AT520075B1 - Drehmomentübertragungsvorrichtung sowie Verfahren zu deren Betrieb - Google Patents

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AT520075B1
AT520075B1 ATA9396/2015A AT93962015A AT520075B1 AT 520075 B1 AT520075 B1 AT 520075B1 AT 93962015 A AT93962015 A AT 93962015A AT 520075 B1 AT520075 B1 AT 520075B1
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gear
transmission device
torque transmission
input shaft
planetary gear
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ATA9396/2015A
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Muammer Yolga MSc
Ing Ivan Andrasec Dipl
Helmut Kassler Ing
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Avl List Gmbh
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und ein Verfahren zu deren Betrieb. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) weist eine erste Eingangswelle (EW1) und eine zweite Eingangswelle (EW2), zwei Planetengetriebesätze (PGS1, PGS2), eine Abtriebswelle (AW) und drei Schaltelemente (C2, C1, C3, B1) auf.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit zwei Eingangswellen, einer Abtriebswelle sowie wenigstens zwei Planetengetrieben. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Drehmomentübertragungsvorrichtung.
[0002] Die Erfindung wird im Zusammenhang mit einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs beschrieben, ist jedoch in keiner Weise auf Kraftfahrzeuge beschränkt und kann auch in anderen Bereichen zum Einsatz kommen. Kraftfahrzeuge weisen im Allgemeinen einen Antriebsstrang auf, welcher neben einer Drehmomentübertragungsvorrichtung ein Antriebsaggregat, insbesondere eine Brennkraftmaschine, aufweist. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung kann dabei mehrere verschiedene Übersetzungen oder Untersetzungen, nachfolgend gemeinsam Übersetzung genannt, zur Anpassung des Betriebsverhaltens des Antriebsaggregatsanforderungen des Betriebs des Kraftfahrzeugs, aufweisen.
[0003] Alternative Antriebskonzepte, insbesondere Hybrid-Konzepte, weisen häufig ein zweites Aggregat, insbesondere eine Elektromaschine, auf, welches ebenfalls in den Antriebsstrang eingebunden ist.
[0004] Die Drehmomentübertragungsvorrichtung spielt dabei bei einigen Hybrid-Konzepten eine wichtige Rolle, da diese die Leistungsflüsse zwischen den einzelnen Aggregaten und dem Abtrieb steuert.
[0005] So betrifft beispielsweise die WO 2014/063980 A1 ein Getriebe und ein Verfahren zu dessen Betrieb. Das Getriebe ist mit einem Antriebsstrang ausgebildet, welcher einen Primärantrieb mit einer Primärantriebswelle aufweist. Ein solches Getriebe weist einen Ravigneaux-Planetensatz mit einem doppelten Planetengetriebe mit zwei Sonnenradwellen, einer Planetenträgerwelle und zumindest einer Hohlradwelle und einem vorgeschalteten, als Reduktionsgetriebe ausgebildeten einfachen Planetensatz mit den Getriebeelementen Sonnenrad, Steg und Hohlrad auf, wobei ein erstes der Getriebeelemente des einfachen Planetensatz gehäusefest ausgebildet ist.
[0006] Die US 8,246,500 B2 betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor als Antriebsleitungsquellen und bezweckt insbesondere eine Verkleinerung der Leistungsübertragungseinrichtung und eine Verbesserung der Brennwirtschaftlichkeit.
[0007] Die DE 10 2006 044 885 A1 betrifft Hybridkraftübertragungsstränge mit einer Maschine, einem Getriebe und zwei Motoren/Generatoren und ist durch eine Reihenhybridbetriebsart und durch eine Betriebsart mit festem Übersetzungsverhältnis charakterisiert.
[0008] Die EP 0479347 A2 zeigt in ihrer Figur 5 eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einer Eingangswelle, zwei Planetengetriebesätzen, deren Planeten miteinander kämmen, einer Abtriebswelle und verschiedenen Schaltelementen zur Drehverbindung der Eingangswelle mit verschiedenen Elementen der Planetengetriebesätze.
[0009] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Drehmomentübertragungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb der selbigen bereitzustellen.
[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.
[0011] Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welche eine erste Eingangswelle und eine zweite Eingangswelle, zwei Planetengetriebesätze, eine Abtriebswelle und drei Schaltelemente aufweist.
[0012] Der erste Planetengetriebesatz weist als erste Getriebeelemente vorzugsweise wenigstens ein erstes Planetenrad zum Kämmen mit einem ersten Sonnenrad und mit einem ersten
Hohlrad und einen Planetenträger zum drehbeweglichen Abstützen des wenigstens einen Planetenrads auf.
[0013] Der zweite Planetengetriebesatz weist als zweite Getriebeelemente vorzugsweise den Planetenträger und wenigstens ein zweites Planetenrad und entweder ein zweites Sonnenrad oder ein zweites Hohlrad oder sowohl das zweite Sonnenrad als auch das zweite Hohlrad auf, wobei das wenigstens eine zweite Planetenrad mit dem zweiten Hohlrad und/oder dem zweiten Sonnenrad kämmt, drehbeweglich von dem Planetenträger abgestützt ist und zusätzlich mit einem der ersten Planetenräder kämmt.
[0014] Die Abtriebswelle ist vorzugsweise zur Abgabe eines Drehmoments, insbesondere an ein Laufrad des Kraftfahrzeugs, ausgestaltet und ein erstes Schaltelement ist als zweite Trennkupplung zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle mit einem Getriebeelement A der ersten Getriebeelemente ausgestaltet. Das erste Schaltelement ist hierbei insbesondere nicht mit der Abtriebswelle drehverbunden.
[0015] Das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement sind vorzugsweise aus einer Gruppe von drei Schaltelementen ausgewählt. Diese Gruppe umfasst die folgenden Schaltelemente: Eine erste Trennkupplung C1 zur Drehverbindung des ersten Sonnenrads und des ersten Getriebeelements A, eine dritte Trennkupplung zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle mit einem zweiten Hohlrad, welches in Verbindung mit der dritten Trennkupplung als weiteres zweites Getriebeelement vorhanden ist und mit dem wenigstens einen zweiten Planetenrad kämmt und eine erste Bremseinrichtung zum lösbaren Festlegen des zweiten Sonnenrads.
[0016] Das zweite Schaltelement und dritte Schaltelement stellen hierbei vorzugsweise jeweils zwei unterschiedliche der drei vorgenannten möglichen Schaltelemente dar.
[0017] Die zweite Eingangswelle ist schließlich vorzugsweise mit dem ersten Sonnenrad drehverbunden bzw. drehverbindbar.
[0018] Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ebenfalls eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welche eine erste und zweite Eingangswelle, drei Planetengetriebesätze, drei Schaltelemente und eine Abtriebswelle aufweist.
[0019] Der erste Planetengetriebesatz weist als erste Getriebeelemente vorzugsweise wenigstens ein erstes Planetenrad zum Kämmen mit einem ersten Sonnenrad und mit einem ersten Hohlrad und einem Planetenträger zum drehbeweglichen Abstützen des wenigstens einen ersten Planetenrads auf.
[0020] Der zweite Planetengetriebesatz weist als zweite Getriebeelemente vorzugsweise den Planetenträger und wenigstens ein zweites Planetenrad und entweder ein zweites Sonnenrad oder ein zweites Hohlrad oder sowohl das zweite Sonnenrad als auch das zweite Hohlrad auf, wobei das wenigstens eine zweite Planetenrad mit dem zweiten Sonnenrad und/oder dem zweiten Hohlrad kämmt und drehbeweglich von dem Planetenträger abgestützt ist.
[0021] Ein dritter Planetengetriebesatz weist als Getriebeelemente vorzugsweise wenigstens ein drittes Planetenrad zum Kämmen mit einem dritten Sonnenrad und wenigstens ein fünftes Planetenrad zum Kämmen mit wenigstens einem dritten Planetenrad und einem dritten Hohlrad auf, wobei das dritte Sonnenrad mit dem ersten Sonnenrad drehverbunden ist, wobei das wenigstens eine dritte Planetenrad und das wenigstens eine fünfte Planetenrad drehbeweglich mit dem Planetenträger abgestützt sind.
[0022] Das erste Schaltelement ist vorzugsweise als dritte Trennkupplung zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle mit einem Getriebeelement A der ersten Getriebeelemente ausgestaltet.
