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DE102021127300A1 - Transmission for a hybrid vehicle - Google Patents

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DE102021127300A1
DE102021127300A1 DE102021127300.5A DE102021127300A DE102021127300A1 DE 102021127300 A1 DE102021127300 A1 DE 102021127300A1 DE 102021127300 A DE102021127300 A DE 102021127300A DE 102021127300 A1 DE102021127300 A1 DE 102021127300A1
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DE
Germany
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transmission
shaft
gear
sub
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021127300.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Jurkschat
Markus Daffner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (10) für ein Hybridfahrzeug (100), umfassend eine erste Antriebswelle (1) für ein erstes Antriebsaggregat (21), eine zweite Antriebswelle (2) für ein zweites Antriebsaggregat (22), eine Vorgelegewelle (3), eine Hauptwelle (4), und eine Abtriebswelle (5), wobei die Hauptwelle (4) über ein Planetengetriebe (50) mit der Abtriebswelle (5) verbunden ist, wobei die erste Antriebswelle (1) über ein erstes Teilgetriebe (11) mit der Vorgelegewelle (3) verbunden ist, wobei die zweite Antriebswelle (2) über ein zweites Teilgetriebe (12) mit der Hauptwelle (4) oder mit der Vorgelegewelle (3) oder mit der ersten Antriebswelle (1) verbunden ist, wobei die Vorgelegewelle (3) über ein drittes Teilgetriebe (13) mit der Hauptwelle (4) verbunden ist, und wobei das dritte Teilgetriebe (13) als mehrstufiges und schaltbares Getriebe ausgebildet ist.The invention relates to a transmission (10) for a hybrid vehicle (100), comprising a first drive shaft (1) for a first drive unit (21), a second drive shaft (2) for a second drive unit (22), a countershaft (3), a main shaft (4) and an output shaft (5), the main shaft (4) being connected to the output shaft (5) via a planetary gear (50), the first input shaft (1) being connected to the countershaft (3), the second drive shaft (2) being connected to the main shaft (4) or to the countershaft (3) or to the first drive shaft (1) via a second sub-transmission (12), the countershaft (3 ) is connected to the main shaft (4) via a third sub-transmission (13), and wherein the third sub-transmission (13) is designed as a multi-stage and switchable transmission.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Hybridfahrzeug, und ein das Getriebe umfassendes Hybridfahrzeug.The invention relates to a transmission for a hybrid vehicle and a hybrid vehicle comprising the transmission.

Aus dem Stand der Technik sind vielfältige Arten an Getrieben für Hybridfahrzeuge bekannt. Derartige Hybridfahrzeuge weisen beispielsweise einen Elektromotor und eine Verbrennungskraftmaschine auf. Dabei ergeben sich vielfältige Anforderungen an das Getriebe, welche zum Teil schwer vereinbar sind. Insbesondere ist eine Auslegung des Getriebes sowohl hinsichtlich einer optimalen Getriebespreizung für jeweils den Betrieb mit der Verbrennungskraftmaschine, als auch mit dem Elektromotor erforderlich. Üblicherweise ist auch eine Skalierbarkeit des Getriebes erforderlich, beispielsweise um einen effizienten Einsatz in unterschiedlichen Fahrzeugen und/oder für Antriebsaggregaten mit unterschiedlichen Leistungen zu ermöglichen. Weiterhin kann es auch erforderlich sein, zusätzliche Betriebsmodi vorzusehen, welche beispielsweise einen rekuperativen Betrieb des Elektromotors erlauben. Vor allem ist dabei stets auf einen geringen Bauraumbedarf und eine Konstruktion, die eine bestimmte Einbaulage in Abhängigkeit des, insbesondere in einem Hybridfahrzeug in der Regel geringem zur Verfügung stehenden Bauraum, erzielt werden kann, zu achten.Various types of transmissions for hybrid vehicles are known from the prior art. Such hybrid vehicles have, for example, an electric motor and an internal combustion engine. This results in a wide range of requirements for the transmission, some of which are difficult to reconcile. In particular, it is necessary to design the transmission both with regard to an optimal transmission spread for operation with the internal combustion engine and with the electric motor. Scalability of the transmission is also usually required, for example to enable efficient use in different vehicles and/or for drive units with different power ratings. Furthermore, it may also be necessary to provide additional operating modes which, for example, allow recuperative operation of the electric motor. Above all, attention must always be paid to a small installation space requirement and a design that can achieve a specific installation position depending on the installation space available, which is generally small in a hybrid vehicle in particular.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, welches einen geringen Bauraum bei zugleich einfacher Skalierbarkeit des Getriebes aufweist.It is therefore an object of the present invention to provide a transmission for a hybrid vehicle which has a small installation space and at the same time simple scalability of the transmission.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.This problem is solved by the features of the independent claim. The dependent claims relate to advantageous developments of the invention.

Somit wird die Aufgabe gelöst durch ein Getriebe für ein Hybridfahrzeug, umfassend eine erste Antriebswelle für ein erstes Antriebsaggregat, eine zweite Antriebswelle für ein zweites Antriebsaggregat, eine Vorgelegewelle, eine Hauptwelle, und eine Abtriebswelle. Zwischen Hauptwelle und Abtriebswelle ist dabei ein Planetengetriebe vorgesehen, welches Hauptwelle und Abtriebswelle miteinander verbindet. Insbesondere sind die Hauptwelle und die Abtriebswelle dabei koaxial angeordnet. Die erste Antriebswelle ist über ein erstes Teilgetriebe mit der Vorgelegewelle verbunden. Weiterhin ist die zweite Antriebswelle über ein zweites Teilgetriebe mit der Hauptwelle verbunden. Alternativ kann die zweite Antriebswelle über das zweite Teilgetriebe mit der Vorgelegewelle, oder mit der ersten Antriebswelle verbunden sein. Die Vorgelegewelle ist außerdem über ein drittes Teilgetriebe, mit vorzugsweise einem angeschlossenen Differenzial, mit der Hauptwelle verbunden. Das dritte Teilgetriebe ist dabei als mehrstufiges und schaltbares Getriebe ausgebildet.The object is thus achieved by a transmission for a hybrid vehicle, comprising a first drive shaft for a first drive assembly, a second drive shaft for a second drive assembly, a countershaft, a main shaft, and an output shaft. A planetary gear is provided between the main shaft and the output shaft, which connects the main shaft and the output shaft to one another. In particular, the main shaft and the output shaft are arranged coaxially. The first drive shaft is connected to the countershaft via a first partial transmission. Furthermore, the second drive shaft is connected to the main shaft via a second sub-transmission. Alternatively, the second drive shaft can be connected to the countershaft or to the first drive shaft via the second partial transmission. The countershaft is also connected to the main shaft via a third sub-transmission, preferably with a connected differential. The third sub-transmission is designed as a multi-stage and switchable transmission.

Das Getriebe bietet dabei den Vorteil, dass dieses besonders kompakt ausgestaltet werden kann. Dies wird insbesondere durch die spezielle Anordnung der Teilgetriebe und durch das Bereitstellen der Vorgelegewelle erreicht. Dadurch, dass das mehrstufige und schaltbare dritte Teilgetriebe zwischen Hauptwelle und Vorgelegewelle vorgesehen ist, können die beiden Wellen und das dritte Teilgetriebe optimal hinsichtlich eines möglichst geringen Bauraums ausgebildet werden. Zudem kann das Getriebe hierdurch auf einfache Art und Weise skaliert werden, indem das dritte Teilgetriebe, beispielsweise durch Bereitstellen zusätzlicher Getriebestufen, entsprechend skaliert wird. Durch das Planetengetriebe, über welches die Abtriebswelle angetrieben werden kann, kann weiterhin eine besonders vorteilhafte Anordnung bereitgestellt werden, wobei insbesondere ein Verzicht auf eine zusätzliche Wellenachse möglich ist, und damit ein kompakter Aufbau weiter begünstigt wird. Die weiteren Teilgetriebe, nämlich das erste Teilgetriebe und das zweite Teilgetriebe erlauben eine besonders hohe Flexibilität der Anordnung der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle, und bieten damit auch die Möglichkeit einer besonders bauraumoptimalen Anordnung der beiden Antriebsmaschinen.The transmission offers the advantage that it can be designed to be particularly compact. This is achieved in particular through the special arrangement of the sub-transmissions and through the provision of the countershaft. The fact that the multi-stage and switchable third sub-transmission is provided between the main shaft and the countershaft means that the two shafts and the third sub-transmission can be optimally designed with regard to the smallest possible installation space. In addition, the transmission can hereby be scaled in a simple manner in that the third sub-transmission is scaled accordingly, for example by providing additional transmission stages. The planetary gear, via which the output shaft can be driven, can furthermore provide a particularly advantageous arrangement, with it being possible in particular to dispense with an additional shaft axis, and thus a compact structure is further promoted. The other sub-transmissions, namely the first sub-transmission and the second sub-transmission allow a particularly high level of flexibility in the arrangement of the first drive shaft and the second drive shaft, and thus also offer the possibility of a particularly space-optimal arrangement of the two drive machines.

