Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung eines Hybridantriebs für ein Kraftfahrzeug, grundsätzlich ist ein Hybridantrieb aus dem Stand der Technik bekannt. Aus der DE 43 11 697 A1 ist eine Hybridanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem elektromechanischen Energiewandler, welche jeweils alleine oder gemeinsam zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs herangezogen werden können, bekannt.

Gegenüber einem rein elektrischen oder einem rein Verbrennungsmotorischen Antrieb ergibt sich bei einem Hybridantrieb, welcher zwei unterschiedliche Arten von Antriebsmaschinen aufweist, eine Mehrung des Bauraumbedarfs, insbesondere auch durch häufig notwendige Getriebe zum Koppeln der beiden Antriebsmaschinen wird dieser größere Bauraumbedarf noch weiter erhöht. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Antriebsvorrichtung eines Hybridantriebs mit geringem Bauraumbedarf anzugeben. Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß Patentanspruch 1 gelöst, zu bevorzugende Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Gemäß einer Grundidee der Erfindung weist die Antriebsvorrichtung einen Brennkraftmaschinenanschluss auf. Dieser Brennkraftmaschinenanschluss ist zum Aufnehmen von Antriebsleistung von einer Brennkraftmaschine eingerichtet. Im Sinn der Erfindung ist unter einer Brennkraftmaschine eine thermische Kraftmaschine mit innerer Verbrennung zu verstehen und bevorzugt ist darunter eine Brennkraftmaschine in Hubkolbenbauweise zu verstehen.

Die Antriebsleistung von der Brennkraftmaschine ist in Form von Drehzahl und Drehmoment (mechanische Leistung) auf den Brennkraftmaschinenanschluss übertragbar, vorzugsweise ausgehend von einer sogenannten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Vorzugsweise ist die Kurbelwelle unmittelbar mit dem Brennkraftmaschinenanschluss gekoppelt und bevorzugt ist, bezogen auf die Übertragung von Antriebsleistung zwischen dem Brennkraftmaschinenanschluss und der Kurbelwelle eine Einrichtung zum Reduzieren von Drehschwingungen angeordnet. Derartige Einrichtungen sind aus dem Stand der Technik in verschiedensten Bauformen, insbesondere als Ein- oder Mehrmassenschwungräder oder als aktive oder passive Drehschwingungsdämpfer oder dergleichen bekannt, wobei die Erfindung nicht auf eine bestimmte Ausprägung einer solchen Einrichtung eingeschränkt ist. Weiter vorzugsweise sind die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der Brennkraftmaschinenanschluss koaxial zueinander angeordnet. Im Sinn der Erfindung kann der Brennkraftmaschinenanschluss als ein Wellenabschnitt oder ein Wellenbauteil verstanden werden, wobei dieses Bauteil im planmäßigen Betrieb um eine Achse rotierbar gelagert ist. Vorzugsweise findet bei dieser Übertragung der Antriebsleistung keine Wandlung dieser, insbesondere nicht durch ein Getriebe oder dergleichen, statt, vielmehr ist die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und damit die Brennkraftmaschine, direkt und vorzugsweise dauerhaft, mit dem Brennkraftmaschinenanschluss gekoppelt.

Weiter weist die Antriebsvorrichtung einen Elektromotorgenerator auf, welcher zum Abgeben von Antriebsleistung an einen Elektromotorgeneratoranschluss eingerichtet ist. Im Sinne der Erfindung ist unter dem Elektromotorgenerator ein elektromechanischer Energiewandler zu verstehen, welcher zum Abgeben beziehungsweise Aufnehmen von mechanischer Leistung (Drehzahl, Drehmoment) eingerichtet ist. Weiter ist ein solcher elektromechanischer Energiewandler mit elektrischer Leistung (Spannung, Strom) betreibbar. Weiter ist der Elektromotorgenerator vorzugsweise auch zum Aufnehmen von Antriebsleistung von dem Elektromotorgeneratoranschluss eingerichtet, welche vorzugsweise einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs zuführbar ist und bevorzugt teilweise oder vollständig in einem elektrochemischen Energiespeicher abspeicherbar ist. Mittels des Elektromotorgenerators ist es ermöglicht, eine Vielzahl von Betriebsmodi und ein besonders effizientes Antreiben des Kraftfahrzeugs darzustellen.

