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DE102019203485A1 - Hybrid-Getriebeeinrichtung sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Hybrid-Getriebeeinrichtung sowie Kraftfahrzeug Download PDF

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DE102019203485A1
DE102019203485A1 DE102019203485.3A DE102019203485A DE102019203485A1 DE 102019203485 A1 DE102019203485 A1 DE 102019203485A1 DE 102019203485 A DE102019203485 A DE 102019203485A DE 102019203485 A1 DE102019203485 A1 DE 102019203485A1
Authority
DE
Germany
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gear
input shaft
transmission
transmission input
transmission device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019203485.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Beck
Matthias Horn
Fabian Kutter
Johannes Kaltenbach
Michael Wechs
Thomas Martin
Thomas Kroh
Oliver BAYER
Martin Brehmer
Peter Ziemer
Max Bachmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
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Priority to CN201980093961.2A priority patent/CN113557155A/zh
Priority to US17/438,115 priority patent/US20220258594A1/en
Priority to PCT/EP2019/077878 priority patent/WO2020182323A1/de
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    • B60K6/387Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K6/48Parallel type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/089Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears all of the meshing gears being supported by a pair of parallel shafts, one being the input shaft and the other the output shaft, there being no countershaft involved
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/091Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears including a single countershaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
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    • B60K6/48Parallel type
    • B60K2006/4816Electric machine connected or connectable to gearbox internal shaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • B60K6/48Parallel type
    • B60K2006/4833Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92Hybrid vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
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    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H2003/0803Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with countershafts coaxial with input or output shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H2003/0811Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts using unsynchronised clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hybrid-Getriebeeinrichtung (3) mit wenigstens einer Antriebseinrichtung (EM2), einem Getriebe (4) mit einer ersten Getriebeeingangswelle (12) und einer auf der ersten Getriebeeingangswelle (12) gelagerten zweiten Getriebeeingangswelle (14), wobei auf der zweiten Getriebeeingangswelle (14) wenigstens zwei Gangräder (16, 18) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gangrad (16) der größten Gangstufe (G3) auf der zweiten Getriebeeingangswelle (14) in axialer Richtung zur Außenseite (46, 50) hin angeordnet ist.Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hybrid-Getriebeeinrichtung mit wenigstens einer Antriebseinrichtung, einem Getriebe mit einer ersten Getriebeeingangswelle und einer auf der ersten Getriebeeingangswelle gelagerten zweiten Getriebeeingangswelle, wobei auf der zweiten Getriebeeingangswelle wenigstens zwei Gangräder angeordnet sind.
  • Es ist bekannt, Hybrid-Getriebeeinrichtungen zur Senkung des CO2-Ausstoßes von Kraftfahrzeugen zu verwenden. Unter einer Hybrid-Getriebeeinrichtung wird dabei eine Getriebeeinrichtung verstanden, an die ein Verbrennungsmotor und wenigstens eine weitere Antriebseinrichtung ankoppelbar sind. Es ist bekannt, jegliche automatisierten Getriebe zu hybridisieren, beispielsweise Automatgetriebe und Doppelkupplungsgetriebe. Aus der DE10 2011 005 451 A1 ist ein Getriebe bekannt, das zwei Elektromotoren aufweist und mit 5 Vorwärtsgängen sowie einem Rückwärtsgang auskommt.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hybrid-Getriebeeinrichtung anzugeben, das für Front-Quer-Anwendungen kompaktbauend ausgestaltet ist.
  • Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, dass das Gangrad der größten Gangstufe auf der zweiten Getriebeeingangswelle in axialer Richtung zur Außenseite hin angeordnet ist. Dadurch kann die Anbindung der Antriebseinrichtung verändert werden und dadurch eine bauraumeffiziente Anordnung erzielt werden.
  • Das Getriebe der Hybrid-Getriebeeinrichtung ist vorteilhafterweise als Gangwechselgetriebe ausgebildet. Es hat dann wenigstens zwei diskrete Gangstufen.
  • Vorteilhafterweise kann das Gangwechselgetriebe wenigstens zwei, insbesondere genau zwei, Teilgetriebe aufweisen. Dies ermöglicht eine erhöhte Funktionalität und bspw. Zugkraftunterstützung sowohl beim Gangwechsel, insbesondere einem verbrennungsmotorischen als auch einem elektrischen Gangwechsel.
  • Bevorzugt kann wenigstens eines der Teilgetriebe als Gangwechselgetriebe ausgebildet sein. Insbesondere kann genau ein Teilgetriebe als Gangwechselgetriebe ausgebildet sein. Ein Teilgetriebe hat dann wenigstens zwei Gangstufen, das andere oder die anderen genau eine Gangstufe.
  • Vorteilhafterweise kann ein Teilgetriebe genau zwei Gangstufen aufweisen. Weiterhin kann ein zweites Teilgetriebe genau eine Gangstufe aufweisen.
  • Vorteilhafterweise weist das Gangwechselgetriebe Zahnräder und Schaltelemente auf. Die Zahnräder sind bevorzugt als Stirnräder ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist das Getriebe der Hybrid-Getriebeeinrichtung als Standgetriebe ausgebildet. Bei Standgetrieben sind die Achsen aller Zahnräder im Getriebe relativ zum Getriebegehäuse ortsfest.
  • Bevorzugt ist das Gangwechselgetriebe als Getriebe in Vorgelegebauweise ausgebildet. Vorzugsweise ist das Gangwechselgetriebe als Stirnradgetriebe ausgebildet. Die Zahnräder sind dann als Stirnräder ausgebildet.
  • Weiterhin kann das Getriebe als Doppelkupplungsgetriebe ausgestaltet sein. Es weist dann zwei Getriebeeingangswellen auf.
  • Bevorzugt kann das Getriebe wenigstens zwei Wellen aufweisen. Diese sind bei Ausgestaltung des Getriebes als Standgetriebe notwendig zur Bildung der Gangstufen.
  • Weiterhin weist das Getriebe vorzugsweise wenigstens eine, insbesondere wenigstens zwei, Getriebeeingangswellen auf. Bevorzugt weist das Getriebe genau zwei Getriebeeingangswellen auf. Mit drei oder mehr Getriebeeingangswellen kann zwar eine größere Anzahl an Teilgetrieben erzeugt werden, es hat sich aber herausgestellt, dass die beschriebene Funktionalität mit bereits zwei Getriebeeingangswellen erreicht werden kann.
