Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine, einem Getriebe mit einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Getriebeeingangswelle, mehreren einstellbaren Übersetzungen, einer Getriebeausgangswelle und Antriebswellen der Antriebsräder sowie zumindest einer Elektromaschine mit einem Rotor und einem gehäusefest angeordneten Stator.

Aus der DE 10 2008 006 062 A1 ist ein Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine bekannt, wobei mittels einer in Öl laufenden Kupplungseinrichtung die Drehverbindung im Kraftfluss zwischen der Brennkraftmaschine einerseits und der Elektromaschine und dem Getriebe andererseits hergestellt werden kann, bei dem der Rotor der Elektromaschine zumindest mittelbar an einem Kupplungsdeckel gelagert ist und der Kupplungsdeckel drehfest und öldicht mit der Kupplungsglocke des Getriebes verbunden ist, um den Antriebsstrang kostengünstiger und Platz sparender zu gestalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hybridischen Antriebsstrang vorzuschlagen, dessen elektrische Funktion in Verbindung mit einer Kupplungsfunktion dem Getriebe zugeordnet ist.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die diesem untergeordneten Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen wieder.

Der vorgeschlagene Antriebsstrang enthält eine Brennkraftmaschine, ein Getriebe mit einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Getriebeeingangswelle, mehreren einstellbaren Übersetzungen, einer Getriebeausgangswelle und Antriebswellen der Antriebsräder sowie zumindest eine Elektromaschine mit einem Rotor und einem gehäusefest angeordneten Stator, wobei zwischen zwei Wellen des Getriebes zumindest eine Einheit aus einer Elektromaschine und einer elektrisch betätigten, radial innerhalb des Rotors angeordneten Kupplungseinrichtung wirksam angeordnet und der Rotor mit einer der Wellen drehfest verbunden ist. Mittels einer derartigen Anordnung eines Antriebsstrangs können bevorzugt in das Getriebe integriert eine oder mehrere jeweils mit einer Kupplungseinrichtung kombinierte Elektroma- schinen auf engem Bauraum als so genannte E-Clutch vorgesehen werden. Hierbei können zwei Wellen des abtriebsseitigen Antriebsstrangs mittels einer Kupplungseinrichtung ohne o- der mit Schlupf verbunden und getrennt werden, wobei eine Welle zusätzlich von der Elektro- maschine angetrieben werden kann, beispielsweise um das Kraftfahrzeug über die Antriebsräder zusammen mit der Brennkraftmaschine oder ausschließlich anzutreiben oder von den Antriebsrädern in einem Generatormodus angetrieben zu werden. Mit einer oder mehreren dieser Einheiten aus Elektromaschine und Kupplungseinrichtung kann weiterhin eine Verteilung des an dem Antriebsstrang eingangsseitig von der Brennkraftmaschine oder ausgangs- seitig von den Antriebsrädern eingetragenen Drehmoments erfolgen, so dass je nach Anordnung dieser Einheiten weitere mechanische Bauteile wie Differentiale, Verteilergetriebe und dergleichen eingespart werden können.

Beispielsweise kann eine Einheit einer E-Clutch zwischen einen Vorderrad- und einen Hinterradantrieb eines Allradantriebs geschaltet sein, so dass eine Drehmomentverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse eines Kraftfahrzeugs mittels der Kupplungseinrichtung und abhängig von der Anordnung der Elektromaschine an einer dem Hinterrad- oder Vorderradantrieb zugeordneten Welle eine Unterstützung eines Antriebs oder eine Rekuperation durch diese vorgenommen werden kann. Je nach Antriebskonzept können die Antriebsräder der Vorderachse oder bevorzugt der Hinterachse eines Kraftfahrzeugs permanent angetrieben und die Antriebsräder der anderen Achse in einem so genannten Hang-On-Modus mittels der Kupplungseinrichtung zugeschaltet werden oder zwischen Getriebeausgangswelle und der Antriebswelle eines Zentraldifferenzials eine Einheit mit Elektromaschine und Kupplungseinrichtung in der Weise integriert werden, dass die Antriebsräder des Vorderradantriebs und des Hinterradantriebs in beliebigem Drehmomentverhältnis miteinander gekoppelt werden können.

Alternativ oder zusätzlich kann die vorgeschlagene Einheit aus Elektromaschine und

Kupplungseinrichtung zwischen der Getriebeausgangswelle und zumindest einer Antriebswelle angeordnet sein. Bevorzugt wird zwischen allen Antriebswellen und der Getriebeausgangswelle eine derartige Einheit vorgesehen, so dass ein zwischen Getriebeausgangswelle und den Antriebswellen vorgesehenes Differential entfallen und eine Übersetzung, beispielsweise ein Leistungsverzweigungsgetriebe vorgesehen sein kann. Hierbei dienen die entsprechend vorgesehenen Einheiten zum so genannten Torque-Vectoring als Ausgleich unterschiedlicher Laufradien der Antriebsräder in Kurven und werden von einem Steuergerät mit entsprechenden Zustandsinformationen, beispielsweise des Lenkwinkels der lenkenden Räder, Roll-Nick-Gierwinkels des Kraftfahrzeugs, der Geschwindigkeit, der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und dergleichen gesteuert. Die Differentialfunktion der Antriebsräder mittels dieser Steuerung erfolgt durch Betrieb der Kupplungseinrichtungen mit entsprechendem Schlupf. Weiterhin können die Antriebsräder selektiv durch Momentenanteile der Elek- tromaschine angetrieben werden.

