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Patent Searching and Data


Title:
HYBRID TRANSMISSION AND HYBRID DRIVE ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/089084
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hybrid transmission and a hybrid drive arrangement. The hybrid transmission (1) comprises only one dual clutch device (10) for opening and closing a torque transmission path between a drive assembly, which is coupled or couplable to the hybrid transmission (1), and a drive output (3) of the hybrid transmission (1), and furthermore comprises two shafts (20, 21), which are coupled to the outputs (14, 15) of component clutches (11, 12) of the dual clutch device (10), and two electric rotary machines (30, 31), wherein each of the electric rotary machines (30, 31) is coupled to a respective shaft (20, 21), and each shaft (20, 21) coupled to an electric rotary machine (30, 31) leads to a drive output (3) of the hybrid transmission (1). With the hybrid transmission according to the invention and the hybrid drive arrangement according to the invention, an optimum driving operation can be ensured in an inexpensive and structural-space-saving manner.

Inventors:
NEUKUM REINER (DE)
Application Number:
PCT/DE2020/100894
Publication Date:
May 14, 2021
Filing Date:
October 15, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
B60K6/48; B60K6/387; B60K6/547
Foreign References:
DE102006036758A12008-02-28
DE102005049992A12007-04-26
DE102015013528B32017-01-26
DE102006059664A12007-07-19
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Claims:
Patentansprüche

1. Hybridgetriebe (1), umfassend zum Öffnen und Schließen eines Drehmoment- Übertragungspfades zwischen einem mit dem Hybridgetriebe (1) gekoppelten oder koppelbaren Antriebsaggregat und einem Abtrieb (3) des Hybridgetriebes (1) lediglich eine Doppelkupplungsvorrichtung (10), sowie weiterhin umfassend zwei Wellen (20, 21), die mit den Ausgängen (14, 15) von Teilkupplungen (11,12) der Doppelkupplungsvorrichtung (10) gekoppelt sind, sowie zwei elektrische Rotationsmaschinen (30, 31), wobei jede der elektrischen Rotationsmaschinen (30, 31 ) jeweils mit einer Welle (20, 21 ) gekoppelt ist und eine jede mit einer elektrischen Rotationsmaschine (30, 31) gekoppelte Welle (20, 21) zu einem Abtrieb (3) des Hybridgetriebes (1) führt.

2. Hybridgetriebe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine jede mit einer elektrischen Rotationsmaschine (30, 31) gekoppelte Welle (20, 21) jeweils zu wenigstens einer Übersetzungsstufe (40, 50, 60) des Hybridgetriebes (1) führt.

3. Hybridgetriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelkupplungsvorrichtung (10) zwei Teilkupplungen (11, 12) umfasst, die auf einer gemeinsamen Rotationsachse (16) angeordnet sind, wobei ein Rotor einer ersten elektrischen Rotationsmaschine (30) des Hybridgetriebe (1) achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse (16) angeordnet ist und ein Rotor einer zweiten elektrischen Rotationsmaschine (31) des Hybridgetriebes (1) koaxial zur gemeinsamen Rotationsachse (16) angeordnet ist.

4. Hybridgetriebe (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine (30) über wenigstens eine Übersetzungsstufe (70) mit einer ersten Welle (20) des Hybridgetriebes (1) gekoppelt ist.

5. Hybridgetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine (31) mit einem Ausgang (15) einer zweiten Teilkupplung (12) drehtest verbunden ist.

6. Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelkupplungsvorrichtung (10) zwei Teilkupplungen (11, 12) umfasst, die auf einer gemeinsamen Rotationsachse (16) angeordnet sind, wobei ein Rotor einer ersten elektrischen Rotationsmaschine (30) des Hybridgetriebe (1) achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse (16) angeordnet ist und ein Rotor einer zweiten elektrischen Rotationsmaschine (31) des Hybridgetriebes (1) achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse (16) angeordnet ist.

7. Hybridgetriebe (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine (30) über wenigstens eine Übersetzungsstufe (70) mit einer ersten Welle (20) des Hybridgetriebes (1) gekoppelt ist.

8. Hybridgetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine (31) über wenigstens eine Übersetzungsstufe (70) mit einer zweiten Welle (21) des Hybridgetriebes (1) gekoppelt ist.

9. Hybridgetriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Welle (20) zwei Zahnräder (41 , 61) für zwei Übersetzungsstufen (40, 60) angeordnet sind, von denen jeweils eines mit einem Zahnrad (42, 62) auf einer achsparallelen dritten Welle (22) des Hybridgetriebes (1) in Eingriff bringbar ist, zur Ausbildung von zwei Übersetzungsstufen (40, 60) zwischen der zweiten Welle (21) und der dritten Welle (22).

10. Hybrid-Antriebsanordnung (4), umfassend ein Hybridgetriebe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie eine Verbrennungskraftmaschine (90), deren Abtrieb mechanisch mit einer Anschlusseinrichtung (91) des Hybridgetriebes (1) gekoppelt ist, die mit der Doppelkupplungsvorrichtung (10) drehfest verbunden ist.

Description:
Hvbridqetriebe und Hvbrid-Antriebsanordnunq

Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe sowie eine Hybrid-Antriebsanordnung.

