Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug, bei dem ein Hyb ridantrieb aus Verbrennungsmotor und elektrischer Maschine vorgesehen ist.

Im Stand der Technik sind Hybridantriebsstränge bekannt, bei denen eine elektrische Maschine in einen konventionellen Antriebsstrang eines Verbrennungsmotor inte griert sind. Für die Positionierung der elektrischen Maschine sind bezogen auf das Getriebe verschiedene Stellen im Antriebsstrang bekannt.

Problematisch im Stand der Technik ist unter anderem, dass bei einer rein elektri schen Fahrt, relativ hohe Verluste aufgrund von Schleppmomente durch mitzubewe gende Bauteile vorliegen, sowie ein auf den Verbrennungsmotor ausgelegte Bau teile, wie Getriebe und dergleichen.

Aufgabe der Erfindung ist es einen Antriebsstrang bereitzustellen, welcher einen effi zienten Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht. Eine weitere Aufgabe ist es einen einfa chen Aufbau sowie ein breites Leistungsspektrum bereitzustellen.

Gelöst wird die Aufgabe durch einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug umfassend ei nen Verbrennungsmotor, ein erstes Hybridmodul mit einer ersten E-Maschine, ein zweites Hybridmodul mit einer zweiten E-Maschine sowie ein Getriebemodul, wobei der Verbrennungsmotor mit der Eingangsseite des ersten Hybridmoduls verbunden ist, wobei das Getriebemodul einen ersten Getriebeeingang, einen zweiten Getriebe eingang, zumindest eine Getriebestufe und zumindest eine Achse aufweist, welche mit einem Rad des Fahrzeugs verbunden ist, wobei die Ausgangsseite des ersten Hybridmoduls mit dem ersten Getriebeeingang des Getriebemoduls verbunden ist, und wobei die Ausgangsseite des zweiten Hybridmoduls mit dem zweiten Getriebe eingang des Getriebemoduls verbunden ist.

Der hybride Antriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor. Dieser kann ein klas sischer Kolben-Hub-Motor sein oder auch als Drehkolbenmotor oder Turbine ausgebildet sein. Ein erstes Hybridmodul weist eine erste E-Maschine auf und ist zwischen dem Verbrennungsmotor und einem ersten Getriebeeingang des Getriebe moduls angeordnet. Die erste E-Maschine kann somit bei laufendem Verbrennungs motor generatorisch eingesetzt werden, um elektrische Energie zu erzeugen. Zusätz lich kann die erste E-Maschine eine Boostfunktion durch zusätzliche Antriebsleistung zum Verbrennungsmotor bereitstellen. Die erste E-Maschine kann die Funktion des Startens des Verbrennungsmotors übernehmen und prinzipiell auch für eine rein elektrische Fahrt verwendet werden.

Weiter ist ein zweites Hybridmodul vorgesehen, welches eine zweite E-Maschine auf weist. Das zweite Hybridmodul ist mit einem zweiten Getriebeeingang des Getriebe moduls verbunden. Durch das zweite Hybridmodul kann der Antrieb bei einer rein elektrischen Fahrt erfolgen. Somit kann ein rein elektrischer Betrieb unabhängig vom Verbrennungsmotor und dem ersten Hybridmodul erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Hybridmodul als weitere Boostfunktion für einen Kombinierten An trieb durch Verbrennungsmotor und E-Maschine verwendet werden oder auch im ge neratorischen Betrieb, insbesondere zur Energierückgewinnung bei Bremsvorgängen durch Rekuperation, eingesetzt werden.

Ausführungsformen eines Antriebsstrang sind dadurch gekennzeichnet, dass zwi schen der Ausgangsseite des ersten Hybridmoduls und dem ersten Getriebeeingang eine erste Trennkupplung vorgesehen ist.