Aus der Anordnung zumindest einer aus Elektromaschine und Kupplungseinrichtung gebildeten Einheit ergeben sich verschiedene Möglichkeiten des hybridischen Betriebes mit ausschließlichem elektrischem Antrieb oder Antrieb mittels der Brennkraftmaschine sowie einen hybridischen Antrieb, beispielsweise während eines Anfahr- oder Überholvorgangs, Re- kuperation und dergleichen. Beispielsweise kann eine zwischen der Getriebeausgangswelle und einer Antriebswelle angeordnete Elektromaschine mit drehfest mit der Antriebswelle angeordnetem Rotor bei geschlossener oder geöffneter Kupplungseinrichtung ein mit der Antriebswelle verbundenes Antriebsrad antreiben oder von diesem angetrieben werden. Weiterhin kann eine zwischen einer Getriebeausgangswelle und einer Antriebswelle angeordnete Elektromaschine mit drehfest mit der Getriebeausgangswelle angeordnetem Rotor bei geöffneter Kupplungseinrichtung und im Getriebe eingelegter Übersetzung die stillgelegte Brennkraftmaschine starten.

In dem vorgeschlagenen Antriebsstrang sind die Brennkraftmaschine, das Getriebe mit der Getriebeausgangswelle, Übersetzungsstufen wie beispielsweise verschiedenen schaltbaren Gangradpaaren, die Getriebeausgangswelle, die Kupplungseinrichtung und die Elektromaschine bevorzugt in der genannten Reihenfolge angeordnet. Alternativ kann die Elektromaschine vor der Kupplungseinrichtung vorgesehen sein. In dem Antriebsstrang kann ein Drehschwingungsdämpfer, insbesondere ein Zweimassenschwungrad, angeordnet sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann ein Eingangsteil, ein zu dem Eingangsteil relativ verdrehbares Ausgangsteil und wenigstens einen zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil wirksamen Energiespeicher aufweisen. Die Bezeichnungen„Eingangsteil" und„Ausgangsteil" sind auf einen von der Brennkraftmaschine ausgehenden Leistungsfluss bezogen. Der Drehschwingungsdämpfer kann in dem Antriebsstrang zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe, gegebenenfalls zwischen einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einer als Anfahrkupplung vorgesehenen Reibungskupplung angeordnet sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann als Baueinheit mit der Kupplungseinrichtung radial innerhalb des Rotors einer Elektromaschine vorgesehen sein. Hierbei kann ein Eingangsteil mit einer ersten Welle und das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers mit der Kupplungseinrichtung antriebsverbunden sein. Das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers kann mit der elektrischen Maschine antriebsverbunden sein. Die Kupplungseinrichtung kann eine Reibungskupplung aufweisen. Die Kupplungseinrichtung kann eine trockene Kupplung aufweisen. Die Kupplungseinrichtung kann eine Einschei- benkupplung aufweisen. Die Kupplungseinrichtung kann eine nasse Kupplung aufweisen. Die Kupplungseinrichtung kann eine Mehrscheibenkupplung aufweisen. Die Kupplungseinrichtung kann eine Anpressplatte aufweisen. Die Kupplungseinrichtung kann wenigstens eine Zwischendruckplatte aufweisen. Die Kupplungseinrichtung kann eine Druckplatte aufweisen. Die Kupplungseinrichtung kann wenigstens eine Kupplungsscheibe aufweisen. Die wenigstens eine Kupplungsscheibe kann Reibbeläge aufweisen. Es können Zwischendruckplatten und Kupplungsscheiben abwechselnd angeordnet sein. Die wenigstens eine Kupplungsscheibe kann zwischen der Anpressplatte, der wenigstens einen Zwischendruckplatte und/oder der Druckplatte einklemmbar sein.

Die Kupplungseinrichtung kann ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil aufweisen. Die

Bezeichnungen„Eingangsteil" und„Ausgangsteil" sind auf einen zu einem antreibbaren Rad des Kraftfahrzeugs hin gerichteten Leistungsfluss bezogen. Das Eingangsteil der Kupplungseinrichtung kann die wenigstens eine Kupplungsscheibe aufweisen. Das Eingangsteil der Kupplungseinrichtung kann mit der Brennkraftmaschine antriebsverbunden sein. Das Ausgangsteil der Kupplungseinrichtung kann die Anpressplatte, die wenigstens eine Zwischendruckplatte und/oder die Druckplatte aufweisen. Das Ausgangsteil der Kupplungseinrichtung kann mit der Elektromaschine antriebsverbunden sein. Das Ausgangsteil der Kupplungseinrichtung kann mit dem Rotor der Elektromaschine antriebsverbunden sein. Die Kupplungseinrichtung kann in dem Antriebsstrang zwischen dem Drehschwingungsdämpfer und der elektrischen Maschine angeordnet sein. Das Eingangsteil der Kupplungseinrichtung kann mit dem Drehschwingungsdämpfer antriebsverbunden sein. Das Eingangsteil der Kupplungseinrichtung kann mit dem Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers antriebsverbunden sein.