Hybrid-Antriebsanordnungen umfassen in der Regel eine Verbrennungskraftmaschine sowie ein Hybridgetriebe mit einer Kupplungseinrichtung und zumindest einer elektrischen Rotationsmaschine.

Aus dem Stand der Technik sind Hybrid-Antriebsanordnungen bekannt, die unterschiedlichste Ausführungen an Hybridgetrieben aufweisen.

Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils eine Ausführungsform einer Hybrid- Antriebsanordnung gemäß dem Stand der Technik in einer schematischen Darstellung.

In der ersten Ausführungsform gemäß Figur 1 umfasst die Hybrid-Antriebsanordnung 4 eine Verbrennungskraftmaschine 90, ein Hybridgetriebe 1 sowie ein Differentialgetriebe 93, wobei das Hybridgetriebe 1 eine Trennkupplung 92, eine erste elektrische Rotationsmaschine 30, eine Doppelkupplungsvorrichtung 10 sowie eine zweite elektrische Rotationsmaschine 31 aufweist.

Die Verbrennungskraftmaschine 90 ist mit einer einen Eingang 2 des Hybridgetriebes 1 darstellenden Anschlusseinrichtung 91 gekoppelt. Die Anschlusseinrichtung 91 entspricht einer Eingangsseite der Trennkupplung 92, wobei deren Ausgangsseite drehfest mit einem Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 verbunden ist. Entsprechend ist die Verbrennungskraftmaschine 90 mittels der Trennkupplung 92 zum Hybridgetriebe 1 an- und abkoppelbar. Die Trennkupplung 92 bzw. deren Lamellen sind dabei radial innerhalb eines vom Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 radial begrenzten Raums angeordnet.

Die Ausgangsseite der Trennkupplung 92 und der Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 sind mit einem Eingangselement 13 der Doppelkupplungsvorrichtung 10 verbunden. Die Doppelkupplungsvorrichtung 10 umfasst eine erste Teilkupplung 11 und eine zweite Teilkupplung 12. Die beiden Teilkupplungen 11, 12 sind axial nebeneinander angeordnet und weisen eine gemeinsame Rotationsachse 16 auf, zu welcher der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 koaxial angeordnet ist.

Ein Ausgang 14 der ersten Teilkupplung 11 ist mit einer ersten Welle 20 des Hybridgetriebes 1 verbunden und ein Ausgang 15 der zweiten Teilkupplung 12 ist mit einer zweiten Welle 21 des Hybridgetriebes 1 verbunden. Die

Verbrennungskraftmaschine 90 und die zweite elektrische Rotationsmaschine 31 oder nur die zweite elektrische Rotationsmaschine 31 sind somit, abhängig einer Schließung einer der beiden Teilkupplungen 11 , 12, an die erste oder zweite Welle 20, 21 koppelbar.

Die erste Welle 20 ist dabei koaxial zur zweiten Welle 21 angeordnet, wobei die zweite Welle 21 zu diesem Zweck als Hohlwelle ausgeführt ist und die erste Welle 20 abschnittsweise innerhalb der zweiten Welle 21 verläuft.

Parallel zur ersten und zweiten Welle 20, 21 umfasst das Hybridgetriebe 1 zudem eine dritte Welle 22. Die erste Welle 20 und die dritte Welle 22 sind über eine erste Übersetzungsstufe 40 oder eine dritte Übersetzungsstufe 60 miteinander koppelbar, wobei die zweite Welle 21 und die dritte Welle 22 über eine zweite Übersetzungsstufe 50 gekoppelt sind.

Zwecks Kopplung der ersten Welle 20 mit der dritten Welle 22 sind auf der ersten Welle 20 ein erstes Zahnrad 41 der ersten Übersetzungsstufe 40 und ein erstes Zahnrad 61 der dritten Übersetzungsstufe 60 angeordnet und auf der dritten Welle 22 ein zweites Zahnrad 42 der ersten Übersetzungsstufe 40, welches mit dem ersten Zahnrad 41 der ersten Übersetzungsstufe 40 in Eingriff steht, und ein zweites Zahnrad 62 der dritten Übersetzungsstufe 60, welches mit dem ersten Zahnrad 61 der dritten Übersetzungsstufe 60 in Eingriff steht, angeordnet. Die Zahnräder 41 , 61 auf der ersten Welle 20 sind mit dieser drehfest verbunden, wohingegen die Zahnräder 42, 62 drehbar auf der dritten Welle 22 gelagert sind. Eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Zahnrad 42 der ersten Übersetzungsstufe 40 und der dritten Welle 22 oder eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Zahnrad 62 der dritten Übersetzungsstufe 60 und der dritten Welle 22 ist durch ein Schaltelement 96 herstellbar. Das Schaltelement 96 ist dazu als ringförmiges Element mit einer Verzahnung ausgestaltet, drehfest mit der dritten Welle 22 verbunden und kann durch axiale Verschiebung auf der dritten Welle 22 entweder mit dem zweiten Zahnrad 42 der ersten Übersetzungsstufe 40 oder dem zweiten Zahnrad 62 der dritten Übersetzungsstufe 60 in Eingriff gebracht werden.