Durch die erste Trennkupplung kann bei einer rein elektrischen Fahrt durch das zweite Hybridmodul sichergestellt werden, dass das erste Hybridmodul sowie der Verbrennungsmotor getrennt sind und somit keine Verluste durch Schleppmomente und dergleichen auftreten. Des Weiteren ermöglicht die Abtrennung des ersten Hyb ridmoduls vom Getriebemodul einen rein generatorischen Betrieb von Verbrennungs motor und erster E-Maschine unabhängig von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wodurch sich die Verbrennungsmaschine in einem idealen, konstanten Betriebszu stand betreiben lässt.

Die erste Trennkupplung kann beispielsweise als Lamellenkupplung, Konuskupplung oder auch als Klauenkupplung ausgebildet sein. Antriebsstränge gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass zwi schen der Ausgangsseite des zweiten Hybridmoduls und dem zweiten Getriebeein gang eine zweite Trennkupplung vorgesehen ist.

Entsprechend analog zu einer ersten Trennkupplung lassen sich auch durch eine zweite Trennkupplung zwischen dem zweiten Hybridmodul und dem Getriebemodul bei einem Antrieb durch den Verbrennungsmotor und/oder dem ersten Hybridmodul Verluste durch Schleppmomente vermeiden. Beziehungsweise ermöglich eine zweite Trennkupplung ein selektives zuschalten zur Rekuperation.

Die zweite Trennkupplung kann beispielsweise als Lamellenkupplung, Konuskupp lung oder auch als Klauenkupplung ausgebildet sein.

Ausführungsformen eines Antriebsstrangs sind dadurch gekennzeichnet, dass eine erste oder eine zweite Trennkupplung drei Schaltstellungen aufweist, wobei jeweils eine Schaltstellung vorgesehen ist, um die Verbindung zwischen der Ausgangseite des ersten oder zweiten Hybridmoduls mit dem Getriebemodul herzustellen oder zu trennen und in einer dritten Schaltstellung eine Parksperre mit dem Getriebemodul verbindbar ist.

Eine der erste oder zweite Trennkupplung kann zusätzlich eine Verbindung mit einer Parksperre herstellen, um bei einem stehenden Fahrzeug das Getriebe und somit das Fahrzeug gegen ein losrollen zu sichern.

Antriebsstränge gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass der erste Getriebeeingang und der zweite Getriebeeingang mit einer gemeinsamen Welle des Getriebemoduls verbunden sind.

Das erste und zweite Hybridmodul können mit der gleichen Welle des Getriebemo duls verbunden sein, wodurch eine nahe räumliche Anordnung vereinfacht wird, bei spielsweise können die beiden Hybridmodule auf gegenüberliegenden Enden der Welle verbunden sein. Insbesondere wenn das Getriebemodul auf einen rein elektri schen Fährbetrieb hin optimiert ist. Alternative Ausführungsformen eines Antriebsstrangs sind dadurch gekennzeichnet, dass der erste Getriebeeingang und der zweite Getriebeeingang mit unterschiedli chen Wellen des Getriebemoduls verbunden sind.

Anstelle einer gleichen Welle des Getriebemoduls können die beiden Hybridmodule mit unterschiedlichen Wellen des Getriebemoduls verbunden sein. Für rein elektri sche Antriebe, wie dem zweiten Hybridmodul, sind in der Regel andere beziehungs weise keine oder keine schaltbaren Getriebestufen gegenüber einem Verbrenneran trieb vorteilhaft. Durch die Anbindung an unterschiedliche Wellen kann somit das zweite Hybridmodul nach, auf den Verbrennungsmotor und/oder das ersten Hyb ridmodul abgestimmte, erste Getriebestufe oder Getriebestufen in das Getriebemodul eingebunden sein.

Bevorzugte Ausführungsformen eines Antriebsstrangs sind dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebemodul mehrere Getriebestufen aufweist, und dass der ersten Ge triebeeingang und der zweite Getriebeeingang mit unterschiedlichen Getriebestufen verbunden sind.