Die Kupplungseinrichtung kann ausgehend von einer vollständig ausgerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil im Wesentlichen keine Kraftübertragung erfolgt, bis hin zu einer vollständig eingerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil im Wesentlichen eine vollständige Kraftübertragung erfolgt, betätigungsabhängig eine zunehmende Kraftübertragung ermöglichen, wobei eine Kraftübertragung zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil kraftschlüssig, insbesondere reibschlüssig, erfolgen kann. Umgekehrt kann ausgehend von einer vollständig eingerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil im Wesentlichen eine vollständige Kraftübertragung erfolgt, bis hin zu einer vollständig ausgerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil im Wesentlichen keine Kraftübertragung erfolgt, betätigungsabhängig eine abnehmende Kraftübertragung ermöglicht sein. Eine vollständig eingerückte Betätigungsstellung kann eine geschlossene Betätigungsstellung sein. Eine vollständig ausgerückte Betätigungsstellung kann eine offene Betätigungsstellung sein.

Die Kupplungseinrichtung kann einen Momentfühler aufweisen. Der Momentfühler kann an dem Eingangsteil der Kupplungseinrichtung angeordnet sein. Der Momentfühler kann ein Eingangsteil, ein zu dem Eingangsteil relativ verdrehbares Ausgangsteil und wenigstens einen zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil wirksamen Energiespeicher aufweisen. Ein Moment kann aufgrund einer Relativverdrehung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil entgegen einer Kraft des Energiespeichers bestimmbar sein. Mithilfe des Momentfühlers kann eine Regelung der Kupplungseinrichtung erfolgen.

Die Getriebeeinrichtung kann eine Getriebeeingangswelle und eine Getriebeausgangswelle aufweisen. Die Bezeichnungen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle sind auf einen von der Brennkraftmaschine ausgehenden Leistungsfluss bezogen. Das Getriebe kann ein Stufengetriebe, ein stufenloses Getriebe, ein Doppelkupplungsgetriebe, ein Wandlerschaltkupplungsgetriebe oder dergleichen sein. Das Getriebe kann manuell schaltbar oder automatisiert schaltbar sein. Die Getriebeausgangswelle kann mit dem Rotor der Elektromaschi- ne antriebsverbunden sein.

Die Elektromaschine kann ein Gehäuse aufweisen. Der Stator kann zu dem Gehäuse fest angeordnet sein. Der Stator kann radial außerhalb des Rotors angeordnet sein. Die Elektromaschine kann wenigstens eine Welle oder Nabe aufweisen. Der Rotor kann an der wenigstens einen Welle oder Nabe fest angeordnet sein. Der Rotor kann radial innerhalb des Stators angeordnet sein. Die Elektromaschine kann eine erste Welle oder Nabe und eine zweite Welle oder Nabe aufweisen. Die erste Welle oder Nabe und die zweite Welle oder Nabe können koaxial angeordnet sein. Der Rotor kann an der zweiten Welle oder Nabe fest angeordnet sein. Die erste Welle oder Nabe kann dem Eingangsteil der Kupplungseinrichtung zugeordnet sein. Die zweite Welle oder Nabe kann dem Ausgangsteil der Kupplungseinrichtung zugeordnet sein. Der Rotor kann eine hülsenartige Form aufweisen. Der Rotor kann eine rohrabschnittartige Form aufweisen. Der Rotor kann eine hohlzylindrische Form aufweisen. In dem Rotor kann ein Aufnahmeraum gebildet sein. Die in den Rotor integrierte Kupplungseinrichtung kann eine Kupplungseinrichtung sein, die zumindest im Wesentlichen innerhalb des Rotors angeordnet ist. Eine in den Rotor integrierte Kupplungseinrichtung kann eine Kupplungseinrichtung sein, die radial zumindest im Wesentlichen innerhalb des Rotors angeordnet ist. Eine radiale Richtung ist eine zu einer Drehachse der Elektromaschine senkrechte Richtung. Eine in den Rotor integrierte Kupplungseinrichtung kann eine Kupplungseinrichtung sein, die axial zumindest im Wesentlichen innerhalb des Rotors angeordnet ist. Eine axiale Richtung ist eine Erstreckungsrichtung einer Drehachse der elektrischen Maschine. Eine in den Rotor integrierte Betätigungseinrichtung kann eine Betätigungseinrichtung sein, die zumindest im Wesentlichen innerhalb des Rotors angeordnet ist. Eine in den Rotor integrierte Betätigungseinrichtung kann eine Betätigungseinrichtung sein, die radial zumindest im Wesentlichen innerhalb des Rotors angeordnet ist. Eine in den Rotor integrierte Betätigungseinrichtung kann eine Betätigungseinrichtung sein, die axial zumindest im Wesentlichen innerhalb des Rotors angeordnet ist. Die Kupplungseinrichtung und die Betätigungseinrichtung können in Erstreckungsrichtung einer Drehachse der Kupplungseinrichtung hintereinander angeordnet sein. Die Betätigungseinrichtung kann auf einer der Brennkraftmaschine zugewandten Seite angeordnet sein. Die Kupplungseinrichtung kann auf einer der Getriebeeinrichtung zugewandten Seite angeordnet sein.