Zwecks der Kopplung der zweiten Welle 21 mit der dritten Welle 22 ist auf der zweiten Welle 21 drehfest ein erstes Zahnrad 51 der zweiten Übersetzungsstufe 50 angeordnet, welches mit einem drehfest auf der dritten Welle 22 angeordnetem zweiten Zahnrad 52 der zweiten Übersetzungsstufe 50 in Eingriff steht.

Ein Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 ist über zwei weitere Übersetzungsstufen 70 mit der ersten Welle 20 gekoppelt. Dazu ist der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 mit einem ersten Zahnrad 71 der weiteren Übersetzungsstufen 70 verbunden, wobei dieses erste Zahnrad 71 mit einem zweiten Zahnrad 72 der weiteren Übersetzungsstufen 70 in Eingriff steht, welches wiederum mit dem ersten Zahnrad 61 der dritten Übersetzungsstufe 60 in Eingriff steht.

Der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 ist damit achsparallel zur ersten Welle 21 und achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse 16 der zwei Teilkupplungen 11, 12 der Doppelkupplungsvorrichtung 10 angeordnet.

Die erste elektrische Rotationsmaschine 30 ist somit abhängig einer Stellung des Schaltelements 96 entweder über die erste Übersetzungsstufe 40 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 mit der dritten Welle 22 koppelbar.

Auf der dritten Welle 22 ist weiterhin ein erstes Zahnrad 81 einer Ausgangsübersetzung 80 fest angeordnet, das mit einem zweiten Zahnrad 82 der Ausgangsübersetzung 80 in Eingriff steht, wobei das zweite Zahnrad 82 der Ausgangsübersetzung 80 als Eingangselement des Differentialgetriebes 93 fungiert. Das erste Zahnrad 81 der Ausgangsübersetzung 80 ist somit der Abtrieb 3 des Hybridgetriebes 1.

Das Differentialgetriebe 93 ist mit einer Achse 94 verbunden, auf welcher zwei Räder 95 angeordnet sind, die einen Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 ausbilden.

Ein von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestelltes Drehmoment wird bei geschlossener Trennkupplung 92 und geschlossener erster Teilkupplung 11 auf die erste Welle 20 geleitet. Von der ersten Welle 20 wird das von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestellte Drehmoment dann über die erste Übersetzungsstufe 40 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 auf die dritte Welle 22 und über die Ausgangsübersetzung 80 an das Differentialgetriebe 93 und folglich an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 geleitet. Alternativ wird das von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestellte Drehmoment bei Schließung der zweiten Teilkupplung 12 auf die zweite Welle 21 und von dieser über die zweite Übersetzungsstufe 50 auf die dritte Welle 22 geleitet.

Ein von der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 bereitgestelltes Drehmoment kann somit äquivalent zu einem Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine 90 über eine der Übersetzungsstufen erste Übersetzungsstufe 40, zweite Übersetzungsstufe 50 oder dritte Übersetzungsstufe 60 übertragen werden.

Ein von der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 bereitgestelltes Drehmoment wird über die weiteren Übersetzungsstufen 70 auf die erste Welle 20 übertragen. Von der ersten Welle 20 wird das Drehmoment entweder über die erste Übersetzungsstufe 40 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 auf die dritte Welle 22 geleitet. Auf der dritten Welle 22 wird das Drehmoment über die Ausgangsübersetzung 80 dann vom Differentialgetriebe 93 an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 geleitet.

Mit der Hybrid-Antriebsanordnung gemäß der ersten Ausführungsform können entsprechend unterschiedlichste Fahr-Modi eines mit der Hybrid-Antriebsanordnung ausgestatteten Kraftfahrzeugs realisiert werden, jedoch ist dafür neben der Doppelkupplungsvorrichtung noch eine Trennkupplung notwendig. Diese Trennkupplung sowie ein dazugehöriges Betätigungssystem benötigen einen großen Bauraum, wobei die Trennkupplung außerdem Schleppmoment-bedingte Leistungsverluste erzeugt.

Die zweite Ausführungsform einer bekannten Hybrid-Antriebsanordnung 4 gemäß Figur 2 unterscheidet sich zur ersten Ausführungsform darin, dass das Hybridgetriebe 1 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 in Figur 2 hier keine Trennkupplung sowie keine zweite elektrisch Rotationsmaschine umfasst. Die Anschlusseinrichtung 91 des Hybridgetriebes 1 zum Anschluss an die Verbrennungskraftmaschine 90 ist hier durch das Eingangselement 13 der Doppelkupplungseinrichtung 10 ausgebildet.

Die beiden Teilkupplungen 11, 12 der Doppelkupplungseinrichtung 10 sind außerdem nicht axial benachbart zueinander, sondern radial verschachtelt angeordnet, wobei die Lamellen der zweiten Teilkupplung 12 radial weiter innen angeordnet sind als den Lamellen der ersten Teilkupplung 11.

Ein weiterer Unterschied der zweiten Ausführungsform zur ersten Ausführungsform ist, dass die erste elektrische Rotationsmaschine 30 über die weiteren Übersetzungsstufen 70 nicht an die erste Welle 20, sondern an die zweite Welle 21 gekoppelt ist. Der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 ist dazu mit dem ersten Zahnrad 71 der weiteren Übersetzungsstufen 70 verbunden, welches mit dem zweiten Zahnrad 72 der weiteren Übersetzungsstufen 70 in Eingriff steht, wobei dieses zweite Zahnrad 72 mit dem ersten Zahnrad 51 der zweiten Übersetzungsstufe 50 in Eingriff steht.

