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Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Der
DE 10 2017 204 125 A1 ist eine Doppelkupplungsanordnung für ein Doppelkupplungsgetriebe als bekannt zu entnehmen, mit einer Trennkupplung, einer ersten Kupplung und einer zweiten Kupplung. Dabei ist es vorgesehen, dass der Ausgang der Trennkupplung mit dem Eingang der ersten Kupplung verbunden ist.
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Aus der
EP 2 684 727 A1 ist bekannt, ein mit einer Vorgelegewelle drehfest verbundenes Abtriebsrad mit einem Achsgetriebe zu koppeln.
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Eine Reibungskupplung von der Art, wie sie in den Getriebeanordnungen der oben genannten Beispiele verwendet werden kann, ist zum Beispiel durch die
DE 10 2006 058 666 A gezeigt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, zu schaffen, so dass eine besonders kompakte Bauweise des Hybridantriebssystems realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Hybridantriebssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Ausgegangen wird von einem Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand, das auch als Hybridantriebseinrichtung, Antriebsstrang oder Hybrid-Antriebsstrang bezeichnete Hybridantriebssystem umfasst und mittels des Hybridantriebssystems antreibbar ist. Dabei umfasst das Hybridantriebssystem eine auch als Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine, welche eine Abtriebswelle aufweist. Die Abtriebswelle kann als eine Kurbelwelle ausgebildet sein, so dass die Verbrennungskraftmaschine als ein Hubkolbenmotor beziehungsweise als eine Hubkolbenmaschine ausgebildet sein kann. Über die Abtriebswelle kann die Verbrennungskraftmaschine wenigstens ein erstes Antriebsmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen, wobei das erste Antriebsmoment auch als erstes Antriebsdrehmoment bezeichnet wird, mithin ein erstes Drehmoment ist. Das Hybridantriebssystem umfasst außerdem eine elektrische Maschine, welche einen Stator und einen Rotor aufweist. Der Rotor ist von dem Stator, insbesondere in einem Motorbetrieb der elektrischen Maschine, antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar. Die Abtriebswelle ist um eine Abtriebswellendrehachse relativ zu einem auch als Motorblock bezeichneten Motorgehäuse der Verbrennungskraftmaschine drehbar. Es ist denkbar, dass der Rotor und die Abtriebswelle koaxial zueinander angeordnet sind, so dass die Maschinendrehachse und die Abtriebswellendrehachse zusammenfallen. Ferner ist eine sogenannte Side-by-Side-Anordnung, das heißt eine achsparallele Anordnung der elektrischen Maschine denkbar, so dass die Maschinendrehachse und die Abtriebswellendrehachse parallel zueinander verlaufen und voneinander beabstandet sind. Die Side-by-Side-Anordnung wird auch als An-der-Seite-Anordnung bezeichnet. Über ihren Rotor kann die elektrische Maschine wenigstens ein zweites Antriebsmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen, wobei das zweite Antriebsmoment auch als zweites Antriebsdrehmoment bezeichnet wird, mithin ein zweites Drehmoment ist. Das Hybridantriebssystem umfasst außerdem ein auch als Hauptgetriebe bezeichnetes Getriebe, welches eine von der Abtriebswelle antreibbare Eingangswelle aufweist. Die Eingangswelle ist beispielsweise um eine Eingangswellendrehachse, insbesondere relativ zu einem Getriebegehäuse des Getriebes, drehbar, wobei der Rotor um die Maschinendrehachse relativ zu dem Getriebegehäuse und die Abtriebswelle um die Abtriebswellendrehachse relativ zu dem Getriebegehäuse drehbar ist. Vorzugsweise verläuft die Maschinendrehachse parallel zur Eingangswellendrehachse und ist von der Eingangswellendrehachse beabstandet. Ferner ist es denkbar, dass der Rotor koaxial zur Eingangswelle angeordnet ist, so dass die Maschinendrehachse mit der Eingangswellendrehachse zusammenfällt. Das Getriebe umfasst zumindest eine Vorgelegewelle, welche auch als erste Vorgelegewelle bezeichnet wird, und beispielsweise ist die erste Vorgelegewelle um eine erste Vorgelegewellendrehachse relativ zu dem Getriebegehäuse drehbar. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die erste Vorgelegewellendrehachse parallel zu der Eingangswellendrehachse verläuft und von der Eingangswellendrehachse beabstandet ist, so dass beispielsweise die erste Vorgelegewelle parallel zu der Eingangswelle verläuft und von der Eingangswelle beabstandet ist. Somit ist es denkbar, dass die erste Vorgelegewellendrehachse parallel zu der Abtriebswellendrehachse verläuft und von der Abtriebswellendrehachse beabstandet ist, so dass beispielsweise die erste Vorgelegewelle parallel zur Abtriebswelle verläuft und von der Abtriebswelle beabstandet ist. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die erste Vorgelegewellendrehachse parallel zu der Maschinendrehachse verläuft und von der Maschinendrehachse beabstandet ist. Das Getriebe umfasst wenigstens ein Abtriebsrad, welches auch als erstes Abtriebsrad bezeichnet wird. Das Abtriebsrad ist beispielsweise ein Abtriebszahnrad, mithin ein Zahnrad und weist somit eine erste Verzahnung auf, welche auch als Abtriebsverzahnung bezeichnet wird. Das Abtriebsrad ist, insbesondere permanent, drehfest mit der ersten Vorgelegewelle verbunden. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente 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 mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit um eine den Bauelementen gemeinsame Drehachse, insbesondere relativ zu dem Getriebegehäuse, drehen. Unter dem Merkmal, dass die Bauelemente permanent drehfest miteinander verbunden sind, ist zu verstehen, dass nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem die Bauelemente drehfest miteinander verbindenden Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist, in welchem die Bauelemente voneinander entkoppelt sind und sich somit insbesondere um die Drehachse relativ zueinander drehen können, sondern die Bauelemente sind stets, das heißt immer, das heißt permanent drehfest miteinander verbunden. Außerdem ist im Rahmen der vorliegenden Offenbarung unter dem Merkmal, dass zwei Bauteile drehmomentübertragend miteinander gekoppelt sind, zu verstehen, dass zwischen den Bauteilen Drehmomente übertragen werden können, wobei die Bauteile insbesondere um jeweilige Drehachse relativ zu dem Getriebegehäuse drehbar und nicht notwendigerweise koaxial zueinander angeordnet sein müssen. Drehfest miteinander verbundene Bauelemente sind drehmomentübertragend miteinander verbundene Bauelemente beziehungsweise Bauteile. Unter dem Merkmal, dass die Bauteile permanent drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, ist zu verstehen, dass nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem die Bauteile drehmomentübertragend miteinander verbindenden Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist, in welchem die Bauteile voneinander entkoppelt sind, so dass zwischen den Bauteilen keine Drehmomente übertragen werden können, sondern die permanent drehmomentübertragend miteinander verbundenen Bauteile sind stets, das heißt immer beziehungsweise permanent drehmomentübertragend, miteinander verbunden beziehungsweise gekoppelt. Dann, wenn die Bauteile drehfest miteinander verbunden sind, die Bauteile auch drehmomentübertragend miteinander verbunden sind.
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Das Getriebe weist ein erstes Teilgetriebe auf, welches eine erste Teilgetriebeeingangswelle und wenigstens eine erste Stirnradpaarung aufweist. Die erste Teilgetriebeeingangswelle ist beispielsweise um eine erste Teilgetriebeeingangswellendrehachse relativ zu dem Getriebegehäuse drehbar. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die erste Teilgetriebeeingangswelle koaxial zu der Eingangswelle angeordnet ist, so dass vorzugsweise die Eingangswellendrehachse mit der ersten Teilgetriebeeingangswellendrehachse zusammenfällt. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die erste Teilgetriebeeingangswelle parallel zu der ersten Vorgelegewellendrehachse beziehungsweise zu der Maschinendrehachse verläuft und von der ersten Vorgelegewellendrehachse beziehungsweise von der Maschinendrehachse beabstandet ist. Ferner ist es denkbar, dass die erste Teilgetriebeeingangswelle koaxial zu der Abtriebswelle angeordnet ist, so dass beispielsweise die erste Teilgetriebeeingangswellendrehachse mit der Abtriebswellendrehachse zusammenfällt. Des Weiteren weist das Getriebe ein zweites Teilgetriebe auf, welches eine zweite Teilgetriebeeingangswelle und wenigstens eine zweite Stirnradpaarung aufweist. Beispielsweise ist die zweite Teilgetriebeeingangswelle um eine zweite Teilgetriebeeingangswellendrehachse relativ zu dem Getriebegehäuse drehbar. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Teilgetriebeeingangswellen koaxial zueinander angeordnet sind, so dass die Teilgetriebeeingangswellendrehachsen vorzugsweise zusammenfallen. Somit ist es denkbar, dass die zweite Teilgetriebeeingangswellendrehachse parallel zu der ersten Vorgelegewellendrehachse beziehungsweise parallel zu der Maschinendrehachse verläuft und von der ersten Vorgelegewellendrehachse beziehungsweise von der Maschinendrehachse beabstandet ist. Ferner ist es denkbar, dass die zweite Teilgetriebeeingangswelle koaxial zu der Eingangswelle und/oder koaxial zu der Abtriebswelle angeordnet ist, so dass die zweite Teilgetriebeeingangswellendrehachse mit der Eingangswellendrehachse und/oder Abtriebswellendrehachse zusammenfällt.
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Beispielsweise weist das erste Teilgetriebe wenigstens einen ersten Gang mit einer ersten Übersetzung auf, wobei das zweite Teilgetriebe beispielsweise wenigstens einen zweiten Gang mit einer zweiten Übersetzung aufweist. Dabei ist es denkbar, dass sich die Übersetzungen voneinander unterscheiden. Der jeweilige Gang ist vorzugsweise schaltbar, das heißt einlegbar und auslegbar. Beispielsweise ist der erste Gang des ersten Teilgetriebes durch die erste Stirnradpaarung gebildet. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Gang des zweiten Teilgetriebes durch die zweite Stirnradpaarung gebildet sein.
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Das Hybridantriebssystem umfasst außerdem ein über das Getriebe (Hauptgetriebe) von der Verbrennungskraftmaschine, das heißt von der Abtriebswelle und dem Rotor und somit von der elektrischen Maschine antreibbares Achsgetriebe, welches vorzugsweise als ein Differentialgetriebe, insbesondere als ein Kegelraddifferential, ausgebildet sein kann. Das Achsgetriebe weist ein von dem Abtriebsrad antreibbares Eingangsrad auf, welches beispielsweise als ein Tellerrad oder als ein Stirnrad ausgebildet sein kann. Somit kann beispielsweise das erste Abtriebsrad als ein Kegelrad ausgebildet sein. Das Abtriebsrad wird auch als Ritzel bezeichnet. Über das Eingangsrad ist das Achsgetriebe von der Verbrennungskraftmaschine, das heißt von der Abtriebswelle und von dem Rotor beziehungsweise von der elektrischen Maschine antreibbar. Das Abtriebsrad wird auch als Final-Drive-Ritzel oder End-Übersetzungsritzel bezeichnet, da beispielsweise bezogen auf einen ersten Drehmomentenfluss, über welchen das jeweilige Antriebsmoment beziehungsweise ein jeweiliges, aus dem jeweiligen Antriebsmoment resultierendes Drehmoment auf das Achsgetriebe, das heißt auf das Eingangsrad übertragbar, das heißt in das Achsgetriebe beziehungsweise in das Eingangsrad einleitbar ist, das Abtriebsrad das letzte Zahnrad vor dem Eingangsrad beziehungsweise vor dem Achsgetriebe ist, oder die letzte Übersetzung vor dem Achsgetriebe beziehungsweise vor dem Eingangsrad bildet.
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Das Kraftfahrzeug weist in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens ein Fahrzeugrad auf, welches über das Achsgetriebe von der Verbrennungskraftmaschine und von der elektrischen Maschine antreibbar ist. Insbesondere weist das Kraftfahrzeug eine auch als Fahrzeugachse bezeichnete Achse auf, welche wenigstens oder genau zwei Fahrzeugräder und vorzugsweise auch das Achsgetriebe aufweist, wobei die Fahrzeugräder der Achse über das Achsgetriebe von der Verbrennungskraftmaschine und der elektrischen Maschine antreibbar sind. Das auf das Achsgetriebe übertragene Antriebsmoment beziehungsweise ein jeweiliges, aus dem jeweiligen Antriebsmoment resultierendes und auf das Achsgetriebe übertragenes Drehmoment kann über das Achsgetriebe beziehungsweise mittels des Achsgetriebes auf die Fahrzeugräder der Achse verteilt beziehungsweise aufgeteilt werden, so dass die Fahrzeugräder der Achse über das Achsgetriebe von der Verbrennungskraftmaschine und von der elektrischen Maschine antreibbar sind. Dabei ist es denkbar, dass das Kraftfahrzeug wenigstens oder genau in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend angeordnete Achsen aufweist, von denen eine die zuvor genannte Achse ist. Die jeweilige Achse kann dabei wenigstens oder genau zwei Fahrzeugräder aufweisen, welche in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet und somit auf jeweiligen, in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet sein können. Bezogen auf die beziehungsweise alle Fahrzeugräder der Achsen können beispielsweise nur die Räder einer der Achsen mittels des Hybridantriebssystems, das heißt mittels der Verbrennungskraftmaschine und der elektrischen Maschine angetrieben werden. Das Eingangsrad ist vorzugsweise ein Zahnrad und weist somit eine Verzahnung auf. Dabei ist es denkbar, dass das Abtriebsrad, insbesondere direkt, mit dem Eingangsrad kämmt. Hierdurch können das Eingangsrad und somit das Achsgetriebe von dem Abtriebsrad angetrieben werden.