  • Vorzugsweise ist die erste Getriebeeingangswelle als Vollwelle ausgebildet. Unabhängig von der Ausgestaltung der ersten Getriebeeingangswelle ist die zweite Eingangswelle bevorzugt auf der ersten Getriebeeingangswelle gelagert, d.h. sie ist koaxial zu dieser angeordnet und umgreift sie. Sie ist dann eine Hohlwelle.
  • Bevorzugt kann die Hybrid-Getriebeeinrichtung wenigstens eine, insbesondere genau eine, Vorgelegewelle aufweisen. Bei der Verwendung einer einzigen Vorgelegewelle ist es dann so, dass eine einzige Anbindungsstelle an das Differential vorhanden ist. Dadurch kann Bauraum eingespart werden, was sowohl in radialer als auch in axialer Richtung der Fall ist.
  • Somit weist das Getriebe in einer bevorzugten Ausführungsform genau drei Wellen auf, nämlich zwei Getriebeeingangswellen und eine Vorgelegewelle, die dann auch die Abtriebswelle ist.
  • Bei einer Allradvariante des Getriebes kommt immer eine Welle hinzu, die als Nebenabtrieb die zweite Kraftfahrzeugachse antreibt.
  • Eine Gangstufe ist wie eingangs bereits beschrieben eine mechanisch realisierte Übersetzung zwischen zwei Wellen. Die Gesamtübersetzung zwischen Verbrennungsmotor oder Antriebseinrichtung und Rad weist weitere Übersetzungen auf, wobei die Übersetzungen vor einer Gangstufe, die sogenannten Vorübersetzungen, vom verwendeten Antrieb abhängen können. Die Nachübersetzungen sind üblicherweise gleich. In einer weiter unten gezeigten Ausführungsform wird die Drehzahl und das Drehmoment einer Antriebseinrichtung mehrmals übersetzt, nämlich durch wenigstens ein Zahnradpaar zwischen der Ausgangswelle der Antriebseinrichtung und einer Getriebeeingangswelle. Dies ist eine Vorübersetzung. Dann folgt ein Zahnradpaar einer Gangstufe mit einer von der Gangstufe abhängigen Übersetzung. Schließlich folgt ein Zahnradpaar zwischen Vorgelegewelle und Differenzial als Nachübersetzung. Ein Gang weist dann eine Gesamtübersetzung auf, die vom Antrieb und der Gangstufe abhängt. Ohne weitere Angaben bezieht sich ein Gang dann auf die eingesetzte Gangstufe.
  • Lediglich der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die aufsteigenden Ziffern der Gangstufen wie üblich auf eine sinkende Übersetzung verweisen. Eine erste Gangstufe G1 hat eine größere Übersetzung als eine zweite Gangstufe G2, etc. Sie zeigen aber keine konkrete Übersetzung an. Die Übersetzung der ersten Gangstufe G1 kann bspw. der eines vierten Gangstufe in einem Getriebe mit sechs Gangstufen entsprechen.
  • Wird Drehmoment vom Verbrennungsmotor über die erste Gangstufe G1 übertragen, so wird dies als verbrennungsmotorischer Gang V1 bezeichnet. Übertragen die zweite Antriebseinrichtung und der Verbrennungsmotor gleichzeitig über die erste Gangstufe G1 Drehmoment, wird dies als hybridischer Gang H11 bezeichnet. Überträgt nur die zweite Antriebseinrichtung Drehmoment über die erste Gangstufe G1 wird von einem elektrischen Gang E1 gesprochen.
  • Bevorzugt weist das Getriebe der Hybrid-Getriebeeinrichtung wenigstens drei Gangstufen oder Übersetzungsstufen auf. Die Zahnräder einer Gangstufe können in einer Radebene angeordnet sein, wenn die Gangstufe zwei Gangräder aufweist. Vorteilhafterweise weist das Getriebe genau drei Gangstufen auf.
  • Bevorzugt weist das Getriebe der Hybrid-Getriebeeinrichtung eine Radebene mehr als Vorwärts-Gangstufen auf. Bei drei Gangstufen sind das vier Radebenen. Dabei wird die Radebene zur Anbindung des Abtriebs, bspw. eines Differenzials, mitgezählt.
  • In einer ersten Alternative können alle Gangstufen verbrennungsmotorisch und elektrisch oder fluidisch genutzt werden. Dadurch wird eine maximale Anzahl an Gängen bei einer geringen Anzahl von Gangstufen erhalten. In einer zweiten Alternative ist wenigstens eine, insbesondere genau eine, Gangstufe alleine dem Verbrennungsmotor des Hybrid-Antriebsstrangs vorbehalten, also eine verbrennungsmootorische Gangstufe. Wenigstens eine andere Gangstufe kann bei dieser Ausgestaltung zur Drehmomentübertragung sowohl des Verbrennungsmotors als auch einer Antriebseinrichtung verwendbar sein. Bevorzugt sind alle weiteren Gangstufen zur Drehmomentübertragung sowohl des Verbrennungsmotors als auch einer Antriebseinrichtung verwenbar.
  • Vorteilhafterweise kann die Hybrid-Getriebeeinrichtung bzw. das Getriebe frei von einem Umkehr-Zahnrad zur Richtungsumkehr ausgebildet sein. Dementsprechend wird der Rückwärtsgang nicht über den Verbrennungsmotor erzeugt, sondern über den oder wenigstens einen der Elektromotoren. Dabei kann beispielsweise erste oder zweite Gangstufe verwendet werden.
  • Vorzugsweise können auf der ersten Getriebeeingangswelle Gangzahnräder für alle geraden Gangstufen angeordnet sein. Weiterhin können bevorzugt an der zweiten Getriebeeingangswelle Gangräder aller ungeraden Gangstufen angeordnet sein. Gangräder, auch Gangzahnräder genannt, können als Festräder oder Losräder ausgebildet sein. Sie werden Gangräder genannt, weil sie einer Gangstufe zugeordnet sind.
  • Bevorzugt befindet sich die größte ungerade Gangstufe bzw. eines der ihr zugeordneten Gangräder am axialen Ende derjenigen Getriebeeingangswelle, die eines der Gangzahnräder der größten ungeraden Gangstufe trägt. Bevorzugt ist die größte ungerade Gangstufe die dritte Gangstufe und/oder die Getriebeeingangswelle ist die zweite Getriebeeingangswelle.
  • In einer ersten Ausgestaltung können sich zusammenfassend gesprochen die Gangzahnräder der größten Gangstufe an der axialen Außenseiten der Wellen, insbesondere der Getriebeeingangswellen, befinden. Weist das Getriebe drei Gangstufen auf, so ist die dritte Gangstufe, also deren Zahnräder, axial außen angeordnet.
