DE102020205920A1 - Antriebsvorrichtung zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Johannes Kaltenbach
Johannes GLÜCKLER
Stefan Renner
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ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

Antriebsvorrichtung (1) zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine erste Antriebswelle (2) zur Kopplung der Antriebsvorrichtung (1) mit einem Verbrennungsmotor (3) und zur Koppelung der Antriebsvorrichtung (1) mit einem ersten Eingang eines mehrstufigen Getriebes (5), und eine zweite Antriebswelle (4) zur Koppelung der Antriebsvorrichtung (1) mit einem zweiten Eingang des mehrstufigen Getriebes (5), und eine E-Maschine (6) mit einem Rotor (6A), die E-Maschine (6) ist zumindest zeitweise zum Antrieb des Kraftfahrzeugs nutzbar, und ein Planetengetriebe (8) mit den Elementen Hohlrad (8A) und Sonnenrad (8B) und Steg (8C), und eine erste Kupplung (K), und eine zweite Kupplung (I). Ein Erstes (8A, 8B) der Elemente (8A, 8B, 8C) des Planetengetriebes (8) ist mit dem Rotor (6A) der E-Maschine (6) permanent drehfest verbunden. Ein Zweites (8A, 8B, 8C) der Elemente (8A, 8B, 8C) des Planetengetriebes (8) ist mit einem Gehäuse (7) der Antriebsvorrichtung (1) permanent drehfest verbunden. Ein Drittes (8A, 8C) der Elemente (8A, 8B, 8C) des Planetengetriebes (8) ist über die erste Kupplung (I) mit der ersten Antriebswelle (2) drehfest verbindbar und über die zweite Kupplung (J) mit der zweiten Antriebswelle (4) drehfest verbindbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs. Sie betrifft auch ein Hybridmodul mit einer solchen Antriebsvorrichtung. Und sie betrifft einen Kraftfahrzeugantrieb mit einem mehrstufigen Kraftfahrzeuggetriebe und mit einer solchen Antriebsvorrichtung. Die Erfindung betrifft zudem ein Steuergerät, das zum Öffnen eines formschlüssigen Schaltelements des Kraftfahrzeugantriebs im verspannten Zustand ausgeführt ist.
  • Aus der DE 10 2010 063 311 A1 ist eine Vorrichtung für einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs bekannt. Die Vorrichtung verfügt über ein die Elemente Hohlrad, Sonnenrad und Steg aufweisendes Planetengetriebe. Ein Erstes dieser Elemente dient der festen Anbindung einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes. Ein Zweites dieser Elemente dient der festen Anbindung einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebs. Über eine Kupplung sind zwei dieser drei Elemente des Planetengetriebes koppelbar. Diese Kupplung kann gemäß der Absätze [0041] und [0042] reibschlüssig oder formschlüssig ausgeführt sein. Über ein Schaltelement ist in einer ersten Schaltstellung ein Drittes der Elemente des Planetengetriebes an einen Verbrennungsmotor des Hybridantriebs ankoppelbar, und in einer zweiten Schaltstellung ist das Dritte der Elemente des Planetengetriebes gehäuseseitig oder statorseitig ankoppelbar.
  • In der genannten DE 10 2010 063 311 A1 werden auch mehrere Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung angegeben.
  • Aus der DE 10 2018 203 819 A1 ist ein Hybridmodul zur Anordnung zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe eines Hybridfahrzeugs bekannt.
  • Aus der DE 10 2017 222 927 A1 ist ein Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine aufweisenden Hybridantrieb bekannt. Ein Getriebe des Antriebsstrangs weist hierbei zwei parallel geschaltete Teilgetriebe mit zwei Getriebeeingangswellen und eine Getriebeausgangswelle auf. Jedes Teilgetriebe umfasst zumindest ein formschlüssiges Schaltelement. Die elektrische Maschine kann mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden werden oder ist verbunden. Der Verbrennungsmotor kann mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden werden oder ist verbunden. Ein Planetengetriebe ist zwischen der elektrischen Maschine und der ersten Getriebeeingangswelle angeordnet. Ein drehbar gelagerter Rotor der elektrischen Maschine ist mit einer als Sonnenrad des Planetengetriebes ausgebildeten Planetenradsatzwelle permanent drehfest verbunden. Der Steg des Planetengetriebes ist permanent drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden. Das Hohlrad des Planetengetriebes ist über ein formschlüssiges Schaltelement in einer ersten Schaltstellung des Schaltelements mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden und in einer zweiten Schaltstellung des Schaltelements gehäusefest verbunden.
  • Die genannte DE 10 2017 222 927 A1 beschreibt auch ein Verfahren zum Betreiben dieses Antriebsstrangs: Wenn bei Fahrt mit einem im Getriebe eingelegten Gang eine Bremse des Kraftfahrzeugs im Sinne einer Vollbremsung geschlossen wird oder bei Fahrzeugstillstand mit einem im Getriebe eingelegten Gang das Getriebe verspannt ist und sich hierbei das Schaltelement in der zweiten Schaltstellung befindet, wird ermittelt, ob der Antriebsstrang durch Öffnen einer Zielklaue getrennt werden kann. Wenn festgestellt wird, dass die Zielklaue nicht geöffnet werden kann, dann wird das Schaltelement von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung umgeschaltet.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere soll eine Antriebsvorrichtung bereitgestellt werden, die eine möglichst kompakte Konstruktion ermöglicht, um Bauraum einzusparen. Außerdem soll eine Möglichkeit angegeben werden, um einen Fahrzeugantrieb mit der Antriebsvorrichtung in einem verspannten Zustand so zu betreiben, dass die Verspannung aufgelöst wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die in den Hauptansprüchen jeweils angegebenen Maßnahmen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen hiervon sind den Unteransprüchen entnehmbar.
  • Demgemäß wird eine Antriebsvorrichtung zum zumindest zeitweisen elektrischen Antrieb (Vortrieb) eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen oder ein Kraftomnibus sein.
  • Die Antriebsvorrichtung weist eine erste Antriebswelle auf. Die erste Antriebswelle ist zur Kopplung der Antriebsvorrichtung mit einem Verbrennungsmotor ausgebildet. Die erste Antriebswelle verfügt dazu insbesondere über einen entsprechenden Flansch zur Anbindung an den Verbrennungsmotor, beispielsweise an eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors. Der Verbrennungsmotor ist zumindest zeitweise zum Antrieb des Kraftfahrzeugs nutzbar. Es kann eine separate Trennkupplung und/oder ein separater Rotationsdämpfer antriebstechnisch zwischen der ersten Antriebswelle und dem Verbrennungsmotor vorgesehen sein. Die Trennkupplung kann dann als Anfahrkupplung vorgesehen sein. Die erste Antriebswelle dient zum Einleiten eines Antriebsdrehmoments vom Verbrennungsmotor in die Antriebsvorrichtung.
  • Die erste Antriebswelle ist zudem zur Kopplung der Antriebsvorrichtung mit einem ersten Eingang eines mehrstufigen Getriebes ausgebildet. Die Antriebsvorrichtung dient demnach zur eingangsseitigen Anbindung an das mehrstufige Getriebe. Die erste Antriebswelle verfügt dazu insbesondere über einen entsprechenden Flansch zur Anbindung an den ersten Eingang des Getriebes, beispielsweise an eine erste Eingangswelle des Getriebes. Die erste Antriebswelle kann zugleich eine Eingangswelle des ersten Eingangs des Getriebes bilden. Ein solches mehrstufige Getriebe verfügt über mehrere wahlweise einlegbare Übersetzungen, insbesondere mehrere diskrete Gänge. Die erste Antriebswelle dient somit primär sowohl zum Einleiten eines Antriebsdrehmoments vom Verbrennungsmotor in die Antriebsvorrichtung, als auch zum Ausleiten eines Antriebsdrehmoments von der Antriebsvorrichtung zu dem mehrstufigen Getriebe. Die erste Antriebswelle kann daher auch als Ein- und Ausgangswelle der Antriebsvorrichtung bezeichnet werden.
  • Die Antriebsvorrichtung weist auch eine zweite Antriebswelle auf. Die zweite Antriebswelle ist zur Koppelung der Antriebsvorrichtung mit einem zweiten Eingang des mehrstufigen Getriebes ausgebildet. Die zweite Antriebswelle verfügt dazu insbesondere über einen entsprechenden Flansch zur Anbindung an den zweiten Eingang des Getriebes, beispielsweise an eine zweite Eingangswelle des Getriebes. Die zweite Antriebswelle kann zugleich eine Eingangswelle des zweiten Eingangs des Getriebes bilden. Die zweite Antriebswelle dient primär zum Ausleiten eines Antriebsdrehmoments von der Antriebsvorrichtung zu dem mehrstufigen Getriebe. Die zweite Antriebswelle kann daher auch als Ausgangswelle der Antriebsvorrichtung bezeichnet werden.
  • Das mehrstufige Getriebe verfügt demnach über zumindest oder genau die beiden besagten Eingänge. Hierüber kann jeweils ein Antriebsdrehmoment dem mehrstufigen Getriebe zugeführt werden. Insbesondere kann mittels eines oder mehreren Schaltelemente des Getriebes und/oder Kupplungen der Antriebsvorrichtung derjenige Eingang bedarfsweise ausgewählt werden, über den eine wirksame Drehmomentübertragung zwischen Antriebsvorrichtung und Getriebe erfolgen soll. Insbesondere ist so das Getriebe mit der Antriebsvorrichtung wahlweise nur über den ersten Eingang; nur über den zweiten Eingang; über beide Eingänge gleichzeitig; über keinen der Eingänge drehfest verbunden. Über den jeweils deaktivierten Eingang besteht dann keine wirksame Antriebsverbindung zwischen Getriebe und Antriebsvorrichtung. Insbesondere sind die Eingänge unterschiedlichen einlegbaren Übersetzungen des Getriebes und/oder Antriebsmodi des Verbundes aus Antriebsvorrichtung und Getriebe zugeordnet. Somit kann vorgesehen sein, dass bei einer bestimmten Übersetzungsstufe und/oder Antriebsmodus stets der eine Eingang genutzt wird und dass bei einer anderen bestimmten Übersetzungsstufe und/oder Antriebsmodus stets der andere Eingang genutzt wird. Die gewählte Übersetzungsstufe und/oder Antriebsmodus hängt hierbei insbesondere von der jeweiligen Fahrsituation ab und wird dementsprechend automatisch eingelegt.
