DE102022106552A1 - Hybrid transmission and drive train with hybrid transmission - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe (1) für ein Hybridfahrzeug, mit einem ersten Drehmomentantriebsstrang, der eine mit einer Verbrennungskraftmaschine (2) verbindbare Eingangswelle (3) und eine mit der Eingangswelle (3) drehmomentübertragend verbundene erste Elektromaschine (4) aufweist, einem zweiten Drehmomentantriebsstrang, der eine zweite Elektromaschine (5) aufweist, einer Abtriebswelle (6), die mit dem ersten Drehmomentantriebsstrang und/oder mit dem zweiten Drehmomentantriebsstrang drehmomentübertragend verbindbar oder verbunden ist, und einer ersten Trennkupplung (7), die den ersten Drehmomentantriebsstrang mit der Abtriebswelle (6) drehmomentübertragend verbindet oder trennt, wobei das Hybridgetriebe (1) eine zweite Trennkupplung (8) aufweist, die den zweiten Drehmomentantriebsstrang mit der Abtriebswelle (6) drehmomentübertragend verbindet oder trennt. Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang (25) für ein Hybridfahrzeug, mit einem solchen Hybridgetriebe (1) und einer Verbrennungskraftmaschine (2), die mit der Eingangswelle (3) des Hybridgetriebes (1) drehmomentübertragend verbunden ist.The invention relates to a hybrid transmission (1) for a hybrid vehicle, having a first torque drive train, which has an input shaft (3) that can be connected to an internal combustion engine (2) and a first electric machine (4) that is connected to the input shaft (3) in a torque-transmitting manner, and a second torque drive train , which has a second electric machine (5), an output shaft (6) which can be connected or is connected in a torque-transmitting manner to the first torque drive train and/or to the second torque drive train, and a first separating clutch (7) which connects the first torque drive train to the output shaft ( 6) torque-transmittingly connecting or disconnecting, the hybrid transmission (1) having a second disconnect clutch (8) which torque-transmittingly connects or disconnects the second torque drive train to the output shaft (6). The invention also relates to a drive train (25) for a hybrid vehicle, with such a hybrid transmission (1) and an internal combustion engine (2) which is connected to the input shaft (3) of the hybrid transmission (1) in a torque-transmitting manner.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe für ein Hybridfahrzeug, mit einem ersten Drehmomentantriebsstrang, der eine mit einer Verbrennungskraftmaschine verbindbare Eingangswelle und eine mit der Eingangswelle drehmomentübertragend verbindbare oder verbundene erste Elektromaschine/elektrische Maschine/E-Maschine aufweist, einem zweiten Drehmomentantriebsstrang, der eine zur ersten Elektromaschine unterschiedliche zweite Elektromaschine/elektrische Maschine/E-Maschine aufweist, einer Abtriebswelle/Antriebsachse, die mit dem ersten Drehmomentantriebsstrang und/oder mit dem zweiten Drehmomentantriebsstrang drehmomentübertragend verbindbar oder verbunden ist, und mit einer zweiten Trennkupplung, die den zweiten Drehmomentantriebsstrang in einem ersten Schaltzustand mit der Abtriebswelle drehmomentübertragend verbindet und in einem zweiten Schaltzustand von der Abtriebswelle drehmomentübertragend trennt. Ferner weist das Hybridgetriebe eine erste Trennkupplung auf, die den ersten Drehmomentantriebsstrang in einem ersten Schaltzustand mit der Abtriebswelle drehmomentübertragend verbindet und in einem zweiten Schaltzustand von der Abtriebswelle drehmomentübertragend trennt. Zudem betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einem solchen Hybridgetriebe.The invention relates to a hybrid transmission for a hybrid vehicle, with a first torque drive train, which has an input shaft that can be connected to an internal combustion engine and a first electric machine/electrical machine/e-machine that can be connected or is connected to the input shaft in a torque-transmitting manner, a second torque drive train that has one to the first electric machine different second electric machine/electrical machine/e-machine, an output shaft/drive axle, which can be or is connected to the first torque drive train and/or to the second torque drive train in a torque-transmitting manner, and with a second separating clutch, which uses the second torque drive train in a first switching state connects the output shaft in a torque-transmitting manner and separates it from the output shaft in a torque-transmitting manner in a second switching state. Furthermore, the hybrid transmission has a first disconnect clutch which, in a first shift state, connects the first torque drive train to the output shaft in a torque-transmitting manner and, in a second shift state, disconnects it from the output shaft in a torque-transmitting manner. In addition, the invention relates to a drive train with such a hybrid transmission.

Aus dem Stand der Technik sind bereits solche Hybridgetriebe mit zwei Elektromaschinen und einer Verbrennungskraftmaschine bekannt. Zum Beispiel offenbart die DE 10 2018 103 245 A1 eine Antriebseinheit für einen Antriebsstrang eines Hybridkraftfahrzeuges, mit einer Verbrennungskraftmaschine, einer ersten elektrischen Maschine, einer hinsichtlich ihres Rotors koaxial zu einer Drehachse eines Rotors der ersten elektrischen Maschine angeordneten zweiten elektrischen Maschine, einer ersten Übersetzungsstufe angeordnet zwischen einem drehfest mit einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine gekoppelten oder koppelbaren Antriebsbestandteil und einer Triebwelle der ersten elektrischen Maschine und/oder der zweiten elektrischen Maschine, sowie einer Getriebeteileinheit, über die die Triebwelle der jeweiligen elektrischen Maschine mit Radantriebswellen gekoppelt oder koppelbar ist.Such hybrid transmissions with two electric machines and one internal combustion engine are already known from the prior art. For example, the revealed DE 10 2018 103 245 A1 a drive unit for a drive train of a hybrid motor vehicle, with an internal combustion engine, a first electrical machine, a second electrical machine arranged coaxially with respect to its rotor to an axis of rotation of a rotor of the first electrical machine, a first transmission stage arranged between a rotationally fixed coupling to an output shaft of the internal combustion engine or connectable drive component and a drive shaft of the first electrical machine and / or the second electrical machine, and a transmission part unit, via which the drive shaft of the respective electrical machine is coupled or can be coupled to wheel drive shafts.

Auch aus den Patentanmeldungen US 2016/0218584 A1 , DE 11 2015 006 071 T5 und WO 2019/101 264 A1 sind verschiedene Getriebestrukturen eines solchen Hybridgetriebes bekannt.Also from the patent applications US 2016/0218584 A1 , DE 11 2015 006 071 T5 and WO 2019/101 264 A1 Various transmission structures of such a hybrid transmission are known.

Solche Hybridgetriebe werden auch als dedizierte Hybridgetriebe („Dedicated Hybrid Transmissions“ (DHT)) bezeichnet. Bei diesen wird der mechanische Getriebeteil vereinfacht, etwa durch Entfall des Rückwärtsgangs, und stattdessen mindestens eine in das Getriebe integrierte elektrische Maschine genutzt, um den vollen Funktionsumfang darzustellen. Dedizierte Hybridgetriebe können aus bekannten Getriebekonzepten hervorgehen, also aus Doppelkupplungsgetrieben, Wandler-Planetengetrieben, stufenlosen Getrieben (CVT) oder automatisierten Schaltgetrieben. Die elektrische Maschine wird dabei ein Teil des Getriebes, wobei ihre Anbindung auf verschiedenen Getriebewellen erfolgen kann. Neben den parallelen und/oder seriellen Hybridmodi können in Kombination mit einem Planetengetriebe auch ein oder mehrere leistungsverzweigte Betriebszustände erzeugt werden.Such hybrid transmissions are also referred to as dedicated hybrid transmissions (DHT). In these, the mechanical transmission part is simplified, for example by eliminating the reverse gear, and instead at least one electric machine integrated in the transmission is used to provide the full range of functions. Dedicated hybrid transmissions can emerge from known transmission concepts, i.e. from double clutch transmissions, converter planetary transmissions, continuously variable transmissions (CVT) or automated manual transmissions. The electrical machine becomes part of the transmission, and it can be connected to different transmission shafts. In addition to the parallel and/or serial hybrid modes, one or more power-split operating states can also be generated in combination with a planetary gear.