Vor dem Hintergrund unterschiedlicher Wellen sind auch Ausführungsformen unter schiedlichen, parallel angeordneten ersten Getriebestufen für die ersten und zweiten Hybridmodule vorgesehen sein. Diese sind jeweils auf das zweite Hybridmodul be ziehungsweise erste Hybridmodul mit Verbrennungsmotor optimiert, und wirken di rekt oder über weitere Getriebestufen auf die Achse oder Achsen.

Ausführungsformen eines Antriebsstrangs sind dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebemodul ein Differential umfasst.

Vorteilhafterweise umfasst das Getriebemodul ein Differential als eine Getriebestufe, mit dem die eingeleitete Antriebsenergie auf zwei Achsen verteilt wird. Sind mehrere Getriebestufen vorgesehen, liegt das Differential als weitere und/oder gemeinsame Getriebestufe vor den Achsen als Ausgang des Getriebemoduls. Antriebsstränge gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestufe zumindest eine feste, eine stufenlos-schaltbare und/oder eine mehrstu- fig-schaltbare Übersetzung umfasst.

Abhängig von der Auslegung des Fahrzeugs sind für die Getriebestufe unterschiedli che Ausführungen, vor allem hinsichtlich fester oder schaltbarer Übersetzung, mög lich. Bei mehrere Getriebestufen sind entsprechende unterschiedliche Kombinatio nen möglich.

Ausführungsformen eines Antriebsstrangs sind dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hybridmodul eine KO-Kupplung umfasst, mit der die Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor und der ersten E-Maschine unterbrechbar ist.

Um einen rein elektrischen Antrieb ohne Schleppverluste durch den Verbrennungs motor durch das erste Hybridmodul oder dem ersten und zweiten Hybridmodul zu er möglichen ist vorteilhafterweise eine KO-Kupplung zwischen dem Verbrennungsmo tor und der ersten E-Maschine des ersten Hybridmoduls angeordnet.

Antriebsstränge gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hybridmodul zumindest einen Drehschwingungsdämpfer, einen Tilger und/oder eine andere Einrichtung zur Reduzierung von Drehungleichförmigkeiten seitens des Verbrennungsmotors umfasst, vorzugsweise zwischen der Eingangsseite und der ersten E-Maschine.

Durch einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Kolbenmotor, wird ein zeitliche ungleichförmiges Drehmoment erzeugt. Eine E-Maschine hingegen erzeugt, bezie hungsweise bevorzugt in einem Generatorbetrieb ein gleichförmiges Drehmoment. Vor diesem Hintergrund ist vorteilhafterweise zumindest ein Mittel zu Reduzierung der Drehungleichförmigkeit vorgesehen. Durch mehrere derartige Mittel kann dieser Effekt weiter verbessert werden. Vorzugsweise ist zumindest ein Mittel zur Reduzie rung der Drehungleichförmigkeit zwischen Verbrennungsmotor und der ersten E-Ma schine angeordnet, damit dieser Effekt auch bei einem rein generatorischen Betrieb nutzbar ist. Ausführungsformen eines Antriebsstrangs sind dadurch gekennzeichnet, dass zwi schen der E-Maschine und der Ausgangsseite des ersten und/oder zweiten Hyb ridmoduls ein Zugmitteltrieb, Zahnradgetriebe und/oder ein Planetengetriebe vorge sehen ist.

Innerhalb eines Hybridmoduls kann ebenfalls noch ein Übertragungsgetriebe vorge sehen sein. Dies kann vorteilhaft sein, insbesondere um einen Drehzahlbereich der E-Maschine an einen für das Getriebemodul bevorzugten Drehzahlbereich anzupas sen, vor allem wenn im Kraftfluss durch das Getriebemodul nur eine Getriebestufe, beispielsweise in Form eines Differentials vorgesehen ist. Auch hinsichtlich des Bau raums kann eine derartige Übersetzung vorteilhaft sein, um beispielsweise eine achsparallele Anordnung zu ermöglichen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen. Hierdurch sind die beschriebenen Vor teile entsprechend erzielbar.

