive
gear
clutch
web
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102019104990.3A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102019104990A1 (en
Inventor
Tim Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Original Assignee
IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr filed Critical IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority to DE102019104990.3A priority Critical patent/DE102019104990B4/en
Publication of DE102019104990A1 publication Critical patent/DE102019104990A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102019104990B4 publication Critical patent/DE102019104990B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44Series-parallel type
    • B60K6/442Series-parallel switching type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54Transmission for changing ratio
    • B60K6/547Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

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

Abstract

Fahrzeugantrieb (1) mit leistungsverzweigtem Getriebe umfassend in einem Gehäuse (14)
- ein erstes Umlaufrädergetriebe (7) mit einem ersten Sonnenrad (6), einem mehrere erste Planetenräder tragenden ersten Steg (15) und einem ersten Hohlrad (19), wobei das erste Sonnenrad (6) mittels einer Bremse (13) mit dem Gehäuse (14) schaltbar verbunden oder nicht verbunden ist,
- ein zweites Umlaufrädergetriebe (10) mit einem zweiten Sonnenrad (12), einem mehrere zweite Planetenräder tragenden zweiten Steg (9) und einem zweiten Hohlrad (18), wobei der zweite Steg (9) mit dem ersten Hohlrad (19) und das zweite Hohlrad (18) mit dem ersten Steg (15) verbunden ist,
- ein erstes Antriebsaggregat (2), welches mittels einer ersten Kupplung (5) mit dem ersten Sonnenrad (6) und mittels einer zweiten Kupplung (8) mit dem zweiten Steg (9) schaltbar verbunden oder nicht verbunden ist,
- ein zweites Antriebsaggregat (3), welches mit dem zweiten Sonnenrad (12) verbunden ist, und
- einen Getriebeausgang (17), welcher durch den ersten Steg (15) und dem zweiten Hohlrad (18) gebildet wird.

Figure DE102019104990B4_0000
Vehicle drive (1) with a power-split transmission comprising in a housing (14)
- a first epicyclic gear (7) with a first sun gear (6), a first web (15) carrying a plurality of first planetary gears and a first ring gear (19), the first sun gear (6) being connected to the housing (13) by means of a brake (13). 14) is switchably connected or not connected,
- a second planetary gear (10) with a second sun gear (12), a second web (9) carrying several second planet gears and a second ring gear (18), the second web (9) with the first ring gear (19) and the second Ring gear (18) is connected to the first web (15),
- a first drive unit (2), which is switchably connected or not connected to the first sun gear (6) by means of a first clutch (5) and to the second web (9) by means of a second clutch (8),
- a second drive unit (3), which is connected to the second sun gear (12), and
- A transmission output (17), which is formed by the first web (15) and the second ring gear (18).
Figure DE102019104990B4_0000

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugantrieb mit leistungsverzweigtem Getriebe für Hybridfahrzeuge, welcher wenigstens zwei Antriebsaggregate, insbesondere eine Brennkraftmaschine und wenigstens eine elektrische Maschine aufweist.The present invention relates to a vehicle drive with a power-split transmission for hybrid vehicles, which has at least two drive units, in particular an internal combustion engine and at least one electric machine.

Stand der TechnikState of the art

Fahrzeuge werden mit einem Hybridantrieb im Antriebsstrang ausgestattet, um den Wirkungsgrad des Antriebs zu verbessern. Dazu werden vorrangig Brennkraftmaschinen mit elektrischen Maschinen über ein gemeinsames Getriebe miteinander kombiniert.Vehicles are equipped with a hybrid drive in the powertrain to improve the efficiency of the drive. For this purpose, internal combustion engines are primarily combined with electrical machines via a common transmission.

Der Hybridantrieb kann dabei als serieller Hybridantrieb ausgeführt sein, bei welchem die Brennkraftmaschine eine elektrische Maschine als Generator antreibt und die dadurch bereitgestellte elektrische Energie von einer weiteren elektrischen Maschine als Motor zum Antrieb des Fahrzeugs genutzt wird.The hybrid drive can be designed as a serial hybrid drive, in which the internal combustion engine drives an electric machine as a generator and the electrical energy thereby provided is used by another electric machine as a motor to drive the vehicle.

Alternativ kann der Hybridantrieb als paralleler Hybridantrieb ausgeführt werden, bei welchem die Brennkraftmaschine und die elektrische Maschine mit dem Antriebsstrang gekoppelt sind und unabhängig voneinander auf den Antriebsstrang wirken und somit beide zum Antrieb des Fahrzeugs zur Verfügung stehen.Alternatively, the hybrid drive can be designed as a parallel hybrid drive, in which the internal combustion engine and the electric machine are coupled to the drive train and act on the drive train independently of one another and are therefore both available to drive the vehicle.

Weiter stehen Hybridantriebe zur Verfügung, welche die Eigenschaften eines seriellen Hybridantriebs und eines parallelen Hybridantriebs miteinander verbinden. Durch diese Kombination können verschiedene Betriebsarten bereitgestellt werden, bei welchen die Brennkraftmaschine für einen seriellen Hybridantrieb nur mit der elektrischen Maschine als Generator zur Bereitstellung von elektrischer Energie gekoppelt ist, so dass diese dann von der weiteren elektrischen Maschine als Motor zum Antrieb genutzt werden kann, oder für einen parallelen Hybridantrieb mit dem Antriebsstrang mechanisch gekoppelt ist. Zudem wird dadurch auch ein leistungsverzweigter Hybridantrieb zur Verfügung gestellt, bei welchem die Brennkraftmaschine mechanisch mit dem Antriebsstrang gekoppelt ist und zusätzlich die elektrischen Maschinen als Motor-Generator-Einheit betrieben werden. Zusammen mit einem Differentialgetriebe werden dann kontinuierlich variable Getriebeübersetzungen ermöglicht. Als Differentialgetriebe werden dazu vorrangig Umlaufrädergetriebe verwendet, wobei diese Umlaufrädergetriebe unterschiedliche Strukturen und unterschiedliche Schaltmöglichkeiten aufweisen.Hybrid drives are also available that combine the properties of a serial hybrid drive and a parallel hybrid drive. This combination makes it possible to provide various operating modes in which the internal combustion engine for a serial hybrid drive is only coupled to the electric machine as a generator to provide electrical energy, so that this can then be used by the further electric machine as a motor for driving, or is mechanically coupled to the drive train for a parallel hybrid drive. In addition, a power-split hybrid drive is also provided in which the internal combustion engine is mechanically coupled to the drive train and the electrical machines are also operated as a motor-generator unit. Together with a differential gear, continuously variable gear ratios are then made possible. Planetary gear transmissions are primarily used as differential gears, with these epicyclic gear transmissions having different structures and different switching options.

In Automatikgetrieben für Kraftfahrzeuge kommen verschiedene Umlaufrädergetriebe zum Einsatz. So ist beispielsweise der Simpson-Planetenradsatz bekannt, welche für drei Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zwei miteinander gekoppelte Umlaufrädergetriebe aufweist. Die gekoppelten Umlaufrädergetriebe verfügen über ein gemeinsames Sonnenrad und jeweils einen Planetenräder aufnehmenden Steg, welcher mit dem Hohlrad des jeweils anderen Umlaufrädergetriebes verbunden ist.Various epicyclic gears are used in automatic transmissions for motor vehicles. For example, the Simpson planetary gear set is known, which has two planetary gear transmissions coupled to one another for three forward gears and one reverse gear. The coupled epicyclic gearboxes have a common sun gear and a web that accommodates planetary gears, which is connected to the ring gear of the other epicyclic gearbox.

Aus der Patentschrift US 7 252 611 B2 ist ein elektrisch leistungsverzweigtes Getriebe mit zwei einfachen miteinander kombinierten Umlaufrädergetrieben bekannt. In einem Ausführungsbeispiel ist ein erstes Sonnenrad eines ersten Umlaufrädergetriebes mit einer ersten elektrischen Maschine, ein zweites Sonnenrad eines zweiten Umlaufrädergetriebes mit einer zweiten elektrischen Maschine und ein erster Steg des ersten Umlaufrädergetriebes mit einem zweiten Hohlrad des zweiten Umlaufrädergetriebes verbunden. Mittels einer ersten Bremse ist das erste Sonnenrad mit einem Gehäuse des Getriebes und mittels einer zweiten Bremse das zweite Sonnenrad mit dem Gehäuse verbindbar. Eine Brennkraftmaschine ist mittels einer ersten Kupplung mit dem ersten Steg und mit dem zweiten Hohlrad und mittels einer zweiten Kupplung mit dem ersten Sonnenrad und der ersten elektrischen Maschine verbindbar. Mittels einer dritten Kupplung ist ein erstes Hohlrad des ersten Umlaufrädergetriebes mit einem zweiten Steg des zweiten Umlaufrädergetriebes verbindbar. Der zweite Steg ist zudem mit dem Getriebeausgang verbunden. Weiter werden sieben verschiedene Schaltungen beschrieben.From the patent specification US 7,252,611 B2 an electrically power-split transmission with two simple planetary gear transmissions combined with one another is known. In one embodiment, a first sun gear of a first epicyclic gear is connected to a first electric machine, a second sun gear of a second epicyclic gear is connected to a second electric machine and a first web of the first epicyclic gear is connected to a second ring gear of the second epicyclic gear. The first sun gear can be connected to a housing of the transmission by means of a first brake and the second sun gear can be connected to the housing by means of a second brake. An internal combustion engine can be connected to the first web and to the second ring gear by means of a first clutch and to the first sun gear and the first electric machine by means of a second clutch. By means of a third clutch, a first ring gear of the first epicyclic gear transmission can be connected to a second web of the second epicyclic gear transmission. The second web is also connected to the transmission output. Seven different circuits are also described.

