DE102020214533A1 - Hybridgetriebe mit elektrischer Zugkraftunterstützung - Google Patents

Hybridgetriebe mit elektrischer Zugkraftunterstützung Download PDF

Info

Publication number
DE102020214533A1
DE102020214533A1 DE102020214533.4A DE102020214533A DE102020214533A1 DE 102020214533 A1 DE102020214533 A1 DE 102020214533A1 DE 102020214533 A DE102020214533 A DE 102020214533A DE 102020214533 A1 DE102020214533 A1 DE 102020214533A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transmission
gear
hybrid
electric
input shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020214533.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Juri Pawlakowitsch
Fabian Kutter
Johannes Kaltenbach
Martin Brehmer
Matthias Horn
Oliver BAYER
Thomas Martin
Michael Wechs
Thomas Kroh
Max Bachmann
Peter Ziemer
Ingo Pfannkuchen
Stefan Beck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102020214533.4A priority Critical patent/DE102020214533A1/de
Publication of DE102020214533A1 publication Critical patent/DE102020214533A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/442—Series-parallel switching type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/091—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears including a single countershaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/12—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with means for synchronisation not incorporated in the clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K2006/381—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches characterized by driveline brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K2006/541—Transmission for changing ratio without reverse ratio using instead electric reversing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H2003/0803—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with countershafts coaxial with input or output shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H2003/0807—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with gear ratios in which the power is transferred by axially coupling idle gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/12—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with means for synchronisation not incorporated in the clutches
    • F16H2003/123—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with means for synchronisation not incorporated in the clutches using a brake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0043—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising four forward speeds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe (18) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraftfahrzeugs (10) mit einer Verbrennungsmaschine (16) und einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14), mit: einer ersten Getriebeantriebswelle (22) zum Wirkverbinden der Verbrennungsmaschine mit dem Hybridgetriebe; einer E-Maschinen-Kupplung mit einem Schaltelement (E); einer zweiten Getriebeantriebswelle (24), die mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine antriebswirksam verbunden ist; einer dritten Getriebeantriebswelle (26), die mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine mittels der E-Maschinen-Kupplung antriebswirksam verbindbar ist; einer Vorgelegewelle (28); in mehreren Radsatzebenen angeordneten Losrädern und Festrädern zum Bilden von Gangstufen; mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, C, D) zum Einlegen der Gangstufen; einem Abtrieb (32) zum Übertragen von Antriebsleistung aus dem Hybridgetriebe; und einer ersten Verbindungskupplung mit einem Schaltelement (K3) zum antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeantriebswelle und der zweiten Getriebeantriebswelle. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einem solchen Hybridgetriebe und ein Kraftfahrzeug (10) mit einem solchen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe, einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einem solchen Hybridgetriebe sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang.
  • Fahrzeuge werden zunehmend mit Hybridantrieben, d. h. mit wenigstens zwei verschiedenen Antriebsquellen ausgestattet. Hybridantriebe können zur Verminderung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen beitragen. Es haben sich weitgehend Antriebsstränge mit einem Verbrennungsmotor und einem oder mehreren Elektromotoren als Parallelhybrid oder als Mischhybrid durchgesetzt. Derartige Hybridantriebe weisen im Kraftfluss eine im Wesentlichen parallele Anordnung des Verbrennungsmotors und des Elektroantriebs auf. Hierbei werden sowohl eine Überlagerung der Antriebsmomente als auch eine Ansteuerung mit rein verbrennungsmotorischem Antrieb oder rein elektromotorischem Antrieb ermöglicht. Da sich die Antriebsmomente des Elektroantriebs und des Verbrennungsmotors je nach Ansteuerung addieren können, ist eine vergleichsweise kleinere Auslegung des Verbrennungsmotors und/oder dessen zeitweise Abschaltung möglich. Hierdurch kann eine signifikante Reduzierung der CO2-Emissionen ohne nennenswerte Leistungs- bzw. Komforteinbußen erreicht werden. Die Möglichkeiten und Vorteile eines Elektroantriebs können somit mit den Reichweiten-, Leistungs- und Kostenvorteilen von Brennkraftmaschinen verbunden werden.
  • Ein Nachteil der oben genannten Hybridantriebe besteht in einem im Allgemeinen komplexeren Aufbau, da beide Antriebsquellen vorzugsweise mit nur einem Getriebe Antriebsleistung auf eine Antriebswelle übertragen. Hierdurch sind derartige Getriebe meist aufwendig und kostenintensiv in der Produktion. Eine Reduzierung der Komplexität im Aufbau eines Hybridgetriebes geht meistens mit einer Einbuße an Variabilität einher.
  • Dieser Nachteil kann zumindest teilweise mittels dedizierter Hybridgetriebe oder „Dedicated Hybrid Transmissions“ (DHT) überwunden werden, bei denen eine elektrische Maschine in das Getriebe integriert wird, um den vollen Funktionsumfang darzustellen. Beispielsweise kann im Getriebe insbesondere der mechanische Getriebeteil vereinfacht werden, etwa durch Entfall des Rückwärtsgangs, wobei stattdessen mindestens eine elektrische Maschine genutzt wird.
  • Dedizierte Hybridgetriebe können aus bekannten Getriebekonzepten hervorgehen, also aus Doppelkupplungsgetrieben, Wandler-Planetengetrieben, stufenlosen Getrieben (CVT) oder automatisierten Schaltgetrieben. Die elektrische Maschine wird dabei zum Teil des Getriebes.
  • Die Druckschrift DE 10 2017 218 513 A1 offenbart ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine, eine erste Antriebswelle, eine zweite Antriebswelle, eine Abtriebswelle, zumindest zwei Planetenradsätze sowie zumindest vier Schaltelemente, wobei durch selektives Betätigen der zumindest vier Schaltelemente unterschiedliche Gänge schaltbar und zudem im Zusammenspiel mit der Elektromaschine unterschiedliche Betriebsmodi darstellbar sind, sowie einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe und ein Verfahren zum Betreiben desselbigen.
  • Vor diesem Hintergrund stellt sich einem Fachmann die Aufgabe, ein kompaktes mehrgängiges Hybridgetriebe zu schaffen, das hochvariabel und technisch einfach erweiterbar ist. Insbesondere soll ein effizient fertigbares Hybridgetriebe geschaffen werden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Hybridgetriebe für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Verbrennungsmaschine und einer ersten elektrischen Antriebsmaschine, mit:
    • einer ersten Getriebeantriebswelle zum Wirkverbinden der Verbrennungsmaschine mit dem Hybridgetriebe;
    • einer E-Maschinen-Kupplung mit einem Schaltelement;
    • einer zweiten Getriebeantriebswelle, die mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine antriebswirksam verbunden ist;
    • einer dritten Getriebeantriebswelle, die mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine mittels der E-Maschinen-Kupplung antriebswirksam verbindbar ist;
    • einer Vorgelegewelle;
    • in mehreren Radsatzebenen angeordneten Losrädern und Festrädern zum Bilden von Gangstufen;
    • mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen zum Einlegen der Gangstufen;
    • einem Abtrieb zum Übertragen von Antriebsleistung aus dem Hybridgetriebe; und
    • einer ersten Verbindungskupplung mit einem Schaltelement zum antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeantriebswelle und der zweiten Getriebeantriebswelle.
  • Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit:
    • einem Hybridgetriebe wie zuvor definiert;
    • einer Verbrennungsmaschine, die mit der ersten Getriebeantriebswelle antriebswirksam verbunden ist; und
    • einer ersten elektrischen Antriebsmaschine, die mit der zweiten Getriebeantriebswelle antriebswirksam verbunden ist.
  • Die obige Aufgabe wird schließlich gelöst von einem Kraftfahrzeug, mit:
    • einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang wie zuvor definiert; und
    • einem Energiespeicher zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang und das Kraftfahrzeug entsprechend den für das Hybridgetriebe in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.