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Das Hybridantriebssystem umfasst ferner eine Trennkupplung, welche vorzugsweise als eine erste Reibkupplung, insbesondere als eine erste Lamellenkupplung, ausgebildet sein kann. Die Trennkupplung ist dazu ausgebildet, die Abtriebswelle drehmomentübertragend, insbesondere zumindest im Wesentlichen drehfest, mit der Eingangswelle zu verbinden. Beispielsweise kann die Trennkupplung geöffnet und geschlossen werden. Dies bedeutet, dass die Trennkupplung zwischen wenigstens einem ersten geöffneten Zustand und wenigstens einem ersten geschlossenen Zustand verstellt werden kann. In dem ersten geschlossenen Zustand kann beispielsweise über die Trennkupplung höchstens ein erstes Kupplungsmoment, mithin ein erstes Drehmoment zwischen der Abtriebswelle und der Eingangswelle übertragen werden, wobei das erste Kupplungsmoment vorzugsweise größer als null ist. In dem ersten geöffneten Zustand sind beispielsweise die Abtriebswelle und die Eingangswelle voneinander entkoppelt, so dass beispielsweise über die Trennkupplung kein Drehmoment zwischen der Abtriebswelle und der Eingangswelle übertragen werden kann, oder in dem ersten geöffneten Zustand kann über die Trennkupplung höchstens ein gegenüber dem ersten Kupplungsmoment geringeres, zweites Kupplungsmoment, mithin zweites Drehmoment zwischen der Abtriebswelle und der Eingangswelle übertragen werden, wobei beispielsweise das zweite Kupplungsmoment größer als null ist.
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Das Hybridantriebssystem umfasst außerdem eine, insbesondere dem ersten Teilgetriebe zugeordnete erste Kupplung, welche vorzugsweise als eine zweite Reibkupplung, insbesondere als eine zweite Lamellenkupplung, ausgebildet sein kann. Die erste Kupplung ist dazu ausgebildet, die Eingangswelle drehfest mit der ersten Teilgetriebeeingangswelle zu verbinden. Insbesondere kann die erste Kupplung geöffnet und geschlossen, mithin zwischen wenigstens einem zweiten geöffneten Zustand und wenigstens einem zweiten geschlossenen Zustand verstellt werden. In dem zweiten geschlossenen Zustand kann beispielsweise über die erste Kupplung höchstens ein drittes Kupplungsmoment, handeln ein drittes Drehmoment zwischen der Eingangswelle und der ersten Teilgetriebeeingangswelle übertragen werden, wobei vorzugsweise das dritte Kupplungsmoment größer als null. In dem zweiten geöffneten Zustand sind beispielsweise die Eingangswelle und die erste Teilgetriebeeingangswelle voneinander entkoppelt, so dass beispielsweise über die erste Kupplung kein Drehmoment zwischen der Eingangswelle und der ersten Teilgetriebeeingangswelle übertragen werden kann, oder in dem zweiten geöffneten Zustand kann über die erste Kupplung höchstens ein gegenüber dem dritten Kupplungsmoment geringeres, viertes Kupplungsmoment, mithin viertes Drehmoment zwischen der Eingangswelle und der ersten Teilgetriebeeingangswelle übertragen werden, wobei beispielsweise das vierte Kupplungsmoment größer als null ist.
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Das Hybridantriebssystem umfasst außerdem eine zweite Kupplung, welche vorzugsweise als eine dritte Reibkupplung, insbesondere als eine dritte Lamellenkupplung, ausgebildet sein kann. Die zweite Kupplung ist dazu ausgebildet, die Eingangswelle drehfest mit der zweiten Teilgetriebeeingangswelle zu verbinden. Beispielsweise kann die zweite Kupplung geöffnet und geschlossen, mithin zwischen wenigstens einem dritten geöffneten Zustand und wenigstens einem dritten geschlossenen Zustand verstellt werden. In dem dritten geschlossenen Zustand kann beispielsweise über die zweite Kupplung höchstens ein fünftes Kupplungsmoment, mithin ein fünftes Drehmoment zwischen der Eingangswelle und der zweiten Teilgetriebeeingangswelle übertragen werden, wobei vorzugsweise das fünfte Kupplungsmoment größer als null ist. In dem dritten geöffneten Zustand sind beispielsweise die Eingangswelle und die zweite Teilgetriebeeingangswelle voneinander entkoppelt, so dass beispielsweise über die zweite Kupplung kein Drehmoment zwischen der Eingangswelle und der zweiten Teilgetriebeeingangswelle übertragen werden kann, oder in dem dritten geöffneten Zustand kann über die zweite Kupplung höchstens ein gegenüber dem fünften Kupplungsmoment geringeres, sechstes Kupplungsmoment, mithin sechstes Drehmoment übertragen werden, wobei das sechste Kupplungsmoment beispielsweise größer als null sein kann.
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Des Weiteren ist es bei dem Hybridantriebssystem vorgesehen, dass in axialer Richtung der Eingangswelle betrachtet, das heißt entlang der axialen Richtung der Eingangswelle schauend oder wandernd die Verbrennungskraftmaschine, die erste Kupplung, die zweite Kupplung, die erste Stirnradpaarung und die zweite Stirnradpaarung in folgender Reihenfolge aufeinanderfolgen, das heißt nacheinander angeordnet sind: die Verbrennungskraftmaschine - die zweite Kupplung - die zweite Stirnradpaarung - die erste Stirnradpaarung - die erste Kupplung. Dies bedeutet, dass entlang der axialen Richtung der Eingangswelle schauend beziehungsweise wandernd die zweite Kupplung auf die Verbrennungskraftmaschine, die zweite Stirnradpaarung auf die zweite Kupplung, die erste Stirnradpaarung auf die zweite Stirnradpaarung und die erste Kupplung auf die erste Stirnradpaarung folgt.
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Mit der axialen Richtung ist im Rahmen dieser Offenbarung generell die Richtung einer Drehachse der Eingangswelle gemeint. Der Begriff „axial“ bezieht sich auf die Drehachse der Eingangswelle.
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Um nun eine besonders bauraumgünstige Bauweise des Hybridantriebssystems, insbesondere in axialer Richtung der Eingangswelle und somit in axialer Richtung des Getriebes insgesamt realisieren zu können, ist es vorgesehen, dass die Trennkupplung in axialer Richtung der Eingangswelle betrachtet zwischen der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere der Abtriebswelle, und dem Getriebe angeordnet ist.
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Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass das Hybridantriebssystem einen auch als Torsionsschwingungsdämpfer oder Drehschwingungsdämpfer bezeichneten und beispielsweise als Zwei-Massen-Schwungrad (ZMS) ausgebildeten Torsionsdämpfer umfasst, über welchen die Abtriebswelle drehmomentübertragend, insbesondere zumindest im Wesentlichen drehfest, mit der Eingangswelle verbindbar ist. Bezogen auf einen zweiten Drehmomentenfluss, entlang welchem beziehungsweise über welchen beispielsweise das jeweilige erste Antriebsmoment von der Abtriebswelle auf die Eingangswelle und dabei über die Trennkupplung übertragen werden kann, ist die Trennkupplung in dem zweiten Drehmomentenfluss und dabei insbesondere zwischen der Abtriebswelle und der Eingangswelle angeordnet, wobei es denkbar ist, dass der Torsionsdämpfer in dem zweiten Drehmomentenfluss und dabei stromauf der Trennkupplung und insbesondere der stromab der Abtriebswelle angeordnet ist, oder aber der Torsionsdämpfer kann in dem zweiten Drehmomentenfluss stromab der Trennkupplung und stromauf der Eingangswelle angeordnet sein. Durch Verwendung des Torsionsdämpfers kann eine besonders hohe Laufruhe des Hybridantriebssystems realisiert werden, da mittels des Torsionsdämpfers Drehschwingungen, das heißt Drehungleichförmigkeiten der Abtriebswelle, vorteilhaft gedämpft werden können.
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Um dabei eine in axialer Richtung der Eingangswelle und somit des Getriebes verlaufende axiale Längen des Hybridantriebssystems besonders gering halten zu können, ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung die Trennkupplung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, axial überlappend zu dem Torsionsdämpfer und radial innerhalb des Torsionsdämpfers angeordnet. Unter dem Merkmal, dass die Trennkupplung zumindest teilweise axial überlappend zu dem Torsionsdämpfer angeordnet ist, ist insbesondere zu verstehen, dass zumindest jeweilige Längenbereiche der Trennkupplung und des Torsionsdämpfers in axialer Richtung der Eingangswelle und somit des Getriebes auf gleicher Höhe angeordnet sind, so dass beispielsweise zumindest der Längenbereich der Trennkupplung in radialer Richtung der Trennkupplung nach außen hin zumindest durch den Längenbereich des Torsionsdämpfers überlappt beziehungsweise überdeckt ist.
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Dabei ist es so, dass die radiale Richtung der Trennkupplung mit der radialen Richtung der Eingangswelle zusammenfällt beziehungsweise parallel zur radialen Richtung der Eingangswelle verläuft, insbesondere dann, wenn die Trennkupplung koaxial zur Eingangswelle angeordnet ist, was vorzugsweise vorgesehen ist. Darunter, dass die Trennkupplung radial innerhalb des Torsionsdämpfers angeordnet ist, ist zu verstehen, dass zumindest der größte Teil der Trennkupplung in einem Bereich eines geringeren Radius angeordnet ist als der minimale Radius eines Schwingungsdämpfungsbereichs des Torsionsdämpfers. Der Schwingungsdämpfungsbereich des Torsionsdämpfers ist der Bereich, in dem schwingungsdämpfende Elemente des Torsionsdämpfers angeordnet sind.
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Ferner ist es denkbar, dass die Trennkupplung koaxial zu der ersten Kupplung und/oder koaxial zu der zweiten Kupplung angeordnet ist. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Kupplungen koaxial zueinander und/oder koaxial zur Eingangswelle angeordnet sind. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Trennkupplung, die erste Kupplung und die zweite Kupplung allesamt koaxial zueinander angeordnet sind, wobei es kann vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Trennkupplung, die erste Kupplung, die zweite Kupplung, die Eingangswelle und die Teilgetriebeeingangswellen allesamt koaxial zueinander angeordnet sind. Außerdem ist unter dem Merkmal, dass die Trennkupplung zumindest teilweise radial innerhalb des Torsionsdämpfers angeordnet ist, zu verstehen, dass zumindest der Längenbereich der Trennkupplung in axialer Richtung der Eingangswelle innerhalb zumindest des Längenbereichs des Torsionsdämpfers angeordnet ist, so dass zumindest der Längenbereich des Torsionsdämpfers zumindest im Längenbereich der Trennkupplung in um die axiale Richtung der Trennkupplung verlaufender Umfangsrichtung der Trennkupplung insbesondere vollständig umlaufend umgibt. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die axiale Richtung der Trennkupplung parallel zur axialen Richtung der Eingangswelle verläuft beziehungsweise mit der axialen Richtung der Eingangswelle zusammenfällt. Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Torsionsdämpfer koaxial zu der Trennkupplung angeordnet ist, so dass die axiale Richtung der Trennkupplung mit der axialen Richtung des Torsionsdämpfers zusammenfällt, so dass die radiale Richtung der Trennkupplung mit der radialen Richtung des Torsionsdämpfers zusammenfällt beziehungsweise parallel zur radialen Richtung des Torsionsdämpfers verläuft. Dadurch, dass zumindest der Längenbereich des Torsionsdämpfers zumindest den Längenbereich der Trennkupplung in Umfangsrichtung der Trennkupplung insbesondere vollständig umlaufend umgibt, mithin dadurch, dass die Trennkupplung zumindest teilweise axial überlappend zu dem Torsionsdämpfer und radial innerhalb des Torsionsdämpfers angeordnet ist, sind der Torsionsdämpfer und die Trennkupplung zumindest teilweise ineinander geschachtelt oder verschachtelt, so dass insbesondere die axiale Länge des Hybridantriebssystems in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden kann.
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Vorzugsweise ist dabei hinsichtlich des Drehmomentenflusses, ausgehend von der Abtriebswelle, eine Eingangsseite des Torsionsdämpfers drehfest mit der Abtriebswelle verbunden, und eine Ausgangsseite des Torsionsdämpfers drehfest mit einer Eingangsseite der Trennkupplung verbunden, wobei eine Ausgangsseite der Trennkupplung mit der Eingangswelle verbunden ist.
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Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Antriebsstränge wie beispielsweise das Hybridantriebssystem sollten axial kurz sein, mithin in axialer Richtung der Eingangswelle eine besonders geringe Länge aufweisen, damit das Hybridantriebssystem besonders vorteilhaft in dem Kraftfahrzeug und dabei insbesondere in einem Quereinbau eingebaut, das heißt vorzugsweise quer eingebaut werden kann. Unter dem Quereinbau des Hybridantriebssystems ist insbesondere zu verstehen, dass in vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs die Abtriebswelle beziehungsweise die Abtriebswellendrehachse und somit vorzugsweise auch die Eingangswellendrehachse in Fahrzeugquerrichtung verlaufen. Somit wird das Hybridantriebssystem vorzugsweise als ein Hybrid-Querantriebsstrang verwendet. Wird beispielsweise das Hybridantriebssystem an oder in der Front des Kraftfahrzeugs verbaut, insbesondere quer eingebaut, so ist das Hybridantriebssystem vorzugsweise ein Hybrid-Front-Querantriebsstrang, der aufgrund seiner besonders kurzen axialen Länge besonders vorteilhaft quer eingebaut werden kann. Ziel ist es, durch die besonders kurze axiale Länge das Hybridantriebssystem insbesondere als Querantriebsstrang und somit in einem Quereinbau in möglichst vielen, insbesondere in zumindest nahezu allen, Baureihen des beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftfahrzeugs zu verwenden und zu verbauen, insbesondere an dessen Front. Zusätzlich kann jedoch noch die Anforderung bestehen, dass eine Antriebsradebene, in welcher das Abtriebsrad und somit auch das beispielsweise sehr große und insbesondere als Tellerrad ausgebildete und auch als Differenzialrad bezeichnete Eingangsrad liegen beziehungsweise angeordnet sind, axial möglichst nahe an der Verbrennungskraftmaschine liegt, da ansonsten das Achsgetriebe einem Lenksystem, das heißt einer Lenkung des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Vorderachse des Kraftfahrzeugs, im Wege ist. Bei der Erfindung ist es nun möglich, die Abtriebsradebene und das Abtriebsrad und das Eingangsrad axial, das heißt in axialer Richtung der Eingangswelle besonders nahe an der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere an der Abtriebswelle anzuordnen, so dass Bauraum für das Lenksystem geschaffen werden kann, mithin das Achsgetriebe dem Lenksystem nicht im Wege ist. Es ist erkennbar, dass sich der Begriff „axial“ auf die Eingangswellendrehachse, das heißt auf die axiale Richtung der Eingangswelle, bezieht.