Unter einem seriellen Hybridmodus wird dabei verstanden, dass die Verbrennungskraftmaschine keine mechanische/drehmomentübertragende Verbindung zu der Antriebsachse/Abtriebswelle mehr besitzt. Die Verbrennungskraftmaschine treibt die erste, hauptsächlich als Generator fungierende Elektromaschine ein, die wiederum die hauptsächliche als Fahrmotor/Antriebsmotor fungierende zweite Elektromaschine mit Strom versorgt oder einen Akku auflädt. Die Antriebsachse wird durch die zweite Elektromaschine angetrieben. Unter einem parallelen Hybridmodus wird dabei verstanden, dass die Verbrennungskraftmaschine eine mechanische/drehmomentübertragende Verbindung zu der Antriebsachse/Abtriebswelle besitzt. Die zweite Elektromaschine kann leer mitlaufen, boosten oder rekuperieren.A serial hybrid mode is understood to mean that the internal combustion engine no longer has a mechanical/torque-transmitting connection to the drive axle/output shaft. The internal combustion engine drives the first electric machine, which mainly functions as a generator, which in turn supplies the second electric machine, which mainly functions as a traction motor/drive motor, with electricity or charges a battery. The drive axle is driven by the second electric machine. A parallel hybrid mode is understood to mean that the internal combustion engine has a mechanical/torque-transmitting connection to the drive axle/output shaft. The second electric machine can run idle, boost or recuperate.

Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass bei den bisher bekannten Hybridgetriebekonzepten in dem parallelen Hybridmodus oftmals die zweite Elektromaschine leer mitläuft, wodurch aufgrund von Induktion ein entsprechender Widerstand generiert wird und die zweite Elektromaschine aktiv mitgedreht werden muss. Das heißt, dass ein aktiver Kurzschluss entsteht und durch die erste Elektromaschine Energie dafür erzeugt werden muss. Dies hat zur Folge, dass der Getriebewirkungsgrad sinkt, so dass das Hybridgetriebe in bestimmten Betriebspunkten, insbesondere im parallelen Hybridmodus, weniger effizient ist.However, the prior art always has the disadvantage that in the hybrid transmission concepts known to date, the second electric machine often runs idle in the parallel hybrid mode, which generates a corresponding resistance due to induction and the second electric machine has to be actively rotated. This means that an active short circuit occurs and energy has to be generated for this by the first electric machine. The consequence of this is that the transmission efficiency drops, so that the hybrid transmission is less efficient at certain operating points, particularly in the parallel hybrid mode.

Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere soll ein Hybridgetriebe sowie ein Antriebsstrang mit einem Hybridgetriebe bereitgestellt werden, das ohne Einschränkung der Funktionalität einen hohen Getriebewirkungsgrad hat und effizient ist.It is therefore the object of the invention to avoid or at least alleviate the disadvantages of the prior art. In particular, a hybrid transmission and a drive train with a hybrid transmission are to be provided that have a high degree of transmission efficiency and are efficient without restricting functionality.

Die Aufgabe wird durch ein Hybridgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.The task is solved by a hybrid transmission with the features of patent claim 1 .

Insbesondere wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Hybridgetriebe eine zweite Trennkupplung aufweist, die den zweiten Drehmomentantriebsstrang in einem ersten Schaltzustand mit der Abtriebswelle drehmomentübertragend verbindet und in einem zweiten Schaltzustand von der Abtriebswelle drehmomentübertragend trennt. Dies hat den Vorteil, dass es möglich ist, die zweite Elektromaschine abzukoppeln und nicht mehr mitzuschleppen zu müssen. Insbesondere in dem parallelen Hybridmodus lässt sich so die Effizienz des Hybridgetriebes verbessern. Durch das über die zweite Trennkupplung schaltbare Koppeln der zweiten Elektromaschine/des zweiten Drehmomentantriebsstrangs kann die zweite Elektromaschine, etwa bei Beschleunigungsvorgängen, schnell wiederangekoppelt werden. Somit kann durch die erste Trennkupplung, die sich üblicherweise zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der Antriebsachse/Abtriebswelle oder zwischen der ersten Elektromaschine und der zweiten Elektromaschine befindet, im offenen Zustand das serielle Fahren/der serielle Hybridmodus und im geschlossenen Zustand das parallele Fahren/der parallele Hybridmodus ermöglicht werden, und durch die zweite Trennkupplung, das Abkoppeln der zweiten Elektromaschine (insbesondere in dem parallelen Betrieb) ermöglicht werden. Eine solche optionale Abkopplung der zweiten Elektromaschine bei einem zwischen seriellen und parallel umschaltbaren Hybridgetriebe ist bisher nicht bekannt. Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Rotor der ersten Elektromaschine drehfest auf der Eingangswelle angebracht, wobei dieser Rotor übersetzungsfrei mit der Eingangswelle verbunden ist. Weiter ist ein Rotor der zweiten Elektromaschine drehfest auf einer Rotorwelle angeordnet, die koaxial zur Eingangswelle angeordnet. Die Rotorwelle ist dabei über eine erste Übersetzungsstufe mit einer Zwischenwelle drehmomentübertragend verbunden oder verbindbar. Gleiches gilt für die Eingangswelle oder einen zweiten Eingangswellenabschnitt, welcher über eine zweite Übersetzungsstufe mit der Zwischenwelle drehmomentübertragend verbunden oder verbindbar ist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass alle Zahnräder, sowohl der ersten Übersetzungsstufe als auch der zweiten Übersetzungsstufe axial zwischen der ersten und der zweiten Elektromaschine angeordnet sind. Auf diese Weise lässt sich eine kompakte Anordnung des Hybridgetriebes finden.In particular, this object is achieved in a generic device according to the invention that the hybrid transmission has a second Disconnect clutch, which connects the second torque drive train in a first switching state to the output shaft in a torque-transmitting manner and in a second switching state separates it from the output shaft in a torque-transmitting manner. This has the advantage that it is possible to decouple the second electric machine and no longer have to carry it with you. The efficiency of the hybrid transmission can be improved in this way, particularly in the parallel hybrid mode. Due to the fact that the second electric machine/the second torque drive train can be coupled via the second separating clutch, the second electric machine can be quickly recoupled, for example during acceleration processes. Thus, the first separating clutch, which is usually located between the internal combustion engine and the drive axle/output shaft or between the first electric machine and the second electric machine, enables serial driving/serial hybrid mode in the open state and parallel driving/parallel hybrid mode in the closed state are made possible, and the decoupling of the second electric machine (in particular in the parallel operation) are made possible by the second separating clutch. Such an optional decoupling of the second electric machine in a hybrid transmission that can be switched between serial and parallel is not previously known. Furthermore, it is provided according to the invention that a rotor of the first electric machine is attached to the input shaft in a rotationally fixed manner, with this rotor being connected to the input shaft in a non-geared manner. Furthermore, a rotor of the second electric machine is arranged in a rotationally fixed manner on a rotor shaft which is arranged coaxially to the input shaft. The rotor shaft is connected or can be connected via a first gear ratio to an intermediate shaft in a torque-transmitting manner. The same applies to the input shaft or a second input shaft section, which is or can be connected in a torque-transmitting manner to the intermediate shaft via a second transmission stage. According to the invention it is provided that all gears, both the first gear stage and the second gear stage are arranged axially between the first and the second electric machine. In this way, a compact arrangement of the hybrid transmission can be found.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the dependent claims and are explained in more detail below.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die erste Trennkupplung und die zweite Trennkupplung eine wechselseitig wirkende Kupplungseinheit bilden und/oder einen gemeinsamen Betätigungsaktor zum wechselseitigen Betätigen aufweisen, so dass eine der beiden Trennkupplungen in ihrem ersten Schaltzustand ist und die andere der beiden Trennkupplungen in ihrem zweiten Schaltzustand ist. Mit anderen Worten können die erste Trennkupplung und die zweite Trennkupplung eine in wechselnde Richtungen wirkende Kupplung/Kupplungseinheit, beispielsweise eine Klauenkupplungseinheit, bilden, bei der durch das wechselseitige Schließen/Öffnen der Kupplungseinheit zugleich ein Umschalten von seriellem und parallelen Hybridmodus sowie eine Ankopplung/Abkopplung der zweiten Elektromaschine erfolgt. Alternativ können die erste Trennkupplung und die zweite Trennkupplung als zwei separate Kupplungen ausgebildet sein, vorzugsweise als Klauenkupplungen, die über ein gemeinsames Betätigungselement/einen gemeinsamen Betätigungsaktor, wie eine Schaltgabel, wechselseitig geschlossen werden können. So wird sichergestellt, dass immer eine der beiden Trennkupplungen geöffnet ist und die jeweils andere der beiden Trennkupplungen geschlossen ist. Dabei wird die Klauenkupplungseinheit bzw. die beiden Klauenkupplung nach Synchronisieren der Differenzdrehzahlen über die Elektromaschinen mit nur geringer Drehzahldifferenz betätigt.According to a preferred embodiment, the first separating clutch and the second separating clutch can form a mutually acting clutch unit and/or have a common actuating actuator for mutual actuation, so that one of the two separating clutches is in its first switching state and the other of the two separating clutches is in its second switching state . In other words, the first separating clutch and the second separating clutch can form a clutch/clutch unit that acts in alternating directions, for example a claw clutch unit, in which the alternating closing/opening of the clutch unit enables switching between serial and parallel hybrid modes as well as coupling/decoupling of the second electric machine takes place. Alternatively, the first separating clutch and the second separating clutch can be designed as two separate clutches, preferably as claw clutches, which can be closed alternately via a common actuating element/a common actuating actuator, such as a shift fork. This ensures that one of the two separating clutches is always open and the other of the two separating clutches is closed. The claw clutch unit or the two claw clutches are actuated after the differential speeds have been synchronized via the electric machines with only a small speed difference.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Trennkupplung auf der Eingangswelle und die zweite Trennkupplung auf der Zwischenwelle angeordnet ist.It is preferably provided that the first separating clutch is arranged on the input shaft and the second separating clutch is arranged on the intermediate shaft.