  • Durch eine E-Maschinen-Kupplung mit einem Doppelschaltelement kann ein hochvariables Hybridgetriebe geschaffen werden. Insbesondere weist ein derartiges Hybridgetriebe eine hohe Variabilität in den Elektrogangstufen auf. Durch eine erste, zweite und dritte Getriebeantriebswelle kann ein insbesondere axial kompakt bauendes Hybridgetriebe geschaffen werden. Mittels einer Verbindungskupplung mit einem Schaltelement zum antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeantriebswelle und der zweiten Getriebeantriebswelle kann eine hohe Variabilität im Hybridgetriebe gewährleistet werden. Ein derartiges Getriebe ist kompakt und eignet sich daher insbesondere für einen Frontquer- oder Heckquereinbau mit einem seitlichen Abtrieb. Vorzugsweise sind mittels des Hybridgetriebes vier verbrennungsmotorische Gangstufen und zwei Elektrogangstufen einrichtbar.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Schaltelement der E-Maschinen-Kupplung als Lastschaltelement ausgebildet und vorzugsweise an einem axialen Ende der zweiten und/oder dritten Getriebeantriebswelle angeordnet. Durch die Verwendung eines Lastschaltelements können die beiden Elektrogangstufen unter Last geschaltet werden. Insbesondere ermöglicht dies, eine elektrische Antriebsmaschine mit einem geringeren Drehmoment zu verwenden, was zu einer Kosteneinsparung bei der Herstellung des Getriebes und insbesondere des Antriebsstrangs führt. Durch eine Anordnung der E-Maschinen-Kupplung an einem axialen Ende der zweiten oder dritten Getriebeantriebswelle ist eine bessere Zugänglichkeit für die Aktuierung, die vorteilhafterweise hydraulisch erfolgen kann, gegeben. Insbesondere vorteilhaft ist dabei, wenn die Lastschaltelemente der E-Maschinen-Kupplung auf einer Getriebeantriebswelle angeordnet sind, um weiteren Bauraum einzusparen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schaltelemente der Gangschaltvorrichtungen und das Schaltelement der Verbindungskupplung als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet. Ergänzend oder alternativ sind wenigstens zwei der Schaltelemente der Gangschaltvorrichtung und/oder ein Schaltelement der Gangschaltvorrichtung und das Schaltelement der Verbindungskupplung als Doppelschaltelement ausgebildet und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar. Ein Doppelschaltelement ermöglicht es, das Hybridgetriebe mit weniger Bauteilen aufzubauen, da zur Betätigung eines Doppelschaltelements, also zum Einlegen von zwei Gangstufen, nur ein Aktor verwendet werden muss. Ferner ist die Ansteuerung des Hybridgetriebes vereinfacht. Zudem baut das Hybridgetriebe kompakt, also mit weniger Bauraumbedarf. Durch die Verwendung von formschlüssigen Schaltelementen kann das Hybridgetriebe mit weniger Verlust, also effizienter, ausgeführt sein. Insbesondere führen formschlüssige Schaltelemente zu einem kosteneffizienteren Hybridgetriebe.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Getriebeantriebswelle als Hohlwelle ausgebildet und umgibt die erste Getriebeantriebswelle zumindest abschnittsweise. Ergänzend ist die dritte Getriebeantriebswelle als Hohlwelle ausgebildet und umgibt die zweite Getriebeantriebswelle zumindest abschnittsweise. Hierdurch kann ein erstes, zweites und vorzugsweise drittes Teilgetriebe geschaffen werden, wobei das erste und zweite sowie dritte Teilgetriebe wechselseitig von der ersten, zweiten und dritten Getriebeantriebswelle mit Antriebsleistung versorgt werden können. Insbesondere kann hierdurch wechselseitig ein Stützen der Antriebsleistung erfolgen. Durch das Ausbilden einer Getriebewelle als Hohlwelle kann die Kompaktheit des Getriebes weiter verbessert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine zweite Verbindungskupplung mit einem Schaltelement zum antriebswirksamen Verbinden der ersten und dritten Getriebeantriebswelle vorgesehen. Durch die Verbindungskupplung wird die Variabilität des Hybridgetriebes weiter verbessert, insbesondere ist eine erhöhte Kombinierbarkeit der Elektrogangstufen und der Verbrennungsgangstufen möglich. Hierdurch kann insbesondere die Effizienz des Hybridgetriebes verbessert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Hybridgetriebe eine weitere Getriebewelle auf, wobei die erste Verbindungskupplung und/oder die zweite Verbindungskupplung an der weiteren Getriebewelle angeordnet ist. Ergänzend ist die weitere Getriebewelle koaxial zu der ersten Getriebeantriebswelle, der zweiten Getriebeantriebswelle und/oder der dritten Getriebeantriebswelle angeordnet und als Hohlwelle ausgebildet. Alternativ ist die weitere Getriebewelle achsparallel zu der ersten Getriebeantriebswelle, der zweiten Getriebeantriebswelle und/oder der dritten Getriebeantriebswelle angeordnet und antriebswirksam mit der ersten Getriebeantriebswelle verbunden sowie antriebswirksam mit der zweiten oder dritten Getriebeantriebswelle verbindbar. Durch eine weitere Getriebewelle mit der oben beschriebenen Anordnung kann insbesondere der axial benötigte Bauraum für das Hybridgetriebe verringert werden. Ferner kann eine verbesserte Zugänglichkeit zur Verbindungskupplung und/oder zur Getriebebremse für deren Aktuierung geschaffen werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der ersten Getriebeantriebswelle eine Getriebebremse zum Synchronisieren der Verbrennungsmaschine und/oder des Hybridgetriebes bei Schaltungen für die Verbrennungsmaschine zugeordnet. Durch das Vorsehen einer Getriebebremse kann insbesondere ein kosteneffizientes Hybridgetriebe geschaffen werden, das dennoch vergleichsweise schnelle Schaltungen der Verbrennungsmaschine ermöglicht. Der Fahrkomfort kann erhöht werden. Ferner kann ein axial kompaktes und funktional umfangreiches Hybridgetriebe geschaffen werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Getriebebremse an der weiteren Getriebewelle angeordnet. Hierdurch kann insbesondere eine verbesserte Erreichbarkeit und somit vereinfachte Aktuierung der Getriebebremse erfolgen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Getriebebremse eine zweite elektrische Antriebsmaschine auf. Hierdurch kann insbesondere eine hochfunktionale Getriebebremse geschaffen werden. Vorzugsweise kann beim Synchronisieren die Bremsleistung in elektrische Leistung umgesetzt werden. Ferner kann ein Hybridantriebsstrang mit zwei elektrischen Antriebsmaschinen geschaffen werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Hybridgetriebe vier Verbrennungsgangstufen zum rein verbrennungsmotorischen Fahren und zwei Elektrogangstufen zum rein elektromotorischen Fahren auf. Ergänzend ist jede der Elektrogangstufen mit wenigstens zwei Verbrennungsgangstufen in einem hybriden Fahrmodus kombinierbar. Hierdurch kann ein kompaktes, hochvariables Hybridgetriebe geschaffen werden, das insbesondere ausreichend breite Spreizungen aufweist, um komfortabel sowohl rein elektrisch als auch rein verbrennungsmotorisch sowie insbesondere auch hybrid, also kombiniert, zu fahren.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste elektrische Antriebsmaschine als achsparallele Antriebsmaschine ausgebildet. Hierdurch kann insbesondere eine entsprechend große erste elektrische Antriebsmaschine Verwendung finden. Das Hybridgetriebe bzw. der Antriebsstrang mit einem solchen Hybridgetriebe kann hocheffizient und an den verfügbaren Bauraum angepasst ausgeführt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste elektrische Antriebsmaschine als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine ansteuerbar. Ergänzend oder alternativ ist die erste elektrische Antriebsmaschine als Ladegenerator zum Laden eines Energiesteuerspeichers ansteuerbar. Hierdurch kann der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang effizient betrieben werden. Der Kraftstoffverbrauch kann reduziert werden. Ferner kann auf einen zusätzlichen Anlasser für die Verbrennungsmaschine verzichtet werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste elektrische Antriebsmaschine als ein Stützkraftmittel bei Gangwechseln der Verbrennungsmaschine ansteuerbar. Ergänzend oder alternativ ist die Verbrennungsmaschine als ein Stützkraftmittel bei Gangwechseln der ersten elektrischen Antriebsmaschine ansteuerbar. Hierdurch kann der Fahrkomfort und die zur Verfügung stehende Antriebsleistung des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs erhöht werden.
  • Unter Standladen bzw. Laden in Neutral ist insbesondere das Betreiben der elektrischen Antriebsmaschine als Generator zu verstehen, vorzugsweise bei einem Stillstand mit laufender Verbrennungsmaschine, um einen Energiespeicher zu befüllen und/oder eine Bordelektronik zu speisen.
  • Ein Aktor ist vorliegend insbesondere ein Bauteil, das ein elektrisches Signal in eine mechanische Bewegung umsetzt. Vorzugsweise führen Aktoren, die mit Doppelschaltelementen verwendet werden, Bewegungen in zwei entgegengesetzte Richtungen aus, um in der ersten Richtung ein Schaltelement des Doppelschaltelements zu schalten und in der zweiten Richtung das andere Schaltelement zu schalten.
  • Ein Gangstufenwechsel erfolgt insbesondere durch Abschalten eines Schaltelements und/oder einer Kupplung und gleichzeitiges Aufschalten des Schaltelements und/oder der Kupplung für die nächsthöhere oder -niedrigere Gangstufe. Das zweite Schaltelement und/oder die zweite Kupplung übernimmt also Stück für Stück das Drehmoment vom ersten Schaltelement und/oder der ersten Kupplung, bis am Ende des Gangstufenwechsels das gesamte Drehmoment vom zweiten Schaltelement und/oder der zweiten Kupplung übernommen wird. Bei vorheriger Synchronisation kann ein Gangwechsel schneller erfolgen, vorzugsweise können dabei formschlüssige Schaltelemente Anwendung finden.
