WO2017211339A1 - Hybridgetriebe für ein fahrzeug, verfahren sowie fahrzeug mit dem hybridgetriebe - Google Patents

Hybridgetriebe für ein fahrzeug, verfahren sowie fahrzeug mit dem hybridgetriebe Download PDF

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WO2017211339A1
WO2017211339A1 PCT/DE2017/100310 DE2017100310W WO2017211339A1 WO 2017211339 A1 WO2017211339 A1 WO 2017211339A1 DE 2017100310 W DE2017100310 W DE 2017100310W WO 2017211339 A1 WO2017211339 A1 WO 2017211339A1
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WO
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gear
gear stage
switching device
input shaft
transmission
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PCT/DE2017/100310
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Andreas Kinigadner
Thomas Mehlis
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to a hybrid transmission for a vehicle, a method for operating the hybrid transmission and a vehicle with the hybrid transmission.
  • the subject of the invention is thus a hybrid transmission, which is suitable and / or designed for a vehicle.
  • the vehicle is for example as a Passenger cars, lorries, buses, etc. trained.
  • the hybrid transmission is the only drive gear in the vehicle.
  • the hybrid transmission is designed to couple at least or exactly one electric motor and at least or exactly one internal combustion engine - also called an internal combustion engine - in order to direct its torque as traction torque to driven wheels of the vehicle.
  • the hybrid transmission has a first input shaft for coupling to the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine forms part of the hybrid transmission.
  • damper or an intermediate gear can be arranged between the first input shaft and the internal combustion engine.
  • the first input shaft is always rotationally coupled to an output shaft of the internal combustion engine.
  • between the internal combustion engine and the first input shaft is not a completely separating element, such as a friction clutch or the like. In modified embodiments, on the contrary, it is possible to provide a starting clutch between the engine and the input shaft.
  • the hybrid transmission has a second input shaft for coupling to the electric motor.
  • the electric motor forms part of the hybrid transmission.
  • the electric motor may be arranged coaxially with the second input shaft, but it is also possible for the electric motor to be offset in parallel or aligned at a different angle to the second input shaft. In these cases, respective intermediate gear are provided.
  • the first and second partssswelie are, in particular with respect to the axis of rotation, aligned coaxially with each other.
  • the first and the second input shaft are positioned in alignment with each other.
  • the first and the second input shaft are preferably arranged next to one another.
  • the hybrid transmission has an output field, wherein the output shaft can be operatively connected to the driven wheels, for example with a differential device for distributing the transmitted drive torque, or it can be coupled by transmission technology.
  • the output shaft, in particular the axis of rotation of the output shaft is arranged parallel, in particular offset in parallel, to the first and / or second input shaft. In this arrangement results in a very compact construction of the hybrid transmission.
  • the hybrid transmission has a S1-Doppelgetriebe and an S1 -Schalt Road.
  • the S1-Doppelgetriebeieri has a first and a second S1 gear stage, wherein it is preferred that they have different gear ratios.
  • the S1-switching device may optionally, in particular controlled and / or selectively, the first input shaft via the first S1-gear stage or the first Taiwanswelie via the second S1-gear stage with the output shaft gearbox connect. It is particularly preferred that the S1 Schait vibration can assume a neutral position, so that no connection between the first input shaft and the output shaft is made either on the first or on the second S1-gear stage.
  • the first and the second S1-gear stage are arranged parallel to each other.
  • the hybrid transmission has an S2 gear stage and an S2 shift unit.
  • the S2 shift device can optionally connect the second input shaft with the S2 gear stage or, alternatively, the second input shaft with the first input shaft by transmission technology.
  • the S2 Schait nowadays assume a neutral position.
  • the hybrid transmission has an S3 dual-gear stage with an S3 shift device.
  • the S3 double-gear stage has a first and a second S3 gear stage, which are preferably arranged parallel to each other.
  • the SS switching device makes it possible to selectively connect the second input shaft via the first S3 gear stage or via the second S3 gear stage with the output shaft gearbox.
  • the S3 switching device can assume a neutral position.
  • the hybrid transmission has a double gear, which can also be referred to as a two-lane, exactly two-lane or at least two-lane gear.
  • the double gear has an S1 gear portion and an S2 gear portion, wherein the two gear portions are rotatably coupled together.
  • Each of the gear portions is formed as a wheel, preferably as a gear, in particular with a straight toothing or helical toothing. It is envisaged that the S1-Zahnradabites forms part of the S1 -Doppelgetriebeieri and the S2 tooth gear portion forms part of the S2 gear stage.
  • the respective gear portion forms a torque transmitting wheel in one of the gear stages of the S1-Doppelgetriebesti or in the S2 gear stage.
  • the internal combustion engine can then be decoupled from the drive train by means of the S1 -Schalt Road and S2-switching device.
  • the electric machine is operated in parallel during internal combustion engine speed change and supports the drive torque, so that can be switched without interruption.
  • Correspondingly reversed process is the electromotive gear change.
  • a generator operation is possible.
  • the starting and / or reversing preferably takes place electrically, so that no friction clutches are necessary for this purpose.
  • the hybrid transmission is formed friction clutch.
  • the double gear is formed as a loose wheel on the output shaft.
  • the double gear can be arranged as a bridge member between components of the first and the second input shaft.
  • the S1-switching device is arranged on the output shaft.
  • the S1 switching device can set the double gear in rotation with the output shaft.
  • the first and second S1 gear stages each have a fixed gear on the first input shaft. If the S1-switching device is switched to the rotationally fixed coupling with the double gear, so there is a gearbox connection between the first workedswelie on the second S1 gear stage with the bosswelie. If the idler gear of the first S1 gear stage is rotationally fixed by the S1 shift device, then a gearbox-type connection of the first input shaft via the first S1 gear stage to the output shaft results.
  • the S2-switching device is arranged on the first input shaft and can set a loose wheel of the S2-gear stage with the first input shaft rotationally fixed, wherein the idler gear meshes with the S2 gear portion of the double gear.
  • the idler gear meshes with the S2 gear portion of the double gear.
  • the first and second input shaft are rotatably set together
  • the idler gear is rotatably set with the second input field, so that a torque path is formed via the double gear.
  • components of the first and the second input shaft via the double gear are connected to each other by transmission technology.
  • the S 3-Sch a Heinrich tu ng arranged on the output shaft and can set either a loose wheel of the first S3 gear stage or a loose wheel of the second S3 ⁇ gear stage with the output rotation.
  • the first and second S3 gear stages each have a fixed gear on the second input shaft.
  • the Schait bootsen in particular the S1 -Schalt Road, the S2-switching device and / or the S3-switching device, are designed as exclusively positive-locking shaft device.
  • these are realized as unsynchronizing or unsynchronized switching device.
  • these are designed as a sliding sleeve device.
  • the hybrid transmission can be switched according to one, some or all of the following modes.
  • an "X" means that a gear stage forms an operative connection or that a connection has been completed.