Alternativ kann das Hybridgetriebe eine Zwischenwelle aufweisen, auf der die erste Trennkupplung und die zweite Trennkupplung angeordnet sind. Mit anderen Worten kann die Kupplungseinheit auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sein. So lässt sich die Kupplungseinheit kompakt ausbilden und einfach betätigen.Alternatively, the hybrid transmission can have an intermediate shaft on which the first separating clutch and the second separating clutch are arranged. In other words, the clutch unit can be arranged on a common shaft. The clutch unit can thus be designed to be compact and easy to actuate.

Gemäß der alternativen bevorzugten Ausführungsform kann das Hybridgetriebe eine Zwischenwelle aufweisen, auf der die zweite Trennkupplung angeordnet ist, wobei die die erste Trennkupplung auf der Eingangswelle angeordnet ist. Das heißt also, dass die beiden Trennkupplungen auf unterschiedlichen, beispielsweise achsversetzten Wellen angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass auf einfache Weise unterschiedliche Übersetzungen realisiert werden können. Zudem kann das Hybridgetriebe durch die Anordnung auf den beiden Wellen axial kürzer und mit weniger Zahnrädern ausgebildet werden.According to the alternative preferred embodiment, the hybrid transmission can have an intermediate shaft on which the second separating clutch is arranged, with the first separating clutch being arranged on the input shaft. This means that the two separating clutches are arranged on different shafts, for example shafts that are off-axis. This has the advantage that different translations can be realized in a simple manner. In addition, the hybrid transmission can be designed axially shorter and with fewer gears due to the arrangement on the two shafts.

Weiter ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Zwischenwelle über eine dritte Übersetzungsstufe mit der Abtriebswelle verbunden ist. Hierüber kann die Anzahl der notwendigen Übersetzungsstufen begrenzt werden. Dies hat den Vorteil, dass das Drehmoment des ersten Drehmomentantriebsstrangs bzw. des zweiten Drehmomentantriebsstrangs jeweils über insgesamt zwei Übersetzungsstufen zu der Abtriebswelle hin übersetzt wird.Furthermore, according to a preferred embodiment, it is provided that the intermediate shaft is connected to the output shaft via a third transmission stage. This can be used to limit the number of translation stages required. This has the advantage that the torque of the first torque drive train and the second torque drive train each have a total of two Translation stages to the output shaft is translated out.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Rotor der zweiten Elektromaschine drehfest auf einer Rotorwelle angebracht sein. Die Rotorwelle ist koaxial zu der Eingangswelle angeordnet sein. Alternativ und nicht beansprucht kann die Rotorwelle auch achsparallel zu der Eingangswelle angeordnet sein. Die Rotorwelle kann vorzugsweise eine erste Übersetzungsstufe mit der Zwischenwelle drehmomentübertragend verbunden sein. So kann eine geeignete Übersetzung eingestellt werden.According to a preferred embodiment, a rotor of the second electric machine can be mounted on a rotor shaft in a rotationally fixed manner. The rotor shaft is arranged coaxially with the input shaft. Alternatively and not claimed, the rotor shaft can also be arranged axially parallel to the input shaft. The rotor shaft can preferably be connected to the intermediate shaft in a torque-transmitting manner for a first gear ratio. In this way, a suitable translation can be set.

Erfindungsgemäß ist ein Rotor der ersten Elektromaschine drehfest auf der Eingangswelle angebracht. Die Eingangswelle kann vorzugsweise über eine zweite Übersetzungsstufe mit der Zwischenwelle drehmomentübertragend verbunden sein. So kann eine geeignete Übersetzung eingestellt werden.According to the invention, a rotor of the first electric machine is attached to the input shaft in a rotationally fixed manner. The input shaft can preferably be connected in a torque-transmitting manner to the intermediate shaft via a second gear ratio. In this way, a suitable translation can be set.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die erste Übersetzungsstufe ein kleineres Übersetzungsverhältnis als die zweite Übersetzungsstufe aufweisen. Das heißt, dass die Antriebsleistung über den zweiten Drehmomentantriebsstrang (mit der zweiten Elektromaschine) im Vergleich zu dem ersten Drehmomentantriebsstrang (mit der Verbrennungskraftmaschine) zu der Abtriebswelle mit höheren Drehzahlen übersetzt wird.According to an advantageous development, the first transmission stage can have a smaller transmission ratio than the second transmission stage. That is, drive power is translated to the output shaft at higher speeds via the second torque drive train (with the second electric machine) compared to the first torque drive train (with the internal combustion engine).

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass auf der Rotorwelle der zweiten Elektromaschine genau ein Zahnrad der ersten Übersetzungsstufe und auf der Eingangswelle, bzw. einem zweiten Eingangswellenabschnitt davon, genau ein Zahnrad der zweiten Übersetzungsstufe vorgesehen ist.In an advantageous development, it is provided that exactly one gear wheel of the first transmission stage is provided on the rotor shaft of the second electric machine and exactly one gear wheel of the second transmission stage is provided on the input shaft or a second input shaft section thereof.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass auf der Zwischenwelle genau zwei Zahnräder der ersten und zweiten Übersetzungsstufen vorgesehen sind. Bevorzugt handelt es sich dabei um ein Losrad und ein Festrad. So ist ein platzsparender und einfacher Aufbau möglich.In a further advantageous development, it can be provided that exactly two gear wheels of the first and second transmission stages are provided on the intermediate shaft. It is preferably a loose wheel and a fixed wheel. This enables a space-saving and simple construction.

Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass das Zahnrad der zweiten Übersetzungsstufe, welches sich auf der Zwischenwelle befindet, gleichzeitig ein Zahnrad der dritten Übersetzungsstufe ist und so die Verbindung der Zwischenwelle mit der Abtriebswelle darstellt. Bevorzugt handelt es sich hierbei um ein Festrad, so dass einzig die Verbindung des Losrads auf der Eingangswelle mit dieser notwendig ist, um eine Rekuperation zu ermöglichen.A preferred further development provides that the gear wheel of the second transmission stage, which is located on the intermediate shaft, is at the same time a gear wheel of the third transmission stage and thus represents the connection between the intermediate shaft and the output shaft. This is preferably a fixed wheel, so that only the connection of the loose wheel on the input shaft with this is necessary in order to enable recuperation.