  • Eine Verbrennungsmaschine kann insbesondere jede Maschine sein, die durch Verbrennen eines Antriebsmittels, wie Benzin, Diesel, Kerosin, Ethanol, Flüssiggas, Autogas etc. eine Drehbewegung erzeugen kann. Eine Verbrennungsmaschine kann beispielsweise ein Ottomotor, ein Dieselmotor, ein Wankelmotor oder ein Zweitaktmotor sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang;
    • 2 eine Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 3 ein Schema des Hybridgetriebes gemäß der 2;
    • 4 eine Schaltmatrix des Hybridgetriebes der 2;
    • 5 eine Kombinationsmatrix der möglichen Kombinationen von Verbrennungsgangstufen und Elektrogangstufen für das Hybridgetriebe gemäß der 2;
    • 6 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 7 ein Schema des Hybridgetriebes gemäß der 6;
    • 8 eine Schaltmatrix des Hybridgetriebes der 6;
    • 9 eine Kombinationsmatrix der kombinierbaren Verbrennungsgangstufen und Elektrogangstufen des Hybridgetriebes gemäß der 6;
    • 10 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 11 ein Schema des Hybridgetriebes der 10;
    • 12 eine Schaltmatrix des Hybridgetriebes der 10;
    • 13 bis 22 weitere Varianten von erfindungsgemäßen Hybridgetrieben;
    • 23 eine Kombinationsmatrix der kombinierbaren Verbrennungsgangstufen und Elektrogangstufen des Hybridgetriebes gemäß der 22;
    • 24 bis 26 weitere Varianten von Hybridgetrieben;
    • 27 ein Schema des Hybridgetriebes der 26;
    • 28 bis 33 weitere Varianten von erfindungsgemäßen Hybridgetrieben;
    • 34 ein Schema des Hybridgetriebes der 33;
    • 35 eine Kombinationsmatrix der kombinierbaren Verbrennungsgangstufen und Elektrogangstufen des Hybridgetriebes der 33;
    • 36 eine Schaltmatrix des Hybridgetriebes der 33;
    • 37 bis 47 weitere Varianten von erfindungsgemäßen Hybridgetrieben;
    • 48 ein Schema des Hybridgetriebes der 47;
    • 49 und 50 weitere Varianten von erfindungsgemäßen Hybridgetrieben.
  • In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 gezeigt. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 weist eine erste elektrische Antriebsmaschine 14 und eine Verbrennungsmaschine 16 auf, die mittels eines Hybridgetriebes 18 mit einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden sind. Es versteht sich, dass auch eine Verbindung mit einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 möglich ist. Mittels des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 12 wird Antriebsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 und der Verbrennungsmaschine 16 den Rädern des Kraftfahrzeugs 10 zugeführt. Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner einen Energiespeicher 20 auf, um Energie zu speichern, die zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 dient.
  • In 2 ist ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe 18 in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 gezeigt. Das Hybridgetriebe 18 weist eine erste Getriebeantriebswelle 22 auf, die über einen Torsionsschwingungsdämpfer TD antriebswirksam mit der Verbrennungsmaschine 16 verbunden ist. Die erste Getriebeantriebswelle 22 ist als Vollwelle ausgebildet.
  • Das Hybridgetriebe 18 weist ferner eine zweite Getriebeantriebswelle 24 auf, die als Hohlwelle ausgebildet ist und mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 antriebswirksam verbunden ist. Eine dritte Getriebeantriebswelle 26 des Hybridgetriebes 18 ist mittels einer E-Maschinen-Kupplung mit einem als Lastschaltelement ausgebildeten Schaltelement E antriebswirksam mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 verbindbar.
  • Das Hybridgetriebe 18 ist in Vorgelegebauweise aufgebaut und weist folglich eine Vorgelegewelle 28 auf. An der ersten Getriebeantriebswelle 22 ist an einem der Verbrennungsmaschine gegenüberliegenden Ende des Hybridgetriebes 18 eine Getriebebremse 30 in Form eines lastschaltfähigen Elements, das mit einem gehäusefesten Bauteil antriebswirksam verbindbar ist, angeordnet. Ferner ist ein Abtrieb 32 über ein Zahnradpaar bestehend aus zwei Festrädern antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 28 verbunden.
  • An der Vorgelegewelle 28 ist ein Losrad der ersten Verbrennungsgangstufe V1 bzw. der ersten Elektrogangstufe E1 angeordnet, das mittels eines ersten Schaltelements A antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 28 verbunden werden kann. Dieses Losrad ist in Eingriff mit einem an der dritten Getriebeantriebswelle 26 angeordneten Festrad.
  • Das erste Schaltelement A ist mit einem zweiten Schaltelement C zu einem Doppelschaltelement kombiniert, wobei das zweite Schaltelement C ein an der Vorgelegewelle 28 angeordnetes Losrad der dritten Verbrennungsgangstufe V3 bzw. der dritten Hybridstufe EH3 antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 28 verbinden kann. Dieses Losrad ist in Eingriff mit einem an der ersten Getriebeantriebswelle 22 angeordneten Festrad. An der Vorgelegewelle 28 ist zudem ein Festrad der zweiten Verbrennungsgangstufe V2 bzw. der zweiten Elektrogangstufe E2 angeordnet, das antriebswirksam mit einem an der zweiten Getriebeantriebswelle 24 angeordneten Festrad kämmt. Zum Bilden des Doppelschaltelements A/C kann ein Durchgriff durch ein Festrad der vierten Gangstufe V4 erfolgen, was zur Verdeutlichung gestrichelt dargestellt ist.
  • An der ersten Getriebeantriebswelle 22 ist zudem ein Doppelschaltelement umfassend das dritte Schaltelement D und ein Schaltelement K3 einer ersten Verbindungskupplung angeordnet. Durch Schließen des Schaltelements K3 der ersten Verbindungskupplung kann die erste Getriebeantriebswelle 22 antriebswirksam mit der dritten Getriebeantriebswelle 26 wirkverbunden werden. In einer zweiten Schaltstellung des Doppelschaltelements K3/D, also durch Schließen des dritten Schaltelements D, kann die Verbrennungsgangstufe V4 bzw. die Hybridstufe EH4 eingelegt werden.
  • Von einem Anbindungspunkt der Verbrennungsmaschine 16 an das Hybridgetriebe 18 aus gesehen beträgt die Reihenfolge der gangbildenden Zahnradpaare bezüglich der Verbrennungsgänge: V2 - V1 - V4 - V3.
  • Das Hybridgetriebe 18 der 2 umfasst folglich nur eine Vorgelegewelle 28, was Vorteile in den Kosten für das Hybridgetriebe 18 sowie Bauraumersparnis einbringt. Ebenfalls vorteilhaft auf die Bauraumanforderung wirkt sich die achsparallel angebundene erste elektrische Antriebsmaschine 14 aus. Ferner sind das erste und zweite Schaltelement A, C und das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung und das dritte Schaltelement D jeweils zu einem Doppelschaltelement kombiniert, d. h. sie können mit nur einem Aktor oder mit nur einer Schaltgabel bedient werden. Insbesondere vorteilhaft ist dabei, dass die Doppelschaltelemente auf derselben Getriebewelle liegen. Ferner wurde bei dem Hybridgetriebe 18 auf ein mechanisches Anfahrelement für die Verbrennungsmaschine 16 verzichtet. Folglich muss vorzugsweise mit der ersten elektrischen Maschine 14 angefahren werden.
  • Das erste, zweite und dritte Schaltelemente A, C, D und das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung sind dabei vorzugsweise als unsynchronisierte Klauenschaltelemente ausgebildet, wohingegen das Schaltelement E der E-Maschinen-Kupplung und die Getriebebremse 30 als lastschaltfähige Elemente ausgebildet sind.
  • Vorzugsweise sind die Lastschaltelemente dabei am Beginn oder Ende einer Getriebewelle angeordnet, um einen verbesserten Zugang und insbesondere eine verbesserte, vorzugsweise hydraulische Aktuierung zu ermöglichen.
  • In 3 ist das Hybridgetriebe 18 in einem Schema 34 vereinfacht dargestellt, wobei die Schaltelemente an den entsprechenden Stellen nach der Art eines elektrischen Schaltplans eingezeichnet sind. Das Schema 34 bildet eine Zwischenabstraktion zwischen einer Schaltmatrix und der schematischen Getriebedarstellung gemäß der 2.
  • Das Hybridgetriebe 18 weist vier verbrennungsmotorische bzw. hybridisch nutzbare Gänge V1 bis V4 auf und zwei Elektrogangstufen E1 und E2. Zur Übersetzungserzeugung werden vier Stirnradpaare 1, 2, 3, 4 genutzt. Die Stirnradpaare liegen dabei auf der Vorgelegewelle 28 und den Getriebeantriebswellen 22, 24 und 26. Vorzugsweise kämmt ein Abtriebsritzel der Vorgelegewelle 28 mit einem Differentialrad eines Abtriebs 32. Insbesondere ist eine erste elektrische Antriebsmaschine 14 an den Radsatz angebunden. Vorzugsweise ist die erste elektrische Antriebsmaschine 14 als achsparallele elektrische Antriebsmaschine ausgebildet. Hierbei kann die Anbindung zum Beispiel über eine Gliederkette oder eine Kette aus Stirnrädern erfolgen.
  • Das Schaltelement E der E-Maschinen-Kupplung und die Getriebebremse 30 sind vorzugsweise als Reibschaltelemente wie zum Beispiel eine Lamellenkupplung oder ein Sperrsynchronisations-Schaltelement ausgeführt, wohingegen die restlichen Schaltelemente A, C, D, K3 üblicherweise als Klauenschaltelemente ausgebildet sind.
  • Ein rein elektrisches Fahren ist mit den Elektrogangstufen E1 und E2 möglich.
  • In 4 ist eine Schaltmatrix 36 des Hybridgetriebes 18 gemäß der 2 gezeigt. In einer ersten Spalte sind die Betriebszustände bzw. Gangstufen oder Gangstufenkombinationen benannt. In der zweiten bis sechsten Spalte sind die Schaltzustände der Schaltelemente A, C, D, E und F bzw. K3 benannt. Das Schaltelement F und das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung werden im Folgenden synonymisch verwendet. Ein „X“ in der Schaltmatrix bedeutet, dass das jeweilige Schaltelement geschlossen ist, also die ihm zugeordneten Getriebebauteile antriebswirksam miteinander verbindet. Es versteht sich, dass wenn kein Eintrag in der Schaltmatrix vorhanden ist, das entsprechende Schaltelement als offen anzusehen ist, also keine Antriebsleistung überträgt.