  • Die Antriebsvorrichtung verfügt des Weiteren über eine E-Maschine mit einem drehbaren Rotor. Die E-Maschine ist insbesondere eine Synchronmaschine oder eine Asynchronmaschine. Die E-Maschine ist zumindest zeitweise zum elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs nutzbar. Dann wird sie als Antriebsmotor eingesetzt. Es kann vorgesehen sein, dass die E-Maschine zumindest zeitweise auch als elektrischer Generator einsetzbar ist. Insbesondere verfügt die E-Maschine auch über einen gehäusefesten Stator. Mit dem Stator ist der Rotor antreibbar.
  • Die Antriebsvorrichtung verfügt außerdem über ein Planetengetriebe mit den Elementen Hohlrad und Sonnenrad und Steg. Das Planetengetriebe ist insbesondere einstufig ausgebildet. In diesem Fall umfasst es keine mehreren miteinander antriebstechnisch gekoppelten Planetenstufen. Der Steg trägt insbesondere Planetenräder des Planetengetriebes drehbar, wobei diese mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad in an sich bekannter Weise kämmen.
  • Die Antriebsvorrichtung verfügt außerdem über eine erste schaltbare Kupplung und eine zweite schaltbare Kupplung. Sie sind im Öffnungs- und Schließsinne betätigbar. Zu ihrer Betätigung kann eine Aktorik vorgesehen sein. Somit können diese Schaltelemente durch Befehle des Steuergeräts der Antriebsvorrichtung betätigt werden, also wahlweise geschlossen und geöffnet werden. Das Steuergerät dient vorzugsweise auch zur Ansteuerung der E-Maschine. Insbesondere kann mittels der ersten und zweiten Kupplung ausgewählt werden, mit welcher der beiden Antriebswellen der Rotor der E-Maschine wirkverbunden ist. Somit ist über die beiden Kupplungen einstellbar, welcher der Eingänge des mehrstufigen Getriebes für die E-Maschine genutzt wird.
  • Insbesondere verfügt die Antriebsvorrichtung nur über diese beiden besagten schaltbaren Kupplungen und die besagte E-Maschine. Es sind also vorzugsweise keine weiteren schaltbaren Kupplungen und/oder eine weitere E-Maschine vorgesehen.
  • Ein Erstes der Elemente des Planetengetriebes ist mit dem Rotor der E-Maschine permanent drehfest verbunden, insbesondere unmittelbar verbunden. Eine solche permanente drehfeste Verbindung dient zur gezielten Übertragung eines Antriebsdrehmoments und sieht im montierten Zustand keine Möglichkeit zum Öffnen und Schließen der Verbindung vor, wie beispielsweise über ein Schaltelement. Die permanente drehfeste Verbindung kann allerdings zur Montage und/oder Demontage der Antriebsvorrichtung auftrennbar ausgeführt sein, beispielsweise durch formschlüssige, nicht-schaltbare Verbindungsstellen. Die permanente drehfeste Verbindung kann somit einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Die permanente drehfeste Verbindung kann stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig ausgeführt sein.
  • Bei der vorgeschlagenen Antriebsvorrichtung ist nun vorgesehen, dass ein Zweites der Elemente des Planetengetriebes mit einem Gehäuse der Antriebsvorrichtung permanent drehfest verbunden ist, insbesondere unmittelbar verbunden ist. Das Gehäuse der Antriebsvorrichtung dient insbesondere zur drehbaren Abstützung der beiden Antriebswelle. Das Gehäuse kann auch dazu ausgebildet sein, um den Stator der E-Maschine drehfest darin aufzunehmen und abzustützen. Das Gehäuse kann insbesondere die E-Maschine, die Kupplungen und das Planetengetriebe der Antriebsvorrichtung in einem Innenraum aufnehmen und gegen äußere Umweltbedingungen abschirmen, wie insbesondere Regen oder Feuchtigkeit, und es kann ein Austritt von Schmiermittel aus der Antriebsvorrichtung verhindern.
  • Zudem ist ein Drittes der Elemente des Planetengetriebes über die erste Kupplung lösbar mit der ersten Antriebswelle drehfest verbindbar. Die erste Kupplung verbindet im geschlossenen Zustand daher dieses dritte Element drehfest mit der ersten Antriebswelle. Im geöffneten Zustand besteht über die erste Kupplung hingegen keine drehfeste Verbindung zwischen diesem dritten Element und der ersten Antriebswelle. Insbesondere sind diese dann relativ zueinander drehbar.
  • Zudem ist das Dritte der Elemente des Planetengetriebes über die zweite Kupplung lösbar mit der zweiten Antriebswelle drehfest verbindbar. Die zweite Kupplung verbindet im geschlossenen Zustand daher dieses dritte Element drehfest mit der zweiten Antriebswelle. Im geöffneten Zustand besteht über die zweite Kupplung hingegen keine drehfeste Verbindung zwischen diesem dritten Element und der zweiten Antriebswelle. Insbesondere sind diese dann relativ zueinander drehbar.
  • Auf diese Weise kann die E-Maschine zwischen den beiden Eingängen des mehrstufigen Getriebes umgeschaltet werden. Es sind nur zwei Kupplungen für die Antriebsvorrichtung notwendig, was Bauraum einspart. Zudem kann das Planetengetriebe bauraumsparend radial innerhalb des Rotors der E-Maschine angeordnet werden. Eine Abkoppelung der E-Maschine vom übrigen Antriebsstrang ist möglich. Mittels der Kupplungen und der E-Maschine der Antriebsvorrichtung können formschlüssige Schaltelemente im mehrstufigen Getriebe gelöst werden, sofern diese ungewollt unter Vorspannung zum Stillstand kommen sollten.
  • In Ausführungsformen der vorgeschlagenen Antriebsvorrichtung kann
    • - die erste Kupplung und/oder die zweite Kupplung radial innenliegend zum
    • - Planentengetriebe und/oder Rotor der E-Maschine angeordnet sein. Auch dadurch kann ein weiterer kompakter Aufbau realisiert werden. Diese Elemente können dadurch auch ineinander verschachtelt sein, also axial auf einer gemeinsamen Ebene liegen.
  • Vorzugsweise sind die erste Kupplung und die zweite Kupplung der Antriebsvorrichtung jeweils formschlüssig wirkend ausgeführt. Es handelt sich dann also um formschlüssige Schaltelemente, beispielsweise um Klauenkupplungen. Somit wird im geschlossenen Zustand des jeweiligen Schaltelements mittels Formschluss ein daran anliegendes Drehmoment übertragen. Im geöffneten Zustand ist der Formschluss aufgehoben, wodurch kein Drehmoment über das jeweilige Schaltelement übertragbar ist. Dadurch kann ein noch kompakterer Aufbau der Antriebsvorrichtung realisiert werden.
  • Vorzugsweise sind die erste Kupplung und die zweite Kupplung der Antriebsvorrichtung so ausgebildet, dass sie ausschließlich alternierend zueinander betätigbar sind. Die zweite Kupplung ist also nur dann schließbar, wenn gleichzeitig die dritte Kupplung geöffnet wird - und jeweils umgekehrt. Dadurch können Fehlschaltungen in der Antriebsvorrichtung vermieden werden.
  • Vorzugsweise ist die erste Kupplung und die zweite Kupplung der Antriebsvorrichtung als gemeinsames Schaltelement mit drei Schaltstellungen ausgebildet (Doppelschaltelement). Dadurch kann eine sehr kompakte Konstruktion realisiert werden. Somit kann ein gemeinsamer Aktor zur Betätigung vorgesehen sein. Insbesondere kann eine gemeinsame Schaltmuffe vorgesehen sein, die je nach Schaltstellung entweder als erste Kupplung oder zweite Kupplung dient. In der ersten Schaltstellung (entspricht der geschlossenen ersten Kupplung und der geöffneten zweiten Kupplung) ist über das gemeinsame Schaltelement das dritte Element des Planetengetriebes drehfest mit der ersten Antriebswelle verbunden, während es drehbar von der zweiten Antriebswelle entkoppelt ist. In der zweiten Schaltstellung (entspricht der geöffneten ersten Kupplung und der geschlossenen zweiten Kupplung) ist dann über das gemeinsame Schaltelement das dritte Element des Planetengetriebes drehfest mit der zweiten Antriebswelle verbunden, während es drehbar von der ersten Antriebswelle entkoppelt ist. In der dritten Schaltstellung (entspricht der geöffneten ersten und zweiten Kupplung) ist das dritte Element des Planetengetriebes sowohl von der ersten Antriebswelle, als auch von der zweiten Antriebswelle entkoppelt. Somit ist das dritte Element und daher auch der Rotor der E-Maschine frei drehbar.