Weiter kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass genau ein Zahnrad auf der Zwischenwelle und genau ein Zahnrad auf der Eingangswelle als Losräder ausgebildet sind. Die erste und zweite Kupplung ist dann jeweils diesen Losrädern zum Synchronisieren mit der Eingangswelle oder Zwischenwelle zugeordnet. Bei dem einzigen Zahnrad auf der Rotorwelle der zweiten Elektromaschine handelt es sich entsprechend um ein Festrad.Furthermore, as an alternative or in addition, it can be provided that exactly one gear wheel on the intermediate shaft and exactly one gear wheel on the input shaft are designed as loose wheels. The first and second clutch is then assigned to each of these loose wheels for synchronizing with the input shaft or intermediate shaft. Accordingly, the only gear wheel on the rotor shaft of the second electric machine is a fixed wheel.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die erste Elektromaschine von der Verbrennungskraftmaschine im Wesentlichen als Generator betrieben werden und die zweite Elektromaschine kann im Wesentlichen als ein Antriebsmotor fungieren. Vorzugsweise dient die erste Elektromaschine als Generator zum Versorgen der zweiten Elektromaschine mit Strom. Das heißt, dass die erste Elektromaschine vorzugsweise mit der zweiten Elektromaschine elektrisch verbunden ist. Auch kann die erste Elektromaschine als ein Generator zum Aufladen eines Akkus dienen. Zusätzlich kann die erste Elektromaschine als ein Antriebsmotor/Fahrmotor, insbesondere zum Boosten im seriellen Hybridmodus dienen.According to a preferred embodiment, the first electric machine can be operated by the internal combustion engine essentially as a generator and the second electric machine can essentially function as a drive motor. The first electric machine preferably serves as a generator for supplying the second electric machine with electricity. This means that the first electric machine is preferably electrically connected to the second electric machine. The first electric machine can also serve as a generator for charging a battery. In addition, the first electric machine can serve as a drive motor/traction motor, in particular for boosting in the series hybrid mode.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Hybridgetriebe einen Torsionsschwingungsdämpfer aufweisen, der auf der Eingangswelle angeordnet ist. Das heißt, dass die Eingangswelle zwei relativ zueinander drehbare Eingangswellenabschnitte aufweist, die über den Torsionsschwingungsdämpfer miteinander verbunden sind. Dabei ist einer der Eingangswellenabschnitte mit der Verbrennungskraftmaschine verbindbar und der andere der Eingangswellenabschnitte mit der ersten Elektromaschine verbindbar oder verbunden.According to a preferred embodiment, the hybrid transmission can have a torsional vibration damper, which is arranged on the input shaft. This means that the input shaft has two input shaft sections that can rotate relative to one another and are connected to one another via the torsional vibration damper. One of the input shaft sections can be connected to the internal combustion engine and the other of the input shaft sections can be connected or is connected to the first electric machine.

Insbesondere kann der Torsionsschwingungsdämpfer dabei in den Rotor der ersten Elektromaschine integriert sein. Dies hat den Vorteil, dass das Hybridgetriebe besonders kompakt ausgestaltet werden kann.In particular, the torsional vibration damper can be integrated into the rotor of the first electric machine. This has the advantage that the hybrid transmission can be made particularly compact.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Hybridgetriebe eine Rutschkupplung aufweisen, die auf der Eingangswelle angeordnet ist. So kann der Antriebsstrang durch die Rutschkupplung als Überlastschutz gegen Impactmomente geschützt werden.According to a preferred embodiment, the hybrid transmission can have a slipping clutch, which is arranged on the input shaft. The drive train can be protected against impact moments by the slipping clutch as overload protection.

Gemäß einer Ausführungsform können die erste Elektromaschine und die zweite Elektromaschine koaxial angeordnet sein. Durch die koaxiale Anordnung lässt sich der Bauraumbedarf des Hybridgetriebes weiter optimieren. Vorzugsweise können die erste Trennkupplung, die zweite Trennkupplung, die Rutschkupplung, die erste Übersetzungsstufe und/oder die zweite Übersetzungsstufe axial zwischen der ersten und der zweiten Elektromaschine angeordnet sein. Alternativ können die erste Elektromaschine und die zweite Elektromaschine axial benachbart angeordnet sein. Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die erste Elektromaschine und die zweite Elektromaschine achsparallel angeordnet sein. Je nach Bauraumanforderung kann eine achsparallele Anordnung vorteilhaft sein.According to one embodiment, the first electric machine and the second electric machine can be arranged coaxially. The space requirements of the hybrid transmission can be further optimized thanks to the coaxial arrangement. The first separating clutch, the second separating clutch, the slipping clutch, the first transmission stage and/or the second transmission stage can preferably be arranged axially between the first and the second electric machine. Alternatively, the first electric machine and the second electric machine can be axial be arranged adjacent. According to an alternative embodiment, the first electric machine and the second electric machine can be arranged with parallel axes. Depending on the space requirements, an axis-parallel arrangement can be advantageous.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Hybridgetriebe ein Differenzial aufweisen, das im Drehmomentfluss zwischen dem ersten Drehmomentantriebsstrang und den zweiten Drehmomentantriebsstrang einerseits und der Abtriebswelle andererseits angeordnet ist. Dadurch kann das Drehmoment der Drehmomentantriebsstränge auf die Abtriebswelle bzw. auf zwei Abtriebswellen übertragen.According to a preferred embodiment, the hybrid transmission can have a differential which is arranged in the torque flow between the first torque drive train and the second torque drive train on the one hand and the output shaft on the other hand. As a result, the torque of the torque drive trains can be transmitted to the output shaft or to two output shafts.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch einen Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug gelöst. Der Antriebsstrang weist ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe und eine Verbrennungskraftmaschine auf, die mit der Eingangswelle des Hybridgetriebes drehmomentübertragend verbunden ist. Vorzugsweise kann die erste Elektromaschine axial zwischen der zweiten Elektromaschine und der Verbrennungskraftmaschine angeordnet sein.The object of the invention is also achieved by a drive train for a hybrid vehicle. The drive train has a hybrid transmission according to the invention and an internal combustion engine, which is connected to the input shaft of the hybrid transmission in a torque-transmitting manner. The first electric machine can preferably be arranged axially between the second electric machine and the internal combustion engine.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung ein 2-E-Maschinen-Hybridgetriebe, welches serielles Fahren bzw. serielles/paralleles Fahren (d.h. eine Umschaltung zwischen seriell und parallel) ermöglicht und zusätzliche die Abkopplung der zweiten Elektromaschine (d.h. der Fahrmaschine) ermöglicht. Gleichzeitig kann das Getriebekonzept leicht von der umschaltbaren Ausbildung zwischen seriell/parallel auf ein rein serielles Getriebekonzept umkonstruiert werden, bei dem die Elektromaschinen, die Leistungselektronik und/oder die Kühl-/Schmierkomponenten beibehalten werden können.In other words, the invention relates to a 2-electric machine hybrid transmission that enables serial driving or serial/parallel driving (i.e. switching between serial and parallel) and also enables the second electric machine (i.e. the driving machine) to be decoupled. At the same time, the transmission concept can easily be redesigned from the switchable design between serial/parallel to a purely serial transmission concept, in which the electric machines, the power electronics and/or the cooling/lubrication components can be retained.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes und eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs mit einem solchen Hybridgetriebe in einer ersten Ausführungsform,
  • 1A eine schematische Darstellung des Hybridgetriebes und dessen Antriebsleistungsfluss in einem ersten Schaltzustand,
  • 1B eine schematische Darstellung des Hybridgetriebes und dessen Antriebsleistungsfluss in einem zweiten Schaltzustand,
  • 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes und des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs mit einem solchen Hybridgetriebe in einer zweiten Ausführungsform,
  • 2A eine schematische Darstellung des Hybridgetriebes und dessen Antriebsleistungsfluss in einem ersten Schaltzustand,
  • 2B eine schematische Darstellung des Hybridgetriebes und dessen Antriebsleistungsfluss in einem zweiten Schaltzustand,
  • 3 eine schematische Darstellung des Hybridgetriebe, das zu einem seriellen Hybridgetriebe umgerüstet ist, und
  • 3A eine schematische Darstellung des Hybridgetriebes und dessen Antriebsleistungsfluss.
The invention is explained below with the aid of drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of a hybrid transmission according to the invention and a drive train according to the invention with such a hybrid transmission in a first embodiment,
  • 1A a schematic representation of the hybrid transmission and its drive power flow in a first switching state,
  • 1B a schematic representation of the hybrid transmission and its drive power flow in a second switching state,
  • 2 a schematic representation of the hybrid transmission according to the invention and the drive train according to the invention with such a hybrid transmission in a second embodiment,
  • 2A a schematic representation of the hybrid transmission and its drive power flow in a first switching state,
  • 2 B a schematic representation of the hybrid transmission and its drive power flow in a second switching state,
  • 3 a schematic representation of the hybrid transmission converted to a series hybrid transmission, and
  • 3A a schematic representation of the hybrid transmission and its drive power flow.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden.The figures are only of a schematic nature and serve exclusively for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numbers. The features of the individual embodiments can be combined with one another as desired.