[0023] Das zweite und das dritte Schaltelement sind vorzugsweise aus einer Gruppe von drei Schaltelementen ausgewählt, wobei diese Gruppe umfasst: eine erste Trennkupplung zur Drehverbindung des Sonnenrads und des Getriebeelements A, eine dritte Trennkupplung zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle mit einem zweiten Hohlrad und mit einem dritten
Hohlrad. Sowohl das zweite Hohlrad wie auch das dritte Hohlrad sind bei einer Ausgestaltung mit dritter Trennkupplung als zweites Getriebeelement bzw. drittes Getriebeelement Teil der Drehmomentübertragungs-vorrichtung. Vorzugsweise kämmt hierbei das zweite Hohlrad mit dem wenigstens einen zweiten Planetenrad und das dritte Hohlrad mit dem wenigstens einen fünften Planetenrad.
[0024] Das letzte mögliche Schaltelement der Gruppe ist vorzugsweise eine erste Bremseinrichtung zum lösbaren Festlegen eines zweiten Sonnenrads. Dieses zweite Sonnenrad ist bei einer Ausgestaltung mit erster Bremseinrichtung als weiteres zweites Getriebeelement vorhanden und kämmt mit dem wenigstens einen zweiten Planetenrad.
[0025] Das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement sind hierbei vorzugsweise zwei unterschiedliche Schaltelemente aus der Gruppe der vorgenannten Schaltelemente.
[0026] Die zweite Eingangswelle ist vorzugsweise mit dem Sonnenrad drehverbunden bzw. drehverbindbar und die Abtriebswelle ist vorzugsweise mit einem der ersten Getriebeelemente drehverbunden bzw. drehverbindbar.
[0027] Mittels der drei Schaltelemente können, je nachdem, welche Schaltelemente gewählt und wie diese zueinander angeordnet sind, vorzugsweise wenigstens vier, fünf oder sechs verschiedene Betriebsarten der Drehmomentübertragungsvorrichtung angewählt bzw. aktiviert werden, um den Betrieb von Aggregaten, welche jeweils an die erste und zweite Eingangswelle angeschlossen sind, an die Anforderungen des Betriebs des Kraftfahrzeuges anzupassen.
[0028] Diese Betriebsarten können vorzugsweise drei unterschiedlichen Betriebsmodi zugeordnet werden.
[0029] In einem ersten Betriebsmodus wird ein Leistungsfluss ausschließlich von der ersten Eingangswelle an die Abtriebswelle übertragen. Vorzugsweise beaufschlagt hierbei eine Brennkraftmaschine lediglich die erste Eingangswelle mit einem Drehmoment und eine Elektromaschine dreht sich, ohne einen Moment zu erzeugen, an der zweiten Eingangswelle mit (konventioneller Betrieb beziehungsweise Parallelhybridbetrieb). Ebenso kann der Elektromotor in diesem Betriebsmodus ein Abtriebsmoment abgeben (Boost-Funktion) oder ein Moment aufnehmen (Rekuperationsbetrieb). Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung weist in diesem Betriebsmodus vorzugsweise drei Betriebsarten auf, welchen drei diskreten Übersetzungen von der ersten Eingangswelle zur Abtriebswelle entsprechen.
[0030] In einem zweiten Betriebsmodus wird der Leistungsfluss ausschließlich über die zweite Eingangswelle an die Abtriebswelle übertragen. Vorzugsweise beaufschlagt hierbei eine Elektromaschine die Abtriebswelle wenigstens mittelbar mit einem Drehmoment (elektromotorischer Betrieb). Dabei kann vorzugsweise die Drehzahl und/oder die Drehrichtung des Rotors einer Elektromaschine verändert werden, wobei erfindungsgemäß wenigstens eine diskrete Übersetzung wählbar ist. Durch den Elektrobetrieb können Emissionen einer Brennkraftmaschine vermieden und der hohe Wirkungsgrad der Elektromaschine, insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten, genutzt werden.
[0031] In einem dritten Betriebsmodus wird der Leistungsfluss über die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle an die Ausgangswelle übertragen, wobei die Übersetzung zwischen erster Eingangswelle und Abtriebswelle durch eine Variation von Drehmoment, Drehzahlen und/oder Drehrichtung der zweiten Eingangswelle innerhalb eines wählbaren definierten Übersetzungsbereichs stufenlos einstellbar ist. In diesem Betriebsmodus können sowohl eine Brennkraftmaschine über die erste Eingangswelle als auch eine Elektromaschine über die zweite Eingangswelle ein Drehmoment abgeben (Hybridbetrieb bzw. elektrischer CVT-Betrieb -E-CVT). Insbesondere kann in diesem Betriebsmodus die Leistung an der Ausgangswelle stufenlos variiert werden, indem an der zweiten Eingangswelle eine Elektromaschine im generatorischen oder motorischen Betrieb betrieben wird. Damit können variable Übersetzungen erreicht werden, und insbesondere kann die Brennkraftmaschine mit verbessertem Wirkungsgrad in einem bevorzugten Drehzahlbereich betrieben werden.
[0032] Die hybride Betriebsart bzw. die hybriden Betriebsarten ermöglichen daher einen besonders effizienten Betrieb eines Antriebsstrangs. In diesen Betriebsarten wird nämlich die Drehzahl der Brennkraftmaschine vorzugsweise stets entsprechend dem geforderten Moment auf einen bestmöglichen Betriebspunkt optimiert. Die Drehzahl der Elektromaschine wird hierbei so geregelt, dass Drehzahl und Drehmoment der Brennkraftmaschine optimal sind. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine kann dadurch unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt werden. Für die Elektromaschine steht in diesen Stufen ein bestimmter Bereich für das von ihr bereitgestellte bzw. abgezweigte Drehmoment zur Verfügung. Im Unterschied zu einem Parallelhybridbetrieb kann hierbei nicht beliebig zwischen einer Leistungsbereitstellung der Brennkraftmaschine und der Elektromaschine gewechselt werden, sondern es sind auslegungsbedingt nur bestimmte Kombinationen möglich, welche einen bestimmten Drehzahl-/ Drehmomentbereich abdecken.
[0033] Hybride Betriebsarten sind insbesondere vorteilhaft für niedrige Drehzahlen und bei relativ kleinen Übersetzungen. Dann dienen diese Betriebsarten als Anfahrhilfe und die Elektromaschine unterstützt die Brennkraftmaschine. Im Anfahren kann daher die Drehzahl der Brennkraftmaschine verbrauchsoptimiert niedrig gehalten und ein erforderliches Moment von der Elektromaschine zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin kann die Elektromaschine, beispielsweise bei höheren Drehzahlen, im Generatorbetrieb betrieben werden und ein Kraftfahrzeug mit Energie versorgen bzw. einen elektrischen Energiespeicher aufladen.
[0034] Das Vorsehen von kontinuierlich verstellbaren Gangstufen verringert die Notwendigkeit, Drehmomentübertragungsvorrichtungen mit immer mehr Gängen vorzusehen, um eine entsprechende Übersetzungsspreizung zum effizienten Betrieb einer Brennkraftmaschine zu erreichen. Durch die entsprechende Einsparung an Getriebekomponenten können die Herstellungskosten und das Gewicht einer Drehmomentübertragungsvorrichtung verringert werden. Der vergrößerte Betriebsbereich mit geringem Verbrauch der Brennkraftmaschine zusammen mit einer entsprechenden Dimensionierung der Brennkraftmaschine und der Hybridisierung ermöglichen eine Vergrößerung der Schriftgrößen der Übertragungsverhältnisse zwischen einzelnen Übersetzungen und dadurch eine Verringerung der Anzahl an konventionellen Gängen ohne einen signifikanten Nachteil des Verbrauchs, insbesondere gegenüber sieben- bis zehngängigen Getrieben des Stands der Technik.
[0035] Durch die mittels der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung erreichte größere Spreizung der Übersetzung bzw. einer verbesserten Abstufung der Übersetzung und der Wahl aus vier bis sechs verschiedenen Betriebsarten in drei Betriebsmodi kann das Betriebsverhalten einer Brennkraftmaschine, welche an die Drehmomentübertragungsvorrichtung angeschlossen ist, besser an Anforderungen aus dem Betrieb des Kraftfahrzeugs angepasst werden, wodurch insbesondere der Wirkungsgrad des Gesamtsystems vergrößert wird.
