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DE102021111351A1 - Hybrid transmission and drive train with hybrid transmission - Google Patents

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DE102021111351A1
DE102021111351A1 DE102021111351.2A DE102021111351A DE102021111351A1 DE 102021111351 A1 DE102021111351 A1 DE 102021111351A1 DE 102021111351 A DE102021111351 A DE 102021111351A DE 102021111351 A1 DE102021111351 A1 DE 102021111351A1
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electric machine
torque
hybrid transmission
shaft
drive train
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe (1) für ein Hybridfahrzeug, mit einem ersten Drehmomentantriebsstrang, der eine mit einer Verbrennungskraftmaschine (2) verbindbare Eingangswelle (3) und eine mit der Eingangswelle (3) drehmomentübertragend verbundene erste Elektromaschine (4) aufweist, einem zweiten Drehmomentantriebsstrang, der eine zweite Elektromaschine (5) aufweist, einer Abtriebswelle (6), die mit dem ersten und/oder zweiten Drehmomentantriebsstrang drehmomentübertragend verbunden ist, und einer ersten Trennkupplung (7), die den ersten Drehmomentantriebsstrang mit der Abtriebswelle (6) drehmomentübertragend verbindet oder trennt, wobei das Hybridgetriebe (1) eine zweite Trennkupplung (8), die den zweiten Drehmomentantriebsstrang mit der Abtriebswelle (6) drehmomentübertragend verbindet oder trennt, und einen axial neben der ersten Elektromaschine (4) auf der Eingangswelle (3) angeordneten Torsionsschwingungsdämpfer (9) aufweist. Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang (23) für ein Hybridfahrzeug, mit einem solchen Hybridgetriebe (1) und einer Verbrennungskraftmaschine (2), die mit der Eingangswelle (3) des Hybridgetriebes (1) drehmomentübertragend verbunden ist.The invention relates to a hybrid transmission (1) for a hybrid vehicle, having a first torque drive train, which has an input shaft (3) that can be connected to an internal combustion engine (2) and a first electric machine (4) that is connected to the input shaft (3) in a torque-transmitting manner, and a second torque drive train which has a second electric machine (5), an output shaft (6) which is connected in a torque-transmitting manner to the first and/or second torque drive train, and a first separating clutch (7) which connects the first torque drive train to the output shaft (6) in a torque-transmitting manner or separates, the hybrid transmission (1) having a second separating clutch (8), which connects or disconnects the second torque drive train to the output shaft (6) in a torque-transmitting manner, and a torsional vibration damper (9 ) having. The invention also relates to a drive train (23) for a hybrid vehicle, with such a hybrid transmission (1) and an internal combustion engine (2) which is connected to the input shaft (3) of the hybrid transmission (1) in a torque-transmitting manner.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe für ein Hybridfahrzeug, mit einem ersten Drehmomentantriebsstrang, der eine mit einer Verbrennungskraftmaschine verbindbare Eingangswelle und eine mit der Eingangswelle drehmomentübertragend verbindbare oder verbundene erste Elektromaschine/elektrische Maschine/E-Maschine aufweist, einem zweiten Drehmomentantriebsstrang, der eine zur ersten Elektromaschine unterschiedliche zweite Elektromaschine/elektrische Maschine/E-Maschine aufweist, und einer Abtriebswelle/Antriebsachse, die mit dem ersten Drehmomentantriebsstrang und/oder mit dem zweiten Drehmomentantriebsstrang drehmomentübertragend verbindbar oder verbunden ist. Ferner weist das Hybridgetriebe eine erste Trennkupplung auf, die den ersten Drehmomentantriebsstrang in einem ersten Schaltzustand mit der Abtriebswelle drehmomentübertragend verbindet und in einem zweiten Schaltzustand von der Abtriebswelle drehmomentübertragend trennt. Zudem betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einem solchen Hybridgetriebe.The invention relates to a hybrid transmission for a hybrid vehicle, with a first torque drive train, which has an input shaft that can be connected to an internal combustion engine and a first electric machine/electrical machine/e-machine that can be connected or is connected to the input shaft in a torque-transmitting manner, a second torque drive train that has one to the first electric machine having different second electric machine/electric machine/e-machine, and an output shaft/drive axle, which can be connected or is connected in a torque-transmitting manner to the first torque drive train and/or to the second torque drive train. Furthermore, the hybrid transmission has a first disconnect clutch which, in a first shift state, connects the first torque drive train to the output shaft in a torque-transmitting manner and, in a second shift state, disconnects it from the output shaft in a torque-transmitting manner. In addition, the invention relates to a drive train with such a hybrid transmission.

Aus dem Stand der Technik sind bereits solche Hybridgetriebe mit zwei Elektromaschinen und einer Verbrennungskraftmaschine bekannt. Zum Beispiel offenbart die DE 10 2018 103 245 A1 eine Antriebseinheit für einen Antriebsstrang eines Hybridkraftfahrzeuges, mit einer Verbrennungskraftmaschine, einer ersten elektrischen Maschine, einer hinsichtlich ihres Rotors koaxial zu einer Drehachse eines Rotors der ersten elektrischen Maschine angeordneten zweiten elektrischen Maschine, einer ersten Übersetzungsstufe angeordnet zwischen einem drehfest mit einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine gekoppelten oder koppelbaren Antriebsbestandteil und einer Triebwelle der ersten elektrischen Maschine und/oder der zweiten elektrischen Maschine, sowie einer Getriebeteileinheit, über die die Triebwelle der jeweiligen elektrischen Maschine mit Radantriebswellen gekoppelt oder koppelbar ist.Such hybrid transmissions with two electric machines and one internal combustion engine are already known from the prior art. For example, the revealed DE 10 2018 103 245 A1 a drive unit for a drive train of a hybrid motor vehicle, with an internal combustion engine, a first electrical machine, a second electrical machine arranged coaxially with respect to its rotor to an axis of rotation of a rotor of the first electrical machine, a first transmission stage arranged between a rotationally fixed coupling to an output shaft of the internal combustion engine or connectable drive component and a drive shaft of the first electrical machine and / or the second electrical machine, and a transmission part unit, via which the drive shaft of the respective electrical machine is coupled or can be coupled to wheel drive shafts.

Auch aus den Patentanmeldungen US 2016/0218584 A1 , DE 11 2015 006 071 T5 und WO 2019/101 264 A1 sind verschiedene Getriebestrukturen eines solchen Hybridgetriebes bekannt.Also from the patent applications US 2016/0218584 A1 , DE 11 2015 006 071 T5 and WO 2019/101 264 A1 Various transmission structures of such a hybrid transmission are known.

Solche Hybridgetriebe werden auch als dedizierte Hybridgetriebe („Dedicated Hybrid Transmissions“ (DHT)) bezeichnet. Bei diesen wird der mechanische Getriebeteil vereinfacht, etwa durch Entfall des Rückwärtsgangs, und stattdessen mindestens eine in das Getriebe integrierte elektrische Maschine genutzt, um den vollen Funktionsumfang darzustellen. Dedizierte Hybridgetriebe können aus bekannten Getriebekonzepten hervorgehen, also aus Doppelkupplungsgetrieben, Wandler-Planetengetrieben, stufenlosen Getrieben (CVT) oder automatisierten Schaltgetrieben. Die elektrische Maschine wird dabei ein Teil des Getriebes, wobei ihre Anbindung auf verschiedenen Getriebewellen erfolgen kann. Neben den parallelen und/oder seriellen Hybridmodi können in Kombination mit einem Planetengetriebe auch ein oder mehrere leistungsverzweigte Betriebszustände erzeugt werden.Such hybrid transmissions are also referred to as dedicated hybrid transmissions (DHT). In these, the mechanical transmission part is simplified, for example by eliminating the reverse gear, and instead at least one electric machine integrated in the transmission is used to provide the full range of functions. Dedicated hybrid transmissions can emerge from known transmission concepts, i.e. from double clutch transmissions, converter planetary transmissions, continuously variable transmissions (CVT) or automated manual transmissions. The electrical machine becomes part of the transmission, and it can be connected to different transmission shafts. In addition to the parallel and/or serial hybrid modes, one or more power-split operating states can also be generated in combination with a planetary gear.