Aus der Patentschrift US 7 645 205 B2 ist ein elektrisch leistungsverzweigtes Getriebe mit zwei einfachen miteinander kombinierten Umlaufrädergetrieben bekannt. Dabei ist ein erster Steg eines ersten Umlaufrädergetriebes mit einem zweiten Hohlrad des zweiten Umlaufrädergetriebes und ein zweiter Steg des zweiten Umlaufrädergetriebes mit einem ersten Hohlrad des ersten Umlaufrädergetriebes verbunden. Das zweite Hohlrad ist mit dem Getriebeausgang verbunden. Eine Brennkraftmaschine ist mit dem zweiten Steg verbunden. Eine erste elektrische Maschine ist mittels einer ersten Kupplung mit einem ersten Sonnenrad des ersten Umlaufrädergetriebes und mittels einer zweiten Kupplung mit einem zweiten Sonnenrad des zweiten Umlaufrädergetriebes verbindbar. Eine zweite elektrische Maschine ist mittels einer dritten Kupplung mit dem zweiten Steg und mittels einer vierten Kupplung mit dem Gehäuseausgang verbindbar.From the patent specification US 7,645,205 B2 an electrically power-split transmission with two simple planetary gear transmissions combined with one another is known. A first web of a first epicyclic gear is connected to a second ring gear of the second epicyclic gear and a second web of the second epicyclic gear is connected to a first ring gear of the first epicyclic gear. The second ring gear is connected to the transmission output. An internal combustion engine is connected to the second web. A first electric machine can be connected to a first sun gear of the first epicyclic gearing by means of a first clutch and to a second sun gear of the second epicyclic gearing by means of a second clutch. A second electric machine can be connected to the second web by means of a third clutch and to the housing outlet by means of a fourth clutch.

Aus der Veröffentlichung DE 11 2011 105 768 T5 ist eine Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung bekannt. Die Antriebsvorrichtung weist ein erstes Umlaufrädergetriebe, ein zweites Umlaufrädergetriebe und eine Kupplung auf, wobei ein Sonnenrad des ersten Umlaufrädergetriebes mit einer ersten elektrischen Maschine, ein Steg des ersten Umlaufrädergetriebes mit dem Getriebeausgang, ein Hohlrad des ersten Umlaufrädergetriebes über eine Kupplung mit einer Brennkraftmaschine, ein Sonnenrad des zweiten Umlaufrädergetriebes mit einer zweiten elektrischen Maschine, ein Steg des zweiten Umlaufrädergetriebes über eine Kupplung mit dem Hohlrad des ersten Umlaufrädergetriebes und der Brennkraftmaschine und ein Hohlrad des zweiten Umlaufrädergetriebes mit dem Getriebeausgang verbunden ist. Zudem ist eine Bremse vorgesehen, mittels welcher der Steg des zweiten Umlaufrädergetriebes mit einem Gehäuse der Antriebsvorrichtung schaltbar fest verbunden oder nicht verbunden ist. Weiter werden fünf verschiedene Betriebsarten beschrieben.From the publication DE 11 2011 105 768 T5 a hybrid vehicle driving device is known. The drive device has a first epicyclic gear and a second Epicyclic gearbox and a clutch, wherein a sun gear of the first epicyclic gearbox with a first electric machine, a web of the first epicyclic gearbox with the transmission output, a ring gear of the first epicyclic gearbox via a clutch with an internal combustion engine, a sun gear of the second epicyclic gearbox with a second electric machine, a web of the second epicyclic gear is connected via a clutch to the ring gear of the first epicyclic gear and the internal combustion engine and a ring gear of the second epicyclic gear is connected to the transmission output. In addition, a brake is provided, by means of which the web of the second epicyclic gear transmission is firmly connected or not connected to a housing of the drive device in a switchable manner. Five different operating modes are also described.

Aus der Offenlegungsschrift US 2015 / 0 151 625 A1 ist ein Getriebe mit zwei elektrischen Maschinen für einen Hybridantrieb bekannt. Das Getriebe weist zwei miteinander kombinierte Umlaufrädergetriebe auf. In einer Ausführungsform ist ein Getriebeeingang mittels einer ersten Kupplung mit einem ersten Sonnenrad eines ersten Umlaufrädergetriebes, mittels einer zweiten Kupplung mit einem ersten Steg des ersten Umlaufrädergetriebes und mittels einer dritten Kupplung mit einem zweiten Sonnenrad eines zweiten Umlaufrädergetriebes verbunden. Eine erste elektrische Maschine ist mit dem ersten Sonnenrad und eine zweite elektrische Maschine mit dem zweiten Sonnenrad verbunden. Ein erstes Hohlrad des ersten Umlaufrädergetriebes ist mit einem zweiten Steg des zweiten Umlaufrädergetriebes verbunden, wobei der zweite Steg des zweiten Umlaufrädergetriebes mit einem Getriebeausgang verbunden ist. Ein zweites Hohlrad des zweiten Umlaufrädergetriebes ist mittels einer Bremse mit dem Gehäuse des Getriebes verbindbar. Weiter ist ein Freilauf vorgesehen, welcher mit der Eingangswelle verbunden ist. Es werden neun unterschiedliche Betriebsarten bereitgestellt.From the disclosure document US 2015 / 0 151 625 A1 a transmission with two electric machines for a hybrid drive is known. The transmission has two epicyclic gearboxes combined with each other. In one embodiment, a transmission input is connected to a first sun gear of a first epicyclic gearing by means of a first clutch, to a first web of the first epicyclic gearing by means of a second clutch, and to a second sun gear of a second epicyclic gearing by means of a third clutch. A first electrical machine is connected to the first sun gear and a second electrical machine is connected to the second sun gear. A first ring gear of the first epicyclic gear is connected to a second web of the second epicyclic gear, the second web of the second epicyclic gear being connected to a transmission output. A second ring gear of the second planetary gear transmission can be connected to the housing of the transmission by means of a brake. A freewheel is also provided, which is connected to the input shaft. Nine different operating modes are provided.

Aus der Offenlegungsschrift US 2017 / 0 151 865 A1 ist ein Antriebsstrang für Fahrzeuge bekannt, welcher eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Maschine und zwei miteinander gekoppelte Umlaufrädergetriebe mit zwei Kupplungen und zwei Bremsen aufweist. Die Brennkraftmaschine ist mittels einer ersten Kupplung mit einem ersten Sonnenrad eines ersten Umlaufrädergetriebes und mittels einer zweiten Kupplung mit einem zweiten Steg eines zweiten Umlaufrädergetriebes verbindbar. Die elektrische Maschine ist mit einem zweiten Sonnenrad des zweiten Umlaufrädergetriebes verbunden und weiter mittels einer ersten Bremse mit einem Gehäuse des Antriebsstrangs verbindbar. Ein erster Steg des ersten Umlaufrädergetriebes ist mit einem zweiten Hohlrad des zweiten Umlaufrädergetriebes und weiter mit einem Getriebeausgang verbunden. Der zweite Steg ist mit einem ersten Hohlrad des ersten Umlaufrädergetriebes verbunden und weiter mittels einer zweiten Bremse mit dem Gehäuse verbindbar. Es werden fünf unterschiedliche Schaltzustände realisiert.From the disclosure document US 2017 / 0 151 865 A1 a drive train for vehicles is known which has an internal combustion engine, an electric machine and two planetary gear transmissions coupled to one another with two clutches and two brakes. The internal combustion engine can be connected to a first sun gear of a first epicyclic gear transmission by means of a first clutch and to a second web of a second epicyclic gear transmission by means of a second clutch. The electric machine is connected to a second sun gear of the second epicyclic gear transmission and can further be connected to a housing of the drive train by means of a first brake. A first web of the first epicyclic gear transmission is connected to a second ring gear of the second epicyclic gear transmission and further to a transmission output. The second web is connected to a first ring gear of the first epicyclic gear transmission and can further be connected to the housing by means of a second brake. Five different switching states are implemented.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2010 061 054 A1 ist ein Fahrzeugantrieb mit leistungsverzweigtem Getriebe bekannt. Der Fahrzeugantrieb weist ein erstes Umlaufrädergetriebe mit erstem Sonnenrad, erstem Steg und erstem Hohlrad, wobei das erste Sonnenrad mittels einer ersten Bremse mit einem Gehäuse verbindbar ist, ein zweites Umlaufrädergetriebe mit zweitem Sonnenrad, zweitem Steg und zweitem Hohlrad, wobei das zweite Sonnenrad mittels einer zweiten Bremse mit dem Gehäuse verbindbar ist, der zweite Steg mittels einer zweiten Kupplung mit dem ersten Hohlrad und mittels einer ersten Kupplung mit dem ersten Sonnenrad verbindbar ist und das zweite Hohlrad mit dem ersten Steg verbunden ist, auf. Weiter ist ein erstes Antriebsaggregat mit dem zweiten Steg verbunden, ein zweites Antriebsaggregat ist mit dem zweiten Sonnenrad und ein drittes Antriebsaggregat mit dem ersten Hohlrad verbunden. Ein Getriebeausgang ist durch den ersten Steg und das zweite Hohlrad gebildet.From the disclosure document DE 10 2010 061 054 A1 a vehicle drive with a power-split transmission is known. The vehicle drive has a first epicyclic gear with a first sun gear, a first web and a first ring gear, the first sun gear being connectable to a housing by means of a first brake, a second epicyclic gear with a second sun gear, a second web and a second ring gear, the second sun gear by means of a second Brake can be connected to the housing, the second web can be connected to the first ring gear by means of a second clutch and to the first sun gear by means of a first clutch, and the second ring gear is connected to the first web. Furthermore, a first drive unit is connected to the second web, a second drive unit is connected to the second sun gear and a third drive unit is connected to the first ring gear. A transmission output is formed by the first web and the second ring gear.

Aus der Veröffentlichung DE 11 2008 001 322 T5 ist eine Hybridantriebsvorrichtung mit zwei miteinander gekoppelten Umlaufrädergetrieben, zwei elektrischen Maschinen, einer Brennkraftmaschine, zwei ausgangsseitigen Kupplungen und einer Bremse bekannt, wobei eine der elektrischen Maschinen über eine Zwischenwelle zwischen einem Getriebeausgang und einem Antriebsdifferential mit dem Getriebeausgang verbunden ist.From the publication DE 11 2008 001 322 T5 a hybrid drive device with two planetary gear transmissions coupled to one another, two electrical machines, an internal combustion engine, two output-side clutches and a brake is known, one of the electrical machines being connected to the transmission output via an intermediate shaft between a transmission output and a drive differential.

