Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit einem solchen Hybridantriebssystem.

Die US 2010 / 0 035 718 A1 , die DE 102016213 713 A1 , die DE 10 2015223 026 A1 und die DE 102018 000 183 A1 zeigen Getriebe mit einem ein Planetengetriebe aufweisendes erstes Teilgetriebe sowie mit einem zumindest eine Stirnradstufe aufweisenden zweiten Teilgetriebe.

Die gattungsgemäße DE 102017 006 082 A1 offenbart eine Hybridantriebsvorrichtung, mit einem Verbrennungsmotor, mit einer elektrischen Maschine, die einen Rotor aufweist, mit einem ein Planetengetriebe aufweisendes erstes Teilgetriebe sowie mit einem eine Stirnradstufe aufweisenden zweiten Teilgetriebe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, zu schaffen, sodass ein besonders effizienter Betrieb des Hybridantriebssystems und eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisiert werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Hybridantriebssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben. Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein auch als Hybridantriebseinrichtung bezeichnetes oder als Hybridantriebseinrichtung ausgebildetes Hybridantriebssystem für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand das Hybridantriebssystem aufweist und mittels des Hybridantriebssystems angetrieben werden kann. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs aufeinanderfolgend und somit hintereinander angeordnete, einfach auch als Achsen bezeichnete Fahrzeugachsen auf. Die jeweilige Fahrzeugachse weist beispielsweise wenigstens oder genau zwei einfach auch als Räder bezeichnete Fahrzeugräder auf. Die Fahrzeugräder sind Bodenkontaktelemente, über welche das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs nach unten hin an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Die jeweiligen Fahrzeugräder der jeweiligen Fahrzeugachse sind beispielsweise auf in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs einander gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet. Wird das Kraftfahrzeug entlang des Bodens gefahren, während das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Bodenkontaktelemente an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Fahrzeugräder, insbesondere direkt, an dem Boden ab. Mittels des Hybridantriebssystems sind beispielsweise die Fahrzeugräder wenigstens oder genau einer der Fahrzeugachsen antreibbar, oder mittels des Hybridantriebssystems können die Fahrzeugräder beider Fahrzeugachsen angetrieben werden. Die mittels des Hybridantriebssystems antreibbaren Fahrzeugräder werden auch als Antriebsräder, antreibbare Räder oder angetriebene Räder bezeichnet. Wenn im Folgenden die Rede von den Fahrzeugrädern ist, so sind darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die Antriebsräder zu verstehen.

Das Hybridantriebssystem weist eine Verbrennungskraftmaschine auf, welche auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Die Verbrennungskraftmaschine weist eine Kurbelwelle auf, über welche die Verbrennungskraftmaschine erste Antriebsdrehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, insbesondere zum Antreiben der Antriebsräder, bereitstellen kann. Somit ist die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise als ein Hubkolbenmotor ausgebildet. Das Hybridantriebssystem umfasst außerdem eine elektrische Maschine, welche einen Rotor aufweist. Die elektrische Maschine kann über den Rotor zweite Antriebsdrehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, insbesondere zum Antreiben der Fahrzeugräder, bereitstellen. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden. Da das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine und mittels der elektrischen Maschine angetrieben werden kann, ist das Kraftfahrzeug vorzugsweise als Hybridfahrzeug ausgebildet. Ganz vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebsoder Nennspannung, beispielsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Beispielsweise weist die elektrische Maschine einen Stator auf, mittels welchem der Rotor antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Die Kurbelwelle ist beispielsweise um eine Kurbelwellendrehachse relativ zu einem beispielsweise als Motorblock, insbesondere als Zylinderblock, ausgebildeten Gehäuseelement der Verbrennungskraftmaschine drehbar. Beispielsweise sind die Kurbelwelle und der Rotor koaxial zueinander angeordnet, sodass die Maschinendrehachse mit der Kurbelwellendrehachse zusammenfällt.

Das Hybridantriebssystem weist außerdem ein Achsgetriebe auf. Insbesondere ist der Achsgetriebe der Fahrzeugachse zugeordnet, deren Fahrzeugräder mittels der Verbrennungskraftmaschine und mittels der elektrischen Maschine angetrieben werden können. Insbesondere können die Fahrzeugräder über das Achsgetriebe von der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere von der Kurbelwelle, sowie von der elektrischen Maschine, insbesondere von dem Rotor, angetrieben werden. Ganz insbesondere ist das Achsgetriebe ein einfach auch als Differential bezeichnetes Differentialgetriebe. Auf das Achsgetriebe kann beispielsweise ein jeweiliges, aus dem jeweiligen, ersten Antriebsdrehmoment und/oder aus dem jeweiligen, zweiten Antriebsdrehmoment resultierendes Eingangsdrehmoment übertragen werden. Mit anderen Worten kann das jeweilige Eingangsdrehmoment in das Achsgetriebe eingeleitet werden, wodurch das Achsgetriebe antreibbar ist. Beispielsweise ist das jeweilige Eingangsdrehmoment das jeweilige, erste Antriebsdrehmoment und/oder das jeweilige, zweite Antriebsdrehmoment. Insbesondere kann beispielsweise über das Achsgetriebe oder mittels des Achsgetriebes das jeweilige, in das Achsgetriebe eingeleitete oder einleitbare Eingangsdrehmoment auf die Fahrzeugräder aufgeteilt und übertragen werden, insbesondere hälftig, sodass über das Achsgetriebe die Fahrzeugräder von dem jeweiligen Eingangsdrehmoment und somit von der Verbrennungskraftmaschine und/oder von der elektrischen Maschine antreibbar sind. Insbesondere weist das Achsgetriebe die aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannte Funktion auf, dass das Achsgetriebe bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs unterschiedliche Drehzahlen der Fahrzeugräder zulässt, insbesondere derart, dass sich das kurvenäußere Fahrzeugrad mit einer größeren Drehzahl dreht oder drehen kann als das kurveninnere Fahrzeugrad, insbesondere während die Fahrzeugräder über das Achsgetriebe von der Verbrennungskraftmaschine und von der elektrischen Maschine antreibbar sind oder von der elektrischen Maschine und/oder von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden.

Das Hybridantriebssystem weist außerdem ein, insbesondere zusätzlich zu dem Achsgetriebe vorgesehenes, Getriebe auf, über welches beispielsweise das Achsgetriebe von der elektrischen Maschine und von der Verbrennungskraftmaschine, das heißt von dem Rotor und der Kurbelwelle, antreibbar ist. Somit kann beispielsweise das Getriebe das jeweilige Eingangsdrehmoment bereitstellen. Beispielsweise kann in das Getriebe das jeweilige, erste Antriebsdrehmoment und das jeweilige, zweite Antriebsdrehmoment eingeleitet werden. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass in das Getriebe ein jeweiliges, aus dem jeweiligen, ersten Antriebsdrehmoment und/oder aus dem jeweiligen, zweiten Antriebsdrehmoment resultierendes Getriebedrehmoment eingeleitet werden kann, um dadurch das Getriebe anzutreiben, wobei beispielsweise das Getriebe das jeweilige, aus dem jeweiligen Getriebedrehmoment resultierende Eingangsdrehmoment bereitstellen kann. Somit ist beispielsweise bezogen auf einen Drehmomentenfluss, über welchen ein jeweiliges, von dem Rotor und von der Kurbelwelle bereitstellbares oder bereitgestelltes Drehmoment auf das Achsgetriebe übertragbar ist, um das Achsgetriebe und über das Achsgetriebe die Fahrzeugräder anzutreiben, das Achsgetriebe in dem Drehmomentenfluss angeordnet, wobei auch das Getriebe in dem Drehmomentenfluss angeordnet ist, und wobei beispielsweise das Getriebe stromauf des Achsgetriebes und stromab des Rotors angeordnet ist, wobei das Getriebe stromauf des Achsgetriebes und stromab der Kurbelwelle angeordnet ist.