Weiter weist die Antriebsvorrichtung eine Koppelungseinrichtung auf, welche zum selektiven Koppeln und Entkoppeln sowohl des Brennkraftmaschinenanschlusses als auch des Elektromotorgeneratoranschlusses mit wenigstens einem Triebstranganschluss eingerichtet. Im Sinn der Erfindung ist unter dem Triebstranganschluss ein Wellenabschnitt beziehungsweise ein Wellenbauteil zu verstehen, welches im planmäßigen Betrieb um eine Achse rotierbar gelagert ist und zum Übertragen von mechanischer Leistung eingerichtet ist. Im Sinn der Erfindung ist unter der Koppelungseinrichtung eine, insbesondere reibschlüssige, Kupplung oder eine Drehmomentwandler zu verstehen, wobei auch ein Drehmomentwandler zusätzlich eine reibschlüssige oder formschlüssige oder reibformschlüssige Kupplung (sogenannte Wandlerüberbrückungskupplung) aufweisen kann. Weiter vorzugsweise ist der Triebstranganschluss mit dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gekoppelt oder koppelbar. Vorzugsweise ist der Triebstranganschluss mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes gekoppelt oder koppelbar, vorzugsweise eines Geschwindigkeitswechselgetriebes.

Der Triebstranganschluss ist damit zum Abgeben von Antriebsleistung an einen Triebstrang, insbesondere in Richtung einer angetriebenen Achse eines Kraftfahrzeugs oder wenigstens in Richtung eines Antriebsrads eines Kraftfahrzeugs, eingerichtet.

Weiter weist die Koppelungseinrichtung einen radial außenliegenden Antriebsteil und einen radial innerhalb des Antriebsteils liegenden Koppelungsabschnitt, welcher zum selektiv drehfesten Verbinden des Antriebsteils mit dem wenigstens einen Triebstranganschluss eingerichtet ist, auf. Bildlich gesprochen ist im Fall einer geschlossenen Koppelungseinrichtung Antriebsleistung von dem Antriebsteil auf den Triebstranganschluss übertragbar. Weiter vorzugsweise ist unter dem Koppelungsabschnitt der geometrische Bereich der Koppelungseinrichtung zu verstehen, in welchem die für die selektive Übertragung der Antriebsleistung vorgesehenen Bauteile angeordnet sind, im Fall einer Reibkupplung ist das der Bereich in welchem die Reiblamelle oder Reiblamellen angeordnet sind oder im Fall eines Drehmomentwandlers der Bereich in welchem das Turbinen- und Pumpenrad angeordnet ist.

Vorzugsweise ist das Antriebsteil der Koppelungseinrichtung als dasjenige Bauteil zu verstehen, auf welches sowohl die Antriebsleistung der Brennkraftmaschine als auch des Elektromotorgenerators übertragbar ist und welches in Richtung der Leistungsübertragung vom Brennkraftmaschinenanschluss zum Triebstranganschluss vor dem Koppelungsabschnitt angeordnet ist. Weiter vorzugsweise ist das Antriebsteil als Welle oder Wellenbauteil zu verstehen, vorzugsweise als Hohlwelle. Weiter weist das Antriebsteil auf einer Außenumfangsfläche einen Leistungsübertragungsabschnitt auf. Der Leistungsübertragungsabschnitt ist der geometrische Bereich des Antriebsteils, welcher zum Aufnehmen von Antriebsleistung von dem Elektromotorgenerator, oder zum Abgeben von Antriebsleistung in Richtung zum Elektromotorgenerator, eingerichtet ist. Im Fall der Ausgestaltung des Leistungsübertragungsabschnitts als Zahnrad ist insbesondere unter der Längserstreckung dieses Leistungsübertragungsabschnitts, die aktive Zahnradbreite dieses Zahnrads zu verstehen, da diese unmittelbar an der Leistungsübertragung vom Elektromotorgenerator beteiligt ist.