Bevorzugt weist das dritte Teilgetriebe ein erstes Losrad auf der Vorgelegewelle auf. Das dritte Teilgetriebe weist ein zweites Losrad auf der Hauptwelle auf. Das erste Losrad und das zweite Losrad kämmen miteinander. Pro Vorgelegewelle und Hauptwelle weist das dritte Teilgetriebe dabei jeweils ein Schaltmodul auf, mittels welchem das jeweilige Losrad mit der jeweiligen Welle drehfest verbindbar, und zudem insbesondere von der drehfesten Verbindung freigebbar ist. Mit anderen Worten weist das dritte Teilgetriebe an der Vorgelegewelle ein erstes Schaltmodul auf, mittels welchem das erste Losrad mit der Vorgelegewelle drehfest verbindbar ist, und an der Hauptwelle ein zweites Schaltmodul, mittels welchem das zweite Losrad mit der Hauptwelle drehfest verbindbar ist, auf. Dadurch kann eine besonders flexible Schaltbarkeit des Getriebes bereitgestellt werden, nämlich derart, dass entweder beide Losräder drehfest mit der jeweiligen Welle verbunden sind, sodass eine Drehmomentübertragung von der Vorgelegewelle auf die Hauptwelle oder umgekehrt möglich ist. Alternativ kann nur eines der Losräder drehfest mit der entsprechenden Welle verbunden sein, oder weiter alternativ können beide Losräder frei drehbar auf der jeweiligen Welle angeordnet sein.The third partial transmission preferably has a first loose wheel on the countershaft. The third partial transmission has a second loose wheel on the main shaft. The first loose wheel and the second loose wheel mesh with each other. The third sub-transmission has a switching module for each countershaft and main shaft, by means of which the respective loose wheel can be connected in a rotationally fixed manner to the respective shaft and can also be released in particular from the rotationally fixed connection. In other words, the third partial transmission has a first switching module on the countershaft, by means of which the first loose wheel can be connected in a torque-proof manner to the countershaft, and on the main shaft a second switching module, by means of which the second loose wheel can be connected in a torque-proof manner to the main shaft. As a result, a particularly flexible shiftability of the transmission can be provided, namely in such a way that either both loose wheels are connected in a torque-proof manner to the respective shaft, so that torque can be transmitted from the countershaft to the main shaft or vice versa. Alternatively, only one of the idler wheels can be connected to the corresponding shaft in a rotationally fixed manner, or further alternatively, both idler wheels can be freely rotatably arranged on the respective shaft.

Besonders bevorzugt ist das zweite Losrad zusätzlich Teil des zweiten Teilgetriebes, wenn die zweite Antriebswelle über das zweite Teilgetriebe mit der Hauptwelle verbunden ist. Das heißt, in diesem Fall ist die zweite Antriebswelle, und damit insbesondere die Anbindung des zweiten Antriebsaggregats über das zweite Losrad, an die Hauptwelle angebunden. Dadurch ergeben sich zwei Vorteile. Zum einen kann dadurch ausgehend von der zweiten Antriebswelle, also beispielsweise bei einem Betrieb der zweiten Antriebsmaschine, der volle Umfang an Übersetzungen des dritten Teilgetriebes bis zur Abtriebswelle genutzt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Drehmomentübertragung von der zweiten Antriebswelle an die Hauptwelle entweder direkt über das zweite Losrad erfolgt, wenn dieses mittels des Schaltmoduls drehfest mit der Hauptwelle verbunden ist, oder alternativ indirekt über die Vorgelegewelle. Im letzteren Fall erlaubt das Schaltmodul die freie Rotation des zweiten Losrads auf der Hauptwelle, sodass die Drehmomentübertragung weiter über das erste Losrad an die Vorgelegewelle und anschließend von dieser, beispielsweise mittels einer weiteren Stirnradpaarung, an die Hauptwelle erfolgt. Ein weiterer Vorteil wird dadurch erreicht, dass die zweite Antriebswelle ohne drehfeste Verbindung zur Hauptwelle mittels der beiden Losräder mit der ersten Antriebswelle drehmomentübertragend verbunden werden kann. Dadurch kann beispielsweise erreicht werden, dass eine Drehmomentübertragung von der ersten Antriebswelle an die zweite Antriebswelle geschalten werden kann, ohne dass ein Abtrieb, also eine Drehmomentübertragung an die Abtriebswelle, erfolgt. Dies kann beispielsweise dafür genutzt werden, dass eine der beiden Antriebsmaschinen die andere generatorisch antreibt, um beispielsweise mittels der generatorisch angetriebenen Antriebsmaschine elektrische Energie zu erzeugen, vorzugsweise um einen elektrischen Energiespeicher aufzuladen oder einen weiteren Antrieb mit Energie zu versorgen, ohne dass dabei zeitgleich ein Abtrieb an die Abtriebswelle erfolgt.Particularly preferably, the second loose wheel is also part of the second sub-transmission when the second drive shaft is connected to the main shaft via the second sub-transmission. This means that in this case the second drive shaft, and thus in particular the connection of the second drive unit via the second idler wheel, is connected to the main shaft. This results in two advantages. On the one hand, starting from the second drive shaft, that is to say, for example, when the second drive machine is being operated, the full range of translations of the third sub-transmission can be used up to the output shaft. This is achieved in that the torque is transmitted from the second drive shaft to the main shaft either directly via the second idler wheel if this is connected to the main shaft in a rotationally fixed manner by means of the switching module, or alternatively indirectly via the countershaft. In the latter case, the switching module allows the second idler gear to rotate freely on the main shaft, so that the torque is transmitted further via the first idler gear to the countershaft and then from there, for example by means of another pair of spur gears, to the main shaft. A further advantage is achieved in that the second drive shaft can be connected in a torque-transmitting manner to the first drive shaft by means of the two loose wheels without a rotationally fixed connection to the main shaft. As a result, it can be achieved, for example, that a torque transmission can be switched from the first drive shaft to the second drive shaft without an output, ie a torque transmission to the output shaft, taking place. This can be used, for example, for one of the two drive machines to drive the other as a generator, for example to generate electrical energy using the drive machine driven as a generator, preferably to charge an electrical energy storage device or to supply energy to another drive, without an output being generated at the same time to the output shaft.

Vorzugsweise weist das dritte Teilgetriebe eine vorbestimmte Anzahl an Stirnradpaarungen auf, wobei die vorbestimmte Anzahl an Stirnradpaarungen einer Anzahl an schaltbaren Übersetzungen des Getriebes entspricht. Das heißt, beispielsweise in einem Sechsganggetriebe weist das dritte Teilgetriebe insgesamt sechs Stirnradpaarungen auf. Dadurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion und Skalierbarkeit des Getriebes bereitgestellt werden. Dadurch, dass das dritte Teilgetriebe somit als mehrstufiges Stirnradgetriebe ausgebildet ist, können zudem die Vorgelegewelle und die Hauptwelle achsparallel zueinander angeordnet werden, was sich weiter vorteilhaft auf eine kompakte Konstruktion des Getriebes auswirkt.Preferably, the third sub-transmission has a predetermined number of spur gear pairs, the predetermined number of spur gear pairs corresponding to a number of selectable gear ratios of the transmission. This means that, for example, in a six-speed transmission, the third sub-transmission has a total of six pairs of spur gears. As a result, a particularly simple and cost-effective design and scalability of the transmission can be provided. Since the third sub-transmission is thus designed as a multi-stage spur gear, the countershaft and the main shaft can also be arranged axially parallel to one another, which has a further advantageous effect on a compact design of the transmission.

Bevorzugt weist das dritte Teilgetriebe insgesamt vier, oder alternativ sechs Stirnradpaarungen, und damit dementsprechend vier, bzw. sechs schaltbare Übersetzungsstufen, auf.The third sub-transmission preferably has a total of four, or alternatively six pairs of spur gears, and thus correspondingly four or six switchable gear ratios.

Weiter bevorzugt ist das erste Teilgetriebe und/oder das zweite Teilgetriebe als Stirnradgetriebe ausgebildet. Dadurch kann ebenfalls eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion des Getriebes bereitgestellt werden. Zudem kann ermöglicht werden, dass Achsen der ersten Antriebswelle und/oder der zweiten Antriebswelle parallel zu Vorgelegewelle und/oder Hauptwelle angeordnet sind.More preferably, the first sub-gear and/or the second sub-gear is designed as a spur gear. As a result, a particularly simple and cost-effective construction of the transmission can also be provided. In addition, it can be made possible for the axes of the first drive shaft and/or the second drive shaft to be arranged parallel to the countershaft and/or the main shaft.