Unter einem seriellen Hybridmodus wird dabei verstanden, dass die Verbrennungskraftmaschine keine mechanische/drehmomentübertragende Verbindung zu der Antriebsachse/Abtriebswelle mehr besitzt. Die Verbrennungskraftmaschine treibt die erste, hauptsächlich als Generator fungierende Elektromaschine ein, die wiederum die hauptsächliche als Fahrmotor/Antriebsmotor fungierende zweite Elektromaschine mit Strom versorgt oder einen Akku auflädt. Die Antriebsachse wird durch die zweite Elektromaschine angetrieben. Unter einem parallelen Hybridmodus wird dabei verstanden, dass die Verbrennungskraftmaschine eine mechanische/drehmomentübertragende Verbindung zur der Antriebsachse/Abtriebswelle besitzt. Die zweite Elektromaschine kann leer mitlaufen, boosten oder rekuperieren.A serial hybrid mode is understood to mean that the internal combustion engine no longer has a mechanical/torque-transmitting connection to the drive axle/output shaft. The internal combustion engine drives the first electric machine, which mainly functions as a generator, which in turn supplies the second electric machine, which mainly functions as a traction motor/drive motor, with electricity or charges a battery. The drive axle is driven by the second electric machine. A parallel hybrid mode is understood to mean that the internal combustion engine has a mechanical/torque-transmitting connection to the drive axle/output shaft. The second electric machine can run idle, boost or recuperate.

Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass bei den bisher bekannten Hybridgetriebekonzepten in dem parallelen Hybridmodus oftmals die zweite Elektromaschine leer mitläuft, wodurch aufgrund von Induktion ein entsprechender Widerstand generiert wird und die zweite Elektromaschine aktiv mitgedreht werden muss. Das heißt, dass ein aktiver Kurzschluss entsteht und durch die erste Elektromaschine Energie dafür erzeugt werden muss. Dies hat zur Folge, dass der Getriebewirkungsgrad sinkt, so dass das Hybridgetriebe in bestimmten Betriebspunkten, insbesondere im parallelen Hybridmodus, weniger effizient ist. Ein weiterer Nachteil besteht bei bekannten Hybridgetrieben oftmals darin, dass integrierte Torsionsschwingungsdämpfer eine zu geringe Dämpferkapazität für höhere Drehmoment aufweisen, so dass diese Hybridgetriebe nur bis zu einer bestimmten Drehmomentgrenze verwendet werden können.However, the prior art always has the disadvantage that in the hybrid transmission concepts known to date, the second electric machine often runs idle in the parallel hybrid mode, which generates a corresponding resistance due to induction and the second electric machine has to be actively rotated. This means that an active short circuit occurs and energy has to be generated for this by the first electric machine. The consequence of this is that the transmission efficiency drops, so that the hybrid transmission is less efficient at certain operating points, particularly in the parallel hybrid mode. Another disadvantage of known hybrid transmissions is that integrated torsional vibration dampers have insufficient damping capacity for higher torques, so that these hybrid transmissions can only be used up to a certain torque limit.

Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere soll ein Hybridgetriebe sowie ein Antriebsstrang mit einem Hybridgetriebe bereitgestellt werden, das ohne Einschränkung der Funktionalität einen hohen Getriebewirkungsgrad hat sowie effizient, für hohe Drehmomente nutzbar und bauraumsparend ausgebildet ist.It is therefore the object of the invention to avoid or at least alleviate the disadvantages of the prior art. In particular, a hybrid transmission and a drive train with a hybrid transmission are to be provided which, without restricting functionality, have a high transmission efficiency and are efficient, can be used for high torques and are designed to save installation space.

Die Aufgabe wird durch ein Hybridgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.The task is solved by a hybrid transmission with the features of patent claim 1 .

Insbesondere wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Hybridgetriebe eine zweite Trennkupplung aufweist, die den zweiten Drehmomentantriebsstrang in einem ersten Schaltzustand mit der Abtriebswelle drehmomentübertragend verbindet und in einem zweiten Schaltzustand von der Abtriebswelle drehmomentübertragend trennt. Dies hat den Vorteil, dass es möglich ist, die zweite Elektromaschine abzukoppeln und nicht mehr mitzuschleppen zu müssen. Insbesondere in dem parallelen Hybridmodus lässt sich so die Effizienz des Hybridgetriebes verbessern. Durch das über die zweite Trennkupplung schaltbare Koppeln der zweiten Elektromaschine/des zweiten Drehmomentantriebsstrangs kann die zweite Elektromaschine, etwa bei Beschleunigungsvorgängen, schnell wiederangekoppelt werden. Somit kann durch die erste Trennkupplung, die sich üblicherweise zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der Antriebsachse/Abtriebswelle oder zwischen der ersten Elektromaschine und der zweiten Elektromaschine befindet, im offenen Zustand das serielle Fahren/der serielle Hybridmodus und im geschlossenen Zustand das parallele Fahren/der parallele Hybridmodus ermöglicht werden, und durch die zweite Trennkupplung, das Abkoppeln der zweiten Elektromaschine (insbesondere in dem parallelen Betrieb) ermöglicht werden. Eine solche optionale Abkopplung der zweiten Elektromaschine bei einem zwischen seriell und parallel umschaltbaren Hybridgetriebe ist bisher nicht bekannt. Zudem weist das Hybridgetriebe einen axial neben der ersten Elektromaschine auf der Eingangswelle angeordneten Torsionsschwingungsdämpfer auf, was den Vorteil hat, dass das Hybridgetriebe in jedem Drehmomentbereich, insbesondere auch bei hohen Drehmomenten, eingesetzt werden kann. Das heißt, dass die Eingangswelle zwei relativ zueinander drehbare Eingangswellenabschnitte aufweist, die über den Torsionsschwingungsdämpfer miteinander verbunden sind. Dabei ist einer der Eingangswellenabschnitte mit der Verbrennungskraftmaschine verbindbar und der andere der Eingangswellenabschnitte mit der ersten Elektromaschine verbindbar oder verbunden. Im Gegensatz zu bekannten Hybridgetrieben ist der Torsionsschwingungsdämpfer axial neben der ersten Elektromaschine angeordnet, d.h. nicht radial in die erste Elektromaschine (bzw. in einen Rotor der ersten Elektromaschine) integriert, so dass eine ausreichend hohe Dämpferkapazität bereitgestellt werden kann. Mit anderen Worten sind die erste Elektromaschine und der Torsionsschwingungsdämpfer auf der Eingangswelle axial versetzt angeordnet.In particular, this object is achieved in a generic device according to the invention in that the hybrid transmission has a second separating clutch, which connects the second torque drive train in a first switching state to the output shaft in a torque-transmitting manner and in a second switching state separates it from the output shaft in a torque-transmitting manner. This has the advantage that it is possible to decouple the second electric machine and no longer have to carry it with you. The efficiency of the hybrid transmission can be improved in this way, particularly in the parallel hybrid mode. Due to the fact that the second electric machine/the second torque drive train can be coupled via the second separating clutch, the second electric machine can be quickly recoupled, for example during acceleration processes. Thus, the first separating clutch, which is usually located between the internal combustion engine and the drive axle/output shaft or between the first electric machine and the second electric machine, enables serial driving/serial hybrid mode in the open state and parallel driving/parallel hybrid mode in the closed state are made possible, and the decoupling of the second electric machine (in particular in the parallel operation) are made possible by the second separating clutch. Such an optional decoupling of the second electric machine in a hybrid transmission that can be switched between serial and parallel is not previously known. In addition, the hybrid transmission has a torsional vibration damper arranged axially next to the first electric machine on the input shaft, which has the advantage that the hybrid transmission can be used in any torque range, especially at high torques. This means that the input shaft has two input shaft sections that can rotate relative to one another and are connected to one another via the torsional vibration damper. One of the input shaft sections can be connected to the internal combustion engine and the other of the input shaft sections can be connected or is connected to the first electric machine. In contrast to known hybrid transmissions, the torsional vibration damper is arranged axially next to the first electric machine, ie not integrated radially into the first electric machine (or into a rotor of the first electric machine), so that a sufficiently high damping capacity can be provided. In other words, the first electric machine and the torsional vibration damper are arranged in an axially offset manner on the input shaft.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the dependent claims and are explained in more detail below.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die erste Trennkupplung und die zweite Trennkupplung einen gemeinsamen Betätigungsaktor zum wechselseitigen Betätigen aufweisen, so dass eine der beiden Trennkupplungen in ihrem ersten Schaltzustand ist und die andere der beiden Trennkupplungen in ihrem zweiten Schaltzustand ist. Das heißt, dass die erste Trennkupplung und die zweite Trennkupplung als zwei separate Kupplungen ausgebildet sein können, vorzugsweise als Klauenkupplungen, die über ein gemeinsames Betätigungselement/einen gemeinsamen Betätigungsaktor, wie eine Schaltgabel, wechselseitig geschlossen werden können, so dass durch das wechselseitige Schließen/Öffnen der beiden Trennkupplungen zugleich ein Umschalten von einem seriellen bzw. parallelen Hybridmodus sowie eine Ankopplung/Abkopplung der zweiten Elektromaschine erfolgt. So wird sichergestellt, dass immer eine der beiden Trennkupplungen geöffnet ist und die jeweils andere der beiden Trennkupplungen geschlossen ist. Dabei werden die beiden Klauenkupplung nach Synchronisieren der Differenzdrehzahlen über die Elektromaschinen mit nur geringer Drehzahldifferenz betätigt.According to a preferred embodiment, the first separating clutch and the second separating clutch can have a common actuating actuator for alternating actuation, so that one of the two separating clutches is in its first switching state and the other of the two separating clutches is in its second switching state. This means that the first separating clutch and the second separating clutch can be designed as two separate clutches, preferably as claw clutches, which can be closed alternately via a common actuating element/a common actuating actuator, such as a shift fork, so that the mutual closing/opening of the two separating clutches, a switchover from a serial or parallel hybrid mode and a coupling/decoupling of the second electric machine takes place at the same time. This ensures that one of the two separating clutches is always open and the other of the two separating clutches is closed. After synchronizing the differential speeds, the two dog clutches are actuated via the electric machines with only a small speed difference.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Hybridgetriebe eine Zwischenwelle aufweisen, auf der die zweite Trennkupplung angeordnet ist, wobei die die erste Trennkupplung auf der Eingangswelle angeordnet ist. Das heißt also, dass die beiden Trennkupplungen auf unterschiedlichen, beispielsweise achsversetzten Wellen angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass auf einfache Weise unterschiedliche Übersetzungen realisiert werden können. Zudem kann das Hybridgetriebe durch die Anordnung auf den beiden Wellen axial kürzer und mit weniger Zahnrädern ausgebildet werden.According to a preferred embodiment, the hybrid transmission can have an intermediate shaft on which the second separating clutch is arranged, with the first separating clutch being arranged on the input shaft. This means that the two separating clutches are arranged on different shafts, for example shafts that are off-axis. This has the advantage that different translations can be realized in a simple manner. In addition, the hybrid transmission can be designed axially shorter and with fewer gears due to the arrangement on the two shafts.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die erste Elektromaschine und die zweite Elektromaschine jeweils als eine Axialflussmaschine ausgebildet sein. Im Gegensatz zu Radialflussmaschinen verläuft der magnetische Fluss bei Axialflussmaschinen parallel zu der Rotationsachse. Durch diese Anordnung wird der Nachteil von Radialflussmaschinen vermieden, wonach deren Axiallänge und/oder Außendurchmesser bei zunehmenden Drehmomenten vergrößert werden müssen. Somit kann das Hybridgetriebe besonders bauraumsparend ausgebildet werden, was insbesondere aufgrund bei hohen Drehmomenten und der Anordnung des Torsionsschwingungsdämpfers neben der ersten Elektromaschine zwingend erforderlich ist. Somit kann die Leistungsdichte gegenüber bekannten Hybridgetrieben weiter gesteigert werden.According to a preferred embodiment, the first electric machine and the second electric machine can each be designed as an axial flow machine. In contrast to radial flux machines, the magnetic flux in axial flux machines runs parallel to the axis of rotation. This arrangement avoids the disadvantage of radial flow machines, according to which their axial length and/or outer diameter must be increased with increasing torques. Thus, the hybrid transmission can be designed to be particularly space-saving, which is absolutely necessary in particular due to high torques and the arrangement of the torsional vibration damper next to the first electric machine. Thus, the power density can be further increased compared to known hybrid transmissions.

Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform kann die eine der ersten Elektromaschine und der zweiten Elektromaschine als eine Axialflussmaschine ausgebildet sein und die andere der ersten Elektromaschine und der zweiten Elektromaschine kann als eine Radialflussmaschine ausgebildet sein. Beispielsweise kann die zweite Elektromaschine als Axialflussmaschine ausgebildet sein, so dass insbesondere im seriellen Hybridmodus hohe Drehmomente an der Abtriebswelle bereitgestellt werden können. Alternativ kann die erste Elektromaschine als Axialflussmaschine ausgebildet sein, so dass beispielsweise ein Boosten im parallelen Hybridmodus besonders leistungsstark ist. So kann ein geeigneter Kompromiss zwischen Bauraumbedarf, Leistungsdichte und Verwendung bekannter Komponenten erzielt werden.According to an alternative preferred embodiment, one of the first electric machine and the second electric machine can be designed as an axial flow machine and the other the first electric machine and the second electric machine can be designed as a radial flux machine. For example, the second electric machine can be designed as an axial flow machine, so that high torques can be provided at the output shaft, particularly in the serial hybrid mode. Alternatively, the first electric machine can be designed as an axial flow machine, so that, for example, boosting in the parallel hybrid mode is particularly powerful. In this way, a suitable compromise between space requirements, power density and the use of known components can be achieved.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die erste Elektromaschine und die zweite Elektromaschine jeweils als eine Radialflussmaschine ausgebildet sein. Durch Radialflussmaschinen lassen sich bekannte Hybridkonzepte verwenden und hohe Drehmomente realisieren.According to an alternative embodiment, the first electric machine and the second electric machine can each be designed as a radial flow machine. Known hybrid concepts can be used and high torques can be realized by means of radial flux machines.

Gemäß einer Ausführungsform kann/können ein Rotor bzw. Rotoren der zweiten Elektromaschine drehfest auf einer Rotorwelle angebracht sein. Die Rotorwelle kann insbesondere koaxial zu der Eingangswelle angeordnet sein. Gemäß einer Ausführungsform kann/können ein Rotor bzw. Rotoren der ersten Elektromaschine drehfest auf der Eingangswelle angebracht sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann eine der Rotorwelle und der Eingangswelle als eine Hohlwelle ausgebildet sein, in der die andere der Rotorwelle und der Eingangswelle drehbar gelagert ist. Vorzugsweise ist die Rotorwelle als die Hohlwelle ausgebildet. Durch die Lagerung der beiden Wellen ineinander kann eine besonders bauraumeffiziente Anordnung bereitgestellt werden.According to one embodiment, a rotor or rotors of the second electric machine can be mounted on a rotor shaft in a rotationally fixed manner. The rotor shaft can in particular be arranged coaxially to the input shaft. According to one embodiment, a rotor or rotors of the first electric machine can be mounted on the input shaft in a rotationally fixed manner. According to a preferred embodiment, one of the rotor shaft and the input shaft can be designed as a hollow shaft in which the other of the rotor shaft and the input shaft is rotatably mounted. The rotor shaft is preferably designed as the hollow shaft. By mounting the two shafts in one another, a particularly space-efficient arrangement can be provided.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Rotorwelle über eine erste Übersetzungsstufe mit der Zwischenwelle drehmomentübertragend verbunden sein. So kann eine geeignete Übersetzung eingestellt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Eingangswelle über eine zweite Übersetzungsstufe mit der Zwischenwelle drehmomentübertragend verbunden sein.According to a preferred embodiment, the rotor shaft can be connected in a torque-transmitting manner to the intermediate shaft via a first transmission stage. In this way, a suitable translation can be set. According to a preferred embodiment, the input shaft can be connected in a torque-transmitting manner to the intermediate shaft via a second gear ratio.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Zwischenwelle über eine dritte Übersetzungsstufe mit der Abtriebswelle verbunden sein. Dies hat den Vorteil, dass das Drehmoment des ersten Drehmomentantriebsstrangs bzw. des zweiten Drehmomentantriebsstrangs jeweils über insgesamt zwei Übersetzungsstufen zu der Abtriebswelle hin übersetzt wird.According to a preferred embodiment, the intermediate shaft can be connected to the output shaft via a third gear ratio. This has the advantage that the torque of the first torque drive train or of the second torque drive train is translated over a total of two transmission stages to the output shaft.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die erste Übersetzungsstufe ein kleineres Übersetzungsverhältnis als die zweite Übersetzungsstufe aufweisen. Das heißt, dass die Antriebsleistung über den zweiten Drehmomentantriebsstrang (mit der zweiten Elektromaschine) im Vergleich zu dem ersten Drehmomentantriebsstrang (mit der Verbrennungskraftmaschine) zu der Abtriebswelle mit höheren Drehzahlen übersetzt wird.According to an advantageous development, the first transmission stage can have a smaller transmission ratio than the second transmission stage. That is, drive power is translated to the output shaft at higher speeds via the second torque drive train (with the second electric machine) compared to the first torque drive train (with the internal combustion engine).