  • Vorzugsweise können auf der zweiten Getriebeeingangswelle von der Außenseite der Hybrid-Getriebeeinrichtung zur Innenseite hin die Gangräder der dritten Gangstufe und der ersten Gangstufe angeordnet sein.
  • Vorzugsweise können auf der ersten Getriebeeingangswelle von der Außenseite der Hybrid-Getriebeeinrichtung zur Innenseite hin das Anbindungszahnrad einer Antriebseinrichtung und ein Gangrad der zweiten Gangstufe angeordnet sein. Alternativ kann auf der ersten Getriebeeingangswelle auch ausschließlich ein Gangrad der zweiten Gangstufe angeordnet sein.
  • In einer ersten Ausgestaltung kann die Hybrid-Getriebeeinrichtung genau eine Antriebseinrichtung aufweisen.
  • Vorzugsweise kann die Hybrid-Getriebeeinrichtung wenigstens zwei, insbesondere genau zwei, Antriebseinrichtungen aufweisen. Als eine Antriebseinrichtung zählt dabei eine Anordnung einer oder mehrerer Antriebseinrichtungen, die an einer bestimmten Stelle der Hybrid-Getriebeeinrichtung angreifen. D.h. dass bspw. bei Ausbildung der Antriebseinrichtungen als Elektromotoren auch mehrere kleine Elektromotoren als ein Elektromotor angesehen werden, wenn sie ihr Drehmoment an einem einzigen Ausgangspunkt am Getriebe summieren.
  • Vorteilhafterweise kann sowohl der ersten Getriebeeingangswelle als auch der zweiten Getriebeeingangswelle jeweils wenigstens eine Antriebseinrichtung zugeordnet sein. Die über die erste Getriebeeingangswelle und die über die zweite Getriebeeingangswelle realisierten Gänge bilden jeweils ein Teilgetriebe. Man kann also auch sagen, dass jedem Teilgetriebe wenigstens eine Antriebseinrichtung zugeordnet ist. Bevorzugt weist die Hybrid-Getriebeeinrichtung wenigstens zwei, insbesondere genau zwei, Teilgetriebe auf.
  • Bevorzugt ist wenigstens eine der Antriebseinrichtungen als Generator ausgebildet. Vorzugsweise sind die erste Antriebseinrichtung und/oder die zweite Antriebseinrichtung sowohl als Motor als auch als Generator ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung an die größte Gangstufe des Getriebes angebunden. Bei zwei Antriebseinrichtungen ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass sie in einer ersten Ausgestaltung an die beiden größten Gangstufen angebunden sind. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Antriebseinrichtung an die größte Gangstufe angebunden ist und die andere an ein Anbindungszahnrad. Ein Anbindungszahnrad ist ein Zahnrad, das ausschließlich der Anbindung der Antriebseinrichtung an eine Welle, insbesondere Getriebeeingangswelle, dient und dementsprechend nicht zu einer Gangstufe gehört.
  • Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung an eine axial außen gelegene Gangstufe, genauer gesagt an eines der Zahnräder der Gangstufe, des Getriebes angebunden. Bei zwei Antriebseinrichtungen ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass beide an eine axial außen gelegene Gangstufe des Getriebes angebunden sind. Alternativ kann vorgesehen sein, dass beide Antriebseinrichtungen an ein axial außen gelegenes Zahnrad des Getriebes angebunden sind. Dadurch kann der Abstand der Anbindungsstellen maximiert werden. Die axiale Außenlage bezieht sich hier auf die Achse der Welle oder Wellen, an denen die Antriebseinrichtungen angebunden sind, also die Getriebeeingangswellen.
  • An dieser Stelle sei festgestellt, dass in der vorliegenden Erfindung eine Verbindung oder Wirkverbindung jegliche kraftflussmäßige Verbindung auch über andere Bauteile des Getriebes hinweg bezeichnet. Eine Anbindung bezeichnet dagegen den ersten Verbindungspunkt zur Antriebsmomentübertragung zwischen Antriebseinrichtung und Getriebe.
  • Eine Anbindung an eine Gangstufe, also eines ihrer Gangzahnräder, kann dabei über ein Zahnrad erfolgen. Gegebenenfalls ist ein zusätzliches Zwischenrad erforderlich, um den Achsabstand zwischen der Ausgangswelle der Antriebseinrichtung und der Getriebeeingangswelle zu überbrücken. Durch die Anbindung der Antriebseinrichtung an ein Gangzahnrad kann eine weitere Radebene, die nur zur Anbindung der Antriebseinrichtung vorhanden wäre, vermieden werden.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens eines der axial äußeren Gangräder, die auf der Achse der Getriebeeingangswellen angeordnet sind, als Festrad ausgebildet sein. Bevorzugt können beide axial äußeren Gangräder als Festräder ausgebildet sein. Dann werden die Antriebseinrichtungen an ein Festrad auf der ersten Getriebeeingangswelle und/oder ein Festrad auf der zweiten Getriebeeingangswelle angebunden. Auch ein Anbindungszahnrad statt eines der Gangzahnräder kann axial außen vorgesehen sein wie bereits beschrieben. Auch dieses kann als Festrad ausgebildet sein. Die Antriebseinrichtungen können also bevorzugt in einer sogenannten P3-Anordnung, also am Getrieberadsatz, angeordnet sein.
  • Bevorzugt kann eine Antriebseinrichtung an die dritte Gangstufe angebunden sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann eine Antriebseinrichtung an ein Anbindungszahnrad angebunden sein.
  • Vorzugsweise kann die erste Antriebseinrichtung in allen verbrennungsmotorischen Vorwärtsgängen und/oder während verbrennungsmotorischer Gangwechsel mit dem Verbrennungsmotor drehfest verbunden sein. Dann besteht während einer verbrennungsmotorischen Fahrt eine konstante Verbindung zwischen Verbrennungsmotor und der ersten Antriebseinrichtung. Vorzugsweise kann die erste Antriebseinrichtung in allen Vorwärtsgängen zumindest zeitweise als Generator verwendet werden.
