DE102019129093A1 - Hybridgetriebeeinrichtung mit schaltbarem Übersetzungsverhältnis - Google Patents
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Abstract
Hybridgetriebeeinrichtung mit einer ersten Getriebeeingangswelle (1), zum Aufnehmen von Antriebsleistung von einer ersten Antriebsmaschine (VKM) und mit einer zweiten Getriebeeingangswelle (7) zum Aufnehmen von Antriebsleistung von einer zweiten Antriebsmaschine (EMA), welche als elektromechanischer Energiewandler ausgebildet ist, mit einer Getriebegehäuseeinrichtung (0) und mit einer Getriebeausgangswelle (2) zum Abgeben von Antriebsleistung an einen Kraftfahrzeugantriebsstrang und mit einem ersten Planetengetrieberadsatz mit einem ersten Hohlrad (H1), einem ersten Sonnenrad (S1) und einem ersten Planetenradträger (PT1) auf welchem wenigstens ein erstes Planetenrad (P1) drehbar gelagert ist undmit einem zweiten Planetengetrieberadsatz mit einem zweiten Hohlrad (H2), einem zweiten Sonnenrad (S2) und einem zweiten Planetenradträger (PT2) auf welchem wenigstens ein zweites Planetenrad (P2) drehbar gelagert ist undmit einem dritten Planetengetrieberadsatz mit einem dritten Hohlrad (H3), einem dritten Sonnenrad (S3) und einem dritten Planetenradträger (PT3) auf welchem wenigstens ein drittes Planetenrad (P3) drehbar gelagert ist,wobei die zweite Antriebsmaschine (EMA) mittels der zweiten Getriebeeingangswelle (7) mit dem ersten Sonnenrad (S1) drehfest verbunden ist und wobei die erste Antriebsmaschine (VKM) mit der ersten Getriebeeingangswelle drehfest verbindbar ist und wobei die erste Getriebeeingangswelle (1) mit dem ersten Planetenradträger (PT1) drehfest verbunden ist und wobei das erste Hohlrad (H1) mit einer ersten Bremseinrichtung (B05) mit einem Getriebegehäuse (0) selektiv drehfest verbindbar ist und wobei das dritte Hohlrad (H3) mittels einer zweiten Bremseinrichtung (B04) mit dem Getriebegehäuse (0) selektiv drehfest verbindbar ist und wobei der erste Planetenradträger (PT1) und der zweite Planetenradträger (PT2) drehfest miteinander verbunden sind und mit einer Vielzahl von Schaltelementen (B04, B05, K26, K35, K36) zum selektiv drehfesten Verbinden unterschiedlicher Elemente der drei Planetengetrieberadsätze zum Bilden unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse zwischen der ersten Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2), dadurch gekennzeichnet, dassdas zweite Sonnenrad (S2) und das erste Hohlrad (H1) dauerhaft drehfest mittels einer ersten Verbindungswelle (5) miteinander verbunden sind unddass das dritte Sonnenrad (S3) und das zweite Sonnenrad (S2) über eine als erste Kupplungseinrichtung (K35) ausgebildetes Schaltelement selektiv drehfest miteinander verbindbar sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Hybridantriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs, sowie einen Kraftfahrzeugantriebsstrang gemäß Anspruch 8. Aus der
DE 10 2010 035 209 A1 ist eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen bekannt, wobei diese Getriebeeinrichtung zum Bereitstellen eines Hybridantriebs drei Planetengetrieberadsätze aufweist, welche untereinander zum Bereitstellen entsprechender Übersetzungen gekoppelt sind oder selektiv koppelbar sind. - Nachfolgend ist die Erfindung anhand des Antriebs eines Personenkraftwagens (PKW) beschrieben, dies ist nicht als eine Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Im Rahmen der Entwicklung von sogenannten Dedicated Hybrid Transmissions hat sich gezeigt, dass viele Getriebesysteme mit einem leistungsverzweigtem Anfahrmodus (Brennkraftmaschine und elektrische Antriebsmaschine geben Antriebsleistung zum Anfahren ab), in welchem mittels der elektrischen Antriebsmaschine das Drehzahlverhältnis variabel mittels Drehzahlüberlagerung verändert wird, insbesondere gegenüber einem konventionellen Getriebe mit diskreten Schaltstufen, eine gewisse Anfahrschwäche aufweisen können. Eine Hybridantriebsvorrichtung im Sinne der Erfindung weist als Kernelemente eine Brennkraftmaschine und eine elektrische Antriebsmaschine, jeweils zum Abgeben von Antriebsleistung zum Überwinden von Fahrwiderständen auf, weiter weist eine solche Hybridantriebsvorrichtung eine Getriebeeinrichtung auf, mit welcher die Drehzahlüberlagerung und damit die Leistungssummation der elektrischen Antriebsmaschine und der Brennkraftmaschine ermöglicht ist. Ein derartiges Antriebssystem ist bspw. aus dem Toyota Prius bekannt. Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Hybridgetriebeeinrichtung mit verbessertem Betriebsverhalten anzugeben.
- Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1, sowie durch einen Kraftfahrzeugantriebsstrang gemäß Patentanspruch 8 gelöst, zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
- Die Erfindung schlägt eine Hybridgetriebeeinrichtung als Getriebevariante vor, welche dieses Problem vermindert, beziehungsweise behebt. Weiter weist diese Getriebevariante dazu mehrere leistungsverzweigte Bereiche auf, sogenannte E-CVTs, welche eine Leistungssummation von erster und zweiter Antriebsmaschine, insbesondere mit variabler Drehzahlübersetzung ermöglichen. Durch diese Ausgestaltung müssen die einzelnen E-CVTs, im Gegensatz zu einer Getriebevariante, mit nur einem einzigen leistungsverzweigten Bereich, nicht so weite Übersetzungsbereiche abdecken und können, insbesondere bezüglich der Drehmomentübersetzungsanforderung, spezifischer ausgelegt werden. Insbesondere durch eine derartige Ausgestaltung der Getriebevariante mit mehreren E-CVTs kann die Anfahrschwäche gegenüber bestehenden Systemen reduziert werden. Weiter weist die vorgeschlagene Hybridgetriebeeinrichtung wenigstens einen Festgang auf, vorzugsweise mehrere Festgänge, und insbesondere zwischen diesen Festgängen ist eine Schaltfunktionalität zwischen den einzelnen Festgängen, über die einzelnen E-CVTs hinaus, gegeben. Insbesondere durch die vorgeschlagene Ausgestaltung der Hybridgetriebeeinrichtung ist es ermöglicht, das Getriebekonzept vorzugsweise mit rein formschlüssigen Schaltelementen zu realisieren, weiter vorzugsweise weist die vorgeschlagene Hybridgetriebeeinrichtung formschlüssige Schaltelemente auf und ist weiter lastschaltfähig.
- Nachfolgend ist die Getriebetopologie der Hybridgetriebeeinrichtung näher erläutert. Im Sinne der Erfindung ist unter einem E-CVT beziehungsweise einem E-CVT-Bereich zu verstehen, dass das Drehzahlverhältnis zwischen der ersten Getriebeeingangswelle, mit welcher die erste Antriebsmaschine gekoppelt ist oder koppelbar ist, und der Getriebeausgangswelle, welche mit einem Radantrieb, beziehungsweise mit einer Kraftfahrzeugantriebsachse, gekoppelt ist oder koppelbar ist, mittels Drehzahlüberlagerung von der zweiten Getriebeeingangswelle, mit welcher die zweite Antriebsmaschine gekoppelt ist, kontinuierlich veränderbar ist. Vorzugsweise weist die Hybridgetriebeeinrichtung zum Bereitstellen mehrere E-CVTs mehrere Planetengetrieberadsätze auf, deren Elemente, insbesondere Sonnenrad, Planetenradträger, Hohlrad, mittels sogenannten Schaltelemente selektiv miteinander koppelbar sind, wodurch unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse einstellbar sind. Durch die unterschiedlichen Kopplungen mit den Schaltelementen sind demnach unterschiedliche E-CVT-Bereiche einstellbar und mittels der Drehzahlüberlagerung können dann in Abhängigkeit von den einstellbaren Drehzahlen der beiden Antriebsmaschinen die Übersetzungsverhältnisse kontinuierlich verändert werden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Schaltelement der Hybridgetriebeeinrichtung als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet und bevorzugt sind mehrere Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet und bevorzugt sind sämtliche Schaltelemente, welche zum Verändern der Übersetzung der Hybridgetriebeeinrichtung vorgesehen sind, als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet. Insbesondere ein formschlüssiges Schaltelement ist gegenüber einem reibschlüssigen Schaltelemente besonders energieeffizient betreibbar und weiter vorzugsweise ist mit einem formschlüssigen Schaltelement eine hohe Leistungsdichte erreichbar.