Vorzugsweise weist das erste Teilgetriebe und/oder das zweite Teilgetriebe ein Zwischenrad auf. Besonders bevorzugt ist das erste Teilgetriebe und/oder das zweite Teilgetriebe in diesem Fall ein Stirnradgetriebe mit drei Stirnrädern. Dadurch kann eine besonders einfache und flexible Konstruktion des Getriebes bereitgestellt werden, wobei beispielsweise eine Drehrichtung der Antriebswelle(n) umgekehrt werden kann. Zudem kann eine Übersetzung des jeweiligen Teilgetriebes optimal an die jeweilige Antriebsmaschine angepasst werden.The first partial transmission and/or the second partial transmission preferably has an intermediate wheel. In this case, the first sub-gear and/or the second sub-gear is particularly preferably a spur gear with three spur gears. As a result, a particularly simple and flexible construction of the transmission can be provided, with a direction of rotation of the drive shaft(s) being able to be reversed, for example. In addition, a translation of the respective sub-transmission can be optimally adapted to the respective drive machine.

Besonders bevorzugt weist die Hauptwelle und/oder die Vorgelegewelle mindestens eine Losrad-Anordnung auf. Jede Losrad-Anordnung weist dabei ein auf der jeweiligen Welle, also der Hauptwelle bzw. der Vorgelegewelle, benachbart angeordnete Losräder sowie ein zweiseitiges Schaltmodul auf. Das zweiseitige Schaltmodul ist dabei eingerichtet, um durch Verschiebung entlang der entsprechenden Welle, also entlang der Hauptwelle bzw. der Vorgelegewelle, jeweils eines der beiden benachbart angeordneten Losräder mit der jeweiligen Welle drehfest zu verbinden. Vorzugsweise ist das Schaltmodul dabei zwischen den beiden Losräder angeordnet. Besonders bevorzugt ist das Schaltmodul als Synchronisierung ausgebildet, oder alternativ, insbesondere im Falle einer Synchronisierung der Drehzahl durch eine der Antriebsmaschinen, als kostengünstige Schaltklaue ausgebildet. Durch ein derartiges zweiseitiges Schaltmodul kann eine besonders einfache, leichtgewichtige und kostengünstige Konstruktion des Getriebes bereitgestellt werden.The main shaft and/or the countershaft particularly preferably has at least one loose wheel arrangement. Each idler wheel arrangement has an idler wheel arranged adjacent to the respective shaft, that is to say the main shaft or the countershaft, and a two-sided switching module. The two-sided switching module is set up to connect one of the two adjacent idler gears to the respective shaft in a rotationally fixed manner by displacement along the corresponding shaft, ie along the main shaft or the countershaft. The switching module is preferably arranged between the two loose wheels. The switching module is particularly preferably designed as a synchronization, or alternatively, in particular in the case of a synchronization of the speed by one of the drive machines, designed as a cost-effective shifting claw. A particularly simple, lightweight and cost-effective construction of the transmission can be provided by such a two-sided shift module.

Weiter bevorzugt umfasst das Getriebe ferner eine Kupplung, welche in die erste Antriebswelle integriert ist. Mittels der Kupplung kann ein mit dem ersten Antriebsaggregat verbindbarer Teil der ersten Antriebswelle vom ersten Teilgetriebe getrennt werden. Zudem kann durch die Kupplung der mit dem ersten Antriebsaggregat verbindbare Teil der ersten Antriebswelle mit dem ersten Teilgetriebe verbunden werden. Dadurch eignet sich die erste Antriebswelle besonders vorteilhaft zur Verbindung mit einer Verbrennungskraftmaschine.More preferably, the transmission also includes a clutch, which is integrated into the first drive shaft. A part of the first drive shaft that can be connected to the first drive unit can be separated from the first sub-transmission by means of the clutch. In addition, the part of the first drive shaft that can be connected to the first drive unit can be connected to the first sub-transmission by means of the clutch. As a result, the first drive shaft is particularly advantageously suitable for connection to an internal combustion engine.

Bevorzugt ist die Hauptwelle als Hohlwelle ausgebildet. Die Abtriebswelle, oder zumindest ein Teil der Abtriebswelle ist dabei durch die Hauptwelle durchgeführt. Dadurch kann besonders vorteilhaft die koaxiale Anordnung, welche mittels des Planetengetriebes ermöglicht wird, ausgenutzt werden.The main shaft is preferably designed as a hollow shaft. The output shaft, or at least part of the output shaft, is passed through the main shaft. As a result, the coaxial arrangement, which is made possible by means of the planetary gear, can be used particularly advantageously.

Vorzugsweise ist das Planetengetriebe als einfaches Planetengetriebe ausgebildet, mit einem Sonnenrad, mehreren Planetenrädern, welche über einen Planetensteg miteinander verbunden sind, und einem Hohlrad.The planetary gear is preferably designed as a simple planetary gear, with a sun gear, a plurality of planet gears which are connected to one another via a planet carrier, and a ring gear.

Bevorzugt ist die Hauptwelle mit einem Sonnenrad des Planetengetriebes drehfest verbunden.The main shaft is preferably connected in a rotationally fixed manner to a sun gear of the planetary gear.

Weiter bevorzugt erfolgt ein Abtrieb des Getriebes an dem Planetensteg des Planetengetriebes. Insbesondere ist in diesem Fall das Hohlrad des Planetengetriebes ortsfest fixiert, beispielsweise an einem Gehäuse des Getriebes, also so, dass keine Rotation des Hohlrads möglich ist. Bevorzugt ist die Abtriebswelle mit dem Planetensteg des Planetengetriebes drehfest verbunden. Alternativ bevorzugt weist die Abtriebswelle ein Differenzial auf, wobei das Differenzial mit dem Planetensteg des Planetengetriebes drehfest verbunden ist.More preferably, the transmission is driven at the planet carrier of the planetary transmission. In particular, in this case the ring gear of the planetary gear is fixed in place, for example on a housing of the gear, so that no rotation of the ring gear is possible. Preferably, the output shaft is non-rotatably connected to the planet carrier of the planetary gear. As an alternative, the output shaft preferably has a differential, the differential being connected in a torque-proof manner to the planet carrier of the planetary gear.

Alternativ bevorzugt erfolgt der Abtrieb des Getriebes an dem Hohlrad des Planetengetriebes. Insbesondere ist in diesem Fall der Planetensteg des Planetengetriebes ortsfest fixiert, beispielsweise an einem Gehäuse des Getriebes, also so angeordnet, dass der Planetensteg nicht rotieren kann. Bevorzugt ist die Abtriebswelle drehfest mit dem Hohlrad des Planetengetriebes verbunden. Alternativ bevorzugt weist die Abtriebswelle ein Differenzial auf, wobei das Differenzial mit dem Hohlrad des Planetengetriebes drehfest verbunden ist.As an alternative, the transmission is preferably driven from the ring gear of the planetary gear. In particular, in this case the planet carrier of the planetary gear is fixed in place, for example on a housing of the gear, ie arranged in such a way that the planet carrier cannot rotate. The output shaft is preferably connected in a torque-proof manner to the ring gear of the planetary gear. As an alternative, the output shaft preferably has a differential, the differential being connected in a torque-proof manner to the ring gear of the planetary gear.

Vorzugsweise kann mit dem Differenzial eine erste Radwelle und eine zweite Radwelle verbunden sein, wobei die beiden Radwellen jeweils zur Verbindung mit einem Rad eines Hybridfahrzeugs eingerichtet sind.A first wheel shaft and a second wheel shaft can preferably be connected to the differential, with the two wheel shafts each being set up for connection to a wheel of a hybrid vehicle.

Besonders bevorzugt umfasst das Getriebe ferner eine dritte Antriebswelle für ein drittes Antriebsaggregat. Die dritte Antriebswelle ist dabei über ein viertes Teilgetriebe mit der Hauptwelle oder mit der Vorgelegewelle oder mit der ersten Antriebswelle verbunden. Beispielsweise kann somit ein Getriebe bereitgestellt werden, welches eine Kraftübertragung einer Verbrennungskraftmaschine als erstes Antriebsaggregat, sowie zwei Elektromotoren als zweites Antriebsaggregat und als drittes Antriebsaggregat ermöglicht. Dadurch kann ein Getriebe für eine besonders hohe Anzahl an verschiedenen Einsatzzwecken bereitgestellt werden.Particularly preferably, the transmission also includes a third drive shaft for a third drive unit. The third drive shaft is connected to the main shaft or to the countershaft or to the first drive shaft via a fourth sub-transmission. For example, a transmission can thus be provided which enables power transmission from an internal combustion engine as the first drive unit and two electric motors as the second drive unit and as the third drive unit. As a result, a transmission can be provided for a particularly large number of different purposes.