  • Vorzugsweise sind die erste Kupplung und die zweite Kupplung abtriebsseitig der Antriebsvorrichtung angeordnet. Bei einer abtriebsseitigen Anordnung der jeweiligen Kupplung liegt diese in axialer Richtung und/oder antriebstechnisch zwischen dem Planetengetriebe einerseits und dem mehrstufigen Getriebe oder den Flanschen zur Koppelung der ersten und zweiten Antriebswelle mit dem mehrstufigen Getriebe andererseits. Alternativ dazu ist es möglich, dass die erste und zweite Kupplung eingangsseitig der Antriebsvorrichtung angeordnet sind. Bei einer eingangsseitigen Anordnung der jeweiligen Kupplung liegt diese hingegen in axialer Richtung und/oder antriebstechnisch zwischen dem Planetengetriebe einerseits und dem Verbrennungsmotor oder dem Flansch zur Koppelung der ersten Antriebswelle mit dem Verbrennungsmotor andererseits. Somit ist es möglich, eine oder beide Kupplungen zumindest teilweise radial innerhalb des Rotors der E-Maschine unterzubringen. Der Rotor und die beiden Kupplungen der Antriebsvorrichtung können dann also ineinander verschachtelt sein.
  • Zur abtriebsseitigen Anordnung der ersten und zweiten Kupplung sind diese insbesondere axial zwischen einer Anbindung für das dritte Element des Planetengetriebes einerseits und den Anbindungen der ersten und zweiten Antriebswelle an das mehrstufige Getriebe andererseits angeordnet. Die Anbindung der ersten und zweiten Kupplung an das Planetengetriebe ist somit auf der einen Seite axial neben diesen Kupplungen angeordnet, während auf der anderen Seite axial neben diesen Kupplungen die Anbindungen der beiden Antriebswellen zu den Eingängen des mehrstufige Getriebes angeordnet sind. Eine solche Anbindung der Kupplungen an das Planetengetriebe kann hohlwellenförmig ausgebildet sein. Eine solche Anbindung der Kupplungen an das Planetengetriebe kann als ein Verbindungsstück realisiert sein.
  • Vorzugsweise bildet bei einer ersten Variante der Antriebsvorrichtung das Sonnenrad das Erste der Elemente des Planetengetriebes. Es ist somit mit dem Rotor der E-Maschine permanent drehfest verbunden. Das Hohlrad bildet das Zweite der Elemente des Planetengetriebes. Es ist somit mit dem Gehäuse der Antriebsvorrichtung permanent drehfest verbunden. Der Steg bildet das Dritte der Elemente des Planetengetriebes. Er ist somit sowohl über die erste Kupplung mit der ersten Antriebswelle drehfest verbindbar, als auch über die zweite Kupplung mit der zweiten Antriebswelle drehfest verbindbar. Auf diese Weise ist die E-Maschine über das Planetengetriebe relativ hoch übersetzt. Diese Ausführungsform eignet sich daher besonders für E-Maschinen, die ihre Nennleistung bei relativ hohen Drehzahlen erreichen.
  • Bei einer alternativen zweiten Variante ist gegenüber der ersten Variante die Anbindung von Hohlrad und Sonnenrad vertauscht: Das Hohlrad bildet nun das Erste der Elemente des Planetengetriebes aus und ist mit dem Rotor der E-Maschine permanent drehfest verbunden. Das Sonnenrad bildet nun das Zweite der Elemente des Planetengetriebes aus und ist mit dem Gehäuse der Antriebsvorrichtung permanent drehfest verbunden. Der Steg bildet wie bei der ersten Variante das Dritte der Elemente des Planetengetriebes. Auf diese Weise ist die E-Maschine über das Planetengetriebe relativ niedrig übersetzt. Diese Ausführungsform eignet sich daher besonders für E-Maschinen, die ihre Nennleistung bei relativ niedrigen Drehzahlen erreichen.
  • Bei einer alternativen dritten Variante ist gegenüber der ersten Variante die Anbindung von Hohlrad und Steg vertauscht: Das Sonnenrad bildet wie bei der ersten Variante das Erste der Elemente des Planetengetriebes. Der Steg bildet das Zweite der Elemente des Planetengetriebes und ist mit dem Gehäuse der Antriebsvorrichtung permanent drehfest verbunden. Das Hohlrad bildet das Dritte der Elemente des Planetengetriebes und ist sowohl über die erste Kupplung mit der ersten Antriebswelle drehfest verbindbar, als auch über die zweite Kupplung mit der zweiten Antriebswelle drehfest verbindbar. Die damit erzielbare Übersetzung des Planetengetriebes liegt zwischen den Übersetzungen der Planetengetriebe der genannten ersten und zweiten Variante. Das Hohlrad weist hierbei stets eine im Vergleich zum Rotor umgekehrte Drehrichtung auf. Diese Ausführungsform eignet sich daher besonders für E-Maschinen, die ihre Nennleistung bei mittleren Drehzahlen erreichen.
  • Bei diesen drei Varianten können sich zudem Vorteile hinsichtlich der Lagerung des Rotors der E-Maschine und/oder einer Aktorik der Kupplungen ergeben. Ebenso können sich Bauraumvorteile durch eine geschickte Verschachtelung der Kupplungen und des Planetengetriebes und des Rotors der E-Maschine ergeben.
  • Vorgeschlagen wird auch ein Hybridmodul zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs. Das Hybridmodul ist dazu ausgebildet, um eingangsseitig eines mehrstufigen Kraftfahrzeuggetriebes angeordnet zu werden, wobei das Kraftfahrzeuggetriebes zwei Eingänge aufweist. Das Hybridmodul verfügt über die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung. Somit kann ein leistungsfähiges und kompaktes Hybridmodul gebildet werden. Im eingebauten Zustand befindet sich das Hybridmodul axial zwischen dem Verbrennungsmotor und dem mehrstufigen Getriebe. Es verfügt insbesondere über ein eigenes Gehäuse. Insbesondere handelt es sich bei dem Hybridmodul um eine vormontierte separate Baueinheit, die im Bereich des Eingangs des Kraftfahrzeuggetriebes, auf dieses aufsetzbar ist. Somit kann aus einem konventionell angetriebenen Kraftfahrzeug ein Hybridfahrzeug gebildet werden.
  • Vorgeschlagen wird auch ein Kraftfahrzeugantrieb zum zumindest zeitweisen elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs. Der Kraftfahrzeugantrieb weist das mehrstufige Kraftfahrzeuggetriebe und die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung auf. Das Kraftfahrzeuggetriebe verfügt demnach über die zwei Eingänge. Die Antriebsvorrichtung verfügt demnach über die besagte erste und zweite Antriebswelle, die E-Maschine, das Planetengetriebe und die erste und zweite Kupplung. Die erste Antriebswelle ist hierbei zum einen mit dem Ersten der Eingänge des Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt und zum anderen zur Kopplung mit dem Verbrennungsmotor ausgeführt. Die zweite Antriebswelle ist mit dem Zweiten der Eingänge des Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt. Somit kann bei dem Kraftfahrzeugantrieb über den ersten und zweiten Getriebeeingang eine Drehmomentübertragung zwischen Getriebe und Antriebsvorrichtung erfolgen. Die Antriebsvorrichtung kann hier in Form des vorgeschlagenen Hybridmoduls vorgesehen sein. Der Kraftfahrzeugantrieb ist vorzugsweise als gemeinsames Antriebsmodul aus dem Getriebe und der daran angeordneten Antriebsvorrichtung gebildet. Somit kann der Kraftfahrzeugantrieb als vormontierte separate Baueinheit ausgeführt sein. Diese Baueinheit kann auf den Verbrennungsmotor aufgesetzt werden und anschließend zusammen mit diesem in einen Fahrzeugrahmen oder Fahrzeugchassis eingefügt werden.
  • Vorzugsweise weist in einer Ausführungsform des Kraftfahrzeugantriebs das Kraftfahrzeuggetriebe ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement auf. Diese Schaltelemente sind also dem Kraftfahrzeuggetriebe zugeordnet (Getriebeschaltelemente). Diese Schaltelemente sind im Öffnungs- und Schließsinne betätigbar. Zu ihrer Betätigung kann eine Aktorik vorgesehen sein. Somit können diese Schaltelemente durch Befehle des Steuergeräts der Antriebsvorrichtung und/oder des Kraftfahrzeuggetriebes betätigt werden, also wahlweise geschlossen und geöffnet werden. Diese Schaltelemente sind insbesondere als Kupplungen ausgebildet. Diese Schaltelemente dienen insbesondere zum Schalten (Einlegen/Auslegen) der mehreren Übersetzungen des Kraftfahrzeuggetriebes.
  • Vorzugsweise ist die erste Antriebswelle der Antriebsvorrichtung über das erste Schaltelement des Kraftfahrzeuggetriebes mit einer ersten Zahnradübersetzung des Kraftfahrzeuggetriebes drehfest verbindbar. Dieses erste Schaltelement verbindet im geschlossenen Zustand somit die erste Antriebswelle drehfest mit der ersten Zahnradübersetzung des Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere mit einem Eingangszahnrad dieser ersten Zahnradübersetzung. Im geöffneten Zustand besteht über dieses erste Schaltelement hingegen keine drehfeste Verbindung zwischen der ersten Antriebswelle und der ersten Zahnradübersetzung des Kraftfahrzeuggetriebes. Insbesondere sind diese dann relativ zueinander drehbar.
  • Vorzugsweise ist zudem die erste Antriebswelle der Antriebsvorrichtung über das zweite Schaltelement des Kraftfahrzeuggetriebes mit einer zweiten Zahnradübersetzung des Kraftfahrzeuggetriebes drehfest verbindbar. Dieses zweite Schaltelement verbindet im geschlossenen Zustand somit die erste Antriebswelle drehfest mit der zweiten Zahnradübersetzung des Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere mit einem Eingangszahnrad dieser zweiten Zahnradübersetzung. Im geöffneten Zustand besteht über dieses zweite Schaltelement hingegen keine drehfeste Verbindung zwischen der ersten Antriebswelle und der zweiten Zahnradübersetzung des Kraftfahrzeuggetriebes. Insbesondere sind diese dann relativ zueinander drehbar.