1 und 2 zeigen zwei Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 1 für ein Hybridfahrzeug. Das Hybridgetriebe 1 weist einen ersten Drehmomentantriebsstrang, der eine mit einer Verbrennungskraftmaschine 2 verbindbare Eingangswelle 3 und eine mit der Eingangswelle 3 drehmomentübertragend verbindbare oder verbundene erste Elektromaschine 4 aufweist. Das Hybridgetriebe 1 weist einen zweiten Drehmomentantriebsstrang auf, der eine zur ersten Elektromaschine 4 unterschiedliche zweite Elektromaschine 5 aufweist. Das Hybridgetriebe 1 weist eine Abtriebswelle 6 auf, die mit dem ersten Drehmomentantriebsstrang und/oder mit dem zweiten Drehmomentantriebsstrang drehmomentübertragend verbindbar oder verbunden ist. 1 and 2 show two embodiments of a hybrid transmission 1 according to the invention for a hybrid vehicle. The hybrid transmission 1 has a first torque drive train, which has an input shaft 3 that can be connected to an internal combustion engine 2 and a first electric machine 4 that can be connected or is connected to the input shaft 3 in a torque-transmitting manner. The hybrid transmission 1 has a second torque drive train, which has a second electric machine 5 that is different from the first electric machine 4 . The hybrid transmission 1 has an output shaft 6 which can be or is connected in a torque-transmitting manner to the first torque drive train and/or to the second torque drive train.

Das Hybridgetriebe 1 weist eine erste Trennkupplung 7 auf. Die erste Trennkupplung 7 verbindet den ersten Drehmomentantriebsstrang in einem ersten Schaltzustand/in einem geschlossenen Zustand drehmomentübertragend/mechanisch mit der Abtriebswelle 6 und trennt den ersten Drehmomentantriebsstrang in einem zweiten Schaltzustand/in einem geöffneten Zustand drehmomentübertragend/mechanisch von der Abtriebswelle 6. Die erste Trennkupplung 7 kann im Drehmomentfluss zwischen der Verbrennungskraftmaschine 2 und der Abtriebswelle 6 oder zwischen der ersten Elektromaschine 4 und der zweiten Elektromaschine 5 angeordnet sein. Somit kann je nach Schaltstellung der ersten Trennkupplung 7 zwischen einem seriellen Hybridmodus, in dem die Verbrennungskraftmaschine 2 mechanisch abgekoppelt ist, und einem parallelen Hybridmodus umgeschaltet werden. In der dargestellten Ausführungsform ist die erste Trennkupplung 7 zwischen der Verbrennungskraftmaschine 2 und der Abtriebswelle 6 angeordnet.The hybrid transmission 1 has a first separating clutch 7 . The first disconnect clutch 7 torque-transmittingly/mechanically connects the first torque drive train to the output shaft 6 in a first shift state/closed state and torque-transmittingly/mechanically disconnects the first torque drive train from the output shaft 6 in a second shift state/open state. The first disconnect clutch 7 can be arranged in the torque flow between the internal combustion engine 2 and the output shaft 6 or between the first electric machine 4 and the second electric machine 5 . Depending on the shift position of the first separating clutch 7, it is thus possible to switch between a serial hybrid mode, in which the internal combustion engine 2 is mechanically decoupled, and a parallel hybrid mode. In the embodiment shown, the first separating clutch 7 is arranged between the internal combustion engine 2 and the output shaft 6 .

Das Hybridgetriebe 1 weist eine zweite Trennkupplung 8 auf. Die zweite Trennkupplung 8 verbindet den zweiten Drehmomentantriebsstrang in einem ersten Schaltzustand/in einem geschlossenen Zustand drehmomentübertragend/mechanisch mit der Abtriebswelle 6 und trennt den zweiten Drehmomentantriebsstrang in einem zweiten Schaltzustand/in einem geöffneten Zustand drehmomentübertragend/mechanisch von der Abtriebswelle 6. Somit kann die zweite Elektromaschine 5 durch die zweite Trennkupplung 8, insbesondere in dem parallelen Hybridmodus, d.h. bei geöffneter erster Trennkupplung 7, abgekoppelt werden. Durch das über die zweite Trennkupplung 8 schaltbare Koppeln der zweiten Elektromaschine 5/des zweiten Drehmomentantriebsstrangs kann die zweite Elektromaschine 5, etwa bei Beschleunigungsvorgängen, schnell wiederangekoppelt werden.The hybrid transmission 1 has a second separating clutch 8 . The second disconnect clutch 8 torque-transmittingly/mechanically connects the second torque drive train to the output shaft 6 in a first shift state/in a closed state and torque-transmittingly/mechanically disconnects the second torque drive train from the output shaft 6 in a second shift state/open state Electric machine 5 are decoupled by the second separating clutch 8, in particular in the parallel hybrid mode, ie when the first separating clutch 7 is disengaged. Due to the fact that the second electric machine 5/the second torque drive train can be coupled via the second separating clutch 8, the second electric machine 5 can be quickly recoupled, for example during acceleration processes.

Vorzugsweise können die erste Trennkupplung 7 und die zweite Trennkupplung 8 eine wechselseitig wirkende Kupplungseinheit 9 bilden (vgl. 1). Das heißt, dass die erste Trennkupplung 7 und die zweite Trennkupplung 8 eine in wechselnde Richtungen wirkende Kupplung/Kupplungseinheit 9, beispielsweise eine Klauenkupplungseinheit, bilden, bei der durch das wechselseitige Schließen/Öffnen der Kupplungseinheit 9 zugleich ein Umschalten von seriellem und parallelen Hybridmodus sowie eine Ankopplung/Abkopplung der zweiten Elektromaschine 5 erfolgt. Alternativ können die erste Trennkupplung 7 und die zweite Trennkupplung 8 einen (nicht dargestellten) gemeinsamen Betätigungsaktor zum wechselseitigen Betätigen aufweisen (vgl. 2). Das heißt, dass die erste Trennkupplung 7 und die zweite Trennkupplung 8 als zwei separate Kupplungen (beispielsweise auf zwei unterschiedlichen Wellen) ausgebildet sind, vorzugsweise als Klauenkupplungen, die über ein gemeinsames Betätigungselement/einen gemeinsamen Betätigungsaktor, wie eine Schaltgabel, wechselseitig geschlossen werden können. Somit ist immer eine der beide Trennkupplungen 7, 8 geöffnet und die jeweils andere der beiden Trennkupplungen 7, 8 geschlossen.The first separating clutch 7 and the second separating clutch 8 can preferably form a mutually acting clutch unit 9 (cf. 1 ). This means that the first separating clutch 7 and the second separating clutch 8 form a clutch/clutch unit 9 that acts in alternating directions, for example a claw clutch unit, in which the alternating closing/opening of the clutch unit 9 enables switching between serial and parallel hybrid modes as well as a Coupling / decoupling of the second electric machine 5 takes place. Alternatively, the first separating clutch 7 and the second separating clutch 8 can have a common actuating actuator (not shown) for mutual actuation (cf. 2 ). This means that the first separating clutch 7 and the second separating clutch 8 are designed as two separate clutches (e.g. on two different shafts), preferably as claw clutches, which can be closed alternately via a common actuating element/a common actuating actuator, such as a shift fork. Thus, one of the two separating clutches 7, 8 is always open and the other of the two separating clutches 7, 8 is closed.