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Um insbesondere der beschriebenen Anforderung, die Abtriebsradebene axial besonders nahe an der Verbrennungskraftmaschine anzuordnen, zu begegnen, bilden beispielsweise die Kupplungen einen Doppelkupplung, die jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen aufgeteilt beziehungsweise aufgetrennt ist, und zwar in die in axialer Richtung der Eingangswelle und somit räumlich voneinander beabstandeten und separaten Kupplungen. Da in axialer Richtung der Eingangswelle die zweite Kupplung näher an der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist als die erste Kupplung, wird die zweite Kupplung auch als vordere oder motornahe Kupplung bezeichnet, wobei die erste Kupplung auch als hintere oder motorferne Kupplung bezeichnet wird. Dabei ist es insbesondere möglich, die zweite Kupplung, insbesondere im Hinblick auf ihren Durchmesser, insbesondere im Hinblick auf ihren Außendurchmesser, besonders klein und somit gewichts-, kosten- und bauraumgünstig auszulegen, das heißt zu dimensionieren. Unter dem Durchmesser, insbesondere dem Außendurchmesser, der zweiten Kupplung ist insbesondere der größte Durchmesser, insbesondere der größte Außendurchmesser, der zweiten Kupplung zu verstehen. Insbesondere ist es denkbar, dass der Durchmesser, insbesondere der Außendurchmesser, der zweiten Kupplung so klein ausgestaltet werden kann, dass die zweite Kupplung nicht anfahrfähig ist. Dies bedeutet, dass die zweite Kupplung vorzugsweise nicht dazu ausgelegt ist, das zunächst stillstehende Kraftfahrzeug über die zweite Kupplung anzufahren. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass bezogen auf die Kupplung ausschließlich die erste Kupplung als eine Anfahrkupplung ausgebildet ist, über welche das zunächst stillstehende Kraftfahrzeug anfahrbar ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist es vorzugsweise vorgesehen, dass bezogen auf die Kupplung ausschließlich die erste Kupplung anfahrfähig ist. Insbesondere aufgrund ihrer geringen Dimensionierung, das heißt aufgrund der geringen Dimensionierung des Durchmessers, insbesondere des Außendurchmessers, der zweiten Kupplung passt die zweite Kupplung zusammen mit dem Abtriebsrad in eine gemeinsame Radebene, insbesondere in Form der zuvor genannten Abtriebsradebene. Vorzugsweise ist die hintere, erste Kupplung anfahrfähig, mithin als Anfahrkupplung ausgebildet, so dass vorzugsweise die erste Kupplung einen größeren Durchmesser, insbesondere einen größeren Außendurchmesser, als die zweite Kupplung aufweist. Unter dem Durchmesser, insbesondere Außendurchmesser, der ersten Kupplung ist insbesondere der größte Durchmesser, insbesondere der größte Außendurchmesser, der ersten Kupplung zu verstehen. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das erste Teilgetriebe einen Anfahrgang zum Anfahren des zunächst stillstehenden Kraftfahrzeugs bereitstellt. Vorzugsweise ist es vorzugsweise vorgesehen, dass bezogen auf die Teilgetriebe ausschließlich das erste Teilgetriebe einen Anfahrgang zum Anfahren des zunächst stillstehenden Kraftfahrzeugs bereitstellt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die zweite Kupplung bezüglich ihres Durchmessers, insbesondere bezüglich ihres Außendurchmessers, und bezüglich ihrer Anzahl an Lamellen derart ausgelegt ist, dass sie nicht anfahrfähig ist. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die vorzugsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle, die erste Kupplung und die zweite Kupplung allesamt koaxial zueinander angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß ist es somit vorgesehen, dass die zweite Kupplung einen geringen Außendurchmesser als die erste Kupplung aufweist. Unter dem Außendurchmesser der zweiten Kupplung ist insbesondere der größte Außendurchmesser der zweiten Kupplung zu verstehen. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Außendurchmesser, insbesondere der größte Außendurchmesser, der zweiten Kupplung geringer als ein Außendurchmesser, insbesondere der größte Außendurchmesser, der ersten Kupplung ist.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Eingangswelle koaxial zu der Abtriebswelle angeordnet ist, wodurch ein besonders bauraumgünstiger Aufbau auf besonders kostengünstige Weise dargestellt werden kann. Insbesondere kann eine sehr vorteilhafte Lage des Achsgetriebes, insbesondere in einem Fahrzeugvorbau, realisiert werden, so dass Bauraum für das Lenksystem beziehungsweise die Lenkung geschaffen werden kann. Außerdem können günstige Beugewinkel von insbesondere kurzen Seitenwellen geschaffen werden, da diese dann besonders lang ausgeführt werden können.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Abtriebsrad axial zumindest teilweise überlappend zu der zweiten Kupplung angeordnet beziehungsweise umgekehrt. Hierunter ist zu verstehen, dass zumindest jeweilige Längenbereiche des Abtriebsrads und der zweiten Kupplung in axialer Richtung der Eingangswelle auf gleicher Höhe angeordnet sind, so dass zumindest der Längenbereich des Abtriebsrads in radialer Richtung des Abtriebsrads und somit in radialer Richtung der ersten Vorgelegewelle nach außen hin zumindest durch den Längenbereich der zweiten Kupplung überlappt, das heißt überdeckt ist beziehungsweise umgekehrt. Hierdurch kann die axiale Länge des Hybridantriebssystems besonders gering gehalten werden.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Getriebe eine zweite Vorgelegewelle aufweist, welche beispielsweise um eine zweite Vorgelegewellendrehachse relativ zu dem Getriebegehäuse drehbar ist. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die zweite Vorgelegewellendrehachse parallel zur ersten Vorgelegewellendrehachse verläuft und von der ersten Vorgelegewellendrehachse beabstandet ist. Somit ist es auch vorzugsweise vorgesehen, dass die zweite Vorgelegewellendrehachse parallel zu der Eingangswellendrehachse und/oder parallel zu der Abtriebswellendrehachse und/oder parallel zu der Maschinendrehachse und/oder parallel zu der jeweiligen Teilgetriebeeingangswellendrehachse verläuft und von dieser beabstandet ist. Dabei weist das Getriebe ein zweites Abtriebsrad auf, welches, insbesondere permanent, drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle verbunden ist, wobei von dem zweiten Abtriebsrad das Eingangsrad antreibbar ist. Insbesondere ist es denkbar, dass das zweite Abtriebsrad, insbesondere direkt, mit dem Eingangsrad kämmt, insbesondere während ein direktes Kämmen der Abtriebsräder miteinander unterbleibt.
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Durch Verwendung der zweiten Vorgelegewelle kann insbesondere die axiale Länge des Hybridantriebssystems besonders gering gehalten werden.
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Um dabei einen besonders bauraumgünstigen Aufbau und insbesondere eine besonders geringe axiale Länge des Hybridantriebssystems realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das zweite Abtriebsrad axial zumindest teilweise überlappend zu der zweiten Kupplung angeordnet ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass zumindest jeweilige Längenbereiche des zweiten Abtriebsrads und der zweiten Kupplung auf in axialer Richtung der Eingangswelle auf gleicher Höhe angeordnet sind, so dass zumindest der Längenbereich der zweiten Kupplung in radialer Richtung der zweiten Kupplung und somit in radialer Richtung der Eingangswelle nach außen hin zumindest durch den Längenbereich des zweiten Abtriebsrads überlappt beziehungsweise überdeckt ist und umgekehrt.
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Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Rotor der elektrischen Maschine mittels einer der Kupplungen, insbesondere mittels der ersten Kupplung, unter Umgehung der jeweils anderen Kupplung, insbesondere unter Umgehung der zweiten Kupplung, und unter Umgehung der Trennkupplung drehmomentübertragend mit einer der Teilgetriebeeingangswellen, insbesondere mit der ersten Teilgetriebeeingangswelle, verbindbar ist. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Rotor der elektrischen Maschine über die eine Kupplung unter Umgehung der anderen Kupplung und unter Umgehung der Trennkupplung drehmomentübertragend mit der einen Teilgetriebeeingangswelle verbindbar ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass ein von der elektrischen Maschine über deren Rotor bereitgestelltes und zum Antreiben der einen Teilgetriebeeingangswelle vorgesehenes Drehmoment auf seinem Weg von dem Rotor zu der beziehungsweise auf die eine Teilgetriebeeingangswelle über die eine Kupplung fließt, jedoch die andere Kupplung und die Trennkupplung umgeht, mithin nicht über die andere Kupplung und nicht über die Trennkupplung fließt. Um somit den Rotor drehmomentübertragend mit der einen Teilgetriebeeingangswelle zu verbinden, das heißt zu koppeln, wird beziehungsweise ist die eine Kupplung geschlossen. Die eine Kupplung weist beispielsweise ein Kupplungseingangselement und ein Kupplungsausgangselement auf. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass der Rotor, insbesondere permanent, drehmomentübertragend mit dem Kupplungseingangselement verbindbar oder verbunden ist, so dass das von der elektrischen Maschine über deren Rotor bereitgestellte und zum Antreiben der einen Teilgetriebeeingangswelle vorgesehene Drehmoment auf seinem Weg von dem Rotor auf die beziehungsweise zu der einen Teilgetriebeeingangswelle über das Kupplungseingangselement und das Kupplungsausgangselement und darüber auf die beziehungsweise zu der Teilgetriebeeingangswelle fließt. Dabei ist das Kupplungseingangselement, insbesondere permanent, drehfest mit der Eingangswelle verbunden. Bei dem Kupplungseingangselement kann es sich insbesondere um einen Eingangslamellenträger der einen Kupplung handeln. Beispielsweise handelt es sich bei dem Kupplungseingangselement um einen Außenlamellenträger, wobei es sich bei dem Kupplungsausgangselement um einen Innenlamellenträger handeln kann. Dabei sind Außenlamellen der einen Kupplung in insbesondere um die Teilgetriebeeingangswellendrehachse der einen Teilgetriebeeingangswelle verlaufender Umfangsrichtung der einen Kupplung, welche vorzugsweise koaxial zu der einen Teilgetriebeeingangswelle angeordnet ist, drehmomentübertragend an dem Außenlamellenträger abstützbar oder abgestützt. Dementsprechend sind Innenlamellen der einen Kupplung in Umfangsrichtung der einen Kupplung drehmomentübertragend an dem Innenlamellenträger abstützbar oder abgestützt. Dabei verläuft die Umfangsrichtung der einen Kupplung, welche vorzugsweise koaxial zu der einen Teilgetriebeeingangswelle angeordnet ist, um die Teilgetriebeeingangswellendrehachse der einen Teilgetriebeeingangswelle.
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Der Rotor der elektrischen Maschine ist somit vorteilhaft derart an die Eingangswelle angebunden, dass Drehmomente, ausgehend von dem Rotor über die Eingangswelle in das Getriebe eingeleitet werden können. In einem Drehmomentübertragungspfad zwischen dem Rotor und der Eingangswelle können zum Beispiel eine Übersetzungsstufe, wie zum Beispiel eine Stirnradstufe, oder eine weitere Kupplung angeordnet sein.
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Um somit beispielsweise die eine Teilgetriebeeingangswelle mittels des Rotors und somit mittels der elektrischen Maschine anzutreiben, wird beziehungsweise die eine Kupplung geschlossen, so dass das jeweilige Fahrzeugrad mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Somit kann eine rein elektrische Fahrt des Kraftfahrzeugs mittels der elektrischen Maschine realisiert werden. Um beispielsweise zu vermeiden, dass bei der Recheneinheit elektrischen Fahrt die elektrische Maschine die Abtriebswelle mitschleppt, wird oder ist die Trennkupplung geöffnet, wobei die zweite Kupplung geschlossen oder vorzugsweise geöffnet sein kann.
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Ferner ist es denkbar, dass das Kupplungseingangselement der einen Kupplung der Innenlamellenträger der einen Kupplung ist, so dass beispielsweise dann das Kupplungsausgangselement der einen Kupplung der Außenlamellenträger der einen Kupplung ist. Dabei ist es beispielsweise denkbar, dass der Rotor, insbesondere permanent, drehmomentübertragend mit dem Kupplungseingangselement der einen Kupplung verbindbar oder verbunden ist. Somit ist es insbesondere denkbar, dass der Rotor derart mit dem Kupplungseingangselement der einen Kupplung, insbesondere der ersten Kupplung, gekoppelt ist, dass von der elektrischen Maschine über deren Rotor bereitgestellte Drehmomente von dem Rotor über das Kupplungseingangselement in das Getriebe einleitbar sind.
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Somit hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Rotor der elektrischen Maschine permanent drehmomentübertragend mit dem Kupplungseingangselement der einen Kupplung verbunden ist. Dadurch kann insbesondere die axiale Länge des Hybridantriebssystems besonders gering gehalten werden.
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Um dabei einen besonders bauraumgünstigen Aufbau zu schaffen, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Kupplungseingangselement ein beziehungsweise der zuvor genannte Außenlamellenträger der einen Kupplung ist.
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Alternativ hat es sich zur Realisierung eines besonders bauraumgünstigen Aufbaus des Hybridantriebssystems als vorteilhaft gezeigt, wenn das Kupplungseingangselement ein beziehungsweise der zuvor genannte Innenlamellenträger der einen Kupplung ist. Insbesondere ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Kupplungseingangselement, insbesondere permanent, drehfest mit der Eingangswelle verbunden ist.