Aus der Veröffentlichung DE 11 2009 005 049 T5 ist ein Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, zwei miteinander kombinierten Umlaufrädergetrieben mit einer Bremse, einer ersten mit den kombinierten Umlaufrädergetrieben verbundenen elektrischen Maschine, einem mit dem Getriebeausgang und einer zweiten elektrischen Maschine verbundenen zusätzlichen Umlaufrädergetriebe mit einer zusätzlichen Bremse und einem mit dem Getriebeausgang verbundenen Antriebsdifferential bekannt.From the publication DE 11 2009 005 049 T5 a hybrid vehicle is known with an internal combustion engine, two epicyclic gearboxes combined with one another with a brake, a first electric machine connected to the combined epicyclic gearboxes, an additional epicyclic gearbox connected to the gearbox output and a second electric machine with an additional brake and a drive differential connected to the gearbox output.

Aus der Patentschrift US 5 730 675 A ist ein Hybridantrieb mit einer Brennkraftmaschine, einer elektrischen Maschine und zwei miteinander kombinierten Umlaufrädergetrieben mit gemeinsamer Sonnenradwelle bekannt. Mittels einer ersten Kupplung ist die Brennkraftmaschine mit einem zweiten Hohlrad eines zweiten Umlaufrädergetriebes und mittels einer zweiten Kupplung mit der gemeinsamen Sonnenradwelle verbindbar. Die gemeinsame Sonnenradwelle ist weiter mittels einer Bremse mit dem Gehäuse verbindbar. Die elektrische Maschine ist mit einem ersten Steg eines ersten Umlaufrädergetriebes verbunden. Ein erstes Hohlrad des ersten Umlaufrädergetriebes und ein zweiter Steg des zweiten Umlaufrädergetriebes bilden einen Getriebeausgang, welcher mit einem Antriebsdifferential verbunden ist.From the patent specification US 5,730,675 A a hybrid drive with an internal combustion engine, an electric machine and two combined epicyclic gears with a common sun gear shaft is known. By means of a first clutch, the internal combustion engine is connected to a second ring gear of a second epicyclic gear transmission and means a second clutch can be connected to the common sun gear shaft. The common sun gear shaft can also be connected to the housing using a brake. The electric machine is connected to a first web of a first epicyclic gear transmission. A first ring gear of the first epicyclic gear and a second web of the second epicyclic gear form a transmission output which is connected to a drive differential.

Aufgabe der ErfindungTask of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Fahrzeugantrieb mit leistungsverzweigtem Getriebe für Hybridfahrzeuge bereitzustellen.The object of the invention is to provide an improved vehicle drive with a power-split transmission for hybrid vehicles.

Lösung der AufgabeSolution to the task

Die Aufgabe wird durch einen Fahrzeugantrieb mit leistungsverzweigtem Getriebe für Hybridfahrzeuge mit wenigstens zwei Antriebsaggregaten nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem Ausführungsbeispiel.The task is achieved by a vehicle drive with a power-split transmission for hybrid vehicles with at least two drive units according to the features of patent claim 1. Advantageous further developments result from the subclaims and the exemplary embodiment.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Erfindung stellt einen erfindungsgemäß vorteilhaften Fahrzeugantrieb mit leistungsverzweigtem Getriebe bereit. Der Fahrzeugantrieb ist besonders für Hybridfahrzeuge geeignet. Der Fahrzeugantrieb weist wenigstens zwei Antriebsaggregate, insbesondere eine Brennkraftmaschine und wenigstens eine elektrische Maschine, sowie zwei miteinander kombinierte Umlaufrädergetriebe mit einem Getriebeausgang, mit wenigstens zwei schaltbaren Kupplungen und mit einer schaltbaren Bremse in einem Gehäuse auf.The invention provides a vehicle drive with a power-split transmission that is advantageous according to the invention. The vehicle drive is particularly suitable for hybrid vehicles. The vehicle drive has at least two drive units, in particular an internal combustion engine and at least one electric machine, as well as two planetary gear transmissions combined with one another with a transmission output, with at least two switchable clutches and with a switchable brake in a housing.

Ein erstes Umlaufrädergetriebe weist ein erstes Sonnenrad, einen mehrere erste Planetenräder tragenden ersten Steg und ein erstes Hohlrad auf. Ein zweites Umlaufrädergetriebe weist ein zweites Sonnenrad, einen mehrere zweite Planetenräder tragenden zweiten Steg und ein zweites Hohlrad auf. Der zweite Steg ist mit dem ersten Hohlrad und das zweite Hohlrad mit dem ersten Steg verbunden. Der Getriebeausgang wird durch den ersten Steg des ersten Umlaufrädergetriebes und das zweite Hohlrad des zweiten Umlaufrädergetriebes gebildet.A first epicyclic gear has a first sun gear, a first web carrying a plurality of first planetary gears and a first ring gear. A second epicyclic gear has a second sun gear, a second web carrying a plurality of second planetary gears and a second ring gear. The second web is connected to the first ring gear and the second ring gear is connected to the first web. The transmission output is formed by the first web of the first epicyclic gear and the second ring gear of the second epicyclic gear.

Weiter sind beide Sonnenräder jeweils mit einem separaten Antriebsaggregat verbunden. Ein erstes Antriebsaggregat ist mittels einer ersten Kupplung mit dem ersten Sonnenrad des ersten Umlaufrädergetriebes und mittels einer zweiten Kupplung mit dem zweiten Steg des zweiten Umlaufrädergetriebes schaltbar verbunden oder nicht verbunden. Weiter ist ein zweites Antriebsaggregat mit dem zweiten Sonnenrad des zweiten Umlaufrädergetriebes verbunden. Weiter ist das erste Sonnenrad des ersten Umlaufrädergetriebes mittels der Bremse mit dem Gehäuse schaltbar verbunden oder nicht verbunden.Furthermore, both sun wheels are each connected to a separate drive unit. A first drive unit is switchably connected or not connected to the first sun gear of the first epicyclic gear transmission by means of a first clutch and to the second web of the second epicyclic gear transmission by means of a second clutch. Furthermore, a second drive unit is connected to the second sun gear of the second epicyclic gear transmission. Furthermore, the first sun gear of the first epicyclic gear transmission is switchably connected or not connected to the housing by means of the brake.

Mittels der wenigstens zwei Kupplungen und der Bremse, sowie der zwei Umlaufrädergetriebe mit den wenigstens zwei Antriebsaggregaten werden wenigstens sechs unterschiedliche lastschaltbare Schaltzustände realisiert. Diese Schaltzustände ermöglichen verschiedene Betriebsarten, welche den alleinigen Antrieb mittels eines Antriebsaggregates und den parallelen Antrieb mittels wenigstens zwei Antriebsaggregaten umfassen. Dabei ergeben sich wenigstens vier Schaltzustände, in welchen sich die beiden Umlaufrädergetriebe mit den Antriebsaggregaten im Zwangslauf befinden und sich somit zwischen den Antriebsaggregaten und dem Getriebeausgang eine feste Übersetzung ergibt. Weiter ergeben sich zwei Schaltzustände, in welchen sich die beiden Umlaufrädergetriebe mit den Antriebsaggregaten nicht im Zwangslauf befinden und die Umlaufrädergetriebe durch den unabhängigen Betrieb von wenigstens zwei Antriebsaggregaten als Summier- oder Verteilergetriebe arbeiten. Dadurch ist eine kontinuierlich variable Übersetzung zwischen den Antriebsaggregaten und dem Getriebeausgang darstellbar.By means of the at least two clutches and the brake, as well as the two epicyclic gears with the at least two drive units, at least six different power-shiftable switching states are implemented. These switching states enable different operating modes, which include the sole drive using one drive unit and the parallel drive using at least two drive units. This results in at least four switching states in which the two epicyclic gears with the drive units are in forced rotation and thus a fixed ratio results between the drive units and the transmission output. Furthermore, there are two switching states in which the two epicyclic gears with the drive units are not in forced rotation and the epicyclic gears work as a summing or distribution gear due to the independent operation of at least two drive units. This enables a continuously variable translation between the drive units and the transmission output.

Beim Betrieb als Verteilergetriebe kann mittels eines Antriebsaggregates ein anderes Antriebsaggregat während des Fahrantriebs oder im Stillstand des Fahrzeugs angetrieben werden, so dass im Falle einer elektrischen Maschine als angetriebenes Antriebsaggregat die elektrische Maschine generatorisch betrieben wird und im Falle einer Brennkraftmaschine als angetriebenes Antriebsaggregat die Brennkraftmaschine gestartet oder geschleppt wird. Demnach sind die parallelhybriden Antriebe mit der Brennkraftmaschine und einer elektrischen Maschine grundsätzlich geeignet, während des Fahrantriebs oder im Stillstand des Fahrzeugs zudem die Brennkraftmaschine mittels der elektrischen Maschine zu schleppen, insbesondere zu starten, beziehungsweise die elektrische Maschine mittels der Brennkraftmaschine zu schleppen, insbesondere zur Bereitstellung von elektrischer Leistung generatorisch zu betreiben.When operating as a transfer case, another drive unit can be driven by means of a drive unit while the vehicle is driving or when the vehicle is at a standstill, so that in the case of an electric machine as a driven drive unit, the electric machine is operated as a generator and in the case of an internal combustion engine as a driven drive unit, the internal combustion engine is started or is towed. Accordingly, the parallel hybrid drives with the internal combustion engine and an electric machine are fundamentally suitable for towing the internal combustion engine by means of the electric machine, in particular to start it, during the traction drive or when the vehicle is at a standstill, or to tow the electric machine by means of the internal combustion engine, in particular for making it available of electrical power to operate as a generator.

In einer erfindungsgemäß vorteilhaften Ausführung ist das erste Antriebsaggregat mittels einer dritten Kupplung mit dem zweiten Sonnenrad des zweiten Umlaufrädergetriebes schaltbar verbunden oder nicht verbunden.In an embodiment advantageous according to the invention, the first drive unit is switchably connected or not connected to the second sun gear of the second planetary gear transmission by means of a third clutch.