Das Getriebe weist ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe auf. Das erste Teilgetriebe weist einen ersten Planetenradsatz auf, welcher auch als erster Planetensatz bezeichnet wird. Der erste Planetenradsatz weist ein erstes Sonnenrad, einen auch als erster Steg bezeichneten, ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad auf. Ferner weist der erste Planetenradsatz wenigstens ein erstes Planetenrad auf, welches, insbesondere gleichzeitig, mit dem ersten Hohlrad und mit dem ersten Sonnenrad kämmt, wobei ein Kämmen des ersten Sonnenrads mit dem ersten Hohlrad unterbleibt. Insbesondere ist das erste Planetenrad drehbar an dem ersten Planetenträger gehalten. Das erste Sonnenrad, das erste Hohlrad und der erste Planetenträger werden auch als Getriebeelemente des ersten Planetenradsatzes bezeichnet oder sind Getriebeelemente des ersten Planetenradsatzes. Dabei weist der erste Planetenradsatz ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element auf. Beispielsweise ist das erste Element ein erstes der Getriebeelemente, beispielsweise ist das zweite Element ein zweites der Getriebeelemente, und beispielsweise ist das dritte Element ein drittes der Getriebeelemente.

Das erste Teilgetriebe weist außerdem einen zweiten Planetenradsatz auf, welcher auch als zweiter Planetensatz bezeichnet wird. Der zweite Planetenradsatz, welcher vorzugsweise zusätzlich zu dem ersten Planetenradsatz vorgesehen ist, weist ein zusätzlich zu dem ersten Sonnenrad vorgesehenes, zweites Sonnenrad, einen zusätzlich zu dem ersten Planetenträger vorgesehenen, zweiten Planetenträger und ein zusätzlich zu dem ersten Hohlrad vorgesehenes, zweites Hohlrad auf, wobei der zweite Planetenträger auch als zweiter Steg bezeichnet wird. Der zweite Planetenradsatz weist wenigstens ein zweites Planetenrad auf, welches drehbar an dem zweiten Planetenträger gehalten ist. Insbesondere kämmt das zweite Planetenrad mit dem zweiten Sonnenrad und mit dem zweiten Hohlrad, insbesondere gleichzeitig, wobei ein Kämmen des zweiten Sonnenrads mit dem zweiten Hohlrad unterbleibt. Das zweite Sonnenrad, der zweite Planetenträger und das zweite Hohlrad werden auch als Planetengetriebeelemente bezeichnet oder sind Planetengetriebeelemente des zweiten Planetenradsatzes. Der zweite Planetenradsatz weist dabei ein viertes Element, ein fünftes Element und ein sechstes Element auf. Insbesondere ist das vierte Element ein erstes der Planetengetriebeelemente, wobei beispielsweise das fünfte Element ein zweites der Planetengetriebeelemente ist, und wobei beispielsweise das sechste Element ein drittes der Planetengetriebeelemente des zweiten Planetenradsatzes ist.

Das Hybridantriebssystem weist beispielsweise ein Gehäuse auf, wobei beispielsweise das erste Teilgetriebe, mithin der erste Planetenradsatz und/oder der zweite Planetenradsatz, zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet sein können. Insbesondere dann, wenn das jeweilige Getriebeelement nicht drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, kann das jeweilige Getriebeelement um eine Getriebeelementdrehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht werden, insbesondere durch Antreiben des jeweiligen Getriebeelements. Die Getriebeelementdrehachse wird auch als erste Planetenradsatzdrehachse bezeichnet. Insbesondere dann, wenn das jeweilige Planetengetriebeelement nicht drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, kann das jeweilige Planetengetriebeelement um eine Planetengetriebeelementdrehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht werden, insbesondere durch Antreiben des jeweiligen Planetengetriebeelements. Die Planetengetriebeelementdrehachse wird auch als zweite Planetenradsatzdrehachse bezeichnet. Insbesondere ist es denkbar, dass die Planetenradsätze koaxial zueinander angeordnet sind, sodass die Planetenradsatzdrehachsen zusammenfallen, mithin fällt dann die Getriebeelementdrehachse mit der Planetengetriebeelementdrehachse zusammen. Insbesondere ist es denkbar, dass die Verbrennungskraftmaschine und/oder die elektrische Maschine koaxial zu dem ersten Planetenradsatz und/oder koaxial zu dem zweiten Planetenradsatz angeordnet sind. Insbesondere verläuft die jeweilige Planetenradsatzdrehachse in axialer Richtung des Getriebes und des Hybridantriebssystems insgesamt, wobei beispielsweise die axiale Richtung des Getriebes, insbesondere des Hybridantriebssystems insgesamt, mit der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse zusammenfällt oder parallel zu der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse verläuft. Ferner ist es denkbar, dass die axiale Richtung des Getriebes in axialer Richtung des Achsgetriebes verläuft, insbesondere mit der axialen Richtung des Achsgetriebes zusammenfällt.

Das zweite Teilgetriebe weist eine Abtriebswelle auf, über welche beispielsweise das zweite Teilgetriebe und somit insbesondere das Getriebe das jeweilige Eingangsdrehmoment bereitstellen kann.

Das zweite Teilgetriebe weist eine insbesondere zusätzlich zu den Planetenradsätzen vorgesehene, erste Stirnradstufe auf, welche ein erstes Ausgangszahnrad als erstes Stirnrad aufweist. Das erste Ausgangszahnrad ist koaxial zu der Abtriebswelle angeordnet. Außerdem kämmt das erste Ausgangszahnrad mit einem drehfest mit dem ersten Hohlrad verbundenen oder verbindbaren, ersten Eingangszahnrad der ersten Stirnradstufe, wobei das erste Eingangszahnrad beispielsweise als zweites Stirnrad der ersten Stirnradstufe ausgebildet ist. Insbesondere kämmen das erste Ausgangszahnrad und das erste Eingangszahnrad direkt miteinander. Beispielsweise bezogen auf den zuvor genannten Drehmomentenfluss, entlang welchem das jeweilige Eingangsdrehmoment von dem Getriebe auf das Achsgetriebe übertragbar ist, sind das erste Ausgangszahnrad und das erste Eingangszahnrad in dem Drehmomentenfluss angeordnet, derart, dass das erste Ausgangszahnrad stromab des ersten Eingangszahnrads angeordnet ist.

Das zweite Teilgetriebe weist auch eine zweite Stirnradstufe auf, welche zusätzlich zu der ersten Stirnradstufe vorgesehen ist und ein zweites Ausgangszahnrad als drittes Stirnrad aufweist, welches koaxial zu der Abtriebswelle angeordnet ist und mit einem, insbesondere permanent, drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbundenen, zweiten Eingangszahnrad der zweiten Stirnradstufe kämmt. Insbesondere ist das zweite Eingangszahnrad ein viertes Stirnrad der zweiten Stirnradstufe. Insbesondere kämmen das zweite Eingangszahnrad und das zweite Ausgangszahnrad direkt miteinander. Bezogen auf den zuvor genannten Drehmomentenfluss sind beispielsweise das zweite Eingangszahnrad und das zweite Ausgangszahnrad in dem Drehmomentenfluss angeordnet, derart, dass das zweite Ausgangszahnrad stromab des zweiten Eingangszahnrads angeordnet ist. Insbesondere sind bezogen auf den Drehmomentenfluss die Teilgetriebe in dem Drehmomentenfluss angeordnet, insbesondere derart, dass das zweite Teilgetriebe stromab des ersten Teilgetriebes angeordnet ist, sodass das Achsgetriebe über das zweite Teilgetriebe von dem ersten Teilgetriebe antreibbar ist. Insbesondere ist bezogen auf den Drehmomentenfluss die Abtriebswelle in dem Drehmomentenfluss angeordnet, insbesondere derart, dass die Abtriebswelle stromauf des Achsgetriebes und stromab der Stirnradstufen angeordnet ist.

Das Hybridantriebssystem weist des Weiteren ein Abtriebszahnrad auf, welches insbesondere zusätzlich zu den Eingangszahnrädern und zusätzlich zu den Ausgangszahnrädern vorgesehen ist. Insbesondere ist die Abtriebswelle von dem ersten Ausgangszahnrad und von dem zweiten Ausgangszahnrad antreibbar, sodass beispielsweise die Abtriebswelle über das erste Ausgangszahnrad von dem ersten Eingangszahnrad und über das zweite Ausgangszahnrad von dem zweiten Eingangszahnrad antreibbar ist. Somit ist beispielsweise das jeweilige Ausgangszahnrad drehfest mit der Abtriebswelle verbunden oder verbindbar. Insbesondere ist es denkbar, dass das jeweilige Ausgangszahnrad permanent drehfest mit der Abtriebswelle verbunden sein kann.