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Hybridgetriebeeinrichtung ist eines der Schaltelemente zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses der Hybridgetriebeeinrichtung als eine erste Bremseinrichtung ausgebildet. Vorzugsweise ist diese erste Bremseinrichtung zum selektiv drehfesten Verbinden des ersten Hohlrads mit dem Getriebegehäuse eingerichtet und vorzugsweise als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Und weiter ist eine erste Verbindungswelle vorgesehen, mit welcher das erste Hohlrad und das zweite Sonnenrad miteinander verbunden sind und somit gemeinsam mit der ersten Bremseinrichtung mit dem Getriebegehäuse selektiv drehfest verbindbar sind. Untersuchungen haben gezeigt, dass mittels einer solchen Ausgestaltung ein „günstiges“ Übersetzungsverhältnis für Kraftfahrzeug einstellbar ist.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Hybridgetriebeeinrichtung ist eines dieser Schaltelemente zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses der Hybridgetriebeeinrichtung als eine zweite Bremseinrichtung ausgebildet. Und weiter ist diese zweite Bremseinrichtung zum selektiv drehfesten Verbinden des dritten Hohlrads mit dem Getriebegehäuse eingerichtet und vorzugsweise als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Und weiter ist eine zweite Verbindungswelle vorgesehen, mit welcher das dritte Hohlrad der zweiten Bremseinrichtung mit dem Getriebegehäuse selektiv drehfest verbindbar ist. Somit ist auf einfache Weise eines der Getriebeelemente auf die Drehzahl Null festsetzbar.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Hybridgetriebeeinrichtung ist eines dieser Schaltelemente zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses der Hybridgetriebeeinrichtung als eine erste Kupplungseinrichtung ausgebildet. Und weiter ist diese erste Kupplungseinrichtung zum selektiv drehfesten Verbinden des ersten Hohlrads mit dem dritten Sonnenrad eingerichtet und vorzugsweise als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist das dritte Sonnenrad mittels dieser ersten Kupplungseinrichtung und der ersten Bremseinrichtung selektiv drehfest mit dem Getriebegehäuse verbindbar. Somit ist auf einfache Weise eines der Getriebeelemente auf die Drehzahl Null festsetzbar, beziehungsweise ist für zwei Getriebeelemente unterschiedlicher Planetengetrieberadsätze die gleiche Drehzahl vorgebbar.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Hybridgetriebeeinrichtung ist eines dieser Schaltelemente zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses der Hybridgetriebeeinrichtung als eine zweite Kupplungseinrichtung ausgebildet. Und weiter ist diese zweite Kupplungseinrichtung zum selektiv drehfesten Verbinden des zweiten Hohlrads mit dem dritten Sonnenrad eingerichtet und vorzugsweise als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Insbesondere durch die zusätzliche selektive Verbindbarkeit dieser Elemente der Planentengetrieberadsätze ist ein zusätzliches Übersetzungsverhältnis mit der Hybridgetriebeeinrichtung darstellbar.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Hybridgetriebeeinrichtung ist eines dieser Schaltelemente zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses der Hybridgetriebeeinrichtung als eine dritte Kupplungseinrichtung ausgebildet. Und weiter ist diese dritte Kupplungseinrichtung zum selektiv drehfesten Verbinden des zweiten Hohlrads mit dem dritten Planetenradträger eingerichtet und vorzugsweise als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Insbesondere durch die zusätzliche selektive Verbindbarkeit dieser Elemente der Planentengetrieberadsätze ist ein zusätzliches Übersetzungsverhältnis mit der Hybridgetriebeeinrichtung darstellbar.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Hybridgetriebeeinrichtung ist die Getriebeausgangswelle dauerhaft drehfest mit dem dritten Planetenradträger verbunden ist. Vorzugsweise ist die Getriebeausgangswelle einstückig mit dem Planetenradträger ausgebildet. Vorzugsweise ist die von der Hybridgetriebeeinrichtung abgebbare Antriebsleistung vom dritten Planetenradträger unmittelbar auf die Getriebeausgangswelle übertragbar. Insbesondere durch den Abtrieb aus der Hybridgetriebeeinrichtung über den dritten Planetenradträger ist eine Getriebeeinrichtung mit hohem Wirkungsgrad darstellbar.
