DE102022001147B3 - Hybrid drive system for a motor vehicle and motor vehicle, in particular motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebssystem (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor (16), welcher eine Antriebswelle (21) aufweist, über welche von dem Verbrennungsmotor (16) erste Antriebsdrehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar sind, mit einer elektrischen Maschine (22), welche einen Rotor (26) aufweist, über welchen von der elektrischen Maschine (22) zweite Antriebsdrehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar sind, mit einem Achsgetriebe (30), welches ein Achsgetriebeeingangsrad (34) aufweist, über welches das Achsgetriebe (30) antreibbar ist, und mit einem Getriebe (44), welches ein erstes Teilgetriebe (46) und ein zweites Teilgetriebe (48) aufweist, wobei das erste Teilgetriebe (46) einen ersten Planetenradsatz (50) mit einem ersten Element (54), einem zweiten Element (56) und einem dritten Element (58) sowie einen zweiten Planetenradsatz (52) mit einem permanent drehfest mit dem zweiten Element (56) verbundenen, vierten Element (62), einem fünften Element (64) und einem sechsten Element (66) aufweist.The invention relates to a hybrid drive system (10) for a motor vehicle, with an internal combustion engine (16) which has a drive shaft (21) via which first drive torques for driving the motor vehicle can be provided by the internal combustion engine (16), with an electric machine (22 ), which has a rotor (26) via which second drive torques for driving the motor vehicle can be provided by the electric machine (22), with an axle drive (30) which has an axle drive input wheel (34) via which the axle drive (30) can be driven, and with a transmission (44) which has a first sub-transmission (46) and a second sub-transmission (48), the first sub-transmission (46) having a first planetary gear set (50) with a first element (54), a second Element (56) and a third element (58) and a second planetary gear set (52) with a permanently non-rotatably connected to the second element (56), fourth element (62), a fifth element (64) and a sixth element (66) having.
Description
Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Hybridantriebssystem.The invention relates to a hybrid drive system for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1. The invention also relates to a motor vehicle with such a hybrid drive system.
Aus der
Aus der
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Hybridantriebssystem zu schaffen, sodass ein besonders vorteilhafter Antrieb auf besonders bauraumgünstige Weise realisiert werden kann.The object of the present invention is to create a hybrid drive system for a motor vehicle and a motor vehicle with such a hybrid drive system, so that a particularly advantageous drive can be implemented in a particularly space-saving manner.
Diese Aufgabe wird durch ein Hybridantriebssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a hybrid drive system having the features of patent claim 1 and by a motor vehicle having the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein auch als Hybridantriebsvorrichtung oder Hybridantriebseinrichtung bezeichnetes oder als Hybridantriebseinrichtung oder Hybridantriebsvorrichtung ausgebildetes Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen. Dies bedeutet, dass das insbesondere als Kraftwagen, ganz insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand das Hybridantriebssystem aufweist und mittels des Hybridantriebssystems angetrieben werden kann. Das Hybridantriebssystem weist einen auch als Brennkraftmaschine oder Verbrennungskraftmaschine bezeichneten Verbrennungsmotor auf, welcher auch einfach als Motor bezeichnet wird und eine Antriebswelle aufweist. Beispielsweise ist der Verbrennungsmotor als ein Hubkolbenmotor ausgebildet, sodass ganz insbesondere die Antriebswelle als eine Kurbelwelle ausgebildet sein kann. Über die Antriebswelle kann der Verbrennungsmotor erste Antriebsdrehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Die ersten Antriebsdrehmomente sind erste Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs. Das Hybridantriebssystem umfasst außerdem eine elektrische Maschine, welche einen Rotor aufweist. Beispielsweise weist die elektrische Maschine einen Stator auf, mittels welchem der Rotor antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Über den Rotor kann die elektrische Maschine zweite Antriebsdrehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Die zweiten Antriebsdrehmomente sind zweite Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend und somit hintereinander angeordnete, einfach auch als Achsen bezeichnete Fahrzeugachsen auf. Die jeweilige Achse weist wenigstens oder genau zwei einfach auch als Räder bezeichnete Fahrzeugräder auf, die auf in Fahrzeugquerrichtung des einfach als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Das jeweilige Rad ist ein Bodenkontaktelement, über welches das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Wird das Kraftfahrzeug entlang des Bodens gefahren und dabei mittels des Hybridantriebssystems angetrieben, während das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Bodenkontaktelemente an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Bodenkontaktelemente, insbesondere direkt, an dem Boden ab. Beispielsweise ist das Hybridantriebssystem, insbesondere genau, einer der Achsen zugeordnet, sodass mittels des Hybridantriebssystems beispielsweise die Räder der Achse antreibbar sind, der das Hybridantriebssystem zugeordnet ist. Somit ist es insbesondere denkbar, dass der Verbrennungsmotor über seine Antriebswelle und die elektrische Maschine über ihren Rotor dieselben Räder der Achse antreiben können, der das Hybridantriebssystem zugeordnet ist. Durch Antreiben der Räder kann das Kraftfahrzeug angetrieben werden. Die mittels des Hybridantriebssystems, mithin mittels des Verbrennungsmotors und mittels der elektrischen Maschine antreibbaren Räder werden auch als antreibbare oder angetriebene Räder oder als Antriebsräder bezeichnet. Wenn im Folgenden die Rede von den Rädern oder den Fahrzeugrädern ist, so sind darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die mittels des Hybridantriebssystems antreibbaren Räder der Achse zu verstehen, der das Hybridantriebssystem zugeordnet ist.A first aspect of the invention relates to a hybrid drive system, also referred to as a hybrid drive device or hybrid drive device or designed as a hybrid drive device or hybrid drive device, for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle. This means that the motor vehicle, designed in particular as a motor vehicle, particularly as a passenger car, has the hybrid drive system in its fully manufactured state and can be driven by means of the hybrid drive system. The hybrid drive system has an internal combustion engine, also referred to as an internal combustion engine or internal combustion engine, which is also simply referred to as a motor and has a drive shaft. For example, the internal combustion engine is designed as a reciprocating piston engine, so that in particular the drive shaft can be designed as a crankshaft. The internal combustion engine can provide first drive torques for driving the motor vehicle via the drive shaft. The first drive torques are first torques for driving the motor vehicle. The hybrid drive system also includes an electric machine that has a rotor. For example, the electrical machine has a stator, by means of which the rotor can be driven and thereby rotated about a machine axis of rotation relative to the stator. The electric machine can provide second drive torques for driving the motor vehicle via the rotor. The second driving torques are second torques for driving the motor vehicle. For example, in its completely manufactured state, the motor vehicle has at least or exactly two vehicle axles, also referred to simply as axles, one after the other in the longitudinal direction of the vehicle and thus arranged one behind the other. The respective axle has at least or exactly two vehicle wheels, also referred to simply as wheels, which are arranged on opposite sides of the motor vehicle, referred to simply as vehicle, in the vehicle transverse direction. The respective wheel is a ground contact element, via which the motor vehicle can be or is supported on a ground downwards in the vertical direction of the vehicle. If the motor vehicle is driven along the ground and is driven by the hybrid drive system while the motor vehicle is supported on the ground via the ground contact elements in the vehicle vertical direction, the ground contact elements roll, in particular directly, on the ground. For example, the hybrid drive system is assigned, in particular precisely, to one of the axles, so that the wheels of the axle to which the hybrid drive system is assigned can be driven by means of the hybrid drive system, for example. Thus, it is particularly conceivable that the internal combustion engine can drive via its drive shaft and the electric machine via its rotor the same wheels of the axle that is associated with the hybrid drive system. By driving the wheels, the motor vehicle can be propelled. The wheels that can be driven by means of the hybrid drive system, and therefore by means of the internal combustion engine and by means of the electric machine, are also referred to as drivable or driven wheels or referred to as drive wheels. When the wheels or the vehicle wheels are mentioned below, unless otherwise stated, this means the wheels of the axle that can be driven by means of the hybrid drive system and to which the hybrid drive system is assigned.
Das Hybridantriebssystem umfasst ein Achsgetriebe, welches insbesondere der Achse zugeordnet ist, der das Hybridantriebssystem zugeordnet ist. Insbesondere können die Räder über das Achsgetriebe von dem Verbrennungsmotor und von der elektrischen Maschine angetrieben werden. Ganz insbesondere ist das Achsgetriebe ein einfach auch als Differential bezeichnetes Differentialgetriebe, welches insbesondere die hinlänglich aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannte Funktion aufweist, dass ein jeweiliges, drittes Drehmoment über das Achsgetriebe auf die Räder verteilt werden kann, sodass die Räder über das Achsgetriebe mittels des jeweiligen, dritten Drehmoments angetrieben werden können. Beispielsweise resultiert das jeweilige, dritte Drehmoment aus dem jeweiligen, ersten Antriebsdrehmoment und/oder aus dem jeweiligen, zweiten Antriebsdrehmoment. Insbesondere lässt das Achsgetriebe beispielsweise während einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs unterschiedliche Drehzahlen der Räder zu, sodass sich beispielsweise das kurvenäußere Rad mit einer größeren Drehzahl drehen kann als das kurveninnere Rad, insbesondere während die Räder über das Achsgetriebe mittels des dritten Drehmoments beziehungsweise von dem Verbrennungsmotor und/oder von der elektrischen Maschine antreibbar sind oder angetrieben werden. Das Achsgetriebe weist ein Achsgetriebeeingangsrad auf, über welches das Achsgetriebe antreibbar ist, insbesondere derart, dass das jeweilige, dritte Drehmoment über das Achsgetriebeeingangsrad in das Achsgetriebe einleitbar beziehungsweise auf das Achsgetriebe übertragbar ist. Das Achsgetriebeeingangsrad ist ein erstes Zahnrad des Hybridantriebssystems und wird daher auch als Achsgetriebeeingangszahnrad bezeichnet. Beispielsweise kann das Achsgetriebeeingangsrad als ein Tellerrad ausgebildet sein. Das Achsgetriebe kann als ein Kegelraddifferential oder auch beispielsweise als ein Planetengetriebedifferential ausgebildet sein.The hybrid drive system includes an axle drive that is assigned in particular to the axle that is assigned to the hybrid drive system. In particular, the wheels can be driven by the internal combustion engine and by the electric machine via the axle drive. In particular, the axle drive is a differential drive, also referred to simply as a differential, which in particular has the function, well known from the general state of the art, that a respective, third torque can be distributed to the wheels via the axle drive, so that the wheels can be driven via the axle drive by means of of the respective third torque can be driven. For example, the respective third torque results from the respective first drive torque and/or from the respective second drive torque. In particular, the axle drive allows the wheels to rotate at different speeds, for example when the motor vehicle is cornering, so that the wheel on the outside of the curve can rotate at a higher speed than the wheel on the inside of the curve, in particular while the wheels are being driven via the axle drive by means of the third torque or from the internal combustion engine and/or or can be driven or are driven by the electrical machine. The axle drive has an axle drive input gear, via which the axle drive can be driven, in particular in such a way that the respective third torque can be introduced into the axle drive or transmitted to the axle drive via the axle drive input wheel. The final drive input gear is a first gear of the hybrid drive system and is therefore also referred to as the final drive input gear. For example, the axle transmission input wheel can be designed as a crown wheel. The axle drive can be designed as a bevel gear differential or, for example, as a planetary gear differential.