  • Folglich kann ein Modus Laden in Neutral, der auch als Standladen bekannt ist, durch Schließen des Schaltelements K3 der ersten Verbindungskupplung eingerichtet werden.
  • Die Elektrogangstufe E1 ist durch Schließen des ersten Schaltelements A einrichtbar. Ein Schließen des Schaltelements E der E-Maschinen-Kupplung bewirkt ein Einrichten der Elektrogangstufe E2.
  • Eine Kombination der ersten Elektrogangstufe E1 mit der ersten Verbrennungsgangstufe V1 erfolgt durch Schließen des ersten Schaltelements A und des Schaltelements K3 der ersten Verbindungskupplung.
  • Die Elektrogangstufe E1 kann kombiniert mit der Verbrennungsgangstufe V4 durch ein Einlegen des ersten Schaltelements A und des dritten Schaltelements D eingerichtet werden.
  • Eine Kombination der zweiten Elektrogangstufe E2 mit der Verbrennungsgangstufe V2 erfolgt durch Einlegen des Schaltelements E der E-Maschinen-Kupplung und des Schaltelements K3 der ersten Verbindungskupplung.
  • Eine Kombination der Verbrennungsgangstufe V3 mit der Elektrogangstufe E2 kann durch Einlegen des zweiten Schaltelements C und des Schaltelements E der E-Maschinen-Kupplung eingerichtet werden.
  • Die Kombination der Elektrogangstufe E2 mit der Verbrennungsgangstufe V4 erfolgt durch Einlegen des dritten Schaltelements D und des Schaltelements E der E-Maschinen-Kupplung.
  • In einem Hybridmodus EH3 bzw. in der Verbrennungsgangstufe V3 kann gefahren werden durch Einlegen des zweiten Schaltelements C und des Schaltelements K3 der ersten Verbindungskupplung.
  • In einer verbrennungsmotorischen dritten Gangstufe V3 kann durch Einlegen des zweiten Schaltelements C gefahren werden. Die Verbrennungsgangstufe V3 wird durch Einlegen des dritten Schaltelements D eingerichtet.
  • In 5 ist in einer Kombinationsmatrix 38 die Kombinierbarkeit der Verbrennungsgangstufen V1 bis V3 mit den Elektrogangstufen E1 und E2 bzw. den Hybridstufen EH3 und EH4 gezeigt. E0 und V0 bedeutet dabei, dass für die entsprechende Antriebsmaschine keine Gangstufe eingelegt ist. Also im Falle von E0 ist für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 keine Gangstufe eingelegt. Im Fall von V0 ist für die Verbrennungsmaschine 16 keine Gangstufe eingelegt. Folglich bezeichnet die Spalte V0 den reinen Elektrofahrmodus. Die Elektrogangstufen E1 und E2 können folglich mit der Verbrennungsgangstufe „V0“ kombiniert werden. Umgekehrt bezeichnet die Zeile E0 die reinen Verbrennungsgangstufen. Reine Verbrennungsgänge sind folglich die Verbrennungsgänge V3 und V4.
  • In der zweiten Zeile ist die Kombinierbarkeit der Elektrogangstufe E1 mit den Verbrennungsgangstufen gezeigt. Vorliegend können, wie auch aus der Schaltmatrix 36 ersichtlich, die Verbrennungsgangstufen V1 und V4 mit der Elektrogangstufe E1 kombiniert werden.
  • Mit der Elektrogangstufe E2 können die Verbrennungsgangstufen V2, V3 und V4 kombiniert werden.
  • Im Hybridmodus EH3 kann kombiniert mit der Verbrennungsgangstufe V3 gefahren werden.
  • Im Hybridmodus EH4 kann kombiniert mit der Verbrennungsgangstufe V4 gefahren werden.
  • In 6 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Variante sind die Zahnradpaare zum Bilden der Gangstufen V3 bzw. EH3 und V4 bzw. EH4 vertauscht. Demzufolge ist auch das dritte Schaltelement D mit dem zweiten Schaltelement C vertauscht. Das zweite Schaltelement C bildet mit dem Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung ein Doppelschaltelement, wohingegen das dritte Schaltelement D mit dem ersten Schaltelement A zu einem Doppelschaltelement kombiniert ist.
  • In 7 ist ein Schema 34 des Hybridgetriebes der 6 gezeigt. Im Unterschied zu dem in 3 gezeigten Schema 34 sind im Schema 34 der 6 das zweite und dritte Schaltelement C, D sowie die dargestellten Zahnradpaare 3, 4 zur Einrichtung der dritten und vierten Gangstufe vertauscht.
  • In 8 ist eine Schaltmatrix 36 des Hybridgetriebes der 6 gezeigt. Im Unterschied zu der in 4 gezeigten Schaltmatrix sind die Gangkombination EH3/V3 und die Gangkombination E1/V4 nicht mehr möglich. Jedoch können die Gangkombinationen EH4/V4 und E1/V3 mit dem Hybridgetriebe 18 der 6 eingerichtet werden.
  • Eine entsprechende Kombinationsmatrix 38 ist in 9 gezeigt. Wie bereits oben beschrieben kann die erste Elektrogangstufe E1 mit den Verbrennungsgangstufen V1 und V3 kombiniert werden.
  • Die Elektrogangstufe E2 kann mit den Verbrennungsgangstufen V2 bis V4 kombiniert werden.
  • Eine Hybridgangstufe EH4 ist in Kombination mit der vierten Verbrennungsgangstufe V4 möglich.
  • In 10 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 6 gezeigten Variante wurde auf eine Getriebebremse 30 verzichtet. Ferner ist das dritte Schaltelement D als synchronisierbares Schaltelement ausgebildet. Das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung ist als Einfachschaltelement ausgebildet und an der ersten Getriebeantriebswelle 22 angeordnet. Das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement C sind zu einem Doppelschaltelement kombiniert und an der Vorgelegewelle 28 angeordnet.
  • In 11 ist ein Schema 34 des Hybridgetriebes 18 gemäß der 10 gezeigt. Wie bereits erwähnt ist die Getriebebremse 30 nicht mehr vorhanden. Ferner sind zwei lastschaltfähige Schaltelemente E und D vorgesehen. Das erste und zweite Schaltelement A und C sowie das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung sind vorzugsweise als Klauenschaltelemente ausgeführt.
  • In 12 ist die entsprechende Schaltmatrix 36 des Hybridgetriebes gemäß der 10 gezeigt. Insbesondere kann mit dem Hybridgetriebe gemäß der 10 sowohl die Kombination EH3/V3 als auch die Kombination EH4/V4 eingerichtet werden. Das ist vorteilhaft bei hohen Geschwindigkeiten wie beispielsweise einer Autobahnfahrt.
  • Dadurch, dass die Getriebebremse 30 entfällt, wird die Verbrennungsmaschine 16 gegen die vierte Gangstufe V4 abgebremst und nicht mehr gegen ein stehendes gehäusefestes Bauteil. Hierdurch entstehen insbesondere eine geringere Differenzdrehzahl und dadurch geringere Verluste beim Abbremsen der Verbrennungsmaschine 16.
  • Dadurch, dass gegen die vierte Gangstufe abgebremst wird, ist eine Abbremsung der Verbrennungsmaschine 16 antriebswirksam.
  • Die kombinierbaren Gangstufen können der Kombinationsmatrix 38 in 5 entnommen werden.
  • In 13 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Variante eines Hybridgetriebes 18 ist die Getriebebremse 30 über ein Zahnradpaar antriebswirksam mit der ersten Getriebeantriebswelle 22 verbunden, wobei das Zahnradpaar an einem Getriebeeingang an das Hybridgetriebe 18 angebunden ist, also an der Seite des Hybridgetriebes 18, die mit der Verbrennungsmaschine 16 verbunden ist. Insoweit ist die Funktionalität des Hybridgetriebes 18 gemäß der 13 analog zu der des Hybridgetriebes 18 gemäß der 2. Das Schema 34, die Schaltmatrix 36 sowie die Kombinationsmatrix 38 bezüglich der 2 können folglich auch für die Ausführungsform gemäß der 13 herangezogen werden.
  • In 14 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 13 gezeigten Variante sind die Radebenen bezüglich der dritten Verbrennungsgangstufe V3 und der vierten Verbrennungsgangstufe V4 getauscht. Vom Getriebeeingang her gesehen ist folglich die Gangreihenfolge der Zahnradebenen V2 - V1 - V3 - V4. Hierdurch ist insbesondere das dritte Schaltelement D mit dem zweiten Schaltelement C vertauscht. Das zweite Schaltelement C und das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung sind folglich zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst sowie das erste und dritte Schaltelemente A, D.
  • In 15 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 13 gezeigten Variante ist die Getriebebremse 30 als zweite elektrische Antriebsmaschine 40 ausgebildet.
  • In 16 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt, wobei im Unterschied zu der in 14 gezeigten Variante die Getriebebremse 30 ebenfalls als zweite elektrische Antriebsmaschine 40 ausgebildet ist.