- In einer bevorzugt Ausführungsform der Hybridgetriebeeinrichtung sind der erste und der zweite Planetenradträger dauerhaft miteinander verbunden und weiter vorzugsweise ist die Getriebeeingangswelle mit diesen beiden miteinander verbundenen Planetenradträgern dauerhaft verbunden oder diese ist vorzugsweise selektiv drehfest mit den beiden miteinander verbundenen Planetenradträgern verbindbar. Untersuchungen haben gezeigt, dass mit einer solchen Topologie ein günstiges Betriebsverhalten der Hybridgetriebeeinrichtung zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs erreichbar ist.
- Weiter ist ein Kraftfahrzeugantriebsstrang vorgeschlagen, welcher die Hybridgetriebeeinrichtung in einer der zuvor erläuterten Ausführungsformen. Weiter vorzugsweise ist als erste Antriebsmaschine in einem solchen Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Brennkraftmaschine vorgesehen und vorzugsweise eine nach dem Otto- oder Dieselprinzip betreibbare Hubkolbenbrennkraftmaschine. Insbesondere bei einem solchen Antriebsstrang ergibt sich durch die vorgeschlagene Hybridgetriebeeinrichtung ein vorteilhafter Betrieb, da mit dieser die erste und die zweite Antriebsmaschine zu einem komfortablen und gleichzeitig effizienten Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug kombinierbar sind. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Hybridgetriebeeinrichtung genau drei Planetengetrieberadsätze aufweist. Weiter vorzugsweise ist es vorgesehen, keine Schaltelemente vorzusehen, welche ein verblocken eines der Planetengetrieberadsätze ermöglicht.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Hybridgetriebeeinrichtung eine weitere, sogenannte dritte Bremseinrichtung auf, welche zum selektiv drehfesten Verbinden des Abtriebs der zweiten Antriebsmaschine, welcher mit dem ersten Sonnenrad drehfest verbunden ist, mit dem Getriebegehäuse auf. Insbesondere durch die Vorgabe der Drehzahl Null für die zweite Antriebsmaschine und das Festlegen deren Abtriebs werden weitere Betriebsmodi ermöglicht und das Hybridgetriebe ist bei nahezu gleichem Aufbau flexibler betreibbar, insbesondere ist es ermöglicht, die E-CVT Modi, bei welchen durch Drehzahlüberlagerung ein variables Drehzahlverhältnis einsteuerbar ist, durch die Drehzahlvorgabe Null am Abtrieb der zweiten Antriebsmaschine und damit am ersten Sonnenrad, in einen Festgang (feste Drehzahlübersetzung zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle) zu überführen. Die gleiche Funktionalität wäre ermöglicht, wird die zweite Antriebsmaschine elektrisch gebremst und aktiv auf die Drehzahl Null geregelt. Durch die vorgeschlagene dritte Bremseinrichtung kann diese Vorgabe der Drehzahl Null besonders effizient erfolgen. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Dritte Bremseinrichtung unmittelbar einer Abtriebswelle der zweiten Antriebsmaschine angeordnet.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Kraftfahrzeugantriebsstrang vorgesehen, welcher zusätzlich zu der zweiten Antriebsmaschine noch wenigstens eine dritte Antriebsmaschine aufweist. Insbesondere mittels einer Dritten Antriebsmaschine ist eine Erweiterung des Funktionsumfangs des Antriebsstrangs ermöglicht.