Das Hybridantriebssystem weist außerdem ein auch als Hauptgetriebe bezeichnetes und insbesondere zusätzlich zu dem Achsgetriebe vorgesehenes Getriebe auf, welches ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe aufweist. Insbesondere ist es denkbar, dass das Achsgetriebe über das Getriebe von dem Verbrennungsmotor und von der elektrischen Maschine antreibbar ist, sodass beispielsweise das Getriebe das jeweilige, dritte Drehmoment bereitstellen kann, oder das Getriebe kann beispielsweise ein jeweiliges, viertes Drehmoment bereitstellen, aus welchem beispielsweise das jeweilige, dritte Drehmoment resultiert. Dabei ist es denkbar, dass das jeweilige, vierte Drehmoment aus dem jeweiligen, ersten Antriebsdrehmoment und/oder aus dem jeweiligen, zweiten Antriebsdrehmoment resultiert.The hybrid drive system also has a transmission, which is also referred to as the main transmission and is provided in particular in addition to the axle drive, which transmission has a first sub-transmission and a second sub-transmission. In particular, it is conceivable that the axle drive can be driven via the transmission by the internal combustion engine and by the electric machine, so that, for example, the transmission can provide the respective, third torque, or the transmission can, for example, provide a respective, fourth torque, from which, for example, the respective, third torque results. It is conceivable that the respective fourth torque results from the respective first drive torque and/or from the respective second drive torque.
Das erste Teilgetriebe weist einen ersten Planetenradsatz auf, welcher einfach auch als erster Planetensatz bezeichnet wird. Der erste Planetenradsatz weist ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetenträger, welcher auch als erster Steg bezeichnet wird, und ein erstes Hohlrad auf. Das erste Sonnenrad, der erste Planetenträger und das erste Hohlrad werden auch als Planetenradsatzelemente des ersten Planetenradsatzes bezeichnet, mithin sind das erste Sonnenrad, der erste Planetenträger und das erste Hohlrad Planetenradsatzelemente des ersten Planetenradsatzes. Ein erstes der Planetenradsatzelemente des ersten Planetenradsatzes wird auch als erstes Element bezeichnet, ein zweites der Planetenradsatzelemente des ersten Planetenradsatzes wird auch als zweites Element bezeichnet, und das dritte Planetenradsatzelement des ersten Planetenradsatzes wird auch als drittes Element bezeichnet.The first partial transmission has a first planetary gear set, which is also simply referred to as the first planetary gear set. The first planetary gear set has a first sun gear, a first planet carrier, which is also referred to as the first carrier, and a first ring gear. The first sun gear, the first planet carrier and the first ring gear are also referred to as planetary gear set elements of the first planetary gear set, consequently the first sun gear, the first planet carrier and the first ring gear are planetary gear set elements of the first planetary gear set. A first of the planetary gearset members of the first planetary gear set is also referred to as the first member, a second of the planetary gearset members of the first planetary gear set is also referred to as the second member, and the third planetary gearset member of the first planetary gear set is also referred to as the third member.
Das erste Teilgetriebe weist außerdem einen insbesondere zusätzlich zum ersten Planetenradsatz vorgesehenen, zweiten Planetenradsatz auf, welcher auch einfach als zweiter Planetensatz bezeichnet wird. Insbesondere weist der zweite Planetenradsatz ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetenträger, welcher auch als zweiter Steg bezeichnet wird, und ein zweites Hohlrad auf. Das zweite Sonnenrad, der zweite Planetenträger und das zweite Hohlrad werden auch als Getriebeelemente des zweiten Planetenradsatzes bezeichnet beziehungsweise sind Getriebeelemente des zweiten Planetenradsatzes. Ein erstes der Getriebeelemente des zweiten Planetenradsatzes wird auch als viertes Element bezeichnet, ein zweites der Getriebeelemente des zweiten Planetenradsatzes wird auch als fünftes Element bezeichnet, und das dritte Getriebeelement des zweiten Planetenradsatzes wird auch als sechstes Element des zweiten Planetenradsatzes bezeichnet. Wenn im Folgenden die Rede von den Elementen ist, so sind darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die zuvor genannten, sechs Elemente der Planetenradsätze, nämlich das erste Element, das zweite Element, das dritte Element, das vierte Element, das fünfte Element und das sechste Element zu verstehen.The first partial transmission also has a second planetary gear set, which is provided in particular in addition to the first planetary gear set and is also simply referred to as the second planetary gear set. In particular, the second planetary gear set has a second sun gear, a second planet carrier, which is also referred to as a second carrier, and a second ring gear. The second sun gear, the second planet carrier and the second ring gear are also referred to as transmission elements of the second planetary gear set or are transmission elements of the second planetary gear set. A first of the gear elements of the second planetary gear set is also referred to as the fourth element, a second of the gear elements of the second planetary gear set is also referred to as the fifth element, and the third gear element of the second planetary gear set is also referred to as the sixth element of the second planetary gear set. When the elements are mentioned below, unless otherwise stated, these include the six elements of the planetary gear sets mentioned above, namely the first element, the second element, the third element, the fourth element, the fifth element and understand the sixth element.
Insbesondere ist es denkbar, dass das Hybridantriebssystem ein Gehäuse aufweist, wobei es denkbar ist, dass der erste Planentenradsatz und/oder der zweite Planetenradsatz jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, in dem Gehäuse angeordnet ist. Beispielsweise dann, wenn das jeweilige Planetenradsatzelement nicht drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, kann, insbesondere durch Antreiben des ersten Planetenradsatzes, das jeweilige Planetenradsatzelement um eine erste Planentenradsatzdrehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht werden. Ferner ist es denkbar, dass insbesondere dann, wenn das jeweilige Getriebeelement nicht drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, das jeweilige Getriebeelement insbesondere durch Antreiben des zweiten Planetenradsatzes um eine zweite Planetenradsatzdrehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Planetenradsätze koaxial zueinander angeordnet sind, sodass die Planetenradsatzdrehachsen zusammenfallen.In particular, it is conceivable for the hybrid drive system to have a housing, it being conceivable for the first planetary gear set and/or the second planetary gear set to be arranged at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half or completely, in the housing is. For example, when the respective planet wheel set element is not rotatably connected to the housing, the respective planetary gear set element can be rotated about a first planetary gear set axis of rotation relative to the housing, in particular by driving the first planetary gear set. It is also conceivable that, particularly when the respective transmission element is not connected to the housing in a torque-proof manner, the respective transmission element can be rotated about a second planetary gear set axis of rotation relative to the housing, in particular by driving the second planetary gear set. In particular, it can be provided that the planetary gear sets are arranged coaxially with one another, so that the planetary gear set axes of rotation coincide.
Bei dem Hybridantriebssystem ist das zweite Element permanent drehfest mit dem vierten Element verbunden beziehungsweise umgekehrt.In the hybrid drive system, the second element is permanently non-rotatably connected to the fourth element or vice versa.
Das zweite Teilgetriebe weist eine erste Stirnradstufe, eine insbesondere zusätzlich zur ersten Stirnradstufe vorgesehene, zweite Stirnradstufe und eine insbesondere zusätzlich zur Antriebswelle vorgesehene Abtriebswelle auf. Die erste Stirnradstufe weist ein koaxial zu der Abtriebswelle angeordnetes, erstes Ausgangszahnrad auf, welches beispielsweise, insbesondere permanent, drehfest mit der Abtriebswelle verbunden sein kann. Beispielsweise ist das erste Ausgangszahnrad auf der Abtriebswelle angeordnet. Die erste Stirnradstufe weist außerdem ein erstes Eingangszahnrad auf, welches, insbesondere permanent, mit dem ersten Ausgangszahnrad kämmt. Außerdem ist das erste Eingangszahnrad drehfest mit dem zweiten Element verbunden oder verbindbar. Das erste Ausgangszahnrad ist ein zweites Zahnrad des Hybridantriebssystems, und das erste Eingangszahnrad ist ein drittes Zahnrad des Hybridantriebssystems, wobei beispielsweise das zweite Zahnrad und das dritte Zahnrad als Stirnräder ausgebildet sein können. Da das erste Ausgangszahnrad und das zweite Eingangszahnrad, insbesondere permanent, miteinander kämmen, stehen das erste Ausgangszahnrad und das erste Eingangszahnrad, insbesondere permanent, in Eingriff miteinander. Unter dem Merkmal, dass zwei Zahnräder wie beispielsweise das erste Ausgangszahnrad und das erste Eingangszahnrad permanent miteinander kämmen, mithin permanent in Eingriff miteinander stehen, ist zu verstehen, dass die permanent miteinander kämmenden Zahnräder nicht zwischen einer Kämmstellung, in welcher die Zahnräder miteinander kämmen, und einer Losstellung relativ zueinander bewegbar sind, in welcher die Zahnräder nicht miteinander kämmen, sondern die permanent miteinander kämmenden Zahnräder stehen permanent, das heißt immer in Eingriff miteinander.The second partial transmission has a first spur gear stage, a second spur gear stage provided in particular in addition to the first spur gear stage, and an output shaft provided in particular in addition to the drive shaft. The first spur gear stage has a first output gear wheel which is arranged coaxially to the output shaft and which can be connected, for example, in particular permanently, in a torque-proof manner to the output shaft. For example, the first output gear is arranged on the output shaft. The first spur gear stage also has a first input gear which, in particular permanently, meshes with the first output gear. In addition, the first input gear is non-rotatably connected or connectable to the second element. The first output gear is a second gear of the hybrid drive system, and the first input gear is a third gear of the hybrid drive system, for example the second gear and the third gear can be designed as spur gears. Since the first output gear wheel and the second input gear wheel mesh with one another, in particular permanently, the first output gear wheel and the first input gear wheel, in particular permanently, mesh with one another. The feature that two gears, such as the first output gear and the first input gear, permanently mesh with one another, and are therefore permanently in mesh with one another, means that the permanently meshing gears do not move between a meshing position, in which the gears mesh with one another, and a loose position are movable relative to each other, in which the gears do not mesh with each other, but the gears permanently meshing with each other are permanently, that is always in engagement with each other.