Mittels der drei Kupplungen und der Bremse, sowie der zwei Umlaufrädergetriebe mit den wenigstens zwei Antriebsaggregaten werden wenigstens acht unterschiedliche lastschaltbare Schaltzustände realisiert. Diese Schaltzustände ermöglichen verschiedene Betriebsarten, welche den alleinigen Antrieb mittels eines Antriebsaggregates und den parallelen Antrieb mittels wenigstens zwei Antriebsaggregaten umfassen. Dabei ergeben sich sechs Schaltzustände, in welchen sich die beiden Umlaufrädergetriebe mit den Antriebsaggregaten im Zwangslauf befinden und sich somit zwischen den Antriebsaggregaten und dem Getriebeausgang eine feste Übersetzung ergibt. Weiter ergeben sich zwei Schaltzustände, in welchen sich die beiden Umlaufrädergetriebe mit den Antriebsaggregaten nicht im Zwangslauf befinden und die Umlaufrädergetriebe durch den unabhängigen Betrieb von wenigstens zwei Antriebsaggregaten als Summier- oder Verteilergetriebe arbeiten. Dadurch ist eine kontinuierlich variable Übersetzung zwischen den Antriebsaggregaten und dem Getriebeausgang darstellbar. Beim Betrieb als Verteilergetriebe kann mittels eines Antriebsaggregates ein anderes Antriebsaggregat angetrieben werden, so dass im Falle einer elektrischen Maschine als angetriebenes Antriebsaggregat die elektrische Maschine generatorisch betrieben wird und im Falle einer Brennkraftmaschine als angetriebenes Antriebsaggregat die Brennkraftmaschine gestartet oder geschleppt wird.Using the three clutches and the brake, as well as the two epicyclic gearboxes with the little With at least two drive units, at least eight different power-switchable switching states are implemented. These switching states enable different operating modes, which include the sole drive using one drive unit and the parallel drive using at least two drive units. This results in six switching states in which the two epicyclic gears with the drive units are in forced rotation and thus a fixed ratio results between the drive units and the transmission output. There are also two switching states in which the two epicyclic gears with the drive units are not in forced rotation and the epicyclic gears work as a summing or distribution gear due to the independent operation of at least two drive units. This makes it possible to achieve a continuously variable translation between the drive units and the transmission output. When operating as a transfer case, another drive unit can be driven by means of a drive unit, so that in the case of an electric machine as a driven drive unit, the electric machine is operated as a generator and in the case of an internal combustion engine as a driven drive unit, the internal combustion engine is started or towed.

In einer erfindungsgemäß besonders vorteilhaften Ausführung weist der Fahrzeugantrieb drei Antriebsaggregate, insbesondere eine Brennkraftmaschine und zwei elektrische Maschinen, sowie zwei miteinander kombinierte Umlaufrädergetriebe mit einem Getriebeausgang, mit drei schaltbaren Kupplungen und mit einer schaltbaren Bremse in einem Gehäuse auf. Das erste Antriebsaggregat ist weiter mittels der dritten Kupplung mit dem zweiten Sonnenrad des zweiten Umlaufrädergetriebes schaltbar verbunden oder nicht verbunden. Ein drittes Antriebsaggregat ist mit dem Getriebeausgang verbunden. Die Verbindung zwischen drittem Antriebsaggregat und erstem Steg kann über ein zusätzliches Zwischenrad einer zusätzlichen Übersetzungsstufe erfolgen, welches Teil des Getriebeausgangs zu einem Achsdifferential sein kann.In a particularly advantageous embodiment according to the invention, the vehicle drive has three drive units, in particular an internal combustion engine and two electrical machines, as well as two planetary gear transmissions combined with one another with a transmission output, with three switchable clutches and with a switchable brake in a housing. The first drive unit is further switchably connected or not connected to the second sun gear of the second epicyclic gear train by means of the third clutch. A third drive unit is connected to the transmission output. The connection between the third drive unit and the first web can take place via an additional intermediate gear of an additional transmission stage, which can be part of the transmission output to an axle differential.

Mittels der drei Kupplungen und der Bremse, sowie der zwei Umlaufrädergetriebe mit den drei Antriebsaggregaten werden neun unterschiedliche lastschaltbare Schaltzustände realisiert. Diese Schaltzustände ermöglichen verschiedene Betriebsarten, welche den alleinigen Antrieb mittels eines Antriebsaggregates, den parallelen Antrieb mittels wenigstens zwei Antriebsaggregaten und einen seriellen Antrieb mittels wenigstens drei Antriebsaggregaten umfassen. Dabei ergeben sich sieben Schaltzustände, in welchen sich die beiden Umlaufrädergetriebe mit den Antriebsaggregaten im Zwangslauf befinden und sich somit zwischen den Antriebsaggregaten und Getriebeausgang eine feste Übersetzung ergibt. Weiter ergeben sich zwei Schaltzustände, in welchen sich die beiden Umlaufrädergetriebe mit den Antriebsaggregaten nicht im Zwangslauf befinden und die Umlaufrädergetriebe durch den unabhängigen Betrieb von wenigstens zwei Antriebsaggregaten als Summier- oder Verteilergetriebe arbeiten. Dadurch ist eine kontinuierlich variable Übersetzung zwischen den Antriebsaggregaten und dem Getriebeausgang darstellbar. Beim Betrieb als Verteilergetriebe kann mittels eines Antriebsaggregates ein anderes Antriebsaggregat angetrieben werden, so dass im Falle einer elektrischen Maschine als angetriebenes Antriebsaggregat die elektrische Maschine generatorisch betrieben wird und im Falle einer Brennkraftmaschine als angetriebenes Antriebsaggregat die Brennkraftmaschine gestartet oder geschleppt wird. Durch den Einsatz der zweiten elektrischen Maschine für den Fahrantrieb kann zudem das Schleppen beziehungsweise das Starten der Brennkraftmaschine und das Bereitstellen von elektrischer Leistung durch die erste elektrische Maschine mit Fahrleistungseinschränkungen unabhängig vom Fahrbetrieb erfolgen.Using the three clutches and the brake, as well as the two epicyclic gearboxes with the three drive units, nine different power-shiftable switching states are implemented. These switching states enable different operating modes, which include the sole drive using one drive unit, the parallel drive using at least two drive units and a serial drive using at least three drive units. This results in seven switching states in which the two epicyclic gears with the drive units are in forced rotation and thus a fixed ratio results between the drive units and the transmission output. There are also two switching states in which the two epicyclic gears with the drive units are not in forced rotation and the epicyclic gears work as a summing or distribution gear due to the independent operation of at least two drive units. This makes it possible to achieve a continuously variable translation between the drive units and the transmission output. When operating as a transfer case, another drive unit can be driven by means of a drive unit, so that in the case of an electric machine as a driven drive unit, the electric machine is operated as a generator and in the case of an internal combustion engine as a driven drive unit, the internal combustion engine is started or towed. By using the second electric machine for the traction drive, the towing or starting of the internal combustion engine and the provision of electrical power can also be carried out by the first electric machine with driving performance restrictions independently of the driving operation.

Die Antriebsaggregate können durch Brennkraftmaschinen und / oder elektrische Maschinen gebildet werden. Beim Einsatz von mehreren Brennkraftmaschinen als separate Antriebsaggregate kommen auch mit unterschiedlichen Kraftstoffen betriebene Brennkraftmaschinen in Betracht. In besonders vorteilhafter Weise ist das erste Antriebsaggregat als Brennkraftmaschine und wenigstens ein weiteres Antriebsaggregat als elektrische Maschine ausgebildet. Wenigstens eine der Kupplungen ist in erfindungsgemäß vorteilhafter Weise in axialer Richtung zwischen den beiden Umlaufrädergetrieben angeordnet. Die Kupplungen und Bremsen sind als schaltbare Reibschlusselemente, insbesondere als Lamellenkupplung beziehungsweise Lamellenbremse ausgeführt. Durch die Ausführung der Kupplungen und der Bremse als schaltbare Reibschlusselemente wird eine Lastschaltbarkeit der Schaltzustände realisiert. Alternativ kann die Bremse als schaltbarer Freilauf ausgeführt sein. Alternativ kann die dritte Kupplung als schaltbares Formschlusselement ausgeführt sein.The drive units can be formed by internal combustion engines and / or electrical machines. When using several internal combustion engines as separate drive units, internal combustion engines operated with different fuels can also be considered. In a particularly advantageous manner, the first drive unit is designed as an internal combustion engine and at least one further drive unit is designed as an electrical machine. At least one of the clutches is arranged in the axial direction between the two epicyclic gears in an advantageous manner according to the invention. The clutches and brakes are designed as switchable friction elements, in particular as multi-disc clutches or multi-disc brakes. By designing the clutches and the brake as switchable frictional elements, the switching states can be switched under power. Alternatively, the brake can be designed as a switchable freewheel. Alternatively, the third clutch can be designed as a switchable positive-locking element.

Ausführungsbeispiel 1Example 1

Beispielhaft wird hier eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebs 1 mit leistungsverzweigtem Getriebe für Hybridfahrzeuge dargestellt, welcher eine Brennkraftmaschine 2 und eine elektrische Maschine 3 aufweist. In den dazugehörigen Figuren zeigt:

  • 1A: eine schematische Darstellung des Fahrzeugantriebs 1 und
  • 1 B: eine Schaltlogik für verschiedene Betriebsarten.
An example of an embodiment of a vehicle drive 1 according to the invention with a power-split transmission for hybrid vehicles is shown here, which has an internal combustion engine 2 and an electric machine 3. The accompanying figures show:
  • 1A : a schematic representation of the vehicle drive 1 and
  • 1 B : a switching logic for different operating modes.