Wie dargelegt sind sowohl der Brennkraftmaschinenanschluss, wie auch der Elektromotorgeneratoranschluss, im planmäßigen Betrieb zur Übertragung von Antriebsleistung rotierbar und konzentrisch zueinander und damit konzentrisch zu einer sogenannten Hauptantriebsachse angeordnet.

Der Leistungsübertragungsabschnitt überdeckt in Längsrichtung dieser Hauptantriebsachse den Koppelungsabschnitt der Koppelungseinrichtung wenigstens teilweise oder vorzugsweise vollständig. Vorzugsweise ist der Leistungsübertragungsabschnitt in dieser Längsrichtung innerhalb des Koppelungsabschnitts angeordnet. Insbesondere durch eine solche geometrische Schachtelung ist ein geringer axialer (Längsrichtung der Hauptantriebsachse)

Bauraumbedarf erreichbar.

Weiter ist eine Elektromotorachse, um welche eine Elektromotorwelle, welche zur Abgabe beziehungsweise zur Aufnahme von mechanischer Antriebsleistung von dem Elektromotorgenerator beziehungsweise zu dem Elektromotorgenerator, eingerichtet ist, achsparallel und radial beabstandet zu der Hauptantriebsachse angeordnet. Insbesondere durch eine solche Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung ist es ermöglicht, den elektromechanischen Energiewandler (Elektromotorgenerator) geometrisch neben der Koppelungseinrichtung anzuordnen. Weiter ist es ermöglicht, bei der Leistungsübertragung vom/zum Elektromotorgenerator eine von 1 :1 verschiedene Übersetzung, vorzugsweise eine Übersetzung ins Langsame vom