  • Durch eine zweite elektrische Antriebsmaschine 40 können insbesondere die folgenden Funktionen eingerichtet werden. Ein serielles Kriechen bzw. Fahren ist möglich, bei dem die Verbrennungsmaschine 16 die zweite elektrische Antriebsmaschine 40 generatorisch betreibt. Die so erzeugte Energie kann der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 zugeführt werden und mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 in einer der reinen Elektrogangstufen E1 oder E2 gefahren werden. Ferner kann die zweite elektrische Antriebsmaschine 40 die Verbrennungsmaschine 16 starten und/oder die Verbrennungsmaschine 16 bei der Synchronisation beispielsweise für Schaltvorgänge unterstützen.
  • Es versteht sich, dass die zweite elektrische Antriebsmaschine 40 direkt oder über ein Zugmittelgetriebe oder über eine Zahnradkette antriebswirksam mit der ersten Getriebeantriebswelle 22 verbunden werden kann.
  • In 17 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt, wobei im Unterschied zu der in 13 gezeigten Variante die Getriebebremse 30 nicht über ein kämmendes Zahnradpaar antriebswirksam mit der ersten Getriebeantriebswelle 22 verbunden ist, sondern direkt an dieser angeordnet ist.
  • In 18 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 14 gezeigten Variante ist die Getriebebremse 30 in der gezeigten Ausführungsform ebenfalls direkt mit der ersten Getriebeantriebswelle 22 verbunden.
  • Es versteht sich, dass die Ausführungsformen gemäß der 17 und 18 in der Funktionalität analog zu den Ausführungsformen der 13 und 14 sind.
  • In 19 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 17 gezeigten Variante sind die Zahnradebenen zum Bilden der Gangstufen quasi mittig gespiegelt, sodass von der Anbindungsstelle der Verbrennungsmaschine 16 her gesehen die Gangreihenfolge der Zahnradpaare wie folgt lautet: V3 - V4 - V1 - V2. Folglich sind die zweite Getriebeantriebswelle 24 und die dritte Getriebeantriebswelle 26 an einem an der Anbindungsstelle der Verbrennungsmaschine 16 gegenüberliegenden Getriebeende angeordnet. Das Schaltelement E der E-Maschinen-Kupplung ist ebenfalls an einem der Anbindungsstelle der Verbrennungsmaschine 16 gegenüberliegenden Ende des Hybridgetriebes 18 angeordnet und mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 antriebswirksam verbunden. Folglich wird bei der gezeigten Ausführungsform an beiden Getriebeenden Antriebsleistung in das Getriebe eingebracht.
  • In 20 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 19 gezeigten Variante sind die Radsatzebenen für die vierte und dritte Verbrennungsgangstufe V4 und V3 getauscht, sodass von der Anbindungsstelle der Verbrennungsmaschine 16 her gesehen die Reihenfolge der Zahnradpaare wie folgt lautet: V4 - V3 - V1 - V2.
  • In 21 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 20 gezeigten Variante wurde auf die Getriebebremse 30 verzichtet. Ferner ist das dritte Schaltelement D als synchronisierbares Schaltelement ausgebildet und an der ersten Getriebeantriebswelle 22 angeordnet. Das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung ist an der ersten Getriebeantriebswelle 22 angeordnet und als Einfachschaltelement ausgebildet. Das erste und zweite Schaltelement A, C sind an der Vorgelegewelle 28 angeordnet und zu einem Doppelschaltelement kombiniert. Hierbei ist kein Durchgriff durch ein Festrad mehr nötig um das Doppelschaltelement A/C zu bilden.
  • Es versteht sich, dass in den Ausführungsformen gemäß der 15 bis 21 die Doppelschaltelemente auch als Einfachschaltelemente ausgeführt werden können. Hierdurch werden einerseits die Kosten und der Aufwand zum Aufbau des Hybridgetriebes 18 erhöht. Jedoch wird die Kombinierbarkeit der Elektrogangstufen E1, E2 und der Verbrennungsgangstufen V1 bis V4 verbessert. Durch Auflösung des Doppelschaltelements K3/D wird die Gangkombination EH4/V4 ermöglicht. Durch Auflösen des Doppelschaltelements A/C wird die Gangkombination E1/V3 ermöglicht. Durch Auflösen des Doppelschaltelements K3/C kann die dritte Verbrennungsgangstufe V3 mit der Hybridstufe EH3 kombiniert werden. Durch Auflösen des Doppelschaltelements A/D kann die erste Elektrogangstufe E1 mit der vierten Verbrennungsgangstufe V4 kombiniert werden.
  • In 22 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. In der gezeigten Variante sind alle Schaltelemente A, C, D und K3 als Einfachschaltelemente, wie zuvor beschrieben, ausgeführt.
  • Die in 22 gezeigte Variante entspricht insoweit der in 2 gezeigten Variante eines Hybridgetriebes 18, wobei wie bereits oben erwähnt das erste, zweite und dritte Schaltelement A, C, D und das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung als Einfachschaltelemente ausgebildet sind. Insoweit muss auch kein Durchgriff durch das Festrad der Radsatzebene für die Verbrennungsgangstufe V4 erfolgen, da das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement C jeweils von einem eigenen Aktor betätigt werden.
  • Insoweit entspricht das in 3 gezeigte Schema auch der Ausführungsform des Hybridgetriebes, das in 22 gezeigt ist.
  • In 23 ist die Kombinationsmatrix 38 des Hybridgetriebes gemäß der 22 gezeigt. Die Elektrogangstufe E1 ist folglich mit den Verbrennungsgangstufen V1, V3 und V4 kombinierbar.
  • Die Elektrogangstufe E2 ist mit den Verbrennungsgangstufen V2 bis V4 kombinierbar.
  • Die Hybridstufe EH3 ist mit der Verbrennungsgangstufe V3 kombinierbar und die Hybridstufe EH4 ist mit der Verbrennungsgangstufe V4 kombinierbar.
  • In 24 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Die in 25 gezeigte Variante eines Hybridgetriebes 18 entspricht dabei im Wesentlichen der in 6 gezeigten Variante, wobei das erste, zweite und dritte Schaltelement A, C, D und das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung als Einfachschaltelemente ausgeführt sind. Insoweit kann auch das Schema 34 der 7 zur Beschreibung des Hybridgetriebes 18 gemäß der 24 herangezogen werden.
  • In 25 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Die in 25 gezeigte Variante eines Hybridgetriebes 18 entspricht dabei im Wesentlichen der in 10 gezeigten Variante eines Hybridgetriebes 18, wobei auch hier das erste, zweite und dritte Schaltelement A, C, D und das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung als Einfachschaltelemente ausgebildet sind. Insofern kann das Schema gemäß der 11 auch zur Beschreibung der Ausführungsform eines Hybridgetriebes gemäß der 25 herangezogen werden.
  • In 26 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Variante ist das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung als Einfachschaltelement ausgebildet. Ebenso ist das erste Schaltelement A, das an der Vorgelegewelle 28 angeordnet ist, als Einfachschaltelemente ausgebildet. Das zweite und dritte Schaltelement C, D sind zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst und an der Vorgelegewelle 28 angeordnet. Insofern sind die Festräder der Zahnradpaare zum Bilden der vierten Verbrennungsgangstufe V4 und der dritten Verbrennungsgangstufe V3 an der ersten Getriebeantriebswelle 22 angeordnet und die entsprechenden Losräder an der Vorgelegewelle 28 und mittels des Doppelschaltelements C/D antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 28 verbindbar. Von der Anbindungsstelle der Verbrennungsmaschine 16 aus gesehen sind die Radsatzebenen der Gangstufen wie folgt angeordnet: V2 - V1 - V4 - V3.
  • In 27 ist das Schema 34 des Hybridgetriebes 18 gemäß der 26 dargestellt. Das Schema 34 entspricht dabei im Wesentlichen dem in 3 dargestellten Schema 34, wobei das dritte Schaltelement D zum Abtrieb 32 hin, also nach dem Zahnradpaar 4 zum Bilden der vierten Verbrennungsgangstufe V4 angeordnet ist. Eine Kombinierbarkeit der Gangstufen kann aus der Kombinationsmatrix 38 der 23 entnommen werden.
  • In 28 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 26 gezeigten Variante sind die Losräder und Festräder der dritten und vierten Verbrennungsgangstufe V3 und V4 vertauscht. Die entsprechenden Festräder der Gangstufen sind folglich auf der Vorgelegewelle 28 angeordnet und die Losräder sind an der ersten Getriebeantriebswelle 22 angeordnet. Zudem ist das Doppelschaltelement C/D ebenfalls an der ersten Getriebeantriebswelle 22 angeordnet. Die Funktionalität der Ausführungsform gemäß der 28 entspricht folglich der Ausführungsform gemäß der 26.
  • In 29 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 28 gezeigten Variante sind die Radsatzebenen bezüglich der Verbrennungsgangstufe V3 und der Verbrennungsgangstufe V4 getauscht. Ferner sind die Radsatzebenen zum Einrichten der Verbrennungsgangstufe V1 und der Verbrennungsgangstufe V2 untereinander getauscht. Mit anderen Worten ist von der Anbindungsstelle der Verbrennungsmaschine 16 aus gesehen die Reihenfolge der gangbildenden Zahnradebenen V1 - V2 - V3 - V4. Zudem sind in der gezeigten Ausführungsform das erste, zweite und dritte Schaltelement A, C, D an der Vorgelegewelle 28 angeordnet. Folglich sind an den Getriebeantriebswellen, also an der ersten Getriebeantriebswelle 22, der zweiten Getriebeantriebswelle 24 und der dritten Getriebeantriebswelle 26 ausschließlich Festräder angeordnet. Zudem wurde das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung nicht mehr an der Getriebemitte, sondern an einem Getriebeeingang, insbesondere an dem Eingang, an dem die Verbrennungsmaschine 16 angeordnet ist, angeordnet.