Mithilfe der Betätigungseinrichtung kann die Anpressplatte der Kupplungseinrichtung axial verlagerbar sein. Mithilfe der Betätigungseinrichtung kann die Kupplungseinrichtung geöffnet oder geschlossen werden. Mithilfe der Betätigungseinrichtung kann die Kupplungseinrichtung eingerückt oder ausgerückt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung können zwei Wellen des Getriebes miteinander verbunden oder getrennt werden. Hierbei kann eine Welle mit der Elektromaschine, insbesondere mit dem Rotor, verbunden oder von der Elektromaschine, insbesondere von dem Rotor, getrennt werden. Es wird ein nur geringer Bauraum benötigt. Es wird ein vorhandener Bauraum auf optimierte Weise genutzt. Das Gehäuse der Elektromaschine ist bevorzugt mit einem Gehäuse des Getriebes fest verbunden oder aus diesem gebildet.

Die Betätigungseinrichtung kann eine Rampeneinrichtung mit ersten Rampen und zweiten Rampen aufweisen. Die Betätigungseinrichtung kann selbstverstärkend sein. Damit ist eine Schaltung einer vergleichsweise hohen Arbeitsleistung mit einer vergleichsweise geringen Betätigungskraft ermöglicht. Es kann eine Betätigungskraft selbstverstärkt sein. Damit ist eine verringerte Betätigungsenergie erforderlich, um die Kupplungseinrichtung ein- und/oder aus- zurücken. Es ist eine verringerte Betätigungskraft erforderlich. Es ist ein verringerter Betätigungsweg erforderlich. Ein Aktuator kann eine verringerte Leistung aufweisen. Ein Aktuator kann eine verringerte Leistungsaufnahme aufweisen. Ein Aktuator kann einen verringerten Bauraum aufweisen. Ein Aktuator kann ein verringertes Gewicht aufweisen. Eine Schaltgeschwindigkeit kann erhöht sein. Die Rampeneinrichtung kann ausgehend von einer Bewegung in Umfangsrichtung der Kupplungseinrichtung eine Bewegung in Erstreckungsrichtung der Drehachse der Kupplungseinrichtung ermöglichen. Die Rampeneinrichtung kann axial wirksam sein.

Zwischen den ersten Rampen und den zweiten Rampen können Wälzkörper, insbesondere Kugeln, angeordnet sein. Die Rampen können Laufflächen für die Wälzkörper bilden. Die Rampen können als Wälzkörperrampen, insbesondere als Kugelrampen, ausgebildet sein. Die Rampen können in Umfangsrichtung der Kupplungseinrichtung verteilt angeordnet sein. Die Rampen können zu einer zur Drehachse der Kupplungseinrichtung senkrechten Ebene schief sein. Die Rampen können in Umfangsrichtung der Kupplungseinrichtung ansteigen und/oder abfallen. Die Rampen können einseitig ansteigend sein. Die Rampen können beidseitig ansteigend sein. Die ersten Rampen und die zweiten Rampen können zueinander geometrisch komplementär ausgebildet sein. Die ersten Rampen können mit den zweiten Rampen derart korrespondieren, dass sich bei einer Bewegung der ersten Rampen und der zweiten Rampen in Umfangsrichtung der Kupplungseinrichtung relativ zueinander die ersten Rampen und die zweiten Rampen in Erstreckungsrichtung der Drehachse der Kupplungseinrichtung voneinander weg oder aufeinander zu bewegen. Die ersten Rampen können die Wälzkörper von radial innen stützen. Die zweiten Rampen können die Wälzkörper von radial außen stützen. Die Wälzkörper können einen derartigen Durchmesser aufweisen, dass sie zwischen den ersten Rampen und den zweiten Rampen verliersicher gehalten sind. Die Wälzkörper können in einem Wälzkörperkäfig angeordnet sein. Damit ist eine gleichmäßige Zuordnung der Wälzkörper zu den Rampen gewährleistet.

