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Title:
DRIVE ARRANGEMENT FOR A HYBRID VEHICLE AND METHOD FOR OPERATING A MOTOR VEHICLE THEREWITH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/105508
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a drive arrangement for a hybrid vehicle, having an electric motor (E), at least one secondary assembly (AUX) and a transmission (G) which comprises a transmission housing (GH), a first power input (PD1) which is accessible from the outside, a second power input (PD2), a first power output (PO1) which leads outwards and a second power output (PO2) which leads outwards, wherein the power contributions which are input into the first power input (PD1) by an internal combustion engine (BK) and the power contributions which are input into the second power input (PD2) by the electric motor (E) are conducted to the first power output (PO1) via the transmission (G), and in the process at least the transmission ratio between the first power input (PD1) and the power output (PO1) can be changed in a switchable fashion, the secondary assembly (AUX) is arranged outside the transmission housing, the transmission (G) makes available a first power take-off path (PT1) via which the at least one secondary assembly (AUX) can be coupled, while bypassing the electric motor (E), to a power transfer path (PT) which leads to the first power output (PO1), and the at least one secondary assembly (AUX) can be coupled to the electric motor (E) via a second power take-off path (PT2).

Inventors:
REICHERT ANDREA (DE)
DRESSEL MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/DE2018/100956
Publication Date:
June 06, 2019
Filing Date:
November 22, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
B60K6/48; B60K6/36; B60K6/387; B60K6/40; B60K6/405; B60K6/547; B60K25/00; F16H3/00; F16H3/093; B60K25/02
Domestic Patent References:
WO2008138387A12008-11-20
Foreign References:
DE4204384A11993-08-19
EP2278192A12011-01-26
DE10133695A12002-03-07
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Claims:
Patentansprüche

1. Antriebsanordnung für ein Hybridfahrzeug, mit:

- einem Elektromotor (E),

- wenigstens einem Nebenaggregat (AUX) und

- einem Getriebe (G), das ein Getriebegehäuse (GH), einen ersten von außen zugänglichen Leistungseingang (PD1 ), einen zweiten Leistungseingang (PD2), einen ersten nach außen führenden Leistungsausgang (P01 ) und einen zwei- ten nach außen führenden Leistungsausgang (P02) umfasst,

- wobei über das Getriebe (G) die seitens einer Brennkraftmaschine (BK) in den ersten Leistungseingang (PD1 ) eingekoppelten und die seitens des Elektromo- tors (E) in den zweiten Leistungseingang (PD2) eingekoppelten Leistungsbei- träge auf den ersten Leistungsausgang (P01 ) geführt werden und

- hierbei zumindest das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Leistungs- eingang (PD1 ) und dem Leistungsausgang (P01 ) schaltbar veränderbar ist,

- das Nebenaggregat (AUX) außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist,

- das Getriebe (G) einen ersten Leistungsabgriffsweg (PT1 ) bereitstellt, über welchen das wenigstens eine Nebenaggregat (AUX) unter Umgehung des Elektromotors (E) mit einem zum ersten Leistungsausgang (P01 ) führenden Leistungstransferweg (PT) koppelbar ist, und

- das wenigstens eine Nebenaggregat (AUX) mit dem Elektromotor (E) über ei- nen zweiten Leistungsabgriffsweg (PT2) koppelbar ist.

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leis- tungsabgriffsweg (PT1 ) ein erstes Schaltelement (S1 ) umfasst, über welches der erste Leistungsabgriffsweg (PT1 ) schaltbar schließbar und/oder schaltbar auftrennbar ist.

3. Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Leistungsabgriffsweg (PT2) ein zweites Schaltelement (S2) umfasst, über welches der zweite Leistungsabgriffsweg (PT2) schaltbar schließbar und schaltbar auftrennbar ist.

4. Antriebsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass der erste Leistungsabgriffsweg (PT1 ) über das erste Schaltele- ment (S1 ) mit einer Getriebeeingangswelle (GW1 ) koppelbar ist.

5. Antriebsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass der erste Leistungsabgriffsweg (PT1 ) über das erste Schaltele- ment (S1 ) mit einer Getriebeabtriebswelle (GW3) koppelbar ist.

6. Antriebsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass der zweite Leistungsabgriffsweg (PT2) einen Umschlingungstrieb, eine Stirnradstufe oder eine Stirnräderkette umfasst, und/oder, dass der zweite Leis- tungsabgriffsweg (PT2) zumindest abschnittsweise außerhalb des Getriebegehäuses (GH) verläuft und dabei einen Radialversatz zwischen der Eingangswelle (DS1 ) des Nebenaggregats (AUX) und der Rotorachse (XE) überbrückt.

7. Antriebsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass ein drittes Schaltelement (S3) vorgesehen ist, über welches die Antriebsverbindung zwischen dem Elektromotor (E) und einem im Getriebe verlaufen- den Leistungstransferweg (PT3) schaltbar aufhebbar ist.

8. Antriebsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Elektromotor (E) derart in die Antriebsanordnung eingebunden ist, dass die Achse (XE) eines Rotors (R) des Elektromotors (E) zu einer ersten An- triebswelle (GW1 ) des Getriebes parallel und zu dieser radial versetzt angeordnet ist.

9. Antriebsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Nebenaggregat (AUX) eine Eingangswelle (DS1 ) aufweist, die gleichachsig zur Achse (X1 ) ersten Antriebswelle (GW1 ) des Getriebes ausgerichtet ist, und/oder dass das Nebenaggregat (AUX) in einem dem ersten Leistungseingang (PD1 ) des Getriebes abgewandten Außenbereich des Getriebegehäuses (GH) ange- ordnet ist, und/oder dass im Bereich des ersten Leistungseingangs eine Doppelkupp- lungseinrichtung (DK) vorgesehen ist.

10. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer Antriebsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem im Rahmen eines Schubbe- triebs des Kraftfahrzeuges und gegebenem Leistungsbedarf des Nebenaggregats die- ses über den ersten Leistungsabgriffsweg angetrieben wird.

Description:
ANTRIEBSANORDNUNG FÜR EIN HYBRIDFAHRZEUG UND VERFAHREN ZUM BETRIEB EINES KRAFTFAHRZEUGES

DAMIT

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanordnung die in bestimmungsgemäß verbautem Zustand Bestandteil eines Antriebssystems für ein Hybridfahrzeug bildet und dabei einen Elektromotor und Nebenaggregate sowie ein Getriebe mit einem Ge- triebegehäuse, einem Leistungseingang für eine Brennkraftmaschine und einem Leis- 5 tungsausgang umfasst, wobei über das Getriebe der seitens des Elektromotors be- reitgestellte Leistungsbeitrag sowie der seitens einer Brennkraftmaschine bereitge- stellte Leistungsbeitrag auf den Leistungsausgang geführt werden und hierbei zumin- dest das Übersetzungsverhältnis zwischen dem der Brennkraftmaschine zugeordne- ten Leistungseingang und dem Leistungsausgang schaltbar veränderbar ist.

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Aus DE 101 33 695 A1 ist eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die eine Brennkraftmaschine und ein durch dieses angetriebenes Doppelkupplungsgetrie- be umfasst, wobei an das Getriebe ein Elektromotor angebunden ist, über welchen das Kraftfahrzeug auch im rein elektromotorischen Betriebsmodus betrieben werden 15 kann. Die Antriebsanordnung umfasst ein Nebenaggregat das zu einer Rotorwelle des Elektromotors gleichachsig angeordnet ist und mit dieser Rotorwelle über ein Schalt- element schaltbar verbindbar ist.

Aufgabe der Erfindung

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung der obengenann- ten Art für ein Hybridfahrzeug zu schaffen, die sich durch einen vorteilhaft realisierba- ren Gesamtaufbau auszeichnet und deren Betrieb unter energetischen Gesichtspunk- ten Vorteile gegenüber bisherigen Bauformen bietet.

25

Erfindungsgemäße Lösung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Antriebsanordnung für ein Hybridfahrzeug, mit:

30 - einem Elektromotor, - wenigstens einem Nebenaggregat und

- einem Getriebe das ein Getriebegehäuse, einen ersten Leistungseingang, ei- nen zweiten Leistungseingang, einen ersten Leistungsausgang und einen zwei- ten Leistungsausgang umfasst,

- wobei über das Getriebe die seitens einer Brennkraftmaschine in den ersten Leistungseingang eingekoppelten und die seitens des Elektromotors in den zweiten Leistungseingang eingekoppelten Leistungsbeiträge auf den ersten Leistungsausgang geführt werden,

- hierbei zumindest das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Leistungs- eingang und dem ersten Leistungsausgang schaltbar veränderbar ist,

- der Elektromotor in das Getriebegehäuse eingebunden oder an dieses ange- bunden ist,

- das wenigstens eine Nebenaggregat außerhalb des Getriebegehäuses ange- ordnet und über den zweiten Leistungsausgang antreibbar ist und,

- das Getriebe einen über den zweiten Leistungsausgang führenden ersten Leis- tungsabgriffsweg bereitstellt, über welchen das wenigstens eine Nebenaggre- gat mit einem zum ersten Leistungsausgang führenden Leistungstransferweg koppelbar ist, und

- die Antreibsanordnung einen zweiten Leistungsabgriffsweg bereitstellt, über welchen das wenigstens eine außerhalb des Getriebegehäuses angeordnete Nebenaggregat kinematisch mit dem Elektromotor koppelbar ist.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Antriebsanordnung zu schaffen, bei welcher ein als eigenständige Einheit ausgebildetes Nebenaggregat mit einem im Inneren des Getriebegehäuses liegenden Elektromotor sowie jenem dem Radantrieb dienenden Leistungsausgang koppelbar ist und dabei nach Maßgabe eines Steue- rungskonzeptes im Roll- oder Bremsbetrieb des Fahrzeuges kinetische Energie mit hohem Wirkungsgrad direkt über das Getriebe abgreifen kann oder auch rein elektrisch betrieben werden kann, wobei im rein elektrischen Betrieb der an sich für den Antrieb des Fahrzeuges vorgesehene Elektromotor die Reduktionsgetriebestufen des Getriebes nicht mitschleppen muss und sich hierbei für den rein elektrischen Be- trieb des Nebenaggregats ein hoher Systemwirkungsgrad ergibt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die An- triebsanordnung derart ausgebildet, dass der erste Leistungsabgriffsweg ein erstes Schaltelement umfasst, über welches der erste Leistungsabgriffsweg schaltbar schließbar und schaltbar auftrennbar ist. Das Schaltelement ist vorzugsweise als elektrisch ansteuerbares Kupplungselement ausgebildet, das nur im Rahmen des Schaltzustandswechsels aktiviert werden muss und den dann eingestellten Schaltzu- stand stromlos beibehält. Das Schaltelement ist dabei wiederum vorzugsweise als reibschlüssig einrückende Kupplung ausgebildet, die unter Last und ohne Synchroni- sationsbedarf geschaltet werden kann. Der zweite Leistungsabgriffsweg umfasst ein zweites Schaltelement, über welches der zweite Leistungsabgriffsweg schaltbar schließbar und schaltbar auftrennbar ist. Dieses Schaltelement kann in seinem Aufbau dem ersten Schaltelement ähnlich ausgebildet, insbesondere unter Last oder unsyn- chronisiert schaltbar sein. Das erste Schaltelement befindet sich vorzugsweise im In- nenbereich des Getriebegehäuses, das zweite Schaltelement ist vorzugsweise außer- halb des Getriebegehäuses angeordnet.