  • Vorzugsweise ist das erste und zweite Schaltelement des Kraftfahrzeuggetriebes analog zur ersten und zweiten Kupplung der Antriebsvorrichtung als gemeinsames Schaltelement mit drei Schaltstellungen ausgebildet (Doppelschaltelement).
  • Vorzugsweise ist außerdem die zweite Antriebswelle der Antriebsvorrichtung mit der ersten Zahnradübersetzung des Kraftfahrzeuggetriebes permanent drehfest verbunden.
  • Auf diese Weise können Betriebsmodi und/oder Funktionen der Antriebsvorrichtung durch Einbeziehung der im Kraftfahrzeuggetriebe zum Einlegen der Übersetzungen vorhandenen Schaltelemente realisiert werden. Bei der Antriebsvorrichtung kann daher auf eine weitere Kupplung verzichtet werden.
  • In einer Weiterbildung des Kraftfahrzeugantriebs führt die erste Zahnradübersetzung und die zweite Zahnradübersetzung jeweils ein darüber eingebrachtes Drehmoment auf eine Vorgelegewelle des Kraftfahrzeuggetriebes. Somit sind die beiden Antriebswellen der Antriebsvorrichtung über die beiden Eingänge und die beiden Schaltelemente des Kraftfahrzeuggetriebes mit der Vorgelegewelle des Kraftfahrzeuggetriebes koppelbar. Darüber kann dann wiederum ein Abtrieb des Kraftfahrzeuggetriebes antreibbar sein. Das Getriebe ist demnach in Vorgelegebauweise ausgeführt. Bevorzugt sind auf der Vorgelegewelle Festräder der beiden Zahnradübersetzung zur Bildung der unterschiedlichen Übersetzungen angeordnet. Somit sind zumindest diese beiden Zahnradübersetzung mit der Vorgelegewelle permanent drehfest verbunden.
  • Optional wird auch ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend den Verbrennungsmotor und das mehrstufige Kraftfahrzeuggetriebe und die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung. Die erste Antriebswelle der Antriebsvorrichtung ist mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt. Somit ist die erste Antriebswelle vom Verbrennungsmotor antreibbar. Diese Koppelung kann unmittelbar und permanent oder mittelbar über die Trennkupplung ausgestaltet sein. Die Trennkupplung kann als Anfahrkupplung dienen. Zudem kann zwischen erster Antriebswelle und Verbrennungsmotor der Rotationsdämpfer zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungsmotors vorgesehen sein. Die erste und zweite Antriebswelle der Antriebsvorrichtung ist mit jeweils einem der Eingänge des mehrstufigen Kraftfahrzeuggetriebe gekoppelt, insbesondere besteht eine unmittelbare permanente Verbindung zum jeweiligen Eingang des Kraftfahrzeuggetriebes. Somit ist das Kraftfahrzeuggetriebe über die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle antreibbar. Die Antriebsvorrichtung und das Kraftfahrzeuggetriebe können in Form des vorgeschlagenen Kraftfahrzeugantriebs vorliegen.
  • Vorgeschlagen wird außerdem ein Steuergerät zur Betätigung des vorgeschlagenen Kraftfahrzeugantriebs, der - wie oben erläutert - über die Antriebsvorrichtung und das mehrstufige Kraftfahrzeuggetriebe verfügt. Neben den beiden genannten Schaltelementen des Kraftfahrzeuggetriebes sind dort vorzugsweise weitere Schaltelemente vorgesehen. Diese Schaltelemente dienen, wie erläutert, insbesondere zum Schalten der Übersetzungen des Kraftfahrzeuggetriebes. Zumindest eines der Schaltelemente des Kraftfahrzeuggetriebes wirkt formschlüssig. Beispielsweise handelt es sich hierbei um eine Klauenkupplung. Vorzugsweise wirken auch andere oder alle der Schaltelemente des Kraftfahrzeuggetriebes formschlüssig.
  • Das vorgeschlagene Steuergerät ist dazu ausgeführt, um die die beiden Kupplungen der Antriebsvorrichtung und zumindest das besagte formschlüssige Schaltelement des Kraftfahrzeuggetriebe zu betätigen. Das Steuergerät kann somit jeweils die Kupplungen und das Schaltelement gezielt öffnen und schließen. Ebenso ist das Steuergerät dazu ausgeführt, um die E-Maschine der Antriebsvorrichtung zu betätigen. Somit ist das Steuergerät in der Lage, durch die E-Maschine ein Antriebsdrehmoment bereitzustellen. Mit anderen Worten steuert das Steuergerät die Kupplungen und die E-Maschine der Antriebsvorrichtung, sowie das oder die Schaltelemente des Kraftfahrzeuggetriebes an.
  • Es kann vorkommen, dass das besagte formschlüssige Schaltelement des Kraftfahrzeuggetriebes im geschlossenen Zustand und unter Vorspannung (einer Last) zum Stillstand kommt. Zumindest die erste Antriebswelle der Antriebsvorrichtung dreht sich in diesem Zustand also nicht mehr. Die beiden formschlüssigen Hälften des Schaltelements sind dann gegeneinander verspannt, wodurch ein Öffnen dieses Schaltelements durch die zugehörige Aktorik nicht möglich ist. Dieser Zustand kann insbesondere dann vorkommen, wenn der Verbrennungsmotor bei geschlossenem formschlüssigem Schaltelement ungewollt zum Stillstand kommt, beispielsweise durch ein Abwürgen.
  • Das vorgeschlagene Steuergerät ist nun in der Lage und auch gezielt dazu ausgeführt, in einem solchen Fall das unter Spannung stehende formschlüssige Schaltelement des Kraftfahrzeuggetriebes unter Hilfe einer gezielten Betätigung der E-Maschine und der ersten Kupplung zu öffnen. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät dazu ausgebildet, um
    • - in einem ersten Schritt (a): die erste Kupplung zu schließen (sofern diese vorher geöffnet war) oder im geschlossenen Zustand zu halten (sofern diese bereits geschlossen war), und dann
    • - in einem zweiten Schritt (b): ein Antriebsdrehmoment mittels der E-Maschine aufzubringen, sodass dieses formschlüssige Schaltelement von seiner Vorspannung vollständig oder zumindest zum Öffnen ausreichend entlastet wird, und dann
    • - in einem dritten Schritt (c): dieses formschlüssige Schaltelement zu öffnen.
  • Im Schritt (a) wird insbesondere auch die zweite Kupplung der Antriebsvorrichtung geöffnet oder im offenen Zustand gehalten. Insbesondere wird vor oder beim Schließen der ersten Kupplung der Antriebsvorrichtung im Schritt (a) die E-Maschine drehmomentfrei gestellt, sodass beim Schließen der ersten Kupplung kein Drehmoment von der E-Maschine erzeugt wird. Das Öffnen des formschlüssigen Schaltelements (Schritt c) erfolgt insbesondere im entlasteten Zustand (Schritt b).
  • Auf diese Weise wird bei geschlossener erster Kupplung mittels des von der E-Maschine aufgebrachten Antriebsdrehmomentes die am formschlüssigen Schaltelement anliegende Vorspannung abgestützt und dann dieses Schaltelement geöffnet. Das Steuergerät verfügt zu diesem Zweck über spezielle Mittel, wie insbesondere Eingänge und Ausgänge und Berechnungsmittel, um den Zustand des jeweiligen formschlüssigen Schaltelements des Kraftfahrzeuggetriebes zu ermitteln oder abzuschätzen und um die Schritte (a), (b) und (c) durchzuführen. Dadurch ist der Kraftfahrzeugantrieb jederzeit in einen Zustand überführbar, von dem aus der daran angeordnete Verbrennungsmotor erneut gestartet werden kann.
  • Im Folgenden wir die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, aus welchen weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung entnehmbar sind. Hierbei zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
    • 1, eine erste Variante einer Antriebsvorrichtung zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs,
    • 2, ein Kraftfahrzeugantrieb zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs mit der ersten Variante der Antriebsvorrichtung aus 1,
    • 3, ein Kraftfahrzeugantrieb zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer zweiten Variante einer Antriebsvorrichtung,
    • 4, ein Kraftfahrzeugantrieb zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer dritten Variante einer Antriebsvorrichtung.
  • In den Figuren sind gleiche oder zumindest funktionsgleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Übersicht halber sind jeweils nur die oberen Hälften der Antriebsvorrichtungen 1 gezeigt. Die untere Hälfte kann gespiegelt hierzu ausgeführt sein.
  • 1 zeigt eine in einem Fahrzeugantriebstang angeordnete Antriebsvorrichtung 1 zum elektrischen Antrieb/Vortrieb eines nicht näher gezeigten Kraftfahrzeugs, wie insbesondere eines Nutzfahrzeugs. Die Antriebsvorrichtung 1 ist eingangsseitig über eine einzige erste Antriebswelle 2 mit einem Verbrennungsmotor 3 verbunden, beispielsweise mit einer Kurbelwelle. Antriebstechnisch zwischen Antriebsvorrichtung 1 und Verbrennungsmotor 3 kann optional eine Trennkupplung und/oder ein Rotationsdämpfer angeordnet sein. Die Antriebsvorrichtung 1 ist abtriebsseitig über die erste Antriebswelle 2 und eine zweite Antriebswelle 4 mit je einem Eingang eines mehrstufigen Kraftfahrzeuggetriebes 5 verbunden, beispielsweise mit je einer Getriebeeingangswelle. Die erste Antriebswelle 2 bildet somit eine Ein- und Ausgangswelle der Antriebsvorrichtung 1. Die zweite Antriebswelle 4 bildet eine Ausgangswelle der Antriebsvorrichtung 1. Die beiden Eingänge des Getriebes 5 können unterschiedlichen Teilgetrieben des Getriebes 5 zugeordnet sein. Insbesondere ist ein oder mehrere Schaltelemente des Getriebes 5 vorgesehen, um denjenigen Eingang auszuwählen, von dem ein Antriebsdrehmoment zum Vortrieb des Fahrzeugs dem Getriebe 5 zugeführt werden soll. Vorliegend ist die zweite Antriebswelle 4 hohlwellenfömig ausgeführt und koaxial auf der ersten Antriebswelle 2 angeordnet. Die Antriebswellen 2, 4 sind drehbar zueinander abgestützt.