Zudem kann das Hybridgetriebe 1 eine Zwischenwelle 10 aufweisen. In der ersten Ausführungsform sind die erste Trennkupplung 7 und die zweite Trennkupplung 8 auf der Zwischenwelle 10 (d.h. einer gemeinsamen Welle) angeordnet (vgl. 1). Insbesondere ist somit die wechselseitig wirkende Kupplungseinheit 9 auf der Zwischenwelle 10 angeordnet. Alternativ kann (nur) die zweite Trennkupplung 8 auf der Zwischenwelle 10 angeordnet sein und die erste Trennkupplung 7 auf der Eingangswelle 3 angeordnet sein (vgl. 2). Das heißt also, dass die beiden Trennkupplungen 7, 8 auf unterschiedlichen, hier auf achsversetzten Wellen angeordnet sein können und vorzugsweise über den gemeinsames (nicht dargestellten) Betätigungsaktor wechselseitig betätigt werden.In addition, the hybrid transmission 1 can have an intermediate shaft 10 . In the first embodiment, the first separating clutch 7 and the second separating clutch 8 are arranged on the intermediate shaft 10 (ie a common shaft) (cf. 1 ). In particular, the mutually acting clutch unit 9 is thus arranged on the intermediate shaft 10 . Alternatively, (only) the second separating clutch 8 can be arranged on the intermediate shaft 10 and the first separating clutch 7 can be arranged on the input shaft 3 (cf. 2 ). This means that the two separating clutches 7, 8 can be arranged on different shafts, here on off-axis shafts, and are preferably actuated alternately via the common actuating actuator (not shown).

Die zweite Elektromaschine 5 weist einen Stator 11 und einen drehbar innerhalb des Stators 11 gelagerten Rotor 12 auf. Ferner kann der Rotor 12 der zweiten Elektromaschine 5 drehfest auf einer Rotorwelle 13 angebracht sein. Die Rotorwelle 13 kann insbesondere koaxial zu der Eingangswelle 3 angeordnet sein (vgl. 1 und 2). Alternativ kann die Rotorwelle 13 auch achsparallel zu der Eingangswelle 3 angeordnet sein, auch wenn dies nicht dargestellt ist. Die Rotorwelle 13 kann vorzugsweise eine erste Übersetzungsstufe 14 mit der Zwischenwelle 10 drehmomentübertragend verbunden sein. Die erste Elektromaschine 4 weist einen Stator 15 und einen drehbar innerhalb des Stators 15 gelagerten Rotor 16 auf. Ferner kann der Rotor 16 der ersten Elektromaschine 4 drehfest auf der Eingangswelle 3 angebracht sein. Die Eingangswelle 3 kann vorzugsweise über eine zweite Übersetzungsstufe 17 mit der Zwischenwelle 10 drehmomentübertragend verbunden sein. Zudem kann die Zwischenwelle 10 über eine dritte Übersetzungsstufe 18 mit der Abtriebswelle 6 verbunden sein.The second electric machine 5 has a stator 11 and a rotor 12 rotatably mounted within the stator 11 . Furthermore, the rotor 12 of the second electric machine 5 can be mounted on a rotor shaft 13 in a rotationally fixed manner. The rotor shaft 13 can in particular be arranged coaxially to the input shaft 3 (cf. 1 and 2 ). Alternatively, the rotor shaft 13 can also be arranged axially parallel to the input shaft 3, even if this is not shown. The rotor shaft 13 can preferably be connected to the intermediate shaft 10 in a first transmission stage 14 in a torque-transmitting manner. The first electric machine 4 has a stator 15 and a rotor 16 rotatably mounted within the stator 15 . Furthermore, the rotor 16 of the first electric machine 4 can be mounted on the input shaft 3 in a rotationally fixed manner. The input shaft 3 can preferably be connected in a torque-transmitting manner to the intermediate shaft 10 via a second transmission step 17 . In addition, the intermediate shaft 10 can be connected to the output shaft 6 via a third transmission stage 18 .

In einer bevorzugten Weiterbildung kann die erste Übersetzungsstufe 14 ein kleineres Übersetzungsverhältnis als die zweite Übersetzungsstufe 17 aufweisen. Das heißt, dass die Antriebsleistung über den zweiten Drehmomentantriebsstrang (mit der zweiten Elektromaschine 5) im Vergleich zu dem ersten Drehmomentantriebsstrang (mit der Verbrennungskraftmaschine 3 bzw. der ersten Elektromaschine 4) zu der Abtriebswelle 6 mit höheren Drehzahlen übersetzt wird.In a preferred development, the first transmission stage 14 can have a smaller transmission ratio than the second transmission stage 17 . This means that the drive power via the second torque drive train (with the second electric machine 5) is translated to the output shaft 6 at higher speeds compared to the first torque drive train (with the internal combustion engine 3 or the first electric machine 4).

Insbesondere kann die erste Elektromaschine 4 im Wesentlichen als ein Generator fungieren. Die zweite Elektromaschine 5 kann im Wesentlichen als ein Antriebsmotor fungieren. Vorzugsweise dient die erste Elektromaschine 4 als Generator zum Versorgen der zweiten Elektromaschine 5 mit Strom. Das heißt, dass die erste Elektromaschine 4 vorzugsweise mit der zweiten Elektromaschine 5 elektrisch verbunden ist. Auch kann die erste Elektromaschine 4 als ein Generator zum Aufladen eines Akkus/einer Batterie (für die zweite Elektromaschine 5) dienen. Zusätzlich kann die erste Elektromaschine 4 als ein Antriebsmotor/Fahrmotor dienen.In particular, the first electric machine 4 can function essentially as a generator. The second electric machine 5 can function essentially as a drive motor. The first electric machine 4 preferably serves as a generator for supplying the second electric machine 5 with electricity. This means that the first electric machine 4 is preferably electrically connected to the second electric machine 5 . Also, the first electric machine 4 can serve as a generator for charging an accumulator/battery (for the second electric machine 5). In addition, the first electric machine 4 can serve as a drive motor/traction motor.

Darüber hinaus kann das Hybridgetriebe 1 einen Torsionsschwingungsdämpfer 19 aufweisen, der auf der Eingangswelle 3 angeordnet ist. Das heißt, dass die Eingangswelle 3 zwei relativ zueinander drehbare Eingangswellenabschnitte 20, 21 aufweist, die über den Torsionsschwingungsdämpfer 19 miteinander verbunden sind. Dabei ist ein erster Eingangswellenabschnitt 20 mit der Verbrennungskraftmaschine 2 verbindbar und ein zweiter Eingangswellenabschnitt 21 mit der ersten Elektromaschine 4 verbindbar oder verbunden. Insbesondere kann der Torsionsschwingungsdämpfer 19 in den Rotor 16 der ersten Elektromaschine 4 integriert sein. Insbesondere ist die erste Elektromaschine 4 drehfest über den Torsionsschwingungsdämpfer 19 mit einem Schwungrad 22 der Verbrennungskraftmaschine 2 verbunden.In addition, the hybrid transmission 1 can have a torsional vibration damper 19 which is arranged on the input shaft 3 . This means that the input shaft 3 has two input shaft sections 20 , 21 which can be rotated relative to one another and which are connected to one another via the torsional vibration damper 19 . A first input shaft section 20 can be connected to the internal combustion engine 2 and a second one input shaft section 21 can be connected or is connected to the first electric machine 4 . In particular, the torsional vibration damper 19 can be integrated into the rotor 16 of the first electric machine 4 . In particular, the first electric machine 4 is connected in a torque-proof manner via the torsional vibration damper 19 to a flywheel 22 of the internal combustion engine 2 .

Zudem kann das Hybridgetriebe 1 eine Rutschkupplung 23 aufweisen (vgl. 1), die auf der Eingangswelle 3, bzw. auf dem zweiten Eingangswellenabschnitt 21, angeordnet ist.In addition, the hybrid transmission 1 can have a slipping clutch 23 (cf. 1 ), which is arranged on the input shaft 3, or on the second input shaft section 21.

Ferner können die erste Elektromaschine 4 und die zweite Elektromaschine 5 koaxial angeordnet sein. Alternativ können die erste Elektromaschine 4 und die zweite Elektromaschine 5 achsparallel angeordnet sein, auch wenn dies nicht dargestellt ist.Furthermore, the first electric machine 4 and the second electric machine 5 can be arranged coaxially. Alternatively, the first electric machine 4 and the second electric machine 5 can be arranged axially parallel, even if this is not shown.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Hybridgetriebe 1 ein Differenzial 24 aufweisen, das im Drehmomentfluss zwischen dem ersten Drehmomentantriebsstrang und den zweiten Drehmomentantriebsstrang einerseits und der Abtriebswelle 6 andererseits angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform überträgt das Differenzial das Drehmoment von der Zwischenwelle 10 an die Abtriebswelle 6 bzw. die beiden Abtriebswellen 6.In a preferred embodiment, the hybrid transmission 1 can have a differential 24 which is arranged in the torque flow between the first torque drive train and the second torque drive train on the one hand and the output shaft 6 on the other hand. In the embodiment shown, the differential transmits the torque from the intermediate shaft 10 to the output shaft 6 or the two output shafts 6.

Zudem betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang 25 für ein Hybridfahrzeug, der das Hybridgetriebe 1 und die mit der Eingangswelle 3 des Hybridgetriebes 1 drehmomentübertragend verbindbare oder verbundene Verbrennungskraftmaschine 2 aufweist.In addition, the invention relates to a drive train 25 for a hybrid vehicle, which has the hybrid transmission 1 and the internal combustion engine 2 that can be or is connected to the input shaft 3 of the hybrid transmission 1 in a torque-transmitting manner.

1A und 1B zeigen einen Antriebsleistungsfluss 26 in einem ersten bzw. zweiten Schaltzustand der Kupplungseinheit 9 für das Hybridgetriebe 1 in der ersten Ausführungsform. In 1A ist die zweite Trennkupplung 8 auf der Zwischenwelle 10 geschlossen (und die erste Trennkupplung 7 geöffnet). Ein serieller Hybridmodus wird ermöglicht. Die erste Elektromaschine 4 dient als Generator. Von der Verbrennungskraftmaschine 2 wird Drehmoment für den Generatorbetrieb der ersten Elektromaschine 4 bereitgestellt. In 1 B ist die erste Trennkupplung 7 geschlossen (und die zweite Trennkupplung 8 geöffnet). Ein paralleler Hybridmodus wird ermöglicht. Die zweite Elektromaschine 5 bleibt stehen/ist von der Abtriebswelle 6 abgekoppelt. Die erste Elektromaschine kann als Generator sowie als Antriebsmotor beim Boosten dienen. Für ein schnelles Umschalten von dem parallelen auf den seriellen Hybridmodus dreht die zweite Elektromaschine 5 lastfrei auf eine Synchrondrehzahl der Zwischenwelle 10, und die erste Trennkupplung 7 wird geöffnet und die zweite Trennkupplung 8 geschlossen. 1A and 1B show a drive power flow 26 in a first or second switching state of the clutch unit 9 for the hybrid transmission 1 in the first embodiment. In 1A the second separating clutch 8 on the intermediate shaft 10 is closed (and the first separating clutch 7 is open). A hybrid serial mode is enabled. The first electric machine 4 serves as a generator. Torque for the generator operation of the first electric machine 4 is provided by the internal combustion engine 2 . In 1 B the first separating clutch 7 is closed (and the second separating clutch 8 is opened). A parallel hybrid mode is enabled. The second electric machine 5 stops/is decoupled from the output shaft 6 . The first electric machine can serve as a generator and as a drive motor when boosting. For a quick changeover from the parallel to the serial hybrid mode, the second electric machine 5 rotates load-free to a synchronous speed of the intermediate shaft 10, and the first separating clutch 7 is opened and the second separating clutch 8 is closed.

2A und 2B zeigen einen Antriebsleistungsfluss 26 in einem ersten bzw. zweiten Schaltzustand der Trennkupplungen 7, 8 für das Hybridgetriebe 1 in der zweiten Ausführungsform. In 2A ist die zweite Trennkupplung 8 auf der Zwischenwelle 10 geschlossen (und die erste Trennkupplung 7 auf der Eingangswelle 3 geöffnet). Ein serieller Hybridmodus wird ermöglicht. Die erste Elektromaschine 4 dient als Generator. Von der Verbrennungskraftmaschine 2 wird Drehmoment für den Generatorbetrieb der ersten Elektromaschine 4 bereitgestellt. In 2B ist die erste Trennkupplung 7 auf der Eingangswelle 3 geschlossen (und die zweite Trennkupplung 8 auf der Zwischenwelle 10 geöffnet). Ein paralleler Hybridmodus wird ermöglicht. Die zweite Elektromaschine 5 bleibt stehen/ist von der Abtriebswelle 6 abgekoppelt. Die erste Elektromaschine kann als Generator sowie als Antriebsmotor beim Boosten dienen. Für ein schnelles Umschalten von dem parallelen auf den seriellen Hybridmodus dreht die zweite Elektromaschine 5 lastfrei auf eine Synchrondrehzahl der Zwischenwelle 10, und die erste Trennkupplung 7 wird geöffnet und die zweite Trennkupplung 8 geschlossen. 2A and 2 B show a drive power flow 26 in a first or second switching state of the separating clutches 7, 8 for the hybrid transmission 1 in the second embodiment. In 2A the second separating clutch 8 on the intermediate shaft 10 is closed (and the first separating clutch 7 on the input shaft 3 is open). A hybrid serial mode is enabled. The first electric machine 4 serves as a generator. Torque for the generator operation of the first electric machine 4 is provided by the internal combustion engine 2 . In 2 B the first separating clutch 7 on the input shaft 3 is closed (and the second separating clutch 8 on the intermediate shaft 10 is open). A parallel hybrid mode is enabled. The second electric machine 5 stops/is decoupled from the output shaft 6 . The first electric machine can serve as a generator and as a drive motor when boosting. For a quick changeover from the parallel to the serial hybrid mode, the second electric machine 5 rotates load-free to a synchronous speed of the intermediate shaft 10, and the first separating clutch 7 is opened and the second separating clutch 8 is closed.

3 und 3A zeigen eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 1, das zu einem seriellen Hybridgetriebe umgerüstet wurde, bzw. dessen Antriebsleistungsfluss. D.h., dass bei dem umgerüsteten Hybridgetriebe auf den Direktantrieb durch die Verbrennungskraftmaschine 2 verzichtet wurde, was für bestimmte Batteriekonfigurationen (Range-Extender, PHEV) wünschenswert ist. Somit lässt sich das erfindungsgemäße Hybridgetriebe 1 bei Beibehaltung der Elektromaschinen 4, 5, einer nicht dargestellten Leistungselektronik und nicht dargestellten Kühl-/Schmierkomponenten leicht von einem zwischen parallel und seriell umschaltbaren Hybridgetriebe 1 auf ein serielles Hybridgetriebe umkonstruieren. 3 and 3A show a schematic representation of the hybrid transmission 1 according to the invention, which has been converted to a serial hybrid transmission, and its drive power flow. This means that in the case of the converted hybrid transmission, the direct drive by the internal combustion engine 2 was dispensed with, which is desirable for certain battery configurations (range extender, PHEV). The hybrid transmission 1 according to the invention can thus be easily redesigned from a hybrid transmission 1 switchable between parallel and serial to a serial hybrid transmission while retaining the electric machines 4, 5, power electronics (not shown) and cooling/lubricating components (not shown).