Die Betätigungseinrichtung kann ein Umlaufrädergetriebe mit einem Hohlrad, einem

Sonnenrad, Planetenrädern und einem Steg aufweisen. Das Umlaufrädergetriebe kann ein Planetengetriebe sein. Das Hohlrad kann eine Innenverzahnung aufweisen. Das Sonnenrad kann eine Außenverzahnung aufweisen. Die Planetenräder können jeweils eine Außenverzahnung aufweisen. Die Planetenräder können mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad in Eingriff stehen. Das Umlaufrädergetriebe kann eine erste Getriebewelle, eine zweite Getriebewelle und dritte Getriebewelle aufweisen. Das Hohlrad kann an der ersten Getriebewelle angeordnet sein. Das Sonnenrad kann an der zweiten Getriebewelle angeordnet sein. Die Pia- netenräder können an den dritten Getriebewellen angeordnet sein. Die erste Getriebewelle und die zweite Getriebewelle können koaxiale Achsen aufweisen. Die Achsen der dritten Getriebewellen können zu den Achsen der ersten Getriebewelle und der zweiten Getriebewelle parallel und von diesen beabstandet sein. Bei einem Betrieb des Umlaufrädergetriebes können die Planetenräder das Sonnenrad umlaufen. Der Steg kann ein Planetenträger sein. Der Steg kann die dritten Getriebewellen miteinander fest verbinden oder die dritten Getriebewellen aufweisen.

Bezüglich der Rampeneinrichtung können die ersten Rampen dem Steg und die zweiten Rampen dem Hohlrad zugeordnet sein. Die ersten Rampen können zunächst baulich gesondert und nachfolgend mit dem Steg verbunden sein. Die ersten Rampen können in den Steg integriert sein. Die ersten Rampen können Abschnitte des Stegs sein. Die zweiten Rampen können zunächst baulich gesondert und nachfolgend mit dem Hohlrad verbunden sein. Die zweiten Rampen können in das Hohlrad integriert sein. Die zweiten Rampen können Abschnitte des Hohlrads sein.

Die Kupplungseinrichtung kann eine Anpressplatte aufweisen und das Hohlrad kann der Anpressplatte zugeordnet sein. Die Anpressplatte kann begrenzt axial verlagerbar sein. Das Hohlrad kann zunächst baulich gesondert und nachfolgend mit der Anpressplatte verbunden sein. Das Hohlrad kann mit der Anpressplatte formschlüssig, kraftschlüssig, insbesondere reibschlüssig, und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Das Hohlrad kann in die Anpressplatte integriert sein. Das Hohlrad kann mit einem Abschnitt der Anpressplatte gebildet sein.

Die Betätigungseinrichtung kann einen elektrischen Aktuator aufweisen, der auf das

Sonnenrad wirkt. Mithilfe des Aktuators kann das Sonnenrad mit einem Vorsteuermoment beaufschlagbar sein. Mithilfe des Aktuators kann das Sonnenrad mit einem einer Drehung des Umlaufrädergetriebes entgegen wirkenden Moment derart beaufschlagbar sein, dass sich der Steg mit den ersten Rampen und das Hohlrad mit den zweiten Rampen relativ zueinander verdrehen. Die Betätigungseinrichtung kann einen elektrischen Aktuator aufweisen, der auf den Steg wirkt. Mithilfe des Aktuators kann der Steg mit einem Vorsteuermoment

beaufschlagbar sein. Mithilfe des Aktuators kann der Steg mit einem einer Drehung des Umlaufrädergetriebes entgegen wirkenden Moment derart beaufschlagbar sein, dass sich der Steg mit den ersten Rampen und das Hohlrad mit den zweiten Rampen relativ zueinander verdrehen. Die Betätigungseinrichtung kann einen elektrischen Aktuator aufweisen, der auf das Hohlrad wirkt. Mithilfe des Aktuators kann das Hohlrad mit einem Vorsteuermoment beaufschlagbar sein. Mithilfe des Aktuators kann das Hohlrad mit einem einer Drehung des Umlaufrädergetriebes entgegen wirkenden Moment derart beaufschlagbar sein, dass sich der Steg mit den ersten Rampen und das Hohlrad mit den zweiten Rampen relativ zueinander verdrehen. Der Aktuator kann eine Bremse sein. Der Aktuator kann eine Wirbelstrombremse sein. Zur Ansteuerung der Wirbelstrombremse kann eine elektrische Steuereinrichtung vorgesehen sein.

Die Kupplungseinrichtung kann zwischen einer vollständig offenen Betätigungsstellung, Zwischenstellungen und einer vollständig geschlossenen Betätigungsstellung geregelt verstellbar sein. Eine geregelte Verstellung kann mithilfe einer Steuereinrichtung erfolgen. Von der Steuereinrichtung kann wenigstens ein Ausgangssignal ausgebbar sein. Von der Steuereinrichtung kann ein Ausgangssignal an den Aktuator der Kupplungseinrichtung ausgebbar sein. Der Steuereinrichtung kann wenigstens ein Eingangssignal zur Verfügung stehen. In der Steuereinrichtung kann wenigstens ein Parameter hinterlegt sein. Mithilfe der Steuereinrichtung kann wenigstens ein Parameter ermittelbar sein. Das wenigstens eine Ausgangssignal kann auf Basis des wenigstens einen Eingangssignals, wenigstens eines hinterlegten Parameters und/oder wenigstens eines ermittelten Parameters generierbar sein.