Die zweite Stirnradstufe weist ein zweites Ausgangszahnrad auf, welches koaxial zu der Abtriebswelle angeordnet ist. Beispielsweise ist das zweite Ausgangszahnrad, insbesondere permanent, drehfest mit der Abtriebswelle verbunden. Insbesondere ist es denkbar, dass das zweite Ausgangszahnrad auf der Abtriebswelle angeordnet ist. Die zweite Stirnradstufe weist außerdem ein zweites Eingangszahnrad auf, welches, insbesondere permanent, mit dem zweiten Ausgangszahnrad kämmt. Das zweite Eingangszahnrad ist drehfest mit dem sechsten Element verbunden oder verbindbar. The second spur gear has a second output gear, which is arranged coaxially to the output shaft. For example, the second output gear wheel is connected to the output shaft in a torque-proof manner, in particular permanently. In particular, it is conceivable that the second output gear wheel is arranged on the output shaft. The second spur gear stage also has a second input gear which, in particular permanently, meshes with the second output gear. The second input gear is non-rotatably connected or connectable to the sixth element.
Insbesondere ist das zweite Ausgangszahnrad ein viertes Zahnrad, und das zweite Eingangszahnrad ist ein fünftes Zahnrad des Hybridantriebssystems. Insbesondere können beispielsweise das vierte Zahnrad und das fünfte Zahnrad des Hybridantriebssystems als Stirnräder ausgebildet sein.In particular, the second output gear is a fourth gear and the second input gear is a fifth gear of the hybrid drive system. In particular, for example, the fourth gear and the fifth gear of the hybrid drive system can be designed as spur gears.
Des Weiteren ist es vorgesehen, dass der Rotor der elektrischen Maschine derart mit einem der Elemente drehmomentübertragend gekoppelt oder koppelbar ist, dass das jeweilige, von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitgestellte oder bereitstellbare, zweite Antriebsdrehmoment an dem einen, drehmomentübertragend mit dem Rotor gekoppelten oder koppelbaren Element in das Getriebe einleitbar ist, mithin das jeweilige, von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitgestellte oder bereitstellbare, zweite Antriebsdrehmoment von dem Rotor auf das eine, drehmomentübertragend mit dem Rotor gekoppelte oder koppelbare Element übertragbar und somit über das eine, drehmomentübertragend mit dem Rotor gekoppelte oder koppelbare Element in das Getriebe einleitbar ist, insbesondere um dadurch das Getriebe anzutreiben.Furthermore, it is provided that the rotor of the electric machine is coupled or can be coupled in a torque-transmitting manner to one of the elements in such a way that the respective second drive torque provided or that can be made available by the electric machine via the rotor is applied to the one torque-transmittingly coupled to the rotor or element that can be coupled can be introduced into the transmission, thus the respective second drive torque provided or that can be provided by the electric machine via the rotor can be transferred from the rotor to the one element that is coupled or can be coupled in a torque-transmitting manner to the rotor and thus via the one element that is torque-transmitting to the Rotor coupled or coupled element can be introduced into the transmission, in particular to thereby drive the transmission.
Das Hybridantriebssystem umfasst außerdem ein Abtriebszahnrad, welches beispielsweise ein sechstes Zahnrad des Hybridantriebssystems ist. Das Abtriebszahnrad ist permanent drehfest mit der Abtriebswelle verbunden. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Abtriebszahnrad koaxial zu dem ersten Ausgangszahnrad und vorzugsweise auch koaxial zu dem zweiten Ausgangszahnrad angeordnet ist. Ferner ist es denkbar, dass das zweite Ausgangszahnrad koaxial zu dem ersten Ausgangszahnrad angeordnet ist. Das Abtriebszahnrad kämmt permanent mit dem Achsgetriebeeingangsrad des Achsgetriebes. Insbesondere ist es denkbar, dass das Abtriebszahnrad als ein Kegelrad ausgebildet ist.The hybrid drive system also includes an output gear, which is, for example, a sixth gear of the hybrid drive system. The output gear wheel is permanently non-rotatably connected to the output shaft. It is preferably provided that the output gear wheel is arranged coaxially to the first output gear wheel and preferably also coaxially to the second output gear wheel. Furthermore, it is conceivable that the second output gear is arranged coaxially to the first output gear. The output gear constantly meshes with the final drive input gear of the final drive. In particular, it is conceivable that the output gear is designed as a bevel gear.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente wie beispielsweise das Abtriebszahnrad und die Abtriebswelle oder beispielsweise das zweite Element und das vierte Element drehfest miteinander verbunden sind, zu verstehen, dass die drehfest miteinander verbundenen Bauelemente koaxial zueinander angeordnet sind und sich insbesondere dann, wenn die Bauelemente angetrieben werden, gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig um eine den Bauelementen gemeinsame Bauelementdrehachse wie beispielsweise die erste Planetenradsatzdrehachse oder die zweite Planetenradsatzdrehachse mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, drehen. Unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente wie beispielsweise der Rotor und das eine Element drehmomentübertragend miteinander gekoppelt oder verbunden sind, ist zu verstehen, dass die Bauelemente derart miteinander gekoppelt oder verbunden sind, dass Drehmomente zwischen den Bauelementen übertragen werden können, wobei dann, wenn die Bauelemente drehfest miteinander verbunden sind, die Bauelemente auch drehmomentübertragend miteinander verbunden sind.In the context of the present disclosure, the feature that two components, such as the output gear wheel and the output shaft or, for example, the second element and the fourth element, are connected to one another in a rotationally fixed manner is to be understood as meaning that the components are rotationally fixed to one another connected components are arranged coaxially to one another and, in particular when the components are driven, rotate together or simultaneously about a component axis of rotation common to the components, such as the first planetary gear set axis of rotation or the second planetary gear set axis of rotation, at the same angular velocity, in particular relative to the housing. The feature that two components such as the rotor and one element are coupled or connected to one another in a torque-transmitting manner is to be understood as meaning that the components are coupled or connected to one another in such a way that torque can be transmitted between the components, and when the Components are connected to one another in a torque-proof manner, the components are also connected to one another in a torque-transmitting manner.
Unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente permanent drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, ist zu verstehen, dass nicht etwa ein Umschaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem die Bauelemente drehmomentübertragend miteinander verbindenden Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist, in welchem keine Drehmomente zwischen den Bauelementen übertragen werden können, sondern die Bauelemente sind stets beziehungsweise immer und somit permanent drehmomentübertragend, das heißt derart miteinander verbunden, dass ein Drehmoment zwischen den Bauelementen übertragen werden kann. Somit ist beispielsweise eines der Bauelemente von dem jeweils anderen Bauelement antreibbar beziehungsweise umgekehrt. Insbesondere ist unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente wie beispielsweise das zweite Element und das vierte Element permanent drehfest miteinander verbunden sind, zu verstehen, dass nicht etwa ein Umschaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem die Bauelemente drehfest miteinander verbindenden Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist, in welchem die Bauelemente voneinander entkoppelt und relativ zueinander drehbar sind, insbesondere um die Bauelementdrehachse, sodass beispielsweise keine Drehmomente zwischen den Bauelementen übertragen werden können, sondern die Bauelemente sind stets beziehungsweise immer, mithin permanent, drehfest miteinander verbunden oder gekoppelt. Somit ist im Rahmen der vorliegenden Offenbarung mit einer drehfesten Verbindung zweier insbesondere drehbar gelagerter Elemente gemeint, dass diese beiden Elemente koaxial zueinander angeordnet sind und derart miteinander verbunden sind, dass sie sich mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit drehen. Ferner ist unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente wie beispielsweise der Rotor der elektrischen Maschine und das eine Element drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, miteinander koppelbar oder verbindbar sind, zu verstehen, dass den Bauelementen ein auch als Schaltelement bezeichnetes Umschaltelement zugeordnet ist, welches zwischen einem Koppelzustand, in welchem die Bauelemente mittels des Umschaltelements drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, miteinander verbunden sind, und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist, in welchem die Bauelemente voneinander entkoppelt sind, sodass sich die Bauelemente insbesondere um die Bauelementdrehachse relativ zueinander drehen können und sodass insbesondere keine Drehmomente zwischen den Bauelementen übertragen werden können.The feature that two components are permanently connected to each other in a torque-transmitting manner means that a switching element is not provided, for example, which can be switched between a coupling state connecting the components to one another in a torque-transmitting manner and a decoupling state in which no torques can be transmitted between the components , but the components are always or always and thus permanently torque-transmitting, that is connected to each other in such a way that a torque can be transmitted between the components. Thus, for example, one of the components can be driven by the respective other component or vice versa. In particular, the feature that two components such as the second element and the fourth element are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner means that a switching element is not provided, which can be switched between a coupled state connecting the components with one another in a rotationally fixed manner and a decoupling state. in which the components are decoupled from one another and can be rotated relative to one another, in particular about the component axis of rotation, so that, for example, no torque can be transmitted between the components, but the components are always or always, therefore permanently, connected or coupled to one another in a torque-proof manner. Thus, within the scope of the present disclosure, a non-rotatable connection of two elements, in particular rotatably mounted elements, means that these two elements are arranged coaxially to one another and are connected to one another in such a way that they rotate at the same angular velocity. Furthermore, the feature that two components, such as the rotor of the electric machine and one element, can be coupled or connected to one another in a torque-transmitting manner, in particular in a torque-proof manner, means that the components are assigned a switching element, also known as a switching element, which switches between a coupling state , in which the components are connected to one another in a torque-transmitting manner, in particular non-rotatably, by means of the switching element, and a decoupling state can be switched over, in which the components are decoupled from one another, so that the components can rotate relative to one another, in particular about the component axis of rotation, and so that in particular no torques are generated between the Components can be transferred.
Das eine, zuvor genannte, mit dem Rotor der elektrischen Maschine drehmomentübertragend gekoppelte oder koppelbare Element wird im Folgenden auch als erstes Verbindungselement bezeichnet, sodass im Folgenden eindeutig auf das erste Verbindungselement Bezug genommen werden kann, wenn dies erforderlich sein sollte.The one element mentioned above that is coupled or can be coupled in a torque-transmitting manner to the rotor of the electric machine is also referred to below as the first connecting element, so that hereinafter the first connecting element can be clearly referred to if this should be necessary.