Weiterhin führt die Erfindung zu einem Hybridfahrzeug, welches das beschriebene Getriebe umfasst. Ferner umfasst das Hybridfahrzeug ein erstes Antriebsaggregat, welches mit der ersten Antriebswelle des Getriebes verbunden ist, und ein zweites Antriebsaggregat, welches mit der zweiten Antriebswelle des Getriebes drehfest verbunden ist. Das erste Antriebsaggregat ist dabei eine Verbrennungskraftmaschine, und das zweite Antriebsaggregat ist ein Elektromotor. Besonders bevorzugt kann das Hybridfahrzeug ferner ein drittes Antriebsaggregat aufweisen, wobei das Getriebe insbesondere eine dritte Antriebswelle aufweist, welche mit dem dritten Antriebsaggregat verbunden ist, und wobei das dritte Antriebsaggregat insbesondere ein Elektromotor ist.Furthermore, the invention leads to a hybrid vehicle which includes the transmission described. Furthermore, the hybrid vehicle includes a first drive assembly, which is connected to the first drive shaft of the transmission, and a second drive assembly, which is non-rotatably connected to the second drive shaft of the transmission. The first drive unit is an internal combustion engine and the second drive unit is an electric motor. Particularly preferably, the hybrid vehicle can also have a third drive unit, with the transmission having in particular a third drive shaft which is connected to the third drive unit, and with the third drive unit being an electric motor in particular.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:

  • 1 eine vereinfachte schematische Ansicht einer Antriebsanordnung mit einem Getriebe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 eine vereinfachte schematische Ansicht einer Antriebsanordnung mit einem Getriebe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein erster Betriebsmodus dargestellt ist,
  • 3 eine vereinfachte schematische Ansicht der Antriebsanordnung der 2 in einem zweiten Betriebsmodus,
  • 4 eine vereinfachte schematische Ansicht der Antriebsanordnung der 2 in einem dritten Betriebsmodus,
  • 5 eine vereinfachte schematische Ansicht einer alternativen Antriebsanordnung mit einem Getriebe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
  • 6 eine perspektivische Ansicht eines Hybridfahrzeugs mit der Antriebsanordnung der 1.
Further details, features and advantages of the invention result from the following description and the figures. Show it:
  • 1 a simplified schematic view of a drive assembly with a transmission according to a first embodiment of the invention,
  • 2 a simplified schematic view of a drive assembly with a transmission according to a second embodiment of the invention, wherein a first operating mode is shown,
  • 3 a simplified schematic view of the drive assembly of FIG 2 in a second operating mode,
  • 4 a simplified schematic view of the drive assembly of FIG 2 in a third operating mode,
  • 5 a simplified schematic view of an alternative drive arrangement with a transmission according to a third embodiment of the invention, and
  • 6 a perspective view of a hybrid vehicle with the drive arrangement of FIG 1 .

Die 1 bis 5 zeigen vereinfachte schematische Ansichten von Antriebsanordnungen 105, welche Getriebe 10 gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung umfassen. Die Antriebsanordnungen 105 sind eingerichtet zur Verwendung in einem Hybridfahrzeug 100, wie in der 6 vereinfacht schematisch dargestellt.The 1 until 5 12 show simplified schematic views of drive assemblies 105 including transmissions 10 in accordance with preferred embodiments of the invention. The drive assemblies 105 are set up for use in a hybrid vehicle 100, as in FIG 6 simplified schematic representation.

1 zeigt dabei eine Antriebsanordnung 105 mit einem Getriebe 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Antriebsanordnung 105 umfasst ein erstes Antriebsaggregat 21, welches eine Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise ein Otto-Motor oder ein Diesel-Motor, ist, und ein zweites Antriebsaggregat 22, welches ein Elektromotor ist. 1 shows a drive assembly 105 with a transmission 10 according to a first embodiment. The drive assembly 105 includes a first drive unit 21, which is an internal combustion engine, such as an Otto engine or a diesel engine, and a second drive unit 22, which is an electric motor.

Das erste Antriebsaggregat 21 ist über eine Dämpfungseinrichtung 8, welche eingerichtet ist zur Vibrationsdämpfung von beispielsweise von ersten Antriebsaggregat 21 erzeugten Schwingungen, und über eine Kupplung 7 mit einer ersten Antriebswelle 1 verbunden.The first drive unit 21 is connected to a first drive shaft 1 via a damping device 8 , which is set up for vibration damping of vibrations generated, for example, by the first drive unit 21 , and via a clutch 7 .

Das zweite Antriebsaggregat 22 ist direkt, also insbesondere drehfest, mit einer zweiten Antriebswelle 2 verbunden.The second drive unit 22 is directly connected to a second drive shaft 2, that is to say in particular in a rotationally fixed manner.

Das Getriebe 10 umfasst außerdem eine Vorgelegewelle 3, eine Hauptwelle 4, und eine Abtriebswelle 5. Die Hauptwelle 4 ist dabei über ein Planetengetriebe 50 mit der Abtriebswelle 5 verbunden. Dabei ist die Hauptwelle 4 als Hohlwelle ausgebildet, und ein Teil der Abtriebswelle 5 ist durch die Hauptwelle 4 durchgeführt. Die Hauptwelle 4 ist drehfest mit einem Sonnenrad 51 des Planetengetriebes 50 verbunden, und ein Planetensteg 52 des Planetengetriebes 50 ist drehfest mit einem Differenzial 55, welches in die Abtriebswelle 5 integriert ist, verbunden. Ein Hohlrad 53 des Planetengetriebes 50 ist ortsfest, also, insbesondere relativ zu einer Fahrzeugkarosserie des Hybridfahrzeugs 100, drehfest angeordnet.The transmission 10 also includes a countershaft 3, a main shaft 4, and an output shaft 5. The main shaft 4 is connected to the output shaft 5 via a planetary gear 50. In this case, the main shaft 4 is designed as a hollow shaft, and part of the output shaft 5 is passed through the main shaft 4 . The main shaft 4 is non-rotatably connected to a sun gear 51 of the planetary gear 50 , and a planet carrier 52 of the planetary gear 50 is non-rotatably connected to a differential 55 which is integrated into the output shaft 5 . A ring gear 53 of the planetary gear 50 is stationary, ie, in particular relative to a vehicle body of the hybrid vehicle 100, non-rotatably arranged.

Die erste Antriebswelle 1 ist über ein erstes Teilgetriebe 11 mit der Vorgelegewelle 3 verbunden. Das erste Teilgetriebe 11 ist dabei als Stirnradgetriebe mit Zwischenrad 121 ausgebildet. Entsprechende Stirnräder auf der Antriebswelle 1 und der Vorgelegewelle 3 sind jeweils drehfest mit der entsprechenden Welle 1, 3 verbunden.The first drive shaft 1 is connected to the countershaft 3 via a first partial transmission 11 . The first sub-transmission 11 is designed as a spur gear with an intermediate wheel 121 . Corresponding spur gears on the drive shaft 1 and the countershaft 3 are each non-rotatably connected to the corresponding shaft 1, 3.

Die zweite Antriebswelle 2 ist über ein zweites Teilgetriebe 12 mit der Hauptwelle 4 verbunden. Das zweite Teilgetriebe 12 ist ebenfalls als Stirnradgetriebe mit Zwischenrad 111 ausgebildet. Ein entsprechendes Stirnrad auf der zweiten Antriebswelle 2 ist drehfest mit der zweiten Antriebswelle 2 verbunden.The second drive shaft 2 is connected to the main shaft 4 via a second partial transmission 12 . The second sub-transmission 12 is also designed as a spur gear with an intermediate wheel 111 . A corresponding spur gear on the second drive shaft 2 is connected to the second drive shaft 2 in a rotationally fixed manner.

Auf der Hauptwelle 4 befindet sich dabei ein zweites Losrad 41, welches mit dem Zwischenrad 111 des zweiten Teilgetriebes 12 kämmt. Das zweite Losrad 41 ist somit Teil des zweiten Teilgetriebes 12.On the main shaft 4 there is a second loose wheel 41 which meshes with the intermediate wheel 111 of the second sub-transmission 12 . The second loose wheel 41 is therefore part of the second sub-transmission 12.