Die Kupplungseinrichtung kann in der vollständig geschlossenen Betätigungsstellung selbstregelnd sein. Ein Vorsteuermoment zum Schließen der Kupplungseinrichtung kann von der Brennkraftmaschine aufgebracht sein. Der Steg des Umlaufrädergetriebes kann mit einem von der Brennkraftmaschine erzeugten Moment beaufschlagt sein. Damit kann die Kupplungseinrichtung in Schließrichtung beaufschlagt sein. Damit ist eine Betätigung der Kupplungseinrichtung mithilfe des elektrischen Aktuators nicht erforderlich, um die geschlossenen Betätigungsstellung beizubehalten. Eine elektrische Energie ist nicht erforderlich.

Die Betätigungseinrichtung kann eine Freilaufeinrichtung aufweisen. Die Freilaufeinrichtung kann einen Innenring und einen Außenring aufweisen. Die Freilaufeinrichtung kann Klemmkörper aufweisen. Die Klemmkörper können zwischen dem Innenring und dem Außenring wirken. Mithilfe der Freilaufeinrichtung kann ein Verdrehen von Innenring und Außenring relativ zueinander in einer ersten Drehrichtung ermöglicht und in einer zur ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung gesperrt sein. Der Innenring kann der ersten Welle oder Nabe der elektrischen Maschine zugeordnet sein. Der Außenring kann dem Steg des Umlaufrädergetriebes zugeordnet sein. Damit ist eine Selbstregelung der Betätigungseinrichtung nicht nur in der vollständig geschlossenen Betätigungsstellung der Kupplungseinrichtung, sondern auch in allen Zwischenzuständen der Kupplungseinrichtung ermöglicht. Es ist ein Schubbetrieb der Brennkraftmaschine ermöglicht. Insbesondere kann der Schubbetrieb über die Betätigung der Wirbelstrombremse realisiert werden. Hierzu muss wie beim Starten des Verbrennungsmotors ein Moment an der Wirbelstrombremse angelegt werden. Der Verbrennungsmotor wird dann mitgeschleppt und kann somit das Schubmoment übertragen.

Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine E-Clutch. Eine„E-Clutch" kann eine elektrisch betätigbare Kupplung sein. Die Kupplung kann in einem Rotor eines E-Motors eines Hybrids platziert sein. Die Kupplung kann ein Trennen bzw. Verbinden einer E-Maschine mit einem Verbrennungsmotor gewährleisten. Dabei können folgende Betriebszustände durch die Kupplung erreicht werden: bei reinem elektrischen Fahren kann die Kupplung offen und der Verbrennungsmotor von einem Antriebsstrang abgekoppelt sein (Verbrennungsmotor aus); wird mehr Leistung bzw. Moment benötigt, kann der Verbrennungsmotor durch teilweises Schließen der Kupplung über den E- Motor gestartet werden, die Kupplung kann in Schubbetrieb gehen, um den Verbrenner zu starten, das Moment, welches die Kupplung überträgt, soll in diesem Zustand exakt geregelt werden können, dies kann über einen elektrischen Aktuator mit variabel einstellbarem Moment geschehen; bei laufendem Verbrennungsmotor kann die Kupplung geschlossen sein, um das Moment des Verbrennungsmotors in den Antriebsstrang zu übertragen, in diesem Zustand kann die Kupplung selbstregelnd sein und keine elektrische Energie benötigen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen. Im Einzelnen zeigen:

Figur 1 einen Antriebsstrang mit einer zwischen einem Vorderrad- und einem Hinterrad angeordneten Einheit aus einer Elektromaschine und einer Kupplungseinrichtung in schematischer Darstellung,

Figur 2 einen Antriebsstrang mit zwischen einer Getriebeausgangswelle und einer Antriebswelle angeordneten Einheiten in schematischer Darstellung und

Figur 3 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Einheit aus Elektromaschine und einer in deren Rotor aufgenommenen Kupplungseinrichtung. Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung den Antriebsstrang 1 mit der Brennkraftmaschine 2, dem nur angedeuteten Getriebe 3 mit einer veränderbaren Übersetzung zwischen der nicht dargestellten, von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetriebenen Getriebeeingangswelle und den Antriebswellen 4, 5 der Vorderradachse 6 mit den Antriebsrädern 7 und der Hinterradachse 8 mit den Antriebsrädern 9. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen den Antriebswellen 4, 5 die Einheit 10 angeordnet, die aus der Elektromaschine 1 1 mit dem gehäusefest angeordneten Stator 12 und dem Rotor 13 sowie der radial innerhalb des Rotors 13 angeordneten, elektrisch betätigten Kupplungseinrichtung 14 gebildet ist. Die Einheit 10 verbindet die beispielsweise fest mit einer Getriebeausgangswelle des Getriebes 3 permanent gekoppelte oder aus dieser gebildete Antriebswelle 4 der Vorderradachse 6 im Sinne eines Hang-On-Betriebs zur Bildung eines Allradantriebs mit der Antriebswelle 5 der Hinterradachse 8. Hierbei kann der Rotor 13 der Elektromaschine 1 1 - wie gezeigt - mit der Antriebswelle 4 der Vorderradachse 6 oder der Antriebswelle 5 der Hinterradachse 8 drehschlüssig verbunden sein, so dass die entsprechende Antriebswelle 4, 5 den Antrieb durch die Brennkraftmaschine 2 im Zugbetrieb unterstützen kann oder im Schubbetrieb mittels Rekupe- ration Strom erzeugen kann.