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Um eine besonders geringe axiale Länge des Hybridantriebssystems realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Eingangswelle von dem Rotor der elektrischen Maschine unter Umgehung beider Kupplungen und unter Umgehung der Trennkupplung über ein permanent drehfest mit der Antriebswelle verbundenes Antriebsrad antreibbar ist, welches in axialer Richtung der Eingangswelle zwischen der zweiten Kupplung und der Trennkupplung angeordnet ist. Dabei ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Rotor der elektrischen Maschine über das Antriebsrad permanent drehmomentübertragend mit der Eingangswelle verbunden ist.
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Um den Bauraumbedarf des Hybridantriebssystems insbesondere in axialer Richtung der Eingangswelle und somit des Getriebes besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das zuvor genannte Antriebsrad über ein Ausgangselement der Trennkupplung permanent drehfest mit der Eingangswelle verbunden ist. Somit ist vorzugsweise das Ausgangselement der Trennkupplung permanent drehfest mit der Eingangswelle verbunden. Die Trennkupplung weist beispielsweise ein mit dem Ausgangselement korrespondierendes Eingangselement auf, welches, insbesondere über den Torsionsdämpfer, permanent drehmomentübertragend, insbesondere permanent drehfest, mit der Abtriebswelle verbunden sein kann. Das Ausgangselement kann ein Außenlamellenträger oder ein Innenlamellenträger der Trennkupplung sein, wobei das Eingangselement ein Innenlamellenträger oder ein Außenlamellenträger der Trennkupplung sein kann.
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Um den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die erste Teilgetriebeeingangswelle und die zweite Teilgetriebeeingangswelle jeweils als Hohlwelle ausgebildet sind, welche von der Eingangswelle durchdrungen ist. Dies bedeutet, dass die Teilgetriebeeingangswelle einen jeweiligen Längenbereich der Eingangswelle insbesondere in um die Eingangswellendrehachse verlaufender Umfangsrichtung der Eingangswelle vollständig umlaufend umgibt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist beispielsweise die jeweilige Hohlwelle auf dem jeweiligen Längenbereich der Eingangswelle angeordnet.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes 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.
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Die Kupplungen können als Doppelkupplung angesehen werden beziehungsweise bilden eine Doppelkupplung, die jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen derart ausgeführt ist, dass die beiden Kupplungen, das heißt die erste Kupplung und die zweite Kupplung separat in dem Getriebegehäuse angeordnet, das heißt in axialer Richtung der Eingangswelle voneinander beabstandet und voneinander getrennt und somit räumlich separiert angeordnet sind. Die Trennkupplung ist dabei räumlich zwischen dem Getriebe und der Verbrennungskraftmaschine angeordnet, insbesondere in axialer Richtung der Eingangswelle betrachtet. Außerdem ist die Trennkupplung beispielsweise bezogen auf einen Drehmomentenfluss, über welchen das jeweilige, von der Verbrennungskraftmaschine über deren Abtriebswelle bereitgestellte, erste Antriebsmoment von der Abtriebswelle auf die Eingangswelle übertragbar ist, zwischen der Abtriebswelle und der Eingangswelle, das heißt stromab der Abtriebswelle und stromauf der Eingangswelle in dem Drehmomentenfluss angeordnet. Vorzugsweise ist der Torsionsdämpfer koaxial zur Trennkupplung sowie vorzugsweise koaxial zur Abtriebswelle und/oder koaxial zur Eingangswelle angeordnet. Der Torsionsdämpfer kann beispielsweise als ein Zwei-Massen-Schwungrad (ZMS) mit oder ohne Fliehkraftpendel ausgebildet sein. Um dabei insbesondere die axiale Länge des Hybridantriebssystems besonders gering zu halten, ist die Trennkupplung ganz, das heißt vollständig oder nur teilweise innerhalb des Torsionsdämpfers angeordnet, derart, dass zumindest der Längenbereich des Torsionsdämpfers zumindest den Längenbereich der Trennkupplung in um die axiale Richtung der Trennkupplung verlaufender Umfangsrichtung der Trennkupplung insbesondere vollständig umlaufend umgibt. Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass eine jeweilige Primärseite beziehungsweise das jeweilige Kupplungseingangselement der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung jeweils, insbesondere permanent, drehfest mit der zentralen Eingangswelle verbunden sind, welche vorzugsweise koaxial zur beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle angeordnet ist. Da die zweite Kupplung in axialer Richtung der Eingangswelle betrachtet näher an der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist als die erste Kupplung, wird die zweite Kupplung auch als vordere oder motornahe Kupplung bezeichnet, wobei die erste Kupplung auch als hintere oder motorferne Kupplung bezeichnet wird. Um einen besonders geringen Bauraumbedarf des Hybridantriebssystems realisieren zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die zweite Kupplung axial zumindest teilweise überlappend zu dem ersten Abtriebsrad, vorzugsweise zu dem ersten Abtriebsrad und zu dem zweiten Abtriebsrad angeordnet ist, so dass zumindest ein Längenbereich der zweiten Kupplung in radialer Richtung der zweiten Kupplung nach außen hin durch zumindest einen Längenbereich des ersten Abtriebsrads und folglich auch durch zumindest einen Längenbereich des zweiten Abtriebsrads überlappt beziehungsweise überdeckt ist.
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Die elektrische Maschine, insbesondere ihr Rotor, ist zumindest mittelbar, das heißt mittelbar oder unmittelbar an die zentrale Eingangswelle angebunden oder anbindbar, insbesondere derart, dass der Rotor, insbesondere permanent, drehmomentübertragend mit der Eingangswelle verbindbar oder verbunden ist. Beispielsweise erfolgt die Anbindung des Rotors an die Eingangswelle über einen Zugmitteltrieb, wie beispielsweise einen Kettentrieb und/oder einen Riementrieb und/oder über einen Zahnradtrieb, das heißt über ein Zahnradgetriebe, welches beispielsweise als Stirnradgetriebe ausgebildet sein kann, oder durch eine Kombination aus solchen Antrieben. Insbesondere ist es denkbar, dass die Anbindung der elektrischen Maschine an die Eingangswelle und/oder an die eine Teilgetriebeeingangswelle an einer motorfernen Seite des Getriebes und dabei beispielsweise an die erste Teilgetriebeeingangswelle, welche in axialer Richtung der Eingangswelle betrachtet weiter von der Verbrennungskraftmaschine beabstandet sein kann als die zweite Teilgetriebeeingangswelle, erfolgt. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass der Außenlamellenträger der ersten Kupplung wirkungsmäßig dauerhaft mit einem Antriebsrad verbunden ist, über welches die elektrische Maschine, insbesondere der Rotor, an die zentrale Eingangswelle angebunden ist. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass der Außenlamellenträger der ersten Kupplung, insbesondere permanent, drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit dem genannten Antriebsrad verbunden ist. Dabei ist es denkbar, dass das Antriebsrad, insbesondere permanent, drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit der Eingangswelle verbunden ist, insbesondere unter Umgehung des Außenlamellenträgers, oder aber das Antriebsrad ist, insbesondere permanent, drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit dem Außenlamellenträger der ersten Kupplung verbunden, wobei das Antriebsrad unter Vermittlung des Außenlamellenträgers der ersten Kupplung, insbesondere permanent, drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit der Eingangswelle verbunden ist, insbesondere derart, dass der Außenlamellenträger der ersten Kupplung, insbesondere permanent, drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit der Eingangswelle verbunden ist. Bei dem Antriebsrad handelt es sich beispielsweise um ein Zahnrad, insbesondere um ein Stirnrad, um eine Riemenscheibe oder um ein Kettenblatt beziehungsweise ein Kettenrad, insbesondere dann, wenn der Rotor an die Eingangswelle über ein Zahnradgetriebe, insbesondere ein Stirnradgetriebe, über einen Riementrieb beziehungsweise einen Kettentrieb angebunden ist.
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Ferner ist es denkbar, dass der Innenlamellenträger der ersten Kupplung wirkungsmäßig dauerhaft mit dem Antriebsrad verbunden ist, über welches die elektrische Maschine, insbesondere ihr Rotor, an die zentrale Eingangswelle angebunden ist. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass der Innenlamellenträger der ersten Kupplung, insbesondere permanent, drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit dem Antriebsrad verbunden ist. Hierbei ist es denkbar, dass das Antriebsrad, insbesondere permanent, drehmomentübertragend, insbesondere drehfest mit der Eingangswelle verbunden ist, insbesondere unter Umgehung des Innenlamellenträgers der ersten Kupplung, und alternativ ist es denkbar, dass das Antriebsrad, insbesondere permanent, drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit dem Innenlamellenträger der ersten Kupplung verbunden ist, wobei das Antriebsrad unter Vermittlung des Innenlamellenträgers der ersten Kupplung, insbesondere permanent, drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit der Eingangswelle verbunden ist, insbesondere derart, dass der Innenlamellenträger der ersten Kupplung, insbesondere permanent, drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit der Eingangswelle verbunden ist.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung Offenbarung ist unter dem Merkmal, dass eine erste Komponente wie beispielsweise der Innenlamellenträger oder der Außenlamellenträger der ersten Kupplung von einer zweiten Komponente, wie beispielsweise der Eingangswelle unter Umgehung einer dritten Komponente, wie beispielsweise der zweiten Kupplung antreibbar ist beziehungsweise dass die erste Komponente, insbesondere permanent, drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit der zweiten Komponente unter Umgehung der dritten Komponente verbindbar oder verbunden ist, zu verstehen, dass bezogen auf einen Drehmomentenfluss, über welchen ein von der zweiten Komponente bereitgestelltes und zum Antreiben der ersten Komponente vorgesehenes Drehmoment von der zweiten Komponente auf die erste Komponente übertragbar ist, die dritte Komponente nicht in diesem Drehmomentenfluss stromab der zweiten Komponente und stromauf der ersten Komponente angeordnet, mithin nicht zwischen der zweiten Komponente und der ersten Komponente in dem Drehmomentenfluss angeordnet ist. Mit anderen Worten verläuft dabei ein von der zweiten Komponente bereitgestelltes und zum Antreiben der ersten Komponente vorgesehenes Drehmoment auf seinem Weg von der zweiten Komponente zu der beziehungsweise auf die erste Komponente nicht über die dritte Komponente, so dass die dritte Komponente nicht in Reihe zu der ersten Komponente geschaltet ist, zumindest nicht derart, dass die dritte Komponente stromauf der ersten Komponente angeordnet ist, so dass die dritte Komponente das von der zweiten Komponente bereitgestellte Drehmoment nicht zu der beziehungsweise auf die erste Komponente überträgt. Denkbar ist, dass das von der zweiten Komponente bereitgestellte und zum Antreiben der ersten Komponente vorgesehene Drehmoment nicht auf die dritte Komponente übertragen wird, oder das von der zweiten Komponente bereitgestellte und zum Antreiben der ersten Komponente vorgesehene Drehmoment wird auf die dritte Komponente übertragen, wobei jedoch die dritte Komponente nicht stromauf der ersten Komponente angeordnet ist, sondern die dritte Komponente ist höchstens parallel zu der ersten Komponente angeordnet beziehungsweise geschaltet oder die dritte Komponente ist gegebenenfalls in Reihe zu der ersten Komponente, aber dabei jedoch stromab der ersten Komponente angeordnet.
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Ferner ist es denkbar, dass der Außenlamellenträger der ersten Kupplung wirkungsmäßig dauerhaft mit der ersten Teilgetriebeeingangswelle verbunden ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass der Außenlamellenträger, insbesondere permanent, drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit der ersten Teilgetriebeeingangswelle, welche vorzugsweise als eine Hohlwelle ausgebildet ist, verbunden ist. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die erste Kupplung einen kleineren Außendurchmesser aufweist als ein ihr insbesondere direkt benachbartes und auf der ersten Teilgetriebeeingangswelle oder der zweiten Teilgetriebeeingangswelle angeordnetes Zahnrad. Ferner ist es denkbar, dass sich die erste Kupplung und eine Laufverzahnung des ihr insbesondere direkt benachbarten Zahnrads, welches auf der ersten Teilgetriebeeingangswelle oder der zweiten Teilgetriebeeingangswelle angeordnet ist, gegenseitig zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, überlappen. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die erste Kupplung axial zumindest teilweise überlappend zu der Laufverzahnung des der ersten Kupplung benachbarten und beispielsweise auf der ersten Teilgetriebeeingangswelle oder auf der zweiten Teilgetriebeeingangswelle angeordneten Zahnrads angeordnet ist, so dass die erste Kupplung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, in dem der ersten Kupplung benachbarten Zahnrad angeordnet ist, mithin in das der ersten Kupplung benachbarte Zahnrad hineingeschachtelt ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist es somit vorgesehen, dass zumindest ein Längenbereich des ersten Kupplung benachbarten und beispielsweise auf der ersten Teilgetriebeeingangswelle oder auf der zweiten Teilgetriebeeingangswelle angeordneten Zahnrads, insbesondere zumindest ein Längenbereich der Laufverzahnung des der ersten Kupplung benachbarten Zahnrads, zumindest einen Längenbereich der ersten Kupplung in um die axiale Richtung der ersten Kupplung verlaufender Umfangsrichtung der ersten Kupplung insbesondere vollständig umlaufend umgibt. Dadurch kann die axiale Länge des Hybridantriebssystems besonders gering gehalten werden.
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Ferner ist es denkbar, dass die elektrische Maschine, insbesondere ihr Rotor, an einer motornahen Seite des Getriebes an die Eingangswelle angebunden ist, so dass beispielsweise die elektrische Maschine, insbesondere der Rotor, auf einer der ersten Kupplung in axialer Richtung der Eingangswelle abgewandten Seite der zweiten Kupplung an die Eingangswelle angebunden oder anbindbar ist. Unter der motorfernen Anbindung der elektrischen Maschine an die Eingangswelle ist insbesondere zu verstehen, dass die elektrische Maschine, insbesondere der Rotor, auf einer der Verbrennungskraftmaschine in axialer Richtung der Eingangswelle abgewandten Seite der zweiten Kupplung an die Eingangswelle anbindbar oder angebunden ist.