  • Vorzugsweise kann die zweite Antriebseinrichtung zum elektrischen oder fluiden Vorwärts-Anfahren verwendet werden. Dabei kann die zweite Antriebseinrichtung vorteilhafterweise mit den Gangrädern des ersten Ganges gekoppelt sein. Dann wird das Anfahren immer von der zweiten Antriebseinrichtung übernommen. Die zweite Antriebseinrichtung kann bevorzugt als einzige Antriebsquelle zum Anfahren verwendet werden. Ebenso kann die zweite Antriebseinrichtung zum elektrischen oder fluiden Rückwärtsfahren verwendet werden. Bevorzugt kann auch hier vorgesehen sein, dass die zweite Antriebseinrichtung die einzige Antriebsquelle beim Rückwärtsfahren ist. Dann gibt es weder verbrennungsmotorische noch hybridische Rückwärtsgänge.
  • Vorzugsweise können die Antriebseinrichtung oder die Antriebseinrichtungen achsparallel zur ersten Getriebeeingangswelle angeordnet sein. Sie sind dann vorzugsweise auch achsparallel zur zweiten Getriebeeingangswelle und zur Vorgelegewelle. Unter einer achsparallelen Anordnung werden in der vorliegenden Erfindung nicht nur vollständig parallele Anordnungen verstanden, es kann auch eine Neigung bzw. ein Winkel zwischen der Längsachse der Getriebeeingangswellen und der Längsachse des Elektromotors vorliegen. Vorzugsweise ist ein Winkel zwischen der Längsachse eines Elektromotors und der Längsachse der Getriebeeingangswellen kleiner gleich 10°, weiter vorzugsweise kleiner als 5° und insbesondere 0° vorgesehen. Leichte Schrägstellungen der Antriebseinrichtungen im Vergleich zum Getriebe können sich aus Bauraumgründen ergeben.
  • Vorzugsweise können die Antriebseinrichtungen gegenläufig angeordnet sein. Das heißt, dass die Ausgangswellen der Antriebseinrichtungen zu unterschiedlichen, entgegengesetzten Seiten hinweisen. Hat die erste Antriebseinrichtung ihre Ausgangsseite links, hat sie die zweite Antriebseinrichtung rechts oder bei Wechsel der Blickrichtung die eine vorne und die andere hinten. Dadurch wird der Angriffspunkt der Antriebseinrichtungen an der Hybrid-Getriebeeinrichtung axial beabstandet und eine verbesserte Überdeckung in axialer Richtung erreicht.
  • Vorzugsweise können die Achsen der Antriebseinrichtungen in Einbauposition oberhalb der Achse der Getriebeeingangswelle liegen. Im Folgenden wird immer auf die Einbauposition referenziert, während der Montage kann die Hybrid-Getriebeeinrichtung auch auf dem Kopf stehen. Derartige Positionen sind aber für die folgende Beschreibung irrelevant. Während die achsparallele Anordnung es auch ermöglicht, dass sich eine der Antriebseinrichtungen unterhalb der Achse der Getriebeeingangswelle befindet ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Antriebseinrichtungen und damit ihre Achsen oberhalb der Getriebeeingangswelle positioniert sind. Bei dieser Anordnung kann die Packungsdichte maximiert werden.
  • Weiterhin können die Achsen der Antriebseinrichtungen in Einbauposition beidseitig der Achse der Getriebeeingangswelle angeordnet sein. Dementsprechend ist eine der Antriebseinrichtungen bzw. deren Achse links der Achse der Getriebeeingangswelle und die andere rechts der Achse. Hier wird auf die Betrachtung der Achsen im Querschnitt referenziert.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Achsen der Antriebseinrichtungen in Einbauposition symmetrisch zur Achse der Getriebeeingangswelle angeordnet sind. Insbesondere sollen die Achsen der Antriebseinrichtungen in Bezug auf den Abstand und die Winkelposition symmetrisch angeordnet sein, wobei sich der Winkel auf die Lotrechte bezieht. Dabei können die Antriebseinrichtungen gegenläufig angeordnet sein, ohne die symmetrische Anordnung zu zerstören, da es hierbei lediglich auf die Lage der Achsen ankommt.
  • Vorzugsweise können die Achsen der Antriebseinrichtungen in Einbauposition oberhalb der Achsen einer oder mehrerer Vorgelegewellen und/oder einer oder mehrerer Abtriebswellen liegen. Die Antriebseinrichtungen liegen also oberhalb der genannten Komponenten der Stirnradgetriebeanordnung. Alternativ kann man dementsprechend sagen, dass die Achsen der Antriebseinrichtungen in Einbauposition die obersten Achsen der Hybrid-Getriebeeinrichtung sind.
  • Vorzugsweise können die Antriebseinrichtungen in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sein. Die Umfangsrichtung ist dabei in Bezug auf die Längsachse der Getriebeeingangswelle festgelegt, die per Definition in der vorliegenden Erfindung als Längsachse der Hybrid-Getriebeeinrichtung angesehen wird.
  • Dann ist bevorzugt, dass die Antriebseinrichtungen in axialer Richtung zumindest teilweise überlappend angeordnet sind. Bevorzugt kann der Überlapp in axialer Richtung mehr als 75 Prozent betragen. Sollten die Antriebseinrichtungen ungleich lang sein wird dabei bei der Berechnung des Überlapps von der kürzeren Antriebseinrichtung ausgegangen. Der Überlapp ermittelt sich dabei anhand des Gehäuses der Antriebseinrichtungen, die Ausgangswelle der Antriebseinrichtungen ist nicht berücksichtigt.
  • Die Antriebseinrichtungen können in axialer Richtung bevorzugt auf gleicher Höhe wie das Gangwechselgetriebe angeordnet sein. Bevorzugt kann der Überlapp in axialer Richtung mehr als 75% betragen, vorteilhafterweise ist er 100%. Hier ermittelt sich der Überlapp anhand des Gehäuses der Antriebseinrichtungen, und insbesondere des Gehäuses der längeren Antriebseinrichtung. Die Ausgangswelle der Antriebseinrichtungen ist nicht berücksichtigt.
  • Vorzugsweise können die erste Antriebseinrichtung und/oder die zweite Antriebseinrichtung als Elektromotor ausgebildet sein. Elektromotoren sind verbreitet in Hybrid-Getriebeein richtu ngen.
  • Alternativ oder zusätzlich können die erste Antriebseinrichtung und/oder die zweite Antriebseinrichtung als Fluidkraftmaschine ausgebildet sein. Es gibt neben Elektromotoren andere Kraftmaschinen, deren Einsatz in Hybrid-Getriebeeinrichtungen denkbar ist. Diese können ebenfalls motorisch, also unter Energieverbrauch, oder generatorisch, also energieumwandelnd, betrieben werden. Im Fall einer Fluidkraftmaschine ist der Energiespeicher bspw. ein Druckspeicher. Die Energieumwandlung besteht dann im Wandeln der Energie aus dem Verbrennungsmotor in einen Druckaufbau.