  • Another object of the invention relates to a method for operating the hybrid transmission, as described above or according to one of the preceding claims. It is envisaged that in the context of the method at least one of the switching devices is switched. In a preferred embodiment of the invention, the switching of the switching devices takes place under load. In this connection, it is particularly preferred that the switching devices are synchronized via the control of the internal combustion engine and / or the electric motor and, in particular, have no synchronizer devices which are based on frictional contact.
  • Another object of the invention relates to a vehicle with the hybrid transmission, as described above or according to one of the preceding claims and / or for carrying out the method, as described above.
  • Figure 1 is a schematic structure of a hybrid transmission as an embodiment of the invention
  • FIGS. 2 to 12 different operating states with the torque path of the hybrid transmission shown in FIG. 1.
  • the vehicle 1 shows a schematic representation of a vehicle 1 with a hybrid transmission 2 as an embodiment of the invention.
  • the vehicle 1 or the hybrid transmission 2 has an internal combustion engine 3 and an electric motor 4 as traction motors.
  • the electric motor 4 can also be used as a generator.
  • the hybrid transmission 2 forms a drive train, which passes the driving torques of the internal combustion engine 3 and / or the electric motor 4 to driven wheels 5 of the vehicle 1. In this case, the distribution of the drive torques via a differential device 6 take place.
  • the hybrid transmission 2 has a first input shaft 7, which is operatively connected to the internal combustion engine 3.
  • the first input shaft 7 is permanently and preferably inseparably coupled to the internal combustion engine 3.
  • damper, deflection gear, etc. may be arranged between the first input shaft 7 and the internal combustion engine 3.
  • the hybrid transmission 2 further comprises a second input shaft 8, wherein the second input shaft 8 is operatively connected to the electric motor 4.
  • the second input shaft 8 is non-rotatably coupled to a rotor shaft, not shown, of the electric motor 4.
  • the first input shaft 7 and the second input shaft 8 are coaxial and arranged side by side in alignment with each other.
  • the hybrid transmission 2 has an output shaft 9, which is parallel to the first and the second input shaft 7, 8, but offset from this, is arranged.
  • the output shaft 9 forms an input to the differential device 6.
  • the hybrid transmission 2 has an S1 section, an S2 section and an SS section, which are arranged side by side in the axial direction to the shafts.
  • an S1-switching device S1 (denoted by S1) and a S1-Doppelgetriebehand 10 are arranged.
  • the S1 dual-gear stage has a first S1 gear stage 11 and a second S1 gear stage 12.
  • the first S1-gear stage 11 has a fixed gear 11.1, which is arranged on the first input shaft 7, and a loose wheel 11.2, which is arranged on the output shaft 9 and which meshes with the fixed gear 11.1.
  • the second S1 gear stage 12 has a fixed gear 12.1, which is arranged on the first Taiwansswelie 7, and a S1 gear wheel portion 12.2, which forms part of a double gear 13, wherein the double gear 13 is rotatably mounted on the réellewelie 9.
  • the S1-gear portion 12.2 meshes with the fixed gear 12.1.
  • the S1 switching device is arranged on the output shaft 9 and designed, for example, as a sliding sleeve device.
  • the 51-switching device makes it possible, either in a switch position A, the idler gear 11.2 of the first S1 gear stage 11 or in a show position B, the double gear 13 with the output shaft 9 rotatably set.
  • the S1 switch can assume a neutral line pitch.
  • the double gear 13 thus forms with the S1 gear portion 12.2 part of the second S1 gear stage.
  • an S2 gear 14 and an S2 switching device (denoted S2) are arranged.
  • the S2 gear stage 14 has a loose wheel 14.1, which is rotatably arranged on the second input shaft 8. Furthermore, the S2 gear stage 14 has an S2 gear portion 14.2, which forms part of the double gear 13 and thus rotatably coupled to the S1-gear portion 12.2.
  • the S2-switching device is disposed on the second input shaft 8 and formed analogous to the S1-switching device, so reference is made to the relevant description.
  • the switching device S2 can set in a Wegsteliung C, the first input shaft 7 and the second input shaft 8 with each other rotationally fixed. In a Heidelbergsteliung D, the S2-switching device, the idler gear 14.1 with the second input shaft 8 rotatably set. Furthermore, the S2-switching device can assume a neutral position.
  • the S3 section has an S3 dual-gear stage 15 with a first SS gear stage 16 and with a second S3 gear stage 17. Further, the S3 section has an S3 switching device (labeled S3) disposed on the output shaft 9. The formation of the S3 switching device can be realized as described above for the S1 switching device.
  • the first SS gear 16 has a fixed gear 16.1, which is arranged on the second input shaft 8. Furthermore, the first S3-gear stage 16, a loose wheel 16.2, which is rotatably mounted on the output shaft 9. The idler gear 16.2 meshes with the fixed gear 16.1.
  • the second S3 gear stage 17 has a fixed gear 17.1, soft arranged on the second input shaft 8 and a loose wheel 17.2, which is rotatably mounted on the output shaft 9 and meshes with the fixed gear 17.1.
  • the idler gear 16.2 of the first SS gear stage is rotatably coupled to the output shaft 9.
  • the idler gear 17.2 of the second S3 gear stage 17 is rotatably coupled to the output shaft 9.
  • the S3 switching device assumes a neutral position.
  • the torque path M1 of the internal combustion engine 3 passes through the first input shaft 7, the fixed gear 12.1 of the second S1 gear 12, via the double gear 13, via the second input shaft 8, via the idler gear 14.1 rotatably coupled via the S2-Schatt recognized to the first S3 From there, the torque path M1 extends via the first S3 gear stage 16 to the output shaft 9.
  • the torque path M2 from the electric motor 4 passes via the second input shaft 8 to the first S3 gear stage 16 and subsequently to the output shaft 9.
  • FIG. 3 shows the operating state gear 2, wherein the S1 shifting device is in the switching state A, the S2 shifting device is in a neutral state and the S3 shifting device is in the switching position E.
  • the S1 shifting device is in the switching state A
  • the S2 shifting device is in a neutral state
  • the S3 shifting device is in the switching position E.
  • FIG. 4 shows the service hitch gear 3 of the hybrid transmission 2, wherein the shift device S1 is in a neutral position, the shifter S2 is in the shift position C, so that the first and second input shafts 7, 8 are coupled to each other in a rotationally fixed manner and the SS -SchalteinriGhtung in the switching position E is.
  • the torque path MI from the internal combustion engine 3 passes via the first input shaft 7, the second input shaft 8 and subsequently via the first SS gear stage 16 to the output line 9.
  • the second furniture path M2 from the electric motor 4 extends via the second input shaft 8, the first SS Gear 16 to the output shaft.
  • the Si-switching device In this operating state, the Si-switching device is in the switching position B, the S2-Sehalteinriehtung in a Neuiral ein and the S3-switching device in the switching position E.