Das Hybridantriebssystem weist ein erstes Schaltelement auf, welches dazu ausgebildet ist, die Antriebswelle des Verbrennungsmotors drehfest mit einem der Elemente zu verbinden. Mit anderen Worten ist mittels des ersten Schaltelements die Antriebswelle drehfest mit einem der Elemente verbindbar. Das eine, mittels des ersten Schaltelements drehfest mit der beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildeten Antriebswelle des Verbrennungsmotors verbindbare Element wird im Folgenden auch als zweites Verbindungselement bezeichnet, um im Folgenden eindeutig auf das zweite Verbindungselement Bezug nehmen zu können, falls dies erforderlich sein sollte. Das zweite Verbindungselement kann das erste Verbindungselement sein, oder vorzugsweise ist das zweite Verbindungselement ein gegenüber dem ersten Verbindungselement anderes Element. Insbesondere kann das erste Schaltelement zwischen einem ersten Koppelzustand und einem ersten Entkoppelzustand umgeschaltet werden. In dem ersten Koppelzustand sind mittels des ersten Schaltelements die Antriebswelle und das zweite Verbindungselement drehfest miteinander verbunden, sodass sich die Antriebswelle und das zweite Verbindungselement gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig, das heißt mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit, insbesondere um eine der Planetenradsatzdrehachsen und/oder relativ zu dem Gehäuse, drehen oder drehen können, insbesondere dann, wenn beispielsweise die Antriebswelle das zweite Verbindungselement antreibt. In dem ersten Entkoppelzustand lässt das erste Schaltelement insbesondere um eine der Planetenradsatzdrehachsen erfolgende Relativdrehungen zwischen der Antriebswelle und dem zweiten Verbindungselement zu. Beispielsweise ist das erste Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den ersten Koppelzustand bewirkenden, ersten Koppelstellung und wenigstens einer den ersten Entkoppelzustand bewirkenden, ersten Entkoppelstellung bewegbar.The hybrid drive system has a first switching element, which is designed to connect the drive shaft of the internal combustion engine to one of the elements in a torque-proof manner. In other words, the drive shaft can be connected to one of the elements in a torque-proof manner by means of the first shifting element. The one element that can be connected non-rotatably to the drive shaft of the internal combustion engine, which is designed as a crankshaft, for example, by means of the first shifting element, is also referred to below as the second connecting element, in order to be able to clearly refer to the second connecting element in the following, if this should be necessary. The second connection element can be the first connection element, or preferably the second connection element is a different element than the first connection element. In particular, the first switching element can be switched between a first coupling state and a first decoupling state. In the first coupling state, the drive shaft and the second connecting element are connected to one another in a rotationally fixed manner by means of the first shifting element, so that the drive shaft and the second connecting element move together or simultaneously, i.e. at the same angular velocity, in particular about one of the axes of rotation of the planetary gear set and/or relative to the housing Can rotate or rotate, especially when, for example, the drive shaft drives the second connecting element. In the first decoupling state, the first shifting element allows relative rotations between the drive shaft and the second connecting element, in particular about one of the planetary gear set axes of rotation. For example, the first switching element, in particular translatory and / or relative to the Housing, movable between at least one first coupling position effecting the first coupling state and at least one first decoupling position effecting the first decoupling state.
Das Hybridantriebssystem umfasst außerdem ein zweites Schaltelement, welches dazu ausgebildet ist, das dritte Element drehfest mit dem fünften Element zu verbinden. Mit anderen Worten ist das dritte Element mittels des zweiten Schaltelements drehfest mit dem fünften Element verbindbar. Somit ist beispielsweise das zweite Schaltelement zwischen einem zweiten Koppelzustand und einem zweiten Entkoppelzustand umschaltbar. In dem zweiten Koppelzustand sind mittels des zweiten Schaltelements das dritte und das fünfte Element drehfest miteinander verbunden, sodass sich das dritte Element und das fünfte Element gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig, das heißt mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit, insbesondere um die erste Planetenradsatzdrehachse und die zweite Planetenradsatzdrehachse und/oder relativ zu dem Gehäuse, drehen oder drehen können, insbesondere dann, wenn das erste Teilgetriebe angetrieben wird. In dem zweiten Entkoppelzustand lässt das zweite Schaltelement insbesondere um die erste und/oder zweite Planetenradsatzdrehachse erfolgende Relativdrehungen zwischen dem dritten Element und dem fünften Element zu, sodass sich in dem zweiten Entkoppelzustand das dritte Element und das fünfte Element relativ zueinander drehen können, insbesondere um die erste beziehungsweise zweite Planetenradsatzdrehachse. Beispielsweise ist das zweite Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den zweiten Koppelzustand bewirkenden, zweiten Koppelstellung und wenigstens einer den zweiten Entkoppelzustand bewirkenden, zweiten Entkoppelstellung bewegbar.The hybrid drive system also includes a second switching element, which is designed to connect the third element to the fifth element in a rotationally fixed manner. In other words, the third element can be connected to the fifth element in a torque-proof manner by means of the second switching element. Thus, for example, the second switching element can be switched over between a second coupling state and a second decoupling state. In the second coupling state, the third and the fifth element are non-rotatably connected to one another by means of the second switching element, so that the third element and the fifth element move together or simultaneously, i.e. at the same angular velocity, in particular about the first planetary gear set axis of rotation and the second planetary gear set axis of rotation and/or or relative to the housing, rotate or can rotate, in particular when the first sub-transmission is driven. In the second decoupling state, the second shifting element allows relative rotations between the third element and the fifth element, in particular about the first and/or second axis of rotation of the planetary gear set, so that in the second decoupling state the third element and the fifth element can rotate relative to one another, in particular about the first or second planetary gear set axis of rotation. For example, the second switching element can be moved, in particular translationally and/or relative to the housing, between at least one second coupling position causing the second coupling state and at least one second uncoupling position causing the second uncoupling state.
Um nun eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit auf besonders bauraumgünstige Weise, das heißt einen besonders kompakten und somit bauraumgünstigen Aufbau des Hybridantriebssystems realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zweite Stirnradstufe in einer axialen Richtung betrachtet auf einer von der ersten Stirnradstufe abgewandten Seite des ersten Teilgetriebes angeordnet ist. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zweite Stirnradstufe auf einer in axialer Richtung von der ersten Stirnradstufe abgewandten Seite des ersten Teilgetriebes angeordnet ist.In order to be able to achieve a particularly advantageous drivability in a particularly space-saving manner, i.e. a particularly compact and therefore space-saving design of the hybrid drive system, it is provided according to the invention that the second spur gear stage, viewed in an axial direction, is on a side of the first spur gear stage that faces away from the first spur gear stage Sub-transmission is arranged. In other words, it is provided according to the invention that the second spur gear stage is arranged on a side of the first partial transmission that faces away from the first spur gear stage in the axial direction.
Die Begriffe „axial“ und „koaxial“ beziehen sich auf die jeweilige Planetenradsatzdrehachse, sodass die zuvor genannte, axiale Richtung mit der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse zusammenfällt. Beispielsweise im Hinblick auf die Abtriebswelle und das jeweilige Ausgangszahnrad ist unter einer koaxialen Anordnung des jeweiligen Ausgangszahnrads zu der Abtriebswelle zu verstehen, dass die Abtriebswelle und das jeweilige Ausgangszahnrad um eine gemeinsame Elementdrehachse insbesondere relativ zu dem Gehäuse, ganz besonders gleichzeitig, drehbar sind. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden auch als Ordinalia bezeichnete Ordnungszahlwörter wie zum Beispiel „erste“, „erstes“, „zweiter“, „zweites“ etc. nicht notwendigerweise verwendet, um eine Anzahl oder Menge anzugeben oder zu implizieren, sondern um eindeutig auf Begriffe referenzieren zu können, denen die Ordnungszahlwörter zugeordnet sind beziehungsweise auf die sich die Ordnungszahlwörter beziehen.The terms "axial" and "coaxial" refer to the respective planetary gear set axis of rotation, so that the aforementioned axial direction coincides with the respective planetary gear set axis of rotation. For example, with regard to the output shaft and the respective output gear wheel, a coaxial arrangement of the respective output gear wheel to the output shaft means that the output shaft and the respective output gear wheel can be rotated about a common element axis of rotation, in particular relative to the housing, very particularly simultaneously. In the context of the present disclosure, ordinal number words such as "first", "first", "second", "second" etc. are also not necessarily used to indicate or imply a number or quantity, but rather to unambiguously refer to terms to be able to reference to which the ordinal number words are assigned or to which the ordinal number words relate.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Schaltelement dazu ausgebildet, die Antriebswelle drehfest mit dem fünften Element zu verbinden. Mit anderen Worten handelt es sich somit vorzugszweise bei dem zweiten Verbindungselement um das fünfte Element, sodass es vorzugsweise vorgesehen ist, das mittels des ersten Schaltelements die Antriebswelle drehfest mit dem fünften Element verbindbar ist. Hierdurch können eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit und somit eine besonders vorteilhafte Mehrgängigkeit und somit Fahrbarkeit realisiert werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the first switching element is designed to connect the drive shaft to the fifth element in a rotationally fixed manner. In other words, the second connecting element is preferably the fifth element, so that it is preferably provided that the drive shaft can be connected to the fifth element in a torque-proof manner by means of the first shifting element. As a result, a particularly advantageous shiftability and thus a particularly advantageous multi-speed and thus drivability can be realized.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Rotor der elektrischen Maschine derart permanent mit dem ersten Element gekoppelt ist, das das jeweilige, von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitgestellte oder bereitstellbare, zweite Antriebsdrehmoment an dem ersten Element in das Getriebe einleitbar ist. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass es sich bei dem ersten Verbindungselement um das erste Element des ersten Planetenradsatzes handelt. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Übersetzung und somit eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit auf bauraumgünstige Weise dargestellt werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the rotor of the electrical machine is permanently coupled to the first element in such a way that the respective second drive torque provided or that can be provided by the electrical machine via the rotor is transmitted to the first element in the transmission can be initiated. In other words, it is preferably provided that the first connecting element is the first element of the first planetary gear set. As a result, a particularly advantageous translation and thus a particularly advantageous drivability can be achieved in a way that is economical in terms of installation space.