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Beispielsweise ist die elektrische Maschine, insbesondere ihr Rotor, in axialer Richtung der Eingangswelle betrachtet, zwischen dem Torsionsdämpfer und dem Getriebe, insbesondere der zweiten Kupplung, an die Eingangswelle angebunden oder anbindbar, insbesondere derart, dass beispielsweise das zuvor genannte Antriebsrad in axialer Richtung der Eingangswelle betrachtet zwischen dem Torsionsdämpfer und dem Getriebe, insbesondere zwischen dem Torsionsdämpfer und der zweiten Kupplung, angeordnet ist. Insbesondere dann, wenn die Trennkupplung als eine Lamellenkupplung ausgebildet ist, weist die Trennkupplung Lamellen, insbesondere Reiblamellen, auf. Zumindest eine oder mehrere der Lamellen der Trennkupplung können in den Lamellen der Trennkupplung sein, und wenigstens eine oder mehrere der Lamellen der Trennkupplung können Außenlamellen der Trennkupplung sein. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass ein Außendurchmesser, insbesondere der größte Außendurchmesser, der Lamellen, insbesondere der Innenlamellen oder der Außenlamellen, Trennkupplung signifikant kleiner ist als ein Durchmesser, insbesondere ein Außendurchmesser und ganz insbesondere der größte Außendurchmesser, des Antriebsrads und/oder einer Antriebsverzahnung des Antriebsrads, mittels welchem der Rotor, insbesondere permanent, drehmomentübertragend mit der zentralen Eingangswelle verbindbar oder verbunden ist. Beispielsweise ist die Trennkupplung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zur mehr als zur Hälfte oder vollständig, innerhalb des Antriebsrads, das heißt innerhalb der Antriebsverzahnung angeordnet. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass zumindest ein Längenbereich des Antriebsrads, insbesondere der Antriebsverzahnung des Antriebsrads, zumindest einen Längenbereich der Trennkupplung in um die axiale Richtung der Trennkupplung verlaufender Umfangsrichtung insbesondere vollständig umlaufend umgibt, so dass vorzugsweise die Trennkupplung und das Antriebsrad, insbesondere die Antriebsverzahnung, in axialer Richtung der Eingangswelle betrachtet, zumindest teilweise ineinander geschachtelt, das heißt ineinander angeordnet sind. Dadurch kann ein besonders geringer, axialer Bauraumbedarf des Hybridantriebssystems realisiert werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. 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.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridantriebssystems;
- 2 eine schematische Vorderansicht des Hybridantriebssystem;
- 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Hybridantriebssystems;
- 4 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des Hybridantriebssystems; und
- 5 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des Hybridantriebssystems.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform eines Hybridantriebssystems 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand des Hybridantriebssystems 10 umfasst und mittels des Hybridantriebssystems antreibbar ist. Beispielsweise umfasst das Kraftfahrzeug wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander und somit aufeinanderfolgend angeordnete Achsen, wobei eine erste der Achsen als Vorderachse und die zweite Achse als Hinterachse ausgebildet ist. Beispielsweise ist das Hybridantriebssystem 10 der Vorderachse zugeordnet, das heißt an der Vorderachse und somit an der Front des Kraftfahrzeugs angeordnet. Die jeweilige Achse weist wenigstens oder genau zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet angeordnete Fahrzeugräder auf, die somit auf in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Bezogen auf die beziehungsweise alle Räder der Achsen sind beispielsweise mittels des Hybridantriebssystems 10 ausschließlich die Fahrzeugräder einer der Achsen, insbesondere der Vorderachse, antreibbar. Die Fahrzeugräder, die mittels des Hybridantriebssystems antreibbar sind, werden auch als Antriebsfahrzeugräder bezeichnet. Demzufolge wird die Achse, deren Fahrzeugräder mittels des Hybridantriebssystems 10 antreibbar sind, auch als Antriebsachse bezeichnet. Selbstverständlich ist es denkbar, dass die beziehungsweise alle, insbesondere vier, Fahrzeugräder der, insbesondere beiden, Achsen mittels des Hybridantriebssystems 10 antreibbar sind, so dass ein Vierrad- beziehungsweise Allradantrieb darstellbar ist.
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Das Hybridantriebssystem 10 weist eine auch als Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine 12 auf, welche einen auch als Motorgehäuse bezeichneten Motorblock 14 aufweist. Der Motorblock 14 ist beispielsweise ein Zylindergehäuse, insbesondere ein Zylinderkurbelgehäuse. Die Verbrennungskraftmaschine 12 weist Zylinder 16 auf, die durch den Motorblock 14 gebildet beziehungsweise, insbesondere direkt, begrenzt sind. Des Weiteren umfasst die Verbrennungskraftmaschine 12 eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle 18, über welche die Verbrennungskraftmaschine 12 erste Antriebsmomente, das heißt erste Antriebsdrehmomente zum Antreiben der Antriebsfahrzeugräder bereitstellen kann. In dem jeweiligen Zylinder 16 ist ein jeweiliger Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen. Der jeweilige Kolben ist über ein jeweiliges Pleuel gelenkig mit der beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle 18 gekoppelt, so dass die translatorischen Bewegungen des jeweiligen Kolbens in dem jeweiligen Zylinder 16 in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle 18 umgewandelt werden können. Somit ist die Abtriebswelle 18 um eine Abtriebswellendrehachse relativ zu dem Motorblock 14 drehbar.
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Das Hybridantriebssystem 10 umfasst außerdem eine elektrische Maschine 20, welche einen Stator 22 und einen Rotor 24 aufweist. Insbesondere in einem Motorblock der elektrischen Maschine 20 ist der Rotor 24 von dem Stator 22 antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator 22 drehbar. Grundsätzlich ist es denkbar, dass der Rotor 24 koaxial zu der Abtriebswelle 18 angeordnet ist, so dass die Maschinendrehachse mit der Abtriebswellendrehachse zusammenfällt. Um jedoch insbesondere eine in axialer Richtung der Abtriebswelle 18 verlaufende Länge des Hybridantriebssystems 10 besonders gering halten zu können, ist bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die elektrische Maschine 20 in Relation zu der Abtriebswelle 18 achsparallel angeordnet ist. Mit anderen Worten ist eine auch als
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An-der-Seite-Anordnung bezeichnete Side-by-Side-Anordnung der elektrischen Maschine 20 in Relation zur Abtriebswelle 18 vorgesehen, wobei die Abtriebswellendrehachse parallel zur Maschinendrehachse verläuft und von der Maschinendrehachse beabstandet ist beziehungsweise umgekehrt. Über ihren Rotor 24 kann die elektrische Maschine 20 wenigstens ein zweites Antriebsmoment, das heißt wenigstens ein zweites Antriebsdrehmoment zum Antreiben der Antriebsfahrzeugräder bereitstellen, wie im Folgenden noch genauer erläutert wird. Das Hybridantriebssystem 10 umfasst ein Getriebe 26, welches ein in 1 besonders schematisch dargestelltes Getriebegehäuse 28 aufweist. Die Abtriebswelle 18 ist um die Abtriebswellendrehachse relativ zu dem Getriebegehäuse 28 drehbar, und der Rotor 24 ist um die Maschinendrehachse relativ zu dem Getriebegehäuse 28 drehbar.
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Das Getriebe 26 weist eine zentrale, von der Abtriebswelle 18 antreibbare Eingangswelle 30 auf, welche um eine Eingangswellendrehachse relativ zu dem Getriebegehäuse 28 drehbar ist. Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist die Eingangswelle 30 koaxial zur Abtriebswelle 18 angeordnet, so dass die Eingangswellendrehachse mit der Abtriebswellendrehachse zusammenfällt. Somit verläuft die Eingangswellendrehachse parallel zur Maschinendrehachse und ist von der Maschinendrehachse beabstandet. Des Weiteren ist es bei der ersten Ausführungsform vorgesehen, dass die Abtriebswelle 18 permanent drehmomentübertragend mit der Eingangswelle 30 gekoppelt beziehungsweise verbunden ist. Das Getriebe 26 weist eine erste Vorgelegewelle 32 und eine zweite Vorgelegewelle 34 auf, die Vorgelegewelle 32 ist um eine erste Vorgelegewellendrehachse relativ zu dem Getriebegehäuse 28 drehbar, und die zweite Vorgelegewelle 34 ist um eine zweite Vorgelegewellendrehachse relativ zu dem Getriebegehäuse 28 drehbar. Die Vorgelegewellendrehachsen verlaufen parallel zueinander und sind voneinander beabstandet. Außerdem verläuft die jeweilige Vorgelegewellendrehachse parallel zur Abtriebswellendrehachse, parallel zur Eingangswellendrehachse und parallel zur Maschinendrehachse, wobei die jeweilige Vorgelegewellendrehachse von der Abtriebswellendrehachse, der Eingangswellendrehachse und der Maschinendrehachse beabstandet ist. Das Getriebe 26 weist ein erstes Abtriebsrad 36 auf, welches, insbesondere permanent, drehfest mit der Vorgelegewelle 32 verbunden ist. Des Weiteren umfasst das Getriebe 26 ein zweites Abtriebsrad 38, welches, insbesondere permanent, drehfest mit der Vorgelegewelle 34 verbunden ist. Das jeweilige Abtriebsrad 36 beziehungsweise 38 ist ein jeweiliges Zahnrad, insbesondere ein jeweiliges Stirnrad, und umfasst somit eine jeweilige Abtriebsverzahnung oder Abtriebsradverzahnung.
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Das Getriebe 26 umfasst ferner ein erstes Teilgetriebe 40 und ein zweites Teilgetriebe 42. Das erste Teilgetriebe 40 weist eine erste Teilgetriebeeingangswelle 44 und eine erste Stirnradpaarung 46 auf. Das zweite Teilgetriebe 42 weist eine zweite Teilgetriebeeingangswelle 48 und eine zweite Stirnradpaarung 50 auf. Die Teilgetriebeeingangswelle 44 ist um eine erste Teilgetriebeeingangswellendrehachse relativ zu dem Getriebegehäuse 28 drehbar, wobei die zweite Teilgetriebeeingangswelle 48 um eine zweite Teilgetriebeeingangswellendrehachse relativ zu dem Getriebegehäuse 28 drehbar ist. Es ist erkennbar, dass bei der ersten Ausführungsform die Teilgetriebeeingangswellen 44 und 48 koaxial zueinander angeordnet sind, so dass bei der ersten Ausführungsform die Teilgetriebeeingangswellendrehachsen zusammenfallen. Außerdem ist es vorgesehen, dass die jeweilige Teilgetriebeeingangswellendrehachse parallel zu der jeweiligen Vorgelegewellendrehachse und parallel zu der Maschinendrehachse verläuft und von der jeweiligen Vorgelegewellendrehachse und von der Maschinendrehachse beabstandet ist. Bei der ersten Ausführungsform ist es außerdem vorgesehen, dass die jeweilige Teilgetriebeeingangswelle 44 beziehungsweise 48 als eine Hohlwelle ausgebildet ist, welche von der Eingangswelle 30, insbesondere vollständig, durchdrungen ist. Die Hohlwellen sind nicht ineinander angeordnet, das heißt nicht ineinander geschachtelt, so dass die Hohlwellen (Teilgetriebeeingangswellen 44, 48) in axialer Richtung der jeweiligen Teilgetriebeeingangswelle 44 beziehungsweise 48 und somit in axialer Richtung der Eingangswelle 30 und des Getriebes 26 insgesamt vollständig hintereinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet sind.
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Die Stirnradpaarung 46 umfasst ein erstes Stirnrad 52 und ein zweites Stirnrad 54, wobei die Stirnräder 52 und 54, insbesondere direkt, miteinander kämmen. Das Stirnrad 52 ist, insbesondere permanent, drehfest mit der Teilgetriebeeingangswelle 44 verbunden und somit als ein Festrad ausgebildet. Das Stirnrad 54 an sich ist drehbar auf der Vorgelegewelle 32 angeordnet und somit als ein Losrad ausgebildet. Die Stirnradpaarung 50 umfasst ein Stirnrad 56 und ein Stirnrad 58, wobei die Stirnräder 56 und 58 (insbesondere direkt) miteinander kämmen. Das Stirnrad 56 ist, insbesondere permanent, drehfest mit der Teilgetriebeeingangswelle 48 verbunden und somit als ein Festrad ausgebildet. Das Stirnrad 58 an sich ist drehbar auf der Vorgelegewelle 32 angeordnet und somit als ein Losrad ausgebildet. Des Weiteren umfasst das Teilgetriebe 40 eine dritte Stirnradpaarung 60, welche ein Stirnrad 62 und ein Stirnrad 64 umfasst. Das Stirnrad 62 ist, insbesondere permanent, drehfest mit der Teilgetriebeeingangswelle 44 verbunden und somit als ein Festrad ausgebildet. Das Stirnrad 64 an sich ist drehbar auf der Vorgelegewelle 32 angeordnet und somit als ein Losrad ausgebildet. Die Stirnradpaarung 60 umfasst außerdem ein drittes Stirnrad 66, welches an sich drehbar auf der Vorgelegewelle 34 angeordnet und somit als ein Losrad ausgebildet ist. Dabei kämmen die Stirnräder 62 und 66, insbesondere direkt, miteinander, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass ein direktes Kämmen der Stirnräder 64 und 66 miteinander unterbleibt. Das Teilgetriebe 42 umfasst eine viertes Stirnradpaarung 68, welche ein Stirnrad 70 und ein Stirnrad 72 umfasst. Die Stirnräder 70 und 72 kämmen, insbesondere direkt, miteinander. Das Stirnrad 70 ist, insbesondere permanent, drehfest mit der Teilgetriebeeingangswelle 48 verbunden und somit als ein Festrad ausgebildet. Das Stirnrad 72 an sich ist drehbar auf der Vorgelegewelle 32 angeordnet und somit als ein Losrad ausgebildet. Außerdem umfasst die Stirnradpaarung 68 ein drittes Stirnrad 74, welches an sich drehbar auf der Vorgelegewelle 34 angeordnet und somit als ein Losrad ausgebildet ist. Dabei ist es vorgesehen, dass die Stirnräder 70 und 74 direkt miteinander kämmen, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass ein direktes Kämmen der Stirnräder 72 und 74 miteinander unterbleibt. Den als Losrädern ausgebildeten Stirnrädern 54 und 64 ist ein erstes Schaltelement 76 zugeordnet, welches beispielsweise als eine erste Schiebemuffe beziehungsweise als eine erste Schaltmuffe ausgebildet ist. Das Schaltelement 76 ist zwischen wenigstens einem ersten Koppelzustand, wenigstens einem zweiten Koppelzustand und einem ersten Entkoppelzustand verstellbar. Beispielsweise kann das Schaltelement 76, insbesondere in axialer Richtung der Vorgelegewelle 32 und/oder relativ zu der Vorgelegewelle 32, zwischen wenigstens einer ersten Koppelstellung, wenigstens einer zweiten Koppelstellung und wenigstens einer ersten Entkoppelstellung bewegt, insbesondere verschoben, werden. Die erste Koppelzustand bewirkt den ersten Koppelzustand, die zweite Koppelstellung bewirkt den zweiten Koppelzustand und die erste Entkoppelstellung bewirkt den ersten Entkoppelzustand. In dem ersten Koppelzustand ist das Stirnrad 54 des Schaltelements 76 drehfest mit der Vorgelegewelle 32 verbunden, während das Stirnrad 64 von der Vorgelegewelle 32 entkoppelt, mithin um die erste Vorgelegewellendrehachse relativ zu der Vorgelegewelle 32 drehbar ist. In dem zweiten Koppelzustand ist das Stirnrad 64 mittels des Schaltelements 76 drehfest mit der Vorgelegewelle 32 verbunden, während das Stirnrad 54 von der Vorgelegewelle 32 entkoppelt, handeln um die erste Vorgelegewellendrehachse relativ zu der Vorgelegewelle 32 entkoppelt ist. Dies bedeutet, dass dann, wenn das jeweilige Stirnrad 54 beziehungsweise 64 von der Vorgelegewelle 32 entkoppelt ist, keine Drehmomente zwischen der Vorgelegewelle 32 und dem jeweils entkoppelten Stirnrad 54 beziehungsweise 64 übertragen werden können. In dem ersten Entkoppelzustand sind sowohl das Stirnrad 54 als auch das Stirnrad 64 von der Vorgelegewelle 32 entkoppelt, mithin um die erste Vorgelegewellendrehachse relativ zu der Vorgelegewelle 32 drehbar, so dass keine Drehmomente zwischen der Vorgelegewelle 32 und den Stirnrädern 54 und 64 übertragen werden können.