Auf der Hauptwelle 4 ist ein Schaltmodul 45' angeordnet, mittels welchem das zweite Losrad 41 drehfest mit der Hauptwelle 4 verbindbar ist und entsprechend von der Hauptwelle 4 freigebar ist, sodass eine relative Rotation von Losrad 41 und Hauptwelle 4 möglich ist. Dadurch kann das zweite Antriebsaggregat 22 über das zweite Teilgetriebe 12 ein Drehmoment auf die Hauptwelle 4 übertragen, wenn das Schaltmodul 45' das zweite Losrad 41 und die Hauptwelle 4 drehfest miteinander verbindet. Zudem kann mittels des Schaltmoduls 45' das zweite Antriebsaggregat 22 von der Hauptwelle 4 entkoppelt werden.A switching module 45' is arranged on the main shaft 4, by means of which the second loose wheel 41 can be connected to the main shaft 4 in a torque-proof manner and can be correspondingly released from the main shaft 4, so that a relative rotation of the loose wheel 41 and the main shaft 4 is possible. As a result, the second drive unit 22 can transmit a torque to the main shaft 4 via the second partial transmission 12 when the switching module 45 ′ connects the second idler wheel 41 and the main shaft 4 to one another in a torque-proof manner. In addition, the second drive unit 22 can be decoupled from the main shaft 4 by means of the switching module 45'.

Die Vorgelegewelle 3 und die Hauptwelle 4 sind über ein drittes Teilgetriebe 13 miteinander verbunden. Das dritte Teilgetriebe 13 ist als mehrstufiges bzw. mehrgängiges Stirnradgetriebe mit einer vorbestimmten Anzahl an Stirnradpaarungen ausgebildet. Die vorbestimmte Anzahl an Stirnradpaarungen entspricht dabei einer Anzahl an schaltbaren Übersetzungsstufen des Getriebes 10. Im ersten Ausführungsbeispiel der 1 weist das Getriebe 10 insgesamt sechs Stirnradpaarungen und dementsprechend sechs schaltbare Übersetzungsstufen auf.The countershaft 3 and the main shaft 4 are connected to one another via a third partial transmission 13 . The third sub-gear 13 is designed as a multi-stage or multi-gear spur gear with a predetermined number of spur gear pairs. The predetermined number of pairs of spur gears corresponds to a number of switchable gear ratios of the transmission 10. In the first exemplary embodiment of FIG 1 the transmission 10 has a total of six pairs of spur gears and, accordingly, six shiftable gear ratios.

Das dritte Teilgetriebe 13 weist dabei ein erstes Losrad 31 auf der Vorgelegewelle 3 auf, welches mit dem zweiten Losrad 41 der Hauptwelle 4 kämmt.The third partial transmission 13 has a first loose wheel 31 on the countershaft 3 which meshes with the second loose wheel 41 on the main shaft 4 .

Benachbart zum ersten Losrad 31 weist das dritte Teilgetriebe 13 ein weiteres Losrad 31 auf. Zwischen diesen beiden benachbarten Losrädern 31, welche eine sogenannte Losrad-Anordnung bilden, befindet sich ein zweiseitiges Schaltmodul 35, welches entlang der Vorgelegewelle 3 verschiebbar ist, um damit jeweils eines der beiden benachbart angeordneten Losräder 31 mit der Vorgelegewelle 3 drehfest verbinden zu können.Adjacent to the first idler gear 31 , the third partial transmission 13 has another idler gear 31 . Between these two adjacent idler gears 31, which form a so-called idler gear arrangement, there is a two-sided switching module 35, which can be displaced along the countershaft 3 in order to be able to connect one of the two adjacent idler gears 31 to the countershaft 3 in a rotationally fixed manner.

Neben den beiden Losrädern 31 weist das dritte Teilgetriebe 13 noch mehrere, insgesamt vier, Festräder 32 auf der Vorgelegewelle 3 auf.In addition to the two idler gears 31 , the third sub-transmission 13 also has a number of fixed gears 32 , a total of four, on the countershaft 3 .

Jedes der Festräder 32 der Vorgelegewelle 3 kämmt dabei mit einem Losrad 41 auf der Hauptwelle 4. Die Losräder 41 auf der Hauptwelle 4 bilden, analog zu den beiden Losrädern 31 der Vorgelegewelle 3, zwei Losrad-Anordnungen. Jede Losrad-Anordnung weist ein zweiseitiges Schaltmodul 45 auf, mittels welches jeweils eines der entsprechenden Losräder 41 mit der Hauptwelle 4 drehfest verbindbar ist.Each of the fixed wheels 32 of the countershaft 3 meshes with a loose wheel 41 on the main shaft 4. The loose wheels 41 on the main shaft 4 form, analogously to the two loose wheels 31 of the countershaft 3, two loose wheel arrangements. Each loose wheel arrangement has a two-sided switching module 45, by means of which one of the corresponding loose wheels 41 can be connected to the main shaft 4 in a torque-proof manner.

Zudem ist genau ein Festrad 42 auf der Hauptwelle 4 vorgesehen, welches mit dem linken der beiden Losräder 31 auf der Vorgelegewelle 3 kämmt.In addition, exactly one fixed wheel 42 is provided on the main shaft 4 , which meshes with the left of the two loose wheels 31 on the countershaft 3 .

Das Getriebe 10 bietet dabei den Vorteil, dass dieses besonders kompakt konstruiert werden kann, um in der Anwendung in einem Hybridfahrzeug 100 einen möglichst geringen Bauraum zu beanspruchen. Insbesondere kann durch die koaxiale Anordnung von Abtriebswelle 5 und Hauptwelle 4 mittels des Planetengetriebes 50 eine besonders achsennahe Anordnung sämtlicher Wellen 1, 2, 3 und Antriebsaggregate 21, 22 ermöglicht werden und außerdem auf eine zusätzliche Achse verzichtet werden. Die Abtriebswelle 5 kann dabei koaxial zu einer Fahrzeugachse 101 (vergleiche 6) sein, also beispielsweise direkt mit Rädern des Fahrzeugs 100 verbunden sein. Weiterhin erlaubt die Ausgestaltung des Getriebes 10 eine achsenparallele Anordnung der Antriebsmaschinen 21, 22.The transmission 10 offers the advantage that it can be constructed in a particularly compact manner in order to take up as little installation space as possible when used in a hybrid vehicle 100 . In particular, the coaxial arrangement of output shaft 5 and main shaft 4 by means of planetary gear 50 allows all shafts 1, 2, 3 and drive units 21, 22 to be arranged particularly close to the axis, and an additional axis can also be dispensed with. The output shaft 5 can be coaxial with a Vehicle axle 101 (cf 6 ) be, so be connected directly to the wheels of the vehicle 100, for example. Furthermore, the design of the transmission 10 allows an axis-parallel arrangement of the drive machines 21, 22.

Ferner erlaubt das Getriebe 10 eine Vielzahl an möglichen Betriebsmodi, welche eine hohe Flexibilität eines Betriebs der Antriebsaggregate 21, 22 ermöglichen kann. Dies wird weiter unten in Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel und die 2 bis 4 beschrieben.Furthermore, the transmission 10 allows a large number of possible operating modes, which can enable a high level of flexibility in the operation of the drive units 21, 22. This is further below in relation to the second embodiment and the 2 until 4 described.

Das Getriebe 10 bietet zudem den Vorteil einer einfachen Skalierbarkeit, um beispielsweise eine gewünschte Anzahl an Übersetzungsstufen auf einfache und kostengünstige Weise bereitstellen zu können. Dies wird nachfolgend in Bezug auf die 2 beschrieben, welche eine vereinfachte schematische Ansicht einer Antriebsanordnung 105 mit einem Getriebe 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.The transmission 10 also offers the advantage of simple scalability, for example in order to be able to provide a desired number of gear ratios in a simple and cost-effective manner. This is explained below in relation to the 2 described, which is a simplified schematic view of a drive assembly 105 with a transmission 10 according to a second embodiment of the invention.

Das Getriebe 10 in 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der 1, mit dem Unterschied, dass dieses insgesamt vier anstatt sechs Übersetzungsstufen aufweist. Im Detail sind die beiden in 1 mittels des gestrichelten Rechtecks 90 umrahmten Stirnradpaarungen im zweiten Ausführungsbeispiel der 2 nicht vorhanden. Das heißt, das Getriebe 10 kann besonders einfach und kostengünstig mit mehr oder weniger Übersetzungsstufen ausgestattet werden, indem im dritten Teilgetriebe 13 einfach mehr bzw. weniger Stirnradpaarungen, insbesondere in Form von Losrad-Festrad-Kombinationen, vorgesehen werden.The gear 10 in 2 according to the second embodiment corresponds essentially to the first embodiment of FIG 1 , with the difference that this has a total of four instead of six translation stages. In detail, the two are in 1 spur gear pairings framed by the dashed rectangle 90 in the second exemplary embodiment of FIG 2 unavailable. This means that the transmission 10 can be equipped with more or fewer gear ratios in a particularly simple and cost-effective manner by simply providing more or fewer spur gear pairings in the third sub-transmission 13, in particular in the form of loose wheel-fixed wheel combinations.