Um den Bauraumbedarf, die Kosten und das Gewicht gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass insgesamt genau zwei Planetenradsätze vorgesehen sind, nämlich der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Hybridantriebssystem insgesamt genau, das heißt ausschließlich zwei Planetenradsätze aufweist, nämlich den ersten Planetenradsatz und den zweiten Planetenradsatz.In order to be able to keep the space requirement, the costs and the weight low, it is provided in a further embodiment of the invention that a total of exactly two planetary gear sets are provided, namely the first planetary gear set and the second planetary gear set. In other words, it is preferably provided that the hybrid drive system as a whole has precisely, ie exclusively, two planetary gear sets, namely the first planetary gear set and the second planetary gear set.
Ganz vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das erste Element das erste Sonnenrad, das zweite Element der erste Planetenträger und das dritte Element das erste Hohlrad ist. Alternativ oder zusätzlich ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das vierte Element das zweite Sonnenrad, das fünfte Element der zweite Planetenträger und das sechste Element das dritte Hohlrad ist.Provision is very preferably made for the first element to be the first sun gear, the second element to be the first planet carrier and the third element to be the first ring gear. Alternatively or additionally, it is preferably provided that the fourth element, the second sun gear, the fifth element of second planet carrier and the sixth element is the third ring gear.
In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Hybridantriebssystem ein drittes Schaltelement auf, welches dazu ausgebildet ist, das dritte Element drehfest mit dem Gehäuse des Hybridantriebssystems zu verbinden. Dies bedeutet, dass mittels des dritten Schaltelements das dritte Element drehfest mit dem Gehäuse verbindbar ist. Das dritte Schaltelement ist somit beispielsweise zwischen einem dritten Koppelzustand und einem dritten Entkoppelzustand umschaltbar. Im dem dritten Koppelzustand ist mittels des dritten Schaltelements das dritte Element drehfest mit dem Gehäuse verbunden, sodass zumindest um die erste Planetenradsatzdrehachse erfolgende Relativdrehungen zwischen dem dritten Element und dem Gehäuse unterbunden sind. In dem dritten Entkoppelzustand lässt das dritte Schaltelement insbesondere um die erste Planetenradsatzdrehachse erfolgende Relativdrehungen zwischen dem dritten Element und dem Gehäuse zu. Beispielsweise ist das dritte Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den dritten Koppelzustand bewirkenden, dritten Koppelstellung und wenigstens einer den dritten Entkoppelzustand bewirkenden, dritten Entkoppelstellung bewegbar. Durch Verwendung des dritten Schaltelements können eine besonderes vorteilhafte Schaltbarkeit und somit eine besonders vorteilhafte Mehrgängigkeit des Hybridantriebs realisiert werden, sodass sich ein besonders vorteilhafter Antrieb darstellen lässt.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, the hybrid drive system has a third switching element which is designed to connect the third element to the housing of the hybrid drive system in a torque-proof manner. This means that the third switching element can be connected to the housing in a torque-proof manner by means of the third switching element. The third switching element can thus be switched between a third coupling state and a third decoupling state, for example. In the third coupling state, the third element is non-rotatably connected to the housing by means of the third switching element, so that relative rotations between the third element and the housing occurring at least about the first planetary gear set axis of rotation are prevented. In the third decoupling state, the third shifting element allows relative rotations between the third element and the housing, in particular about the first planetary gear set axis of rotation. For example, the third switching element can be moved, in particular translationally and/or relative to the housing, between at least one third coupling position causing the third coupling state and at least one third uncoupling position causing the third uncoupling state. By using the third shifting element, a particularly advantageous shiftability and thus a particularly advantageous multi-speed capability of the hybrid drive can be implemented, so that a particularly advantageous drive can be produced.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich durch ein viertes Schaltelement aus, welches dazu ausgebildet ist, die Antriebswelle drehfest mit dem ersten Element zu verbinden. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Antriebswelle mittels des vierten Schaltelements drehfest mit dem ersten Element verbindbar ist. Beispielsweise ist das vierte Schaltelement zwischen einem vierten Koppelzustand und einem vierten Entkoppelzustand umschaltbar. In dem vierten Koppelzustand ist mittels des vierten Schaltelements die Antriebswelle drehfest mit dem ersten Element verbunden, sodass das erste Element und die Antriebswelle insbesondere um die erste Planetenradsatzdrehachse gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig und vorzugsweise relativ zu dem Gehäuse drehen oder drehen können, insbesondere dann, wenn die Antriebswelle das erste Element antreibt. in dem vierten Entkoppelzustand lässt das vierte Schaltelement insbesondere um die erste Planetenradsatzdrehachse erfolgende Relativdrehungen zwischen der Antriebswelle und dem ersten Element zu. Beispielsweise ist somit die Antriebswelle koaxial zu dem ersten Planetenradsatz und/oder zu dem zweiten Planetenradsatz angeordnet. Beispielsweise ist das vierte Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den vierten Koppelzustand bewirkenden, vierten Koppelstellung und wenigstens einer den vierten Entkoppelzustand bewirkenden, vierten Entkoppelstellung bewegbar.A further embodiment is characterized by a fourth switching element, which is designed to connect the drive shaft to the first element in a rotationally fixed manner. In other words, it is preferably provided that the drive shaft can be connected to the first element in a torque-proof manner by means of the fourth shifting element. For example, the fourth switching element can be switched over between a fourth coupling state and a fourth decoupling state. In the fourth coupling state, the drive shaft is non-rotatably connected to the first element by means of the fourth shifting element, so that the first element and the drive shaft can rotate or rotate in particular about the first planetary gear set axis of rotation together or simultaneously and preferably relative to the housing, in particular when the drive shaft drives the first element. In the fourth decoupling state, the fourth shifting element permits relative rotations between the drive shaft and the first element, in particular about the first planetary gear set axis of rotation. For example, the drive shaft is thus arranged coaxially to the first planetary gear set and/or to the second planetary gear set. For example, the fourth switching element can be moved, in particular translationally and/or relative to the housing, between at least one fourth coupling position causing the fourth coupling state and at least one fourth uncoupling position causing the fourth uncoupling state.
Um den Bauraumbedarf des Hybridantriebssystems insbesondere in axialer Richtung besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das vierte Schaltelement axial überlappend zu der elektrischen Maschine angeordnet ist.In order to be able to keep the installation space requirement of the hybrid drive system particularly small, particularly in the axial direction, it is provided in a further embodiment of the invention that the fourth switching element is arranged so that it overlaps axially with respect to the electric machine.
Insbesondere ist unter dem Merkmal „axial überlappend“ folgendes zu verstehen: Zwei Elemente wie beispielsweise das vierte Schaltelement und die elektrische Maschine, insbesondere der Rotor, sind axial überlappend angeordnet, wenn sie in Bereichen gleicher axialer Koordinaten angeordnet sind. Somit existiert im Hinblick auf zwei axial überlappend angeordnete Elemente zumindest eine radial angeordnete, das heißt in radialer Richtung und somit senkrecht zur jeweiligen Planetenradsatzdrehachse verlaufende Gerade, die sowohl das eine als auch das andere der axial überlappend angeordneten Elemente durchdringt beziehungsweise schneidet.In particular, the feature “axially overlapping” means the following: Two elements such as the fourth switching element and the electric machine, in particular the rotor, are arranged in an axially overlapping manner if they are arranged in areas with the same axial coordinates. Thus, with regard to two axially overlapping elements, there is at least one radially arranged straight line, i.e. running in the radial direction and thus perpendicular to the respective planetary gear set axis of rotation, which penetrates or intersects both the one and the other of the axially overlapping elements.
Um eine besonders vorteilhafte Mehrgängigkeit und somit eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit und einen besonders vorteilhaften Antrieb realisieren zu können, umfasst das Hybridantriebssystem in einer weiteren Ausgestaltung ein fünftes Schaltelement vorgesehen, welches dazu ausgebildet ist, das sechste Element drehfest mit dem zweiten Eingangszahnrad zu verbinden. Mit anderen Worten ist mittels des fünften Schaltelements das sechste Element drehfest mit dem zweiten Eingangszahnrad verbindbar. Somit ist beispielsweise das fünfte Schaltelement zwischen einem fünften Koppfelzustand und einem fünften Entkoppelzustand umschaltbar. In dem fünften Koppelzustand ist mittels des fünften Schaltelements das sechste Element drehfest mit dem zweiten Eingangszahnrad verbunden, sodass das sechste Element und das zweite Eingangszahnrad gleichzeitig beziehungsweise gemeinsam insbesondere um die zweite Planetenradsatzdrehachse sowie vorzugsweise relativ zu dem Gehäuse drehen oder drehen können, insbesondere dann, wenn das zweite Eingangszahnrad das sechste Element antreibt oder umgekehrt. In dem fünften Entkoppelzustand lässt das fünfte Schaltelement insbesondere um die zweite Planetenradsatzdrehachse erfolgende Relativdrehungen zwischen dem sechsten Element und dem zweiten Eingangszahnrad zu. Somit ist es ferner vorzugsweise vorgesehen, dass das sechste Element und das zweite Eingangszahnrad koaxial zueinander angeordnet sind. Beispielsweise ist das fünfte Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den fünften Koppelzustand bewirkenden, fünften Koppelstellung und wenigstens einer den fünften Entkoppelzustand bewirkenden, fünften Entkoppelstellung bewegbar.In order to be able to realize a particularly advantageous multi-speed and thus a particularly advantageous driveability and a particularly advantageous drive, the hybrid drive system comprises a fifth shifting element in a further embodiment, which is designed to non-rotatably connect the sixth element to the second input gear. In other words, the sixth element can be connected in a torque-proof manner to the second input gear wheel by means of the fifth shifting element. Thus, for example, the fifth switching element can be switched over between a fifth coupling state and a fifth decoupling state. In the fifth coupling state, the sixth element is non-rotatably connected to the second input gear by means of the fifth switching element, so that the sixth element and the second input gear can rotate or rotate simultaneously or jointly, in particular about the second planetary gear set axis of rotation and preferably relative to the housing, in particular when the second input gear drives the sixth element or vice versa. In the fifth decoupling state, the fifth shifting element allows relative rotations between the sixth element and the second input gear wheel, in particular about the second planetary gear set axis of rotation. Thus, it is further preferably provided that the sixth element and the second input gear are arranged coaxially to one another. For example, the fifth Switching element, in particular translatory and/or movable relative to the housing, between at least one fifth coupling position causing the fifth coupling state and at least one fifth uncoupling position causing the fifth uncoupling state.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Hybridantriebssystem ein sechstes Schaltelement auf, welches dazu ausgebildet ist, das erste Ausgangszahnrad drehfest mit der Abtriebswelle zu verbinden. Mit anderen Worten ist mittels des sechsten Schaltelements das erste Ausgangszahnrad drehfest mit der Abtriebswelle verbindbar. Hierzu ist beispielsweise das sechste Schaltelement zwischen einem sechsten Entkoppelzustand und einem sechsten Koppelzustand umschaltbar. In dem sechsten Koppelzustand ist mittels des sechsten Schaltelements das erste Ausgangszahnrad drehfest mit der Abtriebswelle verbunden. In dem sechsten Entkoppelzustand lässt das sechste Schaltelement Relativdrehungen zwischen dem ersten Ausgangszahnrad und der Abtriebswelle zu, wobei diese Relativdrehungen beispielsweise um eine Abtriebswellendrehachse erfolgen, um welche die Abtriebswelle insbesondere relativ zu dem Gehäuse drehbar ist. Beispielsweise ist das sechste Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den sechsten Koppelzustand bewirkenden, sechsten Koppelstellung und wenigstens einer den sechsten Entkoppelzustand bewirkenden, sechsten Entkoppelstellung bewegbar. Hierdurch können eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit und Mehrgängigkeit des Hybridantriebssystems dargestellt werden.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, the hybrid drive system has a sixth shifting element, which is designed to connect the first output gear wheel to the output shaft in a rotationally fixed manner. In other words, the first output gear wheel can be connected to the output shaft in a torque-proof manner by means of the sixth shifting element. For this purpose, for example, the sixth switching element can be switched over between a sixth decoupling state and a sixth coupling state. In the sixth coupling state, the first output gear is non-rotatably connected to the output shaft by means of the sixth shifting element. In the sixth decoupling state, the sixth shifting element permits relative rotations between the first output gear wheel and the output shaft, these relative rotations taking place, for example, about an output shaft axis of rotation about which the output shaft can be rotated in particular relative to the housing. For example, the sixth switching element can be moved, in particular translationally and/or relative to the housing, between at least one sixth coupling position causing the sixth coupling state and at least one sixth uncoupling position causing the sixth uncoupling state. As a result, a particularly advantageous shiftability and multiple speeds of the hybrid drive system can be achieved.