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Den als Losrädern ausgebildeten Stirnrädern 58 und 72 ist ein zweites Schaltelement 78 zugeordnet, welches beispielsweise als eine zweite Schiebemuffe beziehungsweise zweite Schaltmuffe ausgebildet sein kann. Das Schaltelement 78 ist zwischen wenigstens einem dritten Koppelzustand, wenigstens einem vierten Koppelzustand und wenigstens einem zweiten Entkoppelzustand verstellbar. Insbesondere kann das Schaltelement 78, insbesondere in axialer Richtung der Vorgelegewelle 32 und/oder relativ zu der Vorgelegewelle 32, zwischen wenigstens einer dritten Koppelstellung, wenigstens einer vierten Koppelstellung und wenigstens einer zweiten Entkoppelstellung bewegt, insbesondere verschoben, werden. In dem dritten Koppelzustand ist das Stirnrad 72 mittels des Schaltelements 78 drehfest mit der Vorgelegewelle 32 verbunden, während das Stirnrad 58 von der Vorgelegewelle 32 entkoppelt und somit um die erste Vorgelegewellendrehachse relativ zu der Vorgelegewelle 32 drehbar ist. In dem vierten Koppelzustand ist das Stirnrad 58 mittels des Schaltelements 78 drehfest mit der Vorgelegewelle 32 verbunden, während das Stirnrad 72 von der Vorgelegewelle 32 entkoppelt und somit um die erste Vorgelegewellendrehachse relativ zu der Vorgelegewelle 32 drehbar ist. Dies bedeutet, dass dann, wenn das jeweilige Stirnrad 72 beziehungsweise 58 von der Vorgelegewelle 32 entkoppelt ist, keine Drehmomente zwischen der Vorgelegewelle 32 und dem jeweils entkoppelten Stirnrad 72 beziehungsweise 58 übertragen werden können. In dem zweiten Entkoppelzustand sind sowohl das Stirnrad 72 als auch das Stirnrad 58 von der Vorgelegewelle 32 entkoppelt und somit um die erste Vorgelegewellendrehachse relativ zu der Vorgelegewelle 32 drehbar.
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Dem als Losrad ausgebildeten Stirnrad 66 ist ein drittes Schaltelement 80 zugeordnet, welches beispielsweise als eine dritte Schiebemuffe beziehungsweise als eine dritte Schaltmuffe ausgebildet ist. Das Schaltelement 80 ist zwischen wenigstens einem fünften Koppelzustand und wenigstens einem dritten Entkoppelzustand verstellbar. Beispielsweise kann das Schaltelement 80, insbesondere in axialer Richtung der Vorgelegewelle 34 und/oder relativ zu der Vorgelegewelle 34, zwischen wenigstens einer fünften Koppelstellung und wenigstens einer dritten Entkoppelstellung bewegt, insbesondere verschoben, werden. Die fünfte Koppelstellung bewirkt den fünften Koppelzustand, und die dritte Entkoppelstellung bewirkt den dritten Entkoppelzustand. In dem fünften Koppelzustand ist das Losrad ausgebildete Stirnrad 66 mittels des Schaltelements 80 drehfest mit der Vorgelegewelle 34 verbunden. In dem dritten Entkoppelzustand ist das Stirnrad 66 von der Vorgelegewelle 34 entkoppelt und dadurch um die zweite Vorgelegewellendrehachse relativ zu der Vorgelegewelle 34 drehbar. Somit können in dem dritten Entkoppelzustand keine Drehmomente zwischen der Vorgelegewelle 34 und dem Stirnrad 66 übertragen werden. Dem als Losrad ausgebildeten Stirnrad 74 ist ein viertes Schaltelement 82 zugeordnet, welches beispielsweise als vierte Schiebemuffe beziehungsweise vierte Schaltmuffe ausgebildet ist. Das Schaltelement 82 ist zwischen wenigstens einem sechsten Koppelzustand und wenigstens einem vierten Entkoppelzustand verstellbar. Beispielsweise kann das Schaltelement 82 zwischen wenigstens einer sechsten Koppelstellung und wenigstens einer vierten Entkoppelstellung, insbesondere relativ zu der Vorgelegewelle 34 und/oder in axialer Richtung der Vorgelegewelle 34, bewegt, insbesondere verschoben, werden. In dem sechsten Koppelzustand ist das Stirnrad 74 mittels des Schaltelements 82 drehfest mit der Vorgelegewelle 34 verbunden, so dass Drehmomente zwischen der Vorgelegewelle 34 und dem Stirnrad 74 über das Schaltelement 82 übertragen werden können. In dem vierten Entkoppelzustand ist die Vorgelegewelle 34 von dem Stirnrad 74 entkoppelt beziehungsweise umgekehrt, so dass in dem vierten Entkoppelzustand das Stirnrad 74 um die zweite Vorgelegewellendrehachse relativ zu der Vorgelegewelle 34 drehbar ist, mithin keine Drehmomente zwischen der Vorgelegewelle 34 und dem Stirnrad 74 übertragen werden können.
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In Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass das Hybridantriebssystem 10 ein über das Getriebe 26 von der Verbrennungskraftmaschine 12, das heißt von der Abtriebswelle 18, und von dem Rotor 24, das heißt von der elektrischen Maschine 20 antreibbares Achsgetriebe 84 aufweist, welches eine auch als Differentialrad bezeichnetes Eingangsrad 86 aufweist. Das Eingangsrad 86 ist vorzugsweise als ein Zahnrad ausgebildet und weist somit eine Verzahnung, das heißt eine Eingangsverzahnung auf. Insbesondere kann das Eingangsrad 86 als ein Tellerrad oder aber als ein Stirnrad ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Achsgetriebe 84 als ein Differentialgetriebe ausgebildet. Dabei ist das Achsgetriebe 84 der Antriebsachse zugeordnet. Mit anderen Worten umfasst die Antriebsachse das Achsgetriebe 84. Das Eingangsrad 86 ist von den Abtriebsrädern 36 und 38 antreibbar, insbesondere derart, dass die Abtriebsräder 36 und 38, insbesondere gleichzeitig, mit dem Eingangsrad 86 kämmen. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass ein direktes Kämmen der Abtriebsräder 36 und 38 miteinander unterbleibt. Über das Eingangsrad 86 ist das Achsgetriebe 84 von der Verbrennungskraftmaschine 12beziehungsweise von der Abtriebswelle 18 und von dem Rotor 24 beziehungsweise von der elektrischen Maschine 20 antreibbar. Dies bedeutet insbesondere, dass das jeweilige Antriebsmoment beziehungsweise ein jeweiliges, aus dem jeweiligen Antriebsmoment resultierendes Drehmoment über das jeweilige Abtriebsrad 36 beziehungsweise 38 auf das Eingangsrad 86 und somit auf das Achsgetriebe 84 übertragen, das heißt in das Achsgetriebe 84 eingeleitet werden kann und mittels des Achsgetriebes 84 beziehungsweise über das Achsgetriebe 84 auf die Antriebsfahrzeugräder übertragen, insbesondere aufgeteilt, wird, so dass die Antriebsfahrzeugräder über das Achsgetriebe 84 von der Verbrennungskraftmaschine 12 und von der elektrische Maschine 20 angetrieben werden können. Die Vorgelegewellendrehachsen verlaufen senkrecht zu einer Abtriebsradebene, in welcher sowohl die Abtriebsräder 36 und 38 als auch das Eingangsrad 86 liegen. Die Antriebsradebene kann bei dem Hybridantriebssystem 10 in axialer Richtung der Eingangswelle 30 betrachtet besonders nahe an der Verbrennungskraftmaschine 12 angeordnet werden, so dass Bauraum für eine Lenkung, das heißt für ein Lenksystem, insbesondere der Vorderachse, geschaffen werden kann.
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Das Hybridantriebssystem 10 umfasst dabei eine vorzugsweise als erste Reibkupplung, insbesondere als erste Lamellenkupplung, ausgebildete Trennkupplung K0, welche dazu ausgebildet ist, die Abtriebswelle 18 zumindest im Wesentlichen drehfest mit der Eingangswelle 30 zu verbinden. Unter dem Merkmal, dass die Abtriebswelle 18 über die beziehungsweise mittels der Trennkupplung K0 zumindest im Wesentlichen drehfest mit der Eingangswelle 30 verbunden werden kann, ist insbesondere zu verstehen, dass bezogen auf einen Drehmomentenfluss, über welchen das jeweilige erste Antriebsmoment von der Abtriebswelle 18 auf die Eingangswelle 30 übertragen werden kann, die Trennkupplung K0 in diesem Drehmomentenfluss angeordnet ist, wobei in diesem Drehmomentenfluss außerdem ein auch als Torsionsschwingungsdämpfer oder Drehschwingungsdämpfer bezeichneter Torsionsdämpfer 88 angeordnet ist. Bezogen auf den genannten Drehmomentenfluss ist der Torsionsdämpfer 88 vorzugsweise stromab der Abtriebswelle 18 und stromauf der Trennkupplung K0 angeordnet. Mittels des Torsionsdämpfers 88 können Drehschwingungen, das heißt Drehungleichförmigkeiten der Abtriebswelle 18 gedämpft werden, so dass eine besonders hohe Laufruhe des Hybridantriebssystems 10 darstellbar ist. Die Abtriebswelle 18 ist permanent drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit dem Torsionsdämpfer 88 verbunden. Insbesondere ist die Abtriebswelle 18 permanent drehfest mit einer Primärseite 90 des Torsionsdämpfers 88 verbunden. In um die Abtriebswellendrehachse und somit um die Eingangswellendrehachse verlaufender Umfangsrichtung der Abtriebswelle 18 und somit des Torsionsdämpfers 88 ist die Primärseite 90 drehmomentübertragend mit einer Sekundärseite 92 des Torsionsdämpfers 88 gekoppelt beziehungsweise verbunden, wobei insbesondere die Primärseite 90, insbesondere permanent, drehfest mit der Sekundärseite 92 verbunden ist. Insbesondere ist es dabei denkbar, dass die Primärseite 90 in Umfangsrichtung des Torsionsdämpfers 88 über wenigstens ein oder mehrere Dämpfungselemente 94 des Torsionsdämpfers 88 an der Sekundärseite 92 abstützbar oder abgestützt ist, so dass die Primärseite 90 permanent drehmomentübertragend, insbesondere permanent drehfest, mit der Sekundärseite 92 verbunden ist. Die Dämpfungselemente 94 lassen in Umfangsrichtung des Torsionsdämpfers 88 verlaufende Relativdrehungen zwischen der Primärseite 90 und der Sekundärseite 92 in gewissen Grenzen zu, wobei durch solche, in Umfangsrichtung des Torsionsdämpfers 88 und somit um die Abtriebswellendrehachse verlaufende Relativbewegungen, insbesondere Relativdrehungen, zwischen der Primärseite 90 und der Sekundärseite 92 zu, insbesondere elastischen, Verformungen des jeweiligen Dämpfungselements 94 führen. Hierdurch werden Drehschwingungen beziehungsweise Drehungleichförmigkeiten der Abtriebswelle 18 gedämpft.