  • Vorteilhafterweise können die erste Antriebseinrichtung und die zweite Antriebseinrichtung unter Last geschaltet werden. Unter einer Lastschaltung wird hier wie üblich verstanden, dass am Abtrieb der Hybrid-Getriebeeinrichtung während eines Gangwechsels bspw. der ersten Antriebseinrichtung keine Zugkraftunterbrechung auftritt. Eine Verringerung des am Abtrieb vorhandenen Drehmomentes ist möglich, aber keine vollständige Unterbrechung.
  • Dadurch kann das Kraftfahrzeug durchgehend in großen Geschwindigkeitsbereichen bspw. ausschließlich elektrisch gefahren werden, wobei die Übersetzung, also der Gang, jeweils im Hinblick auf Drehzahl und Drehmoment der Antriebseinrichtung optimiert gewählt sind.
  • Bevorzugt kann die zweite Antriebseinrichtung Drehmoment auf den Abtrieb abgeben, während die erste Antriebseinrichtung geschaltet wird. Mit anderen Worten wird die Gangstufe gewechselt, über die die erste Antriebseinrichtung Drehmoment auf den Abtrieb überträgt.
  • Vorzugsweise kann die erste Antriebseinrichtung Drehmoment auf den Abtrieb abgeben, während die zweite Antriebseinrichtung geschaltet wird. D.h. dass die Gangstufe gewechselt wird, über die die zweite Antriebseinrichtung Drehmoment auf den Abtrieb überträgt. Man kann also auch sagen, dass die Antriebseinrichtungen untereinander lastschaltbar sind. Der Verbrennungsmotor muss also nicht gestartet werden für Gangwechsel während einer elektrischen Fahrt.
  • Bevorzugt kann wenigstens eine der Antriebseinrichtungen über eine P3-Anbindung an das Getriebe angebunden sein. Vorteilhafterweise sind beide Antriebseinrichtungen über diese Anbindung an das Getriebe angebunden. Bei einer P3-Anbindung greifen die Antriebseinrichtungen zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle am Getriebe an.
  • Vorteilhafterweise können beide Antriebseinrichtungen über maximal vier Zahneingriffe mit einem Differential wirkverbunden sein. Dadurch wird ein guter Wirkungsgrad erreicht.
  • Vorteilhafterweise kann die erste Getriebeeingangswelle mit einem Verbrennungsmotor direkt verbindbar oder verbunden sein. Direkt verbunden bezeichnet eine kupplungsfreie Verbindung, eine Dämpfeinrichtung kann bspw. zwischen Kurbelwelle und erster Getriebeeingangswelle vorhanden sein .
  • Vorzugsweise kann eine Verbindungskupplung zur Verbindung der ersten Getriebeeingangswelle und der zweiten Getriebeeingangswelle vorgesehen sein. Diese dient zur Kopplung der Teilgetriebe. Sie ist aber auch eine Kupplung zur Verbindung der zweiten Getriebeeingangswelle mit dem Verbrennungsmotor, wobei die Verbindung über die erste Getriebeeingangswelle verläuft.
  • Vorzugsweise kann die Verbindungskupplung am in das Getriebe weisenden Ende der zweiten Getriebeeingangswelle angeordnet sein. Dies erlaubt einen besonders kompakten Aufbau des Getriebes.
  • Vorteilhafterweise kann die Verbindungskupplung als Teil einer zweiseitigen Schalteinrichtung ausgebildet sein. Die Verbindungskupplung ist aufgrund ihrer Positionierung in eine zweiseitige Schalteinrichtung integrierbar.
  • In der vorliegenden Erfindung wird unter einer Schalteinrichtung eine Anordnung mit einem oder zwei Schaltelementen verstanden. Die Schalteinrichtung ist dann einseitig oder zweiseitig ausgebildet. Ein Schaltelement kann eine Kupplung oder eine Schaltkupplung sein. Eine Kupplung dient der drehfesten Verbindung zweier Wellen und eine Schaltkupplung der drehfesten Verbindung einer Welle mit einer auf ihr drehbar gelagerten Nabe, bspw. einem Losrad. Die Verbindungskupplung ist dementsprechend wie eine Schaltkupplung und bevorzugt auch als Teil einer Schaltkupplung ausgebildet und wird alleine deswegen Kupplung genannt, weil sie zwei Wellen miteinander verbindet. Die Kupplungen zur Verbindung der Getriebeeingangswellen mit dem Verbrennungsmotor verbinden die jeweilige Getriebeeingangswelle mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors.
  • Vorzugsweise kann zumindest ein Teil der Kupplungen und/oder Schaltkupplungen als Klauenkupplungen ausgebildet sein. Insbesondere können alle Kupplungen und Schaltkupplungen als Klauenkupplungen ausgebildet sein.
  • Vorteilhafterweise kann auf der ersten Getriebeeingangswelle wenigstens eine Schalteinrichtung angeordnet sein. Bevorzugt kann auf der ersten Getriebeeingangswelle genau eine Schalteinrichtung angeordnet sein. Diese kann vorteilhafterweise als zweiseitige Schalteinrichtung ausgebildet sein.
  • Die Schalteinrichtung auf der ersten Getriebeeingangswelle umfasst vorzugsweise eine Schaltkupplung und eine Kupplung.
  • Vorteilhafterweise kann die zweite Getriebeeingangswelle schalteinrichtungsfrei und/oder losradfrei ausgebildet sein. Bevorzugt kann auf der zweiten Getriebeeingangswelle wenigstens ein Festrad angeordnet sind. Insbesondere können auf der zweiten Getriebeeingangswelle wenigstens zwei, insbesondere genau zwei, Festräder angeordnet sein.
  • Bevorzugt kann auf der ersten Getriebeeingangswelle wenigstens ein, insbesondere genau ein, Losrad angeordnet sein.
  • Bevorzugt kann auf der ersten Getriebeeingangswelle wenigstens zwei, insbesondere genau zwei, Festräder angeordnet sein. Eines der Festräder kann als Gangrad und das zweite Festrad als Anbindungszahnrad angeordnet sein.