Im Fahrzeugantrieb 1, dargestellt in 1A, ist das erste Antriebsaggregat als Brennkraftmaschine 2 ausgeführt. Die Brennkraftmaschine 2 ist mittels einer ersten Kupplung 5 mit einem ersten Sonnenrad 6 eines ersten Umlaufrädergetriebes 7 und mittels einer zweiten Kupplung 8 mit einem zweiten Steg 9 eines zweiten Umlaufrädergetriebes 10 schaltbar verbunden oder nicht verbunden. Das erste Sonnenrad 6 ist mittels einer Bremse 13 mit einem Gehäuse 14 des Fahrzeugantriebs 1 schaltbar verbunden oder nicht verbunden. Das zweite Antriebsaggregat ist als elektrische Maschine 3 ausgeführt. Eine erste elektrische Maschine 3 ist mit dem zweiten Sonnenrad 12 verbunden. Weiter ist der erste Steg 15 mit einem Getriebeausgang 17 und mit einem zweiten Hohlrad 18 des zweiten Umlaufrädergetriebes 10 und der zweite Steg 9 mit einem ersten Hohlrad 19 des ersten Umlaufrädergetriebes 7 verbunden. In einer Verbindung von Getriebeausgang 17 und einem Achsdifferential 21 ist eine zusätzliche Übersetzungsstufe 20 mit einem Zwischenrad 16 vorgesehen. Die erste Kupplung 5 und die zweite Kupplung 8 sind im Gehäuse 14 zwischen dem ersten Umlaufrädergetriebe 7 und dem zweiten Umlaufrädergetriebe 10 angeordnet.In the vehicle drive 1, shown in 1A , the first drive unit is designed as an internal combustion engine 2. The internal combustion engine 2 is switchably connected or not connected to a first sun gear 6 of a first epicyclic gear transmission 7 by means of a first clutch 5 and to a second web 9 of a second epicyclic gear transmission 10 by means of a second clutch 8. The first sun gear 6 is switchably connected or not connected to a housing 14 of the vehicle drive 1 by means of a brake 13. The second drive unit is designed as an electrical machine 3. A first electric machine 3 is connected to the second sun gear 12. Furthermore, the first web 15 is connected to a transmission output 17 and to a second ring gear 18 of the second epicyclic gear transmission 10 and the second web 9 is connected to a first ring gear 19 of the first epicyclic gear transmission 7. In a connection between the transmission output 17 and an axle differential 21, an additional gear ratio 20 with an intermediate gear 16 is provided. The first clutch 5 and the second clutch 8 are arranged in the housing 14 between the first epicyclic gear 7 and the second epicyclic gear 10.

Mittels der zwei Kupplungen 5, 8 und der Bremse 13, den zwei Umlaufrädergetrieben 7, 10 mit der elektrischen Maschine 3 und der Brennkraftmaschine 2 werden fünf unterschiedliche Schaltzustände realisiert, welche zu verschiedenen Betriebsarten führen, dargestellt in 1 B. Dabei ergeben sich zwei Schaltzustände mit einer festen Übersetzung zwischen Brennkraftmaschine 2 und Getriebeausgang 17, welche einen reinen verbrennungsmotorischen Antrieb mit der Brennkraftmaschine 2 oder einen parallelhybriden Antrieb mit der Brennkraftmaschine 2 und mit der ersten elektrischen Maschine 3 ermöglichen. Weiter werden in zwei Schaltstellungen zwei rein elektrische Antriebe mit der ersten elektrischen Maschine 3 ermöglicht. Durch zwei weitere Schaltstellungen werden zwei weitere parallelhybride Antriebe mit elektronisch gesteuerter kontinuierlich variabler Übersetzung durch die erste elektrische Maschine 3 ermöglicht.By means of the two clutches 5, 8 and the brake 13, the two epicyclic gear transmissions 7, 10 with the electric machine 3 and the internal combustion engine 2, five different switching states are implemented, which lead to different operating modes, shown in 1 B . This results in two switching states with a fixed ratio between the internal combustion engine 2 and the transmission output 17, which enable a pure internal combustion engine drive with the internal combustion engine 2 or a parallel hybrid drive with the internal combustion engine 2 and with the first electrical machine 3. Furthermore, two purely electric drives with the first electric machine 3 are made possible in two switching positions. Two further switching positions enable two further parallel hybrid drives with electronically controlled, continuously variable translation through the first electric machine 3.

In einem ersten Schaltzustand sind die Bremse 13 und die zweite Kupplung 8 geschlossen und es wird ein zweiter rein verbrennungsmotorischer Antrieb ICE2 allein mit der Brennkraftmaschine 2 oder zusammen mit der ersten elektrischen Maschine 3 und / oder zweiten elektrischen Maschine 4 ein zweiter parallelhybrider Antrieb HEV2 ermöglicht.In a first switching state, the brake 13 and the second clutch 8 are closed and a second purely internal combustion engine drive ICE2 alone with the internal combustion engine 2 or together with the first electric machine 3 and / or second electric machine 4, a second parallel hybrid drive HEV2 is made possible.

In einem zweiten Schaltzustand sind die erste Kupplung 5 und die zweite Kupplung 8 geschlossen und es wird ein dritter rein verbrennungsmotorischer Antrieb ICE3 allein mit der Brennkraftmaschine 2 oder zusammen mit der ersten elektrischen Maschine 3 und / oder zweiten elektrischen Maschine 4 ein dritter parallelhybrider Antrieb HEV3 ermöglicht.In a second switching state, the first clutch 5 and the second clutch 8 are closed and a third purely internal combustion engine drive ICE3 alone with the internal combustion engine 2 or together with the first electric machine 3 and / or second electric machine 4, a third parallel hybrid drive HEV3 is made possible .

In einem dritten Schaltzustand ist die Bremse 13 geschlossen und es wird ein erster rein elektromotorischer Antrieb EV1 mit der ersten elektrischen Maschine 3 ermöglicht. Weiter kann zusätzlich auch die zweite elektrische Maschine 4 betrieben werden.In a third switching state, the brake 13 is closed and a first purely electric drive EV1 with the first electric machine 3 is made possible. Furthermore, the second electrical machine 4 can also be operated.

In einem vierten Schaltzustand ist die zweite Kupplung 8 geschlossen und es wird ein vierter parallelhybrider Antrieb ECVT1 mit der Brennkraftmaschine 2 und erster elektrischer Maschine 3 bei elektrisch gesteuerter stufenlos variabler Übersetzung ermöglicht. Weiter kann zusätzlich auch die zweite elektrische Maschine 4 betrieben werden.In a fourth switching state, the second clutch 8 is closed and a fourth parallel hybrid drive ECVT1 is made possible with the internal combustion engine 2 and the first electric machine 3 with an electrically controlled, continuously variable transmission. Furthermore, the second electrical machine 4 can also be operated.

In einem fünften Schaltzustand ist die erste Kupplung 5 geschlossen und es wird ein fünfter parallelhybrider Antrieb ECVT2 mit der Brennkraftmaschine 2 und erster elektrischer Maschine 3 bei elektronisch gesteuerter stufenlos variabler Übersetzung ermöglicht. Weiter kann zusätzlich auch die zweite elektrische Maschine 4 betrieben werden.In a fifth switching state, the first clutch 5 is closed and a fifth parallel hybrid drive ECVT2 is made possible with the internal combustion engine 2 and the first electric machine 3 with an electronically controlled, continuously variable transmission. Furthermore, the second electrical machine 4 can also be operated.

Ausführungsbeispiel 2Example 2

Beispielhaft wird hier eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebs 1 mit leistungsverzweigtem Getriebe für Hybridfahrzeuge dargestellt, welcher eine Brennkraftmaschine 2 und eine elektrische Maschine 3 aufweist. In den dazugehörigen Figuren zeigt:

  • 2A: eine schematische Darstellung des Fahrzeugantriebs 1 und
  • 2B: eine Schaltlogik für verschiedene Betriebsarten.
An example of an embodiment of a vehicle drive 1 according to the invention with a power-split transmission for hybrid vehicles is shown here, which has an internal combustion engine 2 and an electric machine 3. The accompanying figures show:
  • 2A : a schematic representation of the vehicle drive 1 and
  • 2 B : a switching logic for different operating modes.

Im Fahrzeugantrieb 1, dargestellt in 2A, ist das erste Antriebsaggregat als Brennkraftmaschine 2 ausgeführt. Die Brennkraftmaschine 2 ist mittels einer ersten Kupplung 5 mit einem ersten Sonnenrad 6 eines ersten Umlaufrädergetriebes 7, mittels einer zweiten Kupplung 8 mit einem zweiten Steg 9 eines zweiten Umlaufrädergetriebes 10 und mittels einer dritten Kupplung 11 mit einem zweiten Sonnenrad 12 des zweiten Umlaufrädergetriebes 10 schaltbar verbunden oder nicht verbunden. Das erste Sonnenrad 6 ist mittels einer Bremse 13 mit einem Gehäuse 14 des Fahrzeugantriebs 1 schaltbar verbunden oder nicht verbunden. Das zweite Antriebsaggregat ist als elektrische Maschine 3 ausgeführt. Eine erste elektrische Maschine 3 ist mit dem zweiten Sonnenrad 12 verbunden. Weiter ist der erste Steg 15 mit einem Getriebeausgang 17 und mit einem zweiten Hohlrad 18 des zweiten Umlaufrädergetriebes 10 und der zweite Steg 9 mit einem ersten Hohlrad 19 des ersten Umlaufrädergetriebes 7 verbunden. In einer Verbindung von Getriebeausgang 17 und einem Achsdifferential 21 ist eine zusätzliche Übersetzungsstufe 20 mit einem Zwischenrad 16 vorgesehen. Die erste Kupplung 5 und die zweite Kupplung 8 sind im Gehäuse 14 zwischen dem ersten Umlaufrädergetriebe 7 und dem zweiten Umlaufrädergetriebe 10 angeordnet.In the vehicle drive 1, shown in 2A , the first drive unit is designed as an internal combustion engine 2. The internal combustion engine 2 is switchably connected by means of a first clutch 5 to a first sun gear 6 of a first epicyclic gear transmission 7, by means of a second clutch 8 to a second web 9 of a second epicyclic gear transmission 10 and by means of a third clutch 11 to a second sun gear 12 of the second epicyclic gear transmission 10 or not connected. The first sun gear 6 is switchably connected or not connected to a housing 14 of the vehicle drive 1 by means of a brake 13. The second drive unit is designed as an electrical machine 3. A first electric machine 3 is connected to the second sun gear 12. Next is the first web 15 with a gear output 17 and connected to a second ring gear 18 of the second epicyclic gear transmission 10 and the second web 9 to a first ring gear 19 of the first epicyclic gear transmission 7. In a connection between the transmission output 17 and an axle differential 21, an additional gear ratio 20 with an intermediate gear 16 is provided. The first clutch 5 and the second clutch 8 are arranged in the housing 14 between the first epicyclic gear 7 and the second epicyclic gear 10.

Mittels der drei Kupplungen 5, 8, 11 und der Bremse 13, den zwei Umlaufrädergetrieben 7, 10 mit der ersten elektrischen Maschine 3 und der Brennkraftmaschine 2 werden sieben unterschiedliche Schaltzustände realisiert, welche zu verschiedenen Betriebsarten führen, dargestellt in 2B. Dabei ergeben sich drei Schaltzustände mit einer festen Übersetzung zwischen Brennkraftmaschine 2 und Getriebeausgang 17, welche einen reinen verbrennungsmotorischen Antrieb mit der Brennkraftmaschine 2 oder einen parallelhybriden Antrieb mit der Brennkraftmaschine 2 und mit der ersten elektrischen Maschine 3 ermöglichen. Weiter werden in drei Schaltstellungen drei rein elektrische Antriebe mit der ersten elektrischen Maschine 3 ermöglicht. Durch zwei weitere Schaltstellungen werden zwei weitere parallelhybride Antriebe mit elektronisch gesteuerter kontinuierlich variabler Übersetzung durch die erste elektrische Maschine 3 ermöglicht. Eine weitere Schaltstellung ermöglicht einen generatorischen Antrieb, wobei die erste elektrische Maschine 3 von der Brennkraftmaschine 2 angetrieben und demnach zur Bereitstellung von elektrischer Leistung generatorisch betrieben wird.By means of the three clutches 5, 8, 11 and the brake 13, the two epicyclic gear transmissions 7, 10 with the first electric machine 3 and the internal combustion engine 2, seven different switching states are implemented, which lead to different operating modes, shown in 2 B . This results in three switching states with a fixed ratio between the internal combustion engine 2 and the transmission output 17, which enable a pure internal combustion engine drive with the internal combustion engine 2 or a parallel hybrid drive with the internal combustion engine 2 and with the first electrical machine 3. Furthermore, three purely electric drives with the first electric machine 3 are made possible in three switching positions. Two further switching positions enable two further parallel hybrid drives with electronically controlled, continuously variable translation through the first electric machine 3. A further switching position enables a generator drive, whereby the first electrical machine 3 is driven by the internal combustion engine 2 and is therefore operated as a generator to provide electrical power.

In einem ersten Schaltzustand sind die Bremse 13 und die dritte Kupplung 11 geschlossen und es wird ein erster rein verbrennungsmotorischer Antrieb ICE1 allein mit der Brennkraftmaschine 2 oder zusammen mit der ersten elektrischen Maschine 3 ein erster parallelhybrider Antrieb HEV1 ermöglicht.In a first switching state, the brake 13 and the third clutch 11 are closed and a first purely internal combustion engine drive ICE1 alone with the internal combustion engine 2 or together with the first electric machine 3, a first parallel hybrid drive HEV1 is made possible.

In einem zweiten Schaltzustand sind die Bremse 13 und die zweite Kupplung 8 geschlossen und es wird ein zweiter rein verbrennungsmotorischer Antrieb ICE2 allein mit der Brennkraftmaschine 2 oder zusammen mit der ersten elektrischen Maschine 3 ein zweiter parallelhybrider Antrieb HEV2 ermöglicht.In a second switching state, the brake 13 and the second clutch 8 are closed and a second purely internal combustion engine drive ICE2 alone with the internal combustion engine 2 or together with the first electric machine 3, a second parallel hybrid drive HEV2 is made possible.

In einem dritten Schaltzustand sind die erste Kupplung 5 und die zweite Kupplung 8 geschlossen und es wird ein dritter rein verbrennungsmotorischer Antrieb ICE3 allein mit der Brennkraftmaschine 2 oder zusammen mit der ersten elektrischen Maschine 3 ein dritter parallelhybrider Antrieb HEV3 ermöglicht.In a third switching state, the first clutch 5 and the second clutch 8 are closed and a third purely internal combustion engine drive ICE3 alone with the internal combustion engine 2 or together with the first electric machine 3, a third parallel hybrid drive HEV3 is made possible.

In einem vierten Schaltzustand ist die Bremse 13 geschlossen und es wird ein erster rein elektromotorischer Antrieb EV1 mit der ersten elektrischen Maschine 3 ermöglicht.In a fourth switching state, the brake 13 is closed and a first purely electric motor drive EV1 with the first electric machine 3 is made possible.

In einem fünften Schaltzustand ist die zweite Kupplung 8 geschlossen und es wird ein vierter parallelhybrider Antrieb ECVT1 mit der Brennkraftmaschine 2 und erster elektrischer Maschine 3 bei elektrisch gesteuerter stufenlos variabler Übersetzung ermöglicht.In a fifth switching state, the second clutch 8 is closed and a fourth parallel hybrid drive ECVT1 is made possible with the internal combustion engine 2 and the first electric machine 3 with an electrically controlled, continuously variable transmission.

In einem sechsten Schaltzustand ist die erste Kupplung 5 geschlossen und es wird ein fünfter parallelhybrider Antrieb ECVT2 mit der Brennkraftmaschine 2 und erster elektrischer Maschine 3 bei elektronisch gesteuerter stufenlos variabler Übersetzung ermöglicht.In a sixth switching state, the first clutch 5 is closed and a fifth parallel hybrid drive ECVT2 is made possible with the internal combustion engine 2 and the first electric machine 3 with an electronically controlled, continuously variable transmission.

In einem siebenten Schaltzustand ist die dritte Kupplung 11 geschlossen und es wird ein Antrieb CH-START mit der Brennkraftmaschine 2 zusammen mit der ersten elektrischen Maschine 3 ermöglicht, wobei die erste elektrische Maschine 3 von der Brennkraftmaschine 2 angetrieben und demnach zur Bereitstellung von elektrischer Leistung generatorisch betrieben wird, oder die Brennkraftmaschine 2 von der ersten elektrischen Maschine 3 geschleppt, insbesondere gestartet wird.In a seventh switching state, the third clutch 11 is closed and a CH-START drive with the internal combustion engine 2 together with the first electrical machine 3 is made possible, the first electrical machine 3 being driven by the internal combustion engine 2 and therefore being regenerative to provide electrical power is operated, or the internal combustion engine 2 is towed, in particular started, by the first electrical machine 3.

Ausführungsbeispiel 3Example 3

Beispielhaft wird hier eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebs 1 mit leistungsverzweigtem Getriebe für Hybridfahrzeuge dargestellt, welcher eine Brennkraftmaschine 2 und zwei elektrische Maschinen 3, 4 aufweist. In den dazugehörigen Figuren zeigt:

  • 3A: eine schematische Darstellung des Fahrzeugantriebs 1 und
  • 3B: eine Schaltlogik für verschiedene Betriebsarten.
An example of an embodiment of a vehicle drive 1 according to the invention with a power-split transmission for hybrid vehicles is shown here, which has an internal combustion engine 2 and two electric machines 3, 4. The accompanying figures show:
  • 3A : a schematic representation of the vehicle drive 1 and
  • 3B : a switching logic for different operating modes.

Im Fahrzeugantrieb 1, dargestellt in 3A, ist das erste Antriebsaggregat als Brennkraftmaschine 2 ausgeführt. Die Brennkraftmaschine 2 ist mittels einer ersten Kupplung 5 mit einem ersten Sonnenrad 6 eines ersten Umlaufrädergetriebes 7, mittels einer zweiten Kupplung 8 mit einem zweiten Steg 9 eines zweiten Umlaufrädergetriebes 10 und mittels einer dritten Kupplung 11 mit einem zweiten Sonnenrad 12 des zweiten Umlaufrädergetriebes 10 schaltbar verbunden oder nicht verbunden. Das erste Sonnenrad 6 ist mittels einer Bremse 13 mit einem Gehäuse 14 des Fahrzeugantriebs 1 schaltbar verbunden oder nicht verbunden. Das zweite Antriebsaggregat und das dritte Antriebsaggregat sind als elektrische Maschinen 3, 4 ausgeführt. Eine erste elektrische Maschine 3 ist mit dem zweiten Sonnenrad 12 und eine zweite elektrische Maschine 4 mit einem ersten Steg 15 des ersten Umlaufrädergetriebes 7 verbunden. In der Verbindung von zweiter elektrischer Maschine 4 und erstem Steg 15 ist eine zusätzliche Übersetzungsstufe 20 mit einem Zwischenrad 16 vorgesehen. Weiter ist der erste Steg 15 mit einem Getriebeausgang 17 und mit einem zweiten Hohlrad 18 des zweiten Umlaufrädergetriebes 10 und der zweite Steg 9 mit einem ersten Hohlrad 19 des ersten Umlaufrädergetriebes 7 verbunden. Das Zwischenrad 16 ist Teil des Getriebeausgangs 17 und mit einem Achsdifferential 21 verbunden. Die erste Kupplung 5 und die zweite Kupplung 8 sind im Gehäuse 14 zwischen dem ersten Umlaufrädergetriebe 7 und dem zweiten Umlaufrädergetriebe 10 angeordnet.In the vehicle drive 1, shown in 3A , the first drive unit is designed as an internal combustion engine 2. The internal combustion engine 2 is switchably connected by means of a first clutch 5 to a first sun gear 6 of a first epicyclic gear transmission 7, by means of a second clutch 8 to a second web 9 of a second epicyclic gear transmission 10 and by means of a third clutch 11 to a second sun gear 12 of the second epicyclic gear transmission 10 or not connected. The first sun gear 6 is switchably connected or not connected to a housing 14 of the vehicle drive 1 by means of a brake 13. The second drive unit and the third drive unit are designed as electrical machines 3, 4. A first electrical machine 3 is connected to the second Sun gear 12 and a second electric machine 4 are connected to a first web 15 of the first epicyclic gear transmission 7. In the connection between the second electric machine 4 and the first web 15, an additional transmission stage 20 with an intermediate gear 16 is provided. Furthermore, the first web 15 is connected to a transmission output 17 and to a second ring gear 18 of the second epicyclic gear transmission 10 and the second web 9 is connected to a first ring gear 19 of the first epicyclic gear transmission 7. The idler gear 16 is part of the transmission output 17 and connected to an axle differential 21. The first clutch 5 and the second clutch 8 are arranged in the housing 14 between the first epicyclic gear 7 and the second epicyclic gear 10.