Ein von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestelltes Drehmoment wird gemäß Figur 2 bei geschlossener erster Teilkupplung 11 auf die erste Welle 20 geleitet. Von der ersten Welle 20 wird das von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestellte Drehmoment dann über die erste Übersetzungsstufe 40 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 auf die dritte Welle 22 und über die Ausgangsübersetzung 80 an das Differentialgetriebe 93 und folglich an den Abtrieb 5 der Hybrid- Antriebsanordnung 4 geleitet. Alternativ wird das von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestellte Drehmoment bei Schließung der zweiten Teilkupplung 12 auf die zweite Welle 21 und von dieser über die zweite Übersetzungsstufe 50 auf die dritte Welle 22 geleitet.

Ein von der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 bereitgestelltes Drehmoment wird über die weiteren Übersetzungsstufen 70 auf die zweite Welle 21 übertragen und dann über die zweite Übersetzungsstufe 50 auf die dritte Welle 22 übertragen. Auf der dritten Welle 22 wird das Drehmoment über die Ausgangsübersetzung 80 dann vom Differentialgetriebe 93 an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 geleitet.

Mit der Hybrid-Antriebsanordnung gemäß der zweiten Ausführungsform können zwar auch unterschiedliche Fahr-Modi eines mit der Hybrid-Antriebsanordnung ausgestatteten Kraftfahrzeugs realisiert werden, jedoch schränkt eine Anbindung der ersten elektrischen Rotationsmaschine an lediglich die zweite Welle die Einsatzmöglichkeiten der Hybrid-Antriebsanordnung gemäß der zweiten Ausführungsform ein, was zu einer geringeren Anzahl realisierbarer Fahr-Modi führt. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hybridgetriebe sowie eine damit ausgestattete Hybrid-Antriebsanordnung zur Verfügung zu stellen, die in kostengünstiger und bauraumsparenderWeise einen optimalen Fährbetrieb gewährleisten.

Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Hybridgetriebe nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Hybridgetriebes sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben.

Ergänzend wird eine Hybrid-Antriebsanordnung, welche das Hybridgetriebe aufweist, gemäß Anspruch 10 zur Verfügung gestellt.

Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.

Die Begriffe „radial“ und „axial“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Rotationsachse des Hybridgetriebes.

Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe mit lediglich einer Doppelkupplungsvorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Drehmoment- Übertragungspfades zwischen einem mit dem Hybridgetriebe gekoppelten oder koppelbaren Antriebsaggregat und einem Abtrieb des Hybridgetriebes. Das Hybridgetriebe umfasst weiterhin zwei Wellen, die mit den Ausgängen von Teilkupplungen der Doppelkupplungsvorrichtung gekoppelt sind, sowie zwei elektrische Rotationsmaschinen, wobei jede der elektrischen Rotationsmaschinen jeweils mit einer Welle gekoppelt ist und eine jede mit einer elektrischen Rotationsmaschine gekoppelte Welle zu einem Abtrieb des Hybridgetriebes führt.

Das heißt, dass als Kupplung zum Öffnen und Schließen eines Drehmoment- Übertragungspfades zwischen einem mit dem Hybridgetriebe gekoppelten oder koppelbaren Antriebsaggregat und dem Abtrieb des Hybridgetriebes nur die eine Doppelkupplungsvorrichtung angeordnet ist. Entsprechend der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Hybridgetriebes kann somit auf eine Trennkupplung zwischen einem Antriebsaggregat, wie zum Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine, und der Doppelkupplungsvorrichtung verzichtet werden. Dies führt zu einer eklatanten Einsparung von Bauraum sowie zu einer deutlichen Kostensenkung, da auch kein Betätigungssystem für die Trennkupplung vorzusehen ist. Außerdem werden entsprechend üblicherweise auftretende Schleppmomente verringert.

Des Weiteren müssen lediglich die Teilkupplungen der Doppelkupplungsvorrichtung dem vom Antriebsaggregat zur Verfügung gestellten Drehmoment angepasst bzw. diesen entsprechend ausgelegt werden.

Das Eingangselement der Doppelkupplungsvorrichtung kann durch einen jeweiligen Lamellenträger einer jeweiligen Teilkupplung ausgebildet sein oder mit diesen drehfest verbunden sein.

Insbesondere können die Lamellen der einen Teilkupplung radial weiter innen angeordnet sein, als die Lamellen der anderen Teilkupplung. Bei einer derartigen radialen Schachtelung der Lamellen der zwei Teilkupplungen kann zudem auch vorgesehen sein, dass die Lamellen der radial inneren Teilkupplung axial innerhalb eines von den Lamellen der radial äußeren Teilkupplung umgebenen Raums angeordnet sind, so dass eine besonders bauraumsparende Ausgestaltung realisiert ist.

Gemäß einer Ausführungsform des Hybridgetriebes führt eine jede mit einer elektrischen Rotationsmaschine gekoppelte Welle jeweils zu wenigstens einer Übersetzungsstufe des Hybride-Getriebes.

Die Übersetzungsstufen bilden somit den Abtrieb des Hybridgetriebes aus.