Die Merkmale der Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert wer den.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Gleiche oder ähnliche Elemente werden mit einheitlichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Fig. 3A bis 3C zeigen alternative Schaltstellungen einer Trennkupplung mit einer Parksperre gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Antriebsstrangs für eine Hybridfahrzeug. Dieser umfasst einen Verbrennungsmotor (VM), welcher mit einem ersten Hybridmo dul (HS1) verbunden ist. Das erste Hybridmodul (HS1) weist ein Mittel zur Reduzie rung der Drehungleichförmigkeit (SD) auf, im dargestellten Beispiel in Form eines Drehschwingungsdämpfer, wie beispielsweise einem Zwei-Massen-Schwungrad, dem zusätzlich eine optionale Rutschkupplung nachgeschalten ist.

Weiter ist im ersten Hybridmodul (HS1) eine erste E-Maschine (EM1) vorgesehen. In Fig. 1 ist die erste E-Maschine (EM1) durch einen Zugmitteltrieb, beispielsweise ei nem Ketten- oder Riementrieb, als Übertragungsgetriebe (UG) achsparallel zur Ab triebswelle des Verbrennungsmotors (VM) angeordnet. Durch das Übertragungsge triebe (UG) kann sofern notwendig eine Über- oder Untersetzung erfolgen, um den Drehzahlbereich anzupassen.

Zwischen der Ausgangsseite des ersten Hybridmoduls (HS1) und dem ersten Getrie beeingang des Getriebemoduls (GM) ist eine erste Trennkupplung (TK1) angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Trennkupplung (TK1) als eine Ko nuskupplung ausgeführt, wobei auch Ausführungsformen mit Lamellen- oder Klauen kupplungen möglich sind.

Beim dargestellten Getriebemodul (GM) ist der erste Getriebeeingang über eine erste und eine zweite Getriebestufe (GS) mit einem Differential (D) als weitere Getriebe stufe (GS) verbunden. Am Differential (D) erfolgt der Abtrieb über zwei Achsen (A), welche mit Rädern des Fahrzeugs verbunden sind.

Das zweite Hybridmodul (HS2) ist in Fig. 1 über eine zweite Trennkupplung (TK2) mit dem zweiten Getriebeeingang verbunden. Der zweite Getriebeeingang ist mit der zweiten Getriebestufe (GS) verbunden, und weist somit gegenüber dem ersten Ge triebeeingang ein anderes Gesamtübersetzungsverhältnis auf. Das zweite Hybridmodul (HS2) umfasst eine zweite E-Maschine (EM2) auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel analog zum ersten Hybridmodul (HS1) mit einem optio nalen als Zugmitteltrieb ausgeführtes Übertragungsgetriebe (UG) ausgeführt ist. Al ternativ können die Hybridmodule (HS1 ; HS2) auch unterschiedlich ausgeführt sein.

Die zweite Trennkupplung (TK2) ist hier mit drei Schaltstellungen ausgeführt, mit der neben dem Verbinden des zweiten Hybridmoduls (HS2) mit dem Getriebemodul (GM) beziehungsweise der Unterbrechung dieser Verbindung noch eine Verbindung des Getriebemoduls (GM) mit einer Parksperre (PS) als dritte Schaltstellung möglich. Durch eine Verbindung des Getriebemoduls (GM) mit der Parksperre (PS) kann bei einem stehenden Fahrzeug ein Wegrollen sicher verhindert werden.

Zur Betätigung der ersten Trennkupplung (TK1) ist ein Kupplungsaktuator (KA) vor gesehen. Für die zweite Trennkupplung (TK2) ist entsprechend ein Kupplungsaktua tor für drei Schaltstellungen (DCA) vorgesehen. Um die unterschiedlichen Betriebs zustände zu steuern, sind die Aktuatoren (KA; DCA) mit einer Steuereinheit (TCU) verbunden.