Elektromotorgenerator zum Antriebsteil, vorzusehen und so einen besonders kompakt bauenden Elektromotorgenerator zu verwenden. Dies ist insbesondere im Gegensatz zu einem konzentrisch zur Hauptantriebsachse angeordneten Elektromotorgenerator zu sehen, welcher sich ringförmige um die Hauptantriebsachse erstreckt und einen größeren Bauraumbedarf aufweist als die vorgeschlagene Lösung.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Koppelungseinrichtung als Doppelkupplung ausgebildet. Eine Doppelkupplung weist neben dem beschriebenen Triebstranganschluss einen weiteren Triebstranganschluss auf, da insbesondere mit einer solchen Doppelkupplung zwei Teilgetriebe angesteuert werden können und damit zwei T riebstranganschlüsse vorteilhaft sind. Weiter weist die Doppelkupplung eine radial außenliegende erste Teilkupplung auf und eine radial innerhalb der ersten Teilkupplung angeordnete zweite Teilkupplung. Mittels diesen beiden Teilkupplungen kann selektiv auf den Triebstranganschluss oder den weiteren Triebstranganschluss Antriebsleistung von Antriebsteil übertragen werden. Aus dem Stand der T echnik ist eine Doppelkupplung als solche, beziehungsweise Doppelkupplungsgetriebe als solche bekannt. Um die Funktionalität der selektiven Ansteuerung von zwei Triebstranganschlüssen zur Verfügung zu stellen, ist die erste Teilkupplung zum selektiv drehfesten Verbinden des Antriebsteils mit dem zuvor genannten Triebstranganschluss eingerichtet ist und die zweite Teilkupplung ist zum selektiv drehfesten Verbinden des Antriebsteils mit dem weiteren Triebstranganschluss eingerichtet. Insbesondere mittels einer Doppelkupplung ist ein sogenanntes Doppelkupplungsgetriebe vorteilhaft ansteuerbar, wobei ein solches Doppelkupplungsgetriebe einen effizienten und insbesondere auch komfortablen Antrieb eines Kraftfahrzeugs ermöglicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform überdeckt die erste Teilkupplung die zweite Teilkupplung in Längsrichtung der Hauptantriebsachse teilweise oder vorzugsweise vollständig. Insbesondere durch eine solche Anordnung ist ein geringer axialer Bauraumbedarf erreichbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kupplungseinrichtung nicht als Doppelkupplung ausgebildet, sondern als Drehmomentwandler. Drehmomentwandler sind hydrodynamische Einrichtungen und in Kombination mit sogenannten Automatikgetrieben aus dem Stand der Technik bekannt. Weiter weist ein solcher Drehmomentwandler zur Übertragung von Drehmoment ein sogenanntes Pumpenrad, ein Turbinenrad und in der Regel auch ein Leitrad auf. Vorzugsweise weist der Drehmomentwandler zusätzlich eine reibschlüssige oder formschlüssige Kupplung, sogenannte Wandlerüberbrückungskupplung, auf. Dabei ist der Drehmomentwandler zum Übertragen von Antriebsleistung von dem Antriebsteil, also von der Brennkraftmaschine und/oder dem Elektromotorgenerator auf den wenigstens einen T riebstranganschluss ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Leistungsübertragungsabschnitt am Antriebsteil als Zahnrad ausgebildet. Dabei kann dieses Zahnrad geometrisch als Zahnradkranz aufgefasst werden. Dieses Zahnrad ist zur Leistungsaufnahme von dem Elektromotorgenerator, welcher zur Übertragung von Antriebsleistung ein Elektromotorritzel aufweist eingerichtet. Vorteilhafterweise weist das Zahnrad gegenüber dem Elektromotorritzel einen relativen großen Durchmesser auf, so dass eine Übersetzung vom Elektromotorgenerator zum Antriebsteil ins Langsame erreicht wird. Insbesondere mit einer solchen Ausgestaltung ist ein Elektromotorgenerator mit geringeren Strömen betreibbar, verglichen mit einem Elektromotorgenerator mit 1 :1 Übersetzung, wie dies insbesondere bei konzentrischer Anordnung des Elektromotorgenerators zur Hauptantriebsachse der Fall wäre. Insbesondere mit einem Zahnradgetriebe sind hohe Antriebsleistungen mit hohem Wirkungsgrad übertragbar und somit ist ein effizienter Antrieb auf kleinem Bauraum erreichbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Leistungsübertragungsabschnitt als Zugmittelrad ausgebildet und insbesondere ist zur Leistungsaufnahme von dem Elektromotorgenerator ein endloses Zugmittel vorgesehen, welches die Antriebsleistung auf dieses Zugmittelrad überträgt. Vorzugsweise ist in dieser Ausführungsform das Zugmittelrad als Kettenrad und das endlos Zugmittel als Kette ausgebildet. Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Arten von Ketten bekannt, wobei die Erfindung nicht auf eine bestimmte Art von Ketten beschränkt ist. Insbesondere Ketten sind geeignet, im Vergleich zu Zahnrädern, große Achsabstände bei kleinem Bauraumbedarf zu überwinden. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung mit dem endlosen Zugmittel ist das Zugmittelrad als Riemenrad und das endlose Zugmittel ist demnach als Riemen ausgebildet. Wie bei Ketten sind auch bei Riemen verschiedene Arten von Riemen und damit korrespondierenden Riemenrädern bekannt, die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Art von Riemen als endloses Zugmittel beschränkt.