Ein mit dem Hybridgetriebe ausgestattetes Kraftfahrzeug kann somit ein von einer elektrischen Rotationsmaschine bereitgestelltes Drehmoment über jede mit der ersten oder der zweiten Welle verbundene Übersetzungsstufe leiten. Das bedeutet, es ist bei jeder wählbaren Übersetzung ein rein elektrisches Fahren des Kraftfahrzeugs realisierbar. Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Doppelkupplungsvorrichtung zwei Teilkupplungen, die auf einer gemeinsamen Rotationsachse angeordnet sind, wobei ein Rotor einer ersten elektrischen Rotationsmaschine des Hybridgetriebe achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse der zwei Teilkupplungen angeordnet ist und ein Rotor einer zweiten elektrischen Rotationsmaschine des Hybridgetriebes koaxial zur gemeinsamen Rotationsachse der zwei Teilkupplungen angeordnet ist. Die gemeinsame Rotationsachse ist hier eine ideelle Achse.

Dabei ist der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine über wenigstens eine Übersetzungsstufe mit einer ersten Welle des Hybridgetriebes gekoppelt.

In einer Ausgestaltungsform sind zwei Übersetzungsstufen zwischen dem Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine und der ersten Welle angeordnet.

Weiterhin ist dabei der Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine mit einem Ausgang einer zweiten Teilkupplung drehfest verbunden.

Dieser Ausgang der zweiten Teilkupplung kann zum Beispiel zu einer zweiten Übersetzungsstufe des Hybridgetriebes führen.

In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Doppelkupplungsvorrichtung zwei Teilkupplungen, die auf einer gemeinsamen Rotationsachse angeordnet sind, wobei ein Rotor einer ersten elektrischen Rotationsmaschine des Hybridgetriebe achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse der zwei Teilkupplungen angeordnet ist und ein Rotor einer zweiten elektrischen Rotationsmaschine des Hybridgetriebes achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse der zwei Teilkupplungen angeordnet ist.

Gemäß dieser Ausführungsform ist der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine über wenigstens eine Übersetzungsstufe mit einer ersten Welle des Hybridgetriebes gekoppelt.

In einer Ausgestaltungsform sind zwei Übersetzungsstufen zwischen dem Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine und der ersten Welle angeordnet. Außerdem ist dabei der Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine über wenigstens eine Übersetzungsstufe mit einer zweiten Welle des Hybridgetriebes gekoppelt.

In einer Ausgestaltungsform sind zwei Übersetzungsstufen zwischen dem Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine und der zweiten Welle angeordnet.

In dieser Ausgestaltungsform ist somit vorgesehen, dass beide elektrischen Rotationsmaschinen über Übersetzungsstufen mit dem Abtrieb des Getriebes gekoppelt sind. Dies ermöglicht eine konstruktiv gleichartige Ausgestaltung der elektrischen Rotationsmaschinen und/oder deren Ankopplungen, was eine Kostensenkung ermöglicht.

Gemäß einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform sind auf der ersten Welle zwei Zahnräder für zwei Übersetzungsstufen angeordnet, von denen jeweils eines mit einem Zahnrad auf einer achsparallelen dritten Welle des Hybridgetriebes in Eingriff bringbar ist, zur Ausbildung von zwei Übersetzungsstufen zwischen der zweiten Welle und der dritten Welle.

Auf der dritten Welle kann des Weiteren ein weiteres Zahnrad angeordnet sein, zur Ausbildung der Übersetzungsstufe zusammen mit einem Zahnrad auf der zweiten Welle.

Auf der dritten Welle kann außerdem eine sogenannte Schiebemuffe ausgestaltet sein und dazu dienen, einen Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der ersten Welle und der dritten Welle über eine der zwei Übersetzungsstufen zu schließen, so dass je nach Schaltung bzw. Stellung der Schiebemuffe eine von den zwei Übersetzungsstufen zwischen der zweiten Welle und der dritten Welle realisiert ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schiebemuffe derart schaltbar bzw. stellbar ist, dass kein Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der ersten Welle und der dritten Welle realisiert ist.

Äquivalent kann eine Ausbildung von zwei Übersetzungsstufen auch zwischen der zweiten Welle und der dritten Welle umgesetzt sein.

Es ist dabei nicht ausgeschlossen, mehr als zwei Übersetzungsstufen zwischen der ersten Welle und der dritten Welle und/oder zwischen der zweiten Welle und der dritten Welle zu realisieren. Des Weiteren wird erfindungsgemäß eine Hybrid-Antriebsanordnung zur Verfügung gestellt, die ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe sowie eine Verbrennungskraftmaschine aufweist, wobei ein Abtrieb der Verbrennungskraftmaschine mechanisch mit einer Anschlusseinrichtung des Hybridgetriebes gekoppelt ist, die mit der Doppelkupplungsvorrichtung drehfest verbunden ist.

Diese Ausgestaltung schließt jedoch nicht die Anordnung eines Schwingungsdämpfers zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Hybridgetriebe aus.

Es ist entsprechend vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine über die erste Teilkupplung der Kupplungseinrichtung mit der ersten Welle gekoppelt ist, oder dass die Verbrennungskraftmaschine über die zweite Teilkupplung der Kupplungseinrichtung mit der zweiten Welle gekoppelt ist.