Weiterhin werden nachfolgend mögliche Betriebsmodi der Antriebsanordnung 105 des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben.Furthermore, possible operating modes of the drive arrangement 105 of the second exemplary embodiment are described below.

In 2 ist dabei ein rein elektromotorischer Betrieb angedeutet. Ein erster Kraftübertragungspfad A deutet dabei eine Drehmomentübertragung vom zweiten Antriebsaggregat 22 bis zum Differenzial 55 und damit an die Abtriebswelle 5 an. Hierfür erfolgt die Drehmomentübertragung im Detail vom zweiten Antriebsaggregat 22 über das zweite Teilgetriebe 12 auf das zweite Losrad 41. Das entsprechende Schaltmodul 45` des zweiten Losrads 41 verbindet das zweite Losrad 41 in diesem Betriebsmodus drehfest mit der Hauptwelle 4, sodass das Drehmoment an die Hauptwelle 4 übertragen wird. Über das Planetengetriebe 50 erfolgt eine weitere Übertragung des Drehmoments an das Differenzial 55.In 2 a purely electromotive operation is indicated. A first power transmission path A indicates a torque transmission from the second drive unit 22 to the differential 55 and thus to the output shaft 5 . For this purpose, the torque is transmitted in detail from the second drive unit 22 via the second sub-transmission 12 to the second idler wheel 41. In this operating mode, the corresponding switching module 45` of the second idler wheel 41 connects the second idler wheel 41 to the main shaft 4 in a torque-proof manner, so that the torque is transmitted to the main shaft 4 is transmitted. The torque is further transmitted to the differential 55 via the planetary gear 50.

Das erste Antriebsaggregat 21 ist in dem Betriebsmodus der 2 von der Hauptwelle 4 entkoppelt, vorzugsweise indem die Kupplung 7 geöffnet ist. Zusätzlich können die weiteren Schaltmodule 35, 45 des dritten Teilgetriebes 13 die entsprechenden Losräder 31, 41 freigegeben, sodass auch hier eine freie Rotation möglich ist.The first drive unit 21 is in the operating mode 2 decoupled from the main shaft 4, preferably in that the clutch 7 is open. In addition, the other switching modules 35, 45 of the third sub-transmission 13 can release the corresponding loose wheels 31, 41, so that free rotation is also possible here.

Der in 2 gekennzeichnete erste Kraftübertragungspfad A entspricht dabei einer direkten Drehmomentübertragung vom zweiten Antriebsaggregat 22 an die Hauptwelle. Eine derartige Anordnung entspricht einer sogenannten „P3“-Konfiguration eines Getriebes für Hybridfahrzeuge. Das Getriebe 10 bietet dabei den weiteren Vorteil, dass das zweite Antriebsaggregat 22 in derselben Antriebsanordnung 105, insbesondere ohne Umbau des Getriebes 10, zusätzlich in einer sogenannten „P2“-Konfiguration betrieben werden kann, in welchem zusätzlich die schaltbaren und veränderbaren Übersetzungsstufen des Getriebes 10 genutzt werden können. Im Detail können hier zumindest manche der Übersetzungen des dritten Teilgetriebes 13 zusätzlich genutzt werden. Dies wird dadurch möglich, indem, bei geöffneter Kupplung 7, das zweite Losrad 41 von der Hauptwelle 4 entkoppelt wird, und das erste Losrad 31 mit der Vorgelegewelle 3 drehfest verbunden wird. Über die Festräder 32 der Vorgelegewelle 3 und eines der Losräder 41 der Hauptwelle 4 kann das Drehmoment anschließend auf die Hauptwelle 4 gebracht werden, wobei eine andere Übersetzung als bei der direkten Übertragung (erster Kraftübertragungspfad A) vorliegt. Durch diese Möglichkeit der Umschaltung zwischen „P3“-Konfiguration und „P2“-Konfiguration, kann die Anordnung des zweiten Antriebsaggregat 22 im vorliegenden Getriebe 10 auch als „P2,5“-Konfiguration bezeichnet werden.the inside 2 characterized first power transmission path A corresponds to a direct torque transmission from the second drive unit 22 to the main shaft. Such an arrangement corresponds to a so-called "P3" configuration of a transmission for hybrid vehicles. The transmission 10 offers the further advantage that the second drive assembly 22 can also be operated in the same drive arrangement 105, in particular without converting the transmission 10, in a so-called "P2" configuration, in which the switchable and variable transmission stages of the transmission 10 can be used. In detail, at least some of the translations of the third sub-transmission 13 can also be used here. This is possible in that, with the clutch 7 open, the second idler wheel 41 is decoupled from the main shaft 4 and the first idler wheel 31 is connected to the countershaft 3 in a torque-proof manner. The torque can then be transferred to the main shaft 4 via the fixed gears 32 of the countershaft 3 and one of the loose gears 41 of the main shaft 4, with a different gear ratio than in the case of direct transmission (first power transmission path A). Due to this possibility of switching between the “P3” configuration and “P2” configuration, the arrangement of the second drive assembly 22 in the present transmission 10 can also be referred to as the “P2.5” configuration.

Ein weiterer Betriebsmodus ist in der 3 dargestellt, welcher als hybridischer Betrieb angesehen werden kann. Dabei erfolgt gleichzeitig ein Betrieb des ersten Antriebsaggregats 21 und des zweiten Antriebsaggregats 22, wobei von beiden Antriebsaggregaten 21, 22 jeweils Drehmoment an die Abtriebswelle 5 übertragen wird. Vom zweiten Antriebsaggregat 22 erfolgt die Drehmomentübertragung dabei wie in der 2 über den ersten Kraftübertragungspfad A.Another mode of operation is in the 3 shown, which can be viewed as a hybrid operation. At the same time, the first drive unit 21 and the second drive unit 22 are operated, torque being transmitted to the output shaft 5 from both drive units 21, 22 in each case. The torque is transmitted from the second drive unit 22 as in FIG 2 via the first power transmission path A.

Um das Drehmoment von ersten Antriebsaggregat 21 zu übertragen, ist die Kupplung 7 geschlossen und das Drehmoment wird über das erste Teilgetriebe 11 an die Vorgelegewelle 3 übertragen. Das Schaltmodul 35 auf der Vorgelegewelle 3 verbindet dabei das linke Losrad 31 der Losrad-Anordnung drehfest mit der Vorgelegewelle 3. Da dieses Losrad 31 mit einem Festrad 42 auf der Hauptwelle 4 kämmt, wird das Drehmoment weiter auf die Hauptwelle 4 und entsprechend über das Planetengetriebe 50 zum Differenzial 55 und an die Abtriebswelle 5 übertragen. Ein entsprechender zweiter Übertragungspfad B ist in der 2 gekennzeichnet. Alternativ kann durch entsprechende Betätigung der Schaltmodule 35, 45 auch eine Drehmomentübertragung über eines der Festräder 32 der Vorgelegewelle 3 an eines der Losräder 41 der Hauptwelle 4 und damit mit einer alternativen Übersetzung erfolgen.In order to transmit the torque from the first drive unit 21 , the clutch 7 is closed and the torque is transmitted to the countershaft 3 via the first partial transmission 11 . The switching module 35 on the countershaft 3 connects the left idler wheel 31 of the idler wheel arrangement with the countershaft 3 in a torque-proof manner. Since this idler wheel 31 meshes with a fixed wheel 42 on the main shaft 4, the torque is transmitted further to the main shaft 4 and accordingly via the planetary gear 50 to the differential 55 and transmitted to the output shaft 5. A corresponding second transmission path B is in the 2 marked. Alternatively, by appropriate actuation of the switching modules 35, 45, torque can also be transmitted via one of the fixed gears 32 of the countershaft 3 to one of the idler gears 41 of the main shaft 4 and thus with an alternative translation.