  • In 30 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 29 gezeigten Variante ist die Getriebebremse 30 an einer gesonderten Welle angeordnet und über ein Zugmittelgetriebe oder eine Zahnradkette antriebswirksam mit dem Festrad der vierten Verbrennungsgangstufe V4 verbunden. Es versteht sich, dass anstatt der Getriebebremse ebenfalls eine zweite elektrische Antriebsmaschine vorgesehen sein kann.
  • In 31 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 29 gezeigten Variante sind die Los- und Festräder der dritten und vierten Verbrennungsgangstufe V3 und V4 getauscht, also die Festräder der entsprechenden Verbrennungsgangstufe an der Vorgelegewelle 28 angeordnet und die Losräder an der ersten Getriebeantriebswelle 22. Insofern muss auch das Doppelschaltelement C/D an der ersten Getriebeantriebswelle 22 angeordnet werden.
  • In 32 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. In der gezeigten Variante ist die Getriebebremse 30 an einer separaten Getriebewelle angeordnet und drehfest mittels eines Zugmittelgetriebes oder einer Zahnradkette mit dem Festrad der Verbrennungsgangstufe V3 verbunden. Von dem Anbindungspunkt der Verbrennungsmaschine 16 aus gesehen beträgt die Zahnradpaarreihenfolge V3 - V4 - V1 - V2. Die Festräder der Verbrennungsgangstufen V3 und V4 sind dabei an der ersten Getriebeantriebswelle 22 angeordnet. Folglich sind die Losräder an der Vorgelegewelle 28 angeordnet, ebenso wie das Doppelschaltelement C/D. Zudem ist an der Vorgelegewelle 28 das erste Schaltelement A angeordnet, das zum Einlegen der ersten Elektrogangstufe E1 oder der ersten Verbrennungsgangstufe V1 dient. Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 ist über eine Zahnradkette, ein Zugmittelgetriebe oder ein kämmendes Zahnradpaar drehfest mit dem Schaltelement E der E-Maschinen-Kupplung verbunden. An einem dem Anbindungspunkt der Verbrennungsmaschine 16 gegenüberliegenden Getriebeende ist sowohl das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung als auch das Schaltelement E der E-Maschinen-Kupplung angeordnet.
  • In 33 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 29 gezeigten Variante ist eine zweite Verbindungskupplung mit einem Schaltelement B vorgesehen. Das Schaltelement B der zweiten Verbindungskupplung ist dabei mit dem Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst, wobei das Doppelschaltelement B/K3 in der Mitte des Hybridgetriebes 18, also zwischen den Zahnradpaaren, die die zweite und dritte Verbrennungsgangstufe V2, V3 bilden, angeordnet. Durch Schließen des Schaltelements B der zweiten Verbindungskupplung kann die erste Getriebeantriebswelle 22 antriebswirksam mit der zweiten Getriebeantriebswelle 24 verbunden werden.
  • In 34 ist ein Schema 34 des Hybridgetriebes gemäß der 33 gezeigt. Durch Hinzufügen der zweiten Verbindungskupplung mit dem Schaltelement B, das vorzugsweise als Klauenschaltelement oder auch als sperrsynchronisierbares Schaltelement ausgeführt ist, kann eine Kombination der ersten Elektrogangstufe E1 mit der zweiten Verbrennungsgangstufe V2 erfolgen. Mit anderen Worten kann die erste Elektrogangstufe E1 gemeinsam mit der zweiten Verbrennungsgangstufe V2 genutzt werden, was sich positiv auf die Effizienz des Hybridgetriebes 18 auswirkt. Im Unterschied zu den bisher gezeigten Varianten von Hybridgetrieben 18 müssen die Schaltungen E1/V1 nach E2/V2 nicht mehr gemeinsam erfolgen. Hierdurch kann insbesondere das Lastschaltelement E der E-Maschinen-Kupplung nur noch für das Drehmoment der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 ausgelegt werden. Insbesondere kann hierdurch das Lastschaltelement E der E-Maschinen-Kupplung kleiner dimensioniert und mit weniger Bauraumbedarf und geringeren Kosten ausgeführt werden. Insbesondere erfolgt für die Verbrennungsmaschine 16 die Schaltung von der ersten Verbrennungsgangstufe V1 in die zweite Verbrennungsgangstufe V2 wie alle anderen Schaltungen als abtriebsgekoppelte Schaltung.
  • In 35 ist die entsprechende Kombinationsmatrix der Ausführungsform gemäß der 33 gezeigt. Die erste Elektrogangstufe E1 ist folglich mit jeder der Verbrennungsgangstufen V1 bis V4 kombinierbar. Die zweite Elektrogangstufe E2 ist mit den Verbrennungsgangstufen V2 bis V4 kombinierbar.
  • Die Hybridstufe EH3 ist mit der Verbrennungsgangstufe V3 kombinierbar und die Hybridstufe EH4 ist mit der Verbrennungsgangstufe V4 kombinierbar. Mit anderen Worten kann mittels der Zahnräder der mechanischen Verbrennungsgangstufen V3 und V4 entweder allein verbrennungsmotorisch oder hybrid gefahren werden.
  • In 36 ist die entsprechende Schaltmatrix 36 der in 33 gezeigten Ausführungsform eines Hybridgetriebes 18 gezeigt. Die Schaltmatrix 36 entspricht dabei im Wesentlichen der in 4 gezeigten Schaltmatrix, wobei die Kombination der Elektrogangstufe E1 mit der zweiten Verbrennungsgangstufe V2 und die Kombination der ersten Elektrogangstufe E1 mit der dritten Verbrennungsgangstufe V3 hinzugekommen sind. Ferner ist die Kombination der vierten Hybridgangstufe EH4 mit der vierten Verbrennungsgangstufe V4 hinzugekommen sowie das rein verbrennungsmotorische Fahren in der Verbrennungsgangstufe V2.
  • Zum Einrichten der Verbrennungsgangstufe V2 ist das neu hinzugekommene Schaltelement B der zweiten Verbindungskupplung zu schließen.
  • Die Kombination EH4/V4 ist durch Schließen des dritten Schaltelements D und des Schaltelements K3 der ersten Verbindungskupplung einrichtbar.
  • Die Kombination der ersten Elektrogangstufe E1 mit der zweiten Verbrennungsgangstufe V2 ist durch Einlegen des ersten Schaltelements A und des Schaltelements B der zweiten Verbindungskupplung einrichtbar. Die Kombination der ersten Elektrogangstufe E1 mit der dritten Verbrennungsgangstufe V3 ist durch Einlegen des ersten und zweiten Schaltelements A, C einrichtbar.
  • In 37 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 33 gezeigten Variante ist die Getriebebremse 30 an einer separaten Welle angeordnet und über ein Zahnradpaar, ein Zugmittelgetriebe oder eine Zahnradkette antriebswirksam mit dem Festrad der vierten Verbrennungsgangstufe V4 verbunden. Es versteht sich, dass auch eine Anbindung an das Festrad der dritten Verbrennungsgangstufe V3 erfolgen kann. Die Ausführungsform gemäß der 37 ist insoweit funktional identisch zu der in der 33 gezeigten Variante.
  • In 38 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 37 gezeigten Variante umfasst die Getriebebremse 30 eine zweite elektrische Antriebsmaschine 40. Mittels der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 40 kann eine Drehzahlführung der Verbrennungsmaschine 16 erfolgen. Die zweite elektrische Antriebsmaschine 40 kann die Verbrennungsmaschine 16 folglich beschleunigen und/oder abbremsen, was zu kürzeren Schaltzeiten für die Verbrennungsmaschine 16 führt. Ferner kann hierdurch die Regelung der Verbrennungsmaschine 16 gröber erfolgen, was zu einer Kostenersparnis führt. Zudem kann mittels der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 40 ein serieller Fahrbetrieb eingerichtet werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei eingeschränkter Verfügbarkeit des Energiespeichers 20 und bei tiefen Temperaturen. Zudem kann die zweite elektrische Antriebsmaschine 40 die Verbrennungsmaschine 16 starten, was zu einem besonders komfortablen Start der Verbrennungsmaschine 16 führt. Insbesondere kann der Start der Verbrennungsmaschine 16 schneller erfolgen als ein Start mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14. Weiterhin ist keine weitere Startvorrichtung für die Verbrennungsmaschine 16 notwendig.
  • In 39 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 38 gezeigten Variante ist die zweite elektrische Antriebsmaschine 40 als Koaxialmaschine ausgebildet, deren Rotor antriebswirksam mit der ersten Getriebeantriebswelle 22 wirkverbunden ist. Die zweite elektrische Antriebsmaschine 40 ist dabei am gleichen Ende wie die Verbrennungsmaschine 16 antriebswirksam mit dem Hybridgetriebe 18 verbunden.
  • In 40 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 33 gezeigten Variante ist das erste Schaltelement A mit einem Durchgriff durch das Festrad der zweiten Verbrennungsgangstufe V2 versehen und folglich auf einer Ebene mit dem Doppelschaltelement B/K3 der beiden Schaltelemente der Verbindungskupplungen angeordnet. Hierdurch kann insbesondere eine axiale Baulänge des Hybridgetriebes 18 verkürzt werden.