- Dabei ist Antriebsmaschine im Sinne der Erfindung als eine Energiewandler zum Bereitstellen von Antriebsleistung insbesondere zum Überwinden von Fahrwiderständen zu verstehen, dabei kann vorzugsweise die erste Antriebsmaschine auch zum Abgeben von Antriebsleistung eingerichtet sein, welche von der zweiten und oder Dritten Antriebsmaschine in elektrische Leistung gewandelt wird.
- Vorzugsweise ist wenigstens diese dritte Antriebsmaschine als elektromechanischer Energiewandler ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist diese dritte Antriebsmaschine mit der Getriebeabtriebswelle selektiv drehfest verbindbar oder bevorzugt ist diese Dritte Antriebsmaschine drehfest mit der Getriebeabtriebswelle verbunden. Funktional geben damit die Getriebeabtriebswelle Insbesondere mittels einer selektiven Verbindbarkeit der Dritten Antriebsmaschine mit der Getriebeabtriebswelle sind Schleppverluste vermeidbar und ein besonders effizienter Antrieb ist somit darstellbar. Insbesondere mit einer dauerhaften Verbindung der Dritten Antriebsmaschine mit der Getriebeabtriebswelle ist ein besonders einfacher und platzsparender Aufbau ermöglicht.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kraftfahrzeugantriebsstrang derart ausgebildet, dass dieser eine dritte Antriebsmaschine aufweist, welche nicht mit der Getriebeabtriebswelle verbunden oder mit dieser verbindbar ist. Und weiter vorzugsweise ist die Getriebeabtriebswelle in dieser Ausführungsform zur Abgabe von Antriebsleistung an eine erste Kraftfahrzeugantriebsachse eingerichtet, wobei diese erste Kraftfahrzeugantriebsachse als Vorder- oder Hinterachse eines Kraftfahrzeugs ausgebildet sein kann. Vorzugsweise ist die dritte Antriebsmaschine zur Abgabe von Antriebsleistung an eine zweite Kraftfahrzeugachse eingerichtet, wobei die zweite Kraftfahrzeugantriebsachse eine andere Antriebsachse als die erste Kraftfahrzeugantriebsachse ist. Die zweite Kraftfahrzeugantriebsachse kann als Hinter- oder Vorderachse ausgebildet sein. Insbesondere in einer Ausführungsform in welcher der Antrieb von der dritten Antriebsmaschine auf eine andere Kraftfahrzeugachse als von der Getriebeabtriebswelle erfolgt ist eine einfache Integration des Antriebssystems in das Kraftfahrzeug ermöglicht.
- Nachfolgend sind anhand der Beschreibung zu den Figuren einzelne Merkmale der Erfindung näher erläutert, dabei zeigt:
-
1 : einen schematisierten Längsschnitt durch eine Hybridgetriebeeinrichtung, -
2 : ein Schaltungsschema für die in1 dargestellte Getriebeeinrichtung, -
3 : einen schematisierten Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Hybridgetriebeei n ri chtung. - Im Rahmen der aktuellen Entwicklung von sogenannten Dedicated Hybrid Transmissions hat sich gezeigt, dass viele Getriebesysteme mit einem leistungsverzweigtem Anfahrmodus, sogenanntes E-CVT gegenüber konventionellen Getrieben eine gewisse Anfahrschwäche aufweisen.
- Demgegenüber sieht ein Grundprinzip der Erfindung vor eine Getriebevariante anzugeben, welche mehrere leistungsverzweigte Bereiche, sogenannte E-CVTs, aufweist. Ein solcher Ansatz bietet den Vorteil, dass die einzelnen E-CVTs nicht so weite Übersetzungsbereiche abdecken müssen und in der Umkehr können diese spezifischer ausgelegt werden. Dies hat den Effekt, dass insbesondere die Anfahrschwäche gegenüber bestehenden Systemen reduziert ist. Weiter vorteilhaft ist (weiterhin) eine Schaltfunktionalität zwischen den einzelnen Festgängen über die einzelnen E-CVTs gegeben. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die vorgeschlagene Hybridgetriebeeinrichtung mit rein formschlüssigen Schaltelementen realisiert, durch die vorgeschlagene Konfiguration der Hybridgetriebeeinrichtung ist dies möglich, ohne dabei auf eine Lastschaltfähigkeit zu verzichten.