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Die Sekundärseite 92 ist, insbesondere permanent, drehfest mit einem Eingangselement 96 der Trennkupplung K0 verbunden. Die Trennkupplung K0 weist dabei ein Ausgangselement 98 auf, welches, insbesondere permanent, drehfest mit der Eingangswelle 30 verbunden ist. Somit ist die Trennkupplung K0 vorzugsweise koaxial zur Abtriebswelle 18 und koaxial zur Eingangswelle 30 angeordnet. Das auch als Kupplungseingangselement bezeichnete Eingangselement 96 und das auch als Kupplungsausgangselement bezeichnete Ausgangselement 98 sind vorzugsweise Lamellenträger der Trennkupplung K0, deren Lamellen in um die axiale Richtung der Trennkupplung K0 und somit um die Eingangswellendrehachse beziehungsweise um die Abtriebswellendrehachse verlaufender Umfangsrichtung der Trennkupplung K0 drehmomentübertragend an den Lamellenträgern abstützbar oder abgestützt sind. Ein erster der Lamellenträger, insbesondere das Eingangselement 96, ist vorzugsweise ein Innenlamellenträger, wobei der zweite Lamellenträger, insbesondere das Ausgangselement 98, beispielsweise ein Außenlamellenträger der Trennkupplung K0 ist. Zumindest eine erste oder mehrere erste der Lamellen der Trennkupplung K0 sind Innenlamellen, die in Umfangsrichtung der Trennkupplung K0 drehmomentübertragend an dem Innenlamellenträger abstützbar oder abgestützt sind. Zumindest eine zweite oder mehrere zweite der Lamellen der Trennkupplung K0 sind Außenlamellen, welche in Umfangsrichtung der Trennkupplung K0 drehmomentübertragend an dem Außenlamellenträger abstützbar oder abgestützt sind. Somit sind das Eingangselement 96 und das Ausgangselement 98 über die Lamellen der Trennkupplung K0 drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, miteinander verbindbar, wodurch die Abtriebswelle 18 mittels der beziehungsweise über die Trennkupplung K0 drehfest mit der Eingangswelle 30 verbunden werden kann.
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Das Hybridantriebssystem 10 umfasst außerdem eine erste Kupplung K1, welche zusätzlich zu der Trennkupplung K0 vorgesehen ist. Es ist erkennbar, dass die Trennkupplung K0 koaxial zu der Kupplung K1 angeordnet ist beziehungsweise umgekehrt. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Kupplung K1 koaxial zur Eingangswelle 30 und koaxial zur Abtriebswelle 18 angeordnet sind. Vorliegend sind die Trennkupplung K0, die Kupplung K1, die Abtriebswelle 18, die Eingangswelle 30 und die Teilgetriebeeingangswellen 44 und 48 koaxial zueinander angeordnet. Vorzugsweise ist die Kupplung K1 als eine zweite Reibkupplung, insbesondere als eine zweite Lamellenkupplung, ausgebildet, so dass die Kupplung K1 vorzugsweise ebenfalls Lamellen, insbesondere Reiblamellen, umfasst. Zumindest eine dritte oder mehrere dritte der Lamellen der Kupplung K1 sind Innenlamellen, wobei wenigstens eine vierte oder mehrere vierte der Lamellen der Kupplung K1 Außenlamellen der Kupplung K1 sind. Die Kupplung K1 ist dazu ausgebildet, die Eingangswelle drehfest mit der ersten Teilgetriebeeingangswelle 44 zu verbinden. Hierzu weist die Kupplung K1 beispielsweise ein zweites Eingangselement 100 und ein zweites Ausgangselement 102 auf, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass das Eingangselement 100 und das Ausgangselement 102 als Lamellenträger der Kupplung K1 ausgebildet sind. Einer der Lamellenträger der Kupplung K1 ist als ein Außenlamellenträger der Kupplung K1 ausgebildet, und der andere Lamellenträger der Kupplung K1 ist als ein Innenlamellenträger der Kupplung K1 ausgebildet. Dabei sind die Innenlamellen der Kupplung K1 in um die axiale Richtung der Kupplung K1 und somit um die Eingangswellendrehachse beziehungsweise die Abtriebswellendrehachse verlaufender Umfangsrichtung der Kupplung K1 drehmomentübertragend an dem Innenlamellenträger abstützbar oder abgestützt. Dementsprechend sind die Außenlamellen der Kupplung K1 in Umfangsrichtung der Kupplung K1 drehmomentübertragend an dem Außenlamellenträger der Kupplung K1 abstützbar oder abgestützt. Über die Lamellen können das Eingangselement 100 und das Ausgangselement 102 drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, miteinander verbunden werden, wodurch über die beziehungsweise mittels der Kupplung K1 die Eingangswelle 30 drehfest mit der ersten Teilgetriebeeingangswelle 44 verbunden werden kann. Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist das Eingangselement 100 der Außenlamellenträger der Kupplung K1, wobei das Ausgangselement 102 der Innenlamellenträger der Kupplung K1 ist.
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Des Weiteren umfasst das Hybridantriebssystem 10 eine zusätzlich zu der Trennkupplung K0 und zusätzlich zu der Kupplung K1 vorgesehene, zweite Kupplung K2, welche vorliegend koaxial zur Trennkupplung K0 und koaxial zur Kupplung K1 angeordnet ist. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Kupplung K2 koaxial zur Eingangswelle 30, koaxial zur Abtriebswelle 18 und koaxial zu den Teilgetriebeeingangswellen 44 und 48 angeordnet ist. Die Kupplung K2 ist vorzugsweise als eine dritte Reibkupplung, insbesondere als eine dritte Lamellenkupplung, ausgebildet und umfasst somit Lamellen, insbesondere Reiblamellen. Zumindest eine fünfte oder mehrere fünfte der Lamellen der Kupplung K2 sind Innenlamellen der Kupplung K2. Zumindest eine sechste oder mehrere sechste der Lamellen der Kupplung K2 sind Außenlamellen der Kupplung K2. Die Kupplung K2 weist ein drittes Eingangselement 104 und ein drittes Ausgangselement 106 auf. Das Eingangselement 104 ist, insbesondere permanent, drehfest mit der Eingangswelle 30 verbunden. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Ausgangselement 106, insbesondere permanent, drehfest mit der Teilgetriebeeingangswelle 48 verbunden ist. Das Eingangselement 104 und das Ausgangselement 106 sind vorzugsweise Lamellenträger der Kupplung K2. Einer der Lamellenträger der Kupplung K2 ist ein Innenlamellenträger der Kupplung K2, deren Innenlamellen in um die axiale Richtung der Kupplung K2 und somit um die Eingangswellendrehachse und um die Abtriebswellendrehachse verlaufender Umfangsrichtung der Kupplung K2 drehmomentübertragend an dem Innenlamellenträger der Kupplung K2 abstützbar oder abgestützt sind. Der andere Lamellenträger der Kupplung K2 ist ein Außenlamellenträger der Kupplung K2, deren Außenlamellen in Umfangsrichtung der Kupplung K2 drehmomentübertragend an dem Außenlamellenträger der Kupplung K2 abstützbar oder abgestützt sind. Somit sind das Eingangselement 104 und das Ausgangselement 106 über die Lamellen der Kupplung K2 drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, miteinander verbindbar, wodurch mittels der beziehungsweise über die Kupplung K2 die Eingangswelle 30 drehfest mit der Teilgetriebeeingangswelle 48 verbunden werden kann. Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist das Eingangselement 104 der Außenlamellenträger der Kupplung K2, und das Ausgangselement 106 ist der Innenlamellenträger der Kupplung K2.
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Aus 1 ist erkennbar, dass in axialer Richtung der Eingangswelle 30 betrachtet die Verbrennungskraftmaschine 12, die erste Kupplung K1, die zweite Kupplung K2, die erste Stirnradpaarung 46 und die zweite Stirnradpaarung 50 in folgender Reihenfolge aufeinanderfolgend angeordnet sind: die Verbrennungskraftmaschine 12 - die zweite Kupplung K2 - die zweite Stirnradpaarung 50 - die erste Stirnradpaarung 46 - die erste Kupplung K1.
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Um nun insbesondere in axialer Richtung der Eingangswelle 30 eine besonders geringe, axiale Länge des Hybridantriebssystems 10 realisieren zu können, ist die Trennkupplung K0 in axialer Richtung der Eingangswelle 30 betrachtet zwischen der Verbrennungskraftmaschine 12, insbesondere der Abtriebswelle 18, und dem Getriebe 26, insbesondere den Abtriebsrädern 36 und 38, und ganz insbesondere der Kupplung K2, angeordnet. Außerdem ist der Torsionsdämpfer 88 vorgesehen, über welchen die Abtriebswelle 18 drehmomentübertragend, insbesondere drehfest mit der Eingangswelle 30 verbindbar ist. Des Weiteren ist die Trennkupplung K0 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zur mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, axial überlappend zu dem Torsionsdämpfer 88 und dabei radial innerhalb des Torsionsdämpfers 88 angeordnet. Hierunter ist zu verstehen, dass zumindest ein Längenbereich der Trennkupplung K0 zumindest in einem Längenbereich des Torsionsdämpfers 88 angeordnet ist, so dass zumindest der Längenbereich des Torsionsdämpfers 88 in um die axiale Richtung der Trennkupplung K0 verlaufender Umfangsrichtung der Trennkupplung K0 insbesondere vollständig umlaufend zumindest um den Längenbereich der Trennkupplung K0 herumverläuft. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind der Torsionsdämpfer 88 und die Trennkupplung K0 in axialer Richtung der Eingangswelle 30 betrachtet zumindest teilweise ineinander geschachtelt, mithin ineinander angeordnet.
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In 2 ist ein Außendurchmesser, insbesondere der größte Außendurchmesser, der Kupplung K1 mit A1 bezeichnet. Außerdem ist in 2 ein Außendurchmesser, insbesondere der größte Außendurchmesser, der Kupplung K2 mit A2 bezeichnet. Es ist erkennbar, dass der Außendurchmesser A2 kleiner als der Außendurchmesser ist. Somit ist die Kupplung K2 besonders gewichts-, kosten- und bauraumgünstig ausgestaltet. Dabei ist es besonders vorteilhafterweise vorgesehen, dass bezogen auf die Kupplungen K1 und K2 ausschließlich die Kupplung K1 als eine Anfahrkupplung ausgebildet ist, über welche das zunächst stillstehende Kraftfahrzeug angefahren werden kann. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass bezogen auf die Kupplungen K1 und K2 ausschließlich die Kupplung K1 anfahrfähig ist.
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Beispielsweise weist das Teilgetriebe 40, insbesondere schaltbare und somit einlegbare und auslegbare, Gänge auf. Ferner ist es denkbar, dass das Teilgetriebe 42 insbesondere schaltbare und somit einlegbare und auslegbare Gänge aufweist. Die Gänge des Teilgetriebes 40 sind beispielsweise durch die Stirnradpaarungen 46 und 60 gebildet. Die Gänge des Teilgetriebes 42 sind beispielsweise durch die Stirnradpaarungen 50 und 68 gebildet. Um beispielsweise den jeweiligen Gang einzulegen, wird beispielsweise das jeweilige Schaltelement in seinen jeweiligen Koppelzustand verstellt. Um den jeweiligen Gang beispielsweise auszulegen, wird das jeweilige Schaltelement in seinen jeweiligen Entkoppelzustand verstellt. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass bezogen auf die Teilgetriebe 40 und 42 ausschließlich das Teilgetriebe 40 einen Anfahrgang zum Anfahren des zunächst stillstehenden Kraftfahrzeugs aufweist. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Teilgetriebe 42 frei von einem Anfahrgang zum Anfahren des Kraftfahrzeugs ist. Dadurch kann das Hybridantriebssystem 10 besonders gewichts- und bauraumgünstig ausgestaltet werden. Um eine besonders geringe axiale Länge des Hybridantriebssystems 10 zu schaffen, ist es ferner vorgesehen, dass die Abtriebsräder 36 und 38 axial zumindest teilweise überlappend zu der zweiten Kupplung K2 angeordnet sind. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass zumindest ein Längenbereich der Kupplung K2 in radialer Richtung der Kupplung K2 nach außen hin durch die Abtriebsräder 36 und 38, das heißt zumindest durch jeweilige Längenbereiche der jeweiligen Abtriebsräder 36 und 38 überlappt beziehungsweise überdeckt ist. Außerdem ist beispielsweise die elektrische Maschine 20, insbesondere ihr Rotor 24, in axialer Richtung der Eingangswelle 30 betrachtet, so lang, dass die elektrische Maschine 20, insbesondere ihr Rotor 24, axial zumindest teilweise überlappend zu der Kupplung K2 und/oder zu dem jeweiligen Abtriebsrad 36 beziehungsweise 38 angeordnet ist.
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In 3 ist ein dritter Außendurchmesser der elektrischen Maschine 20, insbesondere der größte Außendurchmesser der elektrischen Maschine 20, mit A3 bezeichnet. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine 20 ein Innenläufer, das heißt eine Innenläufermaschine, so dass der Außendurchmesser A3 der Außendurchmesser, insbesondere der größte Außendurchmesser, des Stators 22 sein kann.