[0036] Zusätzlich lässt sich eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung, sowohl gemäß dem ersten Aspekt als auch gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, besonders platzsparend realisieren und spart dadurch Bauraum in einem Kraftfahrzeug ein.
[0037] Eine Eingangswelle im Sinne der Erfindung ist eine Welle, welche zur zumindest mittelbaren Drehverbindung mit einer Antriebsmaschine bzw. zur Aufnahme eines Drehmoments dieser Antriebsmaschine dient. Vorzugsweise sind diese Antriebsmaschinen und die Drehmomentübertragungsvorrichtung Teil desselben Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs. Vorzugsweise sind die Eingangswellen durch ein Getriebegehäuse der Drehmomentübertragungsvorrichtung primär abgestützt bzw. im Getriebegehäuse gelagert.
[0038] Unter einem Planetengetriebe im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche der Wandlung eines Eingangsdrehmoments in ein Ausgangsdrehmoment (Drehmomentwandlung) dient und hierzu Getriebeelemente aufweist. Zu den Getriebeelementen gehört vorzugsweise ein Sonnenrad und/oder verzahntes Hohlrad. Des Weiteren weist ein Planetengetriebe vorzugsweise wenigstens ein Planetenrad auf, welches mit dem Sonnenrad und/oder dem Hohlrad kämmt.
[0039] Weist der Planetengetriebesatz Hohlrad, Sonnenrad und wenigstens ein Planetenrad auf, so wird im Allgemeinen von einem Drei-Wellen-Getriebe gesprochen. Bei einem solchen Drei-Wellen-Getriebe gibt es vorzugsweise zwei Wellen, welche bezogen auf das Wellenmoment das gleiche Vorzeichen besitzen, und eine Welle mit entgegengesetzten Vorzeichen. Die Wellen mit gleichem Vorzeichen werden als Differenzwellen bezeichnet, die Welle mit entgegengesetzten Vorzeichen wird als Summenwelle bezeichnet. Als Planetenträgerwelle wird jene Welle bezeichnet, welche nur Kupplungsleistungen übertragen kann. Wellen, welche sowohl Kupplungsleistungen als auch Wälzleistungen übertragen können, werden als Zentralwellen bezeichnet.
[0040] Ein Drei-Wellen-Getriebe besitzt vorzugsweise ein eindeutiges Momenten- und Drehzahlverhalten in Bezug auf die Differenz- und Summenwellen. Um aber ein Drei- Wellen-Getriebe kinematisch zu beschreiben, behilft man sich mit der sogenannten Standübersetzung. Die Standübersetzung wird definiert als die Übersetzung zwischen den beiden Zentralwellen bei stillstehender Planetenträgerwelle. Die Standübersetzung kann positiv oder negativ sein, das wiederum macht eine Unterscheidung in sogenannte Plus- und Minus-Getriebe notwendig.
[0041] Ein Minusgetriebe bezeichnet ein Drei-Wellen-Getriebe, bei dem beide Zentralwellen zugleich die Differenzwellen darstellen, die übrige Planetenträgerwelle ist hierbei die Summenwelle.
[0042] Ein Plusgetriebe bezeichnet ein Drei-Wellen-Getriebe, bei die Planetenträgerwellen und eine der beiden Zentralwellen die Differenzwellen darstellen, die übrige Zentralwelle ist dann die Summenwelle.
[0043] Bei einem einfachen Planetenradsatz mit nur einem Planetenradsatz, welcher einerseits mit dem Sonnenrad kämmt und andererseits auch mit dem Hohlrad kämmt, sind die beiden Zentralwellen, Sonnenrad und Hohlrad, die Differenzwellen, die Planetenträgerwelle ist die Summenwelle. Dieser Planetenradsatz besitzt also die Kinematik eines Minusgetriebes.
[0044] Bei einem Planetenradsatz mit einem oder mehreren Planetenradpaaren, wobei jeweils das erste Planetenrad mit dem Sonnenrad und dem zweiten Planetenrad, und das zweite Planetenrad mit dem Hohlrad und dem ersten Planetenrad kämmt, bilden die Planetenträgerwelle und das Sonnenrad als erste Zentralwelle die Differenzwellen, das Hohlrad als zweite Zentralwelle ist die Summenwelle. Dieser Planetenradsatz besitzt also die Kinematik eines Plusgetriebes. Der Planetenträger mit der Planetenträgerwelle dient zum drehbeweglichen Abstützen der Planetenräder.
[0045] Ein Schaltelement im Sinne der Erfindung ist ein Element zur Veränderung eines Schaltzustandes eines der Getriebeelemente, wobei zwischen wenigstens zwei verschiedenen Zuständen geschaltet werden kann. Insbesondere Bremseinrichtungen und Trennkupplungen sind Schaltelemente.
[0046] Eine Bremseinrichtung im Sinne der Erfindung dient zum lösbaren Festlegen wenigstens eines der Getriebeelemente, insbesondere an dem Getriebegehäuse. Das festgelegte Getriebeelement kann vorzugsweise bei blockierter Bremseinrichtung während der Drehmomentwandlung nicht rotieren.
[0047] Eine Trennkupplung im Sinne der Erfindung ist eine mechanische Einrichtung mit wenigstens zwei Kupplungsteilen, wobei die beiden Kupplungsteile in einem Schließzustand der Trennkupplung miteinander mechanisch, insbesondere reibschlüssig oder formschlüssig drehverbunden sind und in einem geöffneten Zustand unabhängig voneinander rotieren können. Vorzugsweise sind die beiden Kupplungsteile jeweils mit einer Welle, insbesondere stoffschlüssig, drehverbunden.
[0048] Eine Abtriebswelle im Sinne der Erfindung ist eine Welle, welche zumindest mittelbar in Drehverbindung mit einem zur Fortbewegung des Kraftfahrzeugs anzutreibenden Laufrad des Kraftfahrzeugs (Antriebsrad) dient, und dazu mit einem Drehmoment beaufschlagt werden kann.
[0049] Eine Elektromaschine im Sinne der Erfindung ist eine Anordnung aus Stator und Rotor, welche miteinander elektromagnetisch wechselwirken können. Vorzugsweise kann der, insbesondere mit dem Getriebegehäuse drehfest verbindbare, Stator den Rotor mit elektromagnetischen Kräften derart beaufschlagen, dass der Rotor ein Drehmoment abgeben kann, wobei die Elektromaschine als Elektromotor wirkt (Motorbetrieb). Alternativ kann der, insbesondere mit dem Getriebegehäuse drehfest verbindbare, Stator vom Rotor derart mit elektromagnetischen Kräften beaufschlagt werden, dass die Elektromaschine elektrische Energie bereitstellen kann und als elektrischer Generator wirkt (Generatorbetrieb). Der Stator kann den Rotor wahlweise zur Rotation in einer von zwei entgegengesetzten Drehrichtungen beaufschlagen. Die Elektromaschine ist derart ausgestaltet, dass die Drehzahl des Rotors verschiedene Werte innerhalb des Drehzahlintervalls annehmen kann. Insbesondere kann die Elektromaschine ein erstes Getriebeelement bei geöffneter erster oder dritter Trennkupplung anstelle der Brennkraftmaschine mit einem Drehmoment beaufschlagen.
[0050] Im Weiteren werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Drehmomentübertragungsvorrichtung beschrieben, die jeweils miteinander kombiniert werden können, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird.
[0051] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Drehmomentübertragungsvorrichtung sind das erste Hohlrad und das zweite Hohlrad gegeneinander drehbeweglich.
[0052] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung eine zweite Bremseinrichtung auf, eingerichtet zum lösbaren Festlegen der Abtriebswelle. In diesem Fall weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung vorzugsweise einen vierten Betriebsmodus auf. Wird die Drehmomentübertragungsvorrichtung mit festgelegter Abtriebswelle in einem E- CVT-Modus betrieben, wird ein Leistungsfluss, welcher beispielsweise von einer Brennkraftkraftmaschine auf die erste Eingangswelle wirkt, über die zweite Eingangswelle zu einer vorzugsweise mit dieser verbundenen Elektromaschine übertragen. Hierdurch kann ein Fahrzeug, welches mit der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ausgestattet ist, beispielsweise im Stand beladen werden. Umgekehrt kann auch, bei entsprechender Übersetzung, die Brennkraftmaschine vorzugsweise mit der Elektromaschine gestartet werden.