Die Antriebsanordnung ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass der erste Leistungs- abgriffsweg über das erste Schaltelement mit einer Getriebeeingangswelle koppelbar ist. Alternativ hierzu kann die Antriebsanordnung auch so ausgelegt sein, dass der erste Leistungsabgriffsweg über das erste Schaltelement mit einer Getriebeab- triebswelle koppelbar ist.

Der zweite Leistungsabgriffsweg kann in vorteilhafter Weise so ausgebildet sein, dass dieser einen Umschlingungstrieb, eine Stirnradstufe oder eine Stirnräderkette umfasst. Dieser zweite Leistungsabgriffsweg verläuft vorzugsweise zumindest anschnittsweise außerhalb des Getriebegehäuses, wobei wiederum vorzugsweise über diesen außer- halb des Getriebegehäuses verlaufenden Abschnitt des zweiten Leistungsabgriffswe- ges ein Radialversatz zwischen der Eingangswelle des Nebenaggregats und der Ach- se der Rotorwelle des Elektromotors überbrückt wird.

Die Antriebsanordnung umfasst vorzugsweise ein drittes Schaltelement über welches die Antriebsverbindung zwischen dem Elektromotor und einem im Getriebe verlaufen- den, zum ersten Leistungsausgang führenden Leistungstransferweg schaltbar auf- hebbar ist. Dieses dritte Schaltelement kann wiederum vorzugsweise als reibschlüssig koppelndes Schaltelement ausgebildet sein und ist wiederum vorzugsweise im Innen- bereich des Getriebegehäuses angeordnet. Der durch das dritte Schaltelement ge- schaltete Leistungstransferweg verläuft bei innen liegender Anordnung des Elektromo- tors vollständig innerhalb des Getriebegehäuses. Bei einer außerhalb des Getrie- begehäuses liegenden Anordnung des Elektromotors verläuft dieser Leistungstrans- ferweg vorzugsweise zumindest abschnittsweise im Inneren des Getriebegehäuses.

Der Elektromotor ist vorzugsweise derart in die Antriebsanordnung eingebunden, dass die Achse eines Rotors des Elektromotors zu einer ersten Antriebswelle des Getriebes parallel und zu dieser radial versetzt angeordnet ist. Der Elektromotor kann in vorteil- hafter Weise als Drehfeldmotor ausgebildet sein und einen mit Permanentmagneten bestückten Rotor aufweisen. Alternativ kann der Elektromotor auch einen hiervon ab- weichenden Aufbau aufweisen, z.B. als Asynchronmotor ausgebildet sein. Das Ne- benaggregat kann so ausgebildet sein, dass dieses eine Eingangswelle aufweist, die koaxial zur ersten Antriebswelle, d.h. zur Getriebeeingangswelle des Getriebes ausge- richtet ist. Das Nebenaggregat befindet sich vorzugsweise in einem dem ersten Leis- tungseingang des Getriebes abgewandten Außenbereich des Getriebegehäuses.

Das Getriebe der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist vorzugsweise als Dop- pelkupplungsgetriebe ausgebildet und derart aufgebaut, dass sich die Doppelkupp- lungseinrichtung des Getriebes im Bereich des ersten Leistungseingangs, d.h. jener der Brennkraftmaschine zugewandten Seite befindet.

Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung eignet sich in besonders vorteilhafter Wei- se für den Einsatz in Hybridfahrzeugen bei welchen die E-Maschine im Getriebe an- geordnet ist und weitere Aggregate wie z.B. die Wasserpumpe, der Klimakompressor, und die Lenkhilfepumpe von außen her an das Getriebegehäuse angesetzt oder in dessen Nachbarschaft angeordnet sind und damit in die Antriebsanordnung integriert sind. Diese Nebenaggregate können bei Stillstand des Verbrennungsmotors oder des entsprechenden Fahrzeugs dann bedarfsweise rein elektrisch betrieben werden.

Die vorliegende Erfindung beinhaltet eine neuartige Anordnung und kinematische An- bindung der Nebenaggregate. So befindet sich die E-Maschine vorzugsweise im In- nenbereich des Getriebegehäuses und die Nebenaggregate sind an das Getriebege- häuse angesetzt und in Verbindung mit„intelligenten“ Schaltelementen zuschaltbar, wodurch es möglich wird, die Nebenaggregate abhängig vom Betriebszustand des Fahrzeugs und/oder der Antriebsmotoren und/oder vom Batterieladezustandes und/oder von äußeren Faktoren (z.B. Temperatur) unter Berücksichtigung von Regel- strategien immer im energieeffizientesten Modus zu betreiben. Dies wird dadurch ge- währleistet, dass bei bewegtem Fahrzeug und/oder laufendem Verbrennungsmotor der Antrieb der Nebenaggregate über die Getriebewelle erfolgt. Dabei kann insbeson- dere im Roll- und Schubbetrieb des Fahrzeuges auch die kinetische Energie des Fahrzeugs genutzt werden. Außerdem weist der direkte mechanische Antrieb der Ne- benaggregate deutliche Vorteile in der Gesamtwirkungsgradkette gegenüber rein elektrifizierten Aggregaten auf. Zumindest eines der hierbei vorgesehenen Schaltele- mente kann im Innenbereich des Getriebegehäuses angeordnet sein, so dass das Ge- triebegehäuse ein den Elektromotor und das Doppelkupplungsgetriebe umfassendes Kernmodul darstellt, an welches das wenigstens eine Nebenaggregat von außen her angesetzt oder zumindest antriebsmäßig angekoppelt ist.

Bei stehendem Fahrzeug und/oder stehendem Verbrennungsmotor erfolgt der Antrieb elektrisch über die direkte Verbindung zum E-Motor. Dabei wird die Verbindung der Aggregate zur Getriebewelle gelöst, wodurch Reibungsverluste reduziert werden. Die- se Betriebsweise ermöglicht die Bereitstellung von Komfortfunktionen wie Standklima- tisierung bei stillstehendem Fahrzeug und stillstehendem Verbrennungsmotor sowie auch von sicherheitsrelevanten Funktionen wie Lenkhilfeunterstützung bei bewegtem Fahrzeug mit gleichzeitig stillstehendem Verbrennungsmotor, z.B. im Segel- oder E- Betrieb.