Zusätzlich ist in der 3 ein weiterer möglicher Betriebsmodus mittels des gestrichelten dritten Kraftübertragungspfads C angedeutet, in welchem das zweite Antriebsaggregat 22 als Generator betrieben wird. Das heißt, das zweite Antriebsaggregat 22 wird in diesem Fall mittels eines vom ersten Antriebsaggregat 21 erzeugten Drehmoment angetrieben, um beispielsweise elektrische Energie zu erzeugen, welche vorzugsweise in einem (nicht dargestellten) elektrischen Energiespeicher gespeichert, oder durch eine weitere Antriebsmaschine genutzt werden kann. Hierbei erfolgt die Bereitstellung des Abtriebsmoments an der Abtriebswelle 5 ausschließlich durch das erste Antriebsaggregat 21. Ein Teil des Drehmoments, welches das erste Antriebsaggregat 21 bereitstellt, wird dabei von der Hauptwelle 4 über das zweite Losrad 41 und das zweite Teilgetriebe 12 an das zweite Antriebsaggregat abgezweigt.Additionally in the 3 another possible operating mode is indicated by the dashed third power transmission path C, in which the second drive unit 22 is operated as a generator. In other words, the second drive unit 22 is driven in this case by means of a torque generated by the first drive unit 21 in order to generate electrical energy, for example, which is preferably stored in an electrical energy store (not shown) or can be used by another drive machine. In this case, the output torque on the output shaft 5 is provided exclusively by the first drive unit 21. Part of the torque provided by the first drive unit 21 is diverted from the main shaft 4 via the second idler wheel 41 and the second sub-transmission 12 to the second drive unit .

4 zeigt einen weiteren möglichen Betriebsmodus der Antriebsanordnung 105, in welchem kein Drehmoment an die Abtriebswelle 5 übertragen wird. In dem in 4 dargestellten Betriebsmodus stellt das erste Antriebsaggregat 21 ein Drehmoment bereit, welches ausschließlich genutzt wird, um das zweite Antriebsaggregat als Generator zu betreiben, wie mittels eines vierten Kraftübertragungspfads D dargestellt. Dabei verbindet das Schaltmodul 35 auf der Vorgelegewelle 3 das erste Losrad 31 drehfest mit der Vorgelegewelle 3, sodass das Drehmoment von der Vorgelegewelle 3 auf das zweite Losrad 41 übertragen werden kann. Das Schaltmodul 45` der Hauptwelle 4 gibt dabei das zweite Losrad 41 frei, sodass keine Drehmomentübertragung an die Hauptwelle 4 erfolgt, sondern nur über das zweite Teilgetriebe 12 an das zweite Antriebsaggregat 22. Dadurch kann beispielsweise in einem Stillstand des Hybridfahrzeugs 100, oder wenn kein Abtriebsmoment erforderlich ist, ein elektrischer Energiespeicher aufgeladen werden, oder eine weitere Antriebsmaschine, vorzugsweise eine elektrische Antriebsmaschine, zum Anfahren des Fahrzeugs genutzt werden. 4 shows another possible operating mode of the drive arrangement 105, in which no torque is transmitted to the output shaft 5. in the in 4 In the operating mode shown, the first drive assembly 21 provides a torque that is used exclusively to operate the second drive assembly as a generator, as illustrated by a fourth power transmission path D. The switching module 35 on the countershaft 3 connects the first idler wheel 31 to the countershaft 3 in a torque-proof manner, so that the torque can be transmitted from the countershaft 3 to the second idler wheel 41 . The switching module 45` of the main shaft 4 releases the second idler wheel 41, so that no torque is transmitted to the main shaft 4, but only to the second drive unit 22 via the second sub-transmission 12 Output torque is required, an electrical energy store can be charged, or another drive machine, preferably an electric drive machine, can be used to start the vehicle.

5 zeigt eine weitere alternative Antriebsanordnung 105 mit einem Getriebe 10 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Getriebe 10 entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel der 2 bis 4 mit dem Unterschied, dass zusätzlich ein viertes Teilgetriebe 14 mit einer dritten Antriebswelle 30 bereitgestellt wird. Das vierte Teilgetriebe 14 ist dabei als Stirnradgetriebe ausgebildet, welches die dritte Antriebswelle 30 mit der ersten Antriebswelle 1 verbindet. Weiterhin umfasst die Antriebsanordnung 105 der 5 ein drittes Antriebsaggregat 23, welches drehfest mit der dritten Antriebswelle 30 verbunden ist, und welches vorzugsweise ein Elektromotor ist. Das dritte Antriebsaggregat 23 kann dabei beispielsweise unterstützend zum ersten Antriebsaggregat 21 Drehmoment erzeugen, wenn die Kupplung 7 geschlossen ist, oder auch alternativ zum ersten Antriebsaggregat 21 verwendet werden, beispielsweise wenn die Kupplung 7 offen ist. Somit kann die Antriebsanordnung 105 auf besonders einfache Weise um ein weiteres Antriebsaggregat 23 erweitert werden. 5 shows another alternative drive assembly 105 with a transmission 10 according to a third embodiment of the invention. The transmission 10 corresponds essentially to the second exemplary embodiment of FIG 2 until 4 with the difference that a fourth sub-transmission 14 with a third drive shaft 30 is additionally provided. The fourth sub-gear 14 is designed as a spur gear, which connects the third drive shaft 30 to the first drive shaft 1 . Furthermore, the drive assembly 105 of 5 a third drive unit 23, which is non-rotatably connected to the third drive shaft 30, and which is preferably an electric motor. The third drive unit 23 can, for example, generate torque in support of the first drive unit 21 when the clutch 7 is closed, or can also be used as an alternative to the first drive unit 21, for example when the clutch 7 is open. Thus, the drive arrangement 105 can be extended by a further drive assembly 23 in a particularly simple manner.

Alternativ zu deren 5 dargestellten Konfiguration könnte das dritte Antriebsaggregat 23 auch an anderen Positionen des Getriebes 10 angeordnet werden, beispielsweise an der Vorgelegewelle 3 oder an der Hauptwelle 4.alternative to theirs 5 configuration shown, the third drive unit 23 could also be arranged in other positions of the transmission 10, for example on the countershaft 3 or on the main shaft 4.

BezugszeichenlisteReference List

11
erste Antriebswellefirst driveshaft
22
zweite Antriebswellesecond driveshaft
33
Vorgelegewellecountershaft
44
Hauptwellemain shaft
55
Abtriebswelleoutput shaft
77
Kupplungcoupling
88th
Dämpfungseinrichtungdamping device
1010
Getriebetransmission
1111
erstes Teilgetriebefirst partial transmission
1212
zweites Teilgetriebesecond sub-transmission
1313
drittes Teilgetriebethird sub-transmission
1414
viertes Teilgetriebefourth sub-transmission
2121
erstes Antriebsaggregatfirst drive unit
2222
zweites Antriebsaggregatsecond drive unit
2323
drittes Antriebsaggregatthird power unit
3030
dritte Antriebswellethird driveshaft
3131
Losrad auf der Vorgelegewelleidler wheel on the countershaft
3232
Festrad auf der VorgelegewelleFixed wheel on the countershaft
3535
Schaltmodulswitching module
4141
Losrad auf der Hauptwelleidler gear on the main shaft
4242
Festrad auf der HauptwelleFixed gear on the main shaft
4545
Schaltmodulswitching module
45`45`
Schaltmodulswitching module
5050
Planetengetriebeplanetary gear
5151
Sonnenradsun gear
5252
Planetenstegplanetary web
5353
Hohlradring gear
9090
zusätzliche Getriebestufen für ein Sechsgang-Getriebeadditional gear stages for a six-speed gearbox
100100
Fahrzeugvehicle
111111
Zwischenradintermediate wheel
121121
Zwischenradintermediate wheel
AA
erster Kraftübertragungspfadfirst power transmission path
BB
zweiter Kraftübertragungspfadsecond power transmission path
CC
dritter Kraftübertragungspfadthird power transmission path
DD
vierter Kraftübertragungspfadfourth power transmission path

Claims (15)