In Abhängigkeit der Schaltung der Doppelkupplungsvorrichtung ist die Verbrennungskraftmaschine somit mit einer jeweiligen Übersetzungsstufe verbindbar. Ein mit der Hybrid-Antriebsanordnung ausgestattetes Kraftfahrzeug kann dadurch unterschiedlichste Betriebs-Modi realisieren.

Beispielsweise ist bei Abkopplung der Verbrennungskraftmaschine durch Öffnen der Teilkupplungen der Doppelkupplungsvorrichtung ein rein elektrischer Betrieb realisierbar. Bei Schließung einer der beiden Teilkupplungen ist entsprechend ein Hybrid-Betrieb mit zumindest einer der beiden elektrischen Rotationsmaschinen und der Verbrennungskraftmaschine realisiert. Ein Rekuperationsbetrieb ist mit zumindest einer der beiden elektrischen Rotationsmaschinen möglich. Weiterhin ist eine Fahrt nur mit der Verbrennungskraftmaschine als Antriebseinheit ausführbar, bei der zumindest eine elektrische Rotationsmaschine eine Lastpunktverschiebung der Verbrennungskraftmaschine realisieren kann. Ein Start der Verbrennungskraftmaschine ist durch Drehmoment einer elektrischen Rotationsmaschine realisierbar. Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in

Fig. 1 : eine Hybrid-Antriebsanordnung in einer ersten Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik in schematischer Darstellung,

Fig. 2: eine Hybrid-Antriebsanordnung in einer zweiten Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik in schematischer Darstellung,

Fig. 3: eine erfindungsgemäße Hybrid-Antriebsanordnung in einer ersten Ausführungsform in schematischer Darstellung und Fig. 4: eine erfindungsgemäße Hybrid-Antriebsanordnung in einer zweiten Ausführungsform in schematischer Darstellung.

Auf die Figuren 1 und 2 wurde bereits zur Erläuterung des Standes der Technik Bezug genommen.

In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Hybrid-Antriebsanordnung 4 in einer ersten Ausführungsform in schematischer Darstellung gezeigt.

Die Hybrid-Antriebsanordnung 4 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 90, ein Hybridgetriebe 1 sowie ein Differentialgetriebe 93, wobei das Hybridgetriebe 1 eine Doppelkupplungsvorrichtung 10, eine erste elektrische Rotationsmaschine 30 und eine zweite elektrische Rotationsmaschine 31 aufweist.

Die Verbrennungskraftmaschine 90 ist mit einer Anschlusseinrichtung 91 des Hybridgetriebes 1 als Eingang 2 des Hybridgetriebes 1 gekoppelt, wobei die Anschlusseinrichtung 91 einem Eingangselement 13 der Doppelkupplungsvorrichtung 10 entspricht. Entsprechend ist die Verbrennungskraftmaschine 90 mittels der Doppelkupplungsvorrichtung 10 an das Hybridgetriebe 1 an- und abkuppelbar.

Die Doppelkupplungsvorrichtung 10 umfasst eine erste Teilkupplung 11 und eine zweite Teilkupplung 12. Das Eingangselement 13 der Doppelkupplungsvorrichtung 10 ist durch den Außenlamellenträger der ersten Teilkupplung 11 und den Innenlamellenträger der zweiten Teilkupplung 12 ausgebildet. Ein Ausgang 14 der ersten Teilkupplung 11 , ausgebildet als deren Innenlamellenträger, ist mit einer ersten Welle 20 des Hybridgetriebes 1 verbunden und ein Ausgang 15 der zweiten Teilkupplung 12, ausgebildet als deren Außenlamellenträger, ist mit einem Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 und einer zweiten Welle 21 des Hybridgetriebes 1 verbunden.

Die beiden Teilkupplungen 11, 12 sind radial geschachtelt angeordnet, so dass die Lamellen der ersten Teilkupplung 11 radial weiter innen angeordnet sind als die Lamellen der zweiten Teilkupplung 12, wobei beide Teilkupplungen 11, 12 radial innerhalb eines vom Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 umgebenen Raums angeordnet sind. Die Lamellen der beiden Teilkupplungen 11, 12 sind zudem axial innerhalb dieses vom Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 umgebenen Raums angeordnet. Die beiden Teilkupplungen 11, 12 weisen eine gemeinsame Rotationsachse 16 auf. Diese gemeinsame Rotationsachse 16 der Teilkupplungen 11, 12 entspricht auch der Rotationsachse 33 der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 , so dass der Rotor der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 des Hybridgetriebes 1 koaxial zur gemeinsamen Rotationsachse 16 der zwei Teilkupplungen 11, 12 angeordnet ist.

Die erste Welle 20 ist koaxial zur zweiten Welle 21 angeordnet, wobei die zweite Welle 21 als Hohlwelle ausgeführt ist und die erste Welle 20 abschnittsweise innerhalb der zweiten Welle 21 verläuft.

Parallel zur ersten Welle 20und zur zweiten Welle 21 umfasst das Hybridgetriebe 1 zudem eine dritte Welle 22. Die erste Welle 20 und die dritte Welle 22 sind dabei über eine erste Übersetzungsstufe 40 und eine dritte Übersetzungsstufe 60 miteinander koppelbar, wobei die zweite Welle 21 und die dritte Welle 22 über eine zweite Übersetzungsstufe 50 gekoppelt sind.