Um einen besonders kompakten Aufbau des Hybridantriebssystem realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in einer axialen Richtung und somit entlang der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse betrachtet das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement, das vierte Schaltelement, das fünfte Schalelement und das sechste Schalelement in folgender Reihenfolge nacheinander, das heißt aufeinanderfolgend angeordnet sind: das erste Schaltelement - das vierte Schaltelement - das fünfte Schaltelement - das sechste Schaltelement - das dritte Schaltelement - das zweite Schaltelement. Somit ist vorzugsweise vorgesehen, dass sich in axialer Richtung und somit entlang der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse betrachtet das vierte Schaltelement an das erste Schaltelement, das fünfte Schaltelement an das vierte Schaltelement, das sechste Schaltelement an das fünfte Schaltelement, das dritte Schaltelement an das sechste Schaltelement und das zweite Schaltelement an das dritte Schaltelement anschließt.In order to be able to implement a particularly compact design of the hybrid drive system, it is provided in a further embodiment of the invention that viewed in an axial direction and thus along the respective planetary gear set axis of rotation, the first shifting element, the second shifting element, the third shifting element, the fourth shifting element, the fifth The switching element and the sixth switching element are arranged one after the other in the following order, ie one after the other: the first switching element - the fourth switching element - the fifth switching element - the sixth switching element - the third switching element - the second switching element. It is therefore preferably provided that, viewed in the axial direction and thus along the respective axis of rotation of the planetary gearset, the fourth shifting element is attached to the first shifting element, the fifth shifting element to the fourth shifting element, the sixth shifting element to the fifth shifting element, the third shifting element to the sixth shifting element and the second switching element connects to the third switching element.
Um einen besonders kompakten Aufbau des Hybridantriebssystems darstellen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in axialer Richtung und somit entlang der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse betrachtet ein Rotorrad der elektrischen Maschine, die erste Stirnradstufe, das erste Teilgetriebe und die zweite Stirnradradstufe in der genannten Reihenfolge, das heißt in folgender Reihenfolge nacheinander angeordnet sind: Das Rotorrad - die erste Stirnradstufe - das erste Teilgetriebe - die zweite Stirnradstufe. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in axialer Richtung und somit entlang der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse betrachtet sich die erste Stirnradstufe an das Rotorrad, das erste Teilgetriebe an die erste Stirnradstufe und die zweite Stirnradstufe an das erste Teilgetriebe anschließt. Insbesondere handelt es sich bei dem Rotorrad um ein siebtes Zahnrad des Hybridantriebssystems, wobei das siebte Zahnrad ein Stirnrad sein kann. Insbesondere ist es denkbar, dass der Rotor mittels des Rotorrads, das heißt über das Rotorrad drehmomentübertragend mit dem ersten Verbindungselement gekoppelt oder koppelbar ist. Insbesondere ist es denkbar, dass der Rotor über das Rotorrad, insbesondere permanent, drehmomentübertragend mit dem ersten Verbindungselement gekoppelt ist. Hierzu ist beispielsweise ein insbesondere als Stirnrad ausgebildetes, achtes Zahnrad drehmomentübertragen, insbesondere drehfest, mit dem ersten Verbindungselement verbindbar oder verbunden. Insbesondere ist es denkbar, dass das achte Zahnrad, insbesondere permanent, drehfest mit dem ersten Verbindungselement verbunden ist. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass das achte Zahnrad, insbesondere permanent, mit dem Rotorrad kämmt, mithin, insbesondere permanent, mit dem Rotorrad in Eingriff steht. Somit ist es denkbar, dass das Rotorrad und das achte Zahnrad eine insbesondere zusätzlich zu der ersten Stirnradstufe und zusätzlich zu der zweiten Stirnradstufe vorgesehene, dritte Stirnradstufe bilden. Insbesondere ist es denkbar, dass das achte Zahnrad koaxial zu dem ersten Verbindungselement angeordnet ist, sodass insbesondere dann, wenn das achte Zahnrad nicht drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, das achte Zahnrad um die erste Planetenradsatzdrehachse und/oder die zweite Planetenradsatzdrehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar ist.In order to be able to present a particularly compact design of the hybrid drive system, it is provided in a further embodiment of the invention that viewed in the axial direction and thus along the respective planetary gear set axis of rotation, a rotor wheel of the electric machine, the first spur gear stage, the first partial transmission and the second spur gear stage in the The order mentioned, that is to say they are arranged one after the other in the following order: The rotor wheel - the first spur gear stage - the first sub-transmission - the second spur gear stage. Thus, it is preferably provided that viewed in the axial direction and thus along the respective planetary gear set axis of rotation, the first spur gear stage is connected to the rotor wheel, the first partial transmission to the first spur gear stage and the second spur gear stage to the first partial transmission. In particular, the rotor wheel is a seventh gear wheel of the hybrid drive system, it being possible for the seventh gear wheel to be a spur gear. In particular, it is conceivable that the rotor is coupled or can be coupled to the first connecting element in a torque-transmitting manner by means of the rotor wheel, that is to say via the rotor wheel. In particular, it is conceivable that the rotor is coupled via the rotor wheel, in particular permanently, to the first connecting element in a torque-transmitting manner. For this purpose, for example, an eighth gear wheel, designed in particular as a spur gear, can be or is connected to the first connecting element in a torque-transmitting manner, in particular in a rotationally fixed manner. In particular, it is conceivable that the eighth gear wheel is connected to the first connecting element in a torque-proof manner, in particular permanently. It is particularly conceivable that the eighth gearwheel meshes with the rotor wheel, in particular permanently, and is therefore, in particular permanently, in engagement with the rotor wheel. It is thus conceivable that the rotor wheel and the eighth gear wheel form a third spur gear stage, which is provided in particular in addition to the first spur gear stage and in addition to the second spur gear stage. In particular, it is conceivable that the eighth gear wheel is arranged coaxially to the first connecting element, so that in particular when the eighth gear wheel is not connected to the housing in a rotationally fixed manner, the eighth gear wheel rotates around the first planetary gear set axis of rotation and/or the second planetary gear set axis of rotation relative to the housing is rotatable.