- Die als Brennkraftmaschine ausgestaltete erste Antriebsmaschine
VKM gibt zum Antrieb des Kraftfahrzeugs Antriebsleistung an die Getriebeeingangswelle1 ab. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle ist beim E-CVT von einer von der als Elektromotor/Generator ausgestalteten zweiten AntriebsmaschineEMA überlagerbar. Dabei ist die zweite AntriebsmaschineEMA mit dem SonnenritzelS1 des ersten Planetengetrieberadsatzes gekoppelt. Weiter weist der erste Planetengetrieberadsatz noch das erste HohlradH1 und den ersten PlanetenradträgerPT1 auf, auf welchem mehrere Planetenräder drehbar gelagert sind von welchen aber nur eines dargestellt ist. - Das erste Hohlrad
H1 ist mit der ersten BremseinrichtungB05 mit dem Getriebegehäuse0 selektiv drehfest verbindbar. Mittels der Verbindungswelle5 ist das erste HohlradH1 mit dem zweiten SonnenradS2 drehfest verbunden. Der zweite Planetengetrieberadsatz weist neben dem zweiten SonnenritzelS2 auch das zweite HohlradH2 und den zweiten PlanetenradträgerPT2 auf, auf welchem mehrere Planetenräder drehbar gelagert sind, von welchen nur eines dargestellt ist. Das zweite Hohlrad ist über die dritte KupplungseinrichtungK26 entweder selektiv drehfest mit der Getriebeausgangswelle2 und somit mit dem dritten PlanetenradträgerPT3 verbindbar oder über die zweite KupplungseinrichtungK36 mit dem dritten SonnenritzelS3 . Der dritte Planetengetrieberadsatz weist neben dem dritten SonnenritzelS3 und dem dritten PlanetenradträgerPT3 auch noch das dritte HohlradH3 auf. Auf dem dritten PlanetenradträgerPT3 sind mehrere Planetenräder drehbar gelagert, von welchen nur eines dargestellt ist. - Weiter weist die Hybridgetriebeeinrichtung die erste Kupplungseinrichtung
K35 auf, welche zum selektiv drehfesten Verbinden des dritten SonnenradsS3 mit dem ersten HohlradH1 sowie mit dem zweiten SonnenradS2 eingerichtet ist. Über die erste BremseinrichtungB05 ist das dritte SonnenradS3 zudem, bei geschlossener erster KupplungseinrichtungK35 , mit dem Getriebegehäuse0 verbindbar, so dass auch für das dritte SonnenradS3 die Drehzahl Null vorgebbar ist. - Das dritte Hohlrad
H3 ist über die zweite BremseinrichtungB04 selektiv drehfest mit dem Getriebegehäuse0 verbindbar. In der in1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist an der Getriebeausgangswelle eine ebenfalls als Elektromotor/Generator ausgebildete dritte AntriebsmaschineEMB vorgesehen. Die dritte AntriebsmaschineEMB führt zu einer wesentlichen Funktionserweiterung der vorgeschlagenen Hybridgetriebeeinrichtung, diese AntriebsmaschineEMB ist allerdings optional. Die in1 dargestellten SchaltelementeB04 ,B05 ,K26 ,K35 ,K36 werden in einer bestimmten Art und Weise angesteuert um die gewünschte Anzahl an E-CVTs und Übersetzungsbereiche zur Verfügung zu stellen. - In
2 ist ein Schaltungsschema beziehungsweise eine Schaltmatrix dargestellt. Die mit „X“ gekennzeichneten Felder bedeuten, dass ein Schaltelement geschlossen ist, dass also Drehmoment mit diesem übertragbar ist. Weiter ist in der jeweiligen Zeile angegeben welcher Bereich beziehungsweise Gang angewählt ist. Wie dargelegt bedeutet E-CVT dabei, dass mit der Hybridgetriebeeinrichtung eine variable Drehzahlübersetzung für die Getriebeeingangswelle1 , insbesondere also für eine daran angeschlossene Brennkraftmaschine, im Verhältnis zu der Getriebeausgangswelle2 ermöglicht. Weiter sind die unterschiedlichen E-CVTs (E-CVT1 bis E-CVT3) mit unterschiedlichen Übersetzungsbereichen und insbesondere mit unterschiedlichen Drehmomentübersetzungen ansteuerbar. Mit dem dargestellten Schaltungsschema sind pro E-CVT zwei Schaltelemente geschlossen und es werden drei E-CVTs angesteuert. - In