Nachfolgend ist eine Ausführungsform der Erfindung sowie einzelne Merkmale dieser anhand der teilweise schematisierten Figuren näher erläutert, dabei zeigt: Fig. 1 : einen Teilschnitt durch eine Antriebsvorrichtung mit Doppelkupplung als Koppelungseinrichtung.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass bei einem Hybridantrieb zwischen der Brennkraftmaschine und dem Hauptgetriebe, in der Regel ist dieses als Doppelkupplungsgetriebe oder als Automatikgetriebe in Planetengetriebebauweise ausgebildet, ein zusätzlicher Antrieb, in der Regel ein Elektromotorgenerator, eingefügt ist, diese wird auch als „P1 -Scheibe" bezeichnet. Diese zusätzlich eingefügte E- Maschine (Elektromotorgenerator) kann sowohl eine zur Kurbelwelle koaxiale E- Maschine oder eine achsparallele und radial versetzte E-Maschine, bezogen auf die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, mit einem Riemen-, Ketten- oder Zahnradabtrieb sein. Die Breite eines solchen Antriebes summiert sich auf die gesamte axiale Breite des Antriebes, also auf die Erstreckung in Richtung der Rotationsachse der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Weiter ist es auch bekannt, ein Hybridantrieb dadurch zu erreichen, dass auf der getriebeabgewandten Seite der Brennkraftmaschine die E-Maschine angeordnet ist und, dass diese auf die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine einwirken kann, sogenannte PO-Architektur. Auch bei der PO-Architektur wird die axiale Breite des Antriebes um die Breite des elektrischen Antriebes vergrößert. Weiter sind Anordnungen bekannt, welche eine Anbindung einer E-Maschine nach der Trennkupplung, wobei die Trennkupplung zum selektiven Unterbrechen der Drehmomentübertragung von der Brennkraftmaschine auf das Hauptgetriebe, oder nach der Doppelkupplung beziehungsweise an anderen Wellen des Hauptgetriebes oder des dem Hauptgetriebe nachgeordneten Triebstrangs darstellen, jedoch können solche Ausgestaltungen funktionale Nachteile aufweisen oder zu einer Mehrung des Bauraumbedarfs führen. Insbesondere die oben genannten Systeme, vor allem die PO, P1-Anordnung benötigen zusätzlichen axialen Bauraum, um die Leistung der E-Maschine auf die Antriebswelle bzw. auf eine Getriebeeingangswelle zu übertragen.

Wie dargelegt schlägt die Erfindung als Grundkonzept zur Umgehung dieser Probleme vor, eine koaxiale Anordnung eines Riemen-, Ketten- oder Zahnrades auf dem äußeren Durchmesser bzw. dem äußeren Maschinenelement der vorhandenen Doppelkupplung (im Fall dass das Hauptgetriebe als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist) oder des vorhandenen Drehmomentwandlers (im Fall dass das Hauptgetriebe als Automatikgetriebe in Planetengetriebebauweise ausgebildet ist) aufzubringen, der geometrische Ort an dem dieses Riemen-, Ketten- oder Zahnrad angeordnet ist, wird als Leistungsübertragungsabschnitt bezeichnet. Da beispielsweise das Zahnrad nicht neben der Doppelkupplung angebracht wird, sondern auf dieser, wird der axiale Bauraum nicht um die Breite des Zahnrades vergrößert und eine platzsparende Leistungsübertragung von dem Elektromotorgenerator ist ermöglicht. Anders gewendet ist eine derart ausgestaltete Antriebsvorrichtung im Vergleich zu bekannten Systemen axial deutlich kürzer und im Vergleich zum konventionellen Antrieb, Antriebsmaschine „nur“ Brennkraftmaschine, nur geringfügig oder gar nicht breiter.

In Figur 1 ist das Zahnrad 15 auf dem als äußerer Lamellenträger ausgestalteten Antriebsteil 6 angeordnet. Das Antriebsteil 6 und damit der Lamellenträger ist Teil der Koppelungseinrichtung, welche als Doppelkupplung 3 ausgestaltet ist, diese weist eine radial äußere erste Teilkupplung 3a und eine radial innere zweite Teilkupplung 3b auf und mit dieser ist ein Doppelkupplungsgetriebe (nicht dargestellt) ansteuerbar.