Das Abtriebszahnrad ist permanent drehfest mit der Abtriebswelle verbunden. Außerdem kämmt das Abtriebszahnrad permanent mit einem Achsgetriebeeingangsrad, welches als Zahnrad ausgebildet ist. Unter dem Merkmal, dass das Abtriebszahnrad permanent mit dem Achsgetriebeeingangsrad kämmt, ist zu verstehen, dass das Hybridantriebssystem nicht etwa zwischen einem kämmenden Zustand, in welchem das Abtriebszahnrad mit dem Achsgetriebeeingangsrad kämmt, und einem nicht kämmenden Zustand, in welchem das Abtriebszahnrad nicht mit dem Achsgetriebeeingangsrad kämmt, umschaltbar ist, sondern das Abtriebszahnrad und das Achsgetriebeeingangsrad kämmen stets, das heißt immer und somit permanent, miteinander. Somit kann beispielsweise das jeweilige Eingangsdrehmoment von dem Abtriebszahnrad bereitgestellt und, insbesondere direkt, auf das Achsgetriebeeingangsrad übertragen und dadurch in das Achsgetriebe eingeleitet werden, wodurch das Achsgetriebe beispielsweise antreibbar und hierdurch insbesondere um eine Achsgetriebedrehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar ist. Durch Antreiben des Achsgetriebes können die Fahrzeugräder angetrieben werden. Das Hybridantriebssystem umfasst des Weiteren ein erstes Schaltelement, welches dazu ausgebildet ist, die Kurbelwelle drehtest mit dem ersten Sonnenrad zu verbinden. Dies bedeutet, dass mittels des ersten Schaltelements die Kurbelwelle drehtest mit dem ersten Sonnenrad verbindbar ist. Das erste Schaltelement kann beispielsweise zwischen einem ersten Koppelzustand und einem ersten Entkoppelzustand umgeschaltet werden. In dem ersten Koppelzustand ist mittels des ersten Schaltelements die Kurbelwelle drehfest mit dem ersten Sonnenrad verbunden. In dem ersten Entkoppelzustand gibt das erste Schaltelement die Kurbelwelle für eine um die Kurbelwellendrehachse beziehungsweise um die Getriebeelementdrehachse und relativ zu dem ersten Sonnenrad erfolgende Drehung frei, sodass in dem ersten Entkoppelzustand die Kurbelwelle und das erste Sonnenrad um die Kurbelwellendrehachse beziehungsweise um die Getriebeelementdrehachse relativ zueinander drehbar sind, und sodass insbesondere in dem ersten Entkoppelzustand keine Drehmomente über das erste Schaltelement zwischen der Kurbelwelle und dem ersten Sonnenrad übertragen werden können. Beispielsweise kann das erste Schaltelement, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, zwischen wenigstens einer den ersten Koppelzustand bewirkenden, ersten Koppelstellung und wenigstens einer den ersten Entkoppelstellung bewirkenden, ersten Entkoppelstellung bewegt werden.

Der Rotor der elektrischen Maschine ist derart mit dem ersten Hohlrad, insbesondere drehmomentübertragend und ganz insbesondere drehfest, gekoppelt oder koppelbar, dass das jeweilige, von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitgestellte oder bereitstellbare, erste Antriebsdrehmoment an dem ersten Hohlrad, das heißt über das erste Hohlrad in das Getriebe einleitbar ist. Mit anderen Worten ist der Rotor der elektrischen Maschine derart mit dem ersten Hohlrad gekoppelt oder koppelbar, dass Drehmomente, ausgehend von der elektrischen Maschine beziehungsweise von dem Rotor, an dem ersten Hohlrad und insbesondere über das erste Hohlrad in das Getriebe eingeleitet werden können.

Um nun einen besonders effizienten Betrieb des Hybridantriebssystems sowie eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der erste Planetenträger permanent drehfest mit dem zweiten Sonnenrad verbunden ist. Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Hybridantriebssystem ein zweites Schaltelement umfasst, welches dazu ausgebildet ist, das zweite Hohlrad drehfest mit dem Gehäuse des Hybridantriebssystems zu verbinden. Dies bedeutet, dass mittels des zweiten Schaltelements das zweite Hohlrad drehfest mit dem Gehäuse verbindbar ist. Beispielsweise kann das zweite Schaltelement zwischen einem zweiten Koppelzustand und einem zweiten Entkoppelzustand umgeschaltet werden. In dem zweiten Koppelzustand ist mittels des zweiten Schaltelements das zweite Hohlrad drehtest mit dem Gehäuse verbunden, mithin drehtest an dem Gehäuse festgelegt, sodass sich das zweite Hohlrad nicht um die Planetengetriebeelementdrehachse relativ zu dem Gehäuse drehen kann. In dem zweiten Entkoppelzustand gibt das zweite Schaltelement das zweite Hohlrad für eine um die Planetengetriebeelementdrehachse und relativ zu dem Gehäuse erfolgende Drehung frei, sodass in dem zweiten Entkoppelzustand das zweite Hohlrad um die Planetengetriebeelementdrehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht werden kann, und sodass in dem zweiten Entkoppelzustand keine Drehmomente über das zweite Schaltelement zwischen dem zweiten Hohlrad und dem Gehäuse übertragen werden können. Beispielsweise kann das zweite Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den zweiten Koppelzustand bewirkenden, zweiten Koppelstellung und wenigstens einer den zweiten Entkoppelzustand bewirkenden, zweiten Entkoppelstellung bewegt werden.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente wie beispielsweise das dritte Element und das erste Eingangszahnrad drehfest miteinander verbunden sind, zu verstehen, dass die drehfest miteinander verbundenen Bauelemente koaxial zueinander angeordnet sind und sich insbesondere dann, wenn die Bauelemente angetrieben werden, gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig um eine den Bauelementen gemeinsame Bauelementdrehachse wie beispielsweise der Getriebeelementdrehachse mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, drehen. Mit anderen Worten ist unter „drehfest“ Folgendes zu verstehen: Zwei drehbar gelagerte Elemente sind dann drehfest miteinander verbunden, wenn sie koaxial zueinander angeordnet und derart miteinander verbunden sind, dass sie sich mit gleicher Winkelgeschwindigkeit insbesondere um die Bauelementdrehachse und relativ zu dem Gehäuse drehen, wenn die Elemente angetrieben werden. Unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente wie beispielsweise der Rotor und das dritte Element drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, ist zu verstehen, dass die Bauelemente derart miteinander gekoppelt oder verbunden sind, dass Drehmomente zwischen den Bauelementen übertragen werden können, wobei dann, wenn die Bauelemente drehfest miteinander verbunden sind, die Bauelemente auch drehmomentübertragend miteinander verbunden sind. Unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente permanent drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, ist zu verstehen, dass nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem die Bauelemente drehmomentübertragend miteinander verbindenden Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist, in welchem keine Drehmomente zwischen den Bauelementen über das Schaltelement übertragen werden können, sondern die Bauelemente sind stets beziehungsweise immer und somit permanent drehmomentübertragend, das heißt derart miteinander verbunden, dass ein Drehmoment zwischen den Bauelementen übertragen werden kann. Somit ist beispielsweise eines der Bauelemente von dem jeweils anderen Bauelement antreibbar beziehungsweise umgekehrt. Insbesondere ist unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente wie beispielsweise die Abtriebswelle und das Abtriebszahnrad permanent drehtest miteinander verbunden sind, zu verstehen, dass nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem die Bauelemente drehtest miteinander verbindenden Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist, in welchem die Bauelemente voneinander entkoppelt und relativ zueinander drehbar sind, sodass keine Drehmomente zwischen den Bauelementen über das Schaltelement übertragen werden können, sondern die Bauelemente sind stets beziehungsweise immer, mithin permanent, drehtest miteinander verbunden oder gekoppelt.

Unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente drehtest oder drehmomentübertragend miteinander verbindbar oder koppelbar sind, ist insbesondere zu verstehen, dass den Bauelementen ein Umschaltelement zugeordnet ist, welches zwischen wenigstens einem Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist. In dem Koppelzustand sind die Bauelemente mittels des Umschaltelements drehtest oder drehmomentübertragend miteinander verbunden. In dem Entkoppelzustand sind die Bauelemente voneinander entkoppelt, sodass in dem Entkoppelzustand die Bauelemente relativ zueinander, insbesondere um die Bauelementdrehachse, drehbar sind, und insbesondere sodass keine Drehmomente über das Umschaltelement zwischen den Bauelementen übertragen werden können.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden auch als Ordinalia bezeichnete Ordnungszahlwörter wie zum Beispiel „erster“, „erstes“, „zweiter“, „zweites“ etc. nicht notwendigerweise verwendet, um eine Anzahl oder Menge von Elementen, auf die sich die Ordnungszahlwörter beziehen, anzugeben oder zu implizieren, sondern um eindeutig auf Begriffe oder Elemente referenzieren zu können, denen die Ordnungszahlwörter zugeordnet sind beziehungsweise auf die sich die Ordnungszahlwörter beziehen.

Des Weiteren beziehen sich die Begriffe „axial“ und „koaxial“ insbesondere auf die jeweilige Planetenradsatzdrehachse, wobei die Planetenradsatzdrehachsen zusammenfallen. Ferner ist unter „axial überlappend“ Folgendes zu verstehen: Zwei Elemente sind axial überlappend, insbesondere zueinander, angeordnet, wenn die Elemente in Bereichen gleicher axialer Koordinaten angeordnet sind, insbesondere in axialer Richtung des Hybridantriebssystems und somit insbesondere entlang der Planetenradsatzdrehachse betrachtet. Beispielsweise existiert bei zwei axial überlappend zueinander angeordneten Elementen zumindest eine radial angeordnete, mithin in radialer Richtung des Hybridantriebssystems und somit senkrecht zur axialen Richtung des Hybridantriebssystems verlaufende Gerade, die sowohl das eine als auch das andere der axial überlappend zueinander angeordneten Elemente durchdringt oder schneidet.

Bei dem Achsgetriebeeingangsrad handelt es sich vorzugsweise um ein Zahnrad, welches beispielsweise, insbesondere permanent, drehtest mit einem auch als Differentialkorb bezeichneten Differentialkäfig des Achsgetriebes verbunden ist.

Um eine besonders kompakte Bauweise und einen besonders effizienten Betrieb realisieren und somit die Verlustleistung vorteilhaft gering halten zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass insgesamt genau zwei Planetenradsätze vorgesehen sind, nämlich der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich durch ein drittes Schaltelement aus, welches dazu ausgebildet ist, das erste Eingangszahnrad drehfest mit dem ersten Hohlrad zu verbinden. Mit anderen Worten ist beispielsweise mittels des dritten Schaltelements das erste Eingangszahnrad drehfest mit dem ersten Hohlrad verbindbar. Alternativ ist das dritte Schaltelement dazu ausgebildet, das erste Ausgangszahnrad drehfest mit der Abtriebswelle zu verbinden. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass mittels des dritten Schaltelements das erste Ausgangszahnrad drehfest mit der Abtriebswelle verbindbar ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt weist das Hybridantriebssystem vorzugsweise das dritte Schaltelement auf, mittels welchem zwei Verbindungsteile des Hybridantriebssystems drehfest miteinander verbindbar sind. Bei einem ersten der Verbindungsteile handelt es sich um das erste Eingangszahnrad, wobei es sich dann bei dem zweiten Verbindungsteil um das erste Hohlrad handelt. Alternativ handelt es sich bei dem ersten Verbindungsteil um das erste Ausgangszahnrad, wobei es sich dann bei dem zweiten Verbindungsteil um die Abtriebswelle handelt. Beispielsweise ist das dritte Schaltelement zwischen einem dritten Koppelzustand und einem dritten Entkoppelzustand umschaltbar. In dem dritten Koppelzustand sind mittels des dritten Schaltelements die Verbindungsteile drehfest miteinander verbunden. In dem dritten Entkoppelzustand gibt das dritte Schaltelement die Verbindungsteile für eine um die Getriebeelementdrehachse und relativ zueinander erfolgende Drehung frei, insbesondere dann, wenn es sich bei den Verbindungsteilen um das erste Eingangszahnrad und das dritte Element handelt. Beispielsweise ist die Abtriebswelle um eine Abtriebswellendrehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar. Handelt es sich bei den Verbindungsteilen um das erste Ausgangszahnrad und die Abtriebswelle, so gibt das dritte Schaltelement in dem dritten Entkoppelzustand die Verbindungsteile für eine um die Abtriebswellendrehachse und relativ zueinander erfolgende Drehung frei, sodass in dem dritten Entkoppelzustand die Verbindungsteile um die Getriebeelementdrehachse beziehungsweise um die Abtriebswellendrehachse relativ zueinander drehbar sind. Vorzugsweise verläuft die Abtriebswellendrehachse parallel zur jeweiligen Planetenradsatzdrehachse, wobei die Abtriebswellendrehachse von der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse beabstandet ist. Beispielsweise kann das dritte Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen einer den dritten Koppelzustand bewirkenden, dritten Koppelstellung und wenigstens einer den dritten Entkoppelzustand bewirkenden, dritten Entkoppelstellung bewegt werden. Durch Verwendung des dritten Schaltelements kann eine vorteilhafte Schaltbarkeit und somit Fahrbarkeit dargestellt werden.

Um einen besonders effizienten Betrieb und eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Hybridantriebssystem ein viertes Schaltelement aufweist, welches dazu ausgebildet ist, das erste Hohlrad drehfest mit dem zweiten Hohlrad zu verbinden. Mit anderen Worten ist mittels des vierten Schaltelements das erste Hohlrad drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbindbar. Beispielsweise ist das vierte Schaltelement zwischen einem vierten Koppelzustand und einem vierten Entkoppelzustand umschaltbar. In dem vierten Koppelzustand ist mittels des vierten Schaltelements das erste Hohlrad drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden. In dem vierten Entkoppelzustand gibt das vierte Schaltelement das erste Hohlrad für eine um die jeweilige Planetenradsatzdrehachse und relativ zu dem zweiten Hohlrad erfolgende Drehung frei, sodass in dem vierten Entkoppelzustand das erste Hohlrad und das zweite Hohlrad um die jeweilige Planetenradsatzdrehachse relativ zueinander drehbar sind. Beispielsweise kann das vierte Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den vierten Koppelzustand bewirkenden, vierten Koppelstellung und wenigstens einer den vierten Entkoppelzustand bewirkenden, vierten Entkoppelstellung bewegt werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Hybridantriebssystem ein fünftes Schaltelement, welches dazu ausgebildet ist, das erste Sonnenrad drehfest mit dem Gehäuse zu verbinden. Mit anderen Worten ist mittels des fünften Schaltelements das erste Sonnenrad drehfest mit dem Gehäuse verbindbar. Beispielsweise kann das fünfte Schaltelement zwischen einem fünften Koppelzustand und einem fünften Entkoppelzustand umgeschaltet werden. In dem fünften Koppelzustand ist mittels des fünften Schaltelements das erste Sonnenrad drehfest mit dem Gehäuse verbunden. In dem fünften Entkoppelzustand gibt das fünfte Schaltelement das erste Sonnenrad für eine um die erste Planetenradsatzdrehachse relativ zu dem Gehäuse erfolgende Drehung frei, sodass in dem fünften Entkoppelzustand das erste Sonnenrad um die erste Planetenradsatzdrehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht werden kann. Beispielsweise kann das fünfte Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den fünften Koppelzustand bewirkenden, fünften Koppelstellung und wenigstens einer den fünften Entkoppelzustand bewirkenden, fünften Entkoppelstellung bewegt werden. Hierdurch können beispielsweise Gänge des Hybridantriebssystems bedarfsgerecht geschaltet werden, sodass eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit und somit eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisiert werden können.