3 ist eine weitere Ausführungsform der Hybridgetriebeeinrichtung dargestellt, dabei wird nachfolgend im Wesentlichen auf die Unterschiede zu der in1 dargestellten Topologie eingegangen. - Zusätzlich zu der in
1 dargestellten Ausführungsform weist diese Ausführungsform der Hybridgetriebeeinrichtung eine dritte BremseinrichtungB07 auf, welche zum selektiv drehfesten Verbinden der zweiten Getriebeeingangswelle7 mit dem Getriebegehäuse0 eingerichtet. Durch dieses Vorgeben der Drehzahl Null für das erste Sonnenrad1 und damit die zweite AntriebsmaschineEMA ist ein besonders effizienter Betrieb der Hybridgetriebeeinrichtung ermöglicht. Wird das erste Sonnenrad auf die Drehzahl Null gesetzt, durch schließen der dritten BremseinrichtungB07 , so sind die zuvor als E-CVT1, E-CVT2 und E-CVT3 angegebenen E-CVTs als Festgänge betreibbar. - Für die in
3 dargestellte Hybrideinrichtung ist kein eigenes Schaltungsschema angegeben, dieses würde im Wesentlichen dem in2 dargestellten entsprechen, wobei die dargestellten E-CVT Modi durch schließen derB07 zusätzlich als Festgänge (Drehzahl Null derEMA ) ansteuerbar sind. - Bezugszeichenliste
-
- 0
- Getriebegehäuse
- 1
- Getriebeeingangswelle
- 2
- Getriebeausgangswelle
- 5
- Verbindungswelle
- 7
- Zweite Getriebeeingangswelle
- B05
- erste Bremseinrichtung
- B04
- zweite Bremseinrichtung
- B07
- dritte Bremseinrichtung
- K26
- dritte Kupplungseinrichtung
- K36
- zweite Kupplungseinrichtung
- K35
- erste Kupplungseinrichtung
- VKM
- Erste Antriebsmaschine
- EMA
- Zweite Antriebsmaschine
- EMB
- Dritte Antriebsmaschine
- S1, S2, S3
- Erstes, zweites, drittes Sonnenrad
- H1, H2, H3
- Erstes, zweites, drittes Hohlrad
- PT1, PT2, PT3
- Erster, zweiter, dritter Planetenradträger
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102010035209 A1 [0001]
Claims (11)
- Hybridgetriebeeinrichtung mit einer ersten Getriebeeingangswelle (1), zum Aufnehmen von Antriebsleistung von einer ersten Antriebsmaschine (VKM) und mit einer zweiten Getriebeeingangswelle (7) zum Aufnehmen von Antriebsleistung von einer zweiten Antriebsmaschine (EMA), welche als elektromechanischer Energiewandler ausgebildet ist, mit einer Getriebegehäuseeinrichtung (0) und mit einer Getriebeausgangswelle (2) zum Abgeben von Antriebsleistung an einen Kraftfahrzeugantriebsstrang und mit einem ersten Planetengetrieberadsatz mit einem ersten Hohlrad (H1), einem ersten Sonnenrad (S1) und einem ersten Planetenradträger (PT1) auf welchem wenigstens ein erstes Planetenrad (P1) drehbar gelagert ist und mit einem zweiten Planetengetrieberadsatz mit einem zweiten Hohlrad (H2), einem zweiten Sonnenrad (S2) und einem zweiten Planetenradträger (PT2) auf welchem wenigstens ein zweites Planetenrad (P2) drehbar gelagert ist und mit einem dritten Planetengetrieberadsatz mit einem dritten Hohlrad (H3), einem dritten Sonnenrad (S3) und einem dritten Planetenradträger (PT3) auf welchem wenigstens ein drittes Planetenrad (P3) drehbar gelagert ist, wobei die zweite Antriebsmaschine (EMA) mittels der zweiten Getriebeeingangswelle (7) mit dem ersten Sonnenrad (S1) drehfest verbunden ist und wobei die erste Antriebsmaschine (VKM) mit der ersten Getriebeeingangswelle drehfest verbindbar ist und wobei die erste Getriebeeingangswelle (1) mit dem ersten Planetenradträger (PT1) drehfest verbunden ist und wobei das erste Hohlrad (H1) mit einer ersten Bremseinrichtung (B05) mit einem Getriebegehäuse (0) selektiv drehfest verbindbar ist und wobei das dritte Hohlrad (H3) mittels einer zweiten Bremseinrichtung (B04) mit dem Getriebegehäuse (0) selektiv drehfest verbindbar ist und wobei der erste Planetenradträger (PT1) und der zweite