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Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist der Rotor 24 der elektrischen Maschine 20 mittels der Kupplung K1 unter Umgehung der Kupplung K2 und unter Umgehung der Trennkupplung K0 drehmomentübertragend mit der Teilgetriebeeingangswelle 44 verbindbar. Hierzu ist es bei der ersten Ausführungsform vorgesehen, dass der Rotor 24, insbesondere permanent, drehmomentübertragend mit dem Eingangselement 100 und über das Eingangselement 100 mit der Eingangswelle 30 verbunden ist, so dass die Eingangswelle 30 über die Kupplung K1, insbesondere über das Eingangselement 100, und unter Umgehung der Trennkupplung K0 und unter Umgehung der Kupplung K1 von dem Rotor 24 antreibbar ist. Mit anderen Worten ist bei der ersten Ausführungsform der Rotor 24 beziehungsweise die elektrische Maschine 20 über die Kupplung K1 und dabei über das Eingangselement 100 an die Eingangswelle 30 angebunden, insbesondere unter Umgehung der Trennkupplung K0 und unter Umgehung der Kupplung K1. Hierzu ist ein Antriebsrad 108 vorgesehen, welches, insbesondere permanent, drehfest mit dem Eingangselement 100 und dadurch über das Eingangselement 100 permanent drehfest mit der Eingangswelle 30 verbunden ist, insbesondere unter Umgehung der Trennkupplung K0 und unter Umgehung der Kupplung K2. Dabei ist ein weiteres Antriebsrad 110 vorgesehen, welches permanent drehfest mit dem Rotor 24 verbunden ist. Das Antriebsrad 108 ist von dem Antriebsrad 110 und somit über das Antriebsrad 110 von dem Rotor 24 antreibbar, so dass das Eingangselement 100 und die Eingangswelle 30 über die Antriebsräder 108 und 110 von dem Rotor 24 antreibbar sind. Die Antriebsräder 108 und 110 können Zugmittelräder, insbesondere Riemenscheiben oder Kettenräder beziehungsweise Kettenblätter, sein, insbesondere dann, wenn der Rotor 24 über einen Zugmitteltrieb, wie beispielsweise einen Riementrieb und/oder einen Kettentrieb an das Eingangselement 100 angebunden ist. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform jedoch ist der Rotor 24 über einen als Zahnradtrieb beziehungsweise Zahnradgetriebe ausgebildeten Antrieb 112 an das Eingangselement 100 und somit an die Eingangswelle 30 angebunden. Somit sind die Antriebsräder 108 und 110 Zahnräder mit jeweiligen Verzahnungen, insbesondere Laufradverzahnungen. Der Antrieb 112 umfasst ein Zwischenrad 114, über welches die Antriebsräder 108 und 110 drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, insbesondere derart, dass das Zwischenrad 114 drehmomentübertragend mit dem Antriebsrad 108 und drehmomentübertragend mit dem Antriebsrad 110 verbunden ist. Vorliegend kämmt das Zwischenrad 114, insbesondere direkt, mit dem Antriebsrad 108, und das Zwischenrad 114 kämmt, insbesondere direkt, mit dem Antriebsrad 110, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass ein direktes Kämmen der Antriebsräder 108 und 110 miteinander unterbleibt. Insbesondere dann, wenn die Antriebsräder 108 und 110 als Zugmittelräder beziehungsweise Zugmittelscheiben ausgebildet sind, kann der Antrieb 112 beispielsweise als Zugmitteltrieb ausgebildet sein.
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Insbesondere ist es denkbar, dass das Antriebsrad 108 auf dem Eingangselement 100 angeordnet ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die auch als Laufradverzahnung oder Laufverzahnung bezeichnete Verzahnung des Antriebsrads 108 in axialer Richtung der Eingangswelle 30 betrachtet axial zumindest teilweise überlappend zu der Kupplung 1, insbesondere zu dem Eingangselement 100, angeordnet ist. Somit ist es insbesondere denkbar, dass die Kupplung K1 axial zumindest teilweise überlappend zu dem Antriebsrad 108 angeordnet ist, so dass zumindest ein Längenbereich des Antriebsrads 108, insbesondere der Verzahnung des Antriebsrads 108, zumindest einen Längenbereich der Kupplung K1, insbesondere des Eingangselements 100, in Umfangsrichtung der Kupplung K1 insbesondere vollständig umlaufend umgibt beziehungsweise umläuft. Dadurch kann die axiale Länge des Hybridantriebssystems 10 besonders gering gehalten werden. Bei der ersten Ausführungsform ist somit eine Anbindung der elektrischen Maschine auf oder an einer motorfernen Seite des Getriebes 26 vorgesehen. Insbesondere ist bei der ersten Ausführungsform der Rotor 24 an die Eingangswelle 30 auf einer der Verbrennungskraftmaschine 12 in axialer Richtung der Eingangswelle 30 abgewandten Seite der Kupplung K2, insbesondere des Getriebes 26, angebunden. Mit anderen Worten ist das Antriebsrad 108 auf einer der Verbrennungskraftmaschine 12 in axialer Richtung der Eingangswelle 30 abgewandten Seite der Kupplung K2, insbesondere des Getriebes 26, angeordnet. Das Eingangselement 100 wird auch als Kupplungseingangselement der Kupplung K1 bezeichnet, und das Ausgangselement 102 wird auch als Kupplungsausgangselement der Kupplung K1 bezeichnet.
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Darunter, dass ein Element axial überlappend zu einer Kupplung angeordnet ist, ist zu verstehen, dass zumindest ein Teil des Elementes in einem axialen Bereich eines Kraftübertragungsbereiches der Kupplung angeordnet ist. Unter dem Kraftübertragungsbereich der Kupplung ist zum Beispiel ein Lamellenpaket oder auch ein Paar von Kupplungsklauen zu verstehen.
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3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine zweite Ausführungsform des Hybridantriebssystems 10. Bei der zweiten Ausführungsform ist die Eingangswelle 30 von dem Rotor 24 der elektrischen Maschine 20 unter Umgehung beider Kupplungen K1 und K2 und unter Umgehung der Trennkupplung K0 über das permanent drehfest mit der Eingangswelle 30 verbundene Antriebsrad 108 antreibbar, welches bei der zweiten Ausführungsform auf einer der Kupplung K2, insbesondere des Getriebes 26, in axialer Richtung der Eingangswelle 30 abgewandten Seite der Kupplung K1 angeordnet ist. Bei der zweiten Ausführungsform sind sowohl das Antriebsrad 108 als auch das Eingangselement 100 permanent drehfest mit der Eingangswelle 30 verbunden, wobei jedoch bezogen auf einen Drehmomentenfluss, über welchen ein von dem Rotor 24 bereitgestelltes und zum Antreiben der Eingangswelle 30 beziehungsweise des Eingangselements 100 vorgesehenes Drehmoment von dem Rotor 24 auf das Eingangselement 100 übertragbar ist, das Antriebsrad 108 und Eingangselement 100 sowie die Antriebswelle 30 in dem Drehmomentenfluss angeordnet sind, wobei jedoch das Eingangselement 100 stromab des Antriebsrads 108 angeordnet ist. Mit anderen Worten fließt das von dem Rotor 24 bereitgestellte und zum Antreiben der Eingangswelle 30 beziehungsweise des Eingangselements 100 vorgesehene Drehmoment auf seinem Weg von dem Rotor 24 zu der beziehungsweise auf die Eingangswelle nicht über das Eingangselement 100, sondern das Eingangselement 100 ist stromab der Eingangswelle 30 angeordnet oder höchstens parallel zu der Eingangswelle 30 geschaltet beziehungsweise angeordnet, bezogen auf den Drehmomentenfluss. Außerdem ist es bei der zweiten Ausführungsform vorgesehen, dass das Eingangselement 100 der Innenlamellenträger der Kupplung K1 ist, wobei das Ausgangselement 102 der Kupplung K1 der Außenlamellenträger der Kupplung K1 ist.
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Sowohl bei der ersten Ausführungsform als auch bei der zweiten Ausführungsform ist der Rotor 24 an die Eingangswelle 30 auf oder an einer motorfernen Seite des Getriebes 26 angebunden, da das Antriebsrad 108 bei der ersten Ausführungsform auf einer der Verbrennungskraftmaschine 12 in axialer Richtung der Eingangswelle 30 abgewandten Seite des Getriebes 26 beziehungsweise der Kupplung K2 angeordnet ist und da bei der zweiten Ausführungsform das Antriebsrad 108 auf einer der Verbrennungskraftmaschine 12 in axialer Richtung der Eingangswelle 30 abgewandten Seite der Kupplung K2 beziehungsweise des Getriebes 26 beziehungsweise der Kupplung K1 angeordnet ist.
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4 zeigt eine dritte Ausführungsform, bei welcher der Rotor 24 an oder auf einer motornahen Seite an die Eingangswelle 30 angebunden ist. Bei der dritten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Eingangswelle 30 von dem Rotor 24 der elektrischen Maschine 20 unter Umgehung beider Kupplungen K1 und K2 und unter Umgehung der Trennkupplung K0 über das permanent drehfest mit der Eingangswelle 30 verbundene Antriebsrad 108 antreibbar ist. Dabei ist - wie in 4 durch einen strichlierten Doppelpfeil 116 veranschaulicht ist - der Rotor 24 permanent drehmomentübertragend mit dem Antriebsrad 108 und über dieses permanent drehmomentübertragend mit der Eingangswelle 30 verbunden. Dabei ist das Antriebsrad 108 in axialer Richtung der Eingangswelle 30 betrachtet zwischen der zweiten Kupplung K2 und der Trennkupplung K0 angeordnet, insbesondere derart, dass die Trennkupplung K0 in eine parallel zu der axialen Richtung der Eingangswelle 30 verlaufende und zu der Kupplung K2 hinweisende erste Richtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch das Antriebsrad 108 überlappt ist. Umgekehrt betrachtet ist die Kupplung K2 in eine parallel zu der Eingangswelle 30 verlaufende, der ersten Richtung entgegengesetzte und hin zu der Trennkupplung K0 weisende, zweite Richtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch das Antriebsrad 108 überlappt beziehungsweise überdeckt. Bei der dritten Ausführungsform ist das Antriebsrad 108 unter Umgehung der Trennkupplung K0, das heißt unter Umgehung des Eingangselements 96 und des Ausgangselements 98 sowie unter Umgehung der Kupplungen K1 und K2 permanent drehfest mit der Eingangswelle 30 verbunden.
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Schließlich zeigt 5 eine vierte Ausführungsform des Hybridantriebssystems 10. Die vierte Ausführungsform entspricht im Grunde der dritten Ausführungsform, jedoch mit dem Unterschied, dass das Antriebsrad 108 bei der vierten Ausführungsform über die Trennkupplung K0 und dabei über dessen Ausgangselement 98 permanent drehfest mit der Eingangswelle 30 verbunden ist. Mit anderen Worten ist bei der vierten Ausführungsform das Antriebsrad 108 unter Vermittlung des Ausgangselements 98 permanent drehfest mit der Eingangswelle 30 verbunden, dadurch, dass das Antriebsrad 108 permanent drehfest mit dem Ausgangselement 98 und über das Ausgangselement 98 permanent drehfest mit der Eingangswelle 30 verbunden ist. Dabei ist es ferner vorgesehen, dass das Antriebsrad 108 axial zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, überlappend zu dem Ausgangselement 98 beziehungsweise zu der Trennkupplung K0 angeordnet ist, so dass zumindest ein Längenbereich des Antriebsrads 108, insbesondere zumindest ein Längenbereich der Verzahnung des Antriebsrads 108, zumindest einen Längenbereich der Trennkupplung K0, insbesondere zumindest einen Längenbereich des Ausgangselements 98, in um die axiale Richtung der Trennkupplung K0 verlaufender Umfangsrichtung der Trennkupplung K0 insbesondere vollständig umlaufend umgibt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind bei der vierten Ausführungsform das Antriebsrad 108 und die Trennkupplung K0, insbesondere das Ausgangselement 98, zumindest teilweise ineinander geschachtelt beziehungsweise ineinander angeordnet, wodurch die axiale Länge des Hybridantriebssystems 10 besonders gering gehalten werden kann. Aus 3 ist außerdem erkennbar, dass die Kupplung K1 einen kleineren Außendurchmesser aufweist als das ihr benachbarte und als Zahnrad ausgebildete Stirnrad 52, welches auf der Teilgetriebeeingangswelle 44 angeordnet ist. Mit anderen Worten ist vorzugsweise der größte Außendurchmesser A1 der Kupplung K1 kleiner als der, insbesondere größte, Außendurchmesser des Stirnrads 52. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Kupplung K1, insbesondere ihr Ausgangselement 102, axial zumindest teilweise überlappend zu einer Verzahnung des Stirnrads 52 angeordnet ist, so dass beispielsweise zumindest ein Längenbereich der Verzahnung des Stirnrads 52 zumindest einen Längenbereich der Kupplung K1, insbesondere des Ausgangselements 102, in um die axiale Richtung der Kupplung K1 umlaufender Umfangsrichtung der Kupplung K1, insbesondere vollständig umlaufend, umgibt.
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Aus 5 ist erkennbar, dass beispielsweise ein Außendurchmesser, insbesondere der größte Außendurchmesser, der Lamellen, insbesondere der Außenlamellen, der Trennkupplung K0, kleiner als ein Durchmesser, insbesondere ein Außendurchmesser und ganz insbesondere der größte Außendurchmesser, des Antriebsrads 108, insbesondere dessen Verzahnung, ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Hybridantriebssystem
- 12
- Verbrennungskraftmaschine
- 14
- Motorblock
- 16
- Zylinder
- 18
- Abtriebswelle
- 20
- elektrische Maschine
- 22
- Stator
- 24
- Rotor
- 26
- Getriebe
- 28
- Getriebegehäuse
- 30
- Eingangswelle
- 32
- erste Vorgelegewelle
- 34
- zweite Vorgelegewelle
- 36
- erstes Abtriebsrad
- 38
- zweites Abtriebsrad
- 40
- erstes Teilgetriebe
- 42
- zweites Teilgetriebe
- 44
- erste Teilgetriebeeingangswelle
- 46
- erste Stirnradpaarung
- 48
- zweite Teilgetriebeeingangswelle
- 50
- zweite Stirnradpaarung
- 52
- Stirnrad
- 54
- Stirnrad
- 56
- Stirnrad
- 58
- Stirnrad
- 60
- dritte Stirnradstufe
- 62
- Stirnrad
- 64
- Stirnrad
- 66
- Stirnrad
- 68
- vierte Stirnradstufe
- 70
- Stirnrad
- 72
- Stirnrad
- 74
- Stirnrad
- 76
- erstes Schaltelement
- 78
- zweites Schaltelement
- 80
- drittes Schaltelement
- 82
- viertes Schaltelement
- 84
- Achsgetriebe
- 86
- Eingangsrad
- 88
- Torsionsdämpfer
- 90
- Primärseite
- 92
- Sekundärseite
- 94
- Dämpfungselement
- 96
- Eingangselement
- 98
- Ausgangselement
- 100
- zweites Eingangselement
- 102
- zweites Ausgangselement
- 104
- drittes Eingangselement
- 106
- drittes Ausgangselement
- 108
- Antriebsrad
- 110
- Antriebsrad
- 112
- Antrieb
- 114
- Zwischenrad
- 116
- strichlierter Doppelpfeil
- A1
- Außendurchmesser
- A2
- Außendurchmesser
- A3
- Außendurchmesser
- K0
- Trennkupplung
- K1
- erste Kupplung
- K2
- zweite Kupplung