Mittels der drei Kupplungen 5, 8, 11 und der Bremse 13, den zwei Umlaufrädergetrieben 7, 10 mit den zwei elektrischen Maschinen 3, 4 und der Brennkraftmaschine 2 werden acht unterschiedliche Schaltzustände realisiert, welche zu elf verschiedenen Betriebsarten führen, dargestellt in 3B. Dabei ergeben sich drei Schaltzustände mit einer festen Übersetzung zwischen Brennkraftmaschine 2 und Getriebeausgang 17, welche einen reinen verbrennungsmotorischen Antrieb mit der Brennkraftmaschine 2 oder einen parallelhybriden Antrieb mit der Brennkraftmaschine 2 und mit der ersten elektrischen Maschine 3 und / oder der zweiten elektrischen Maschine 4 ermöglichen. Weiter werden in zwei Schaltstellungen zwei rein elektrische Antriebe mit der ersten elektrischen Maschine 3 oder der zweiten elektrischen Maschine 4 ermöglicht. Durch zwei weitere Schaltstellungen werden zwei weitere parallelhybride Antriebe mit elektronisch gesteuerter kontinuierlich variabler Übersetzung durch die erste elektrische Maschine 3 ermöglicht. Eine weitere Schaltstellung ermöglicht einen seriellhybriden Antrieb, wobei die erste elektrische Maschine 3 von der Brennkraftmaschine angetrieben und demnach zur Bereitstellung von elektrischer Leistung für die zweite elektrische Maschine 4 generatorisch betrieben wird.By means of the three clutches 5, 8, 11 and the brake 13, the two epicyclic gear transmissions 7, 10 with the two electric machines 3, 4 and the internal combustion engine 2, eight different switching states are implemented, which lead to eleven different operating modes, shown in 3B . This results in three switching states with a fixed ratio between the internal combustion engine 2 and the transmission output 17, which enable a pure internal combustion engine drive with the internal combustion engine 2 or a parallel hybrid drive with the internal combustion engine 2 and with the first electrical machine 3 and / or the second electrical machine 4. Furthermore, two purely electric drives with the first electric machine 3 or the second electric machine 4 are made possible in two switching positions. Two further switching positions enable two further parallel hybrid drives with electronically controlled, continuously variable translation through the first electric machine 3. A further switching position enables a series hybrid drive, whereby the first electrical machine 3 is driven by the internal combustion engine and is therefore operated as a generator to provide electrical power for the second electrical machine 4.

In einem ersten Schaltzustand sind die Bremse 13 und die dritte Kupplung 11 geschlossen und es wird ein erster rein verbrennungsmotorischer Antrieb ICE1 allein mit der Brennkraftmaschine 2 oder zusammen mit der ersten elektrischen Maschine 3 und / oder zweiten elektrischen Maschine 4 ein erster parallelhybrider Antrieb HEV1 ermöglicht.In a first switching state, the brake 13 and the third clutch 11 are closed and a first purely internal combustion engine drive ICE1 alone with the internal combustion engine 2 or together with the first electric machine 3 and / or second electric machine 4, a first parallel hybrid drive HEV1 is made possible.

In einem zweiten Schaltzustand sind die Bremse 13 und die zweite Kupplung 8 geschlossen und es wird ein zweiter rein verbrennungsmotorischer Antrieb ICE2 allein mit der Brennkraftmaschine 2 oder zusammen mit der ersten elektrischen Maschine 3 und / oder zweiten elektrischen Maschine 4 ein zweiter parallelhybrider Antrieb HEV2 ermöglicht.In a second switching state, the brake 13 and the second clutch 8 are closed and a second purely internal combustion engine drive ICE2 alone with the internal combustion engine 2 or together with the first electric machine 3 and / or second electric machine 4, a second parallel hybrid drive HEV2 is made possible.

In einem dritten Schaltzustand sind die erste Kupplung 5 und die zweite Kupplung 8 geschlossen und es wird ein dritter rein verbrennungsmotorischer Antrieb ICE3 allein mit der Brennkraftmaschine 2 oder zusammen mit der ersten elektrischen Maschine 3 und / oder zweiten elektrischen Maschine 4 ein dritter parallelhybrider Antrieb HEV3 ermöglicht.In a third switching state, the first clutch 5 and the second clutch 8 are closed and a third purely internal combustion engine drive ICE3 alone with the internal combustion engine 2 or together with the first electric machine 3 and / or second electric machine 4, a third parallel hybrid drive HEV3 is made possible .

In einem vierten Schaltzustand ist die Bremse 13 geschlossen und es wird ein erster rein elektromotorischer Antrieb EV1 mit der ersten elektrischen Maschine 3 ermöglicht. Weiter kann zusätzlich auch die zweite elektrische Maschine 4 betrieben werden.In a fourth switching state, the brake 13 is closed and a first purely electric motor drive EV1 with the first electric machine 3 is made possible. Furthermore, the second electrical machine 4 can also be operated.

In einem fünften Schaltzustand sind alle Schaltelemente geöffnet und es wird ein zweiter rein elektromotorischer Antrieb EV2 allein mit der zweiten elektrischen Maschine 4 ermöglicht.In a fifth switching state, all switching elements are opened and a second purely electric motor drive EV2 is made possible using the second electric machine 4 alone.

In einem sechsten Schaltzustand ist die zweite Kupplung 8 geschlossen und es wird ein vierter parallelhybrider Antrieb ECVT1 mit der Brennkraftmaschine 2 und erster elektrischer Maschine 3 bei elektrisch gesteuerter stufenlos variabler Übersetzung ermöglicht. Weiter kann zusätzlich auch die zweite elektrische Maschine 4 betrieben werden.In a sixth switching state, the second clutch 8 is closed and a fourth parallel hybrid drive ECVT1 is made possible with the internal combustion engine 2 and the first electric machine 3 with an electrically controlled, continuously variable transmission. Furthermore, the second electrical machine 4 can also be operated.

In einem siebenten Schaltzustand ist die erste Kupplung 5 geschlossen und es wird ein fünfter parallelhybrider Antrieb ECVT2 mit der Brennkraftmaschine 2 und erster elektrischer Maschine 3 bei elektronisch gesteuerter stufenlos variabler Übersetzung ermöglicht. Weiter kann zusätzlich auch die zweite elektrische Maschine 4 betrieben werden.In a seventh switching state, the first clutch 5 is closed and a fifth parallel hybrid drive ECVT2 is made possible with the internal combustion engine 2 and the first electric machine 3 with an electronically controlled, continuously variable transmission. Furthermore, the second electrical machine 4 can also be operated.

In einem achten Schaltzustand ist die dritte Kupplung 11 geschlossen und es wird ein seriellhybrider Antrieb SER1 mit der Brennkraftmaschine 2 zusammen mit der ersten elektrischen Maschine 3 und zweiten elektrischen Maschine 4 ermöglicht, wobei die mittels der Brennkraftmaschine 2 angetriebene erste elektrische Maschine 3 als Generator und die zweite elektrische Maschine 4 als Motor betrieben werden. Zudem wird durch diese Schaltstellung ein Antrieb CH-START mit der Brennkraftmaschine 2 zusammen mit der ersten elektrischen Maschine 3 ermöglicht, wobei die erste elektrische Maschine 3 von der Brennkraftmaschine 2 angetrieben und demnach zur Bereitstellung von elektrischer Leistung generatorisch betrieben wird, oder die Brennkraftmaschine 2 von der ersten elektrischen Maschine 3 geschleppt, insbesondere gestartet wird.In an eighth switching state, the third clutch 11 is closed and a series hybrid drive SER1 with the internal combustion engine 2 together with the first electrical machine 3 and second electrical machine 4 is made possible, with the first electrical machine 3 driven by the internal combustion engine 2 acting as a generator and the second electrical machine 4 can be operated as a motor. In addition, this switching position enables a CH-START drive with the internal combustion engine 2 together with the first electrical machine 3, with the first electrical machine 3 being driven by the internal combustion engine 2 and therefore operated as a generator to provide electrical power, or the internal combustion engine 2 from the first electrical machine 3 is towed, in particular started.

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of reference numbers used

11
FahrzeugantriebVehicle drive
22
erstes Antriebsaggregat, Brennkraftmaschinefirst drive unit, internal combustion engine
33
zweites Antriebsaggregat, erste elektrische Maschinesecond drive unit, first electrical machine
44
drittes Antriebsaggregat, zweite elektrische Maschinethird drive unit, second electrical machine
55
erste Kupplungfirst clutch
66
erstes Sonnenradfirst sun wheel
77
erstes Umlaufrädergetriebefirst epicyclic gearbox
88th
zweite Kupplungsecond clutch
99
zweiter Stegsecond bridge
1010
zweites Umlaufrädergetriebesecond epicyclic gearbox
1111
dritte Kupplungthird clutch
1212
zweites Sonnenradsecond sun wheel
1313
Bremsebrake
1414
GehäuseHousing
1515
erster Stegfirst bridge
1616
Zwischenradintermediate wheel
1717
GetriebeausgangTransmission output
1818
zweites Hohlradsecond ring gear
1919
erstes Hohlradfirst ring gear
2020
ÜbersetzungsstufeTranslation stage
2121
AchsdifferentialAxle differential
ICE1ICE1
erster verbrennungsmotorischer Antriebfirst internal combustion engine drive
ICE2ICE2
zweiter verbrennungsmotorischer Antriebsecond internal combustion engine drive
ICE3ICE3
dritter verbrennungsmotorischer Antriebthird internal combustion engine drive
HEV1HEV1
erster parallelhybrider Antriebfirst parallel hybrid drive
HEV2HEV2
zweiter parallelhybrider Antriebsecond parallel hybrid drive
HEV3HEV3
dritter parallelhybrider Antriebthird parallel hybrid drive
EV1EV1
erster elektromotorischer Antriebfirst electric motor drive
EV2EV2
zweiter elektromotorischer Antriebsecond electric motor drive
ECVT1ECVT1
vierter parallelhybrider Antriebfourth parallel hybrid drive
ECVT2ECVT2
fünfter parallelhybrider Antriebfifth parallel hybrid drive
SER1SER1
seriellhybrider Antriebserial hybrid drive

Claims (6)