Der schematisch dargestellte Antriebsstrang 101 der Figur 2 enthält alternativ zu der Einheit 10 der Figur 1 jeweils zwischen den Antriebswellen 104, 105 angetriebenen Verteilergetrieben 1 15, 1 16 der Vorderradachse 106 und der Hinterradachse 108 und den Antriebswellen 1 17, 1 18 der Antriebsräder 107, 109 der Einheit 10 entsprechende Einheiten 1 10 zur Ausbildung einer Drehmomentverteilerfunktion (Torque-Vectoring). Hierbei können die Differentiale der Vorderradachse 106 und der Hinterradachse 108 durch Verteilergetriebe 1 15, 1 16 mit fester Übersetzung ersetzt und eine Verteilerkupplung zwischen der Vorderradachse 106 und der Hinterradachse 108 eingespart werden. Durch entsprechende Steuerung der Kupplungseinrichtungen der Einheiten 1 10 können beispielsweise in Kurven eine Differenzdrehzahl der Antriebsräder 107, 109 ausgeglichen, eine Momentverteilung zwischen Vorderradachse 106 und Hinterradachse 108 geregelt, eine Antischlupfregelung ausgeführt und weitere Funktionen einer Einzelradsteuerung ausgeführt werden. Um einen Starter der Brennkraftmaschine 102 einzusparen, können eine oder mehrere Einheiten 1 10 genutzt werden, indem die Antriebsräder 107, 109 mittels der Kupplungseinrichtungen der Einheiten 1 10 abgekoppelt werden und bei geeigneter eingelegter Übersetzung eine oder mehrere Elektromaschinen der Einheiten 1 10 bestromt werden.

Figur 3 zeigt den Rotor 200 einer hier ansonsten nicht näher dargestellten Elektromaschine mit innerhalb des Rotors 200 integrierter Kupplungseinrichtung 202 wie beispielsweise Kupp- lungseinrichtung 14 der Figur 1 mit der Betätigungseinrichtung 220 für ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang gemäß den Figuren 1 und 2.

Die Kupplungseinrichtung 202 ist in Erstreckungsrichtung der Drehachse 204 sowie in radialer Richtung innerhalb des Rotors 200 angeordnet. Die Kupplungseinrichtung 202 weist ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil auf. Das Eingangsteil weist die Welle 206 auf, die unter Zwischenschaltung des Momentenfühlers 208 den Innenlamellenträger 218 aufnimmt. In den In- nenlamellenträger 218 sind die Lamellen 210 eingehängt, die mit den drehfest mit dem Rotor 200 verbundenen Gegenlamellen 214 bei axialer Verspannung zwischen der Anpressplatte 212 und der Druckplatte 216 einen Reibeingriff bilden. Der Rotor 200 ist mittels des Wälzlagers 213 axial fest und verdrehbar mit dem Trägerteil 21 1 verbunden, der zudem den nicht dargestellten Stator aufnehmen kann und gehäusefest angeordnet ist.

Zur Betätigung der Kupplungseinrichtung 202 ist die Betätigungseinrichtung 220 vorgesehen. Die Betätigungseinrichtung 220 ist in Erstreckungsrichtung der Drehachse 204 sowie in radialer Richtung innerhalb des Rotors 200 angeordnet. Mithilfe der Betätigungseinrichtung 220 ist die Anpressplatte 212 mit einer Betätigungskraft beaufschlagbar. Mithilfe der Betätigungseinrichtung 220 ist die Anpressplatte 212 axial verlagerbar. Die Betätigungseinrichtung 220 weist ein Planetengetriebe 221 mit dem Hohlrad 222, Planetenrädern 224, dem Steg 226 und einem Sonnenrad 228 auf. Das Hohlrad 222 weist eine Innenverzahnung auf. Das Sonnenrad 228 weist eine Außenverzahnung auf. Die Planetenräder 224 weisen jeweils eine Außenverzahnung auf und sind mit dem Hohlrad 222 und dem Sonnenrad 228 verzahnt. Der Steg 226 verbindet die Planetenräder 224. Das Sonnenrad 228 ist mithilfe der Wirbelstrombremse 230 bremsbar. Die Betätigungseinrichtung 220 weist die Rampeneinrichtung 231 mit ersten Rampen 232 und zweiten Rampen 234 auf.