Nach dem erfindungsgemäßen Lösungskonzept sind bei einem Doppelkupplungsge- triebe, welches eingangsseitig mit einem Antriebsmotor, z.B. einer Verbrennungs- kraftmaschine, verbunden ist und das abtriebsseitig mit mindestens einer Fahrzeug- achse verbunden ist, an einer beliebigen Position an einer der Getriebewellen und pa- rallel zu dieser ein E-Motor/Generator und am Ende einer der Eingangswellen (der Kupplung entgegengesetzt), koaxial, ein Nebenaggregat wie ein Klimakompressor, ei- ne Wasserpumpe, eine Servopumpe o.ä. angebunden. Die Anbindung des von außen an das Getriebegehäuse angesetzten Nebenaggregats an die Getriebe-Eingangswelle hat den Vorteil, dass das Aggregat im verbrennungsmotorischen Betrieb weiterhin mit der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine betrieben wird. So kann auf die bisher bekannte Auslegung des Aggregats, wie es für die Anbindung im FEAD üblich ist, zu- rückgegriffen werden. Um einen möglichst effizienten Betrieb zu gewährleisten, empfiehlt sich die Anbindung von E-Maschine und Nebenaggregat(en) an der gleichen Welle und möglichst nahe beieinander. Dies ist jedoch nicht zwingend nötig.

Die E-Maschine ist in das Getriebegehäuse integriert, was eine raumsparende Bau- weise ermöglicht und zusätzliche Abdichtungen von Wellen vermeidet. Das Nebenag- gregat oder die Nebenaggregate sind außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet, insbesondere von außen an das Getriebegehäuse angesetzt, wobei das Getriebege- häuse in diesem Bereich auch Gehäusefunktionen bieten kann, die sich in Verbindung mit einem weiteren Gehäusebauteil des Nebenaggregats zu einem Nebenaggregats- gehäuse ergänzen.

Die Anbindung der E-Maschine an die Getriebewelle erfolgt dabei über Zahnräder o- der alternativ über eine Kette oder einen in Öl laufenden Zahnriemen mit oder ohne zusätzliche Übersetzungsstufe. Die Schmierung der Verbindungselemente erfolgt über das Getriebeöl. Falls nötig, können die Ketten- oder Riementriebe mit konventio- nellen Führungs- und/oder Spannschienen bzw. Umlenk- und/oder Spannrollen aus- gestattet sein. Die Anbindung ist durch ein Schaltelement trennbar.

Das Nebenaggregat ist koaxial über ein Schaltelement, z.B. eine Reib- oder Magnet- kupplung mit der Getriebeeingangswelle lösbar koppelbar. Die Getriebeeingangswelle kann aus dem Getriebegehäuse geführt werden. Das entsprechende Schaltelement für den Leistungsabgriff aus der Getriebeeingangswelle kann sich im Getriebegehäu- se oder auch außerhalb desselben befinden.

Gleichzeitig besteht eine direkte Verbindung zwischen E-Maschine und Nebenaggre- gat, außerhalb des Getriebegehäuses, welche über konventionelle Keilrippen- oder Zahnriemen und dazugehörige Spannsysteme und Umlenkrollen erfolgt. Diese Bau- form erweist sich hinsichtlich Reibleistungsverlusten und Wartungsfreundlichkeit als besonders vorteilhaft. Sie bietet aufgrund der Elastizität des Zugmittels auch einen entkoppelnden Effekt. Auch diese Verbindung ist durch ein Schaltelement wahlweise lösbar. Das Schaltelement kann sowohl aktiv, z.B. Magnetkupplung, als auch passiv, z.B. Freilauf, koppelbar oder lösbar sein.

Alle Schaltelemente können konstante oder variable Über-/Untersetzungsstufen ent- halten, wie z.B. einen Planetenradsatz. Die Schaltelemente können gleichzeitig dämp- fende oder entkoppelnde Wirkung auf Antriebsstrang und/oder Aggregate haben, z.B. mittels eines Feder-Dämpfer-Elements ähnlich einem ZMS.

Die Schaltelemente können in den Zahnrädern / Riemenrädern / Kettenrädern, welche die E-Maschine und das Aggregat miteinander verbinden, integriert sein oder an an- derer Stelle die Verbindung von Maschine zu Aggregat unterbrechen.

Die Schaltzustände der Elemente werden entsprechend den unterschiedlichen Be- triebszuständen des Fahrzeugs eingestellt wie nachfolgend noch näher erläutert wer- den wird. Das koaxial angebundene Nebenaggregat kann ebenfalls mit weiteren Ne- benaggregaten, z.B. mittels Ketten- oder Zahnriementrieb, verbunden sein. Dabei können alle angebundenen Nebenaggregate an ihrer Antriebswelle zusätzlich ein wei- teres Kupplungs- und/oder Dämpf- und/oder Entkopplungselement besitzen. Damit wird ein individueller Betrieb jedes einzelnen Aggregats abhängig vom Betriebszu- stand des Fahrzeugs und abhängig von den anderen Elementen ermöglicht. Gleich- zeitig kann das Aggregat von Drehschwingungen des Antriebsstranges entkoppelt werden, was einen gleichmäßigeren und effizienteren Betrieb gewährleistet und/oder mögliche negative Auswirkungen des Anschaltvorganges auf den Triebstrang und damit indirekt auf das Fahrzeug vermeidet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst diese auch ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer oben beschriebenen An- triebsanordnung bei welchem im Rahmen eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeuges und gegebenem Leistungsbedarf des Nebenaggregats dieses Nebenaggregat über den ersten Leistungsabgriffsweg angetrieben wird und bei Stillstand der Brennkraft- maschine oder des Fahrzeuges der erste Leistungsabgriffsweg einen passiven Be- triebszustand einnimmt und der Elektromotor das Nebenaggregat über den schaltbar aktivierbaren zweiten Leistungsabgriffsweg antreibt. Kurzbeschreibung der Figuren

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen- den Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

Figur 1a eine erste Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaues einer

Antriebsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einem Doppelkupplungsgetriebe und dabei zur ersten Antriebswelle achspa- rallel angeordnetem Elektromotor und zur ersten Antriebswelle gleichachsig angeordnetem und hierbei außerhalb des Getriebegehäuses liegendem Ne- benaggregat;

Figur 1b eine zweite Schemadarstellung zur weiteren Veranschaulichung des erfin- dungsgemäßen Konzepts, insbesondere hinsichtlich der Leistungsabgriffs- wege und Leistungstransferwege und der Wirkungsweise der Schaltelemen- te oder Freiläufe, wobei in dieser Darstellung abweichend von Fig.l a der zweite Leistungsabgriffsweg im Inneren des Getriebegehäuses verläuft;

Figur 2 eine dritte Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaues einer

Antriebsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit einem Doppelkupplungsgetriebe und dabei zur ersten Antriebswelle wiede- rum achsparallel angeordnetem Elektromotor, sowie zwei von außen an das Getriebegehäuse angesetzten Nebenaggregaten von welchen eines zur ers- ten Antriebswelle gleichachsig und das weitere zu dieser Antriebswelle pa- rallel versetzt angeordnet ist;

Figur 3 eine vierte Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaues einer

Antriebsanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ähn- lich Figur 2, jedoch einem außerhalb des Getriebegehäuses liegenden Um- schlingungstrieb dessen Zugmittel die Achse des Elektromotors und die Achsen der beiden ebenfalls von außen an das Getriebegehäuse angesetz- ten Nebenaggregate durchgängig umsäumt. Ausführliche Beschreibung der Figuren

Die Darstellung nach Figur 1a zeigt ein Ausführungsbeispiel einer ersten Ausfüh- rungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung für ein Flybridfahrzeug. Diese Antriebsanordnung umfasst einen Elektromotor E, wenigstens ein Nebenaggregat AUX und ein Getriebe G. Das Getriebe G umfasst ein Getriebegehäuse GH, einen ersten von außen zugänglichen Leistungseingang PD1 und einen zweiten im Getrie- begehäuse GH liegenden inneren Leistungseingang PD2. Weiterhin umfasst das Ge- triebe G einen nach außen führenden ersten Leistungsausgang P01 , einen nach au- ßen führenden zweiten Leistungsausgang P02 und einen ebenfalls nach außen füh- renden dritten Leistungsausgang P03.

Die Antriebsanordnung ist derart aufgebaut, dass über das Getriebe G die seitens ei- ner Brennkraftmaschine BK in den ersten Leistungseingang PD1 eingekoppelten und die seitens des Elektromotors E in den zweiten Leistungseingang PD2 eingekoppelten Leistungsbeiträge P 1 , P2 auf den Leistungsausgang P01 geführt werden, wobei hier- bei zumindest das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Leistungseingang PD1 und dem Leistungsausgang P01 schaltbar veränderbar ist. Der Elektromotor E ist in das Getriebegehäuse GH eingebunden, das Nebenaggregat AUX ist außerhalb des Getriebegehäuses G angeordnet und vorzugsweise von außen an das Getrie- begehäuse GH angesetzt. Das Getriebe G stellt einen inneren Leistungstransferweg bereit über welchen die zum Antrieb des Fahrzeuges erforderliche Leistung im Getrie- be G zum ersten Leistungsausgang P01 und das an diesen angekoppelte Achsdiffe- rentialgetriebe AD geführt wird. Weiterhin stellt das Getriebe G einen ersten Leis- tungsabgriffsweg PT1 bereit, über welchen das wenigstens eine Nebenaggregat AUX unter Umgehung des Elektromotors E mit dem zum Leistungsausgang P01 führenden Leistungstransferweg koppelbar ist. Zudem stellt das Getriebe einen zweiten Leis- tungsabgriffsweg PT2 bereit, über welchen das wenigstens eine Nebenaggregat AUX mit dem Elektromotor E kinematisch koppelbar ist und zwar parallel zum Leistungs- transferweg PT.

Die Antriebsanordnung ist weiterhin derart gestaltet, dass der erste Leistungsabgriffs- weg ein erstes Schaltelement S1 umfasst, über welches der erste Leistungsabgriffs- weg PT1 schaltbar schließbar und schaltbar auftrennbar ist. Der zweite Leistungsab- griffsweg PT2 umfasst ein zweites Schaltelement S2, über welches der zweite Leis- tungsabghffsweg PT2 schaltbar schließbar und schaltbar auftrennbar ist.

Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist der erste Leistungsabgriffsweg PT1 über das erste Schaltelement S1 mit einer ersten Getriebewelle GW1 koppelbar. Der zwei- te Leistungsabgriffsweg PT2 umfasst einen Umschlingungstrieb mit einem ersten Zugmittel Z1. Bei der dargestellten Antriebsanordnung ist weiterhin ein drittes Schalt- element S3 vorgesehen, über welches die Antriebsverbindung zwischen dem Elekt- romotor E und einem im Getriebe verlaufenden und dabei über den zweiten Leis- tungseingang PD2 führenden Leistungstransferweg PT3 schaltbar aufhebbar ist.

Der Elektromotor E ist derart in die Antriebsanordnung eingebunden, dass die Achse XE eines Rotors R des Elektromotors E zur Achse X1 der ersten Antriebswelle GW1 des Getriebes G parallel und zu dieser radial versetzt angeordnet ist. Das Nebenag- gregat AUX weist eine Eingangswelle DS1 auf, die gleichachsig zur Achse X1 der ers- ten Antriebswelle GW1 des Getriebes G ausgerichtet ist. Die kinematische Ankoppe- lung des Elektromotors an den Leistungstransferweg PT3 erfolgt auf einer dem Ne- benaggregat AUX zugewandten Seite des Elektromotors E. Der Anbau des Nebenag- gregats AUX an das Getriebegehäuse GH erfolgt auf einer dem ersten Leistungsein- gang PD1 abgewandten Seite des Getriebegehäuses. Der Elektromotor E befindet sich in einem Zwischenbereich zwischen der Doppelkupplung DK und dem Nebenag- gregat AUX. Der Elektromotor E ist bei diesem Ausführungsbeispiel vollständig in das Getriebegehäuse GH eingebunden. Er kann jedoch auch derart in die Antriebsanord- nung eingebunden sein, dass dieser in einen durch das Getriebegehäuse GH definier- ten Aufnahmebereich eintaucht und dann noch ein Restgehäuse umfasst, das an das Getriebegehäuse GH angeflanscht wird.

Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist an die Rotorwelle des Elektromotors E ein Wellenabschnitt angebunden, welcher über einen dritten Leistungsausgang P03 aus dem Getriebegehäuse G herausgeführt ist. Auf diesem Wellenabschnitt sitzt ein Umschlingungstrieb mit einem Zugmittel Z1. Dieser Umschlingungstrieb ist über das zweite Schaltelement S2 aktivierbar, so dass über diesen das Nebenaggregat AUX durch den Elektromotor E angetrieben werden kann. Bei Stillstand der Brennkraftma- schine und Stillstand des Fahrzeuges oder rein elektrischem Antrieb des Fahrzeuges wird das erste Schaltelement in einen Passivzustand verbracht in welchem über das erste Schaltelement S1 und damit über den ersten Leistungsabgriffsweg PT1 keine Leistung geführt wird. Im Schubbetrieb des Fahrzeuges und bei Leistungsbedarf des Nebenaggregats, sowie bei Betrieb der Brennkraftmaschine und Leistungsbedarf des Nebenaggregats AUX wird das erste Schaltelement S1 geschlossen und es erfolgt ei- ne Leistungsübertragung über den ersten Leistungsabgriffsweg PT1. Der Umschlin- gungstrieb mit dem Zugmittel Z1 befindet sich hier im Außenbereich des Getriebege- häuses.

Das Nebenaggregat AUX ist in einem dem ersten Leistungseingang PD1 des Getrie- bes G abgewandten Außenbereich des Getriebegehäuses GH angeordnet. Im Bereich des ersten Leistungseingangs PD1 ist eine Doppelkupplungseinrichtung DK vorgese- hen. Die Doppelkupplungseinrichtung umfasst eine erste Kupplung K1 und eine zwei- te Kupplung K2. Über die erste Kupplung K1 kann die erste Getriebewelle GW1 mit dem ersten Leistungseingang PD1 gekoppelt werden. Über die zweite Kupplung K2 kann die zweite Getriebewelle GW2 mit dem ersten Leistungseingang PD1 gekoppelt werden. Die zweite Getriebewelle GW2 ist als Hohlwelle ausgebildet und die erste Ge- triebewelle GW1 ist durch diese zweite Getriebewelle GW2 koaxial hindurchgeführt. Die erste Getriebewelle GW1 trägt Stirnräder W1 S1 , W1 S2, W1 S3. Die zweite Getrie- bewelle GW2 trägt Stirnräder W2S1 , W2S2. Die Stirnräder W1 S1 , W1 S2, W1 S3, W2S1 , W2S2 sind durch nicht weiter dargestellte Kupplungen und/oder Freiläufe mit den Wellen GW1 , GW2 koppelbar, oder soweit ausreichend oder erforderlich mit die- sen torsionsfest verbunden.

Das Getriebe G umfasst eine erste Abtriebswelle GW3 und eine zweite Abtriebswelle GW4. Die erste Abtriebswelle GW3 trägt Stirnräder W3S1 , W3S2, W3S3, W3S4. Die- se Stirnräder W3S1 , W3S2, W3S3, W3S4 sind zumindest zum Teil durch hier nicht weiter dargestellte Kupplungen oder Freiläufe mit der ersten Abtriebswelle GW3 kop- pelbar. Die zweite Abtriebswelle GW4 trägt Stirnräder W4S1 , W4S2, W4S3, W4S4, W4S5 und W4S6. Auch diese Stirnräder W4S1 , W4S2, W4S3, W4S4, W4S5 und W4S6 sind zumindest zum Teil durch hier nicht weiter dargestellte Kupplungen oder Freiläufe mit der zweiten Abtriebswelle GW4 koppelbar.

Über die erste Abtriebswelle GW3 erfolgt der Leistungstransfer auf ein Achsdifferential AD, das hier an den Leistungsausgang P01 angekoppelt ist. Über das Achsdifferential AD erfolgt eine Leistungsverzweigung auf Radantriebswellen RW1 , RW2. Dieses Achsdifferentialgetriebe AD ist hier als Kegelraddifferentialgetriebe ausgebildet, es kann in vorteilhafter Weise auch als Stirnraddifferentialgetriebe ausgebildet sein. Das Differentialgetriebe AD ist hier als eigenständige Baugruppe ausgeführt, die an das eigentliche Getriebe G angebunden ist. Das Differentialgetriebe AD kann auch in das Getriebe G, insbesondere dessen Getriebegehäuse GH eingebunden sein.

Die oben genannten Stirnräder der beiden Antriebswellen und der beiden Abtriebswel- len stehen in der in der Darstellung gezeigten Weise miteinander in Eingriff. Die Durchmesser der jeweiligen Zahnräder sind hier lediglich beispielhaft gewählt, Kupp- lungen und Freiläufe zwischen diesen Stirnrädern und den entsprechenden Wellen sind nicht dargestellt. Hinsichtlich der Funktionsweise eines Doppelkupplungsgetrie- bes wird insoweit auf den Stand der Technik verwiesen.