  • the first torque path MI extends from the internal combustion engine 3 via the first input world 7 to the second Sl - gear stage 12 and then to the output line 9.
  • the second torque path M2 extends from the electric motor 4 via the second connection shaft 8, the first SS gear stage 16 to the output line 9,
  • FIG. 6 shows the operating state aisle 4 / external element 2, the S1 switching device being in the switching position B, the S2 switching device being in neutral pitch, and the S3 being in the switching position F.
  • the first Mömentenpfad MI is identical to the alternative 1, on the other hand runs the second Momentenpfad M2 of the electric motor 4 via the second input shaft 8 to the second S3-gear stage 17 and then to the output shaft. 9
  • the operating state is shown gear 5, wherein the S1 -Schalt Nurs in neutral position, the S2-switching device in the switching division C and the SS-switching device in the switching position F is.
  • the first torque path M1 now extends from the internal combustion engine 3 via the first input shaft 7 to the second input shaft 8 and from there via the second S3 gear 17 to the output shaft 9.
  • the second torque path M2 runs from the electric motor 4 via the second input shaft 8, the second S3 gear stage 17 to the output shaft.
  • the operating state gear 6 is shown.
  • the S1 Schait Bran in the neutral position, the S2 switching device in the switching position D and the S3 switching device in the switching position F.
  • the first torque path M1 extends from the internal combustion engine 3 via the first input shaft 7, the second S1 gear 12 in the double gearwheel 13 and from there into the S2 gearbox 14, is transmitted from there to the second input shaft 8 and then runs via second S3 gear stage 17 to Rinweile 9.
  • the second torque path M2 extends from the electric motor 4 via the second input shaft 8 the second S3 gear stage 17 and then to the output shaft. 9
  • the vehicle 1 can be operated as a hybrid vehicle or exclusively with the internal combustion engine.
  • FIG. 9 shows the operating state 1 / EM.
  • the vehicle 1 is operated exclusively by an electric motor.
  • the S1-switching device is in neutral position, the S2- Switching device also in neutral position and the S3-switching device in the switching position E.
  • the internal combustion engine 3 is decoupled, so that no first torque path M1 results.
  • the second torque path M2 extends from the electric motor 4 via the first input shaft 7 to the first S3 transmission stage 16 and then to the output shaft 9.
  • This operating state is used in particular for starting the vehicle 1, since the hybrid transmission 1 has no frictional elements that drive an internal combustion engine would allow.
  • FIG. 10 shows the operating state gear 2 / EM, which is a pure electromotive state.
  • the S1-switching device and the S2-switching device are both in neutral position.
  • the SS switching device is in the switching position F.
  • the second torque path M2 extends from the electric motor 4 to the second input shaft 8, via the second S3 gear stage 17 to the output shaft.
  • FIG. 11 shows the operating state R (reverse gear), but this is identical to the operating state 1, with the difference that the electric motor 4 is operated in the opposite direction. Thus, reference is made to the preceding description.
  • the operating state generator is shown.
  • the S1 switching device and the S3 switching device are each in the neutral position.
  • the S2-switching device is located in the switching division C, so that the first and the second input shaft 7, 8 are rotatably coupled together.
  • the internal combustion engine 3 can directly drive the electric motor 4, so that it can act as a generator and, for example, can charge a storage device.
  • a six-speed drive with coupled internal combustion engine is possible by the transmission structure, so that a comfortable Gangwahi can be taken at any time.
  • the electric motor 4 supports in changing the operating state or states. There are also several purely electromotive operating states possible, the internal combustion engine then also intervene supportingly when changing the operating state.

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Abstract

Bei Hybridfahrzeugen werden Verbrennungsmotoren und Elektromotoren wahlweise gemeinsam oder alternativ eingesetzt, um ein Traktionsmoment für das Hybridfahrzeug zu erzeugen. An die Getriebe der Hybridfahrzeuge stellt das die Herausforderung, entsprechend den gewünschten Betriebszuständen, wahlweise den Elektromotor und/oder den Verbrennungsmotor in den Antriebsstrang zur Drehmomentübertragung einzukoppeln. Ferner müssen vom Getriebe entsprechende Übersetzungen bereitgestellt werden, welche jeweils auf den Verbrennungsmotor und den Elektromotor abgestimmt sind, da diese deutlich unterschiedliche Motorcharakteristika aufweisen. Bei der Auslegung der Getriebe ergibt sich ein Spannungsfeld zwischen einem größtmöglichen Komfort beim Fahren des Hybridfahrzeugs und zugleich dem Wunsch nach einem einfachen und kostengünstigen Aufbau des Getriebes. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Hybridgetriebe für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welches eine ausgewogene Lösung in dem Spannungsfeld zwischen Fahrkomfort und Komplexität des Hybridgetriebes bereitstellt. Hierzu wird ein Hybridgetriebe (2) vorgeschlagen, welches mit wenigen Stellgliedern eine Vielzahl an Betriebszuständen ermöglicht.

Description

Hvbridaetrlebe für ein Fahrzeug. Verfahren sowie Fahrzeug mit dem
Hvbridaetriebe
Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe für ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben des Hybridgetriebes sowie ein Fahrzeug mit dem Hybridgetriebe.
Bei Hybridfahrzeugen werden Verbrennungsmotoren und Elektromotoren wahlweise gemeinsam oder alternativ eingesetzt, um ein Traktionsmoment für das Hybridfahrzeug zu erzeugen. An die Getriebe der Hybridfahrzeuge steilt das die Herausforderung, entsprechend den gewünschten Betriebszuständen, wahlweise den Elektromotor und/oder den Verbrennungsmotor in den Antriebsstrang zur Drehmomentübertragung einzukoppeln. Femer müssen vom Getriebe entsprechende Übersetzungen bereitgestellt werden, welche jeweils auf den Verbrennungsmotor und den Elektromotor abgestimmt sind, da diese deutlich unterschiedliche Motorcharakteristika aufweisen. Bei der Auslegung der Getriebe ergibt sich ein Spannungsfeld zwischen einem größtmöglichen Komfort beim Fahren des Hybridfahrzeugs und zugleich dem Wunsch nach einem einfachen und kostengünstigen Aufbau des Getriebes.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Hybridgetriebe für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welches eine ausgewogene Lösung in dem Spannungsfeid zwischen Fahrkomfort und Komplexität des Hybridgetriebes bereitstellt.
Diese Aufgabe wird durch ein Hybridgetriebe mit den Merkmaien des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Der Gegenstand der Erfindung ist somit ein Hybridgetriebe, weiches für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Das Fahrzeug ist beispielsweise als ein Pe rsonen kraftwage n, Lastkraftwagen, Bus, etc. ausgebildet. Vorzugsweise ist das Hybridgetriebe das einzige Antriebsgetriebe in dem Fahrzeug.
Das Hybridgetriebe ist ausgebildet, mindestens oder genau einen Eiektromotor und mindestens oder genau eine Verbrennungskraftmaschine - auch Verbrennungsmotor zu nennen - anzukoppeln, um deren Drehmoment als Traktionsmoment zu angetriebenen Rädern des Fahrzeugs zu leiten.
Das Hybridgetriebe weist eine erste Eingangsweile zur Kopplung mit der Verbrennungskraftmaschine auf. Optional bildet die Verbrennungskraftmaschine einen Bestandteil des Hybridgetriebes. Zwischen der ersten Eingangswelle und der Verbrennungskraftmaschine können beispielsweise Dämpfer oder auch ein Zwischengetriebe angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist die erste Eingangswelle stets drehgekoppelt mit einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine. Insbesondere befindet sich zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der ersten Eingangswelle kein vollständig trennendes Element, wie zum Beispiel eine Reibkupplung oder dergleichen. Bei abgewandelten Ausführungsformen ist es im Gegensatz möglich, eine Anfahrkupplung zwischen dem Verbrennungsmotor und der Eingangswelle vorzusehen.
Das Hybridgetriebe weist eine zweite Eingangswelle zur Kopplung mit dem Elektromotor auf. Optional bildet der Elektromotor einen Bestandteil des Hybridgetriebes. Der Elektromotor kann koaxial zu der zweiten Eingangswelle angeordnet sein, es ist jedoch auch möglich, dass der Eiektromotor parallel versetzt oder in einem anderen Winkel zu der zweiten Eingangswelie ausgerichtet ist. In diesen Fällen sind jeweilige Zwischengetriebe vorgesehen.
Die erste und die zweite Eingangswelie sind, insbesondere in Bezug auf deren Rotationsachse, zueinander koaxial ausgerichtet. Insbesondere sind die erste und die zweite Eingangswelle in Flucht zueinander positioniert. Die erste und die zweite Eingangswelle sind vorzugsweise nebeneinander angeordnet. Femer weist das Hybridgetriebe eine Ausgangsweile auf, wobei die Ausgangswelie beispielsweise mit einer Differentialeinrichtung zur Verteilung des durchgeleiteten Antriebsdrehmoments an die angetriebenen Räder wirkverbunden sein kann oder getriebetechnisch gekoppelt sein kann. Die Ausgangswelle, insbesondere die Rotationsachse der Ausgangswelle, ist parallel, insbesondere parallel versetzt, zu der ersten und/oder zweiten Eingangswelle angeordnet. In dieser Anordnung ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau des Hybridgetriebes.
Es ist darauf hinzuweisen, dass nachfolgend die Bezeichnung „Sx", wobei x eine beliebige Indexzahl sein kann, ausschließlich zur Zuordnung und Identifikation der jeweiligen Komponenten verwendet wird. Unter getriebetechnisch verbinden wird insbesondere eine Wirkverbindung verstanden, über die ein Drehmoment von der einen Welle zu der anderen Welle übertragen werden kann.
Das Hybridgetriebe weist eine S1 -Doppelgetriebestufe und eine S1 -Schalteinrichtung auf. Die S1 -Doppelgetriebestufe weist eine erste und eine zweite S1 -Getriebestufe auf, wobei bevorzugt ist, dass diese unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse haben. Die S1 -Schalteinrichtung kann wahlweise, insbesondere gesteuert und/oder selektiv, die erste Eingangswelle über die erste S1 -Getriebestufe oder die erste Eingangswelie über die zweite S1 -Getriebestufe mit der Ausgangswelle getriebetechnisch verbinden. Besonders bevorzugt ist es, dass die S1- Schaiteinrichtung eine Neutralstellung einnehmen kann, sodass weder über die erste noch über die zweite S1 -Getriebestufe eine Wirkverbindung zwischen der ersten Eingangswelle und der Ausgangswelle hergestellt ist. Insbesondere sind die erste und die zweite S1 -Getriebestufe parallel zueinander angeordnet.
Das Hybridgetriebe weist eine S2-Getriebestufe und eine S2-Schalteinrichtung auf. Die S2-Schalteinrichtung kann wahlweise die zweite Eingangswelle mit der S2- Getriebestufe oder alternativ hierzu die zweite Eingangswelle mit der ersten Eingangswelle getriebetechnisch verbinden. Besonders bevorzugt kann die S2- Schaiteinrichtung eine Neutralstellung einnehmen. Das Hybridgetriebe weist eine S3-Doppelgetriebestufe mit einer S3 -Schalteinrichtung auf. Die S3-Doppeigetriebestufe weist eine erste und eine zweite S3-Getriebestufe auf, welche vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sind. Die SS- Schalteinrichtung ermöglicht es, wahlweise die zweite Eingangswelle über die erste S3-Getriebestufe oder über die zweite S3-Getriebestufe mit der Ausgangswelle getriebetechnisch zu verbinden. Besonders bevorzugt kann die S3-Schalteinrichtung eine Neutralstellung einnehmen.
Das Hybridgetriebe weist ein Doppelzahnrad auf, welches auch als ein zweispuriges, genau zweispuriges oder mindestens zweispuriges Zahnrad bezeichnet werden kann. Das Doppelzahnrad weist einen S1 -Zahnradabschnitt und einen S2-Zahnradabschnitt auf, wobei die beiden Zahnradabschnitte miteinander drehfest gekoppelt sind. Jeder der Zahnradabschnitte ist als ein Rad, vorzugsweise als ein Zahnrad, insbesondere mit einer Geradverzahnung oder Schrägverzahnung, ausgebildet. Es ist vorgesehen, dass der S1 -Zahnradabschnitt einen Teil der S1 -Doppelgetriebestufe und der S2- Zahn radabschnitt einen Teil der S2-Getriebestufe bildet. Insbesondere bildet der jeweilige Zahnradabschnitt ein drehmomentübertragendes Rad in einer der Getriebestufen der S1 -Doppelgetriebestufe oder in der S2-Getriebestufe.
Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass durch eine geringe Anzahl von Schalteinrichtungen, in dem bevorzugten Fall von maximal oder genau drei Stellgliedern, ein insbesondere lastschaltfähiges Hybridgetriebe umgesetzt werden kann. Dies wird durch eine Getriebestruktur mit zwei Eingangswelien und einer achsparallel angeordneten Ausgangswelle umgesetzt. Beide Eingangsweilen sind koaxial angeordnet und können mittels der Schalteinrichtungen miteinander verschaltet werden. Diese Konstellation ermöglicht es, die Verbrennungskraftmaschine sechsgängig zu betreiben, wobei nur drei Stellglieder eingesetzt werden, insbesondere genau drei Stellglieder eingesetzt werden. In dieser Konstellation ist es möglich, dass der Elektromotor sowohl über die verbrennungsmotorischen Gangstufen betrieben werden kann, das heißt im Parallelbetrieb, als auch rein elektrisch. Die Verbrennungskraftmaschine kann dann mittels der S1 -Schalteinrichtung und S2-Schalteinrichtung vom Antriebsstrang abgekoppelt werden. Optional ist es möglich, dass beim verbrennungsmotorischen Gangwechsel die elektrische Maschine parallel betrieben wird und das Antriebsmoment stützt, sodass zuglastunterbrechungsfrei geschaltet werden kann. Entsprechend umgekehrt wird beim elektromotorischen Gangwechsel verfahren. Zudem ist ein Generatorbetrieb möglich. Das Anfahren und/oder Rückwärtsfahren erfolgt vorzugsweise elektrisch, sodass auch hierfür keine Reibkupplungen notwendig sind. Insbesondere ist das Hybridgetriebe reibkupplungsfrei ausgebildet.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Doppelzahnrad als ein Losrad auf der Ausgangswelle ausgebildet. Dadurch wird es ermöglicht, dass das Doppelzahnrad als ein Brückenglied zwischen Komponenten der ersten und der zweiten Eingangswelle angeordnet werden kann.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung ist die S1 -Schalteinrichtung auf der Ausgangswelle angeordnet. Somit kann die S1 -Schalteinrichtung das Doppelzahnrad mit der Ausgangswelle drehfest setzen. Dagegen ist es bevorzugt, dass die erste und die zweite S1 -Getriebestufen jeweils ein Festrad auf der ersten Eingangswelie aufweisen. Wird die S1-Schalteinrichtung zur drehfesten Kopplung mit dem Doppelzahnrad geschaltet, so ergibt sich eine getriebetechnische Verbindung zwischen der ersten Eingangswelie über die zweite S1 -Getriebestufe mit der Ausgangswelie. Wird durch die S1 -Schalteinrichtung das Losrad der ersten S1- Getriebestufe mit der Ausgangswelie drehfest gesetzt, so ergibt sich eine getriebetechnische Verbindung der ersten Eingangswelle über die erste S1- Getriebestufe mit der Ausgangswelle.
In Weiterbildung der Erfindung ist es bevorzugt, dass die S2-Schalteinrichtung auf der ersten Eingangswelle angeordnet ist und ein Losrad der S2-Getriebestufe mit der ersten Eingangswelle drehfest setzen kann, wobei das Losrad mit dem S2- Zahnradabschnitt des Doppelzahnrads kämmt. In der einen Schaltstellung werden somit die erste und zweite Eingangswelle drehfest miteinander gesetzt, in der anderen Schaltstellung wird das Losrad drehfest mit der zweiten Eingangsweile gesetzt, sodass ein Momentenweg über das Doppelzahnrad gebildet ist. In dieser zweiten Schaltstellung sind Komponenten der ersten und der zweiten Eingangswelle über das Doppelzahnrad miteinander getriebetechnisch verbunden.
In Weiterbildung der Erfindung ist die S 3-Sch a Heinrich tu ng auf der Ausgangswelle angeordnet und kann wahlweise ein Losrad der ersten S3-Getriebestufe oder ein Losrad der zweiten S3~Getriebestufe mit der Ausgangsweile drehfest setzen. Die erste und die zweite S3-Getriebestufe weisen jeweils ein Festrad auf der zweiten Eingangswelle auf. Somit Kann in der ersten Schaltstellung eine getriebetechnische Verbindung über die erste S3-Getriebestufe und in der zweiten Schaltstellung über die zweite S3-Getriebestufe umgesetzt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Schaiteinrichtungen, insbesondere die S1 -Schalteinrichtung, die S2-Schalteinrichtung und/oder die S3- Schalteinrichtung, als ausschließlich formschlüssige Schafteinrichtung ausgebildet. Insbesondere sind diese als unsynchronisierende oder unsynchronisierte Schalteinrichtung realisiert. Beispielsweise sind diese als Schiebemuffeneinrichtung ausgebildet. Nachdem das Hybridgetriebe über die Ankopplung von zwei Motoren, nämlich der Verbrennungskraftmaschine und dem Elektromotor, verfügt, kann jeder Schaltvorgang der Schalteinrichtungen durch die Motoren so gestützt werden, dass zunächst eine Drehzahlanpassung erfolgt und nachfolgend ohne Synchronisierungseinrichtungen in den Schalteinrichtungen der Schaltvorgang durchgesetzt werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass das Hybridgetriebe auch lastschaitfähig und/oder zugkraftunterbrechungsfrei schaltbar ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann das Hybridgetriebe gemäß einem, einigen oder allen der nachfolgenden Betriebsarten geschaltet werden. In der Tabelle bedeutet ein "X", dass eine Getriebestufe eine Wirkverbindung bildet oder dass eine Verbindung geschiossen ist.
Figure imgf000009_0001
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben des Hybridgetriebes, wie dies zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Es ist vorgesehen, dass im Rahmen des Verfahrens mindestens eine der Schalteinrichtungen geschaltet wird. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Schalten der Schalteinrichtungen unter Last In diesem Zusammenhang ist besonders bevorzugt, dass die Schalteinrichtungen über die Ansteuerung der Verbrennungskraftmaschine und/oder des Elektromotors synchronisiert werden und insbesondere keine Synchroneinrichtungen aufweisen, welche auf Reibschiuss basieren.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit dem Hybridgetriebe, wie dies zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche und/oder zur Ausführung des Verfahrens, wie dies zuvor beschrieben wurde.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
Figur 1 einen schematischen Aufbau eines Hybridgetriebes als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figuren 2 - 12 verschiedene Betriebszustände mit eingezeichnetem Momentenpfad des Hybridgetriebes in der Figur 1.
Die Figur 1 zeigt in einer schematisierten Darstellung ein Fahrzeug 1 mit einem Hybridgetriebe 2 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrzeug 1 beziehungsweise das Hybridgetriebe 2 weist eine Verbrennungskraftmaschine 3 sowie einen Elektromotor 4 als Traktionsmotoren auf. Der Elektromotor 4 kann auch als Generator eingesetzt werden. Das Hybridgetriebe 2 bildet einen Antriebsstrang, weicher die Antriebsdrehmomente der Verbrennungskraftmaschine 3 und/oder des Elektromotors 4 zu angetriebenen Rädern 5 des Fahrzeugs 1 leitet. Dabei kann die Verteilung der Antriebsdrehmomente über eine Differentialeinrichtung 6 erfolgen.
Das Hybridgetriebe 2 weist eine erste Eingangswelle 7 auf, welche mit der Verbrennungskraftmaschine 3 wirkverbunden ist. Die erste Eingangswelle 7 ist dauerhaft und vorzugsweise untrennbar mit der Verbrennungskraftmaschine 3 gekoppelt. Optional können zwischen der ersten Eingangswelle 7 und der Verbrennungskraftmaschine 3 Dämpfer, Umlenkgetriebe, etc. angeordnet sein.
Das Hybridgetriebe 2 umfasst ferner eine zweite Eingangswelle 8, wobei die zweite Eingangswelle 8 mit dem Elektromotor 4 wirkverbunden ist. Vorzugsweise ist die zweite Eingangswelle 8 mit einer nicht dargestellten Rotorweile des Elektromotors 4 drehfest gekoppelt.
Die erste Eingangswelle 7 und die zweite Eingangswelle 8 sind koaxial und in Flucht zueinander nebeneinander angeordnet.
Das Hybridgetriebe 2 weist eine Ausgangswelle 9 auf, welche parallel zu der ersten und der zweiten Eingangswelle 7, 8, jedoch versetzt zu diesen, angeordnet ist. Die Ausgangswelle 9 bildet einen Eingang in die Differentialeinrichtung 6.
Das Hybridgetriebe 2 weist einen S1 -Abschnitt, einen S2-Abschnitt und einen SS- Abschnitt auf, welche in axialer Richtung zu den Wellen nebeneinander angeordnet sind. In dem S1 -Abschnitt sind eine S1 -Schalteinrichtung S1 (bezeichnet mit S1) sowie eine S1 -Doppelgetriebestufe 10 angeordnet. Die S1 -Doppelgetriebestufe weist eine erste S1 -Getriebestufe 11 sowie eine zweite S1 -Getriebestufe 12 auf. Die erste S1 -Getriebestufe 11 weist ein Festrad 11.1 auf, welches auf der ersten Eingangswelle 7 angeordnet ist, sowie ein Losrad 11.2, welches auf der Ausgangswelle 9 angeordnet ist und welches mit dem Festrad 11.1 kämmt.
Die zweite S1 -Getriebestufe 12 weist ein Festrad 12.1 , welches auf der ersten Eingangswelie 7 angeordnet ist, sowie einen S1 -Zahnrad radabschnitt 12.2 auf, welcher einen Teil eines Doppelzahnrads 13 bildet, wobei das Doppelzahnrad 13 drehbar auf der Ausgangswelie 9 angeordnet ist. Der S1 -Zahnradabschnitt 12.2 kämmt mit dem Festrad 12.1. Die S1 -Schalteinrichtung ist auf der Ausgangswelle 9 angeordnet und beispielsweise als eine Schiebemuffeneinrichtung ausgebildet. Die 51 -Schalteinrichtung ermöglicht es, wahlweise in einer Schaltstellung A das Losrad 11.2 der ersten S1 -Getriebestufe 11 oder in einer Schaustellung B das Doppelzahnrad 13 mit der Ausgangswelle 9 drehfest zu setzen. Zusätzlich kann die S1 -Schalteinrichtung eine Neutraisteilung einnehmen.
Das Doppelzahnrad 13 bildet somit mit dem S1-Zahnradabschnitt 12.2 einen Teil der zweiten S1 -Getriebestufe.
In dem S2-Abschnitt sind eine S2-Getriebestufe 14 sowie eine S2-Schalteinrichtung (bezeichnet mit S2) angeordnet. Die S2-Getriebestufe 14 weist ein Losrad 14.1 auf, welches auf der zweiten Eingangswelle 8 drehbar angeordnet ist. Ferner weist die S2- Getriebestufe 14 einen S2 -Zahnrad abschnitt 14.2 auf, welcher einen Teil des Doppelzahnrads 13 bildet und somit drehfest mit dem S1 -Zahnradabschnitt 12.2 gekoppelt ist. Die S2-Schalteinrichtung ist auf der zweiten Eingangswelle 8 angeordnet und analog zu der S1 -Schalteinrichtung ausgebildet, sodass auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen wird. Die Schalteinrichtung S2 kann in einer Schaltsteliung C die erste Eingangswelle 7 und die zweite Eingangswelle 8 miteinander drehfest setzen. In einer Schaltsteliung D kann die S2-Schalteinrichtung das Losrad 14.1 mit der zweiten Eingangswelle 8 drehfest setzen. Ferner kann die S2- Schalteinrichtung eine Neutralstellung einnehmen.
Der S3-Abschnitt weist eine S3-Doppelgetriebestufe 15 mit einer ersten SS- Getriebestufe 16 sowie mit einer zweiten S3-Getriebestufe 17 auf. Ferner weist der S3-Abschnitt eine S3-Schalteinrichtung (bezeichnet mit S3) auf, weiche auf der Ausgangswelie 9 angeordnet ist. Die Ausbildung der S3-Schalteinrichtung kann wie zuvor bei der S1 -Schalteinrichtung beschrieben realisiert sein. Die erste SS- Getriebestufe 16 weist ein Festrad 16.1 auf, welches auf der zweiten Eingangswelle 8 angeordnet ist. Ferner weist die erste S3-Getriebestufe 16 ein Losrad 16.2 auf, welches drehbar auf der Ausgangswelle 9 angeordnet ist. Das Losrad 16.2 kämmt mit dem Festrad 16.1. Die zweite S3-Getriebestufe 17 weist ein Festrad 17.1 , weiches auf der zweiten Eingangswelle 8 angeordnet ist sowie ein Losrad 17.2 auf, welches auf der Ausgangswelle 9 drehbar angeordnet ist und mit dem Festrad 17.1 kämmt.
In einer Schaltstellung E der S3 -Schalteinrichtung ist das Losrad 16.2 der ersten SS- Getriebestufe mit der Ausgangswelle 9 drehfest gekoppelt. In einer Schaltstellung F ist das Losrad 17.2 der zweiten S3-Getriebestufe 17 mit der Ausgangswelle 9 drehfest gekoppelt. Zusätzlich Ist es möglich, dass die S3-Schalteinrichtung eine Neutralstellung einnimmt.
Anhand der nachfolgenden Figuren werden die unterschiedlichen Betriebszustände des Hybridgetriebes 2 erläutert. Als Zusammenfassung der Betriebszustände wird auf die Tabelle in der vorhergehenden Erfindungsbeschreibung verwiesen.
Gang 1
Die Figur 2 zeigt das Hybridgetriebe 2 in dem Betriebszustand Gang 1 , wobei die S1- Schalteinrichtung neutral geschaltet ist, die S2- Scharteinrichtung in der Schaltsteilung D geschalten ist und die S3-Schalteinrichtung in der Schaltstellung E geschaltet ist. Der Momentenweg M1 von der Verbrennungskraftmaschine 3 läuft über die erste Eingangswelle 7, das Festrad 12.1 der zweiten S1 -Getriebestufe 12, über das Doppelzahnrad 13, über die zweite Eingangswelle 8, über das über die S2- Schatteinrichtung drehfest angekoppelte Losrad 14.1 zu der ersten S3-Getriebestufe 16. Von dort verläuft der Momentenweg M1 über die erste S3-Getriebestufe 16 zu der Ausgangswelie 9. Der Momentenpfad M2 vom Elektromotor 4 läuft über die zweite Eingangswelle 8 zu der ersten S3-Getriebestufe 16 und nachfolgend zu der Ausgangswelle 9.
Gang 2
In der Figur 3 ist der Betriebszustand Gang 2 dargestellt, wobei die S1- Schaiteinrichtung im Schaltzustand A, die S2-Schalteinrichtung in einem Neutralzustand und die S3-Schalteinrichtung in der Schaltstellung E ist. Der Momentenpfad MI von der Verbrennungskraftmaschine 3 verläuft über die erste Eingangswelte 7, die erste S1 -Getriebestufe 1 1 zu der Ausgängswelle 9. Der zweite Momentenpfad M2 vom Elektromotor 4 verläuft über die zweite Eingangswelte 8 und nachfolgend über die erste S3~Getriebestufe 16 zu der Ausgangswelle 9,
Gang 3
In der Figur 4 ist der Betriebszüstand Gang 3 des Hybridgetriebes 2 gezeigt, wobei sich die Schalteinrichtung S1 in einer Neutralstellung befindet, die Schalieinrichtung S2 in der Schaltstellung C ist, sodass die erste und die zweite Eingangswelle 7, 8 miteinander drehfest gekoppelt sind und die SS-SchalteinriGhtung in der Schaltstellung E ist. Der Mornentenpfad MI von der Verbrennüngskraftmaschine 3 läuft über die erste Eingangswelle 7, die zweite Eingangswelie 8 und nachfolgend über die erste SS- Getriebestufe 16 zu der Ausgangsweiie 9. Der zweite Mömentenpfad M2 von dem Elektromotor 4 verläuft über die zweite Eingangswelle 8, die erste SS-Getriebestufe 16 zu der Ausgangswelle 9.
Gang 4/Alternative 1
In der Figur 5 ist der Betriebszu stand Gang 4/Äiternative 1 dargestellt; In diesem Betriebszustand ist die Si -Schalteinrichtung in der Schaltstellung B, die S2- Sehalteinriehtung in einer Neuiralstellung und die S3-Schalteinrichtung in der Schaltstellung E. Der erste Momentenpfad MI verläuft von der Verbrennungskraftmaschine 3 über die erste Eingangswelte 7 zu der zweiten Sl - Getriebestufe 12 und dann auf die Ausgangsweiie 9. Der zweite Momenteripfad M2 verläuft von dem Elektromotor 4 über die zweite Bngangsweile 8, die erste SS- Getriebestufe 16 zu der Ausgangsweiie 9,
Betriebszustand Gang 4/AStemative 2
tn der Figur 6 ist der Betriebszustand Gang 4/Älternaiive 2 dargestellt, wobei die S1 - Schalteinrichtung in der SchaltsteStung B, die S2-Schaiteinrichiung in Neutraisteilung und die S3-Sehalteinrichfung in der Schaltstellung F ist. Der erste Mömentenpfad MI verläuft identisch wie bei der Alternative 1 , Dagegen verläuft der zweite Momentenpfad M2 von dem Elektromotor 4 über die zweite Eingangswelle 8 zu der zweiten S3-Getriebestufe 17 und dann zur Ausgangswelle 9.
Betriebszustand Gang 5
In der Figur 7 ist der Betriebszustand Gang 5 gezeigt, wobei die S1 -Schalteinrichtung in Neutralstellung ist, die S2-Schalteinrichtung in der Schaltsteilung C und die SS- Schalteinrichtung in der Schaltstellung F ist. Der erste Momentenpfad M1 verläuft nun von der Verbrennungskraftmaschine 3 über die erste Eingangsweile 7 zu der zweiten Eingangswelle 8 und von dort aus Über die zweite S3-Getriebestufe 17 zu der Ausgangswelle 9. Der zweite Momentenpfad M2 verläuft dagegen von dem Elektromotor 4 über die zweite Eingangswelie 8, die zweite S3-Getriebestufe 17 zu der Ausgangswelle 9.
Betriebszustand Gang 6
In der Figur 8 ist der Betriebszustand Gang 6 dargestellt. Dabei ist die S1- Schaiteinrichtung in der Neutralstellung, die S2-Schalteinrichtung in der Schaltstellung D und die S3-Schalteinrichtung in der Schaltstellung F. Der erste Momentenpfad M1 verläuft von der Verbrennungskraftmaschine 3 über die erste Eingangswelle 7, die zweite S1 -Getriebestufe 12 in das Doppelzahnrad 13 und von dort in die S2- Getriebestufe 14, wird von dort auf die zweite Eingangsweile 8 übertragen und läuft dann über zweite S3-Getriebestufe 17 zur Ausgangsweile 9. Der zweite Momentenpfad M2 verläuft von dem Elektromotor 4 über die zweite Eingangswelle 8 zu der zweiten S3-Getriebestufe 17 und dann zu der Ausgangswelle 9.
In den bisher beschriebenen Betriebszuständen kann das Fahrzeug 1 als Hybridfahrzeug oder ausschließlich mit der Verbrennungskraftmaschine betrieben werden.
Betriebszustand 1/EM
In der Figur 9 ist der Betriebszustand 1/EM dargestellt. In diesem Betriebszustand wird das Fahrzeug 1 ausschließlich elektromotorisch betrieben. In diesem Betriebszustand befindet sich die S1 -Schalteinrichtung in Neutralstellung, die S2- Schalteinrichtung ebenfalls in Neutralstellung und die S3-Schalteinrichtung in der Schaltstellung E. Die Verbrennungskraftmaschine 3 ist abgekoppelt, sodass sich kein erster Momentenpfad M1 ergibt. Der zweite Momentenpfad M2 verläuft vom Elektromotor 4 über die erste Eingangswelle 7 zu der ersten S3-Getriebestufe 16 und dann zur Ausgangswelle 9. Dieser Betriebszustand wird insbesondere zum Anfahren des Fahrzeugs 1 verwendet, da das Hybridgetriebe 1 keine reibschlüssigen Elemente aufweist, die ein verbrennungsmotorisches Fahren ermöglichen würden.
Betriebszustand 2/EM
In der Figur 10 ist der Betriebszustand Gang 2/EM dargestellt, wobei es sich um einen reinen elektromotorischen Zustand handelt. In diesem Betriebszustand sind die S1- Schalteinrichtung und die S2-Schalteinrichtung beide in Neutralstellung. Die SS- Schalteinrichtung befindet sich dagegen in der Schaltstellung F. Wie zuvor ergibt sich wieder kein erster Momentenpfad M1. Der zweite Momentenpfad M2 verläuft von dem Elektromotor 4 zu der zweiten Eingangswelle 8, über die zweite S3-Getriebestufe 17 zu der Ausgangswelle 9.
Betriebszustand R
In der Figur 11 ist der Betriebszustand R (Rückwärtsgang) dargestellt, wobei dieser jedoch identisch zu dem Betriebszustand 1 ist, mit dem Unterschied, dass der Elektromotor 4 in Gegenrichtung betrieben wird. Somit wird auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.
Betriebszustand Generator
In der Figur 12 ist schließlich der Betriebszustand Generator gezeigt. In diesem Betriebszustand befinden sich die S1 -Schalteinrichtung und die S3-Schalteinrichtung jeweils in Neutralstellung. Die S2-Schalteinrichtung befindet sich in der Schaltsteilung C, sodass die erste und die zweite Eingangsweile 7, 8 miteinander drehfest gekoppelt sind. In diesem Zustand kann die Verbrennungskraftmaschine 3 unmittelbar den Elektromotor 4 antreiben, sodass dieser als Generator wirken kann und beispielsweise eine Speichereinrichtung aufladen kann. Wie dargestellt, ist durch die Getriebestruktur ein sechsgängiges Fahren mit eingekoppelter Verbrennungskraftmaschine möglich, sodass eine komfortable Gangwahi jederzeit getroffen werden kann. Der Elektromotor 4 stützt bei dem Wechseln des oder der Betriebszustände. Es sind auch mehrere rein elektromotorische Betriebszustände möglich, wobei der Verbrennungsmotor dann beim Wechseln des Betriebszustandes ebenfalls stützend eingreifen kann.
Bezuqszeichenliste
1 Fahrzeug
2 Hybridgetriebe
3 Verbrennungskraftmaschine
4 Elektromotor
5 Räder
6 Differentialeinrichtung
7 erste Eingangswelle
8 zweite Eingangsweile
9 Ausgangswelle
10 Doppelgetriebestufe
11 erste S1 -Getriebestufe
11.1 Festrad
11.2 Losrad
12 zweite S1 -Getriebestufe
12.1 Festrad
12.2 Zahnradabschnitt
13 Doppelzahnrad
14 S2-Getriebestufe
14.1 Losrad
14.2 Zahnradabschnitt
15 Doppelgetriebestufe
16 erste S3-Getriebestufe
16.1 Festrad
16.2 Losrad
17 zweite S3-Getriebestufe
17.1 Festrad
17.2 Losrad
A Schaltzustand
B Schaltzustand
Figure imgf000019_0001

Claims

Patentansprüche
1. Hybridgetriebe (2) für ein Fahrzeug (1) mit einer ersten Eingangsweiie (7) zur Kopplung mit einer Verbrennungskraftmaschine (39, mit einer zweiten Eingangswelle (8) zur Kopplung mit einem Elektromotor (4), wobei die erste und die zweite Eingangswelle (7,8) koaxial zueinander ausgerichtet sind, mit einer Ausgangswelie (9), wobei die Ausgangswelle (9) parallel zu der ersten und/oder zweiten Eingangsweile (7,8) angeordnet ist, mit einer S1 -Doppelgetriebestufe (10) und mit einer S1 -Schalteinrichtung, wobei die S1 -Doppelgetriebestufe (10) eine erste und eine zweite S1 -Getriebestufe (1 1 ,12) aufweist und wobei die S1 -Schalteinrichtung wahlweise die erste Eingangsweiie (7) über die erste S1 -Getriebestufe (11) oder die erste Eingangsweile (7) über die zweite S1 -Getriebestufe (12) mit der Ausgangswelie (9) getriebetechnisch verbinden kann, mit einer S2-Getriebestufe (14) und mit einer S2-Schalteinrichtung, wobei die S2- Schalteinrichtung wahlweise die zweite Eingangsweile (8) mit der S2-Getriebestufe (14) oder die zweite Eingangsweile (8) mit der ersten Eingangsweiie (7) getriebetechnisch verbinden kann, mit einer S3-Doppeigetriebestufe (15) und mit einer S3-Schalteinrichtung, wobei die S3-Doppeigetriebestufe (15) eine erste und eine zweite S3-Getriebestufe (16,17) aufweist und wobei die S3-Schalteinrichtung wahiweise die zweite Eingangsweile (8) über die erste S3-Getriebestufe (16) oder die zweite Eingangsweile (8) über die zweite S3-Getriebestufe (17) mit der Ausgangswelle (9) getriebetechnisch verbinden kann, mit einem Doppelzahnrad (13) mit einem S1 -Zahnrad abschnitt (12.2) und einem S2- Zahnradabschnitt (14.2), wobei der S1 -Zahnradabschnitt (12.2) einen Teil der S1- Doppelgetriebestufe (10) und der S2-Zahnrad abschnitt (14.2) einen Teil der S2- Getriebestufe (14) bildet.
2. Hybridgetriebe (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Doppeizahnrad (13) als ein Losrad auf der Ausgangswelle (9) ausgebildet ist.
3. Hybridgetriebe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die S1 -Schalteinrichtung auf der Ausgangswelle (9) angeordnet ist und das Doppeizahnrad (13) mit der Ausgangsweile (9) drehfest setzen kann, um die erste Eingangsweile (7) über die zweite S1 -Getriebestufe (12) mit der Ausgangswelle (9) getriebetechnisch zu verbinden, oder ein Losrad (11.2) der ersten S1 -Getriebestufe mit der Ausgangswelie (9) drehfest setzen kann, um die erste Eingangswelle (7) über die erste S1 -Getriebestufe (1 1) mit der Ausgangsweile (9) getriebetechnisch zu verbinden.
4. Hybridgetriebe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die S2-Schalteinrichtung auf der zweiten Eingangswelie (8) angeordnet ist und ein Losrad (14.1) der S2-Getriebestufe mit der zweiten Eingangswelie (8) drehfest setzen kann, wobei das Losrad (14.1) mit dem S2- Zahnradabschnitt (14.2) kämmt.
5. Hybridgetriebe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die S3-Schalteinrichtung auf der Ausgangswelle (9) angeordnet ist und wahlweise ein Losrad (16.2) der ersten S3-Getriebestufe (16) drehfest setzen kann, um die zweite Eingangswelle (8) über die erste S3-Getriebestufe (16) mit der Ausgangswelie (9) getriebetechnisch zu verbinden, oder ein Losrad (17.2) der zweiten S3-Getriebestufe (17) mit der Ausgangswelle (9) drehfest setzen kann, um die zweite Eingangswelle (8) Uber die zweite S3-Getriebestufe (17) mit der Ausgangswelie (9) getriebetechnisch zu verbinden.
6. Hybridgetriebe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die S1 -Schalteinrichtung, die S2-Schalteinrichtung und/oder die S3-Schalteinrichtung als unsynchronisierende Schalteinrichtungen, insbesondere Schrebemuffeneinrichtungen, ausgebildet sind.
7. Hybridgetriebe (2) nach einem der vbrhergöherKlen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe einen, einige oder alle der nachfolgenden Betriebszustande aufweisen kann:
Figure imgf000022_0001
8. Verfahren zum Betreiben des Hybridgetriebes (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Änderung der Schaltstellung der S1 -Schalteinrichtung, der S2 -Schalteinrichtung und/oder der der S3-Schalteinrichtung der Betriebszustand geändert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Änderung des Betriebszustands der Elektromotor (4) und die Verbrennungskraftmaschine (3) so angesteuert werden, so dass die Änderung zugkraftunterbrechungsfrei umgesetzt ist.
10. Fahrzeug (1), gekennzeichnet durch ein Hybridgetriebe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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