Bezugszeichenlistereference list

11
Hybridgetriebehybrid transmission
22
Verbrennungskraftmaschineinternal combustion engine
33
Eingangswelleinput shaft
44
erste Elektromaschinefirst electric machine
55
zweite Elektromaschinesecond electric machine
66
Abtriebswelleoutput shaft
77
erste Trennkupplungfirst disconnect clutch
88th
zweite Trennkupplungsecond disconnect clutch
99
Kupplungseinheitclutch unit
1010
Zwischenwelleintermediate shaft
1111
Statorstator
1212
Rotorrotor
1313
Rotorwellerotor shaft
1414
erste Übersetzungsstufefirst translation stage
1515
Statorstator
1616
Rotorrotor
1717
zweite Übersetzungsstufesecond translation stage
1818
dritte Übersetzungsstufethird level of translation
1919
Torsionsschwingungsdämpfertorsional vibration damper
2020
erster Eingangswellenabschnittfirst input shaft section
2121
zweiter Eingangswellenabschnittsecond input shaft section
2222
Schwungradflywheel
2323
Rutschkupplungslip clutch
2424
Differenzialdifferential
2525
Antriebsstrangpowertrain
2626
Antriebsleistungsflussdrive power flow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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  • DE 112015006071 T5 [0003]DE 112015006071 T5 [0003]
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Claims (11)

Hybridgetriebe (1) für ein Hybridfahrzeug, mit einem ersten Drehmomentantriebsstrang, der eine mit einer Verbrennungskraftmaschine (2) verbindbare Eingangswelle (3) und eine mit der Eingangswelle (3) drehmomentübertragend verbundene erste Elektromaschine (4) aufweist, einem zweiten Drehmomentantriebsstrang, der eine zweite Elektromaschine (5) aufweist, einer Abtriebswelle (6), die mit dem ersten Drehmomentantriebsstrang und/oder mit dem zweiten Drehmomentantriebsstrang drehmomentübertragend verbindbar oder verbunden ist, einer ersten Trennkupplung (7), die den ersten Drehmomentantriebsstrang in einem ersten Schaltzustand mit der Abtriebswelle (6) drehmomentübertragend verbindet und in einem zweiten Schaltzustand von der Abtriebswelle (6) drehmomentübertragend trennt, und wobei das Hybridgetriebe (1) eine zweite Trennkupplung (8) aufweist, die den zweiten Drehmomentantriebsstrang in einem ersten Schaltzustand mit der Abtriebswelle (6) drehmomentübertragend verbindet und in einem zweiten Schaltzustand von der Abtriebswelle (6) drehmomentübertragend trennt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor (16) der ersten Elektromaschine (4) drehfest auf der Eingangswelle (3) angebracht ist, der Rotor (16) übersetzungsfrei mit der Eingangswelle (3) verbunden ist, ein Rotor (12) der zweiten Elektromaschine (5) drehfest auf einer Rotorwelle (13) angebracht ist, die Rotorwelle (13) koaxial zur Eingangswelle (3) angeordnet ist, die Rotorwelle (13) über eine erste Übersetzungsstufe (14) mit einer Zwischenwelle (10) drehmomentübertragend verbunden oder verbindbar ist, die Eingangswelle (3) über eine zweite Übersetzungsstufe (17) mit der Zwischenwelle (10) drehmomentübertragend verbunden oder verbindbar ist, und die Zahnräder sowohl der ersten, als auch der zweiten Übersetzungsstufe (14, 17) axial zwischen der ersten Elektromaschine (4) und der zweiten Elektromaschine (5) angeordnet sind. Hybrid transmission (1) for a hybrid vehicle, having a first torque drive train which has an input shaft (3) which can be connected to an internal combustion engine (2) and a first electric machine (4) which is connected in a torque-transmitting manner to the input shaft (3), a second torque drive train which has a second electric machine (5), an output shaft (6) which can be or is connected to the first torque drive train and/or to the second torque drive train in a torque-transmitting manner, a first separating clutch (7) which, in a first switching state, connects the first torque drive train to the output shaft (6 ) connects in a torque-transmitting manner and, in a second shifting state, disconnects in a torque-transmitting manner from the output shaft (6), and wherein the hybrid transmission (1) has a second separating clutch (8) which, in a first shifting state, connects the second torque drive train to the output shaft (6) in a torque-transmitting manner and in a second separates the switching state from the output shaft (6) in a torque-transmitting manner, characterized in that a rotor (16) of the first electric machine (4) is attached to the input shaft (3) in a torque-proof manner, the rotor (16) is connected to the input shaft (3) without transmission, a rotor (12) of the second electric machine (5) is mounted on a rotor shaft (13) in a rotationally fixed manner, the rotor shaft (13) is arranged coaxially with the input shaft (3), the rotor shaft (13) has a first transmission stage (14) with an intermediate shaft (10) is or can be connected in a torque-transmitting manner, the input shaft (3) is or can be connected in a torque-transmitting manner to the intermediate shaft (10) via a second transmission stage (17), and the gearwheels of both the first and the second transmission stage (14, 17) are arranged axially between the first electric machine (4) and the second electric machine (5). Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die erste Trennkupplung (7) auf der Eingangswelle (3) angeordnet ist und die zweite Trennkupplung (8) auf der Zwischenwelle (10) angeordnet ist.Hybrid transmission (1) according to claim 1 , characterized in that the first separating clutch (7) is arranged on the input shaft (3) and the second separating clutch (8) is arranged on the intermediate shaft (10). Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (10) über eine dritte Übersetzungsstufe (18) mit der Abtriebswelle (6) verbunden ist.Hybrid transmission (1) according to claim 1 or 2 , characterized in that the intermediate shaft (10) is connected to the output shaft (6) via a third transmission stage (18). Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rotorwelle (13) genau ein Zahnrad der ersten Übersetzungsstufe (14) und auf der Eingangswelle (3), insbesondere auf einem zweiten Eingangswellenabschnitt (21) genau ein Zahnrad der zweiten Übersetzungsstufe (17) vorgesehen ist.Hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that exactly one gear wheel of the first transmission stage (14) is provided on the rotor shaft (13) and exactly one gear wheel of the second transmission stage (17) is provided on the input shaft (3), in particular on a second input shaft section (21). Hybridgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Zwischenwelle (10) genau zwei Zahnräder der ersten und zweiten Übersetzungsstufen (14, 17) vorgesehen sind.hybrid transmission claim 4 , characterized in that on the intermediate shaft (10) exactly two gears of the first and second transmission stages (14, 17) are provided. Hybridgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad auf der Zwischenwelle (10), welches der zweiten Übersetzungsstufe (17) zugeordnet ist, auch ein Zahnrad der dritten Übersetzungsstufe (18) ist und die Zwischenwelle (10) mit der Abtriebswelle (6) verbindet.hybrid transmission claim 5 , characterized in that the gear wheel on the intermediate shaft (10) which is assigned to the second gear stage (17) is also a gear wheel of the third gear stage (18) and connects the intermediate shaft (10) to the output shaft (6). Hybridgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass genau ein Zahnrad auf der Zwischenwelle (10) als Losrad ausgebildet und genau ein Zahnrad auf der Eingangswelle (3), vorzugsweise auf dem zweiten Eingangswellenabschnitt (21) als Losrad ausbildet ist und die ersten und zweiten Trennkupplung (7, 8) jeweils zur Synchronisation genau eines Losrades mit der Eingangswelle (3), bzw. der Zwischenwelle (10) eingerichtet sind.hybrid transmission claim 5 , characterized in that exactly one gear wheel on the intermediate shaft (10) is designed as a loose wheel and exactly one gear wheel on the input shaft (3), preferably on the second input shaft section (21) is designed as a loose wheel and the first and second separating clutches (7, 8 ) each for synchronizing exactly one loose wheel with the input shaft (3) or the intermediate shaft (10) are set up. Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektromaschine (4) von der Verbrennungskraftmaschine (2) im Wesentlichen als Generator betrieben wird und die zweite Elektromaschine (5) im Wesentlichen als ein Antriebsmotor fungiert.Hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the first electric machine (4) of the internal combustion engine (2) is operated essentially as a generator and the second electric machine (5) essentially acts as a drive motor. Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe (1) einen Torsionsschwingungsdämpfer (19) aufweist, der auf der Eingangswelle (3) angeordnet ist, und in den Rotor (16) der ersten Elektromaschine (4) integriert ist.Hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the hybrid transmission (1) has a torsional vibration damper (19) which is arranged on the input shaft (3) and is integrated into the rotor (16) of the first electric machine (4). Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe (1) eine Rutschkupplung (23) aufweist, die auf der Eingangswelle (3) angeordnet ist.Hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that the hybrid transmission (1) has a slipping clutch (23) which is arranged on the input shaft (3). Antriebsstrang (25) für ein Hybridfahrzeug, mit einem Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, und einer Verbrennungskraftmaschine (2), die mit der Eingangswelle (3) des Hybridgetriebes (1) drehmomentübertragend verbunden ist.Drive train (25) for a hybrid vehicle, with a hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 10 , And an internal combustion engine (2), which is connected to the input shaft (3) of the hybrid transmission (1) in a torque-transmitting manner.
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