Um auf besonders bauraum- und gewichtsgünstige Weise einen besonders effizienten Betrieb und eine vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein sechstes Schaltelement vorgesehen, welches dazu ausgebildet ist, die Kurbelwelle drehfest mit dem ersten Planetenträger zu verbinden. Mit anderen Worten ist mittels des sechsten Schaltelements die Kurbelwelle drehfest mit dem ersten Planetenträger verbindbar. Beispielsweise kann das sechste Schaltelement zwischen einem sechsten Koppelzustand und einem sechsten Entkoppelzustand umgeschaltet werden. In dem sechsten Koppelzustand ist mittels des sechsten Schaltelements die Kurbelwelle drehfest mit dem ersten Planetenträger verbunden. In dem sechsten Entkoppelzustand gibt das sechste Schaltelement die Kurbelwelle für eine um die Kurbelwellendrehachse und relativ zu dem ersten Planetenträger erfolgende Drehung frei, sodass in dem sechsten Entkoppelzustand die Kurbelwelle und der erste Planetenträger relativ zueinander um die Kurbelwellendrehachse beziehungsweise um die erste Planetenradsatzdrehachse gedreht werden können. Beispielsweise ist das sechste Schaltelement zwischen wenigstens einer den sechsten Koppelzustand bewirkenden, sechsten Koppelstellung und wenigstens einer den sechsten Entkoppelzustand bewirkenden, sechsten Entkoppelstellung bewegbar, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch. In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in einer axialen Richtung des Hybridantriebssystems betrachtet, das heißt in axialer Richtung des Hybridantriebssystems und somit entlang der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse betrachtet, die zweite Stirnradstufe auf einer von der ersten Stirnradstufe abgewandten Seite des ersten Teilgetriebes angeordnet ist. Dadurch kann eine besonders bauraumgünstige und verlustarme Bauweise des Hybridantriebssystems dargestellt werden.

Um insbesondere in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 betrachtet eine besonders kompakte Bauweise realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Kurbelwelle koaxial zu dem ersten Teilgetriebe angeordnet ist, wobei das Abtriebszahnrad axial, das heißt in axialer Richtung des Hybridantriebssystems, zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem ersten Teilgetriebe, insbesondere dem ersten Planetenradsatz, angeordnet ist.

Um den Bauraumbedarf des Hybridantriebssystems insbesondere in axialer Richtung des Hybridantriebssystems betrachtet besonders geringhalten und somit eine besonders kompakte und effiziente Bauweise realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die elektrische Maschine axial überlappend zu wenigstens einem der Planetenradsätze, insbesondere zumindest zu dem ersten Planetenradsatz, angeordnet ist.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes und einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches ein Hybridantriebssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist und mittels des Hybridantriebssystems antreibbar ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.

Durch die Erfindung kann das Hybridantriebssystem, insbesondere das Getriebe und ganz insbesondere das erste Teilgetriebe, als ein Mehrstufengetriebe auf Basis von gekoppelten Planetenradsätzen, nämlich dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Planetenradsatz, realisiert werden, insbesondere in achsparalleler Ausführung, wobei die Verlustleistung besonders geringgehalten werden kann. Beispielsweise lassen sich bis zu sechs hybridische und/oder verbrennungsmotorische Vorwärtsgänge, ein verbrennungsmotorischer Rückwärtsgang und wenigstens drei elektrische Gänge und diverse stufenlose Fahrbereiche darstellen. Es kann eine große Spreizung erreicht werden. Vorzugsweise sind die Planetenradsätze als einfache Planetenradsätze, mithin als Einfachplanetenradsätze, ausgebildet. Mindestens eines der Schaltelemente, insbesondere mindestens zwei der Schaltelemente, kann beziehungsweise können als formschlüssige Schaltelemente, insbesondere als Klauenkupplungen, insbesondere mit oder ohne Synchronisiereinheit ausgebildet sein, um dadurch Verluste besonders gering zu halten. Es können gute Verzahnungswirkungsgrade realisiert werden. Es lässt sich ein koaxiales Planetenradsatzdesign mit zwei achsparallelen Abtrieben darstellen, was besonders vorteilhaft für einen Front-Quer-Antrieb ist. Die elektrische Maschine kann koaxial oder seitlich, mithin in einer sogenannten Side-by-Side-Anordnung angeordnet sein. Insbesondere dann, wenn die elektrische Maschine koaxial angeordnet ist, besteht die Möglichkeit, in der elektrischen Maschine wenigstens eines oder mehrere der Schaltelemente zu platzieren. Weitere Klauenschaltelemente sind denkbar, insbesondere über einen Einsatz der elektrischen Maschine.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Hybridantriebssystems für ein Kraftfahrzeug;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Hybridantriebssystems; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des Hybridantriebssystems.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform eines Hybridantriebssystems 10 für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug weist wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander und somit aufeinanderfolgend angeordnete Fahrzeugachsen auf, wobei die jeweilige Fahrzeugachse wenigstens oder genau zwei Fahrzeugräder aufweist. Die jeweiligen Fahrzeugräder der jeweiligen Fahrzeugachse sind auf in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs angeordnet. Mittels des Hybridantriebssystems 10 können die Fahrzeugräder zumindest einer der Fahrzeugachsen angetrieben werden, wobei die mittels des Hybridantriebssystems 10 antreibbaren Fahrzeugräder in Fig. 1 besonders schematisch dargestellt und mit 12 und 14 bezeichnet sind. Das Hybridantriebssystem 10 weist eine auch als Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine 16 auf, welche als Hubkolbenmotor ausgebildet ist. Die Verbrennungskraftmaschine 16 weist einen als Zylinderblock ausgebildeten Motorblock 18 auf, welcher mehrere Zylinder 20 aufweist oder bildet. Durch den jeweiligen Zylinder 20 ist ein jeweiliger Brennraum zumindest teilweise begrenzt, wobei während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 16 Verbrennungsvorgänge in dem jeweiligen Brennraum ablaufen. Die Verbrennungskraftmaschine 16 weist eine Kurbelwelle 22 auf, über welche die Verbrennungskraftmaschine 16 erste Antriebsdrehmomente zum Antreiben der Fahrzeugräder 12 und 14 und somit zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Die Kurbelwelle 22 ist um eine Kurbelwellendrehachse 24 relativ zu dem Motorblock 18 drehbar.

Das Hybridantriebssystem 10 weist außerdem eine elektrische Maschine 26 auf, welche einen Stator 28 und einen Rotor 30 aufweist. Der Rotor 30 ist mittels des Stators 28 antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse 32 relativ zu dem Stator 28 drehbar. Bei der ersten Ausführungsform sind die elektrische Maschine 26 und die Verbrennungskraftmaschine 16 koaxial zueinander angeordnet, sodass die Kurbelwellendrehachse 24 und die Maschinendrehachse 32 zusammenfallen. Über ihren Rotor 30 kann die elektrische Maschine 26 zweite Antriebsdrehmomente zum Antreiben der Fahrzeugräder 12 und 14 und somit zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Das jeweilige Antriebsdrehmoment wird auch als Drehmoment bezeichnet oder ist ein jeweiliges Drehmoment.

Die die Fahrzeugräder 12 und 14 aufweisende Fahrzeugachse ist in Fig. 1 mit 34 bezeichnet. Die Fahrzeugachse 34 weist außerdem ein Achsgetriebe 36 auf, welches ein Bestandteil des Hybridantriebssystems 10 ist. In das Achsgetriebe 36 kann ein jeweiliges Eingangsdrehmoment eingeleitet werden, wodurch das Achsgetriebe 36 antreibbar und dabei insbesondere um eine Achsgetriebedrehachse, insbesondere relativ zu einem Gehäuse 38 des Hybridantriebssystems 10, drehbar ist. Vorliegend verläuft die Achsgetriebedrehachse parallel zur Kurbelwellendrehachse 24 und parallel zur Maschinendrehachse 32 und ist von der Kurbelwellendrehachse 24 und von der Maschinendrehachse 32 beabstandet. In Fig. 1 ist durch Pfeile 40 und 42 veranschaulicht, dass das jeweilige, in das Achsgetriebe 36 einleitbare oder eingeleitete, Eingangsdrehmoment mittels des Achsgetriebes 36, insbesondere hälftig, auf die Fahrzeugräder 12 und 14 aufgeteilt und übertragen werden kann, sodass über das Achsgetriebe 36 die Fahrzeugräder 12 und 14 von der Verbrennungskraftmaschine 16 und von der elektrischen Maschine 26 angetrieben werden können. Das jeweilige Eingangsdrehmoment resultiert dabei aus dem jeweiligen, ersten Antriebsdrehmoment und aus dem jeweiligen, zweiten Antriebsdrehmoment, insbesondere wenn die Verbrennungskraftmaschine 16 das erste Antriebsdrehmoment und gleichzeitig die elektrische Maschine 26 das zweite Antriebsdrehmoment bereitstellt. Stellt beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine 16 das erste Antriebsdrehmoment bereit, während die elektrische Maschine 26 das zweite Antriebsdrehmoment nicht bereitstellt, so resultiert das jeweilige Eingangsdrehmoment aus dem jeweiligen, ersten Antriebsdrehmoment. Stellt beispielsweise die elektrische Maschine 26 das zweite Antriebsdrehmoment bereit, während die Verbrennungskraftmaschine 16 das erste Antriebsdrehmoment nicht bereitstellt, so resultiert beispielsweise das jeweilige Eingangsdrehmoment aus dem jeweiligen, zweiten Antriebsdrehmoment.

Das Hybridantriebssystem 10 weist außerdem ein zusätzlich zu dem Achsgetriebe 36 vorgesehenes Getriebe 44 auf, welches ein erstes Teilgetriebe 46 und ein zweites Teilgetriebe 48 umfasst. Das erste Teilgetriebe 46 weist einen ersten Planetenradsatz 50 auf, welcher ein erstes Sonnenrad 52, einen ersten Planetenträger 54 und ein erstes Hohlrad 56 aufweist. Das Sonnenrad 52 wird auch als erstes Element bezeichnet, der Planetenträger 54 wird auch als zweites Element bezeichnet und das Hohlrad 56 wird auch als drittes Element bezeichnet. Mit anderen Worten ist bei der in Fig. 1 gezeigten, ersten Ausführungsform das Sonnenrad 52 ein erstes Element, der Planetenträger 54 ein zweites Element und das Hohlrad 56 ein drittes Element des ersten Planetenradsatzes 50. Allgemein ausgedrückt sind das Sonnenrad 52, der Planetenträger 54 und das Hohlrad 56 Getriebeelemente des ersten Planetenradsatzes 50, wobei das erste Element ein erstes der Getriebeelemente, das zweite Element ein zweites der Getriebeelemente und das dritte Element ein drittes der Getriebeelemente ist. Das erste Teilgetriebe 46 weist außerdem einen zweiten Planetenradsatz 58 auf, welcher ein zweites Sonnenrad 60, einen zweiten Planetenträger 62 und ein zweites Hohlrad 64 aufweist. Bei der ersten Ausführungsform ist das Sonnenrad 60 ein viertes Element, der Planetenträger 62 ein fünftes Element und das Hohlrad 64 ein sechstes Element. Allgemein ausgedrückt sind das Sonnenrad 60, der Planetenträger 62 und das Hohlrad 64 Planetengetriebeelemente des Planetenradsatzes 58, wobei ein erstes der Planetengetriebeelemente das vierte Element, ein zweites der Planetengetriebeelemente das fünfte Element und ein drittes der Planetengetriebeelemente das sechste Element ist. Es ist erkennbar, dass die Planetenradsätze 50 und 58 koaxial zueinander angeordnet sind. Insbesondere dann, wenn das jeweilige Element nicht drehfest mit dem Gehäuse 38 verbunden ist, ist das jeweilige Element um eine Planetenradsatzdrehachse 66 relativ zu dem Gehäuse 18 drehbar. Vorliegend sind die Planetenradsätze 50 und 58 koaxial zu der Verbrennungskraftmaschine 16 und koaxial zur elektrischen Maschine 26 angeordnet.

Der erste Planetenradsatz 50 weist wenigstens ein erstes Planetenrad 68 auf, welches mit dem ersten Sonnenrad 52 und mit dem ersten Hohlrad 56, insbesondere gleichzeitig, kämmt. Das Planetenrad 68 ist drehbar an dem ersten Planetenträger 54 gehalten. Der zweite Planetenradsatz 58 weist wenigstens ein zweites Planetenrad 70 auf, welches, insbesondere gleichzeitig, mit dem zweiten Sonnenrad 60 und mit dem zweiten Hohlrad 64 kämmt. Das Planetenrad 70 ist drehbar an dem zweiten Planetenträger 62 gehalten. Es ist erkennbar, dass die Planetenradsätze 50 und 58 nicht gestapelt sind, sondern die Planetenradsätze 50 und 58 folgen in axialer Richtung des jeweiligen Planetenradsatzes 50, 58 und somit entlang der Planetenradsatzdrehachse 66 betrachtet vollständig aufeinander.

Das zweite Teilgetriebe 48 weist eine Abtriebswelle 72 auf, welche um eine Abtriebswellendrehachse relativ zu dem Gehäuse 38 drehbar ist. Die Kurbelwellendrehachse 24, die Maschinendrehachse 32 und die Planetenradsatzdrehachse 66 werden zusammenfassend auch als Drehachsen bezeichnet, da sie vorliegend zusammenfallen. Die Abtriebswellendrehachse verläuft parallel zu der Drehachse und ist von der Drehachse beabstandet. Die Achsgetriebedrehachse verläuft parallel zu der Drehachse und ist von der Drehachse beabstandet. Die Achsgetriebedrehachse verläuft parallel zur Abtriebswellendrehachse und ist von der Abtriebswellendrehachse beabstandet und umgekehrt. Beispielsweise kann das Getriebe 44, insbesondere das zweite Teilgetriebe 48, das jeweilige Eingangsdrehmoment über die Abtriebswelle 72 bereitstellen. Das zweite Teilgetriebe 48 weist eine erste Stirnradstufe 74 auf, welche ein erstes Eingangszahnrad 76 als erstes Stirnrad und ein erstes Ausgangszahnrad 78 als zweites Stirnrad aufweist. Das erste Stirnrad und das zweite Stirnrad kämmen direkt miteinander, das heißt stehen direkt in Eingriff miteinander. Das Ausgangszahnrad 78 ist koaxial zu der Abtriebswelle 72 angeordnet, wobei die Abtriebswelle 72 von dem Ausgangszahnrad 78 antreibbar ist. Bei der in Fig. 1 gezeigten, ersten Ausführungsform ist das Ausgangszahnrad 78, insbesondere permanent, drehfest mit der Abtriebswelle 72 verbunden. Bei der ersten Ausführungsform ist das erste Eingangszahnrad 76 drehfest mit dem dritten Element, mithin mit dem ersten Hohlrad 56, verbindbar. Hierfür ist bei der ersten Ausführungsform ein drittes Schaltelement S3 vorgesehen, mittels welchem das erste Eingangszahnrad 76 drehfest mit dem dritten Element verbindbar ist.

Das zweite Teilgetriebe 48 weist eine zweite Stirnradstufe 80 auf, welche ein zweites Eingangszahnrad 82 als drittes Stirnrad und ein zweites Ausgangszahnrad 84 als viertes Stirnrad aufweist. Das dritte Stirnrad und das vierte Stirnrad stehen direkt in Eingriff miteinander, mithin kämmen direkt miteinander. Das Ausgangszahnrad 84 ist koaxial zu der Abtriebswelle 72 angeordnet, wobei die Abtriebswelle 72 von dem Ausgangszahnrad 84 antreibbar ist. Bei der in Fig. 1 gezeigten, ersten Ausführungsform ist das Ausgangszahnrad 84, insbesondere permanent, drehfest mit der Abtriebswelle 72 verbunden. Das Eingangszahnrad 82 ist, insbesondere permanent, drehfest mit dem fünften Element, mithin mit dem zweiten Planetenträger 62, verbunden.

Vorgesehen ist auch ein Abtriebszahnrad 86, welches beispielsweise ein fünftes Stirnrad ist. Das Abtriebszahnrad 86 ist koaxial zu der Abtriebswelle 72 angeordnet, wobei das Abtriebszahnrad 86 von der Abtriebswelle 72 antreibbar ist. Bei der in Fig. 1 gezeigten, ersten Ausführungsform ist das Abtriebszahnrad 86 permanent drehfest mit der Abtriebswelle 72 verbunden. Es ist erkennbar, dass die Ausgangszahnräder 78 und 84 und das Abtriebszahnrad 86 in axialer Richtung der Abtriebswelle 72 und somit entlang der Abtriebswellendrehachse betrachtet aufeinanderfolgend angeordnet und dabei koaxial zueinander angeordnet sind.

Das Abtriebszahnrad 86 kämmt permanent mit einem Achsgetriebeeingangsrad 88 des Achsgetriebes 36, dessen Achsgetriebeeingangsrad 88 als weiteres Zahnrad, insbesondere als sechstes Stirnrad, ausgebildet sein kann. Das Achsgetriebeeingangsrad 88 wird auch als Getrieberad oder Zahnrad bezeichnet. Es ist erkennbar, dass das Getrieberad drehfest mit einem Gehäuseelement 90 des Achsgetriebes 36 verbunden oder verbindbar ist. Bei der ersten Ausführungsform ist das Achsgetriebeeingangsrad 88 permanent drehfest mit dem Gehäuseelement 90 verbunden. Das Gehäuseelement 90 ist ein auch als Differentialkorb bezeichneter Differentialkäfig, welcher, wie auch das Achsgetriebeeingangsrad 88, um die Achsgetriebedrehachse relativ zu dem Gehäuse 38 drehbar ist.

Bei der ersten Ausführungsform umfasst das Achsgetriebe 36 Ausgleichszahnräder 92, welche um eine gemeinsame, senkrecht zur Achsgetriebedrehachse verlaufende Ausgleichsdrehachse relativ zu dem Gehäuseelement 90 drehbar an dem Gehäuseelement 90 gehalten sind. Des Weiteren umfasst das Achsgetriebe 36 Abtriebszahnräder 94, welche um die Achsgetriebedrehachse relativ zu dem Gehäuse 38 und beispielsweise auch relativ zu dem Gehäuseelement 90 sowie beispielsweise relativ zueinander drehbar sind. Beispielsweise ist eine erste Seitenwelle von einem ersten der Abtriebszahnräder 94 antreibbar, insbesondere dadurch, dass das erste der Abtriebszahnräder 94, insbesondere permanent, drehfest mit der ersten Seitenwelle verbunden ist. Beispielsweise kann das Fahrzeugrad 12 von der ersten Seitenwelle angetrieben werden. Beispielsweise ist eine zweite Seitenwelle von einem zweiten der Abtriebszahnräder 94 antreibbar, insbesondere dadurch, dass das zweite der Abtriebszahnräder 94, insbesondere permanent, drehfest mit der zweiten Seitenwelle verbunden ist. Beispielsweise kann die zweite Seitenwelle das Fahrzeugrad 14 antreiben. Es ist erkennbar, dass die Abtriebszahnräder 94, insbesondere permanent, mit den Ausgleichszahnrädern 92 kämmen. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Achsgetriebe 36 als ein Kegelraddifferential ausgebildet, sodass die Ausgleichszahnräder 92 und die damit kämmenden Abtriebszahnräder 94 als Kegelräder ausgebildet sind. Alternative Ausführungen des Achsgetriebes 36 sind denkbar, wobei das Achsgetriebe 36 beispielsweise als Stirnraddifferential, insbesondere als Planetenraddifferential, ausgebildet sein kann. Beispielsweise ist das Achsgetriebe 36 eine auch als Final-Drive bezeichnete Endübersetzung, mithin bezogen auf einen von der Abtriebswelle 72 über das Achsgetriebe 36 zu den Fahrzeugrädern 12 und 14 hin verlaufenden Drehmomentenfluss die letzte Übersetzung vor dem jeweiligen Fahrzeugrad 12, 14.

Das Hybridantriebssystem 10 weist ein erstes Schaltelement S1 auf, mittels welchem die Kurbelwelle 22 drehfest mit dem ersten Element, mithin mit dem ersten Sonnenrad 52, verbindbar ist. Des Weiteren ist der Rotor 30 derart mit dem dritten Element, mithin mit dem ersten Hohlrad 56, gekoppelt oder koppelbar, dass das jeweilige, von der elektrischen Maschine 26 über ihren Rotor 30 bereitstellbare oder bereitgestellte, zweite Antriebsdrehmoment an dem dritten Element und über das dritte Element in das Getriebe 44, insbesondere das erste Teilgetriebe 46, einleitbar ist. Bei der ersten Ausführungsform ist der Rotor 30, insbesondere permanent, drehfest mit dem dritten Element verbunden, das heißt gekoppelt.

Um eine besonders kompakte Bauweise sowie eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit und einen besonders effizienten Betrieb des Hybridantriebssystems 10 realisieren zu können, ist das zweite Element, mithin der erste Planetenträger 54, permanent drehfest mit dem vierten Element, mithin mit dem zweiten Sonnenrad 60, verbunden. Außerdem ist ein zweites Schaltelement S2 vorgesehen, mittels welchem das sechste Element, mithin das zweite Hohlrad 64, drehfest mit dem Gehäuse 38 des Hybridantriebssystems 10 verbindbar ist.

Um den Bauraumbedarf, das Gewicht und die Kosten des Hybridantriebssystems 10 besonders gering halten zu können, sind insgesamt genau zwei Planetenradsätze vorgesehen, nämlich der erste Planetenradsatz 50 und der zweite Planetenradsatz 58.

Vorgesehen ist auch ein viertes Schaltelement S4, mittels welchem das dritte Element drehfest mit dem sechsten Element verbindbar ist. Das Hybridantriebssystem 10 weist außerdem ein fünftes Schaltelement S5 auf, mittels welchem das erste Element drehfest mit dem Gehäuse 38 verbindbar ist. Des Weiteren ist ein sechstes Schaltelement S6 vorgesehen, mittels welchem die Kurbelwelle 22 drehfest mit dem zweiten Element verbindbar ist. Um eine besonders kompakte und effiziente Bauweise zu realisieren, ist es außerdem vorgesehen, dass in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 und somit entlang der Planetenradsatzdrehachse 66 betrachtet die zweite Stirnradstufe 80 auf einer von der ersten Stirnradstufe 74 in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 abgewandten Seite SE1 des ersten Teilgetriebes 46, insbesondere des zweiten Planetenradsatzes 58, angeordnet ist, sodass bei der ersten Ausführungsform die Planetenradsätze 50 und 58 in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 zwischen den Stirnradstufen 74 und 80 angeordnet sind. Die Seite SE1 wird auch als erste Seite bezeichnet. Die Stirnradstufe 74 ist in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 betrachtet auf einer der Stirnradstufe 80 in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 abgewandten, zweiten Seite SE2 des ersten Teilgetriebes 46, insbesondere des ersten Planetenradsatzes 50, angeordnet, wobei die Seiten SE1 und SE2 in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 einander gegenüberliegen beziehungsweise voneinander abgewandt sind. Außerdem ist die elektrische Maschine 26 axial überlappend zu dem Planetenradsatz 50 angeordnet. Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine zweite Ausführungsform des Hybridantriebssystems 10. Bei der zweiten Ausführungsform ist das erste Eingangszahnrad 76, insbesondere permanent, drehfest mit dem dritten Element (erstes Hohlrad 56) verbunden. Bei der zweiten Ausführungsform ist das Schaltelement S3 dazu ausgebildet, das erste Ausgangszahnrad 78 drehfest mit der Abtriebswelle 72 zu verbinden. Somit ist bei der zweiten Ausführungsform das Ausgangszahnrad 78 als ein Losrad ausgebildet, welches, insbesondere um die Abtriebswellendrehachse, drehbar auf der Abtriebswelle 72 angeordnet ist. Mittels des Schaltelements S3 kann das erste Ausgangszahnrad 78 drehfest mit der Abtriebswelle 72 verbunden werden.

Des Weiteren ist es bei der zweiten Ausführungsform vorgesehen, dass die Maschinendrehachse 32 von der Planetenradsatzdrehachse 66 und von der Kurbelwellendrehachse 24 beabstandet ist und parallel zur Kurbelwellendrehachse 24 und parallel zur Planetenradsatzdrehachse 66 verläuft, wobei die Kurbelwellendrehachse 24 und die Planetenradsatzdrehachse 66 zusammenfallen. In Fig. 2 ist durch eine gestrichelte Linie 96 veranschaulicht, dass der Rotor 30 drehmomentübertragend mit dem dritten Element gekoppelt oder koppelbar ist, und zwar bei der zweiten Ausführungsform unter Vermittlung des ersten Eingangszahnrads 76. Bei der zweiten Ausführungsform ist der Rotor 30 permanent drehmomentübertragend mit dem dritten Element gekoppelt, vorliegend über das erste Eingangszahnrad 76, sodass bei der zweiten Ausführungsform der Rotor 30 permanent drehmomentübertragend mit dem Eingangszahnrad 76 und über das Eingangszahnrad 76 mit dem dritten Element gekoppelt ist. Auch bei der zweiten Ausführungsform ist die elektrische Maschine 26 axial überlappend zu dem ersten Planetenradsatz 50 angeordnet. Bei einer in den Fig. nicht gezeigten und auch als erste Variante bezeichneten Ausführungsform ist es beispielsweise vorgesehen, dass die erste Variante der zweiten Ausführungsform entspricht, lediglich mit dem Unterschied, dass die elektrische Maschine 26 koaxial zu den Planetenradsätzen 50 und 58 und koaxial zu der Verbrennungskraftmaschine 16 angeordnet ist und dass der Rotor 30 permanent drehfest mit dem dritten Element verbunden ist. Bei einer in den Fig. nicht gezeigten und auch als zweite Variante bezeichneten Ausführungsform ist es denkbar, dass die zweite Variante der zweiten Ausführungsform entspricht, lediglich mit dem Unterschied, dass der Rotor 30 unter Umgehung des Eingangszahnrads 76 permanent drehmomentübertragend mit dem dritten Element gekoppelt ist. Hierfür ist beispielsweise ein insbesondere als weiteres Zahnrad, insbesondere als weiteres Stirnrad, ausgebildetes Koppelrad vorgesehen, welches zusätzlich zu dem Eingangszahnrad 76 und auch zusätzlich zu dem Ausgangszahnrad 78, zusätzlich zu dem Ausgangszahnrad 84 und zusätzlich zu dem Eingangszahnrad 82 vorgesehen ist. Das Koppelrad ist beispielsweise permanent drehtest mit dem dritten Element verbunden, wobei der Rotor 30 permanent drehmomentübertragend mit dem Koppelrad verbunden ist. Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass bei der zweiten Ausführungsform ein Zahnrad 98 vorgesehen ist, welches, insbesondere permanent, drehtest mit dem Rotor 30 verbunden ist. Bei der zweiten Ausführungsform kämmt beispielsweise das Zahnrad 98, insbesondere direkt, mit dem Eingangszahnrad 76, oder beispielsweise ist ein Zwischenzahnrad vorgesehen, welches direkt mit dem Eingangszahnrad 76 und direkt mit dem Zahnrad 98 kämmt, wobei ein direktes Kämmen des Zahnrads 98 mit dem Eingangszahnrad 76 unterbleibt. Bei der zweiten Variante ist es denkbar, dass das Zahnrad 98, insbesondere direkt, mit dem Koppelrad kämmt, oder es ist ein Zwischenrad vorgesehen, welches direkt mit dem Koppelrad und direkt mit dem Zahnrad 98 kämmt, wobei beispielsweise ein direktes Kämmen des Zahnrads 98 mit dem Koppelrad unterbleibt.

Schließlich zeigt Fig. 3 eine dritte Ausführungsform des Hybridantriebssystems 10. Bei der dritten Ausführungsform schließen sich beide Stirnradstufen 74 und 80 in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 an das erste Teilgetriebe 46, mithin an die Planetenradsätze 50 und 58 an, derart, dass in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 die erste Stirnradstufe 74 zwischen dem Teilgetriebe 46 und der zweiten Stirnradstufe 80 angeordnet ist. Somit ist beispielsweise die Stirnradstufe 74 in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 betrachtet auf einer in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 dem Teilgetriebe 46 zugewandten Seite SE3 der zweiten Stirnradstufe 80 angeordnet. Bei der dritten Ausführungsform ist die elektrische Maschine 26 axial überlappend zu beiden Planetenradsätzen 50 und 58 angeordnet. Des Weiteren ist es bei der dritten Ausführungsform vorgesehen, dass die Schaltelemente S2 und S4 in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 zwischen den Stirnradstufen 74 und 80 angeordnet sind, sodass beispielsweise die Schaltelemente S2 und S4 auf der Seite SE3 der Stirnradstufe 80 angeordnet sind. Auch das Schaltelement S3 ist beispielsweise in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 zwischen den Stirnradstufen 74 und 80 angeordnet. Bei einer in den Fig. nicht gezeigten und beispielsweise als dritte Variante bezeichneten Ausführungsform ist es möglich, dass die dritte Variante der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 3 entspricht, mit dem einzigen Unterschied, dass die Schaltelemente S2 und S4 in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 betrachtet auf einer in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 von der Stirnradstufe 80 abgewandten und dem Teilgetriebe 46 zugewandten Seite SE4 der Stirnradstufe 74 angeordnet sind, insbesondere derart, dass die Schaltelemente S2 und S4 in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 zwischen dem Teilgetriebe 46 und der Stirnradstufe 74, insbesondere zwischen dem zweiten Planetenradsatz 58 und der Stirnradstufe 74, angeordnet sind.

Bei der dritten Ausführungsform ist es außerdem vorgesehen, dass das Abtriebszahnrad 86 axial, das heißt in axialer Richtung des Hybridantriebssystems 10 betrachtet, zwischen der Verbrennungskraftmaschine 16 und dem ersten Teilgetriebe 46, insbesondere zwischen der Verbrennungskraftmaschine 16 und dem ersten Planetenradsatz 50, angeordnet ist.

Bezugszeichenliste

10 Hybridantriebssystem

12 Fahrzeugrad

14 Fahrzeugrad

16 Verbrennungskraftmaschine

18 Motorblock

20 Zylinder

22 Kurbelwelle

24 Kurbelwellendrehachse

26 elektrische Maschine

28 Stator

30 Rotor

32 Maschinendrehachse

34 Fahrzeugachse

36 Achsgetriebe

38 Gehäuse

40 Pfeil

42 Pfeil

44 Getriebe

46 erstes Teilgetriebe

48 zweites Teilgetriebe

50 erster Planetenradsatz

52 erstes Sonnenrad

54 erster Planetenträger

56 erstes Hohlrad

58 zweiter Planetenradsatz

60 zweites Sonnenrad

62 zweiter Planetenträger

64 zweites Hohlrad

66 Planetenradsatzdrehachse

68 erstes Planetenrad

70 zweites Planetenrad

72 Abtriebswelle

74 erste Stirnradstufe

76 erstes Eingangszahnrad

78 erstes Ausgangszahnrad 80 zweite Stirnradstufe

82 zweites Eingangszahnrad

84 zweites Ausgangszahnrad

86 Abtriebszahnrad

88 Achsgetriebeeingangsrad

90 Gehäuseelement

92 Ausgleichszahnrad

94 Abtriebszahnrad

96 gestrichelte Linie

98 Zahnrad

S1 erstes Schaltelement

S2 zweites Schaltelement

S3 drittes Schaltelement

S4 viertes Schaltelement

S5 fünftes Schaltelement

S6 sechstes Schaltelement

SE1 Seite

SE2 Seite

SE3 Seite

SE4 Seite