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die erste Elektromaschine im Wesentlichen als ein Generator fungieren und die zweite Elektromaschine kann im Wesentlichen als ein Antriebsmotor fungieren. Vorzugsweise dient die erste Elektromaschine als Generator zum Versorgen der zweiten Elektromaschine mit Strom. Das heißt, dass die erste Elektromaschine vorzugsweise mit der zweiten Elektromaschine elektrisch verbunden ist. Auch kann die erste Elektromaschine als ein Generator zum Aufladen eines Akkus dienen. Zusätzlich kann die erste Elektromaschine als ein Antriebsmotor/Fahrmotor, insbesondere zum Boosten im seriellen Hybridmodus dienen.According to a preferred embodiment, the first electric machine can function essentially as a generator and the second electric machine can function essentially as a drive motor. The first electric machine preferably serves as a generator for supplying the second electric machine with electricity. This means that the first electric machine is preferably electrically connected to the second electric machine. The first electric machine can also serve as a generator for charging a battery. In addition, the first electric machine can serve as a drive motor/traction motor, in particular for boosting in the series hybrid mode.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Hybridgetriebe eine Rutschkupplung aufweisen, die auf der Eingangswelle angeordnet ist. So kann der Antriebsstrang durch die Rutschkupplung als Überlastschutz gegen Impactmomente geschützt werden.According to a preferred embodiment, the hybrid transmission can have a slipping clutch, which is arranged on the input shaft. The drive train can be protected against impact moments by the slipping clutch as overload protection.

Gemäß einer Ausführungsform können die erste Elektromaschine und die zweite Elektromaschine koaxial angeordnet sein. Durch die koaxiale Anordnung lässt sich der Bauraumbedarf des Hybridgetriebes weiter optimieren. Vorzugsweise können die erste Trennkupplung, die zweite Trennkupplung, die Rutschkupplung, die erste Übersetzungsstufe und/oder die zweite Übersetzungsstufe axial zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer auf der einen Seite und der ersten Elektromaschine und der zweiten Elektromaschine auf der anderen Seite angeordnet sein. Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die erste Elektromaschine und die zweite Elektromaschine, insbesondere direkt, axial benachbart angeordnet sein. Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die erste Elektromaschine und die zweite Elektromaschine achsparallel angeordnet sein. Je nach Bauraumanforderung kann eine achsparallele Anordnung vorteilhaft sein.According to one embodiment, the first electric machine and the second electric machine can be arranged coaxially. The space requirements of the hybrid transmission can be further optimized thanks to the coaxial arrangement. The first separating clutch, the second separating clutch, the slipping clutch, the first transmission stage and/or the second transmission stage can preferably be arranged axially between the torsional vibration damper on the one hand and the first electric machine and the second electric machine on the other side. According to an alternative embodiment, the first electric machine and the second electric machine can be arranged axially adjacent, in particular directly. According to an alternative embodiment, the first electric machine and the second electric machine can be arranged with parallel axes. Depending on the space requirements, an axis-parallel arrangement can be advantageous.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Hybridgetriebe ein Differenzial aufweisen, das im Drehmomentfluss zwischen dem ersten Drehmomentantriebsstrang und den zweiten Drehmomentantriebsstrang einerseits und der Abtriebswelle andererseits angeordnet ist. Dadurch kann das Drehmoment der Drehmomentantriebsstränge auf die Abtriebswelle bzw. auf zwei Abtriebswellen übertragen.According to a preferred embodiment, the hybrid transmission can have a differential which is arranged in the torque flow between the first torque drive train and the second torque drive train on the one hand and the output shaft on the other hand. As a result, the torque of the torque drive trains can be transmitted to the output shaft or to two output shafts.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch einen Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug gelöst. Der Antriebsstrang weist ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe und eine Verbrennungskraftmaschine auf, die mit der Eingangswelle des Hybridgetriebes drehmomentübertragend verbunden ist. Vorzugsweise kann der Torsionsschwingungsdämpfer axial zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der ersten Elektromaschine (bzw. der zweiten Elektromaschine) angeordnet sein. Zusätzlich kann die zweite Elektromaschine axial zwischen der ersten Elektromaschine und der Verbrennungskraftmaschine bzw. dem Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet sein.The object of the invention is also achieved by a drive train for a hybrid vehicle. The drive train has a hybrid transmission according to the invention and an internal combustion engine, which is connected to the input shaft of the hybrid transmission in a torque-transmitting manner. The torsional vibration damper can preferably be arranged axially between the internal combustion engine and the first electric machine (or the second electric machine). In addition, the second electric machine can be arranged axially between the first electric machine and the internal combustion engine or the torsional vibration damper.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung ein 2-E-Maschinen-Hybridgetriebe, welches serielles Fahren bzw. serielles/paralleles Fahren (d.h. ein Umschaltung zwischen seriell und parallel) ermöglicht und zusätzlich die Abkopplung der zweiten Elektromaschine (d.h. der Fahrmaschine) sowie hohe Drehmomente ermöglicht. Gleichzeitig kann das Getriebekonzept leicht von der umschaltbaren Ausbildung zwischen seriell/parallel auf ein rein serielles Getriebekonzept umkonstruiert werden, bei dem die Elektromaschinen, die Leistungselektronik und/oder die Kühl-/Schmierkomponenten beibehalten werden können.In other words, the invention relates to a 2-electric machine hybrid transmission that enables serial driving or serial/parallel driving (i.e. switching between serial and parallel) and also enables the second electric machine (i.e. the driving machine) to be decoupled and high torques . At the same time, the transmission concept can easily be redesigned from the switchable design between serial/parallel to a purely serial transmission concept, in which the electric machines, the power electronics and/or the cooling/lubrication components can be retained.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes und eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs mit einem solchen Hybridgetriebe in einer ersten Ausführungsform,
  • 1A eine schematische Darstellung des Hybridgetriebes und dessen Antriebsleistungsfluss in einem ersten Schaltzustand,
  • 1 B eine schematische Darstellung des Hybridgetriebes und dessen Antriebsleistungsfluss in einem zweiten Schaltzustand,
  • 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes und des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs mit einem solchen Hybridgetriebe in einer zweiten Ausführungsform,
  • 3 eine schematische Darstellung des Hybridgetriebe, das zu einem seriellen Hybridgetriebe umgerüstet ist, und
  • 3A eine schematische Darstellung des Hybridgetriebes und dessen Antriebsleistungsfluss.
The invention is explained below with the aid of drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of a hybrid transmission according to the invention and a drive train according to the invention with such a hybrid transmission in a first embodiment,
  • 1A a schematic representation of the hybrid transmission and its drive power flow in a first switching state,
  • 1 B a schematic representation of the hybrid transmission and its drive power flow in a second switching state,
  • 2 a schematic representation of the hybrid transmission according to the invention and the drive train according to the invention with such a hybrid transmission in a second embodiment,
  • 3 a schematic representation of the hybrid transmission converted to a series hybrid transmission, and
  • 3A a schematic representation of the hybrid transmission and its drive power flow.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden.The figures are only of a schematic nature and serve exclusively for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numbers. The features of the individual embodiments can be combined with one another as desired.

1 und 2 zeigen zwei Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 1 für ein Hybridfahrzeug. Das Hybridgetriebe 1 weist einen ersten Drehmomentantriebsstrang, der eine mit einer Verbrennungskraftmaschine 2 verbindbare Eingangswelle 3 und eine mit der Eingangswelle 3 drehmomentübertragend verbindbare oder verbundene erste Elektromaschine 4 aufweist. Das Hybridgetriebe 1 weist einen zweiten Drehmomentantriebsstrang auf, der eine zur ersten Elektromaschine 4 unterschiedliche zweite Elektromaschine 5 aufweist. Das Hybridgetriebe 1 weist eine Abtriebswelle 6 auf, die mit dem ersten Drehmomentantriebsstrang und/oder mit dem zweiten Drehmomentantriebsstrang drehmomentübertragend verbindbar oder verbunden ist. 1 and 2 show two embodiments of a hybrid transmission 1 according to the invention for a hybrid vehicle. The hybrid transmission 1 has a first torque drive train, which has an input shaft 3 that can be connected to an internal combustion engine 2 and a first electric machine 4 that can be connected or is connected to the input shaft 3 in a torque-transmitting manner. The hybrid transmission 1 has a second torque drive train, which has a second electric machine 5 that is different from the first electric machine 4 . The hybrid transmission 1 has an output shaft 6 which can be or is connected in a torque-transmitting manner to the first torque drive train and/or to the second torque drive train.

Das Hybridgetriebe 1 weist eine erste Trennkupplung 7 auf. Vorzugsweise kann die erste Trennkupplung 7 als eine Klauenkupplung ausgebildet sein. Die erste Trennkupplung 7 verbindet den ersten Drehmomentantriebsstrang in einem ersten Schaltzustand/in einem geschlossenen Zustand drehmomentübertragend/mechanisch mit der Abtriebswelle 6 und trennt den ersten Drehmomentantriebsstrang in einem zweiten Schaltzustand/in einem geöffneten Zustand drehmomentübertragend/mechanisch von der Abtriebswelle 6. Die erste Trennkupplung 7 kann im Drehmomentfluss zwischen der Verbrennungskraftmaschine 2 und der Abtriebswelle 6 oder zwischen der ersten Elektromaschine 4 und der zweiten Elektromaschine 5 angeordnet sein. Somit kann je nach Schaltstellung der ersten Trennkupplung 7 zwischen einem seriellen Hybridmodus, in dem die Verbrennungskraftmaschine 2 mechanisch abgekoppelt ist, und einem parallelen Hybridmodus umgeschaltet werden. In der dargestellten Ausführungsform ist die erste Trennkupplung 7 zwischen der Verbrennungskraftmaschine 2 und der Abtriebswelle 6 angeordnet.The hybrid transmission 1 has a first separating clutch 7 . The first separating clutch 7 can preferably be designed as a claw clutch. The first disconnect clutch 7 torque-transmittingly/mechanically connects the first torque drive train to the output shaft 6 in a first shift state/closed state and torque-transmittingly/mechanically disconnects the first torque drive train from the output shaft 6 in a second shift state/open state. The first disconnect clutch 7 can be arranged in the torque flow between the internal combustion engine 2 and the output shaft 6 or between the first electric machine 4 and the second electric machine 5 . Depending on the shift position of the first separating clutch 7, it is thus possible to switch between a serial hybrid mode, in which the internal combustion engine 2 is mechanically decoupled, and a parallel hybrid mode. In the embodiment shown, the first separating clutch 7 is arranged between the internal combustion engine 2 and the output shaft 6 .

Das Hybridgetriebe 1 weist eine zweite Trennkupplung 8 auf. Vorzugsweise kann die zweite Trennkupplung 8 als eine Klauenkupplung ausgebildet sein. Die zweite Trennkupplung 8 verbindet den zweiten Drehmomentantriebsstrang in einem ersten Schaltzustand/in einem geschlossenen Zustand drehmomentübertragend/mechanisch mit der Abtriebswelle 6 und trennt den zweiten Drehmomentantriebsstrang in einem zweiten Schaltzustand/in einem geöffneten Zustand drehmomentübertragend/mechanisch von der Abtriebswelle 6. Somit kann die zweite Elektromaschine 5 durch die zweite Trennkupplung 8, insbesondere in dem parallelen Hybridmodus, d.h. bei geöffneter erster Trennkupplung 7, abgekoppelt werden. Durch das über die zweite Trennkupplung 8 schaltbare Koppeln der zweiten Elektromaschine 5/des zweiten Drehmomentantriebsstrangs kann die zweite Elektromaschine 5, etwa bei Beschleunigungsvorgängen, schnell wiederangekoppelt werden.The hybrid transmission 1 has a second separating clutch 8 . The second separating clutch 8 can preferably be designed as a claw clutch. The second disconnect clutch 8 torque-transmittingly/mechanically connects the second torque drive train to the output shaft 6 in a first shift state/in a closed state and torque-transmittingly/mechanically disconnects the second torque drive train from the output shaft 6 in a second shift state/open state Electric machine 5 are decoupled by the second separating clutch 8, in particular in the parallel hybrid mode, ie when the first separating clutch 7 is disengaged. Through the over the second separating clutch 8 switchable coupling of the second electric machine 5/of the second torque drive train, the second electric machine 5 can be quickly recoupled, for example during acceleration processes.

Zudem weist das Hybridgetriebe 1 einen Torsionsschwingungsdämpfer 9 auf. Der Torsionsschwingungsdämpfer 9 ist auf der Eingangswelle 3 angeordnet. Der Torsionsschwingungsdämpfer 9 ist axial versetzt zu/neben der ersten Elektromaschine auf der Eingangswelle 3 angeordnet, d.h. nicht radial in der ersten Elektromaschine integriert. Somit kann das Hybridgetriebe 1 in jedem Drehmomentbereich, insbesondere auch bei hohen Drehmomenten, eingesetzt werden.In addition, the hybrid transmission 1 has a torsional vibration damper 9 . The torsional vibration damper 9 is arranged on the input shaft 3 . The torsional vibration damper 9 is arranged axially offset to/next to the first electric machine on the input shaft 3, i.e. not integrated radially in the first electric machine. Thus, the hybrid transmission 1 can be used in any torque range, especially at high torques.

Vorzugsweise können die erste Trennkupplung 7 und die zweite Trennkupplung 8 einen (nicht dargestellten) gemeinsamen Betätigungsaktor zum wechselseitigen Betätigen aufweisen. Das heißt, dass die erste Trennkupplung 7 und die zweite Trennkupplung 8 als zwei separate Kupplungen (beispielsweise auf zwei unterschiedlichen Wellen) ausgebildet sind, die über ein gemeinsames Betätigungselement/einen gemeinsamen Betätigungsaktor, wie eine Schaltgabel, wechselseitig geschlossen werden können. Somit ist immer eine der beide Trennkupplungen 7, 8 geöffnet und die jeweils andere der beiden Trennkupplungen 7, 8 geschlossen.The first separating clutch 7 and the second separating clutch 8 can preferably have a common actuation actuator (not shown) for mutual actuation. This means that the first separating clutch 7 and the second separating clutch 8 are designed as two separate clutches (for example on two different shafts) which can be closed alternately via a common actuating element/a common actuating actuator, such as a shift fork. Thus, one of the two separating clutches 7, 8 is always open and the other of the two separating clutches 7, 8 is closed.

Zudem kann das Hybridgetriebe 1 eine Zwischenwelle 10 aufweisen. In den dargestellten Ausführungsformen können die erste Trennkupplung 7 und die zweite Trennkupplung 8 auf unterschiedlichen Wellen angeordnet sein. Beispielsweise kann (nur) die zweite Trennkupplung 8 auf der Zwischenwelle 10 angeordnet sein und die erste Trennkupplung 7 auf der Eingangswelle 3 angeordnet sein. Das heißt also, dass die beiden Trennkupplungen 7, 8 auf achsversetzten Wellen angeordnet sein können und vorzugsweise über den gemeinsames (nicht dargestellten) Betätigungsaktor wechselseitig betätigt werden.In addition, the hybrid transmission 1 can have an intermediate shaft 10 . In the illustrated embodiments, the first separating clutch 7 and the second separating clutch 8 can be arranged on different shafts. For example, (only) the second separating clutch 8 can be arranged on the intermediate shaft 10 and the first separating clutch 7 can be arranged on the input shaft 3 . This means that the two separating clutches 7, 8 can be arranged on off-axis shafts and are preferably actuated alternately via the common actuating actuator (not shown).

In der in 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die erste Elektromaschine 4 und die zweite Elektromaschine 5 jeweils als eine Axialflussmaschine ausgebildet. Alternativ kann auch nur die erste Elektromaschine 4 als eine Axialflussmaschine und die zweite Elektromaschine 5 als eine Radialflussmaschine ausgebildet sein oder auch nur die zweite Elektromaschine 5 als eine Axialflussmaschine und die erste Elektromaschine 4 als eine Radialflussmaschine ausgebildet sein, auch wenn dies nicht dargestellt ist. Im Gegensatz zu Radialflussmaschinen verläuft der magnetische Fluss bei Axialflussmaschinen parallel zu der Rotationsachse. In der in 2 dargestellten Ausführungsform sind die erste Elektromaschine 4 und die zweite Elektromaschine 5 jeweils als eine Radialflussmaschine ausgebildet.in the in 1 illustrated preferred embodiment, the first electric machine 4 and the second electric machine 5 are each designed as an axial flow machine. Alternatively, only the first electric machine 4 can be configured as an axial flux machine and the second electric machine 5 can be configured as a radial flux machine, or only the second electric machine 5 can be configured as an axial flux machine and the first electric machine 4 can be configured as a radial flux machine, even if this is not shown. In contrast to radial flux machines, the magnetic flux in axial flux machines runs parallel to the axis of rotation. in the in 2 illustrated embodiment, the first electric machine 4 and the second electric machine 5 are each designed as a radial flux machine.

Die zweite Elektromaschine 5 weist einen Stator 11 und mehrere (bei Ausbildung als Axialflussmaschine, vgl. 1) bzw. einen (bei Ausbildung als Radialflussmaschine, vgl. 2) drehbar innerhalb des Stators 11 gelagerten Rotor 12 auf. Ferner kann der Rotor 12/die Rotoren 12 der zweiten Elektromaschine 5 drehfest auf einer Rotorwelle 13 angebracht sein. Die Rotorwelle 13 kann insbesondere koaxial zu der Eingangswelle 3 angeordnet sein (vgl. 1 und 2). Alternativ kann die Rotorwelle 13 auch achsparallel zu der Eingangswelle 3 angeordnet sein, auch wenn dies nicht dargestellt ist. Die Rotorwelle 13 kann vorzugsweise eine erste Übersetzungsstufe 14 mit der Zwischenwelle 10 drehmomentübertragend verbunden sein.The second electrical machine 5 has a stator 11 and several (in the case of an axial flux machine, cf. 1 ) or one (when designed as a radial flow machine, cf. 2 ) rotatably mounted within the stator 11 rotor 12. Furthermore, the rotor 12 / the rotors 12 of the second electric machine 5 can be mounted on a rotor shaft 13 in a rotationally fixed manner. The rotor shaft 13 can in particular be arranged coaxially to the input shaft 3 (cf. 1 and 2 ). Alternatively, the rotor shaft 13 can also be arranged axially parallel to the input shaft 3, even if this is not shown. The rotor shaft 13 can preferably be connected to the intermediate shaft 10 in a first transmission stage 14 in a torque-transmitting manner.

Die erste Elektromaschine 4 weist einen Stator 15 und mehrere (bei Ausbildung als Axialflussmaschine, vgl. 1) bzw. einen (bei Ausbildung als Radialflussmaschine, vgl. 2) drehbar innerhalb des Stators 15 gelagerten Rotor 16 auf. Ferner kann der Rotor 16/die Rotoren 16 der ersten Elektromaschine 4 drehfest auf der Eingangswelle 3 angebracht sein. Die Eingangswelle 3 kann vorzugsweise über eine zweite Übersetzungsstufe 17 mit der Zwischenwelle 10 drehmomentübertragend verbunden sein. Zudem kann die Zwischenwelle 10 über eine dritte Übersetzungsstufe 18 mit der Abtriebswelle 6 verbunden sein.The first electric machine 4 has a stator 15 and several (when designed as an axial flow machine, cf. 1 ) or one (when designed as a radial flow machine, cf. 2 ) rotatably mounted within the stator 15 rotor 16. Furthermore, the rotor 16 / the rotors 16 of the first electric machine 4 can be attached to the input shaft 3 in a rotationally fixed manner. The input shaft 3 can preferably be connected in a torque-transmitting manner to the intermediate shaft 10 via a second transmission step 17 . In addition, the intermediate shaft 10 can be connected to the output shaft 6 via a third transmission stage 18 .

Vorzugsweise kann eine der Rotorwelle 13 und der Eingangswelle 3 als eine Hohlwelle ausgebildet sein, in der die andere der er Rotorwelle 13 und der Eingangswelle 3 drehbar gelagert ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Rotorwelle 13 als die Hohlwelle ausgebildet, in der die Eingangswelle 3 drehbar gelagert ist.One of the rotor shaft 13 and the input shaft 3 can preferably be designed as a hollow shaft in which the other of the rotor shaft 13 and the input shaft 3 is rotatably mounted. In the embodiment shown, the rotor shaft 13 is designed as the hollow shaft in which the input shaft 3 is rotatably mounted.

In einer bevorzugten Weiterbildung kann die erste Übersetzungsstufe 14 ein kleineres Übersetzungsverhältnis als die zweite Übersetzungsstufe 17 aufweisen. Das heißt, dass die Antriebsleistung über den zweiten Drehmomentantriebsstrang (mit der zweiten Elektromaschine 5) im Vergleich zu dem ersten Drehmomentantriebsstrang (mit der Verbrennungskraftmaschine 3 bzw. der ersten Elektromaschine 4) zu der Abtriebswelle 6 mit höheren Drehzahlen übersetzt wird.In a preferred development, the first transmission stage 14 can have a smaller transmission ratio than the second transmission stage 17 . This means that the drive power via the second torque drive train (with the second electric machine 5) is translated to the output shaft 6 at higher speeds compared to the first torque drive train (with the internal combustion engine 3 or the first electric machine 4).

Insbesondere kann die erste Elektromaschine 4 im Wesentlichen als ein Generator fungieren. Die zweite Elektromaschine 5 kann im Wesentlichen als ein Antriebsmotor fungieren. Vorzugsweise dient die erste Elektromaschine 4 als Generator zum Versorgen der zweiten Elektromaschine 5 mit Strom. Das heißt, dass die erste Elektromaschine 4 vorzugsweise mit der zweiten Elektromaschine 5 elektrisch verbunden ist. Auch kann die erste Elektromaschine 4 als ein Generator zum Aufladen eines Akkus/einer Batterie (für die zweite Elektromaschine 5) dienen. Zusätzlich kann die erste Elektromaschine 4 als ein Antriebsmotor/Fahrmotor dienen.In particular, the first electric machine 4 can function essentially as a generator. The second electric machine 5 can function essentially as a drive motor. The first electric machine 4 preferably serves as a generator for supplying the second electric machine 5 with electricity. This means that the first electric machine 4 before is preferably electrically connected to the second electric machine 5. Also, the first electric machine 4 can serve as a generator for charging an accumulator/battery (for the second electric machine 5). In addition, the first electric machine 4 can serve as a drive motor/traction motor.

Wie oben beschrieben weist das Hybridgetriebe 1 den Torsionsschwingungsdämpfer 9 auf, der auf der Eingangswelle 3 angeordnet ist. Das heißt, dass die Eingangswelle 3 zwei relativ zueinander drehbare Eingangswellenabschnitte 19, 20 aufweist, die über den Torsionsschwingungsdämpfer 9 miteinander verbunden sind. Dabei ist ein erster Eingangswellenabschnitt 19 mit der Verbrennungskraftmaschine 2 verbindbar und ein zweiter Eingangswellenabschnitt 20 mit der ersten Elektromaschine 4 verbindbar oder verbunden. Insbesondere ist die erste Elektromaschine 4 drehfest über den Torsionsschwingungsdämpfer 9 mit einem Schwungrad 21 der Verbrennungskraftmaschine 2 verbunden. Zudem kann das Hybridgetriebe 1 eine Rutschkupplung aufweisen, die auf der Eingangswelle 3, bzw. auf dem zweiten Eingangswellenabschnitt 20, angeordnet ist, auch wenn dies nicht dargestellt ist.As described above, the hybrid transmission 1 has the torsional vibration damper 9 arranged on the input shaft 3 . This means that the input shaft 3 has two input shaft sections 19 , 20 which can be rotated relative to one another and which are connected to one another via the torsional vibration damper 9 . A first input shaft section 19 can be connected to the internal combustion engine 2 and a second input shaft section 20 can be connected or is connected to the first electric machine 4 . In particular, the first electric machine 4 is non-rotatably connected to a flywheel 21 of the internal combustion engine 2 via the torsional vibration damper 9 . In addition, the hybrid transmission 1 can have a slipping clutch, which is arranged on the input shaft 3 or on the second input shaft section 20, even if this is not shown.

Ferner können die erste Elektromaschine 4 und die zweite Elektromaschine 5 koaxial angeordnet sein. Alternativ können die erste Elektromaschine 4 und die zweite Elektromaschine 5 achsparallel angeordnet sein, auch wenn dies nicht dargestellt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die erste Elektromaschine 4 auf einer der ersten Trennkupplung 7, der zweiten Trennkupplung 8, der ersten Übersetzungsstufe 14 und/oder der zweiten Übersetzungsstufe 17 abgewandten Axialseite der zweiten Elektromaschine 5 angeordnet. Vorzugsweise können die erste Elektromaschine 4 und die zweite Elektromaschine 5, insbesondere direkt, axial benachbart angeordnet sein.Furthermore, the first electric machine 4 and the second electric machine 5 can be arranged coaxially. Alternatively, the first electric machine 4 and the second electric machine 5 can be arranged axially parallel, even if this is not shown. In the illustrated embodiment, the first electric machine 4 is arranged on an axial side of the second electric machine 5 facing away from the first separating clutch 7 , the second separating clutch 8 , the first transmission stage 14 and/or the second transmission stage 17 . The first electric machine 4 and the second electric machine 5 can preferably be arranged axially adjacent, in particular directly.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Hybridgetriebe 1 ein Differenzial 22 aufweisen, das im Drehmomentfluss zwischen dem ersten Drehmomentantriebsstrang und den zweiten Drehmomentantriebsstrang einerseits und der Abtriebswelle 6 andererseits angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform überträgt das Differenzial das Drehmoment von der Zwischenwelle 10 an die Abtriebswelle 6 bzw. die beiden Abtriebswellen 6.In a preferred embodiment, the hybrid transmission 1 can have a differential 22 which is arranged in the torque flow between the first torque drive train and the second torque drive train on the one hand and the output shaft 6 on the other hand. In the embodiment shown, the differential transmits the torque from the intermediate shaft 10 to the output shaft 6 or the two output shafts 6.

Zudem betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang 23 für ein Hybridfahrzeug, der das Hybridgetriebe 1 und die mit der Eingangswelle 3 des Hybridgetriebes 1 drehmomentübertragend verbindbare oder verbundene Verbrennungskraftmaschine 2 aufweist. Vorzugsweise kann der Torsionsschwingungsdämpfer 9 axial zwischen der Verbrennungskraftmaschine 2 und der ersten Elektromaschine 4 bzw. der zweiten Elektromaschine 5 angeordnet sein. Zusätzlich kann die zweite Elektromaschine 5 axial zwischen der ersten Elektromaschine 4 und der Verbrennungskraftmaschine 2 bzw. dem Torsionsschwingungsdämpfer 9 angeordnet sein.In addition, the invention relates to a drive train 23 for a hybrid vehicle, which has the hybrid transmission 1 and the internal combustion engine 2 that can be connected or is connected to the input shaft 3 of the hybrid transmission 1 in a torque-transmitting manner. The torsional vibration damper 9 can preferably be arranged axially between the internal combustion engine 2 and the first electric machine 4 or the second electric machine 5 . In addition, the second electric machine 5 can be arranged axially between the first electric machine 4 and the internal combustion engine 2 or the torsional vibration damper 9 .

1A und 1B zeigen einen Antriebsleistungsfluss 24 in einem ersten bzw. zweiten Schaltzustand der Trennkupplungen 7, 8 für das Hybridgetriebe 1 in der ersten Ausführungsform. In 1A ist die zweite Trennkupplung 8 auf der Zwischenwelle 10 geschlossen (und die erste Trennkupplung 7 auf der Eingangswelle 3 geöffnet). Ein serieller Hybridmodus wird ermöglicht. Die erste Elektromaschine 4 dient als Generator. Von der Verbrennungskraftmaschine 2 wird Drehmoment für den Generatorbetrieb der ersten Elektromaschine 4 bereitgestellt. In 1 B ist die erste Trennkupplung 7 auf der Eingangswelle 3 geschlossen (und die zweite Trennkupplung 8 auf der Zwischenwelle 10 geöffnet). Ein paralleler Hybridmodus wird ermöglicht. Die zweite Elektromaschine 5 bleibt stehen/ist von der Abtriebswelle 6 abgekoppelt. Die erste Elektromaschine kann als Generator sowie als Antriebsmotor beim Boosten dienen. Für ein schnelles Umschalten von dem parallelen auf den seriellen Hybridmodus dreht die zweite Elektromaschine 5 lastfrei auf eine Synchrondrehzahl der Zwischenwelle 10, und die erste Trennkupplung 7 wird geöffnet und die zweite Trennkupplung 8 geschlossen. 1A and 1B show a drive power flow 24 in a first or second switching state of the separating clutches 7, 8 for the hybrid transmission 1 in the first embodiment. In 1A the second separating clutch 8 on the intermediate shaft 10 is closed (and the first separating clutch 7 on the input shaft 3 is open). A hybrid serial mode is enabled. The first electric machine 4 serves as a generator. Torque for the generator operation of the first electric machine 4 is provided by the internal combustion engine 2 . In 1 B the first separating clutch 7 on the input shaft 3 is closed (and the second separating clutch 8 on the intermediate shaft 10 is open). A parallel hybrid mode is enabled. The second electric machine 5 stops/is decoupled from the output shaft 6 . The first electric machine can serve as a generator and as a drive motor when boosting. For a quick changeover from the parallel to the serial hybrid mode, the second electric machine 5 rotates load-free to a synchronous speed of the intermediate shaft 10, and the first separating clutch 7 is opened and the second separating clutch 8 is closed.

3 und 3A zeigen eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 1, das zu einem seriellen Hybridgetriebe umgerüstet wurde, bzw. dessen Antriebsleistungsfluss. D.h., dass bei dem umgerüsteten Hybridgetriebe auf den Direktantrieb durch die Verbrennungskraftmaschine 2 verzichtet wurde, was für bestimmte Batteriekonfigurationen (Range-Extender, PHEV) wünschenswert ist. Somit lässt sich das erfindungsgemäße Hybridgetriebe 1 bei Beibehaltung der Elektromaschinen 4, 5, einer nicht dargestellten Leistungselektronik und nicht dargestellten Kühl-/Schmierkomponenten leicht von einem zwischen parallel und seriell umschaltbaren Hybridgetriebe 1 auf ein serielles Hybridgetriebe umkonstruieren. 3 and 3A show a schematic representation of the hybrid transmission 1 according to the invention, which has been converted to a serial hybrid transmission, and its drive power flow. This means that in the case of the converted hybrid transmission, the direct drive by the internal combustion engine 2 was dispensed with, which is desirable for certain battery configurations (range extender, PHEV). The hybrid transmission 1 according to the invention can thus be easily redesigned from a hybrid transmission 1 switchable between parallel and serial to a serial hybrid transmission while retaining the electric machines 4, 5, power electronics (not shown) and cooling/lubricating components (not shown).