  • Der Verbund aus Antriebsvorrichtung 1 und Getriebe 5 bildet einen Fahrzeugantrieb. Es kann vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung 1 an das Getriebe 5 zur Erzeugung einer gemeinsamen Baueinheit zusammenmontiert wurden. Anschließend kann diese Baueinheit mit dem Verbrennungsmotor 3 gekoppelt und in einen Rahmen oder ein Chassis des Kraftfahrzeugs verbaut werden. Die Antriebsvorrichtung 1 kann vor der Montage an das Getriebe 5 als separates Hybridmodul vormontiert worden sein.
  • Mit dem Ausgang des Getriebes 5 sind Antriebsräder (nicht gezeigt) des Fahrzeugs verbunden, sodass das Fahrzeug von dem Verbrennungsmotor 3 und/oder der Antriebsvorrichtung 1 antreibbar ist. Das Getriebe 5 verfügt über mehrere wahlweise einlegbare Übersetzungen, also insbesondere verschiedene diskrete Gänge. Das Getriebe 5 kann beispielsweise als manuelles Schaltgetriebe, als automatisiertes Schaltgetriebe, als Automatikgetriebe oder als stufenloses Getriebe (CVT-Getriebe) ausgeführt sein. In 2 ist eine bevorzugte Ausgestaltung des Getriebes 5 in Vorgelegebauweise gezeigt.
  • Die Antriebsvorrichtung 1 verfügt über eine E-Maschine 6. Die E-Maschine 6 verfügt über einen drehbaren Rotor 6A und einen gehäusefesten Stator 6B. Das nicht näher gezeigte Gehäuse 7 der Antriebsvorrichtung 1, an dem der Stator 6B befestigt ist, umgibt die wesentlichen Bestandteile der Antriebsvorrichtung 1 und schirmt diese gegen äußere Umweltbedingungen ab. Ebenso wird damit ein ungewollter Austritt von Schmiermittel aus der Antriebsvorrichtung 1 verhindert. Das Gehäuse 7 ist insbesondere so ausgebildet, dass die Antriebsvorrichtung 1 ein separates Hybridmodul bildet, das zur eingangsseitigen Anordnung an das Getriebe 5 ausgebildet ist.
  • Die E-Maschine 6 kann motorisch betrieben werden, um ein Antriebsdrehmoment bereitzustellen. Die E-Maschine 6 kann auch generatorisch betrieben werden, um ein Bremsmoment bereitzustellen und/oder um zu rekuperieren. Somit kann das von der E-Maschine 6 bereitgestellte Drehmoment dem Verbrennungsmotor 3 entgegenwirken oder diesen unterstützen.
  • Darüber hinaus verfügt die Antriebsvorrichtung 1 über eine schaltbare erste Kupplung I und eine schaltbare zweite Kupplung J als Schaltelemente. Diese Schaltelemente I, J sind formschlüssig wirkend ausgebildet. Wie in 1 gezeigt, sind die erste und zweite Kupplung I, J vorzugsweise als Doppelschaltelement mit drei Schaltstellungen ausgebildet. Beispielsweise ist eine gemeinsame Schaltmuffe mit genau den folgenden drei Schaltstellungen vorgesehen:
    1. 1. Schaltstellung: erste Kupplung I geschlossen und zweite Kupplung J geöffnet;
    2. 2. Schaltstellung: erste Kupplung I geöffnet und zweite Kupplung J geschlossen;
    3. 3. Schaltstellung: erste Kupplung I geöffnet und zweite Kupplung J geöffnet.
  • Die erste Kupplung I und die zweite Kupplung J können somit stets gemeinsam und zueinander alternierend betätigt werden. Vorzugsweise werden die Kupplungen I, J durch eine Aktorik der Antriebsvorrichtung 1 automatisch betätigt.
  • Die Antriebsvorrichtung 1 verfügt auch über ein einstufiges Planetengetriebe 8. Das Planetengetriebe 8 verfügt im Wesentlichen über die Elemente Hohlrad 8A, Sonnenrad 8B, Steg 8C und Planetenräder 8D. Die Planetenräder 8D sind auf dem Steg 8C drehbar gelagert und kämmen einerseits mit dem Hohlrad 8A und andererseits mit dem Sonnenrad 8B. Ein Erstes der Elemente 8A, 8B, 8C des Planetengetriebes 8 ist mit dem Rotor 6A der E-Maschine 6 permanent drehfest verbunden. In der Variante gemäß 1 bildet das Sonnenrad 8B dieses erste Element. Ein Zweites der Elemente 8A, 8B, 8C des Planetengetriebes 8 ist mit dem Gehäuse 7 der Antriebsvorrichtung 1 permanent drehfest verbunden. In der Variante gemäß 1 bildet das Hohlrad 3A dieses zweite Element. Ein Drittes der Elemente 8A, 8B, 8C des Planetengetriebes 8 ist wahlweise über die erste Kupplung I mit der ersten Antriebswelle 2 und über die zweite Kupplung J mit der zweiten Antriebswelle 4 drehfest verbindbar. In der Variante gemäß 1 bildet der Steg 8C dieses dritte Element.
  • Die erste Kupplung I verbindet demnach in ihrem geschlossenen Zustand den Steg 8C drehfest mit der ersten Antriebswelle 2. Und die zweite Kupplung J verbindet in ihrem geschlossenen Zustand den Steg 8C drehfest mit der zweiten Antriebswelle 4.
  • Wie ebenfalls aus 1 ersichtlich ist, sind die erste und zweite Kupplung I, J abtriebsseitig der Antriebsvorrichtung 1 angeordnet. Somit befinden sich die Kupplungen I, J antriebstechnisch und/oder axial zwischen der Ebene des Planetengetriebes 8 und dem mehrstufigen Getriebe 5. Hierbei sind die erste Kupplung I und die zweite Kupplung J axial zwischen der hohlwellenförmigen Anbindung 8X für das dritte Element des Planetengetriebes 8 (für den Steg 8C in 1) einerseits und den Anbindungen der Antriebswellen 2, 4 an den jeweils zugehörigen Eingang des Getriebes 5 andererseits angeordnet. Die E-Maschine 6 ist hingegen eingangsseitig der Antriebsvorrichtung 1 angeordnet. Die Anbindung 8X ist koaxial auf der Antriebswelle 2 angeordnet.
  • Die Antriebsvorrichtung 1 verfügt auch über ein Steuergerät 9. Das Steuergerät 9 dient zur Betätigung der Kupplungen I, J sowie der E-Maschine 6. Somit ist das Steuergerät 9 in der Lage, die Kupplungen I, J jeweils wahlweise zu öffnen und zu schließen und die E-Maschine 6 zur Bereitstellung eines Drehmoments zu betreiben. Entsprechende Befehle des Steuergeräts 9 werden durch eine Aktorik für die Kupplungen I, J und durch eine elektrische Leistungselektronik für die E-Maschine 6, wie insbesondere ein Wechselrichter, umgesetzt.
  • Durch Schalten der Kupplungen I, J ist die Antriebsvorrichtung 1 in unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar, die im Folgenden erläutert werden.
  • Wenn die erste Kupplung I geöffnet ist und die zweite Kupplung J geschlossen ist, befindet sich die Antriebsvorrichtung 1 in einem ISG-Modus. Das Planetengetriebe 8 dient hier als Festübersetzung der E-Maschine 6 hin zur zweiten Antriebswelle 4 und dem zweiten Eingang des Getriebes 5. Somit kann dann ein übersetztes Drehmoment der E-Maschine 6 an die zweite Antriebswelle 4 und damit den zweiten Eingang des Getriebes 5 angelegt werden. Durch Einstellen einer entsprechenden Schaltstellung eines oder mehrerer Schaltelemente des Getriebes 5 kann die erste Antriebswelle 2 vom übrigen Getriebe 5 entkoppelt werden und dann rein elektrisch gefahren werden, ohne dass Schleppverluste durch den Verbrennungsmotor 3 auftreten. Der Rotor 6A der E-Maschine 6 kann durch das Planetengetriebe 8 stets eine im Vergleich zum Verbrennungsmotor 3 erhöhte Drehzahl aufweisen. Somit kann die E-Maschine 6 auch bei niedrigen Drehzahlen des Verbrennungsmotors 3 in einem optimalen Drehzahlbereich betrieben werden. Der Wirkungsgrad der E-Maschine 6 kann somit sowohl im motorischen, als auch im generatorischen Betrieb (Rekuperation) verbessert sein. Zudem kann im ISG-Modus die E-Maschine 6 Schaltvorgänge der Schaltelemente im Getriebe 5 unterstützen, insbesondere kann eine Zugkraft im Getriebe 5 abgestützt werden und/oder Schalelemente des Getriebes 5 synchronisiert werden.
  • Wenn die erste Kupplung I geschlossen ist und die zweite Kupplung J geöffnet ist, befindet sich die Antriebsvorrichtung 1 in einem KSG-Modus. Hierbei ist der Rotor 6A der E-Maschine 6 über das Planetengetriebe 8 an die erste Antriebswelle 2 und den Verbrennungsmotor 3 angebunden. Das Planetengetriebe 8 dient also auch hier als Festübersetzung der E-Maschine 6, nun allerdings hin zur ersten Antriebswelle 2 und dem ersten Eingang des Getriebes 5. Somit kann dann ein übersetztes Drehmoment der E-Maschine 6 an die erste Antriebswelle 2 und damit an den ersten Eingang des Getriebes 5 und den Verbrennungsmotor 3 angelegt werden. Dies ist unabhängig von der im Getriebe 5 eingestellten Übersetzung. Über den zweiten Eingang des Getriebes 5 ist nun keine Drehmomentübertragung zwischen Antriebsvorrichtung 1 und Getriebe 5 möglich. Durch Einstellen einer entsprechenden Schaltstellung eines oder mehrerer Schaltelemente des Getriebes 5 kann dann die E-Maschine 6 und der Verbrennungsmotor 3 vom übrigen Getriebe 5 und dem übrigen Antriebsstrang abgetrennt werden. Somit können diese unabhängig vom übrigen Getriebe 5 und Antriebsstrang arbeiten. Die E-Maschine 6 kann dann motorisch oder generatorisch betrieben werden. Bei einem motorischen Betrieb der E-Maschine 6 kann sie als Starter eingesetzt werden, um den Verbrennungsmotor 3 zu starten. Bei einem generatorischen Betrieb der E-Maschine 6 kann sie eine Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 3 in elektrische Energie umwandeln. Diese Energie kann beispielsweise in einer Batterie gespeichert werden und/oder elektrischen Verbrauchern des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden. Somit sind bei Fahrzeugstillstand elektrische Nebenaggregate des Fahrzeugs betreibbar. Auch im KSG-Modus kann dann die E-Maschine 6 Schaltvorgänge der Schaltelemente im Getriebe 5 unterstützen, insbesondere kann eine Zugkraft im Getriebe 5 abgestützt werden und/oder Schalelemente des Getriebes 5 synchronisiert werden.
  • Wenn die erste Kupplung I und die zweite Kupplung J offen sind, dann ist das Planetengetriebe 8 und damit der Rotor 6A der E-Maschine 6 frei drehend. Die E-Maschine 6 ist somit antriebstechnisch von der ersten und zweiten Antriebswelle 2, 4 abgekoppelt. Dadurch können Nulllastverluste der E-Maschine 6 vermieden werden. Auch können dann Planschverluste des Planetengetriebes 8 minimiert werden. Durch die Anbindung des Verbrennungsmotors 3 an den ersten Eingang des Getriebes 5 über die erste Antriebswelle 2 ist dann weiterhin der Verbrennungsmotor 3 zum Antrieb des Fahrzeugs nutzbar. Diese Schaltstellung kann insbesondere für einen antriebslosen Segelbetrieb des Fahrzeugs von Vorteil sein, um störende Schleppverluste in der E-Maschine 6 und dem Planetengetriebe 8 zu minimieren. Dieses Abkoppeln der E-Maschine 6 kann auch dann eingesetzt, wenn relativ hohe Drehzahlen am Verbrennungsmotor 3 anliegen oder in absehbarer Zukunft anliegen könnten, wie insbesondere bei einem Motorbremsbetrieb. Somit kann die E-Maschine 6 gegen unzulässig hohe Drehzahlen geschützt werden.
  • Zum Umschalten zwischen den Kupplungen I, J können diese jeweils durch eine entsprechende Drehzahlführung der E-Maschine 6 synchronisiert werden, insbesondere durch eine Drehzahlregelung der E-Maschine 6. Somit kann auf eine mechanische Synchronisationseinrichtung bei den Kupplungen I, J wie beispielsweise Synchronringe, verzichtet werden.
  • 2 zeigt die Antriebsvorrichtung 1 aus 2 in Kombination mit einem bevorzugten mehrstufigen Kraftfahrzeuggetriebe 5. Die Antriebsvorrichtung 1 und das Getriebe 5 bilden einen Kraftfahrzeugantrieb zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs. Die Antriebsvorrichtung 1 ist eingangsseitig des Getriebes 5 angeordnet. Das Getriebe 5 selbst ist im Wesentlichen bereits bekannt, weshalb an dieser Stelle lediglich auf seine wesentlichen Bestandteile eingegangen wird. Es handelt sich um ein 12-gängiges Getriebe in Vorgelegebauweise mit einer Vorschaltgruppe 5A und einem Hauptgetriebe 5B und einer Bereichsgruppe 5C in Planetenbauweise für den Einsatz in schweren Nutzfahrzeugen. Ein Nutzfahrzeug ist in diesem Zusammenhang ein Lastkraftwagen oder ein Kraftomnibus.
  • Dargestellt ist auch in 2 nur eine Hälfte des Getriebes 5 und der Antriebsvorrichtung 1. Die andere Hälfte kann spiegelbildlich hierzu ausgeführt sein. In diesem Fall umfasst das Getriebe 5 zwei Vorgelegewellen 5D. Alternativ dazu kann das Getriebe 5 auch nur über die in 2 gezeigte eine (einzige) Vorgelegewelle 5D verfügen.
  • Das Getriebe 5 verfügt über insgesamt 8 als Kupplungen ausgeführte Getriebeschaltelemente A, B, C, D, E, F, H, L. Die Kupplungen C, D, E, F sind insbesondere als unsynchronisierte Klauenschaltelemente ausgeführt. Die Kupplungen A, B, L, H sind insbesondere entweder als synchronisierte formschlüssige Schaltelemente oder als unsynchronisierte Klauenschaltelemente ausgeführt. Vorzugsweise werden die Kupplungen A, B, C, D, E, F, H, L durch eine Aktorik des Getriebes 5 automatisch betätigt.
  • Die als Doppelschaltelement ausgeführten Kupplungen A, B sind der Vorschaltgruppe 5A zugeordnet, wobei die Kupplung B auch zum Einlegen des 3. Ganges des Hauptgetriebes 5B genutzt wird. Die jeweils als Doppelschaltelement ausgeführten Kupplungen C, D sowie E, F sind dem Hauptgetriebe 5B zugeordnet. Die als Doppelschaltelement ausgeführten Kupplungen H, L sind der Bereichsgruppe 5C zugeordnet.
  • Auf der Hauptwelle 5E des Getriebes 5 sind die Losräder für die Radebenen KH (Antriebskonstante „High“) / 3. Gang, 2. Gang, 1. Gang, R (Rückwärtsgang) angeordnet. Auf der Getriebeeingangswelle / zweiten Antriebswelle 4 ist ein Festrad für die Radebenen KL (Antriebskonstante „Low“) angeordnet. Auf der Vorgelegewelle 5D sind die mit den besagten einzelnen Losrädern und dem besagten Festrad der Radebene KL kämmenden Festräder angeordnet. Die Radebenen KL , KH / 3. Gang, 2. Gang, 1. Gang, R (Rückwärtsgang) werden jeweils durch eine Zahnradübersetzung aus Stirnradpaaren ausgebildet. Die Bereichsgruppe 5C wird durch ein einstufiges Planetengetriebe ausgebildet. Die Zahnradübersetzungen der Radebenen KL , KH / 3. Gang, 2. Gang, 1. Gang, R (Rückwärtsgang) führen jeweils ein darüber eingebrachtes Drehmoment auf die Vorgelegewelle 5D des Getriebes 5. Somit erfolgt eine Drehmomentübertragung zwischen den Eingängen und dem Ausgang des Getriebes 5 über die Vorgelegewelle 5D.
  • Das Getriebe 5 weist ein separates Getriebegehäuse 5F auf, das die wesentlichen Elemente des Getriebes 5 umgibt und gegen Umweltbedingungen abschirmt. Ebenso wird damit ein ungewollter Austritt von Schmiermittel des Getriebes 5 verhindert. Das Getriebegehäuse 5F ist insbesondere separat zum Gehäuse 7 der Antriebsvorrichtung. Die Gehäuse 5F, 7 verfügen insbesondere über komplementäre Befestigungsflächen, sodass die Antriebsvorrichtung 1 am Getriebegehäuse 5F befestigt und daran aufgehängt werden kann, beispielsweise Flansche.
  • Das mehrstufige Kraftfahrzeuggetriebe 5 weist vorliegend zwei Eingänge auf. Über den ersten Eingang ist es mit der ersten Antriebswelle 2 der Antriebsvorrichtung 1 permanent drehfest verbunden, und über den zweiten Eingang ist es mit der zweiten Antriebswelle 4 der Antriebsvorrichtung 1 permanent drehfest verbunden. Die erste und zweite Antriebswelle 2, 4 der Antriebsvorrichtung 1 dienen in 2 gleichzeitig als Getriebeeingangswellen. Optional kann die erste und/oder zweite Antriebswelle 2, 4 an je eine zugehörige separate Getriebeeingangswelle des Getriebes 5 angeflanscht sein.
  • Die erste Antriebswelle 2 ist über die Kupplung A des Getriebes 5 lösbar mit der Zahnradübersetzung der Radebene KL (Antriebskonstante „Low“) drehfest verbindbar. Die erste Antriebswelle 2 ist zudem über die Kupplung B des Getriebes 5 lösbar mit der Zahnradübersetzung der Radebene KH (Antriebskonstante „High“) und des 3. Ganges drehfest verbindbar. Die zweite Antriebswelle 4 ist mit der Zahnradübersetzung der Radebene KL (Antriebskonstante „Low“) permanent drehfest verbunden. Als erstes Eingangselement des Getriebes 5 kann daher das Doppelschaltelement A, B angesehen werden. Als zweites Eingangselement des Getriebes 5 kann daher das eingangsseitige Zahnrad der Zahnradübersetzung für die Radebene KL (Antriebskonstante „Low“) angesehen werden.