Fig. 2, Fig. 4 und Fig. 5 zeigen jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel. Der grundle gende Aufbau ist hierbei jeweils gleich, weshalb im Folgenden nur auf die Unter schiede eingegangen wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 ist die erste E-Maschine (EM1) anstelle einer achsparallelen Anordnung koaxial angeordnet. Es ist ebenfalls ein Übertragungsge triebe (UG) vorgesehen, welches in diesem Beispiel als Planetengetriebe ausgeführt ist.

Beim zweiten Hybridmodul (HS2) ist die zweite E-Maschine (EM2) in Fig. 2 direkt ohne eine Übertragungsgetriebe (UG) vorgesehen. Der erste Getriebeeingang und der zweite Getriebeeingang des Getriebemoduls (GM) sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils mit einer separaten Getriebestufe (GS) verbunden. Diese Getriebestufen (GS) weisen unterschiedliche Übersetzungs verhältnisse auf, wodurch beispielsweise unterschiedliche Drehzahlbereich abge deckt werden können. Diese beiden Getriebestufen (GS) gehen auf eine gemein same Getriebestufe (GS) über, welche mit einem Differential (D) verbunden ist.

Bei den Fig. 3A, 3B und 3C ist jeweils der mit X markierte Bereich der zweiten Trenn kupplung (TK2) aus Fig. 2 dargestellt, wobei diese auch als erste Trennkupplung (TK1 ) verwendet werden kann. In den Fig. 3A, 3B und 3C sind jeweils die drei Schalt stellungen schematisch dargestellt.

In Fig. 3A eine mittlere Schaltstellung gezeigt, bei der die Trennkupplung (TK1 ; TK2) die Ausgangsseite (AS) des Hybridmoduls (HS1 ; HS2) mit dem Getriebemodul (GM) verbindet.

Bei Fig. 3B ist die Schaltstellung dargestellt, bei der das Getriebemodul (GM) mit ei ner Parksperre (PS) verbunden ist, um ein Wegrollen des Fahrzeugs zu verhindern.

Die Neutralstellung, bei der das Getriebemodul (GM) weder mit dem Hybridmodul (HS1 ; HS2) noch mit der Parksperre (PS) verbunden ist.

Fig. 4 ist analog zu Fig. 1 aufgebaut, wobei der Unterschied darin liegt, dass die Übertragungsgetriebe (UG) des ersten und zweiten Hybridmoduls (HS1 ; HS2) an stelle eines Zugmitteltriebs als Planetengetriebe ausgeführt und somit die erste und zweite E-Maschine koaxial anstelle von achsparallel angeordnet sind.

In Fig. 5 ist gegenüber Fig. 4 das Getriebemodul (GM) einfacher aufgebaut. Der erste und der zweite Getriebeeingang wirken jedoch auf die gleiche Welle des Getriebemoduls (GM). Ebenfalls weist das Getriebemodul (GM) weniger Getriebestu fen (GS) auf.

Die Erfindung ist weiter auch nicht auf die beschriebenen Ausführungen einge schränkt. Es können wie oben ausgeführt, auch nur einzelne vorteilhafte Merkmale vorgesehen und miteinander kombiniert werden.

Bezugszeichen

HS1 erstes Hybridmodul

HS2 zweites Hybridmodul

EM1 erste E-Maschine

EM2 zweite E-Maschine

GM Getriebemodul

VM Verbrennungsmotor

TK1 erste Trennkupplung

TK2 zweite Trennkupplung

PS Parksperre

GS Getriebestufe/n

D Differential

A Achse

SD Mittel zur Reduzierung von Drehungleichförmigkeiten

UG Übertragungsgetriebe

AS Ausgangsseite eines Hybridmoduls

KA T rennkupplungsaktuator

DCA T rennkupplungsaktuator mit drei Schaltstellungen

TCU Steuereinheit