Die ersten Rampen 232 und die zweiten Rampen 234 sind über das Planetengetriebe 221 miteinander verbunden. Die zweiten Rampen 234 sind an dem Hohlrad 222 angeordnet und über Blattfedern mit dem Rotor 200 der Elektromaschine verbunden. Die ersten Rampen 232 sind an dem Steg 226 des Planetengetriebes angeordnet. Über das Sonnenrad 228 kann ein Vorsteuermoment zur Betätigung der Kupplungseinrichtung 202 eingeleitet werden.

Bei geöffneter Kupplungseinrichtung 202 laufen das Hohlrad 222, der Steg 226 und das Sonnenrad 228 mit gleicher Drehzahl. Diese Drehzahl entspricht der Drehzahl der Elektromaschine, das Planetengetriebe 221 ist sozusagen„verblockt". Dadurch sind ein Verdrehen der ersten Rampen 232 und der zweiten Rampen 234 zueinander und damit eine Betätigung der Kupplungseinrichtung 202 unterbunden.

Soll die Kupplungseinrichtung 202 geschlossen werden, wird durch die Wirbelstrombremse 230 auf dem Sonnenrad 228 ein Vorsteuermoment für die Kupplungseinrichtung 202 erzeugt. Dieses Moment ist ein Bremsmoment und wirkt der oben beschriebenen Drehbewegung entgegen. Das Sonnenrad 228 wird relativ zum bisher "verblockten" Planetensatz verdreht. Über die Funktion des Planetensatzes werden die Planetenräder 224 und damit auch der Steg 226 relativ zum Rotor 200 und zum Hohlrad 222 verdreht, was zugleich einem Verdrehen der ersten Rampen 232 und der zweiten Rampen 234 relativ zueinander entspricht. Bei einer Verdrehung der ersten Rampen 232 und der zweiten Rampen 234 relativ zueinander verlagern sich die zweiten Rampen 234 in Erstreckungsrichtung der Drehachse 204 und die Anpressplatte 212 verlagert sich entsprechend. Die Gegenlamellen 214 und Lamellen 210 werden zwischen der Anpressplatte 212 und der Druckplatte 216 verspannt. Es erfolgt eine reibschlüssige Leistungsübertragung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil der Kupplungseinrichtung 202.

Das Vorsteuermoment der Wirbelstrombremse 230 wird durch eine zwischen dem Sonnenrad 228 und dem Steg 226 gebildete Übersetzung am Planetengetriebe und an den Rampen 232, 234 so übersetzt, dass ein erwünschter Momentenbereich eingestellt werden kann. Das Vorsteuermoment kann über eine Stromzufuhr an der Wirbelstrombremse 230 exakt gesteuert und in kürzester Zeit aufgebaut werden. Die Einstellzeit des gewünschten Moments beträgt hierbei in vorteilhafter Weise wenige Millisekunden. Durch die hohe Übersetzung des Moments und die kurze Betätigungszeit ergibt sich für ein über die Kupplungseinrichtung 202 zu übertragendes Moment eine geringe Betätigungsenergie. Des Weiteren ist die Wirbelstrombremse 230 verschleißfrei und kann über ein Magnetfeld eines Elektromagnets beliebige Zwischenstufen des geforderten Moments, ohne Momentschwankungen und Reibwertabhängigkeiten, realisieren.

Bei drehenden Wellen wird das Vorsteuermoment durch diese selbst und den Freilauf 236 generiert. In diesem Betriebszustand überträgt die Kupplungseinrichtung 202 ein Zugmoment. Ein vorgegebener Anteil dieses Zugmoments wird über den Freilauf 236 als Vorsteuermoment für den Steg 226 genutzt. Damit wird die Kupplungseinrichtung 202 durch ein Teil des an der drehenden Welle anliegenden Moments über die Rampen 232, 234 betätigt. Der Verdrehwinkel der Rampen 232, 234 wird über den Momentfühler 208 geregelt. Der Momentfühler 208 ermöglicht es außerdem, dass sich die Kupplungseinrichtung 202 wieder öffnet sobald kein Moment mehr anliegt. Durch diese Anordnung der Bauteile ist die Kupplungseinrichtung 202 in diesem Zustand selbstregelnd und benötigt keine weitere externe Energie zur Betätigung.

Bezuqszeichenliste Antriebsstrang

Brennkraftmaschine

Getriebe

Antriebswelle

Antriebswelle

Vorderradachse

Antriebsrad

Hinterradachse

Antriebsrad

Einheit

Elektromaschine

Stator

Rotor

Kupplungseinrichtung

Antriebsstrang

Brennkraftmaschine

Antriebswelle

Antriebswelle

Vorderradachse

Antriebsrad

Hinterradachse

Antriebsrad

Einheit

Verteilergetriebe

Verteilergetriebe

Antriebswelle

Antriebswelle

Rotor

Kupplungseinrichtung

Drehachse

Welle

Momentfühler Lamelle

Trägerteil

Anpressplatte

Wälzlager

Gegenlamelle

Druckplatte

Nabenteil

Betätigungseinrichtung

Planetengetriebe

Hohlrad

Planetenrad

Steg

Sonnenrad

Wirbelstrombremse

Rampeneinrichtung

Rampe

Rampe

Freilauf