Der zweite Leistungsabgriffsweg PT2 verläuft bei deisem Ausführungsbeispiel zumin- dest abschnittsweise außerhalb des Getriebegehäuses GH. Er überbrückt dabei einen Radialversatz zwischen der Eingangswelle DS1 des Nebenaggregats AUX und der Rotorachse XE

Die Darstellung nach Figur 1 b veranschaulicht den Aufbau und die Funktionsweise der Antriebsanordnung für ein Hybridfahrzeug nach Figur 1 a weiter. Wie oben ausge- führt umfasst die Antriebsanordnung einen Elektromotor E, wenigstens ein Nebenag- gregat AUX und ein Getriebe G. Das Getriebe G umfasst ein Getriebegehäuse GH, einen ersten von außen zugänglichen Leistungseingang PD1 , einen zweiten im Ge- triebegehäuse GH liegenden inneren Leistungseingang PD2, einen nach außen füh- renden ersten Leistungsausgang P01 und einen zum Nebenaggregat AUX führenden zweiten Leistungsausgang P02

Über das Getriebe G werden die seitens der Brennkraftmaschine BK in den ersten Leistungseingang PD1 eingekoppelten und die seitens des Elektromotors E in den zweiten Leistungseingang PD2 eingekoppelten Leistungsbeiträge P 1 , P2 auf den Leistungsausgang P01 und von diesen auf ein Achsdifferential AD geführt. Über das Getriebe G ist das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Leistungseingang PD1 und dem Leistungsausgang P01 schaltbar veränderbar. Der Elektromotor E ist im Inneren des Getriebegehäuses GH aufgenommen, das Nebenaggregat AUX ist außerhalb des Getriebegehäuses GH angeordnet und wird über den zweiten Leis- tungsausgang P02 angetrieben. Das Getriebe G stellt einen ersten Leistungsab- griffsweg PT1 bereit, der zum zweiten Leistungsausgang P02 führt und über welchen das wenigstens eine Nebenaggregat AUX mit einem zum Leistungsausgang P01 füh- renden Leistungstransferweg PT koppelbar ist, zur Schaffung einer rein mechani- schen Antriebsverbindung. Das Getriebe G stellt zudem einen zweiten Leistungsab- griffsweg PT2 bereit, über welchen das wenigstens eine Nebenaggregat AUX in der Art eines energetischen Bypasses an der Kernmechanik des Doppelkupplungsgetrie- bes vorbei mit dem Elektromotor E kinematisch koppelbar ist.

Die Antriebsanordnung ist weiterhin derart gestaltet, dass der erste Leistungsabgriffs- weg PT1 ein erstes Schaltelement S1 umfasst, über welches der erste Leistungsab- griffsweg PT1 schaltbar schließbar und schaltbar auftrennbar ist. Der zweite Leis- tungsabgriffsweg PT2 umfasst ein zweites Schaltelement S2, über welches der zweite Leistungsabgriffsweg PT2 schaltbar schließbar und schaltbar auftrennbar ist.

Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist der erste Leistungsabgriffsweg PT1 über das erste Schaltelement S1 mit einer ersten Getriebewelle GW1 koppelbar. Der zwei- te Leistungsabgriffsweg PT2 umfasst einen Umschlingungstrieb. Über das dritte Schaltelement S3 ist die Antriebsverbindung zwischen dem Elektromotor E und einem im Getriebe verlaufenden und dabei über den zweiten Leistungseingang PD2 führen- den Leistungstransferweg PT3 schaltbar aufhebbar.

Der Elektromotor E ist derart in die Antriebsanordnung eingebunden, dass die Achse XE eines Rotors R des Elektromotors E zur Achse X1 der ersten Antriebswelle GW1 des Getriebes G parallel und zu dieser radial versetzt angeordnet ist. Das Nebenag- gregat AUX weist eine Eingangswelle DS1 auf, die gleichachsig zur Achse X1 der ers- ten Antriebswelle GW1 des Getriebes G ausgerichtet ist. Das Nebenaggregat AUX ist in einem dem ersten Leistungseingang PD1 des Getriebes G abgewandten Außenbe- reich des Getriebegehäuses GH angeordnet. Im Bereich des ersten Leistungsei n- gangs PD1 ist eine Doppelkupplungseinrichtung DK vorgesehen.

Die Schaltelemente S1 , S2, S3 werden über eine elektronische Steuereinrichtung nach Maßgabe verschiedenster Fahrzeugbetriebsparameter und ggf. weiteren Daten, z.B. Informationen zum Straßenverlauf und der Routenplanung angesteuert. Für die in der Tabelle T1 dargestellten Betriebszustände nehmen dabei die Schaltelemente S1 , S2 und S3 die in der Tabelle T2 angegebenen Schaltzustände an.

Über das erste Schaltelement S1 kann eine direkte mechanische Antriebsverbindung zwischen einem Organ des Doppelkupplungsgetriebes und dem Nebenaggregat AUX hergestellt oder aufgehoben werden. Über das zweite Schaltelement S2 kann eine di- rekte mechanische Antriebsverbindung zwischen dem Elektromotor und dem Neben- aggregat AUX hergestellt oder aufgehoben werden. Über das dritte Schaltelement S3 kann eine direkte mechanische Antriebsverbindung zwischen dem Elektromotor E und einem Eingang des Doppelkupplungsgetriebes DK hergestellt oder aufgehoben wer- den.

Bei Betrieb der Antriebsanordnung in einem Schaltzustand in welchem das erste und das dritte Schaltelement die Antriebsverbindung aufheben, also keinen Drehmomen- tententransfer zulassen, wird das Nebenaggregat AUX direkt durch den Elektromotor E angetrieben. Der Elektromotor E wird in diesem Modus auf den Leistungsbedarf des Nebenaggregats abgestimmt betrieben, so wird der Elektromotor E im Falle der Aus- legung des Nebenaggregats als Lenkhilfepumpe so betrieben, dass die Lenkhilfe- pumpe lediglich einen hinreichenden Ölstrom fördert. Im Falle der Auslegung des Ne- benaggregats als Umwälzpumpe wird der Elektromotor E so angesteuert, dass die Förderleistung der Umwälzpumpe den entsprechenden Anforderungen gerecht wird. Bei Öffnen des zweiten und des dritten Schaltelements S2, S3 und Schließen des ers- ten Schaltelements S1 wird eine Antriebsverbindung zwischen dem Nebenaggregat AUX und dem Getriebeausgang PÖ1 hergestellt und das Nebenaggregat kann durch die Brennkraftmaschine BK oder durch die Schubleistung am Achsdifferential AD be- trieben werden. Bei der Ansteuerung der Schaltelemente S1 , S2, S3 können hierbei Gesetzmäßigkeiten berücksichtigt werden, die z.B. im Schubbetrieb des Fahrzeuges und bei Leistungsbedarf der Nebenaggregate AUX eine direkte mechanische An- triebsverbindung der Nebenaggregate AUX mit dem Leistungsausgang PÖ1 des Ge- triebes G priorisieren und damit Konversionsverluste im Rekuperationsbetrieb des Elektromotors E vorrangig vermeiden und einen generatorischen Betrieb des Elektro- motors E erst veranlassen, wenn die im Schubbetrieb zur Verfügung stehende me chanische Leistung den Leistungsbedarf der Nebenaggregate übersteigt. Für das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel gelten die obigen Ausführungen sinngemäß. Abweichend von der Ausführungsform nach Figur 1 a sind hier zwei Ne- benaggregate AUX, AUX2 vorgesehen. Das zweite Nebenaggregat AUX2 ist an den ersten Leistungstransferweg PT1 und den zweiten Leistungstransferweg PT2 ange- koppelt. Dies wird im vorliegenden Beispiel über einen zweiten Umschlingungstrieb PT2b mit einem zweiten Zugmittel Z2 bewerkstelligt.

Beide Nebenaggregate AUX, AUX2 sowie der Elektromotor E sind von außen her an das Getriebegehäuse GH angesetzt. Eines der beiden Nebenaggregate AUX, AUX2 - hier das erste Nebenaggregat AUX - ist derart in die Antriebsanordnung eingebunden, dass dessen Eingangswelle DS1 mit der Getriebeachse X1 des Leistungseingangs PD1 des Getriebes G fluchtet. Das zweite Nebenaggregat AUX2 ist achsparallel zum ersten Nebenaggregat AUX angeordnet. Beide Nebenaggregate AUX, AUX2 befinden sich auf einer dem Leistungseingang PD1 abgewandten Seite der Doppelkupplung DK.

Für das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel gelten die obigen Ausführungen zu den Figuren 1 a, 1 b und 2 ebenfalls sinngemäß. Abweichend von der Ausführungs- form nach Figur 2 sind hier die beiden Nebenaggregate AUX, AUX2 über einen ge- meinsamen Umschlingungstrieb an den ersten Leistungstransferweg PT1 und den zweiten Leistungstransferweg PT2 angekoppelt.

Auch hier sind beide Nebenaggregate AUX, AUX2 von außen her an das Getriebege- häuse GH angesetzt. Der Elektromotor E ist in dem Getriebegehäuse GH aufgenom- men. Das erste Nebenaggregat AUX ist derart in die Antriebsanordnung eingebunden, dass dessen Eingangswelle DS1 mit der Getriebeachse X1 des Leistungseingangs PD1 des Getriebes G fluchtet. Das zweite Nebenaggregat AUX2 ist achsparallel zum ersten Nebenaggregat AUX angeordnet. Beide Nebenaggregate AUX, AUX2 befinden sich auf einer dem Leistungseingang PD1 abgewandten Seite der Doppelkupplung DK. Der Elektromotor E ist im Getriebegehäuse G angeordnet und derart ausgerichtet, dass dessen Rotorachse zur Getriebeachse X1 parallel verläuft. Bei den oben beschrieben Ausführungsbeispielen kann zumindest eines der Schalt- elemente S1 , S2, S3 auch als Freilauf, oder auch als schaltbar sperrbarer, und/oder schaltbar komplett abkoppelbarer Freilauf ausgebildet sein. Im Falle des ersten Schaltelements S1 wäre dieser Freilauf dann so ausgelegt, dass die Getriebewelle GW1 oder eben ein getriebeseitig laufender Antriebsstrangabschnitt über das erste Schaltelement S1 das Nebenaggregat AUX mitnimmt. Steht die Brennkraftmaschine BK, oder rotiert die Getriebewelle GW1 langsamer als der zum Nebenaggregat AUX führende Abschnitt des ersten Leistungsabgriffsweges, so gelang das erste Schalt- element S1 in einen Passivzustand und überträgt keine Leistung, der Antrieb des Ne- benaggregats erfolgt dann bedarfsweise über den Elektromotor E. Gleiches gilt auch für die Schaltelemente S2 und S3, d.h. sie können einen Passivzustand einnehmen, wenn im Schubbetrieb des Fahrzeuges die jeweils durch die Brennkraftmaschine BK oder (im Fahrzeugschubbetrieb) über das Achsdifferential angetriebenen Antriebs- strangabschnitte„überholen“. Insbesondere bei der Einbindung von Freilauffunktionen in die Schaltelemente S1 , S2, S3 können diese so ausgelegt sein, dass die Freilauf- funktion selektiv aufhebbar ist und über das Schaltelement S1 , S2, S3 ein leistungs- führender Zusammenschluss der im Schaltelement S1 , S2, S3 verlaufenden Leis- tungstransferwege erfolgt, oder die Leistungsübertragung auch vollständig aufhebbar ist, wenn z.B. am Nebenaggregat kein Leistungsbedarf besteht.