Getriebe (10) für ein Hybridfahrzeug (100), umfassend: • eine erste Antriebswelle (1) für ein erstes Antriebsaggregat (21), • eine zweite Antriebswelle (2) für ein zweites Antriebsaggregat (22), • eine Vorgelegewelle (3), • eine Hauptwelle (4), und • eine Abtriebswelle (5), • wobei die Hauptwelle (4) über ein Planetengetriebe (50) mit der Abtriebswelle (5) verbunden ist, • wobei die erste Antriebswelle (1) über ein erstes Teilgetriebe (11) mit der Vorgelegewelle (3) verbunden ist, • wobei die zweite Antriebswelle (2) über ein zweites Teilgetriebe (12) mit der Hauptwelle (4) oder mit der Vorgelegewelle (3) oder mit der ersten Antriebswelle (1) verbunden ist, • wobei die Vorgelegewelle (3) über ein drittes Teilgetriebe (13) mit der Hauptwelle (4) verbunden ist, und • wobei das dritte Teilgetriebe (13) als mehrstufiges und schaltbares Getriebe ausgebildet ist.Transmission (10) for a hybrid vehicle (100), comprising: • a first drive shaft (1) for a first drive unit (21), • a second drive shaft (2) for a second drive unit (22), • a countershaft (3), • a main shaft (4), and • an output shaft (5), • the main shaft (4) being connected to the output shaft (5) via a planetary gear (50), • the first drive shaft (1) being connected to the countershaft (3) via a first sub-transmission (11), • the second drive shaft (2) being connected to the main shaft (4) or to the countershaft (3) or to the first drive shaft (1) via a second sub-transmission (12), • wherein the countershaft (3) is connected to the main shaft (4) via a third sub-transmission (13), and • wherein the third sub-gear (13) is designed as a multi-stage and switchable gear. Getriebe (10) nach Anspruch 1, • wobei das dritte Teilgetriebe (13) ein erstes Losrad (31) auf der Vorgelegewelle (3) und ein zweites Losrad (41) auf der Hauptwelle (4) aufweist, • wobei das erste Losrad (31) und das zweite Losrad (41) miteinander kämmen, und • wobei das dritte Teilgetriebe (13) pro Vorgelegewelle (3) und Hauptwelle (4) jeweils ein Schaltmodul (35, 45`) aufweist, mittels welchem das jeweilige Losrad (31, 41) mit der jeweiligen Welle (3, 4) drehfest verbindbar ist.Gear (10) after claim 1 , • the third sub-transmission (13) has a first idler wheel (31) on the countershaft (3) and a second idler wheel (41) on the main shaft (4), • the first idler wheel (31) and the second idler wheel (41 ) mesh with each other, and • wherein the third sub-transmission (13) has a switching module (35, 45`) per countershaft (3) and main shaft (4), by means of which the respective loose wheel (31, 41) can be connected to the respective shaft (3rd , 4) can be connected in a torque-proof manner. Getriebe (10) nach Anspruch 2, wobei das zweite Losrad (41) zusätzlich Teil des zweiten Teilgetriebes (12) ist, wenn die zweite Antriebswelle (2) über das zweite Teilgetriebe (12) mit der Hauptwelle (4) verbunden ist.Gear (10) after claim 2 , wherein the second loose wheel (41) is also part of the second partial transmission (12) when the second drive shaft (2) is connected to the main shaft (4) via the second partial transmission (12). Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dritte Teilgetriebe (13) eine vorbestimmte Anzahl an Stirnradpaarungen entsprechend einer Anzahl an schaltbaren Übersetzungsstufen des Getriebes (10) aufweist.Transmission (10) according to one of the preceding claims, wherein the third sub-transmission (13) has a predetermined number of spur gear pairs corresponding to a number of shiftable gear ratios of the transmission (10). Getriebe (10) nach Anspruch 4, wobei das dritte Teilgetriebe (13) insgesamt vier oder sechs Stirnradpaarungen aufweist.Gear (10) after claim 4 , wherein the third sub-transmission (13) has a total of four or six pairs of spur gears. Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Teilgetriebe (11) und/oder das zweite Teilgetriebe (12) als Stirnradgetriebe ausgebildet ist.Transmission (10) according to one of the preceding claims, wherein the first partial transmission (11) and/or the second partial transmission (12) is designed as a spur gear. Getriebe (10) nach Anspruch 6, wobei das erste Teilgetriebe (11) und/oder das zweite Teilgetriebe (12) ein Zwischenrad (111, 121) aufweist.Gear (10) after claim 6 , wherein the first sub-transmission (11) and/or the second sub-transmission (12) has an intermediate wheel (111, 121). Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, • wobei die Hauptwelle (4) und/oder die Vorgelegewelle (3) mindestens eine Losrad-Anordnung aufweist, • wobei die Losrad-Anordnung zwei auf der jeweiligen Welle (3, 4) benachbart angeordnete Losräder (31, 41) und ein zweiseitiges Schaltmodul (35, 45) aufweist, und • wobei das zweiseitige Schaltmodul (35, 45) eingerichtet ist, um durch Verschiebung entlang der entsprechenden Welle (3, 4) jeweils eines der beiden benachbart angeordneten Losräder (31, 41) mit der jeweiligen Welle (3, 4) drehfest zu verbinden.Transmission (10) according to any one of the preceding claims, • wherein the main shaft (4) and/or the countershaft (3) has at least one loose wheel arrangement, • wherein the loose wheel arrangement has two loose wheels (31, 41) arranged adjacent to each other on the respective shaft (3, 4) and a two-sided switching module (35, 45), and • wherein the two-sided switching module (35, 45) is set up to connect one of the two adjacent loose wheels (31, 41) to the respective shaft (3, 4) in a rotationally fixed manner by displacement along the corresponding shaft (3, 4). Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Kupplung (7), welche in die erste Antriebswelle (2) integriert ist, um einen mit dem ersten Antriebsaggregat (21) verbindbaren Teil der ersten Antriebswelle (2) vom ersten Teilgetriebe (11) zu trennen oder drehfest mit dem ersten Teilgetriebe (11) zu verbinden.Transmission (10) according to any one of the preceding claims, further comprising a clutch (7) which is integrated into the first drive shaft (2) in order to separate a part of the first drive shaft (2) which can be connected to the first drive unit (21) from the first sub-transmission ( 11) to separate or to connect to the first sub-transmission (11) in a torque-proof manner. Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hauptwelle (4) als Hohlwelle ausgebildet ist, und wobei die Abtriebswelle (5) durch die Hauptwelle (4) durchgeführt ist.Transmission (10) according to one of the preceding claims, wherein the main shaft (4) is designed as a hollow shaft, and wherein the output shaft (5) is passed through the main shaft (4). Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hauptwelle (4) mit einem Sonnenrad (51) des Planetengetriebes (50) drehfest verbunden ist.Transmission (10) according to any one of the preceding claims, wherein the main shaft (4) is non-rotatably connected to a sun gear (51) of the planetary gear (50). Getriebe (10) nach Anspruch 11, wobei die Abtriebswelle (5) mit einem Planetensteg (52) des Planetengetriebes (50) drehfest verbunden ist, oder wobei die Abtriebswelle (5) ein Differenzial (55) aufweist und wobei das Differenzial (55) mit dem Planetensteg (52) des Planetengetriebes (50) drehfest verbunden ist.Gear (10) after claim 11 , wherein the output shaft (5) is non-rotatably connected to a planetary carrier (52) of the planetary gear (50), or wherein the output shaft (5) has a differential (55) and wherein the differential (55) is connected to the planetary carrier (52) of the planetary gear (50) is rotatably connected. Getriebe (10) nach Anspruch 11, wobei die Abtriebswelle (5) mit einem Hohlrad (53) des Planetengetriebes (50) drehfest verbunden ist, oder wobei die Abtriebswelle (5) ein Differenzial (55) aufweist und wobei das Differenzial (55) mit dem Hohlrad (53) des Planetengetriebes (50) drehfest verbunden ist.Gear (10) after claim 11 , wherein the output shaft (5) is non-rotatably connected to a ring gear (53) of the planetary gear (50), or wherein the output shaft (5) has a differential (55) and wherein the differential (55) is connected to the ring gear (53) of the planetary gear (50) is rotatably connected. Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine dritte Antriebswelle (30) für ein drittes Antriebsaggregat (23), wobei die dritte Antriebswelle (30) über ein viertes Teilgetriebe (14) mit der Hauptwelle (4) oder mit der Vorgelegewelle (3) oder mit der ersten Antriebswelle (1) verbunden ist.Transmission (10) according to one of the preceding claims, further comprising a third drive shaft (30) for a third drive unit (23), the third drive shaft (30) being connected to the main shaft (4) or to the countershaft via a fourth sub-transmission (14). (3) or is connected to the first drive shaft (1). Hybridfahrzeug (100), umfassend: • ein Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, • ein erstes Antriebsaggregat (21), welches mit der ersten Antriebswelle (1) des Getriebes (10) verbunden ist, und • ein zweites Antriebsaggregat (22), welches mit der zweiten Antriebswelle (2) des Getriebes (10) drehfest verbunden ist, • wobei das erste Antriebsaggregat (21) eine Verbrennungskraftmaschine ist, und • wobei das zweite Antriebsaggregat (22) ein Elektromotor ist.A hybrid vehicle (100) comprising: • a transmission (10) according to any one of the preceding claims, • a first drive unit (21), which is connected to the first drive shaft (1) of the transmission (10), and • a second drive unit (22) which is non-rotatably connected to the second drive shaft (2) of the transmission (10), • wherein the first drive unit (21) is an internal combustion engine, and • wherein the second drive unit (22) is an electric motor.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102012218367A1 (en) 2012-10-09 2014-04-24 Zf Friedrichshafen Ag Group gear device with an electric machine
DE102020104791A1 (en) 2020-02-24 2021-08-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Gear assembly and drive unit

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