Das Lamellenpaket der ersten Teilkupplung 3a ist über einen ersten Kupplungsaktuator 10 ansteuerbar und bei geschlossener erster Teilkupplung 3a ist Antriebsleistung von der Brennkraftmaschine 1 oder vom Elektromotorgenerator 2 oder von beiden gemeinsam vom Antriebsteil 6 auf den Triebstranganschluss 7 übertragbar. Die zweite Teilkupplung 3b weist ein weiteres Lammellenpaket auf, welches über einen zweiten Kupplungsaktuator 11 ansteuerbar ist und bei geschlossener zweiter Teilkupplung 3b ist Antriebsleistung von der Brennkraftmaschine 1 oder vom Elektromotorgenerator 2 oder von beiden gemeinsam über das Antriebsteil 6 auf den weiteren Triebstranganschluss 8 übertragbar.

Das Antriebsteil 6, beziehungsweise der äußere Lamellenträger, ist direkt mit einer Einrichtung zum Reduzieren von Drehschwingungen, sogenanntes DU-System 9, gekoppelt oder detaillierter ausgedrückt, ist das Antriebsteil 6 mit der Sekundärseite des DU-Systems verbunden, diese Verbindungsstelle kann als der Brennkraftmaschinenanschluss 12 verstanden werden. Durch diese Anordnung ist das Antriebsteil 6 direkt mit der Kurbelwelle 17 der Brennkraftmaschine 1 verbunden aber schwingungstechnisch von dieser entkoppelt oder weitgehend entkoppelt. Der Antrieb vom Elektromotorgenerator 2, also der E-motorische Antrieb, erfolgt auf die gleiche Welle, also auf das Antriebsteil 6, wie der Antrieb der Brennkraftmaschine 1. Zum Übertragen der Antriebsleistung weist der Elektromotorgenerator 2 eine Elektromotorwelle 21 auf, die im planmäßigen Betrieb bei der Leistungsabgabe um die Elektromotorachse 20 rotiert.

Der Elektromotorgenerator 2 (E-motorischer Antrieb) des Hybridantriebes wird bei der vorgeschlagenen Anordnung parallel zur Rotationsachse der Kurbelwelle (Hauptantriebsachse 16) der Brennkraftmaschine 1 und in radialer Richtung 19 beabstandet zu dieser, angeordnet. Die genannte Rotationsachse, welche also auch die Rotationsachse des Antriebsteils 6 im planmäßigen Betrieb ist, wird als Hauptantriebsachse 16 bezeichnet. Es ist vorgeschlagen, den Elektromotorgenerator 2 im oberen Bereich des Getriebegehäuses 4 des Doppelkupplungsgetriebes oder des Automatikgetriebes zu verorten. Dabei ist der in der Figur dargestellte Abschnitt des Getriebegehäuses 4 ein Lagerdeckel des Doppelkupplungsgetriebes. Die Doppelkupplung 3 ist über die Doppelkupplungslagerung 5 im Getriebegehäuse 4 gelagert.

Der Elektromotorgenerator 2 treibt das Elektromotorritzel 14 an, welches zur Übertragung der Antriebsleistung mit dem Zahnrad 15 auf dem als Lamellenträger ausgestalteten Antriebsteil 6 kämmt, wobei die aktive Verzahnungsbreite dieses Zahnrads 15 somit den Elektromotorgeneratoranschluss 13 bildet. Die Kombination Elektromotorritzel 14/Zahnrad 15 weist eine Übersetzung ist Langsame auf.

Gegenüber einem bekannten konventionellen Antrieb (nur Brennkraftmaschine als Antriebsmaschine vorgesehen) kann gegebenenfalls eine geringfügige Mehrung des Bauraums in Längsrichtung 18 für die Verstärkung der ursprünglichen Lagerung der Elemente benötigt werden. Weiter kann es vorgesehen sein, ein vorhandenes Radial - Rollenlager der Doppelkupplung im Getriebegehäuse durch ein gegebenenfalls größeres Rillenkugellager zu ersetzen.

Bezugszeichenliste: