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Title:
HYBRIDISED DRIVETRAIN AND METHOD FOR CONTROLLING SAID DRIVETRAIN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/099269
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hybridised drivetrain (1) for a motor vehicle, comprising an internal combustion engine, an electric machine (EM) and a transmission assembly (5), wherein the transmission assembly (5) has at least one first planetary gear set (PGS1) and is designed as a summing transmission, wherein: a first element of the first planetary gear set (PGS1) can be rotationally connected to the internal combustion engine and can be directly or indirectly secured against a housing, wherein the first element of the first planetary gear set (PGS1) is designed as a ring gear (13); a second element of the first planetary gear set (PGS1) can be rotationally connected to the electric machine (EM) by means of a clutch C and can be directly or indirectly secured against the housing, wherein the second element of the first planetary gear set (PGS1) is designed as a sun gear (11); a third element of the first planetary gear set (PGS1) is connected to an output (4), wherein the third element of the first planetary gear set (PGS1) is designed as a planet carrier (12); the ring gear (13) can also be connected to the electric machine (EM) by means of a clutch D; the clutch C has an output disc carrier CA, which is connected to the sun gear (11) of the first planetary gear set (PGS1); the clutch D has an output disc carrier DA, which is connected to the ring gear (13) of the first planetary gear set (PGS1); and the input disc carrier (32) and the output disc carrier DA are mounted such that they can rotate relative to one another.

Inventors:
GÜLTLINGER JOHANNES (DE)
GULLASCH JENS (DE)
BRESK MARCEL (DE)
HEGERATH ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/082273
Publication Date:
May 27, 2021
Filing Date:
November 16, 2020
Export Citation:
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Assignee:
MAGNA PT BV & CO KG (DE)
GETRAG FORD TRANS GMBH (DE)
International Classes:
B60K6/48; B60K6/365; B60K6/387; B60K6/547; B60K6/38
Foreign References:
DE102005022011A12005-12-08
US20190100094A12019-04-04
DE102016221735A12018-05-09
DE102018203563A12019-09-12
DE102015216896A12017-03-09
JP2009001234A2009-01-08
DE112006002537B42012-08-02
Attorney, Agent or Firm:
RAUSCH, Gabriele (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Hybridisierter Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmo tor, einer elektrischen Maschine (EM) und einer Getriebeanordnung (5), wobei die Getriebeanordnung (5) zumindest einen ersten Planetengetriebesatz (PGS1) auf weist und als Summiergetriebe ausgebildet ist, wobei

- ein erstes Element des ersten Planetengetriebesatzes (PGS1) mit dem Ver brennungsmotor drehverbindbar und gegen ein Gehäuse direkt oder indirekt feststellbar ist, wobei das erste Element des ersten Planetengetriebesatzes (PGS1) als Hohlrad (13) ausgebbildet ist,

- ein zweites Element des ersten Planetengetriebesatzes (PGS1 ) mittels einer Kupplung C mit der elektrischen Maschine (EM) drehverbindbar und gegen das Gehäuse direkt oder indirekt feststellbar ist, wobei das zweite Element des ersten Planetengetriebesatzes (PGS1) als Sonnenrad (11) ausgebildet ist

- ein drittes Element des ersten Planetengetriebesatzes (PGS1 ) mit einem Ab trieb (4) verbunden ist, wobei das dritte Element des ersten Planetengetriebe satzes (PGS1) als Planetenradträger (12) ausgebildet ist,

- wobei das Hohlrad (13) ferner mittels einer Kupplung D mit der elektrischen Maschine (EM) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung C einen Ausgangslamellenträger CA aufweist, der mit dem Sonnenrad (11) des ersten Planetengetriebesatzes (PGS1) verbunden ist, wobei die Kupplung D einen Ausgangslamellenträger DA aufweist, der mit dem Hohlrad (13) des ers ten Planetensatzes (PGS1) verbunden ist und wobei der Eingangslamellenträ ger (32) und der Ausgangslamellenträger DA drehbar zueinander gelagert sind.

2. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungen C und D eine Doppelkupplungsanordnung (30) ausbilden und eine gemeinsame Kupp lungseingangsseite (31) aufweisen, wobei die gemeinsame Kupplungseingangsseite mit der elektrischen Maschine (EM) drehverbunden ist.

3. Antriebsstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Kupplungseingangsseite 31 einen Eingangslamellenträger umfasst, der sowohl der Kupplung C, als auch der Kupplung D zugeordnete Lamellen trägt.

4. Antriebsstrang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ele ment des Planetengetriebesatzes mittels einer Bremse B gegen das Gehäuse fest stellbar und die Kupplungseingangsseite (31) der Doppelkupplungsanordnung über eine Zahnradstufe (6) mit der elektrischen Maschine (EM) verbunden ist, wobei diese Zahnradstufe (6) axial zwischen der Bremse B und der Doppelkupplungsanordnung angeordnet ist.

5. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass das Sonnenrad (11) des ersten Planetengetriebesatzes (PGS1) als Hohl welle ausgebildet ist und drehbar zum Planetenradträger (12) des ersten Planetenge triebesatzes (PGS1) gelagert ist.

6. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass der Planetenradträger (12) des ersten Planetengetriebesatzes (PGS1) über eine Zahnradstufe (7) mit dem Abtrieb (4) verbunden ist, wobei diese Zahnradstufe (7) auf der dem Verbrennungsmotor gegenüberliegenden Seite im Antriebsstrang (1) angeordnet ist.

7. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekenn zeichnet, dass die Getriebeanordnung (5) ferner einen zweiten Planetengetriebesatz (PGS2) umfasst, wobei

- ein Planetenradträger (22) des zweiten Planetengetriebesatzes (PGS2) mit dem Hohlrad (13) des ersten Planetengetriebesatzes (PGS1) drehverbunden ist,

- wobei ein Sonnenrad (11) des zweiten Planetengetriebesatzes (PGS2) mit dem Verbrennungsmotor drehverbunden ist,

- ein Hohlrad 23 des zweiten Planetengetriebesatzes (PGS2) mittels einer Bremse E gegen das Gehäuse feststellbar ist und

- wobei der Planetenradträger (12) und das Sonnenrad (11) des ersten Plane tensatzes (PGS1) mittels einer Kupplung A drehverbindbar sind.

8. Antriebsstrang nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebs strang (1) ausschließlich zwei Planetengetriebesätze (PGS1 und PGS2) umfasst.

9. Antriebsstrang nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ver brennungsmotor ausschließlich mit dem Sonnenrad (21) des zweiten Planetengetrie besatzes (PGS2) drehverbunden ist und ferner ausschließlich über die Kupplung A mit dem Planetenradträger (22) des zweiten Planetengetriebesatzes (PGS2) verbind bar ist.

10. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Planetengetriebesatz (PGS1 und PGS2) ausschließlich durch eine drehfeste Verbindung zwischen dem Hohlrad (13) des ersten Planetensat zes (PGS1) und dem Planetenradträger (22) des zweiten Planetensatzes (PGS2) miteinander verbunden sind.

11. Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte rein elektrische Gangstufe ein gerichtet wird, indem die Kupplungen C und D geschlossen werden.

12. Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, dass eine zweite rein verbrennungsmotorische Gangstufe eingerichtet wird, indem die Kupplungen C und D und die Bremse E geschlossen werden.

13. Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, dass eine hybridisierte Gangstufe eingerichtet wird, in dem die dritte rein elektrische Gangstufe und die zweite verbrennungsmotorische Gangstufe kombi niert eingelegt werden.

Description:
HYBRIDISIERTER ANTRIEBSSTRANG UND VERFAHREN ZUM STEUERN

DES ANTRIEBSSTRANGS

Die Erfindung betrifft einen hybridisierten Antriebsstrang, insbesondere für ein Kraft fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einer elektrischen Maschine und einer Ge triebeanordnung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines hybri disierten Antriebsstrangs.

Hybridisierte Antriebsstränge sind dem Stand der Technik in vielerlei Variationen be kannt geworden. Sie beinhalten eine Getriebeanordnung in der Form eines oder mehrerer Stirnrad- oder Planetengetriebesätze, einen Antriebsmotor wie einen Ver brennungsmotor und einen weiteren Antriebsmotor wie eine elektrische Maschine, sodass die jeweilige Antriebsleistung beider Maschinen kombiniert oder einzeln an der Abtrieb übertragen werden kann.

Der Verbrennungsmotor ist üblicherweise mittels einer Anfahrkupplung mit der Ge triebeanordnung koppelbar, wohingegen eine Anbindung der elektrischen Maschine an den Antriebstrang grundsätzlich frei festgelegt werden kann.

Ist die elektrische Maschine im Leistungsfluss zwischen dem Verbrennungsmotor und der Getriebeanordnung angeordnet oder direkt mit einer Getriebewelle einer Ge triebeanordnung gekoppelt, können verbrennungskraftmotorische Gangstufen, also Gangstufen, die im rein verbrennungsmotorischen Betrieb im Leistungsfluss liegen, auch von der elektrischen Maschine zumindest teilweise mit genutzt werden.

Eine weitere Möglichkeit der Anbindung der elektrischen Maschine besteht darin, diese direkt oder über eine weitere Getriebeanordnung mit dem Abtrieb zu koppeln.

Die Anbindung kann üblicherweise mittels einem Zugmitteltrieb, einer Stirnradstufe oder einem Planetengetriebe erfolgen, wobei vorzugsweise eine Übersetzungsstufe gewählt wird, mit der die elektrische Maschine in einem effizienten, hohen Drehzahl bereich betrieben werden kann.

Insbesondere hat es sich jedoch vorteilhaft erwiesen, wenn die elektrische Maschine über ein Summiergetriebe in der Form eines Planetengetriebesatzes mit dem Abtrieb gekoppelt ist, indem ein erstes Element des Summiergetriebes mit dem Verbren nungsmotor, ein zweites Element des Summiergetriebes mit der elektrischen Ma schine und ein drittes Element des Summiergetriebes mit dem Abtrieb verbunden ist, wie es die Schrift DE 102016221 735 A1 offenbart. In dieser Konstellation treffen die Leistungseinträge beider Antriebsmaschinen im Summiergetriebe zusammen. Die Drehzahlen beider Antriebsmaschinen sind unabhängig der jeweiligen anderen An triebsmaschine einstellbar, weshalb die Getriebeanordnung ähnliche Fahreigen schaften wie stufenlose Getriebe aufweisen können.

Grundsätzlich umfasst ein Summiergetriebe drei Elemente, nämlich ein Sonnenrad, einen Planetenradträger und ein Hohlrad. Auf dem Planetenradträger sind mehrere Planetenräder drehbar gelagert, die sich um ihre eigene Achse und um die Achse des Sonnenrads drehen. Welches der drei Elemente dem Sonnenrad, dem Planeten radträger oder dem Hohlrad zugeordnet ist, ist frei zu bestimmen. Die Leistungsein träge des Verbrennungsmotors und die der elektrischen Maschine erfolgen an zwei verschiedenen Elementen des Summiergetriebes und werden über das mit dem Ab trieb verbundene Element des Summiergetriebes abgeführt. So ist beispielsweise das Sonnenrad mit der elektrischen Maschine, der Planetenradträger mit dem Ab trieb und das Hohlrad mit dem Getriebe verbunden. Oder aber das Sonnenrad ist mit Abtrieb, der Planetenradträger mit dem Getriebe und das Hohlrad mit der elektri schen Maschine, usw. verbunden.

Die Schrift DE102018203563 beschreibt einen Antriebsstrang der zuvor beschrie benen Art mit einer elektrischen Maschine und einem Verbrennungsmotor, wobei zwischen einem Summiergetriebe und dem Verbrennungsmotor ein dem Summier getriebe vorgeschaltetes Getriebe in Form von zwei Planetengetriebesätzen ange ordnet ist. In Summe umfasst dieser Antriebsstrang somit drei Planetengetriebe sätze, womit Fahrprogramme wie beispielsweise zwei rein elektrische Gangstufen, vier rein verbrennungsmotorische Gangstufen und drei Hybridgangstufen abbildbar sind. Auch das Starten des Verbrennungsmotors mittels der elektrischen Maschine ist mit Einschränkungen und unter Berücksichtigung der Gangstufenwahl bzw. Fahr zeuggeschwindigkeit während der Fahrt möglich.

DE 102015216896 A1 zeigt eine Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug, mit ei nem Verbrennungsmotor und mit einem Elektromotor, sowie mit einer Drehmomen tüberlagerungseinrichtung zur Überlagerung der durch den Verbrennungsmotor und den Elektromotor erzeugten Drehmomente auf eine Abtriebswelle.

Die Drehmomentüberlagerungseinrichtung umfasst eine Planetengetriebeanordnung mit zwei gekoppelten Planetenradsätzen, wobei jeder Planetenradsatz jeweils ein Hohlrad, ein Sonnenrad sowie ein Schaltelement aufweist, wobei ein Planetenträger des ersten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes dreh gekoppelt ist, und wobei die Abtriebswelle mit einem Planetenträger des zweiten Pla netenradsatzes drehgekoppelt ist.

JP 2009- 1234 A zeigt eine Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs mit einem Mo tor, einem Motorgenerator und dem Automatikgetriebe versehen, die eine Vielzahl von Eingangskupplungen zur Bildung von Schaltstufen aufweisen. Die Eingangs kupplungen bestehen aus gegenseitig eingreifenden eingangsseitigen Eingriffsele menten, die mit einer Ausgangswelle des Motors verbunden sind, und aus ausgangs seitigen Eingriffselementen, die jeweils mit den Eingangselementen des Automatik getriebes verbunden sind. Ein Rotor des Motorgenerators ist mit dem ausgangsseiti gen Eingriffselement der Eingangskupplung verbunden, um die niedrigste Drehzahl stufe zu bilden, die bei der Einstellung der niedrigsten Drehzahlstufe zur Erzielung ei nes maximalen Schaltverhältnisses der Eingriffselemente eingerückt wird, so dass Leistung übertragen werden kann.

DE 11 2006002537 B4 zeigt eine elektrisch verstellbare Getriebefamilie stellt kos tengünstige elektrisch verstellbare Getriebemechanismen mit geringem Inhalt bereit, die einen ersten und zweiten Differenzialzahnradsatz, eine Batterie, zwei Elektromo toren, die austauschbar als Motoren oder Generatoren dienen, eine Klauenkupplung und vier oder fünf auswählbare Drehmomentübertragungseinrichtungen umfassen. Die Differenzialzahnradsätze sind vorzugsweise Planetenradsätze, es können aber andere Zahnradanordnungen eingesetzt werden, wie etwa Kegelräder oder eine Dif ferenzialzahnradanordnung an einer versetzten Achse.

Dennoch bleibt die Aufgabe bestehen, derartige Antriebsstränge hinsichtlich Bau größe und Kosten zu verbessern und die Anzahl an rein elektrischen Gangstufen zu erhöhen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen hybridisierten Antriebsstrang, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor, einer elektrischen Maschine und einer Getriebeanordnung, wobei die Getriebeanordnung zumindest einen ersten Planetengetriebesatz aufweist und als Summiergetriebe ausgebildet ist, wobei - ein erstes Element des ersten Planetengetriebesatzes mit dem Verbrennungs motor drehverbunden beziehungsweise -verbindbar und gegen ein Gehäuse feststellbar ist,

- ein zweites Element des ersten Planetengetriebesatzes mittels einer Kupplung C mit der elektrischen Maschine drehverbindbar und gegen das Gehäuse fest stellbar ist,

- ein drittes Element des ersten Planetengetriebesatzes mit einem Abtrieb ver bunden ist, wobei das erste Element ferner mittels einer Kupplung D mit der elektrischen Ma schine verbindbar ist.

Durch diesen erfindungsgemäßen hybridisierten Antriebsstrang kann das Summier getriebe entweder nur über das erste Element, nur über das zweite Element oder gleichzeitig von beiden Elementen Antriebsleistung der elektrischen Maschine auf nehmen und an den Abtrieb weiterleiten und drei rein elektrisch betriebene Gangstu fen einrichten. Ferner können jedoch die Kupplungen C und D auch dazu genutzt werden, Antriebsleistung ausschließlich von dem Verbrennungsmotor an den Abtrieb weiterzuleiten, um eine verbrennungsmotorisch betriebene Gangstufe einzurichten. Auch sind die dem Stand der Technik bekannten EVT-Gangstufen ohne Einschrän kungen oder die zusätzliche Nutzung der elektrischen Maschine im Parallelbetrieb zum Verbrennungsmotor realisierbar. Durch die Möglichkeit dieser Mehrfachnutzung der beiden Kupplungen C und D für die Realisierung von elektrisch-, verbrennungs motorisch- und hybridisiert-betriebenen Gangstufen kann nicht nur die Anzahl an zu schaltbaren Gangstufen erhöht, sondern auch die Anzahl an notwendigen Kupplun gen verringert bzw. Kosten eingespart werden.

Mit „drehverbunden“ bzw. „drehverbindbar“ ist eine drehmomentschlüssige Verbin dung gemeint. Mit „gegen das Gehäuse feststellbar“ ist eine reib- oder formschlüs sige Verbindung mit dem Gehäuse gemeint.

Der erste Planetengetriebesatz kann einfach oder in der Art eines Plusplanetenge triebes ausgebildet sein. Das erste Element des ersten Planetengetriebesatzes kann entweder direkt mit dem Verbrennungsmotor drehverbunden sein. Denkbar ist auch eine im Leistungsfluss zwischen dem ersten Element und dem Verbrennungsmotor angeordnete Kupplung und/oder weitere Planetengetriebesätze zur Drehzahlreduktion des hybridisierten An triebstranges.

Zudem kann das erste Element des Planetengetriebesatzes direkt mittels einer Bremse gegen das Gehäuse feststellbar sein, um diesen Planetengetriebesatz zu bremsen. Es ist ferner denkbar, das erste Element gegen das Gehäuse indirekt fest zustellen, in dem Kupplungen und Bremsen der Getriebeanordnung genutzt werden, die nicht direkt dem ersten Planetengetriebesatz zugeordnet, sondern zur Ansteue rung beispielsweise eines weiteren Planetengetriebesatzes gedacht sind.

Das zweite Element des Planetengetriebesatzes kann vorzugweise direkt mittels ei ner Bremse B gegen das Gehäuse feststellbar sein, um diesen Planetengetriebesatz zu bremsen. Es ist ferner denkbar, das zweite Element gegen das Gehäuse indirekt festzustellen, in dem Kupplungen und Bremsen der Getriebeanordnung genutzt wer den, die nicht direkt dem ersten Planetengetriebesatz zugeordnet, sondern zur An steuerung beispielsweise eines weiteren Planetengetriebesatzes gedacht sind.

Vorzugsweise bilden die Kupplungen C und D eine Doppelkupplungsanordnung aus und weisen eine gemeinsame Kupplungseingangsseite auf, wobei die gemeinsame Kupplungseingangsseite mit der elektrischen Maschine drehverbunden ist. Vorzugs weise umfasst die gemeinsame Kupplungseingangsseite einen Eingangslamellenträ ger, der sowohl der Kupplung C, als auch der Kupplung D zugeordnete Lamellen auf weist.

Vorzugsweise ist die Kupplungseingangsseite der Doppelkupplungsanordnung über eine Zahnradstufe mit der elektrischen Maschine (EM) verbunden, wobei diese Zahn radstufe axial zwischen der Bremse B und der Doppelkupplungsanordnung angeord net ist.

Erfindungsgemäß ist das erste Element des ersten Planetengetriebesatzes als Hohl rad, das zweite Element des ersten Planetengetriebesatzes als Sonnenrad und das dritte Element des ersten Planetengetriebesatzes als Planetenradträger ausgebildet. Vorzugsweise weist die Kupplung C einen Ausgangslamellenträger CA auf, der mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebesatzes verbunden ist, wobei die Kupp lung D einen Ausgangslamellenträger aufweist, der mit dem Hohlrad des ersten Pla netensatzes verbunden ist, wobei der Eingangslamellenträger und der Ausgangsla mellenträger drehbar zueinander gelagert sind.

In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind die Kupplungen C und D in ihrer An ordnung zueinander radial verschachtelt. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Kupplung D radial außerhalb zur Kupplung C angeordnet ist.

Vorzugsweise ist das Sonnenrad des ersten Planetengetriebesatzes als Hohlwelle ausgebildet und drehbar zum Planetenradträger des ersten Planetengetriebesatzes gelagert.

Vorzugsweise ist der Planetenradträger des ersten Planetengetriebesatzes über eine Zahnradstufe mit dem Abtrieb verbunden, wobei diese Zahnradstufe auf der dem Verbrennungsmotor gegenüberliegenden Seite im Antriebsstrang angeordnet ist.

In einer weiteren vorteilhaften, kompakten Ausgestaltung ist es jedoch auch denkbar, diese Zahnradstufe axial zwischen der Doppelkupplungsanordnung und dem ersten Planetengetriebesatz anzuordnen, wobei die elektrische Maschine auf der dem Ver brennungsmotor gegenüberliegenden Seite im Antriebsstrang angeordnet ist.

Besonders bevorzugt umfasst die Getriebeanordnung einen zweiten Planetengetrie besatz, wobei

- ein Planetenradträger des zweiten Planetengetriebesatzes mit dem Hohlrad des ersten Planetengetriebesatzes drehverbunden ist,

- ein Sonnenrad des zweiten Planetengetriebesatzes mit dem Verbrennungs motor drehverbunden ist,

- ein Hohlrad des zweiten Planetengetriebesatzes mittels einer Bremse E gegen das Gehäuse feststellbar ist und wobei

- der Planetenradträger und das Sonnenrad des ersten Planetensatzes mittels einer Kupplung A drehverbindbar sind. Durch diese erfindungsgemäße Anbindung eines weiteren Planetengetriebesatzes ergeben sich im Betrieb drei rein elektrisch, vier rein verbrennungsmotorische, vier Hybrid-Parallelbetrieb- und zwei EVT- betriebene Gangstufen.

Der zweite Planetengetriebesatz ist vorzugweise axial zwischen dem Verbrennungs motor und dem ersten Planetengetriebesatz angeordnet.

Vorzugsweise umfasst der Antriebsstrang ausschließlich zwei Planetengetriebesätze, nämlich den ersten und den zweiten Planetengetriebesatz.

Ferner ist es von Vorteil, wenn der Verbrennungsmotor ausschließlich mit dem Son nenrad des zweiten Planetengetriebesatzes drehverbunden ist und ferner aus schließlich über die Kupplung A mit dem Planetenradträger des zweiten Planetenge triebesatzes verbindbar ist.

Vorzugsweise sind der erste und der zweite Planetengetriebesatz ausschließlich durch eine drehfeste Verbindung zwischen dem Hohlrad des ersten Planetensatzes und dem Planetenradträger des zweiten Planetensatzes miteinander verbunden, so- dass der zweite Planetengetriebesatz in Leistungsflussrichtung - bezogen auf die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors - zwischen dem ersten Planetengetriebes atz und dem Verbrennungsmotor angeordnet ist.

Vorzugsweise ist die elektrische Maschine parallel zu dem ersten und dem zweiten Planetengetriebesatz angeordnet.

In einem vorteilhaften Verfahren zum Steuern eines Antriebstrangs wird vorgeschla gen, dass eine rein elektrisch, insbesondere eine dritte rein elektrisch betriebene Gangstufe eingerichtet wird, indem die Kupplungen C und D geschlossen werden. Durch diese Maßnahme werden zwei Elemente des ersten Planetengetriebesatzes indirekt miteinander drehverbunden und dieser Planetengetriebesatz verblockt. An stelle einer zusätzlich notwendigen Kupplung zur direkten Kopplung dieser beiden Elemente können die Kupplungen C und D genutzt werden, die ferner für die jewei lige Anbindung an die elektrische Maschine gedacht sind.

Bevorzugt wird eine rein verbrennungsmotorische, insbesondere eine zweite rein ver brennungsmotorische Gangstufe eingerichtet, indem die Kupplungen C und D und die Bremse E geschlossen werden. Bevorzugt wird eine hybridisierte Gangstufe eingelegt ist, in dem die dritte rein elekt rische Gangstufe und die zweite verbrennungsmotorische Gangstufe kombiniert ein gelegt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen hybridisierten Antriebsstrang nach einem ers ten Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 zeigt ein Schaltschema für einen hybridisierten Antriebsstrang nach dem ers ten Ausführungsbeispiel.

Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen hybridisierten Antriebsstrang nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 4 zeigt ein Schaltschema für einen hybridisierten Antriebsstrang nach dem zwei ten Ausführungsbeispiel.

Der in Fig. 1 gezeigte hybridisierte Antriebsstrang 1 weist eine Verbrennungskraftma schine (nicht gezeigt), ein Zweimassenschwungrad, eine Getriebeeingangswelle 3, eine Getriebeanordnung 5, eine elektrische Maschine EM, einen Abtrieb 4 und ein Gehäuse auf.

Die Getriebeanordnung 5 umfasst einen ersten Planetengetriebesatz PGS1, der wie derum ein erstes Element, welches als Hohlrad 13 ausgebildet ist, ein zweites Ele ment, welches als Sonnenrad 11 ausgebildet ist, und ein drittes Element, welches als Planetenradträger 12 ausgebildet ist, aufweist.

Außerdem weist die Getriebeanordnung 5 einen zweiten Planetengetriebesatz PGS2 umfassend ein Sonnenrad 21 , ein Planetenradträger 22 und ein Hohlrad 23 auf.

Das Sonnenrad 21 ist über die Getriebeeingangswelle und dem Zweimassen schwungrad drehfest mit dem Verbrennungsmotor verbunden. Mittels einer Kupplung A kann das Sonnenrad 21 mit dem Planetenradträger 22 verbunden und so der zweite Planetengetriebesatz PGS2 verblockt werden. Ferner ist das Hohlrad 23 mit tels einer Bremse E gegen das Gehäuse festlegbar, sodass der zweite Planetenge triebesatz PGS2 im gebremsten Zustand betrieben werden kann. Der erste und der zweite Planetengetriebesatz PGS1 , PGS2 sind ausschließlich über eine drehfeste Verbindung zwischen dem Hohlrad 13 und dem Planetenradträger 22 miteinander gekoppelt. Der Leistungsfluss der Antriebsleistung des Verbrennungs motors verläuft über den zweiten Planetengetriebesatz PGS2 hin zu dem Hohlrad 13 des ersten Planetengetriebesatzes PGS1.

Der erste Planetengetriebesatz PGS1 ist als Summiergetriebe ausgebildet, d.h. die Leistungseinträge beider Antriebsmaschinen treffen im ersten Planetengetriebesatz zusammen und werden über den Planetenradträger 12 und einer Stirnradstufe 7 hin zum Abtrieb abgeführt. Dabei ist die elektrische Maschine EM mittels einer Doppel kupplungsanordnung 30, umfassend einer Kupplung C und D, mit dem ersten Plane tengetriebesatz verbindbar. Mittels der Kupplung C kann eine drehfeste Verbindung zwischen dem Sonnenrad 11 und der elektrischen Maschine EM hergestellt werden. Weiterhin ist die elektrische Maschine EM mittels der Kupplung D mit dem Hohlrad 13 verbindbar.

Die Antriebsleistung der elektrischen Maschine EM wird entweder nur in das Sonnen rad 11, nur in das Hohlrad 13 oder, sobald beide Kupplung C und D geschlossen werden, sowohl in das Sonnenrad 11, als auch in das Hohlrad 13 gleichzeitig in den ersten Planetengetriebesatz eingeführt.

Sind die beiden Kupplungen C und D geschlossen, befindet sich der erste Planeten getriebesatz PGS1 im verblockten Zustand.

Die Kupplungen C und D weisen eine gemeinsame Kupplungseingangsseite 31 auf, wobei die gemeinsame Kupplungseingangsseite 31 mit der elektrischen Maschine EM drehverbunden ist. Ferner umfasst die gemeinsame Kupplungseingangsseite 31 einen Eingangslamellenträger 32, der sowohl der Kupplung C, als auch der Kupplung D zugeordnete Lamellen trägt.

Zudem ist die Kupplungseingangsseite 31 über eine Zahnradstufe 6 mit der elektri schen Maschine EM drehverbunden, wobei die elektrische Maschine parallel zur Ge triebeanordnung angeordnet ist.

Mittels einer Bremse B ist das Sonnenrad 11 gegen das Gehäuse direkt feststellbar, wodurch der erste Planetengetriebesatz im gebremsten Zustand betrieben werden kann. Die Zahnradstufe 6 ist hierbei axial zwischen der Bremse B und der Doppelkupp lungsanordnung angeordnet.

Eine Zahnradstufe 7, die den Planetenradträger mit dem Abtrieb 4 drehverbindet, ist in diesem Ausführungsbeispiel auf der dem Verbrennungsmotor gegenüberliegenden Seite im hybridisierten Antriebsstrang 1 angeordnet.

Der hybridisierte Antriebsstrang 1 ist dazu ausgebildet, vier rein verbrennungsmotori sche Gangstufen einzurichten, in dem der erste und der zweite Planetengetriebesatz (PGS1 und PGS2) in einer Kombination aus Blockumlauf und Umlaufübersetzung betrieben werden. So ist beispielsweise eine erste verbrennungsmotorische Gang stufe gemäß des Schaltschemas in Fig. 2 dann eingelegt, wenn die Bremse B, sowie die Bremse E geschlossen sind, d.h. beide Planetengetriebesätze PGS1, PGS2 wer den gebremst und drehen in ihrer Umlaufübersetzung. In der zweiten verbrennungs motorischen Gangstufe sind beide Kupplungen C und D geschlossen und verblocken damit den ersten Planetengetriebesatz, wohingegen sich der zweite Planetengetrie besatz PGS2 weiterhin im gebremsten Zustand befindet.

Weiterhin ist der hybridisierte Antriebsstrang 1 dazu ausgebildet, die vier verbren nungsmotorischen Gangstufen durch Hinzuschalten der elektrischen Maschine EM im Parallelbetrieb zu unterstützen oder diese in einem Rekuperationsmodus anzutrei ben. Hierbei wird zusätzlich die Kupplung D geschlossen, sofern sie nicht schon durch eine verbrennungsmotorische Gangstufe gemäß des Schaltschemas in Fig. 2 genutzt wird.

Die erste und die zweite elektrisch betriebene Gangstufe werden eingerichtet, in dem eine der beiden Kupplungen C oder D geschlossen wird und sich gleichzeitig der erste Planetengetriebesatz PGS1 im gebremsten Zustand befindet.