[0053] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung weist diese eine erste Übersetzungsstufe auf, die vorzugsweise der zweiten Eingangswelle vorgelagert ist, insbesondere ein Stirnradgetriebe oder ein Kettengetriebe. Ist die zweite Eingangswelle beispielsweise mit einer Elektromaschine drehverbunden, so kann durch die erste Übersetzungsstufe die relativ hohe Betriebs-drehzahl der Elektromaschine herabgesetzt werden, um diese mit den Drehzahlen der Planetengetriebe kompatibel zu machen.
[0054] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung ein Schwungrad auf, insbesondere ein Zwei- Massen-Schwungrad, welches vorzugsweise der ersten Eingangswelle und/oder der zweiten Eingangswelle vorgelagert ist. Durch das Vorsehen eines Schwungrads, insbesondere an der ersten Eingangswelle, wenn diese mit einer Brennkraftmaschine drehverbunden ist, können Schwingungen in einem auf diese Weise gebildeten Antriebsstrang ausgeglichen werden.
[0055] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung eine zweite Übersetzungsstufe auf, die vorzugsweise der Abtriebswelle nachgelagert ist, und insbesondere weist diese zweite Übersetzungsstufe eine weitere Zwischenwelle auf. Diese zweite Übersetzungsstufe ist insbesondere zwischen der Ausgangswelle und einem Differential eines Fahrzeugs, in welchem die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung verbaut ist, angeordnet, um die relativ hohen Drehzahlen der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung herabzusetzen und das Drehmoment am Abtrieb des Fahrzeugs zu erhöhen.
[0056] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentüber tragungsvorrichtung ist das erste Schaltelement zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle mit dem Planetenträger ausgestaltet. Alternativ ist das erste Schaltelement zu der ersten Eingangswelle mit dem ersten Hohlrad ausgestaltet. Vorzugsweise ist das erste Schaltelement zwischen die erste Eingangswelle und die erste Trennkupplung geschaltet.
[0057] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist die Abtriebswelle mit dem ersten Hohlrad drehverbunden bzw. drehverbindbar. Alternativ ist die Abtriebswelle mit dem Planetenträger dreh-verbunden.
[0058] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung einen vierten Planetensatz auf, welcher als viertes Getriebeelement wenigstens ein viertes Planetenrad zum Kämmen mit einem vierten Sonnenrad und mit einem vierten Hohlrad sowie einem vierten Planetenträger zum drehbeweglichen Abstützen des wenigstens einen vierten Planetenrads aufweist.
[0059] Die erste Eingangswelle ist in diesem Fall vorzugsweise zusätzlich mit dem vierten Hohlrad drehverbunden bzw. drehverbindbar, insbesondere mittels des ersten Schaltelements, welches in diesem Fall als zweite Trennkupplung ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das vierte Sonnenrad mit dem Gehäuse der Drehmomentübertragungsvorrichtung drehfest verbunden. Vorzugsweise ist der vierte Planetenträger mit dem ersten Sonnenrad drehverbunden bzw. drehverbindbar, insbesondere mittels eines zweiten oder dritten Schaltelements, welches als erste Trennkupplung ausgebildet ist.
[0060] Vorzugsweise ist der vierte Planetengetriebesatz als Reduziergetriebe bzw. Untersetzungsgetriebe zur Verringerung der Eingangsdrehzahl ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der vierte Planetengetriebesatz als Minusgetriebe mit Umkehr der Wirkrichtung des Ausgangsdrehmoments ausgebildet. Mit dem vierten Planetengetriebesatz kann die Spreizung der verfügbaren bzw. schaltbaren Übersetzungen vergrößert werden.
[0061] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Planetenträger mit dem vierten Hohlrad drehverbunden.
[0062] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der vierte Planetenträger mit einem zweiten oder dritten Schaltelement, welches als erste Trennkupplung ausgebildet ist, drehverbunden. Diese Ausgestaltung kann den Vorteil einer vergrößerten Spreizung der verfügbaren bzw. schaltbaren Übersetzungen bieten.
[0063] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung sind die Trennkupplungen und/oder Bremseinrichtungen hydraulische Schaltelemente. Hydraulische Schaltelemente sind besonders zuverlässig und können insbesondere in dem Fall der Trennkupplung hohe Kräfte übertragen.
[0064] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist wenigstens eine Hauptwelle mit Transportkanälen für Schmierstoff, insbesondere Öl, versehen. Hierdurch wird eine besonders günstige Schmierung der Drehmomentübertragungsvorrichtung erreicht.
[0065] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine Niederdruckpumpe zur Versorgung der Getriebeelemente mit Schmierstoff, insbesondere Öl und/oder eine Hochdruckpumpe zum Bereitstellen eines hydraulischen Drucks an den Trennkupplungen und/oder Bremseinrichtungen auf.
[0066] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung weisen wenigstens einige der gezahnten Getriebeelemente eine Schrägverzahnung und/oder eine Hochverzahnung auf. Eine Schrägverzahnung im Sinne der Erfindung ist eine nicht zur Rotationsachse parallele Anordnung der Zähne an einem Zahnrad. Durch das Vorsehen einer Schrägverzahnung werden eine bessere Laufruhe und eine geringere Geräuschentwicklung erreicht, da jedes Zahnpaar mit einem kontinuierlichen Übergang in und aus dem Eingriff läuft und somit die Übertragung des Drehmoments gleichmäßiger verläuft. [0067] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentüber tragungsvorrichtung ist deren Gehäuse im Wesentlichen aus Aluminium, Magnesium oder einer Legierung aus wenigstens einem dieser Metalle aufgebaut. Die Verwendung eines solchen Leichtmetalls bietet Gewichtsvorteile und ist auch vorteilhaft für einen Abtransport von etwaig entstehender Reibungswärme.
[0068] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung sind die Getriebeelemente radial mittels eines Nadellagers und axial mittels eines Anschlags gelagert.
[0069] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung weist diese genau drei Schaltelemente auf.
[0070] Durch das Vorsehen von lediglich drei Schaltelementen wird ein besonders günstiges Verhältnis zwischen benötigten Bauraum der Drehmomentübertragungsvorrichtung und bereitgestellten Betriebsmodi sowie darin enthaltenen Betriebsarten erreicht.
[0071] Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt, eine Antriebsmaschine, insbesondere eine Brennkraftmaschine und/oder eine Traktionsmaschine als Elektromaschine aufweist, wobei die Antriebsmaschine mit der ersten Eingangswelle, die Elektromaschine mit der zweiten Eingangswelle und die Abtriebswelle mit dem Abtrieb des Kraftfahrzeugs drehverbunden oder drehverbindbar sind. Die Einbindung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung in ein Kraftfahrzeug bietet den Vorteil, dass eine Brennkraftmaschine in den verschiedenen Betriebszuständen eines Kraftfahrzeugs effizienter betrieben werden kann.
[0072] Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb (Betriebsverfahren) einer Drehmomentübertragungsvorrichtung aus dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung. Vorzugsweise weist dieses Betriebsverfahren die folgenden Schritte auf: [0073] S-1 Betätigen des ersten Schaltelements, und/oder [0074] S-2 Betätigen des zweiten Schaltelements, und/oder [0075] S-3 Betätigen des dritten Schaltelements, und/oder [0076] S-4 Betätigen des vierten Schaltelements, und/oder [0077] S-5 Aktivieren der Elektromaschine.
[0078] Vorzugsweise werden zum Wechsel der Betriebsarten mehrere der vorgenannten Schritte zeitgleich durchgeführt. Weiter vorzugsweise erfolgt Schritt S-5 in der Weise, dass der Rotor der Elektromaschine ein Drehmoment bei unterschiedlichen Drehzahlen und bei einer von zwei entgegengesetzten Drehrichtungen abgeben kann.
[0079] In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung als zweites Schaltelement eine dritte Trennkupplung und als drittes Schaltelement eine erste Bremseinrichtung auf, wobei für eine konventionelle erste Betriebsart mit einer ersten Übersetzung die dritte Trennkupplung geschlossen und die erste Bremseinrichtung blockiert werden, für eine konventionelle zweite Betriebsart mit einer zweiten Übersetzung die zweite Trennkupplung geschlossen und die erste Bremseinrichtung blockiert werden, für eine konventionelle dritte Betriebsart mit einer dritten Übersetzung die zweite Trennkupplung und die dritte Trennkupplung geschlossen werden, für eine elektromotorische vierte Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die erste Bremseinrichtung blockiert wird, für eine hybride fünfte Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die zweite Trennkupplung geschlossen werden, für eine hybride sechste Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die dritte Trennkupplung geschlossen werden, und für vorzugsweise schaltbare generatorische siebte und/oder achte Betriebsarten die zweite Trennkupplung oder die dritte Trennkupplung geschlossen und diezweite Bremseinrichtung blockiert wird.