Planetenradträger (PT2) drehfest miteinander verbunden sind und mit einer Vielzahl von Schaltelementen (B04, B05, K26, K35, K36) zum selektiv drehfesten Verbinden unterschiedlicher Elemente der drei Planetengetrieberadsätze zum Bilden unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse zwischen der ersten Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2), dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sonnenrad (S2) und das erste Hohlrad (H1) dauerhaft drehfest mittels einer ersten Verbindungswelle (5) miteinander verbunden sind und dass das dritte Sonnenrad (S3) und das zweite Sonnenrad (S2) über eine als erste Kupplungseinrichtung (K35) ausgebildetes Schaltelement selektiv drehfest miteinander verbindbar sind.
- Hybridgetriebeeinrichtung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens drei Schaltelemente zum Einstellen der unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse in dieser Hybridgetriebeeinrichtung aufweist und dass zwei oder mehr dieser Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind. - Hybridgetriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines dieser Schaltelemente als eine erste Bremseinrichtung (B05) ausgebildet ist, welche zum selektiv drehfesten Verbinden des ersten Hohlrads (H1) mit dem Getriebegehäuse (0) eingereicht ist.
- Hybridgetriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines dieser Schaltelemente als eine zweite Bremseinrichtung (B04) ausgebildet ist, welche zum selektiv drehfesten Verbinden des dritten Hohlrads (H3) mit dem Getriebegehäuse (0) eingerichtet ist.
- Hybridgetriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines dieser Schaltelemente als eine zweite Kupplungseinrichtung (K36) ausgebildet ist und dass mit der zweiten Kupplungseinrichtung (K36) das zweite Hohlrad (H2) mit dem dritten Sonnenrad (S3) selektiv drehfest verbindbar ist.
- Hybridgetriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines dieser Schaltelemente als eine dritte Kupplungseinrichtung (K26) ausgebildet ist und dass mit der dritten Kupplungseinrichtung (K26) das zweite Hohlrad (H2) mit dem dritten Planetenradträger (PT3) selektiv drehfest verbindbar ist.
- Hybridgetriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeausgangswelle dauerhaft drehfest mit dem dritten Planetenradträger (PT3) verbunden ist.
- Hybridgetriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sonnenrad mit einer dritten Bremseinrichtung mit dem Getriebegehäuse selektiv drehfest verbindbar ist.
- Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einer Hybridgetriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Brennkraftmaschine als erste Antriebsmaschine (VKM).
- Kraftfahrzeugantriebsstrang nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der zweiten Antriebsmaschine (EMA) eine dritte Antriebsmaschine (EMB) vorgesehen ist und dass diese dritte Antriebsmaschine (EMB) als elektromechanischer Energiewandler ausgebildet ist und dass diese dritte Antriebsmaschine (EMB) mit der Getriebeabtriebswelle (2) selektiv drehfest verbindbar ist oder drehfest mit dieser verbunden ist. - Kraftfahrzeugantriebsstrang nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der zweiten Antriebsmaschine (EMA) eine dritte Antriebsmaschine (EMB) vorgesehen ist und dass diese dritte Antriebsmaschine (EMB) als elektromechanischer Energiewandler ausgebildet ist und dass die Getriebeabtriebswelle (2) zur Abgabe von Antriebsleistung an eine erste Kraftfahrzeugantriebsachse eingerichtete ist und dass die dritte Antriebsmaschine (EMB) zur Abgabe von Antriebsleistung an eine zweite Kraftfahrzeugachse eingerichtet ist.
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