Zwecks der Kopplung der ersten Welle 20 mit der dritten Welle 22 sind auf der ersten Welle 20 ein erstes Zahnrad 41 der ersten Übersetzungsstufe 40 und ein erstes Zahnrad 61 der dritten Übersetzungsstufe 60 angeordnet und auf der dritten Welle 22 ein zweites Zahnrad 42 der ersten Übersetzungsstufe 40, welches mit dem ersten Zahnrad 41 der ersten Übersetzungsstufe 40 in Eingriff steht, und ein zweites Zahnrad 62 der dritten Übersetzungsstufe 60, welches mit dem ersten Zahnrad 61 der dritten Übersetzungsstufe 60 in Eingriff steht, angeordnet. Die Zahnräder 41 , 61 auf der ersten Welle 20 sind mit dieser drehfest verbunden, wohingegen die Zahnräder 42, 62 drehbar auf der dritten Welle 22 angeordnet sind. Eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Zahnrad 42 der ersten Übersetzungsstufe 40 und der dritten Welle 22 oder eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Zahnrad 62 der dritten Übersetzungsstufe 60 und der dritten Welle 22 ist durch ein Schaltelement 96, z. B. eine Schiebemuffe, herstellbar. Das Schaltelement 96 ist dazu drehfest mit der dritten Welle 22 verbunden und kann durch axiale Verschiebung auf der dritten Welle 22 entweder mit dem zweiten Zahnrad 42 der ersten Übersetzungsstufe 40 oder dem zweiten Zahnrad 62 der dritten Übersetzungsstufe 60 in Eingriff gebracht werden. Zwecks der Kopplung der zweiten Welle 21 mit der dritten Welle 22 ist auf der zweiten Welle 21 drehfest ein erstes Zahnrad 51 der zweiten Übersetzungsstufe 50 angeordnet, welches mit einem drehfest auf der dritten Welle 22 angeordnetem zweiten Zahnrad 52 der zweiten Übersetzungsstufe 50 in Eingriff steht.

Die Verbrennungskraftmaschine 90 ist somit abhängig einer Schließung einer der beiden Teilkupplungen 11, 12 entweder über die erste Übersetzungsstufe 40, die zweite Übersetzungsstufe 50 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 mit der dritten Welle 22 koppelbar.

Ein Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 ist über zwei weitere Übersetzungsstufen 70 mit der ersten Welle 20 gekoppelt. Der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 ist dazu mit einem ersten Zahnrad 71 der weiteren Übersetzungsstufen 70 verbunden, wobei dieses erste Zahnrad 71 der weiteren Übersetzungsstufen 70 mit einem zweiten Zahnrad 72 der weiteren Übersetzungsstufen 70 in Eingriff steht und das zweite Zahnrad 72 der weiteren Übersetzungsstufen 70 mit dem ersten Zahnrad 61 der dritten Übersetzungsstufe 60 in Eingriff steht.

Der Rotor der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 ist damit achsparallel zur ersten Welle 21 und achsparallel zur gemeinsamen Rotationsachse 16 der zwei Teilkupplungen 11, 12 der Doppelkupplungsvorrichtung 10 angeordnet. Die erste elektrische Rotationsmaschine 30 ist somit in Abhängigkeit einer Stellung des Schaltelements 96 entweder über die erste Übersetzungsstufe 40 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 mit der dritten Welle 22 koppelbar.

Auf der dritten Welle 22 ist weiterhin ein erstes Zahnrad 81 einer Ausgangsübersetzung 80 fest angeordnet, das mit einem zweiten Zahnrad 82 der Ausgangsübersetzung 80 in Eingriff steht, wobei das zweite Zahnrad 82 der Ausgangsübersetzung 80 als Eingangselement des Differentialgetriebes 93 fungiert. Das erste Zahnrad 81 der Ausgangsübersetzung 80 ist somit der Abtrieb 3 des Hybridgetriebes 1.

Das Differentialgetriebe 93 ist mit einer Abtriebswelle 94 verbunden, auf welcher zwei Räder 95 angeordnet sind, die einen Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 ausbilden.

Ein von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestelltes Drehmoment wird bei geschlossener erster Teilkupplung 11 auf die erste Welle 20 geleitet. Von der ersten Welle 20 wird das von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestellte Drehmoment über die erste Übersetzungsstufe 40 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 auf die dritte Welle 22 und über die Ausgangsübersetzung 80 dann an das Differentialgetriebe 93 und folglich an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 geleitet. Alternativ wird das von der Verbrennungskraftmaschine 90 bereitgestellte Drehmoment bei Schließung der zweiten Teilkupplung 12 auf die zweite Welle 21 geleitet. Von der zweiten Welle 21 ausgehend lässt sich das Drehmoment über die zweite Übersetzungsstufe 50 auf die dritte Welle 22 und folglich an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 übertragen.

Ein von der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 bereitgestelltes Drehmoment wird von der zweiten Welle 21 über die zweite Übersetzungsstufe 50 auf die dritte Welle 22 übertragen und von dort über die Ausgangsübersetzung 80 dann vom Differentialgetriebe 93 an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 geleitet.