  • In 41 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 33 gezeigten Variante ist das Doppelschaltelement C/D auf die erste Getriebeantriebswelle 22 verlagert. Folglich sind auch die Festräder und Losräder der Verbrennungsgangstufen V3 und V4 vertauscht, also die entsprechenden Festräder an der Vorgelegewelle 28 angeordnet und die entsprechenden Losräder an der ersten Getriebeantriebswelle 22 und mit dieser mittels des Doppelschaltelements C/D verbindbar.
  • In 42 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 33 gezeigten Variante ist das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung als Einfachschaltelement ausgebildet und an einem Getriebeeingang, also an der Anbindungsstelle der Verbrennungsmaschine 16 mit dem Hybridgetriebe 18 angeordnet. Das Schaltelement B der zweiten Verbindungskupplung ist hierdurch ebenfalls als Einfachschaltelement ausgebildet und in einer Getriebemitte, also zwischen den Zahnradpaaren der zweiten Verbrennungsgangstufe V2 und der dritten Verbrennungsgangstufe V3 an der ersten Getriebeantriebswelle 22 angeordnet.
  • In 43 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 33 gezeigten Variante ist das Doppelschaltelement B/K3 am Getriebeeingang angeordnet, also an der Anbindungsstelle des Verbrennungsmotors 16 mit dem Hybridgetriebe 18. Insoweit sind die Ausführungsformen gemäß der 42 und 43 funktionsgleich.
  • In 44 ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. In der gezeigten Ausführungsform sind die zweite Getriebeantriebswelle 24 und die dritte Getriebeantriebswelle 26 an einem dem Anbindungspunkt der Verbrennungsmaschine 16 an das Hybridgetriebe 18 gegenüberliegenden Ende des Hybridgetriebes 18 angeordnet. Das Doppelschaltelement K3/B ist ebenfalls an diesem axialen Ende des Hybridgetriebes 18 angeordnet. Das Doppelschaltelement C/D sowie das erste als Einfachschaltelement ausgebildete Schaltelement A sind an der Vorgelegewelle 28 angeordnet. Vom Anbindungspunkt der Verbrennungsmaschine 16 aus gesehen beträgt die Reihenfolge der gangbildenden Zahnradpaare V3 - V4 - V2 - V1.
  • In 45 ist eine weitere vorteilhafte Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 44 gezeigten Variante sind die Zahnradpaare der Verbrennungsgangstufen der dritten Verbrennungsgangstufe V3 und der vierten Verbrennungsgangstufe V4 getauscht. Die Reihenfolge der gangbildenden Zahnradpaare von der Anbindungsstelle der Verbrennungsmaschine 16 aus gesehen lautet dann V4 - V3 - V2 - V1. Zudem wurden die Los- und Festräder der dritten und vierten Verbrennungsgangstufe V3 und V4 getauscht, sodass die Festräder dieser Verbrennungsgangstufen an der Vorgelegewelle 28 angeordnet sind. Losräder sind an der ersten Getriebeantriebswelle 22 angeordnet und mittels des an der ersten Getriebeantriebswelle 22 angeordneten Doppelschaltelements C/D antriebswirksam mit dieser verbindbar.
  • In 46 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 42 gezeigten Variante ist die Getriebebremse 30 ebenso wie bei den Varianten der 44 und 45 auf einer separaten Getriebewelle angeordnet und mittels eines Zugmittelgetriebes, eines kämmenden Zahnradpaares und/oder einer Zahnradkette mit einem separaten Festrad an die erste Getriebeantriebswelle 22 angebunden. In der 44 ist die Getriebebremse 30 über ein gangbildendes Festrad der dritten Verbrennungsgangstufe V3 und in den 43, 45 und 46 über ein gangbildendes Festrad der vierten Verbrennungsgangstufe V4 angebunden. Zudem ist das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung an der dritten Getriebeantriebswelle 26 angeordnet, um diese antriebswirksam mit der ersten Getriebeantriebswelle 22 verbinden zu können.
  • Es versteht sich, dass in den gezeigten Ausführungsformen die Getriebebremse 30 ebenfalls eine zweite elektrische Antriebsmaschine 40 umfassen kann.
  • In 47 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 46 gezeigten Variante ist eine weitere Getriebewelle 42 vorgesehen, an der die Getriebebremse 30 angeordnet ist. Zudem sind die Schaltelemente K3, B der Verbindungskupplungen an der weiteren Welle 42 angeordnet und zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Das Schaltelement K3 der ersten Verbindungskupplung verbindet ein Losrad antriebswirksam mit der weiteren Getriebewelle 42, das in Eingriff mit einem Anbindungsfestrad der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 ist, wobei dieses Anbindungsfestrad drehfest mit der zweiten Getriebeantriebswelle 24 verbunden ist. Das Schaltelement B der zweiten Verbindungskupplung ist ebenfalls an der weiteren Getriebewelle 42 angeordnet und verbindet ein Losrad antriebswirksam mit der weiteren Getriebewelle 42, das in Eingriff mit einem an der dritten Getriebeantriebswelle 26 angeordneten Festrad ist.
  • In 48 ist ein Schema 34 des Hybridgetriebes gemäß der 47 gezeigt. Vorzugsweise weist die weitere Getriebewelle 42 immer eine Übersetzung von 1:1 auf. Der Zustand Laden in Neutral ist über eine Windung einrichtbar. Zudem sind die erste und zweite Verbrennungsgangstufe V1, V2 als Windungsgangstufen ausgebildet, wobei die Verbrennungsmaschine 16 die weitere Getriebewelle 42 antreibt und durch Schließen des Schaltelements B der zweiten Verbindungskupplung oder des Schaltelements K3 der ersten Verbindungskupplung und des ersten Schaltelements A die Verbrennungsgangstufen V1 bzw. V2 einrichtbar sind.
  • In 49 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 47 gezeigten Variante ist die Getriebebremse 30 und/oder eine zweite elektrische Antriebsmaschine 40 auf einer weiteren Getriebewelle angeordnet und mittels eines Zugmittelgetriebes, einer Zahnradkette und/oder eines kämmenden Zahnradeingriffs antriebswirksam mit dem Festrad der vierten Verbrennungsgangstufe V4 verbunden. Insofern beschreibt das Schema 34 der 48 ebenfalls die Funktionsweise des Hybridgetriebes gemäß der 49.
  • In 50 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 49 gezeigten Variante ist das Schaltelement B der zweiten Verbindungskupplung als Einfachschaltelement ausgebildet und an der ersten Getriebeantriebswelle 22 zwischen der Radsatzebene der Verbrennungsgangstufe V2 und der Radsatzebene der Verbrennungsgangstufe V3 angeordnet. Die weitere Getriebewelle 42 ist über ein Zugmittelgetriebe oder eine Zahnradkette in Eingriff mit dem Antriebszahnrad, das an der dritten Getriebeantriebswelle 26 angeordnet ist und ebenfalls mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 wirkverbunden ist. Dieser Eingriff ist durch ein an der weiteren Getriebewelle 42 befindliches Losrad, das mittels des Schaltelements K3 der ersten Verbindungskupplung antriebswirksam mit dieser Welle verbunden werden kann, eingerichtet. Ferner ist an der weiteren Getriebewelle 42 ein Festrad angeordnet, das mittels eines Zugmittelgetriebes oder einer Zahnradkette antriebswirksam mit dem Festrad der dritten Verbrennungsgangstufe V3 verbunden ist.
  • Es versteht sich, dass in den gezeigten Ausführungsformen von Hybridgetrieben 18 die Getriebebremse 30 eine zweite elektrische Antriebsmaschine 40 umfassen kann. Es versteht sich ferner, dass ein Vertauschen der Los- und Festräder bzw. Schaltelemente möglich ist. Es versteht sich weiter, dass eine Anordnung der gangbildenden Zahnradpaare ebenfalls permutiert sein kann.
  • Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.
  • In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kraftfahrzeug
    12
    Kraftfahrzeug-Antriebsstrang
    14
    erste elektrische Antriebsmaschine
    16
    Verbrennungsmaschine
    18
    Hybridgetriebe
    20
    Energiespeicher
    22
    erste Getriebeantriebswelle
    24
    zweite Getriebeantriebswelle
    26
    dritte Getriebeantriebswelle
    28
    Vorgelegewelle
    30
    Getriebebremse
    32
    Abtrieb
    34
    Schema
    36
    Schaltmatrix
    38
    Kombinationsmatrix
    40
    zweite elektrische Antriebsmaschine
    42
    weitere Getriebewelle
    A, C, D
    Schaltelemente
    E
    Schaltelement der E-Maschinen-Kupplung
    F
    Schaltelement
    K3
    Schaltelement der ersten Verbindungskupplung
    B
    Schaltelement der zweiten Verbindungskupplung
    TD
    Torsionsschwingungsdämpfer
    E1, E2
    Elektrogangstufen
    V1-V4
    Verbrennungsgangstufen
  • 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 102017218513 A1 [0006]

Claims (15)

  1. Hybridgetriebe (18) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraftfahrzeugs (10) mit einer Verbrennungsmaschine (16) und einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14), mit: einer ersten Getriebeantriebswelle (22) zum Wirkverbinden der Verbrennungsmaschine mit dem Hybridgetriebe; einer E-Maschinen-Kupplung mit einem Schaltelement (E); einer zweiten Getriebeantriebswelle (24), die mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine antriebswirksam verbunden ist; einer dritten Getriebeantriebswelle (26), die mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine mittels der E-Maschinen-Kupplung antriebswirksam verbindbar ist; einer Vorgelegewelle (28); in mehreren Radsatzebenen angeordneten Losrädern und Festrädern zum Bilden von Gangstufen; mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, C, D) zum Einlegen der Gangstufen; einem Abtrieb (32) zum Übertragen von Antriebsleistung aus dem Hybridgetriebe; und einer ersten Verbindungskupplung mit einem Schaltelement (K3) zum antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeantriebswelle und der zweiten Getriebeantriebswelle.