Um einen besonders bauraumgünstigen Aufbau des Hybridantriebssystems realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebswelle koaxial zu dem ersten Teilgetriebe und somit koaxial zu dem ersten Planetenradsatz und vorzugsweise auch koaxial zu dem zweiten Planetenradsatz angeordnet ist. Dabei ist das Abtriebszahnrad vorzugsweise axial, das heißt in axialer Richtung und somit entlang der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse betrachtet zwischen dem Vebrennungsmotor und dem ersten Teilgetriebe angeordnet. Mit anderen Worten ist vorzugsweise das Abtriebszahnrad in einer Ebene angeordnet, welche senkrecht zur axialen Richtung und somit senkrecht zur jeweiligen Planetenradsatzdrehachse verläuft, wobei die Ebene in axialer Richtung und somit entlang der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse betrachtet zwischen dem Verbrennungsmotor und dem ersten Teilgetriebe angeordnet ist. Um insbesondere in axialer Richtung einen besonders bauraumgünstigen Aufbau des Hybridantriebssystems realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das erste Schaltelement axial überlappend zu der elektrischen Maschine, insbesondere zu dem Rotor und/oder zu dem Stator, angeordnet ist.In order to be able to realize a particularly space-saving construction of the hybrid drive system, it is provided in a further embodiment of the invention that the drive shaft is arranged coaxially to the first partial transmission and thus coaxially to the first planetary gear set and preferably also coaxially to the second planetary gear set. In this case, the driven gear wheel is preferably axial, that is to say viewed in the axial direction and thus along the respective planetary gear set axis of rotation between the internal combustion engine and the first part gear arranged. In other words, the output gear wheel is preferably arranged in a plane which runs perpendicularly to the axial direction and thus perpendicularly to the respective planetary gear set axis of rotation, the plane being arranged between the internal combustion engine and the first partial transmission when viewed in the axial direction and thus along the respective planetary gear set axis of rotation. In order to be able to realize a particularly space-saving design of the hybrid drive system, particularly in the axial direction, it is provided in a further embodiment of the invention that the first switching element is arranged so that it overlaps axially with respect to the electrical machine, in particular the rotor and/or the stator.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet sein kann. Das Kraftfahrzeug weist ein Hybridantriebssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Das Kraftfahrzeug ist mittels des Hybridantriebssystems antreibbar. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, which can be embodied, for example, as a motor vehicle, in particular as a passenger car. The motor vehicle has a hybrid drive system according to the first aspect of the invention. The motor vehicle can be driven by the hybrid drive system. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
Insbesondere ermöglicht die Erfindung eine Ausgestaltung des Hybridantriebssystems beziehungsweise des Getriebes als ein Mehrstufengetriebe insbesondere auf Basis von gekoppelten Planetenradsätzen in Form des ersten Planetenradsatzes und des zweiten Planetenradsatzes, insbesondere in achsparalleler Ausführung. Die Erfindung ermöglicht es dabei insbesondere, die Verlustleistung besonders gering halten zu können. Beispielsweise können bis zu 6 hybridische beziehungsweise Verbrennungsmotorische Vorfährtsgänge und ein hybridischer Rückwärtsgang realisiert werden. Außerdem können beispielsweise wenigstens oder genau zwei elektrische Gänge und diverse stufenlose Fahrbereiche realisiert werden. Außerdem ermöglicht die Erfindung die Realisierung einer besonders großen Spreizung. Vorzugsweise sind die Planetenradsätze als Einfachplanetenradsätze ausgebildet. Mindestens eines der Schaltelemente kann als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klauenkupplung, ausgebildet sein, insbesondere mit oder ohne Synchronisiereinheit, wodurch Verluste besonders gering gehalten werden können. Die elektrische Maschine kann koaxial zu den Planetenradsätzen angeordnet sein. Ferner ist eine achsparallele Anordnung der elektrischen Maschine denkbar. Bei der koaxialen Anordnung der elektrischen Maschine fällt die Maschinendrehachse mit der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse zusammen. Bei der achsparallelen verläuft die Maschinendrehachse parallel zur jeweiligen Planetenradsatzdrehachse, wobei die Maschinendrehachse von der jeweiligen Planetenradsatzdrehachse beabstandet ist. Weitere formschlüssige Schaltelemente, insbesondere Klauenschaltelemente, sind denkbar, wodurch Verluste besonders gering gehalten werden können. Die Erfindung ermöglicht außerdem die Realisierung vorteilhafter Verzahnungswirkungsgrade.In particular, the invention enables the hybrid drive system or the transmission to be configured as a multi-speed transmission, in particular based on coupled planetary gear sets in the form of the first planetary gear set and the second planetary gear set, in particular in an axially parallel design. The invention makes it possible in particular to be able to keep the power loss particularly low. For example, up to 6 hybrid or combustion engine-based priority gears and one hybrid reverse gear can be implemented. In addition, for example, at least or exactly two electric gears and various stepless driving ranges can be implemented. In addition, the invention enables a particularly large spread to be implemented. The planetary gear sets are preferably designed as simple planetary gear sets. At least one of the shifting elements can be designed as a positive-locking shifting element, in particular as a claw clutch, in particular with or without a synchronizing unit, as a result of which losses can be kept particularly low. The electric machine can be arranged coaxially to the planetary gear sets. Furthermore, an axis-parallel arrangement of the electrical machine is conceivable. With the coaxial arrangement of the electric machine, the machine axis of rotation coincides with the respective planetary gear set axis of rotation. In the paraxial, the machine axis of rotation runs parallel to the respective planetary gear set axis of rotation, the machine axis of rotation being spaced from the respective planetary gear set axis of rotation. Other form-fit shifting elements, in particular claw shifting elements, are conceivable, as a result of which losses can be kept particularly low. The invention also makes it possible to achieve advantageous gearing efficiencies.
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.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the leave invention.
Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Hybridantriebssystems für ein Kraftfahrzeug; -
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Hybridantriebssystems; und -
3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des Hybridantriebssystems.
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1 a schematic representation of a first embodiment of a hybrid drive system for a motor vehicle; -
2 a schematic representation of a second embodiment of the hybrid drive system; and -
3 a schematic representation of a third embodiment of the hybrid drive system.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figures.
Das Hybridantriebssystem 10 umfasst außerdem ein auch als Hauptgetriebe bezeichnetes Getriebe 44, welches ein erstes Teilgetriebe 46 und ein zweites Teilgetriebe 48 aufweist. Das erste Teilgetriebe 46 weist einen ersten Planetenradsatz 50 und einen zweiten Planetenradsatz 52 auf, welche vorliegend koaxial zueinander angeordnet sind. Der erste Planetenradsatz 50 weist ein erstes Element 54 in Form eines ersten Sonnenrades, ein zweites Element 56 in Form eines ersten Planetenträgers, welcher auch als erster Steg bezeichnet wird, und ein drittes Element 58 in Form eines ersten Hohlrades auf. Außerdem weist der erste Planetenradsatz 50 erste Planetenräder 60 auf, welche hier drehbar an dem ersten Planetenträger 56 gelagert sind und gleichzeitig sowohl mit dem ersten Sonnenrad 54 als auch mit dem ersten Hohlrad 58 kämmen. Der zweite Planetenradsatz 52 weist ein viertes Element 62 in Form eines zweiten Sonnenrades, ein fünftes Element 64 in Form eines zweiten Planetenträgers und ein sechstes Element 66 in Form eines zweiten Hohlrades auf. Außerdem weist der zweite Planetenradsatz 52 zweite Planetenräder 68 auf, welche hier drehbar an dem Planetenträger 64 gelagert sind und gleichzeitig sowohl mit dem zweiten Sonnenrad 62 als auch mit dem Hohlrad 66 kämmen. Bei der ersten Ausführungsform ist das erste Sonnenrad das erste Element 54, der erste Planetenträger das zweite Element 56 und das erste Hohlrad das dritte Element 58. Außerdem ist das zweite Sonnenrad das vierte Element 62, der zweite Planetenträger das fünfte Element 64 und das zweite Hohlrad das sechste Element 66. Dabei ist das zweite Element (erster Planetenträger) 56 permanent drehfest mit dem vierten Element (zweites Sonnenrad) 62 verbunden.The
Das zweite Teilgetriebe 48 weist eine erste Stirnradstufe 70 auf. Außerdem umfasst das zweite Teilgetriebe 48 eine Abtriebswelle 72, welche insbesondere um eine Abtriebswellendrehachse relativ zu dem Gehäuse 28 drehbar ist. Insbesondere dann, wenn das jeweilige Element nicht drehfest mit dem Gehäuse 28 verbunden ist, ist das jeweilige Element um eine Planetenradsatzdrehachse relativ zu dem Gehäuse 28 drehbar. Die Planetenradsatzdrehachse ist eine den Planetenradsätzen 50 und 52 gemeinsame Planetenradsatzdrehachse, da die Planetenradsätze 50 und 52 koaxial zueinander angeordnet sind. Bei der ersten Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor 16 beziehungsweise die Antriebswelle 21 koaxial zu dem Planetenradsätzen 50 und 52 angeordnet, sodass die Antriebswellendrehachse mit der Planetenradsatzdrehachse zusammenfällt. Die Abtriebswelle 72 ist achsparallel zu den Planetenradsätzen 50 und 52 und auch achsparallel zur Antriebswelle 21 angeordnet, sodass die Abtriebswellendrehachse parallel zur Planetenradsatzdrehachse und parallel zur Antriebswellendrehachse verläuft und von der Planetenradsatzdrehachse und von der Antriebswellendrehachse beabstandet ist. Die elektrische Maschine 22, das heißt ihr Rotor 26, ist achsparallel zur Abtriebswelle 72, achsparallel zu dem Planetenradsätzen 50 und 52 und achsparallel zum Verbrennungsmotor 16 angeordnet, sodass die Maschinendrehachse parallel zur Abtriebswellendrehachse, parallel zur Planetenradsatzdrehachse und parallel zur Antriebswellendrehachse verläuft und von der Abtriebswellendrehachse, von der Planetenradsatzdrehachse und von der Antriebswellendrehachse beabstandet ist. Vorliegend verläuft auch die Achsgetriebedrehachse parallel zur Maschinendrehachse, parallel zur Abtriebswellendrehachse, parallel zur Planetenradsatzdrehachse und parallel zur Antriebswellendrehachse und ist von diesen beabstandet, sodass das Achsgetriebe 30 achsparallel zur Abtriebswelle 72, zur elektrischen Maschine 22, zum Verbrennungsmotor 16 beziehungsweise zur Antriebswelle 21 und zu den Planetenradsätzen 50 und 52 angeordnet ist.The second