Ein von der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 bereitgestelltes Drehmoment wird über die weiteren Übersetzungsstufen 70 auf die erste Welle 20 übertragen. Von der ersten Welle 20 fließt das Drehmoment entweder über die erste Übersetzungsstufe 40 oder die dritte Übersetzungsstufe 60 auf die dritte Welle 22. Auf der dritten Welle 22 wird das Drehmoment über die Ausgangsübersetzung 80 dann vom Differentialgetriebe 93 an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 geleitet. Mit der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsanordnung 4 gemäß der ersten Ausführungsform können entsprechend unterschiedlichste Fahr-Modi eines mit der Hybrid-Antriebsanordnung 4 ausgestatteten Kraftfahrzeugs realisiert werden.

In Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße Hybrid-Antriebsanordnung 4 in einer zweiten Ausführungsform in einer schematischen Darstellung gezeigt.

Die zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsanordnung 4 gemäß Figur 4 unterscheidet sich zur ersten Ausführungsform gemäß Figur 3 darin, dass das Hybridgetriebe 1 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 in Figur 4 eine andere Ausgestaltung aufweist.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die zweite elektrische Rotationsmaschine 31 hier achsparallel anstatt koaxial zur gemeinsamen Rotationsachse 16 der zwei Teilkupplungen 11, 12 angeordnet ist.

Die zweite elektrische Rotationsmaschine 31 ist über weitere Übersetzungsstufen 70 an das erste Zahnrad 51 der zweiten Übersetzungsstufe 50 und somit an die zweite Welle 21 gekoppelt. Diese Kopplung ist dabei identisch ausgestaltet zur Kopplung des Rotors der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 an das erste Zahnrad 61 der dritten Übersetzungsstufe 60.

Zudem unterscheidet sich der Aufbau der Doppelkupplungsvorrichtung 10 in Figur 4 zu dem der Doppelkupplungsvorrichtung 10 in Figur 3. In Figur 4 ist das Eingangselement 13 der Doppelkupplungsvorrichtung 10 durch einen Außenlamellenträger der ersten Teilkupplung 11 und einen Außenlamellenträger der zweiten Teilkupplung 12 ausgebildet. Ein jeweiliger Ausgang 14, 15 einer der beiden Teilkupplungen 11, 12 ist entsprechend als Innenlamellenträger ausgebildet. Außerdem sind die Lamellen der ersten Teilkupplung 11 hier radial weiter innen angeordnet als die Lamellen der zweiten Teilkupplung 12.

Ein von der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 31 bereitgestelltes Drehmoment wird gemäß Figur 4 über die weiteren Übersetzungsstufen 70 auf die zweite Welle 21 übertragen und dann über die zweite Übersetzungsstufe 50 auf die dritte Welle 22 übertragen. Auf der dritten Welle 22 wird das Drehmoment über die Ausgangsübersetzung 80 dann vom Differentialgetriebe 93 an den Abtrieb 5 der Hybrid-Antriebsanordnung 4 geleitet.

Auch mit dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsanordnung können entsprechend unterschiedlichste Fahr-Modi eines mit der Hybrid- Antriebsanordnung ausgestatteten Kraftfahrzeugs realisiert werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Hybridgetriebe sowie der erfindungsgemäßen Hybrid- Antriebsanordnung lässt sich in kostengünstiger und bauraumsparenderWeise ein optimaler Fährbetrieb gewährleisten.

Bezuqszeichenliste

1 Hybridgetriebe

2 Eingang des Hybridgetriebes

3 Abtrieb des Hybridgetriebes

4 Hybrid-Antriebsanordnung

5 Abtrieb der Hybrid-Antriebsanordnung

10 Doppelkupplungsvorrichtung

11 erste Teilkupplung

12 zweite Teilkupplung

13 Eingangselement der Doppelkupplungsvorrichtung

14 Ausgang der ersten Teilkupplung

15 Ausgang der zweiten Teilkupplung

16 gemeinsame Rotationsachse

20 erste Welle

21 zweite Welle

22 dritte Welle

30 erste elektrische Rotationsmaschine

31 zweite elektrische Rotationsmaschine

32 Rotationsachse der ersten elektrischen Rotationsmaschine

33 Rotationsachse der zweiten elektrischen Rotationsmaschine

40 erste Übersetzungsstufe

41 erstes Zahnrad der ersten Übersetzungsstufe

42 zweites Zahnrad der ersten Übersetzungsstufe

50 zweite Übersetzungsstufe

51 erstes Zahnrad der zweiten Übersetzungsstufe zweites Zahnrad der zweiten Übersetzungsstufe dritte Übersetzungsstufe erstes Zahnrad der dritten Übersetzungsstufe zweites Zahnrad der dritten Übersetzungsstufe weitere Übersetzungsstufe erstes Zahnrad der weiteren Übersetzungsstufen zweites Zahnrad der weiteren Übersetzungsstufen

Ausgangsübersetzung erstes Zahnrad der Ausgangsübersetzung zweites Zahnrad der Ausgangsübersetzung

Verbrennungskraftmaschine

Anschlusseinrichtung des Hybridgetriebes

Trennkupplung

Differentialgetriebe

Abtriebswelle

Rad

Schaltelement