[0080] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung als zweites Schaltelement eine erste Trennkupplung und als drittes Schaltelement eine erste Bremseinrichtung auf und für eine konventionelle erste Betriebsart mit einer ersten Übersetzung die zweite Trennkupplung geschlossen und die Bremseinrichtung blockiert werden, für eine elektromotorische zweite Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die Bremseinrichtung blockiert werden, für eine elektromotorische dritte Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die erste Trennkupplung geschlossen werden, für eine hybride vierte Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die zweite Trennkupplung geschlossen werden, und für eine vorzugsweise schaltbare generatorische fünfte Betriebsart die zweite Trennkupplung geschlossen und die zweite Bremseinrichtung blockiert wird.
[0081] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung als zweites Schaltelement eine erste Trennkupplung und als drittes Schaltelement eine dritte Trennkupplung auf und für eine konventionelle erste Betriebsart mit einer ersten Übersetzung die erste Trennkupplung und die dritte Trennkupplung geschlossen werden, für eine konventionelle zweite Betriebsart mit einer zweiten Übersetzung die zweite Trennkupplung und die dritte Trennkupplung geschlossen werden, für eine elektromotorische dritte Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die erste Trennkupplung geschlossen werden, für eine hybride vierte Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die zweite Trennkupplung geschlossen werden, für eine hybride fünfte Betriebsart die Elektromaschine aktiviert und die dritte Trennkupplung geschlossen werden, und für vorzugsweise schaltbare generatorische fünfte und/oder sechste Betriebsarten die zweite Trennkupplung oder die dritte Trennkupplung geschlossen und die zweite Bremseinrichtung (B2) blockiert wird.
[0082] Auf diese Weise können Betriebsarten mit vier verschiedenen Betriebsmodi realisiert werden. Bei den konventionellen Betriebsarten muss die Elektromaschine kein Drehmoment bereitstellen und die Brennkraftmaschine beaufschlagt die erste Eingangswelle mit einem Drehmoment. Mit Betätigen wenigstens eines der drei Schaltelemente kann dabei eine Übersetzung gewählt werden. Ebenso kann die Elektromaschine in diesen Betriebsarten ein Antriebsmoment abgeben (Boost-Funktion) oder ein Moment aufnehmen (Rekuperationsbetrieb).
[0083] Bei der elektromotorischen Betriebsart beaufschlagt die Elektromaschine die Abtriebswelle mittelbar mit einem Drehmoment. Dabei kann die Drehzahl und/oder die Drehrichtung des Rotors der Elektromaschine verändert werden. Aufgrund dieses elektromotorischen Betriebs können Emissionen einer Brennkraftmaschine, welche mit der ersten Eingangswelle drehverbunden ist, vermieden werden und der hohe Wirkungsgrad der Elektromaschine genutzt werden.
[0084] Bei der hybriden Betriebsart geben sowohl eine mit der ersten Eingangswelle verbundene Brennkraftmaschine als auch die Elektromaschine vorzugsweise jeweils ein Drehmoment ab. Dabei kann die Drehzahl und/oder die Drehrichtung des Rotors der Elektromaschine verändert werden. Auf diese Weise können kontinuierlich variable Übersetzungen erreicht und insbesondere kann die Brennkraftmaschine in einem bevorzugten besonders effizienten Lastbereich betrieben werden.
[0085] In der vorzugsweise schaltbaren generatorischen Betriebsart, welche einem generatorischen Betriebsmodus entspricht, kann eine Brennkraftmaschine, welche mit der ersten Eingangswelle verbunden ist, die Elektromaschine im Standbetrieb des Fahrzeugs antreiben, so dass ein Standladen eines elektrischen Energiespeichers möglich wird.
[0086] Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen teilweise schematisch: [0087] Figur 1 ein Kraftfahrzeug mit einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung, [0088] Figur 2 eine erste Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, [0089] Figur 3 eine zweite Ausführungsform der Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
[0090] Figur 4 einen Übersetzungsplan und eine Schalttabelle für die erste und zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung der Figuren 2 und 3, [0091] Figur 5 eine dritte Ausführungsform der Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, [0092] Figur 6 eine vierte Ausführungsform der Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, [0093] Figur 7 einen Übersetzungsplan und eine Schalttabelle für die dritte und vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß der Figuren 5 und 6, [0094] Figur 8 eine fünfte Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, [0095] Figur 9 eine sechste Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, [0096] Figur 10 einen Übersetzungsplan und eine Schalttabelle für die fünfte und sechste Ausführungsform gemäß der Figuren 8 und 9 [0097] Figur 11 eine siebte Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, [0098] Figur 12 eine achte Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, [0099] Figur 13 eine neunte Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, und [00100] Figur 14 einen Übersetzungsplan und eine Schalttabelle für die siebte bis neunte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß der Figuren 11 bis 13.
[00101] Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs 2, welches eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 aufweist.
[00102] Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 weist vorzugsweise ein Gehäuse 10 auf, dessen wesentliche Bestandteile vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 weist vorzugsweise eine erste Getriebestufe 7 auf, welche der Eingangswelle EW2 vorzugsweise vorgelagert ist, um die Drehzahl und das Drehmoment einer Elektromaschine 4 an den Betriebsbereich der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 anzupassen.
[00103] Des Weiteren weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 vorzugsweise ein Schwungrad 5 auf, welches weiter vorzugsweise auf der ersten Eingangswelle EW1 gelagert ist oder zwischen der Ausgangswelle einer Brennkraftmaschine 3 und der ersten Eingangswelle EW1 zwischengelagert ist.
[00104] Weiter vorzugsweise weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 vorzugsweise eine zweite Übersetzungsstufe 9 auf, welche, wie die erste Übersetzungsstufe 7, vorzugsweise als Stirnradgetriebe ausgebildet ist und zwischen der Abtriebswelle AW und einem Differential 6 des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet ist. Mit der zweiten Übersetzungsstufe 8, welche weiter vorzugsweise eine Zwischenwelle 9 aufweist, können die an der Abtriebswelle AW anliegenden Drehzahl und Drehmoment an die Erfordernisse für den Abtrieb des Fahrzeugs angepasst werden.
[00105] Die erste Getriebestufe 7, die zweite Getriebestufe 8 und/oder das Schwungrad 5 sind vorzugsweise (abweichend von der Darstellung in Fig. 1) ebenfalls in dem Gehäuse 10 angeordnet.
[00106] Wie sich ebenfalls aus der Fig. 1 ergibt, kann die zweite Bremseinrichtung B2 zum Festlegen der Abtriebsachse des Kraftfahrzeugs 2 ausgebildet sein, insbesondere kann es sich hierbei um die Parkbremse des Kraftfahrzeugs 2 handeln. Mittels der Bremse B2, welche aber auch an jeder beliebigen anderen Stelle des Antriebsstranges oder direkt an der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 angeordnet sein kann, kann die Abtriebswelle AW der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 festgelegt werden.
[00107] Fig. 2 zeigt schematisch eine Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, aufweisend eine mit einer Brennkraftmaschine drehverbundbare erste Eingangswelle EW1, zwei Planetengetriebe PGS1, PGS2, eine mit einer Elektromaschine EM drehverbundbare zweite Eingangswelle EW2, eine Abtriebswelle AW, eine erste Bremseinrichtung B1 sowie zwei Trennkupplungen C2, C3.
[00108] Der erste Planetengetriebesatz PGS1 weist als erste Getriebeelemente wenigstens ein erstes Planetenrad P1, ein erstes Hohlrad H1, ein erstes Sonnenrad S1 sowie einen Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine Planetenrad P1 kämmt mit dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Hohlrad H1. Der Planetenträger PC stützt das wenigstens eine erste Planetenrad P1 ab.
[00109] Der zweite Planetengetriebesatz PGS2 weist als zweite Getriebeelemente wenigstens ein zweites Planetenrad P2, ein zweites Sonnenrad S2, ein zweites Hohlrad H2 sowie den Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine zweite Planetenrad P2 kämmt mit dem zweiten Sonnenrad S2, dem zweiten Hohlrad H2 und einem der ersten Planetenräder P1 und wird drehbeweglich vom Planetenträger PC abgestützt.