  • Vorteilhafterweise kann jeder Gangstufe ein Festrad und ein Losrad zugeordnet sein und zwar jeweils ein einziges Festrad und ein einziges Losrad. Weiterhin können jedes Festrad und Losrad immer eindeutig einer einzigen Gangstufe zugeordnet sein, das heißt es gibt keine Windungsgänge unter Verwendung eines Zahnrades für mehrere Gänge. Gleichwohl können die verbrennungsmotorischen Gänge eins und drei wie unten beschrieben als Windungs- oder Koppelgänge angesehen werden, da die erste Getriebeeingangswelle bei der Bildung der Gänge zwischengeschaltet ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Hybrid-Getriebeeinrichtung bzw. das Getriebe genau zwei zweiseitige Schalteinrichtungen zur Erzeugung drei verbrennungsmotorischer Gangstufen aufweisen. Dabei bildet die Verbindungskupplung vorteilhafterweise einen Teil einer der zweiseitigen Schalteinrichtungen.
  • Vorzugsweise kann ein Differenzial in axialer Richtung am motorseitigen Ende der ersten Getriebeeingangswelle angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann ein Zahnrad zur Anbindung des Differenzials axial außen auf einer Vorgelegewelle angeordnet sein. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise der Hybrid-Getriebeeinrichtung.
  • Bevorzugt kann die Hybrid-Getriebeeinrichtung wenigstens eine, insbesondere genau eine, Vorgelegewelle aufweisen. Bei der Verwendung einer einzigen Vorgelegewelle ist es dann so, dass eine einzige Anbindungsstelle an das Differential vorhanden ist. Dadurch kann Bauraum eingespart werden, was sowohl in radialer als auch in axialer Richtung der Fall ist.
  • Bevorzugt kann auf der Vorgelegewelle genau eine Schalteinrichtung angeordnet sein. Weiterhin können vorteilhafterweise genau zwei Losräder auf der Vorgelegewelle angeordnet sein. Die Schalteinrichtung auf der Vorgelegewelle kann vorteilhafterweise zweiseitig ausgebildet sein.
  • Die auf der Vorgelegewelle angeordneten Schalteinrichtung kann in axialer Richtung gegenüber der oder mehreren Schalteinrichtungen auf einer der, insbesondere der ersten, Getriebeeingangswelle versetzt angeordnet sein. Bevorzugt kann die Schalteinrichtung auf der Vorgelegewelle in axialer Richtung näher am Verbrennungsmotor angeordnet sein als die Schalteinrichtung auf der ersten Getriebeeingangswelle. Dadurch kann eine besonders kompakte Anordnung der Hybrid-Getriebeeinrichtung erzielt werden.
  • Vorzugsweise können alle Schaltelemente der Schalteinrichtungen auf der Vorgelegewelle als Schaltkupplungen ausgestaltet sein.
  • Bevorzugt kann sich auf der Vorgelegewelle wenigstens ein, insbesondere genau ein, Festrad zur Bildung einer Vorwärtsgangstufe befinden. Daneben kann sich auf der Vorgelegewelle ein Festrad zur Herstellung einer Verbindung mit dem Differential befinden, dieses ist aber kein Festrad zur Bildung einer Vorwärtsgangstufe.
  • Vorteilhafterweise kann ein einziges Festrad zur Bildung einer Vorwärtsgangstufe auf der Vorgelegewelle angeordnet sein, das an einem axialen Ende der Vorgelegewelle angeordnet ist. Bevorzugt befinden sich an beiden axialen Enden der Vorgelegewelle jeweils ein Festrad und dazwischen zwei Losräder.
  • Weiterhin kann die Hybrid-Getriebeeinrichtung eine Steuerungseinrichtung aufweisen. Diese ist dazu ausgebildet, das Getriebe wie beschrieben zu steuern.
  • Daneben betrifft die Erfindung einen Hybrid-Antriebsstrang mit einer Hybrid-Getriebeeinrichtung und wenigstens einer elektrischen Achse, insbesondere Hinterachse. Der Hybrid-Antriebsstrang zeichnet sich dadurch aus, dass die Hybrid-Getriebeeinrichtung wie beschrieben ausgebildet ist. Dieser Aufbau ist bevorzugt mit einer einzigen Antriebseinrichtung in der Hybrid-Getriebeeinrichtung angeordnet. Eine elektrische Achse ist dabei eine Achse mit einem dieser zugeordneten Elektromotor. Die Abgabe von Antriebsmoment durch den Elektromotor der elektrischen Achse erfolgt also im Kraftfluss erst hinter der Hybrid-Getriebeeinrichtung. Bevorzugt ist die elektrische Achse eine Montageeinheit. Die Montageeinheit kann auch ein eigenes Getriebe zur Übersetzung des Antriebsmomentes des Elektromotors der elektrischen Achse aufweisen. Dieses ist vorzugsweise als Gangwechselgetriebe ausgestaltet.
  • Bei der Verwendung einer elektrischen Achse kann diese das Antriebsmoment abstützen.
  • Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einer Hybrid-Getriebeeinrichtung oder einem Hybrid-Antriebsstrang. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass die Hybrid-Getriebeeinrichtung oder der Hybrid-Antriebsstrang wie beschrieben ausgebildet ist.
  • Vorteilhafterweise ist die Hybrid-Getriebeeinrichtung als Front-Quer-Getriebeeinrichtung im Kraftfahrzeug anordnet.
  • Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Hybrid-Getriebeeinrichtung auf. Die Steuerungseinrichtung kann also Teil der Hybrid-Getriebeeinrichtung sein, muss es aber nicht.
  • Vorzugsweise ist im Kraftfahrzeug eine Batterie angeordnet, die einen elektrischen Betrieb des Kraftfahrzeugs für wenigstens 15 Minuten ermöglicht. Alternativ kann für einen rein elektrischen Betrieb der Verbrennungsmotor mit einem der Elektromotoren als Generator Strom erzeugen, der direkt an den anderen Elektromotor geht.
  • Weiterhin kann das Kraftfahrzeug einen Druckspeicher aufweisen. Dieser kann zum Betrieb einer Fluidkraftmaschine verwendet werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
    • 1 ein Kraftfahrzeug,
    • 2 ein Radsatzschema in einer ersten Ausgestaltung,
    • 3 ein Radsatzschema in einer zweiten Ausgestaltung, und
    • 4 eine Hybrid-Getriebeeinrichtung in einer Seitenansicht.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Verbrennungsmotor 2 und einer Hybrid-Getriebeeinrichtung 3. Die Hybrid-Getriebeeinrichtung 3 umfasst wie weiter unten detaillierter beschrieben wird auch wenigstens einen Elektromotor und Schaltelemente, sodass sie als Montageeinheit verbaut werden kann. Dies ist aber nicht zwingend, grundsätzlich kann der Radsatz auch ohne bereits angeschlossene Elektromotoren eine Montageeinheit bilden. Zur Steuerung der Hybrid-Getriebeeinrichtung 3 ist eine Steuerungseinrichtung 4 vorhanden. Diese kann Teil der Hybrid-Getriebeeinrichtung 3 oder des Kraftfahrzeugs 1 sein.