  • Im oben beschriebenen ISG-Modus (Kupplung I offen und Kupplung J geschlossen) ist bei offenen Schaltelementen A und B (Mittelstellung des Doppelschaltelements A, B) die erste Antriebswelle 2 und damit der Verbrennungsmotor 3 vom übrigen Antriebsstrang abgekoppelt. Somit kann in dieser Schaltstellung mittels der E-Maschine 6 unter Nutzung der zweiten Antriebswelle 4 und des zweiten Eingangs des Getriebes 5 rein elektrisch gefahren werden oder rekuperiert werden, ohne dass der Verbrennungsmotor 3 mitgeschleppt wird. Dadurch können Schleppverluste im Verbrennungsmotor 3 minimiert werden. Das an der E-Maschine 6 anliegende Drehmoment wird hierbei durch das Planetengetriebe 8 und die Zahnradübersetzung der Radebene KL vorteilhaft übersetzt. Somit kann ein optimales Drehzahlniveau der E-Maschine 6 im motorischen und generatorischen Betrieb erreicht werden. Auch kann im ISG-Modus während eines Schaltvorgangs innerhalb der Vorschaltgruppe 5A (also einem Umschalten der Schaltelemente A, B) eine dabei auftretende Zugkraft durch die E-Maschine 6 abgestützt werden.
  • Im oben beschriebenen KSG-Modus (Kupplung I geschlossen und Kupplung J offen) ist bei offenen Schaltelementen A und B (Mittelstellung des Doppelschaltelements A, B) die E-Maschine 6 und der Verbrennungsmotor 3 vom übrigen Getriebe 5 und dem übrigen Antriebsstrang abgetrennt. Somit können diese, wie oben beschrieben, unabhängig vom übrigen Getriebe 5 und Antriebsstrang arbeiten. Zum Schließen des Schaltelements A oder B, also bei einem Umschalten des Doppelschaltelements A, B, können diese jeweils durch die Drehzahlführung der E-Maschine 6 synchronisiert werden.
  • 3 zeigt einen Kraftfahrzeugantrieb zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer zweiten Variante einer Antriebsvorrichtung 1 und mit dem mehrstufigen Kraftfahrzeuggetriebe 5 aus 2. Diese zweite Variante unterscheidet sich von der in 1 und 2 gezeigten ersten Variante lediglich durch eine vertauschte Anbindung der Elemente 8A, 8B des Planetengetriebes 8.
  • Somit ist bei dieser zweiten Variante das Sonnenrad 8B mit dem Gehäuse 7 permanent drehfest verbunden. Der Steg 8C ist analog zur ersten Variante wahlweise über die erste Kupplung I mit der ersten Antriebswelle 2 drehfest verbindbar und über die zweite Kupplung J mit der zweiten Antriebswelle 4 drehfest verbindbar. Das Hohlrad 8A ist mit dem Rotor 6A permanent drehfest verbunden. Bei dieser zweiten Variante bildet das Hohlrad 8A also das erste Element des Planetengetriebes 8 und das Sonnenrad 8B das zweite Element des Planetengetriebes 8 und der Steg 8C das dritte Element des Planetengetriebes 8.
  • 4 zeigt einen Kraftfahrzeugantrieb zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer dritten Variante einer Antriebsvorrichtung 1 und mit dem mehrstufigen Kraftfahrzeuggetriebe 5 aus 2. Diese zweite Variante unterscheidet sich von der in 1 und 2 gezeigten ersten Variante lediglich durch eine vertauschte Anbindung der Elemente 8A, 8C des Planetengetriebes 8.
  • Somit ist bei dieser dritten Variante der Steg 8C mit dem Gehäuse 7 permanent drehfest verbunden. Das Hohlrad 8A ist wahlweise über die erste Kupplung I mit der ersten Antriebswelle 2 drehfest verbindbar und über die zweite Kupplung J mit der zweiten Antriebswelle 4 drehfest verbindbar. Das Sonnenrad 8A ist analog zur ersten Variante mit dem Rotor 6A permanent drehfest verbunden. Bei dieser dritten Variante bildet das Sonnenrad 8B also das erste Element des Planetengetriebes 8 und der Steg 8C das zweite Element des Planetengetriebes 8 und das Hohlrad 8A das dritte Element des Planetengetriebes 8.
  • Im Übrigen stimmen die zweite und dritte Variante der Antriebsvorrichtung 1 (3, 4) mit der ersten Variante der Antriebsvorrichtung 1 (1 und 2) überein. Die Getriebe 5 in 2 und 3 und 4 gleichen sich. Somit gelten die Erläuterungen zur 1 und 2, bis auf die genannten Abweichungen, auch für 3 und 4.
  • Bei den in den 1 bis 4 gezeigten Fahrzeugantrieben kann es beim starken Abbremsen des Fahrzeugs mit der Betriebsbremse vorkommen, dass es nicht möglich ist, den Kraftfluss im Getriebe 5 und in der Antriebsvorrichtung 1 zu trennen bevor die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 3 unterschritten wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Öffnen von formschlüssigen Schaltelementen nur im lastfreien Zustand problemlos möglich ist. Beim fahrzeugseitigen Abbremsen der rotierenden trägen Massen des Verbrennungsmotors 3 bleiben daher die im Kraftfluss befindlichen formschlüssigen Schaltelemente A, B, C, D, E, F, H, L des Getriebes 5 unter Last und können nicht ohne weiteres geöffnet werden. Bei weiterem Abbremsen bis zum Stillstand, wird der Verbrennungsmotor 3 unerwünscht abgestellt (insbesondere „abgewürgt“), wodurch zumindest die erste Antriebswellen 2 der Antriebsvorrichtung 1 bei einem oder mehreren eingelegten Schaltelementen A, B, C, D, E, F, H, L des Getriebes 5 unter Vorspannung zum Stillstand kommen können.
  • Dies kann vor allem dann auftreten, wenn im Getriebe 5 nur formschlüssige Schaltelemente A, B, C, D, E, F, H, L vorhanden sind oder wenn zumindest in der beim Abbremsen eingelegten Übersetzungsstufe des Getriebes 5 nur formschlüssige Schaltelemente A, B, C, D, E, F, H, L im Kraftfluss sind.
  • Sofern zwischen Verbrennungsmotor 3 und Antriebsvorrichtung 1 eine reibschlüssige Trennkupplung vorhanden ist, kann die Vorspannung am Schaltelement A, B, C, D, E, F, H, L durch Öffnen dieser Trennkupplung abgebaut werden, woraufhin diese einfach geöffnet werden kann.
  • Wenn diese Vorgehensweise jedoch nicht erwünscht ist oder wegen einer nichtvorhandenen Trennkupplung nicht möglich ist, gibt es die im Folgenden vorgestellte Möglichkeit, um die Vorspannung am Schaltelement A, B, C, D, E, F, H, L gefahrlos abzubauen und diese zu öffnen. Diese Vorgehensweise ist unabhängig von der vorherigen Schaltstellung der ersten und zweiten Kupplung I, J.
  • Zum Öffnen des vorgespannten Schaltelements A, B, C, D, E, F, H, L wird in einem ersten Schritt (a) die erste Kupplung I geschlossen, sofern diese vorher offen war, oder sie wird im geschlossenen Zustand gehalten, sofern diese vorher bereits geschlossen war. Die zweite Kupplung J wird hierbei entsprechend geöffnet oder offengehalten. Dies ist auf jeden Fall möglich, weil die Kupplungen I, J immer entlastet sind, wenn die E-Maschine 6 drehmomentfrei geschaltet ist, wenn sie also kein Antriebsdrehmoment erzeugt. Daher können die Kupplungen I, J selbst bei verspanntem Antriebsstrang betätigt werden. Nachdem die erste Kupplung I geschlossen ist, wird in einem anschließenden Schritt (b) bei weiterhin geschlossener Kupplung I von der E-Maschine 6 ein Antriebsdrehmoment aufgebracht, sodass das jeweilige Schaltelement A, B, C, D, E, F, H, L von seiner Vorspannung vollständig oder zumindest ausreichend weit entlastet wird. Dies ist möglich, weil hierbei der abgestellte Verbrennungsmotor 3 durch die E-Maschine 6 über die Antriebswelle 2 verdreht werden kann. Während das Schaltelement A, B, C, D, E, F, H, L auf diese Weise vollständig oder ausreichend lastfrei ist, wird es in einem Schritt (c) schließlich geöffnet. Somit ist die Verspannung des Antriebsstrangs aufgehoben.
  • Dieser Vorgang wird von dem Steuergerät 9 durch eine entsprechende Betätigung der Kupplungen I, J und der E-Maschine 6 sowie des jeweils vorgespannten Schaltelements A, B, C, D, E, F, H, L kontrolliert. Das Steuergerät 9 gibt demnach nach dem Erkennen des geschlossenen und vorgespannten Zustands des Schaltelements A, B, C, D, E, F, H, L oder automatisch nach einem ungewollten Stoppen des Verbrennungsmotors 3 bei zumindest einem geschlossenen Schaltelement A, B, C, D, E, F in Verbindung mit einem geschlossenen Schaltelement H, L entsprechende Befehle an eine Aktorik der Kupplungen I, J und eine Leistungselektronik der E-Maschine 6 sowie an eine Aktorik des betroffenen Schaltelements A, B, C, D, E, F, H, L aus, um diese entsprechend zu betätigen. Das Steuergerät 9 ist also spezifisch dazu ausgebildet, um die Durchführung der Schritte (a), (b) und (c) zu bewirken. Gegebenenfalls kann das Steuergerät 9 weitere Funktionen erfüllen. Das Steuergerät 9 kann hierzu auch ein Steuergerät des Getriebes 5 bilden oder mit einem separaten Getriebesteuergerät des Getriebes 5 zusammenarbeiten.