Der gebremste Zustand kann direkt oder indirekt erfolgen. Soll das Hohlrad 13 durch die Maschine EM (zweite elektrische Gangstufe) angetrieben werden, erfolgt eine di rekte Bremsung des ersten Planetengetriebesatzes PGS1 durch die Bremse B, in dem das Sonnenrad 11 gegen das Gehäuse festgestellt wird. Soll hingegen das Son nenrad 11 durch die elektrische Maschine EM (erste elektrisch betriebene Gang stufe) angetrieben werden, erfolgt eine indirekte Bremsung des ersten Planetenge triebesatzes PGS1 durch das Festlegen des Hohlrads 13 gegen das Gehäuse durch die Bremse E und der Kupplung A, wobei die Bremse E und die Kupplung A nicht di rekt dem ersten, sondern dem zweiten Planetengetriebesatz zugeordnet sind.

Erfindungsgemäß wird die dritte rein elektrisch betriebene Gangstufe durch das Schließen der Kupplungen C und D eingerichtet.

Eine weitere Besonderheit des hybridisierten Antriebsstrangs 1 ist die Möglichkeit, beide Antriebsmaschinen mit unterschiedlichen Drehzahlen in sogenannten EVT-Mo- dus betreiben zu können. In diesem stufenlosen Betrieb ist die elektrische Maschine über die Kupplung C ausschließlich an das Sonnenrad 11 angebunden, wohingegen die verbrennungsmotorische Leistung in das Hohlrad 13 einfließt. Der erste Planeten getriebesatz bleibt daher ungebremst.

Insgesamt ergeben sich somit im Betrieb drei rein elektrisch, vier rein verbrennungs motorische, vier Hybrid-Parallelbetrieb- und zwei EVT- betriebene Gangstufen.

Der in Fig. 3 gezeigte hybridisierte Antriebsstrang 1 zeigt ein zweites Ausführungs beispiel und enthält im Wesentlichen die gleichen Komponenten und einen ähnlichen Aufbau wie das in Fig. 1 gezeigte erste Ausführungsbeispiel, weshalb entsprechend die gleichen Bezugszeichen verwendet wurden. Der wesentliche Unterschied zeigt sich in der Anbindung beider Antriebsmaschinen und des Abtriebs an den ersten Pla netengetriebesatz/Summiergetriebe. So ist das erste Element des ersten Planeten getriebesatzes dem Hohlrad 11 zugeordnet. Das zweite Element ist dem Planeten radträger 12 und das dritte Element ist dem Hohlrad 13 zugeordnet.

Ferner ist der erste Planetengetriebesatz PGS1 in der Art eines Plusplanetengetrie bes ausgebildet.

Zudem ist die Zahnradstufe 6 im hybridisierten Antriebsstrang an der dem Verbren nungsmotor gegenüberliegenden Seite angeordnet. Dagegen ist die Zahnradstufe 7 zwischen der Doppelkupplungsanordnung 30 und dem ersten Planetengetriebesatz PGS1 angeordnet.

Die Funktionsweise ist identisch zum ersten Ausführungsbeispiel. So bleibt die Art und Anzahl der Gangstufen jeweils gleich. Aufgrund der unterschiedlichen Anbindun gen der Antriebsmaschinen und des Abtriebs an den ersten Planetengetriebesatz PGS1 ergeben sich kürzere Übersetzungen der ersten Gänge, wodurch die Sprei zung erhöht wird. Eine für den Betrieb optimierte Schaltlogik ist der Fig. 4 zu entneh men. Bezugszeichenliste

I Antriebsstrang

3 Getriebeeingang

4 Abtrieb

5 Getriebeanordnung

6 Zahnradstufe

7 Zahnradstufe

I I Sonnenrad des ersten Planetengetriebesatzes

12 Planetenradträger des ersten Planetengetriebesatzes

13 Hohlrad des ersten Planetengetriebesatzes

21 Sonnenrad des zweiten Planetengetriebesatzes

22 Planetenradträger des zweiten Planetengetriebesatzes

23 Hohlrad des zweiten Planetengetriebesatzes

30 Doppelkupplungsanordnung

31 Kupplungseingangsseite

32 Eingangslamellenträger

CA Ausgangslamellenträger der Kupplung C

CD Ausgangslamellenträger der Kupplung D

EM Elektrische Maschine

PGS1 Erster Planetengetriebesatz

PGS2 Zweiter Planetengetriebesatz A Kupplung

B Bremse

C Kupplung

D Kupplung

E Bremse