  • Der Hybrid-Antriebsstrang 5 kann neben dem Verbrennungsmotor 2 und der Hybrid-Getriebeeinrichtung 3 auch wenigstens eine elektrische Achse 6 aufweisen. Die elektrische Achse 6 ist bevorzugt die Hinterachse, wenn die Hybrid-Getriebeeinrichtung 3 als Front-Quer-Getriebe angeordnet ist und die Vorderachse 7 antreibt und umgekehrt.
  • 2 zeigt die Hybrid-Getriebeeinrichtung 3 und insbesondere ihr Gangwechselgetriebe 8 in Form eines Radsatzschemas. Im Folgenden wird die Hybrid-Getriebeeinrichtung 3 beginnend von dem Verbrennungsmotor 2 beschrieben. Die Kurbelwelle 9 ist über eine Dämpfungseinrichtung 10 mit der ersten Getriebeeingangswelle 12 verbunden. Die Dämpfungseinrichtung 10 kann einen Torsionsdämpfer und/oder einen Tilger, insbesondere drehzahladaptiven Tilger, und/oder eine Rutschkupplung umfassen. Eine zweite Getriebeeingangswelle 14 ist auf der ersten Getriebeeingangswelle 12 gelagert. Auf der zweiten Getriebeeingangswelle 14 sind zwei Festräder 16 und 18 angeordnet. Dabei ist das Festrad 16 das Festrad der dritten Gangstufe G3 und das Festrad 18 das Festrad der ersten Gangstufe G1.
  • Die zweite Getriebeeingangswelle 14 weist zwei Enden auf, nämlich ein zur Außenseite der Hybrid-Getriebeeinrichtung 3 weisendes Ende 20 und ein zur Innenseite der Hybrid-Getriebeeinrichtung 3 weisendes Ende 22. Die erste Getriebeeingangswelle 12 weist ein motorseitiges Ende 21 und ein motorabgewandtes Ende 23 auf, wobei hier auf die Position im Vergleich zum Verbrennungsmotor 2 referenziert ist.
  • Auf der ersten Getriebeeingangswelle 12 gelagert folgt eine Schalteinrichtung S1 mit einer Kupplung K3 und einer Schaltkupplung B. Mittels der Schaltkupplung B kann ein Losrad 24 drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle 14 verbunden werden. Das Losrad 24 ist dabei das Losrad der zweiten Gangstufe G2.
  • Die Kupplung K3 kann die Teilgetriebe 26 und 28 verbinden. Das Teilgetriebe 26 weist eine einzige gerade Gangstufe, die Gangstufe G2, auf. Das Teilgetriebe 28 weist die ungeraden Gangstufen G1 und G3 auf.
  • Auf der ersten Getriebeeingangswelle 7 folgt noch das Anbindungszahnrad 30. Dessen Aufgabe ist die Anbindung des Elektromotors EM1 an die erste Getriebeeingangswelle 12 und damit an das Getriebe 8. Das Anbindungszahnrad 30 ist damit kein Gangzahnrad.
  • Die zweite Getriebeeingangswelle 14 ist somit schaltelementfrei und losradfrei ausgebildet. Auf der ersten Getriebeeingangswelle 12 ist eine einzige Schalteinrichtung S1 angeordnet. Die Schalteinrichtung S1 umfasst die die Kupplung K3 und die Schaltkupplung B und ist dementsprechend zweiseitig ausgebildet.
  • Die Drehachse der ersten Getriebeeingangswelle 7 und der zweiten Getriebeeingangswelle 9 ist dabei mit A1 bezeichnet.
  • Zur Verbindung mit einem Differential 32 und zur Bildung der Übersetzungs- oder Gangstufen weist die Hybrid-Getriebeeinrichtung 3 eine einzige Vorgelegewelle 34 auf. Auf der Vorgelegewelle 34 ist eine einzige Schalteinrichtung S2 mit den Schaltkupplungen A und C zur Verbindung der Losräder 36 und 38 mit der Vorgelegwelle 34 angeordnet. Als einziges gangbildendes Festrad ist das Festrad 40 auf der Vorgelegewelle 34 platziert. Die Zuordnung zu den Gangstufen ergibt sich anhand der Gangstufenzahlen G1 bis G3 unterhalb der auf der Vorgelegewelle 34 angeordneten Zahnräder. Das Festrad 42 ist kein gangbildendes Festrad, es verbindet die Vorgelegewelle 34 mit dem Differential 32 als sogenannte Abtriebskonstante. Anhand dieses Schemas kann man folgendes zu den Gangstufen feststellen:
    • Jeder Gangstufe ist ein Festrad und ein Losrad zugeordnet und zwar jeweils ein einziges Festrad und ein einziges Losrad. Jedes Festrad und Losrad ist immer eindeutig einer einzigen Gangstufe zugeordnet, das heißt es gibt keine Windungsgänge unter Verwendung eines Zahnrades für mehrere Gangstufen. Gleichwohl können die Gangstufen G1 und G3 als Koppelgänge angesehen werden, da die erste Getriebeeingangswelle 12 bei der Bildung der Gangstufen G1 und G3 zwischengeschaltet ist.
  • Die Elektromotoren EM1 und EM2 sind wie gezeigt angebunden, und zwar an den axial äußeren Zahnrädern 16 und 30. Insbesondere kann durch die Anbindung der Elektromotoren EM1 und EM2 an den axial äußersten Zahnräder 16 und 30 eine axial extrem kurz bauende Hybrid-Getriebeeinrichtung 3 geschaffen werden.