[00110] Der Planetenträger PC ist somit vorzugsweise ein gemeinsames Getriebeelement des ersten Planetengetriebesatzes PGS1 und des zweiten Planetengetriebesatzes PGS2.
[00111] Die Antriebswelle AW ist zur Abgabe eines Drehmoments, insbesondere an ein Laufrad eines Kraftfahrzeugs, ausgestaltet und ist mit dem ersten Hohlrad H1 drehverbunden bzw. drehverbindbar.
[00112] Die Bremseinrichtung B1 ist zum lösbaren Festlegen bzw. Blockieren des zweiten Sonnenrads S2 ausgestaltet, insbesondere einem Gehäuse der Drehmomentübertragungsvorrichtung.
[00113] Eine zweite Trennkupplung C2 ist ausgestaltet zur trennbaren Drehverbindung der ersten Eingangswelle EW1 mit dem Planetenträger PC. Eine dritte Trennkupplung C3 ist ausgestaltet zur trennbaren Drehverbindung der ersten Eingangswelle EW1 mit dem zweiten Hohlrad H2.
[00114] Die zweiten Eingangswelle EW2 ist vorzugsweise mit einer Elektromaschine 4 drehverbunden bzw. drehverbindbar und kann auf diese Weise das erste Sonnenrad S1 antreiben.
[00115] Fig. 3 zeigt schematisch eine beispielhafte zweite Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
[00116] Wie die erste Ausführungsform der Figur 1 weist diese eine erste Eingangswelle EW1, eine zweite Eingangswelle EW2 oder eine dritte Trennkupplung C3 auf. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform weist die zweite Ausführungsform jedoch drei Planetengetriebesätze PGS1, PGS2, PGS3 auf.
[00117] Der erste Planetengetriebesatz PGS1 weist als erstes Getriebeelement wenigstens ein erstes Planetenrad P1, ein erstes Sonnenrad S1 und ein erstes Hohlrad H1 sowie einen Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine Planetenrad P1 kämmt dabei mit dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Hohlrad H1 und ist von dem Planetenträger PC drehbeweglich gestützt.
[00118] Der zweite Planetengetriebesatz PGS2 weist als zweite Getriebeelemente wenigstens ein zweites Planetenrad P2, ein zweites Sonnenrad S2 und ein zweites Hohlrad H2 sowie den
Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine Planetenrad kämmt mit dem zweiten Sonnenrad S2 und dem zweiten Hohlrad H2 und wird von dem Planetenträger PC drehbeweglich abgestützt.
[00119] Der dritte Planetengetriebesatz PGS3 weist als dritte Getriebeelemente wenigstens ein drittes Planetenrad P3 und ein drittes Sonnenrad S3, wenigstens ein fünftes Planetenrad P5, ein drittes Hohlrad H3 sowie den Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine dritte Planetenrad P3 kämmt mit dem dritten Sonnenrad S3. Das wenigstens eine fünfte Planetenrad P5 kämmt mit dem dritten Hohlrad H3 und einem der dritten Planetenräder P3. Das wenigstens eine dritte Planetenrad P3 und das wenigstens eine fünfte Planetenrad P5 werden drehbeweglich vom Planetenträger PC abgestützt. Das dritte Sonnenrad S3 ist mit dem ersten Sonnenrad S1 drehverbunden bzw. drehverbindbar, und das dritte Hohlrad H3 ist mit dem zweiten Hohlrad H2 ebenfalls drehverbunden bzw. drehverbindbar.
[00120] Die Planetengetriebesätze PGS1, PGS2, PGS3 weisen daher den Planetenträger PC vorzugsweise als gemeinsames Getriebeelement auf.
[00121] Bei den ersten und zweiten Planetengetriebesätzen PGS1 und PGS2 handelt es sich um sogenannte Minusgetriebe, der dritte Planetengetriebesatz PGS3 ist ein sogenanntes Plusgetriebe.
[00122] Die Abtriebswelle AW ist mit dem ersten Hohlrad H1 drehverbunden bzw. drehverbindbar und eine erste Bremseinrichtung B1 ist ausgestaltet zum lösbaren Festlegen des zweiten Sonnenrads S2.
[00123] Die zweite Trennkupplung C2 ist vorzugsweise ausgestaltet zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle EW1 mit dem Planetenträger PC und die dritte Trennkupplung C3 ist vorzugsweise ausgestaltet zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle EW1 mit dem zweiten Hohlrad H2 und dem dritten Hohlrad H3. Über die zweite Eingangswelle EW2 wird vorzugsweise eine Elektromaschine 4 an die Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 angeschlossen und ist in diesem Fall mit dem ersten Sonnenrad S1 und dem dritten Sonnenrad S3 drehverbunden.
[00124] Die Abtriebswelle AW ist vorzugsweise mit dem ersten Hohlrad H1 drehverbunden bzw. drehverbindbar.
[00125] Fig. 4 zeigt einen Übersetzungsplan oder sogenannten Kutzbachplan (linke Seite) und eine Schalttabelle (rechte Seite) für eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 entsprechend der ersten und zweiten Ausführungsform der Figuren 2 und 3. Die horizontale Achse ist die Räderachse, welche die Lage und die Radien der Zahnräder angibt. Auf der vertikalen Achse ist die Umfangsgeschwindigkeit als radiale Funktion jedes Rades angegeben.
[00126] „x“ bedeutet eine blockierende Bremseinrichtung bzw. eine Trennkupplung im Schließzustand.
[00127] Erfindungsgemäß ergeben sich im konventionellen Betriebsmodus zwei Betriebsarten mit drei Übersetzungen h, i2, i3 aus der Betätigung der zwei Trennkupplungen C2, C3 sowie der ersten Bremseinrichtung B1. Des Weiteren ergibt sich aus deren Betätigung sowie einer Aktivierung einer Elektromaschine 4, welche vorzugsweise mit der zweiten Eingangswelle EW2 drehverbunden ist, eine Betriebsart E1 in einem elektromotorischen Betriebsmodus. Die Brennkraftmaschine ruht in diesem Fall. Im hybriden Betriebsmodus sind zwei Betriebsarten E-CVT1 und E-CVT2 durch eine Betätigung der Schaltelemente möglich. In den E-CVT-Betriebsarten (kontinuierlich veränderliche Übersetzungsverhältnisse) bringt sowohl eine Brennkraftmaschine 3, welche vorzugsweise mit der ersten Eingangswelle EW1 drehverbunden bzw. drehverbindbar ist, als auch die Elektromaschine 4 ein Drehmoment zum Betrieb der Abtriebswelle AW auf, wobei die beiden Betriebsarten E-CVT1 und E-CVT2 verschiedene Drehzahlbereiche der Brennkraftmaschine 3 betreffen. In einer weiter vorzugsweise schaltbaren Betriebsart eines Betriebsmodus GEN kann die Abtriebswelle AW durch Betätigen einer zweiten Bremseinrichtung B2, welche in Fig. 1 gezeigt ist, festgehalten werden, wobei eine Leistungsübertragung von der ersten Eingangswelle EW1 zu der zweiten Eingangswelle EW2 möglich ist. Diese Funktion kann beispielsweise zum Standladen oder Starten verwendet werden.
[00128] Fig. 5 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
[00129] Die dritte Ausführungsform der Fig. 5 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform der Fig. 2 dadurch, dass die zweite Trennkupplung C2 eingerichtet ist, um eine Drehverbindung zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und dem ersten Hohlrad H1 herzustellen (statt, wie in der Fig. 2, mit dem Planetenträger PC).
[00130] Fig. 6 zeigt schematisch eine vierte Ausführungsform einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Diese unterscheidet sich von der in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsform dadurch, dass die zweite Trennkupplung C2 eine Drehverbindung zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und dem ersten Hohlrad H1 herstellen kann (und nicht, wie in Fig. 3, zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und dem Planetenträger PC).
[00131] Fig. 7 zeigt einen Übersetzungsplan (linke Seite) und eine Schalttabelle (rechte Seite) für eine Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 der dritten oder vierten Ausführungsformen gemäß den Fig. 5 bzw. 6. Auch in diesen Ausführungsformen können durch Betätigen von drei Schaltelementen, nämlich der zweiten Trennkupplung C2, der dritten Trennkupplung C3 und der ersten Bremseinrichtung B1 sechs verschiedene Betriebsarten, welche drei Betriebsmodi zugeordnet werden können, realisiert werden.