Die erste Stirnradstufe 70 weist ein erstes Ausgangszahnrad 74 auf, welches koaxial zu der Abtriebswelle 72 angeordnet ist. Bei der ersten Ausführungsform ist das Ausgangszahnrad 74, insbesondere permanent, drehfest mit der Abtriebswelle 72 verbunden. Ferner ist es denkbar, dass das Ausgangszahnrad 74 auf der Abtriebswelle 72 angeordnet ist. Die erste Stirnradstufe 70 umfasst außerdem ein Eingangszahnrad 76, welches, insbesondere permanent, mit dem ersten Ausgangszahnrad 74 kämmt. Bei der ersten Ausführungsform ist das erste Eingangszahnrad 76, insbesondere permanent, drehfest mit dem ersten Element (erstes Sonnenrad 54) verbunden.The first
Das zweite Teilgetriebe 48 umfasst außerdem eine zweite Stirnradstufe 86, welche ein zweites Ausgangszahnrad 88 und ein zweites Eingangszahnrad 90 aufweist. Das Ausgangszahnrad 88 ist koaxial zu der Abtriebswelle 72 angeordnet. Bei der ersten Ausführungsform ist das Ausgangszahnrad 88, insbesondere permanent, drehfest mit der Abtriebswelle 72 verbunden. Insbesondere kann das Ausgangszahnrad 88 auf der Abtriebswelle 72 angeordnet sein. Das zweite Eingangszahnrad 90 kämmt permanent mit dem Ausgangszahnrad 88. Das zweite Eingangszahnrad 90 ist drehfest mit dem sechsten Element (Hohlrad 66) verbindbar.The second
Bei der ersten Ausführungsform ist der Rotor 26 derart permanent mit dem ersten Element (Sonnenrad 54) drehmomentübertragend gekoppelt, dass das jeweilige, von der elektrischen Maschine 22 über Ihren Rotor 26 bereitgestellte oder bereitstellbare, zweite Antriebsdrehmoment oder ein daraus resultierendes Drehmoment an dem ersten Element (Sonnenrad 54), das heißt über das Sonnenrad 54 in das Getriebe 44 eingeleitet werden kann. Das Hybridantriebssystem 10 umfasst außerdem ein Abtriebszahnrad 78, welches permanent drehfest mit der Abtriebswelle 72 verbunden ist. Dabei kämmt das Abtriebszahnrad 78 permanent mit dem Achsgetriebeeingangsrad 34.In the first embodiment, the
Das Hybridantriebssystem 10 umfasst ein erstes Schaltelement 80, mittels welchem die Antriebswelle 21 des Verbrennungsmotor 16 drehfest mit einem der Elemente verbindbar ist. Das eine, mittels des ersten Schaltelements 80 drehfest mit der Antriebswelle 21 verbindbare Element wird auch als Verbindungselement bezeichnet und ist vorliegend das fünfte Element (zweiter Planetenträger) 64, sodass bei der ersten Ausführungsform mittels des ersten Schaltelements 80 der zweite Planetenträger drehfest mit der Antriebswelle 21 verbindbar ist. Das Hybridantriebssystem 10 umfasst außerdem ein zweites Schaltelement 82, mittels welchem das dritte Element (erstes Hohlrad) 58 drehfest mit dem fünften Element (zweiter Planetenträger) 64 verbindbar ist.The
Um nun auf besonders bauraumgünstige Weise einen besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, ist die zweite Stirnradstufe 86 in axialer Richtung betrachtet auf einer von der ersten Stirnradstufe 70 abgewandten Seite S des ersten Teilgetriebes 46, insbesondere des zweiten Planentenradsatzes 52, angeordnet. Mit anderen Worten ist die zweite Stirnradstufe 86 auf der in axialer Richtung des jeweiligen Planetenradsatzes 50, 52 und somit entlang der Planetenradsatzdrehachse betrachtet von der ersten Stirnradstufe 70 abgewandten beziehungsweise wegweisenden Seite S des Teilgetriebes 46, insbesondere des zweiten Planetenradsatzes 52, angeordnet. Es ist erkennbar, dass das Hybridantriebssystem 10 insgesamt genau zwei Planetenradsätze aufweist, nämlich den ersten Planetenradsatz 50 und den zweiten Planentenradsatz 52.In order to be able to achieve particularly advantageous drivability in a particularly space-saving manner, the second
Das Hybridantriebssystem 10 umfasst außerdem ein drittes Schaltelement 84, mittels welchem das dritte Element (erstes Hohlrad) 58 drehfest mit dem Gehäuse 28 verbindbar ist. Des Weiteren umfasst das Hybridantriebssystem 10 ein viertes Schaltelement 92, mittels welchem die Antriebswelle 21 drehfest mit dem ersten Element (erstes Sonnenrad) 54 verbindbar ist. Um insbesondere in axialer Richtung des jeweiligen Planetenradsatzes 50, 52 und somit entlang der Planetenradsatzdrehachse betrachtet den Bauraumbedarf des Hybridantriebssystems 10 besonders geringhalten zu können, ist es vorgesehen, dass das vierte Schaltelement 92 axial überlappend zu der elektrischen Maschine 22 angeordnet ist.The
Das Hybridantriebssystem 10 umfasst außerdem ein fünftes Schaltelement 94, mittels welchem das sechste Element (zweites Hohlrad) 66 drehfest mit dem zweiten Eingangszahnrad 90 verbindbar ist. Vorgesehen ist auch ein sechstes Schaltelement 96, mittels welchem das erste Ausgangszahnrad 74 drehfest mit der Abtriebswelle 72 verbindbar ist. Das Ausgangszahnrad 74 ist beispielsweise auf der Abtriebswelle 72 angeordnet. Insbesondere ist das Ausgangszahnrad 74 koaxial zur Abtriebswelle 72 angeordnet.The
Bei der ersten Ausführungsform sind die Schaltelemente 80, 82, 84, 92, 94 und 96 in axialer Richtung und somit entlang der Planetenradsatzdrehachse betrachtet in folgender Reihenfolge aufeinanderfolgend, das heißt nacheinander angeordnet: Das erste Schaltelement 80 - das vierte Schaltelement 92 - das sechste Schaltelement 96 - das dritte Schaltelement 84 - das zweite Schaltelement 82 - das fünfte Schaltelement 94.In the first embodiment, the shifting
Grundsätzlich ist es denkbar, dass zumindest eines der Schaltelemente 80, 82, 84, 92, 94 und 96 als ein formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als eine Klauenkupplung, ausgebildet ist. Bei der ersten Ausführungsform sind die Schaltelemente 80, 82, 84, 92, 94 und 96 als reibschlüssige Schaltelemente, insbesondere als Reibkupplung und ganz insbesondere als Lamellenkupplung, ausgebildet.In principle, it is conceivable that at least one of the shifting
Bei der in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsform kann beispielsweise das Schaltelement 92 als ein formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als eine Klauenkupplung, ausgebildet sein, insbesondere während die anderen Schaltelemente 80, 82, 84, 92, 94 und 96 als reibschlüssige Schaltelemente ausgebildet sein können.In the embodiment not shown in the figures, shifting
Bei der ersten Ausführungsform weist der Rotor 26 ein als Rotorrad 98 bezeichnetes Zahnrad auf, welches, insbesondere permanent, mit einem korrespondierenden, weiteren Zahnrad 100 kämmt. Das Zahnrad 100 ist drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit dem ersten Element (erstes Sonnenrad) 54 verbindbar oder verbunden. Bei der ersten Ausführungsform ist das Zahnrad 100, insbesondere permanent, drehfest mit dem ersten Element 54 verbunden.In the first embodiment, the
In axialer Richtung und somit entlang der Planetenradsatzdrehachse betrachtet sind, bei der ersten Ausführungsform, das Rotorrad 98, die erste Stirnradstufe 70, das erste Teilgetriebe 46 und die zweite Stirnradstufe 86 in folgender Reihenfolge nacheinander angeordnet: Das Rotorrad 98 - die erste Stirnradstufe 70 - das erste Teilgetriebe 46 - die zweite Stirnradstufe 86. Dies ist auch bei der in
Schließlich zeigt
Bei der dritten Ausführungsform ist mittels des ersten Schaltelements 80 die Antriebswelle 21 drehfest mit dem ersten Sonnenrad 54 (erstes Element) verbindbar, sodass das Verbindungselement bei der dritten Ausführungsform das erste Sonnenrad (erstes Element 54) ist. Mittels des zweiten Schaltelements 82 sind das erste Hohlrad (drittes Element 58) und der zweite Planetenträger (fünftes Element 64) drehfest miteinander verbindbar. Mittels des dritten Schaltelements 84 ist das erste Hohlrad (drittes Element 58) drehfest mit dem Gehäuse 28 verbindbar. Mittels des vierten Schaltelements 92 sind bei der dritten Ausführungsform das erste Sonnenrad (erstes Element 54) und der zweite Planetenträger (fünftes Element 64) drehfest miteinander verbindbar. Insbesondere kann somit beispielsweise der zweite Planetenträger (fünftes Element 64) mittels des vierten Schaltelements 92 und mittels des ersten Schaltelements 80 drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit der Antriebswelle 21 verbunden werden. Mittels des fünften Schaltelements 94 ist bei der dritten Ausführungsform das erste Hohlrad (drittes Element 58) drehfest mit dem ersten Eingangszahnrad 76 verbindbar. Des Weiteren ist mittels des sechsten Schaltelements 96 das erste Ausgangszahnrad 74 drehfest mit der Abtriebswelle 72 verbindbar. Bei der dritten Ausführungsform sind die Schaltelemente 80, 82, 84, 92, 94 und 96 in axialer Richtung und somit entlang der Planetenradsatzdrehachse betrachtet in folgender Reihenfolge nacheinander angeordnet: Das erste Schaltelement 80 - das vierte Schaltelement 92 - das fünfte Schaltelement 94 - das sechste Schaltelement 96 - das dritte Schaltelement 84 - das zweite Schaltelement 82.In the third embodiment, the
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Hybridantriebssystemhybrid drive system
- 1212
- Fahrzeugradvehicle wheel
- 1414
- Fahrzeugradvehicle wheel
- 1616
- Verbrennungsmotorcombustion engine
- 1818
- Zylindergehäusecylinder body
- 2020
- Zylindercylinder
- 2121
- Antriebswelledrive shaft
- 2222
- elektrische Maschineelectric machine
- 2424
- Statorstator
- 2626
- Rotorrotor
- 2828
- GehäuseHousing
- 3030
- Achsgetriebefinal drive
- 3232
- Achsgetriebegehäusefinal drive housing
- 3434
- Achsgetriebeeingangsradfinal drive input gear
- 3636
- PfeilArrow
- 3838
- Ausgleichsradbalance wheel
- 4040
- Seitenradside wheel
- 4242
- Seitenwellesideshaft
- 4444
- Getriebetransmission
- 4646
- erstes Teilgetriebefirst partial transmission
- 4848
- zweites Teilgetriebesecond sub-transmission
- 5050
- erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
- 5252
- zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
- 5454
- erstes Elementfirst item
- 5656
- zweites Elementsecond element
- 5858
- drittes Elementthird element
- 6060
- erstes Planetenradfirst planet wheel
- 6262
- viertes Elementfourth element
- 6464
- fünftes Elementfifth element
- 6666
- sechstes Elementsixth element
- 6868
- zweites Planetenradsecond planet gear
- 7070
- erste Stirnradstufefirst spur gear stage
- 7272
- Abtriebswelleoutput shaft
- 7474
- erstes Ausgangszahnradfirst output gear
- 7676
- erstes Eingangszahnradfirst input gear
- 7878
- Abtriebszahnradoutput gear
- 8080
- erstes Schaltelementfirst switching element
- 8282
- zweites Schaltelementsecond switching element
- 8484
- drittes Schaltelementthird switching element
- 8686
- zweite Stirnradstufesecond spur gear stage
- 8888
- zweites Ausgangszahnradsecond output gear
- 9090
- zweites Eingangszahnradsecond input gear
- 9292
- viertes Schaltelementfourth switching element
- 9494
- fünftes Schaltelementfifth switching element
- 9696
- sechstes Schaltelementsixth switching element
- 9898
- Rotorradrotor wheel
- 100100
- weiteres Zahnradanother gear
Claims (14)
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- 2022-04-04 DE DE102022001147.6A patent/DE102022001147B3/en active Active
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2023
- 2023-03-24 WO PCT/EP2023/057672 patent/WO2023194123A1/en not_active Ceased
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final |