  • Die Elektromotoren EM1 und EM2 sind parallel zur Getriebeeingangswelle 12 angeordnet und die Elektromotoren EM1 und EM2 haben ihren Ausgang an entgegengesetzten Seiten. Das heißt, wie in 2 gezeigt, der Ausgang bzw. die Ausgangswelle 44 des Elektromotors EM1 weist zum motorabgewandten Ende 46 des Gangwechselgetriebes 8 und die Ausgangswelle 48 des Elektromotors EM2 zum motorzugewandten Ende 50 des Gangwechselgetriebes 8. In 2 ist weist ein Ende also nach links und eines nach rechts. Die Elektromotoren EM1 und EM2 sind in axialer Richtung teilweise überlappend angeordnet. Durch die weiter oben bereits beschriebene Anordnung der Schaltelemente S1 und S2 und die Ausbildung des Rückwärtsgangs ohne Umkehrzahnrad wird so eine Länge der Hybrid-Getriebeeinrichtung 3 mit wenig mehr als 30 cm ermöglicht.
  • 3 zeigt eine Abwandlung des Aufbaus nach 2. Dabei ist als einziger Unterschied der Elektromotor EM1 im Getriebe entfallen. Eine elektrische Lastschaltbarkeit kann dann zwischen dem Elektromotor EM2 in der Hybrid-Getriebeeinrichtung 3 und der elektrischen Achse 6 erzielt werden.
  • 4 zeigt eine Seitenansicht des Getriebes nach 2. Dabei sind die Achsen A4 und A5 der Elektromotoren EM1 und EM2 oberhalb und seitlich der Achse A1 der ersten Getriebeeingangswelle 12 und auch der zweiten Getriebeeingangswelle 14 angeordnet. Die Achse A2 der Vorgelegewelle 34 und die Achse A3 des Differenzials 32 liegen vorteilhafterweise unterhalb der Achse A1 der ersten Getriebeeingangswelle 12. Die Achsen A4 und A5 sind dabei symmetrisch zur Achse A1 dahingehend angeordnet, dass der Abstand der Achsen A4 und A5 zur Achse A1 gleich ist und auch der Winkel im Vergleich zur Lotrechten 52 gleich ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kraftfahrzeug
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    Hybrid-Getriebeeinrichtung
    4
    Steuerungseinrichtung
    5
    Hybrid-Antriebsstrang
    6
    elektrische Achse
    7
    Vorderachse
    8
    Gangwechselgetriebe
    9
    Kurbelwelle
    10
    Dämpfungseinrichtung
    12
    erste Getriebeeingangswelle
    14
    zweite Getriebeeingangswelle
    16
    Festrad
    18
    Festrad
    20
    Ende
    21
    Ende
    22
    Ende
    23
    Ende
    24
    Losrad
    26
    Teilgetriebe
    30
    Teilgetriebe
    32
    Differenzial
    34
    Vorgelegewelle
    36
    Losrad
    38
    Losrad
    40
    Festrad
    42
    Zahnrad
    44
    Ausgangswelle
    46
    motorabgewandtes Ende
    48
    Ausgangswelle
    50
    motorzugewandtes Ende
    52
    Lotrechte
    K3
    Kupplung
    S1
    Schalteinrichtung
    S2
    Schalteinrichtung
    A
    Schaltkupplung
    B
    Schaltkupplung
    C
    Schaltkupplung
    EM1
    Elektromotor
    EM2
    Elektromotor
    A1
    Achse
    A2
    Achse
    A3
    Achse
    A4
    Achse
    A5
    Achse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011005451 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Hybrid-Getriebeeinrichtung (3) mit wenigstens einer Antriebseinrichtung (EM2), einem Getriebe (4) mit einer ersten Getriebeeingangswelle (12) und einer auf der ersten Getriebeeingangswelle (12) gelagerten zweiten Getriebeeingangswelle (14), wobei auf der zweiten Getriebeeingangswelle (14) wenigstens zwei Gangräder (16, 18) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gangrad (16) der größten Gangstufe (G3) auf der zweiten Getriebeeingangswelle (14) in axialer Richtung zur Außenseite (46, 50) hin angeordnet ist.
  2. Hybrid-Getriebeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Gangräder (16, 18) Gangräder ungerader Gänge (G1, G3) sind.
  3. Hybrid-Getriebeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybrid-Getriebeeinrichtung (3) eine Verbindungskupplung (K3) zur Verbindung der ersten Getriebeeingangswelle (12) und der zweiten Getriebeeingangswelle (14) aufweist.
  4. Hybrid-Getriebeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebeeingangswelle (12), bevorzugt über eine Dämpfungseinrichtung (10), kupplungsfrei mit einer Kurbelwelle (9) verbunden oder verbindbar ist.
  5. Hybrid-Getriebeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebeeingangswelle (14) antriebsseitig ausschließlich mit der ersten Getriebeeingangswelle (12) verbindbar ist.
  6. Hybrid-Getriebeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Getriebeeingangswelle (12) und/oder der zweiten Getriebeeingangswelle (14) wenigstens eine Antriebseinrichtung (EM1, EM2) zugeordnet ist.
  7. Hybrid-Getriebeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybrid-Getriebeeinrichtung (3) genau zwei zweiseitige Schalteinrichtungen (S1, S2) zur Erzeugung drei verbrennungsmotorischer und/oder elektrischer Gangstufen (V1, V2, V3, E1, E2, E3) aufweist.
  8. Hybrid-Getriebeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybrid-Getriebeeinrichtung (3) eine Differenzialanordnung (32) aufweist, die in axialer Richtung am motorseitigen Ende (21) der ersten Getriebeeingangswelle (12) angeordnet ist.
  9. Hybrid-Getriebeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebseinrichtung (EM1) und/oder die zweite Antriebseinrichtung (EM2) achsparallel angeordnet sind.
  10. Hybrid-Getriebeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybrid-Getriebeeinrichtung (3) wenigstens eine, insbesondere genau eine, Vorgelegewelle (34) aufweist.
  11. Hybrid-Getriebeeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorgelegewelle (34) und/oder der ersten Getriebeeingangswelle (12) wenigstens eine, insbesondere genau eine, Schalteinrichtung (S1, S2) angeordnet ist.
  12. Hybrid-Getriebeeinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorgelegewelle (34) genau ein Festrad zur Bildung einer VorwärtsGangstufe (G2) angeordnet sind.
  13. Hybrid-Getriebeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Antriebseinrichtung (EM2) an ein Gangzahnrad (16), insbesondere ein Gang-Festrad, angebunden ist.
  14. Hybrid-Getriebeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybrid-Getriebeeinrichtung (3) zwei Teilgetriebe (26, 28) aufweist, wobei eines der Teilgetriebe (26) eine einzige Gangstufe (G2), insbesondere die zweite Gangstufe (G2), umfasst.
  15. Kraftfahrzeug (1) mit einer Hybrid-Getriebeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybrid-Getriebeanordnung (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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