[00132] „x“ bedeutet eine blockierte Bremseinrichtung bzw. eine Trennkupplung im Schließzustand.
[00133] Im konventionellen Betriebsmodus weisen auch diese Ausführungsformen drei Betriebsarten h, i2, i3 mit drei Übersetzungen, eine Betriebsart E1 im elektromotorischen Betriebsmodus und zwei Betriebsarten im E-CVT-Betriebsmodus auf. Durch Betätigen einer vorzugsweise vorhandenen zweiten Bremseinrichtung B2 kann eine Betriebsart GEN im generatorischen Betriebsmodus geschaltet werden.
[00134] Fig. 8 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
[00135] Auch diese Ausführungsform weist eine erste Eingangswelle EW1, eine zweite Eingangswelle EW2, eine Abtriebswelle AW, zwei Planetengetriebe PGS1, PGS2, eine erste Bremseinrichtung B1 sowie zwei Trennkupplungen C1, C2 auf.
[00136] Der erste Planetengetriebesatz PGS1 weist als erste Getriebeelemente wenigstens ein erstes Planetenrad P1, ein erstes Sonnenrad S1, ein erstes Hohlrad H1 und einen Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine Planetenrad P1 kämmt mit dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Hohlrad H1 und wird von dem Planetenträger PC drehbeweglich abgestützt.
[00137] Der zweite Planetengetriebesatz PGS2 weist als zweite Getriebeelemente wenigstens ein zweites Planetenrad P2, ein zweites Sonnenrad S2 und den Planetenträger PC auf. Das wenigstens eine zweite Planetenrad P2 ist ausgestaltet, um mit dem zweiten Sonnenrad S2 und einem der ersten Planetenräder P1 zu kämmen und wird von dem Planetenträger PC drehbeweglich abgestützt.
[00138] Der Planetenträger PC ist somit ein gemeinsames Getriebeelement des ersten Planetengetriebesatzes PGS1 und des zweiten Planetengetriebesatz PGS2. Die Abtriebswelle AW ist zur Abgabe eines Drehmomentes, insbesondere an ein Laufrad des Kraftfahrzeugs, ausgestaltet und ist mit dem Planetenträger PC drehverbindbar bzw. drehverbunden. Alternativ sind der Planetenträger PC und die Abtriebswelle AW einstückig ausgebildet.
[00139] Die erste Bremseinrichtung B1 ist zum lösbaren Festlegen bzw. Blockieren des zweiten Sonnenrads S2 ausgestaltet, insbesondere an einem Gehäuse 10 der Drehmomentübertragungsvorrichtung.
[00140] Eine zweite Bremseinrichtung B2 ist auch in dieser Figur nicht dargestellt, kann jedoch prinzipiell zum Festlegen der Abtriebswelle AW, beispielsweise an einem Gehäuse 10 der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1, vorgesehen sein. Beispielhaft wird die Abtriebswelle AW in Fig. 1 durch die zweite Bremseinrichtung B2 am Kraftfahrzeug 1 selbst festgelegt.
[00141] Eine erste Trennkupplung C1 kann eine Drehverbindung zwischen dem ersten Hohlrad H1 und der zweiten Eingangswelle EW2 und damit auch mit dem ersten Sonnenrad S1 herstel-len. Die zweite Trennkupplung C2 ist ausgestaltet, zur trennbaren Drehverbindung der ersten Eingangswelle EW1 mit dem ersten Hohlrad H1.
[00142] Auch bei dieser Ausführungsform ist die erste Eingangswelle EW1 vorzugsweise mit einer Brennkraftmaschine 3 verbindbar bzw. drehverbunden und die zweite Eingangswelle EW2 ist vorzugsweise mit einer Elektromaschine 4 drehverbindbar bzw. drehverbunden.
[00143] Ein zweites Hohlrad H2 des zweiten Planetengetriebesatzes PGS2 ist in dieser Ausführungsform lose und kann daher, wie in Fig. 8 dargestellt, entfallen.
[00144] Fig. 9 zeigt eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung.
[00145] Diese Ausführungsform stellt eine bevorzugte Weiterbildung der fünften Ausführungsform der Fig. 8 dar.
[00146] Im Unterschied zur fünften Ausführungsform weist diese Drehmomentübertragungsvorrichtung zusätzlich einen vierten Planetengetriebesatz PGS4 auf. Dieser weist wenigstens ein viertes Planetenrad P4, eines viertes Sonnenrad S4 und ein viertes Hohlrad H4 sowie einen vierten Planetenträger PC4 auf. Das wenigstens eine vierte Planetenrad P4 kämmt mit dem vierten Sonnenrad S4 und dem vierten Hohlrad H4 und wird von dem vierten Planetenträger PC4 drehbeweglich abgestützt.
[00147] Das vierte Hohlrad H4 ist mit dem ersten Hohlrad H1 drehverbunden. Die erste Trennkupplung C1 ist in dieser Ausführungsform ausgebildet, um eine Drehverbindung zwischen der zweiten Eingangswelle EW2 und dem vierten Planetenträger PC4 und damit auch zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem vierten Planetenträger PC4 herzustellen und das vierte Sonnenrad S4 ist vorzugsweise mit einem Gehäuse 10 der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 (siehe Fig. 1) drehfest verbunden bzw. verbindbar.
[00148] Auch bei dieser Ausführungsform kann ein zweites Hohlrad H2 entfallen, wie dargestellt in Fig. 9.
[00149] Fig. 10 zeigt einen Übersetzungsplan (linke Seite) und eine Schalttabelle (rechte Seite) für Drehmomentübertragungsvorrichtungen 1 der fünften und sechsten Ausführungsform gemäß den Figuren 8 und 9.
[00150] „x“ bedeutet eine blockierte Bremseinrichtung bzw. eine Trennkupplung im Schließzustand.
[00151] Durch Betätigen der vier Schaltelemente C1, C2, B1, B2 können vorzugsweise fünf Betriebsarten in vier Betriebsmodi realisiert werden. Im konventionellen Betriebsmodus ist eine Betriebsart mit einer Übersetzung möglich, im elektromotorischen Betriebsmodus sind zwei Betriebsarten E1, E2 möglich, im E-CVT-Betriebsmodus ist eine Betriebsart möglich und vorzugsweise ist eine weitere Betriebsart GEN im generatorischen Betriebsmodus schaltbar.
[00152] Fig. 11 zeigt schematisch eine siebte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
[00153] Diese unterscheidet sich von der in Fig. 5 gezeigten dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 im Wesentlichen dadurch, dass eine erste Trennkupplung C1 vorgesehen ist, um eine lösbare Drehverbindung zwischen dem ersten Hohlrad H1 und der zweiten Eingangswelle EW2 und damit auch dem ersten Sonnenrad S1 herzustellen. Des Weiteren unterscheidet sich die Ausführungsform der Fig. 11 dadurch, dass keine erste Bremseinrichtung B1 vorgesehen ist und das zweite Sonnenrad S2 somit nicht lösbar festgelegt werden kann. Wie in Fig. 11 dargestellt, ist daher vorzugweise kein zweites
Sonnenrad S2 in dem zweiten Planetengetriebesatz PGS2 vorgesehen.
[00154] Fig. 12 zeigt eine achte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
[00155] Diese unterscheidet sich von der in Fig. 11 gezeigten siebten Ausführungsform dadurch, dass sie einen zusätzlichen vierten Planetengetriebesatz PGS4 aufweist. Der vierte Planetengetriebesatz PGS4 weist dabei vorzugsweise wenigstens ein viertes Planetenrad P4, ein viertes Sonnenrad S4, ein viertes Hohlrad H4 und einen vierten Planetenträger PC4 auf. Das wenigstens eine vierte Planetenrad P4 kämmt mit dem vierten Sonnenrad S4 und dem vierten Hohlrad H4 und wird durch den Planetenträger PC drehbeweglich abgestützt.
[00156] Das vierte Hohlrad H4 ist mit dem ersten Hohlrad H1 drehverbunden bzw. drehverbindbar und das vierte Sonnenrad S4 ist drehfest, insbesondere an einem Gehäuse 10 der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1, festgelegt. Die erste Trennkupplung C1 ist in dieser Ausführungsform eingerichtet, um den vierten Planetenträger PC4 mit der zweiten Eingangswelle EW2 und damit dem ersten Sonnenrad S1 lösbar drehfest zu verbinden.