Bezugszeichenlistereference list

11
Hybridgetriebehybrid transmission
22
Verbrennungskraftmaschineinternal combustion engine
33
Eingangswelleinput shaft
44
erste Elektromaschinefirst electric machine
55
zweite Elektromaschinesecond electric machine
66
Abtriebswelleoutput shaft
77
erste Trennkupplungfirst disconnect clutch
88th
zweite Trennkupplungsecond disconnect clutch
99
Torsionsschwingungsdämpfertorsional vibration damper
1010
Zwischenwelleintermediate shaft
1111
Statorstator
1212
Rotorrotor
1313
Rotorwellerotor shaft
1414
erste Übersetzungsstufefirst translation stage
1515
Statorstator
1616
Rotorrotor
1717
zweite Übersetzungsstufesecond translation stage
1818
dritte Übersetzungsstufethird level of translation
1919
erster Eingangswellenabschnittfirst input shaft section
2020
zweiter Eingangswellenabschnittsecond input shaft section
2121
Schwungradflywheel
2222
Differenzialdifferential
2323
Antriebsstrangpowertrain
2424
Antriebsleistungsflussdrive power flow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Claims (10)

Hybridgetriebe (1) für ein Hybridfahrzeug, mit einem ersten Drehmomentantriebsstrang, der eine mit einer Verbrennungskraftmaschine (2) verbindbare Eingangswelle (3) und eine mit der Eingangswelle (3) drehmomentübertragend verbundene erste Elektromaschine (4) aufweist, einem zweiten Drehmomentantriebsstrang, der eine zweite Elektromaschine (5) aufweist, einer Abtriebswelle (6), die mit dem ersten Drehmomentantriebsstrang und/oder mit dem zweiten Drehmomentantriebsstrang drehmomentübertragend verbindbar oder verbunden ist, und einer ersten Trennkupplung (7), die den ersten Drehmomentantriebsstrang in einem ersten Schaltzustand mit der Abtriebswelle (6) drehmomentübertragend verbindet und in einem zweiten Schaltzustand von der Abtriebswelle (6) drehmomentübertragend trennt, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe (1) eine zweite Trennkupplung (8), die den zweiten Drehmomentantriebsstrang in einem ersten Schaltzustand mit der Abtriebswelle (6) drehmomentübertragend verbindet und in einem zweiten Schaltzustand von der Abtriebswelle (6) drehmomentübertragend trennt, und einen axial neben der ersten Elektromaschine (4) auf der Eingangswelle (3) angeordneten Torsionsschwingungsdämpfer (9) aufweist.Hybrid transmission (1) for a hybrid vehicle, having a first torque drive train which has an input shaft (3) which can be connected to an internal combustion engine (2) and a first electric machine (4) which is connected in a torque-transmitting manner to the input shaft (3), a second torque drive train which has a second The electric machine (5) has an output shaft (6) which can be or is connected in a torque-transmitting manner to the first torque drive train and/or to the second torque drive train, and a first separating clutch (7) which connects the first torque drive train to the output shaft ( 6) connects in a torque-transmitting manner and, in a second switching state, separates it from the output shaft (6) in a torque-transmitting manner, characterized in that the hybrid transmission (1) has a second separating clutch (8) which, in a first switching state, connects the second torque drive train to the output shaft (6) in a torque-transmitting manner and i n a second switching state separates from the output shaft (6) in a torque-transmitting manner, and has a torsional vibration damper (9) arranged axially next to the first electric machine (4) on the input shaft (3). Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Trennkupplung (7) und die zweite Trennkupplung (8) einen gemeinsamen Betätigungsaktor zum wechselseitigen Betätigen aufweisen, so dass eine der beiden Trennkupplungen (7, 8) in ihrem ersten Schaltzustand ist und die andere der beiden Trennkupplungen (7, 8) in ihrem zweiten Schaltzustand ist.Hybrid transmission (1) according to claim 1 , characterized in that the first separating clutch (7) and the second separating clutch (8) have a common actuating actuator for alternating actuation, so that one of the two separating clutches (7, 8) is in its first switching state and the other of the two separating clutches (7 , 8) is in its second switching state. Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe (1) eine Zwischenwelle (10) aufweist, und dass die erste Trennkupplung (7) auf der Eingangswelle (3) angeordnet ist und die zweite Trennkupplung (8) auf der Zwischenwelle (10) angeordnet ist.Hybrid transmission (1) according to claim 1 or 2 , characterized in that the hybrid transmission (1) has an intermediate shaft (10), and that the first separating clutch (7) is arranged on the input shaft (3) and the second separating clutch (8) is arranged on the intermediate shaft (10). Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektromaschine (4) und die zweite Elektromaschine (5) jeweils als eine Axialflussmaschine ausgebildet sind oder dass die eine der ersten Elektromaschine (4) und der zweiten Elektromaschine (5) als eine Axialflussmaschine ausgebildet ist und die andere der ersten Elektromaschine (4) und der zweiten Elektromaschine (5) als eine Radialflussmaschine ausgebildet ist oder dass die erste Elektromaschine (4) und die zweite Elektromaschine (5) jeweils als eine Radialflussmaschine ausgebildet sind.Hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the first electric machine (4) and the second electric machine (5) are each designed as an axial flux machine or that one of the first electric machine (4) and the second electric machine (5) is designed as an axial flux machine and the other of the first electric machine (4) and the second electric machine (5) is designed as a radial flux machine or that the first electric machine (4) and the second electric machine (5) are each designed as a radial flux machine. Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor (12) oder Rotoren (12) der zweiten Elektromaschine (5) drehfest auf einer Rotorwelle (13) angebracht ist/sind und ein Rotor (16) oder Rotoren (16) der ersten Elektromaschine (4) drehfest auf der Eingangswelle (3) angebracht ist/sind und eine der Rotorwelle (13) und der Eingangswelle (3) als eine Hohlwelle ausgebildet ist, in der die andere der Rotorwelle (13) und der Eingangswelle (3) drehbar gelagert ist.Hybrid transmission (1) according to claim 3 or 4 , characterized in that a rotor (12) or rotors (12) of the second electric machine (5) is/are attached to a rotor shaft (13) in a rotationally fixed manner and a rotor (16) or rotors (16) of the first electric machine (4) is/are rotationally fixed is/are mounted on the input shaft (3) and one of the rotor shaft (13) and the input shaft (3) is designed as a hollow shaft in which the other of the rotor shaft (13) and the input shaft (3) is rotatably supported. Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die Rotorwelle (13) über eine erste Übersetzungsstufe (14) mit der Zwischenwelle (10) drehmomentübertragend verbunden ist, die Eingangswelle (3) über eine zweite Übersetzungsstufe (17) mit der Zwischenwelle (10) drehmomentübertragend verbunden ist, und/oder die Zwischenwelle (10) über eine dritte Übersetzungsstufe (18) mit der Abtriebswelle (6) verbunden istHybrid transmission (1) according to claim 5 , characterized in that the rotor shaft (13) is connected in a torque-transmitting manner to the intermediate shaft (10) via a first transmission stage (14), the input shaft (3) is connected in a torque-transmitting manner to the intermediate shaft (10) via a second transmission stage (17), and/or the intermediate shaft (10) is connected to the output shaft (6) via a third transmission stage (18). Hybridgetriebe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übersetzungsstufe (14) ein kleineres Übersetzungsverhältnis als die zweite Übersetzungsstufe (17) aufweist.Hybrid transmission (1) according to claim 6 , characterized in that the first gear stage (14) has a smaller gear ratio than the second gear stage (17). Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektromaschine (4) im Wesentlichen als ein Generator fungiert und die zweite Elektromaschine (5) im Wesentlichen als ein Antriebsmotor fungiert.Hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the first electric machine (4) essentially functions as a generator and the second electric machine (5) essentially functions as a drive motor. Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe (1) eine Rutschkupplung aufweist, die auf der Eingangswelle (3) angeordnet ist.Hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the hybrid transmission (1) has a slipping clutch which is arranged on the input shaft (3). Antriebsstrang (23) für ein Hybridfahrzeug, mit einem Hybridgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, und einer Verbrennungskraftmaschine (2), die mit der Eingangswelle (3) des Hybridgetriebes (1) drehmomentübertragend verbunden ist.Drive train (23) for a hybrid vehicle, with a hybrid transmission (1) according to one of Claims 1 until 9 , And an internal combustion engine (2), which is connected to the input shaft (3) of the hybrid transmission (1) in a torque-transmitting manner.
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