  2. Hybridgetriebe (18) nach Anspruch 1, wobei das Schaltelement (E) der E-Maschinen-Kupplung als Lastschaltelement ausgebildet ist; und vorzugsweise an einem axialen Ende der zweiten Getriebeantriebswelle (24) und/oder der dritten Getriebeantriebswelle (26) angeordnet ist.
  3. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schaltelemente (A, C, D) der Gangschaltvorrichtungen und das Schaltelement der Verbindungskupplung (K3) als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind; und/oder wenigstens zwei der Schaltelemente der Gangschaltvorrichtungen und/oder ein Schaltelement der Gangschaltvorrichtungen und das Schaltelement der Verbindungskupplung als Doppelschaltelement ausgebildet sind und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar sind.
  4. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Getriebeantriebswelle (24) als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Getriebeantriebswelle (22) zumindest abschnittsweise umgibt; und die dritte Getriebeantriebswelle (26) als Hohlwelle ausgebildet ist und die zweite Getriebeantriebswelle zumindest abschnittsweise umgibt.
  5. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer zweiten Verbindungskupplung mit einem Schaltelement (B) zum antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeantriebswelle (22) und der dritten Getriebeantriebswelle (26).
  6. Hybridgetriebe (18) nach Anspruch 5 mit einer weiteren Getriebewelle (42), wobei die erste Verbindungskupplung und/oder die zweite Verbindungskupplung an der weiteren Getriebewelle angeordnet ist; und die weitere Getriebewelle koaxial zu der ersten Getriebeantriebswelle (22), der zweiten Getriebeantriebswelle (24) und/oder der dritten Getriebeantriebswelle (26) angeordnet ist und als Hohlwelle ausgebildet ist; oder die weitere Getriebewelle achsparallel und versetzt zu der ersten Getriebeantriebswelle, der zweiten Getriebeantriebswelle und/oder der dritten Getriebeantriebswelle angeordnet ist und antriebswirksam mit der ersten Getriebeantriebswelle verbunden ist und antriebwirksam mit der zweiten oder dritten Getriebeantriebswelle verbindbar ist.
  7. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer der ersten Getriebeantriebswelle (22) zugeordneten Getriebebremse (30) zum Synchronisieren der Verbrennungsmaschine (16) und/oder des Hybridgetriebes bei Schaltungen für die Verbrennungsmaschine.
  8. Hybridgetriebe (18) nach Anspruch 7, wobei die Getriebebremse (30) an der weiteren Getriebewelle (42) angeordnet ist.
  9. Hybridgetriebe (18) nach Anspruch 7, wobei die Getriebebremse (30) eine zweite elektrische Antriebsmaschine (40) umfasst.
  10. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Hybridgetriebe vier Verbrennungsgangstufen (V1, V2, V3, V4) zum rein verbrennungsmotorischen Fahren und zwei Elektrogangstufen (E1, E2) zum rein elektromotorischen Fahren aufweist; und jede Elektrogangstufe mit wenigstens zwei Verbrennungsgangstufen in einem hybriden Fahrmodus kombinierbar ist.
  11. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) für ein Kraftfahrzeug (10), mit: einem Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche; einer Verbrennungsmaschine (16), die mit der ersten Getriebeantriebswelle (22) antriebswirksam verbunden ist; und einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14), die mit der zweiten Getriebeantriebswelle (24) antriebswirksam verbunden ist.
  12. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 11, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine (14) als achsparallele Antriebsmaschine ausgebildet ist.
  13. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine (14) als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine (16) ansteuerbar ist; und/oder als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers (20) ansteuerbar ist.
  14. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine (14) als ein Stützkraftmittel bei Gangwechseln der Verbrennungsmaschine (16) ansteuerbar ist; und/oder die Verbrennungsmaschine (16) als ein Stützkraftmittel bei Gangwechseln der ersten elektrischen Antriebsmaschine ansteuerbar ist.
  15. Kraftfahrzeug (10) mit: einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 14; und einem Energiespeicher (20) zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine (14).
DE102020214533.4A 2020-11-18 2020-11-18 Hybridgetriebe mit elektrischer Zugkraftunterstützung Pending DE102020214533A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020214533.4A DE102020214533A1 (de) 2020-11-18 2020-11-18 Hybridgetriebe mit elektrischer Zugkraftunterstützung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020214533.4A DE102020214533A1 (de) 2020-11-18 2020-11-18 Hybridgetriebe mit elektrischer Zugkraftunterstützung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020214533A1 true DE102020214533A1 (de) 2022-05-19

Family

ID=81345376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020214533.4A Pending DE102020214533A1 (de) 2020-11-18 2020-11-18 Hybridgetriebe mit elektrischer Zugkraftunterstützung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020214533A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022209067A1 (de) 2022-08-31 2024-02-29 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid-Antriebsstrang mit zwei Vorgelegewellen

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110269599A1 (en) 2009-01-27 2011-11-03 Toru Nakasako Hybrid vehicle
DE102010030567A1 (de) 2010-06-28 2011-12-29 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben desselben
AT511632A1 (de) 2011-06-30 2013-01-15 Avl List Gmbh Antriebsstrang für ein fahrzeug
DE102014203243A1 (de) 2014-02-24 2015-08-27 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung aus einem Getriebe und einer elektrischen Maschine für einen Hybridantrieb und Hybridantrieb
DE102014214147A1 (de) 2014-07-21 2016-01-21 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantriebsgetriebe eines Kraftfahrzeugs
WO2019048469A1 (de) 2017-09-06 2019-03-14 Audi Ag Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes kraftfahrzeug
DE102017218513A1 (de) 2017-10-17 2019-04-18 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110269599A1 (en) 2009-01-27 2011-11-03 Toru Nakasako Hybrid vehicle
DE102010030567A1 (de) 2010-06-28 2011-12-29 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben desselben
AT511632A1 (de) 2011-06-30 2013-01-15 Avl List Gmbh Antriebsstrang für ein fahrzeug
DE102014203243A1 (de) 2014-02-24 2015-08-27 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung aus einem Getriebe und einer elektrischen Maschine für einen Hybridantrieb und Hybridantrieb
DE102014214147A1 (de) 2014-07-21 2016-01-21 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantriebsgetriebe eines Kraftfahrzeugs
WO2019048469A1 (de) 2017-09-06 2019-03-14 Audi Ag Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes kraftfahrzeug
DE102017218513A1 (de) 2017-10-17 2019-04-18 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022209067A1 (de) 2022-08-31 2024-02-29 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid-Antriebsstrang mit zwei Vorgelegewellen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019201298A1 (de) Hybridgetriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102020203779A1 (de) Hybridgetriebe mit kompletter Kombinierbarkeit der Übersetzungen
DE102020203769A1 (de) Hybridisierbares Getriebe
DE102020203802A1 (de) Kompaktes Hybridgetriebe
DE102020214533A1 (de) Hybridgetriebe mit elektrischer Zugkraftunterstützung
DE102019202965A1 (de) Hybridgetriebe für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang
DE102021213669A1 (de) Schleppverlustarmes Hybridgetriebe in Mischbauweise
DE102021213660A1 (de) Kompaktes Hybridgetriebe in Mischbauweise
DE102021203414A1 (de) Gangvorwahlfrei lastschaltbares Hybridgetriebe
DE102020203790A1 (de) Hybridgetriebe mit Vorgetriebe für Verbrennungsmaschine
DE102020203789A1 (de) Hybrid-Gruppengetriebe
DE102020203803A1 (de) Hybridgetriebe mit elektrischer Zugkraftunterstützung
DE102020203801A1 (de) Hybridgetriebe mit Getriebebremse
DE102020203774A1 (de) Hybridgetriebe mit zwei Planetenradsätzen
DE102019214689A1 (de) Hybridgetriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102021211236B4 (de) Kompaktes Hybridgetriebe in Planetenbauweise
DE102021211237B4 (de) Dreigang-Hybridgetriebe in Planetenbauweise
DE102020214543B4 (de) Kompaktes Doppelkupplungsgetriebe
DE102022203688A1 (de) Kompaktes Hybridgetriebe
DE102020203773A1 (de) Mehrgängiges Planetengetriebe
DE102022202924A1 (de) Hybridgetriebe
DE102021206520A1 (de) Gangvorwahlfrei lastschaltbares Hybridgetriebe mit einfachem Aufbau
DE102022202905A1 (de) Kompaktes Hybridgetriebe
DE102020214531A1 (de) Hybridgetriebe mit Notanfahrelement
DE102022202929A1 (de) Hybridgetriebe in Mischbauweise

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: HENTRICH PATENT- & RECHTSANWALTSPARTNERSCHAFT , DE