  • Nachdem der Antriebsstrang auf diese Weise von der Vorspannung gelöst wurde, kann der Verbrennungsmotor 3 erneut gestartet werden. Das Kraftfahrzeug kann sodann mittels des Verbrennungsmotors 3 und/oder der E-Maschine 6 anfahren.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsvorrichtung
    2
    erste Antriebswelle, Ein- und Ausgangswelle der Antriebsvorrichtung
    3
    Verbrennungsmotor
    4
    zweite Antriebswelle, Ausgangswelle der Antriebsvorrichtung
    5
    mehrstufiges Kraftfahrzeuggetriebe
    5A
    Vorschaltgruppe des Getriebes
    5B
    Hauptgetriebe des Getriebes
    5C
    Bereichsgruppe des Getriebes
    5D
    Vorgelegewelle des Getriebes
    5E
    Hauptwelle des Getriebes
    5F
    Gehäuse des Getriebes
    6
    E-Maschine der Antriebsvorrichtung
    6A
    Rotor der E-Maschine
    6B
    Stator der E-Maschine
    7
    Gehäuse der Antriebsvorrichtung
    8
    Planetengetriebe der Antriebsvorrichtung
    8A
    Hohlrad des Planetengetriebes
    8B
    Sonnenrad des Planetengetriebes
    8C
    Steg des Planetengetriebes
    8D
    Planetenrad des Planetengetriebes
    8X
    Anbindung für das dritte Element des Planetengetriebes
    9
    Steuergerät
    KL
    Radebene der Antriebskonstante „Low“
    KH
    Radebene der Antriebskonstante „High“
    3.
    Radebene des 3. Ganges
    2.
    Radebene des 2. Ganges
    1.
    Radebene des 1. Ganges
    R
    Radebene des Rückwärtsganges
    A, B, C, D, E, F, H, L
    Kupplung / Schaltelement des Getriebes
    I, J
    Kupplung / Schaltelement der Antriebsvorrichtung
  • 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 102010063311 A1 [0002, 0003]
    • DE 102018203819 A1 [0004]
    • DE 102017222927 A1 [0005, 0006]

Claims (12)

  1. Antriebsvorrichtung (1) zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine erste Antriebswelle (2) zur Kopplung der Antriebsvorrichtung (1) mit einem Verbrennungsmotor (3) und zur Koppelung der Antriebsvorrichtung (1) mit einem ersten Eingang eines mehrstufigen Getriebes (5), und eine zweite Antriebswelle (4) zur Koppelung der Antriebsvorrichtung (1) mit einem zweiten Eingang des mehrstufigen Getriebes (5), und eine E-Maschine (6) mit einem Rotor (6A), die E-Maschine (6) ist zumindest zeitweise zum Antrieb des Kraftfahrzeugs nutzbar, und ein Planetengetriebe (8) mit den Elementen Hohlrad (8A) und Sonnenrad (8B) und Steg (8C), und eine erste Kupplung (K), und eine zweite Kupplung (I), wobei ein Erstes (8A, 8B) der Elemente (8A, 8B, 8C) des Planetengetriebes (8) ist mit dem Rotor (6A) der E-Maschine (6) permanent drehfest verbunden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zweites (8A, 8B, 8C) der Elemente (8A, 8B, 8C) des Planetengetriebes (8) ist mit einem Gehäuse (7) der Antriebsvorrichtung (1) permanent drehfest verbunden, und ein Drittes (8A, 8C) der Elemente (8A, 8B, 8C) des Planetengetriebes (8) ist über die erste Kupplung (I) mit der ersten Antriebswelle (2) drehfest verbindbar und über die zweite Kupplung (J) mit der zweiten Antriebswelle (4) drehfest verbindbar.
  2. Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die erste Kupplung (I) und die zweite Kupplung (J) formschlüssig wirkend ausgeführt sind.
  3. Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Kupplung (I) und die zweite Kupplung (J) als gemeinsames Schaltelement mit drei Schaltstellungen ausgebildet sind.
  4. Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kupplung (I) und die zweite Kupplung (J) abtriebsseitig der Antriebsvorrichtung (1) angeordnet sind.
  5. Antriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Sonnenrad (8B) das Erste der Elemente des Planetengetriebes (8) bildet und mit dem Rotor (6A) der E-Maschine (6) permanent drehfest verbunden ist, und das Hohlrad (8A) das Zweite der Elemente (8A, 8B, 8C) des Planetengetriebes (8) bildet und mit dem Gehäuse (7) der Antriebsvorrichtung (1) permanent drehfest verbunden ist, und der Steg (8C) das Dritte der Elemente des Planetengetriebes (8) bildet und über die erste Kupplung (I) mit der ersten Antriebswelle (2) drehfest verbindbar ist und über die zweite Kupplung (J) mit der zweiten Antriebswelle (4) drehfest verbindbar ist.
  6. Antriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Hohlrad (8A) das Erste der Elemente des Planetengetriebes (8) bildet und mit dem Rotor (6A) der E-Maschine (6) permanent drehfest verbunden ist, und das Sonnenrad (8B) das Zweite der Elemente (8A, 8B, 8C) des Planetengetriebes (8) bildet und mit dem Gehäuse (7) der Antriebsvorrichtung (1) permanent drehfest verbunden ist, und der Steg (8C) das Dritte der Elemente des Planetengetriebes (8) bildet und über die erste Kupplung (I) mit der ersten Antriebswelle (2) drehfest verbindbar ist und über die zweite Kupplung (J) mit der zweiten Antriebswelle (4) drehfest verbindbar ist.
  7. Antriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Sonnenrad (8B) das Erste der Elemente des Planetengetriebes (8) bildet und mit dem Rotor (6A) der E-Maschine (6) permanent drehfest verbunden ist, und der Steg (8C) das Zweite der Elemente (8A, 8B, 8C) des Planetengetriebes (8) bildet und mit dem Gehäuse (7) der Antriebsvorrichtung (1) permanent drehfest verbunden ist, und das Hohlrad (8A) das Dritte der Elemente des Planetengetriebes (8) bildet und über die erste Kupplung (I) mit der ersten Antriebswelle (2) drehfest verbindbar ist und über die zweite Kupplung (J) mit der zweiten Antriebswelle (4) drehfest verbindbar ist.
  8. Hybridmodul zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, das Hybridmodul ist zur eingangsseitigen Anordnung an ein mehrstufiges Kraftfahrzeuggetriebe (5), das über zwei Eingänge verfügt, ausgebildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodul über eine Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche verfügt.
  9. Kraftfahrzeugantrieb zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, aufweisend ein mehrstufiges Kraftfahrzeuggetriebe (5) mit zwei Eingängen, und eine Antriebsvorrichtung (1) mit einer ersten Antriebswelle (2) und mit einer zweiten Antriebswelle (4) und mit einer E-Maschine (6) und mit einem Planetengetriebe (8) und mit einer ersten Kupplung (I) und mit einer zweiten Kupplung (J), wobei die erste Antriebswelle (2) ist mit dem Ersten der Eingänge des Kraftfahrzeuggetriebes (5) gekoppelt und zur Kopplung mit einem Verbrennungsmotor (3) ausgeführt, und die zweite Antriebswelle (4) ist mit dem Zweiten der Eingänge des Kraftfahrzeuggetriebes (5) gekoppelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt ist.
  10. Kraftfahrzeugantrieb nach Anspruch 9, wobei das Kraftfahrzeuggetriebe (5) ein erstes Schaltelement (A) und ein zweites Schaltelement (B) aufweist, wobei die erste Antriebswelle (2) ist über das erste Schaltelement (A) mit einer ersten Zahnradübersetzung (KL) des Kraftfahrzeuggetriebes (5) drehfest verbindbar, und die erste Antriebswelle (2) ist über das zweite Schaltelement (B) mit einer zweiten Zahnradübersetzung (KH, 3.) des Kraftfahrzeuggetriebes (5) drehfest verbindbar ist, und die zweite Antriebswelle (4) ist mit der ersten Zahnradübersetzung (KL) des Kraftfahrzeuggetriebes (5) permanent drehfest verbunden.
  11. Kraftfahrzeugantrieb nach Anspruch 10, wobei die erste und zweite Zahnradübersetzung (KL, KH, 3.) jeweils ein darüber eingebrachtes Drehmoment auf eine Vorgelegewelle (5D) des Kraftfahrzeuggetriebes (5) führt.
  12. Steuergerät (9) zur Betätigung des Kraftfahrzeugantriebs nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Kraftfahrzeuggetriebes (5) des Kraftfahrzeugantriebs verfügt über mehrere Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, H, L), und zumindest eines der Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, H, L) des Kraftfahrzeuggetriebes (5) wirkt formschlüssig, und die erste Kupplung (I) und die zweite Kupplung (J) und die E-Maschine (6) der Antriebsvorrichtung (1) sowie dieses formschlüssige Schaltelement (A, B, C, D, E, F, H, L) des Kraftfahrzeuggetriebes (5) sind durch das Steuergerät (9) betätigbar, und das Steuergerät (9) ist dazu ausgebildet, um bei stehender erster Antriebswelle (2, 4) dieses formschlüssige Schaltelement (A, B, C, D, E, F, H, L) bei einer Vorspannung dieses formschlüssigen Schaltelements (A, B, C, D, E, F, H, L) zu öffnen, wozu das Steuergerät (9) dazu ausgebildet ist, (a) die erste Kupplung (I) zu schließen oder im geschlossenen Zustand zu halten, und dann (b) ein Antriebsdrehmoment mittels der E-Maschine (6) aufzubringen, sodass dieses formschlüssige Schaltelement (A, B, C, D, E, F, H, L) von der Vorspannung entlastet wird, und dann (c) dieses formschlüssige Schaltelement (A, B, C, D, E, F, H, L) zu öffnen.
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DE102010063311A1 (de) 2010-12-17 2012-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung für einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs, Antriebsstrang und Verfahren zum Betreiben derselben
DE102017222927A1 (de) 2017-12-15 2019-06-19 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs
DE102018203819A1 (de) 2018-03-14 2019-09-19 Zf Friedrichshafen Ag Hybridmodul mit einem Modulgehäuse

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