Fahrzeugantrieb (1) mit leistungsverzweigtem Getriebe umfassend in einem Gehäuse (14) - ein erstes Umlaufrädergetriebe (7) mit einem ersten Sonnenrad (6), einem mehrere erste Planetenräder tragenden ersten Steg (15) und einem ersten Hohlrad (19), wobei das erste Sonnenrad (6) mittels einer Bremse (13) mit dem Gehäuse (14) schaltbar verbunden oder nicht verbunden ist, - ein zweites Umlaufrädergetriebe (10) mit einem zweiten Sonnenrad (12), einem mehrere zweite Planetenräder tragenden zweiten Steg (9) und einem zweiten Hohlrad (18), wobei der zweite Steg (9) mit dem ersten Hohlrad (19) und das zweite Hohlrad (18) mit dem ersten Steg (15) verbunden ist, - ein erstes Antriebsaggregat (2), welches mittels einer ersten Kupplung (5) mit dem ersten Sonnenrad (6) und mittels einer zweiten Kupplung (8) mit dem zweiten Steg (9) schaltbar verbunden oder nicht verbunden ist, - ein zweites Antriebsaggregat (3), welches mit dem zweiten Sonnenrad (12) verbunden ist, und - einen Getriebeausgang (17), welcher durch den ersten Steg (15) und dem zweiten Hohlrad (18) gebildet wird.Vehicle drive (1) with a power-split transmission comprising in a housing (14) - a first epicyclic gear (7) with a first sun gear (6), a first web (15) carrying a plurality of first planetary gears and a first ring gear (19), the first sun gear (6) being connected to the housing (13) by means of a brake (13). 14) is switchably connected or not connected, - a second planetary gear (10) with a second sun gear (12), a second web (9) carrying several second planet gears and a second ring gear (18), the second web (9) with the first ring gear (19) and the second Ring gear (18) is connected to the first web (15), - a first drive unit (2), which is switchably connected or not connected to the first sun gear (6) by means of a first clutch (5) and to the second web (9) by means of a second clutch (8), - a second drive unit (3), which is connected to the second sun gear (12), and - A transmission output (17), which is formed by the first web (15) and the second ring gear (18). Fahrzeugantrieb (1) mit leistungsverzweigtem Getriebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebsaggregat (2) mittels einer dritten Kupplung (11) mit dem zweiten Sonnenrad (12) schaltbar verbunden oder nicht verbunden ist.Vehicle drive (1) with power-split transmission Patent claim 1 , characterized in that the first drive unit (2) is switchably connected or not connected to the second sun gear (12) by means of a third clutch (11). Fahrzeugantrieb (1) mit leistungsverzweigtem Getriebe nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Antriebsaggregat (4) mit dem Getriebeausgang (17) verbunden ist.Vehicle drive (1) with a power-split transmission according to one of the preceding patent claims, characterized in that a third drive unit (4) is connected to the transmission output (17). Fahrzeugantrieb (1) mit leistungsverzweigtem Getriebe nach einem der vorherigen Patentansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich mittels der ersten Kupplung (5), der zweiten Kupplung (8), der dritten Kupplung (11) und der Bremse (13) jeweils wenigstens ein Schaltzustand ergibt, bei welchem der alleinige Antrieb mittels eines Antriebsaggregates (2, 3, 4), der parallele Antrieb mittels wenigstens zwei Antriebsaggregaten (2, 3, 4) und der serielle Antrieb mittels drei Antriebsaggregaten (2, 3, 4) erfolgt.Vehicle drive (1) with power-split transmission according to one of the previous ones Patent claims 2 until 3 , characterized in that by means of the first clutch (5), the second clutch (8), the third clutch (11) and the brake (13), at least one switching state results in which the sole drive is by means of a drive unit (2, 3, 4), the parallel drive takes place by means of at least two drive units (2, 3, 4) and the serial drive takes place by means of three drive units (2, 3, 4). Fahrzeugantrieb (1) mit leistungsverzweigtem Getriebe nach einem der vorherigen Patentansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der ersten Kupplung (5), zweiten Kupplung (8) und / oder dritten Kupplung (11) in axialer Richtung zwischen dem ersten Umlaufrädergetriebe (7) und dem zweiten Umlaufrädergetriebe (10) angeordnet ist.Vehicle drive (1) with power-split transmission according to one of the previous ones Patent claims 2 until 4 , characterized in that at least one of the first clutch (5), second clutch (8) and / or third clutch (11) is arranged in the axial direction between the first epicyclic gear (7) and the second epicyclic gear (10). Fahrzeugantrieb (1) mit leistungsverzweigtem Getriebe nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung von drittem Antriebsaggregat (4) und erstem Steg (15) ein zusätzliches Zwischenrad (16) einer zusätzlichen Übersetzungsstufe (20) vorgesehen ist, welches Teil des Getriebeausgangs (17) ist und mit einem Achsdifferential (21) verbunden ist.Vehicle drive (1) with power-split transmission according to one of the previous patent claims, characterized in that in the combination Connection of the third drive unit (4) and the first web (15) an additional intermediate wheel (16) of an additional transmission stage (20) is provided, which is part of the transmission output (17) and is connected to an axle differential (21).
DE102019104990.3A 2019-02-27 2019-02-27 Vehicle drive with power-split transmission Active DE102019104990B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019104990.3A DE102019104990B4 (en) 2019-02-27 2019-02-27 Vehicle drive with power-split transmission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019104990.3A DE102019104990B4 (en) 2019-02-27 2019-02-27 Vehicle drive with power-split transmission

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102019104990A1 DE102019104990A1 (en) 2020-08-27
DE102019104990B4 true DE102019104990B4 (en) 2024-01-11

Family

ID=72138860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019104990.3A Active DE102019104990B4 (en) 2019-02-27 2019-02-27 Vehicle drive with power-split transmission

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019104990B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115076310A (en) * 2022-07-06 2022-09-20 杨鸿志 Stepless differential speed changer

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5730675A (en) 1994-11-04 1998-03-24 Kabushikikaisha Equos Research Transmission for vehicle
US7252611B2 (en) 2005-02-18 2007-08-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically variable transmission having two planetary gear sets with one interconnecting member and clutched input
US7645205B2 (en) 2007-02-15 2010-01-12 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically-variable transmission with two differential gear sets
DE112008001322T5 (en) 2007-10-09 2010-06-24 Aisin AW Co., Ltd., Anjo-shi Hybrid drive device
DE102010061054A1 (en) 2010-08-27 2012-03-01 Hyundai Motor Co. Powertrain for a hybrid vehicle
DE112009005049T5 (en) 2009-07-08 2012-06-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control unit of a vehicle
DE112011105768T5 (en) 2011-10-27 2014-10-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle driving device
US20150151625A1 (en) 2012-06-08 2015-06-04 Christopher A. Tuckfield Two motor electric drive hybrid transmission
DE102016116634A1 (en) 2015-11-27 2017-06-01 Hyundai Motor Company Power transmission system of a vehicle

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5730675A (en) 1994-11-04 1998-03-24 Kabushikikaisha Equos Research Transmission for vehicle
US7252611B2 (en) 2005-02-18 2007-08-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically variable transmission having two planetary gear sets with one interconnecting member and clutched input
US7645205B2 (en) 2007-02-15 2010-01-12 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically-variable transmission with two differential gear sets
DE112008001322T5 (en) 2007-10-09 2010-06-24 Aisin AW Co., Ltd., Anjo-shi Hybrid drive device
DE112009005049T5 (en) 2009-07-08 2012-06-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control unit of a vehicle
DE102010061054A1 (en) 2010-08-27 2012-03-01 Hyundai Motor Co. Powertrain for a hybrid vehicle
DE112011105768T5 (en) 2011-10-27 2014-10-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle driving device
US20150151625A1 (en) 2012-06-08 2015-06-04 Christopher A. Tuckfield Two motor electric drive hybrid transmission
DE102016116634A1 (en) 2015-11-27 2017-06-01 Hyundai Motor Company Power transmission system of a vehicle
US20170151865A1 (en) 2015-11-27 2017-06-01 Hyundai Motor Company Power transmission system of vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019104990A1 (en) 2020-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013105026B4 (en) Drivetrain for a hybrid vehicle
DE102014102343A1 (en) Powertrain for a hybrid motor vehicle
DE102011056167A1 (en) Power transmission system of a hybrid electric vehicle
DE102005035403A1 (en) Drive train with a system for separating the drive and for driving ancillaries for an electrically variable transmission
DE10140424A1 (en) Automatically switchable vehicle transmission
DE102015007439B3 (en) Hybrid powertrain with multi-speed automatic as well as procedures
WO2012055527A1 (en) Transmission unit and electric extension unit
EP2222495A1 (en) Hybrid transmission
DE102009025094A1 (en) Gear unit utilized as electrical auxiliary unit for multi-speed gearbox of motor vehicle, has input element and multi-speed gearbox including gear branches and common output element
DE102006059005B4 (en) Hybrid drive for vehicles
DE102021204562A1 (en) hybrid powertrain
AT520555B1 (en) DRIVE TRAIN FOR A MOTOR VEHICLE
DE102007004464A1 (en) Hybrid drive arrangement for vehicle, has two electric machines which are used as motor and as generator and electric machine is connected with gear and gearbox has variable transmission is arranged in force flow manner behind planetary
DE202011111063U1 (en) Drive arrangement of a mobile work machine
DE102019105004B3 (en) Vehicle drive with power split transmission
DE102019104990B4 (en) Vehicle drive with power-split transmission
WO2013060431A1 (en) Drive assembly for a hybrid drive for motor vehicles
EP3100889A1 (en) Transmission for a motor vehicle, and power train for a hybrid vehicle having such a transmission
DE102018220444B4 (en) Transmission arrangement for a hybrid drive train with auxiliary units
DE102017202484A1 (en) Drive device for a motor vehicle and method for operating a drive device
DE102013222721A1 (en) Drive train for a vehicle and vehicle with the drive train
DE102018213870A1 (en) Power split transmission
DE102017222636A1 (en) Transmission system with integrated electric motor and method for operating a transmission system
DE102018128525B4 (en) Motor vehicle transmission for a hybrid powertrain and hybrid powertrain
DE102018219834B4 (en) Drive arrangement for a motor vehicle with at least two drive units, a double clutch transmission and a transfer case as well as a motor vehicle comprising this drive arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division