[00157] Fig. 13 zeigt schematisch eine neunte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
[00158] Diese neunte Ausführungsform hat die Eigenschaft, dass eine dritte Trennkupplung C3 zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und dem zweiten Hohlrad H2 und damit auch dem dritten Hohlrad H3 eine lösbare Drehverbindung herstellen kann. Des Weiteren verfügt die neunte Ausführungsform der Fig. 13 nicht über eine erste Bremseinrichtung B1, um das zweite Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebesatzes PGS2 drehfest, insbesondere an einem Gehäuse 10 der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1, festzulegen. Daher weist die neunte Ausführungsform vorzugsweise auch kein zweites Sonnenrad S2 auf, da dieses nur lose mitdrehen würde, wie in Fig. 13 gezeigt.
[00159] Fig. 14 zeigt einen Übersetzungsplan (linke Seite) und eine Schalttabelle (rechte Seite) für die siebte bis neunte Ausführungsform der Figuren 11 bis 13.
[00160] „x“ bedeutet eine blockierte Bremseinrichtung bzw. eine Trennkupplung im Schließzustand.
[00161] Diese Ausführungsformen weisen vorzugsweise sieben Betriebsarten in vier Betriebsmodi auf.
[00162] In dem konventionellen Betriebsmodus sind zwei Betriebsarten bzw. Übersetzungen h, i2 möglich, im elektromotorischen Betriebsmodus ist eine Betriebsart E1, im E-CVT-Betriebsmodus sind zwei Betriebsarten E-CVT1, E-CVT2 möglich.
[00163] Vorzugsweise ist auch über eine in den Figuren 11 bis 13 nicht dargestellte zweite Bremseinrichtung B2 ein generatorischer Betriebsmodus in zwei Betriebsarten GEN1, GEN2 möglich, in welcher eine an die zweite Eingangswelle EW2 angeschlossene Elektromaschine 4 mit einer an die erste Eingangswelle EW1 angeschlossenen Brennkraftmaschine 3 bei stehender Abtriebswelle AW, welche durch die zweite Bremseinrichtung B2 lösbar festgelegt ist, betrieben werden kann.
BEZUGSZEICHEN 1 Drehmomentübertragungsvorrichtung 2 Kraftfahrzeug 3 Brennkraftmaschine 4 Elektromaschine 5 Schwungrad 6 Differential 7 erste Übersetzungsstufe 8 zweite Übersetzungsstufe 9 Zwischenwelle 10 Gehäuse EW1 erste Eingangswelle EW2 zweite Eingangswelle AW Abtriebswelle C1 erste Trennkupplung C2 zweite Trennkupplung B1 erste Bremseinrichtung B2 zweite Bremseinrichtung PGS1 erster Planetengetriebesatz P1 erstes Planetenrad 51 erstes Sonnenrad H1 erstes Hohlrad PC Planetenträger PGS2 zweiter Planetengetriebesatz P2 zweites Planetenrad 52 zweites Sonnenrad H2 zweites Hohlrad PGS3 dritter Planetengetriebesatz P3 drittes Planetenrad P5 fünftes Planetenrad 53 drittes Sonnenrad H3 drittes Hohlrad PGS4 vierter Planetengetriebesatz P4 viertes Planetenrad 54 viertes Sonnenrad H4 viertes Hohlrad PC4 vierter Planetenträger

Claims (27)

  1. Patentansprüche
    1. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: eine erste Eingangswelle (EW1), einen ersten Planetengetriebesatz (PGS1), welcher als erste Getriebeelemente wenigstens ein erstes Planetenrad (P1) zum Kämmen mit einem ersten Sonnenrad (S1) und mit einem ersten Hohlrad (H1) und einen Planetenträger (PC) zum drehbeweglichen Abstützen des wenigstens einen ersten Planetenrads (P1) aufweist, einen zweiten Planetengetriebesatz (PGS2), welcher als zweite Getriebeelemente den Planetenträger (PC) und wenigstens ein zweites Planetenrad (P2) zum Kämmen mit einem zweiten Sonnenrad (S2) und/oder zum Kämmen mit einem zweiten Hohlrad (H2) aufweist, wobei das wenigstens eine zweite Planetenrad (P2) drehbeweglich von dem Planetenträger (PC) abgestützt ist und mit einem der ersten Planetenräder (P1) kämmt, eine Abtriebswelle (AW), welche mit einem der ersten Getriebeelemente drehverbunden ist, ein erstes Schaltelement, welches als zweite Trennkupplung (C2) zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle (EW1) mit einem Getriebeelement A der ersten Getriebeelemente (PC, H1, S1, P1) ausgestaltet ist und insbesondere nicht mit der Abtriebswelle (AW) drehverbunden ist, gekennzeichnet durch ein zweites und ein drittes Schaltelement, welche durch zwei der drei folgenden Ausgestaltungen gebildet werden: • als erste Trennkupplung (C1) zur Drehverbindung des ersten Sonnenrads (S1) und des Getriebeelements A (PC, H1, S1, P1), und/oder • als dritte Trennkupplung (C3) zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle (EW1) mit dem zweiten Hohlrad (H2), welches bei dieser Ausgestaltung als weiteres zweites Getriebeelement vorhanden ist und mit dem wenigstens einen zweiten Planetenrad (P2) kämmt, und/oder • als erste Bremseinrichtung (B1) zum lösbaren Festlegen des zweiten Sonnenrads (S2), welches bei dieser Ausgestaltung als weiteres zweites Getriebeelement vorhanden ist und mit dem wenigstens einen zweiten Planetenrad (P2) kämmt, eine zweite Eingangswelle (EW2), welche mit dem ersten Sonnenrad (S1) drehverbunden ist.
  2. 2. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: eine erste Eingangswelle (EW1), einen ersten Planetengetriebesatz (PGS1), welcher als erste Getriebeelemente wenigstens ein erstes Planetenrad (P1) zum Kämmen mit einem ersten Sonnenrad (S1) und mit einem ersten Hohlrad (H1) und einen Planetenträger (PC) zum drehbeweglichen Abstützen des wenigsten einen ersten Planetenrads (P1) aufweist, einen zweiten Planetengetriebesatz (PGS2), welcher als zweite Getriebeelemente den Planetenträger (PC) und wenigstens ein zweites Planetenrad (P2) zum Kämmen mit einem zweiten Sonnenrad (S2) und/oder zum Kämmen eines zweiten Hohlrads (H2) aufweist, wobei das wenigstens eine zweite Planetenrad (P2) drehbeweglich von dem Planetenträger (PC) abgestützt ist, ein erstes Schaltelement (C2), ausgestaltet als zweite Trennkupplung (C2) zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle (EW1) mit einem Getriebeelement A der ersten Getriebeelemente (PC, H1, S1, P1), und eine Abtriebswelle (AW), welche mit einem der ersten Getriebeelemente drehverbunden ist, gekennzeichnet durch einen dritten Planetengetriebesatz (PGS3), welcher als dritte Getriebeelemente den Plane tenträger (PC), wenigstens ein drittes Planetenrad (P3) zum Kämmen mit einem dritten Sonnenrad (S3) und wenigstens ein fünftes Planetenrad (P5) zum Kämmen mit wenigstens einem der dritten Planetenräder (P3) und einem dritten Hohlrad (H3) aufweist, wobei das dritte Sonnenrad (S3) mit dem ersten Sonnenrad (S1) drehverbunden ist, wobei das wenigstens eine dritte Planetenrad (P3) und das wenigstens eine fünfte Planetenrad (P5) drehbeweglich von dem Planetenträger (PC) abgestützt sind, ein zweites und ein drittes Schaltelement, welche durch zwei der drei folgenden Ausgestaltungen gebildet werden: • als erste Trennkupplung (C1) zur Drehverbindung des ersten Sonnenrads (S1) und des Getriebeelements A, und/oder • als dritte Trennkupplung (C3) zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle (EW1) mit dem zweiten Hohlrad (H2) und mit dem dritten Hohlrad (H3), oder • als erste Bremseinrichtung (B1) zum lösbaren Festlegen des zweiten Sonnenrads (S2), welches bei dieser Ausgestaltung als weiteres zweites Getriebeelement vorhanden ist und mit dem wenigstens einen zweiten Planetenrad (P2) kämmt, eine zweite Eingangswelle (EW2), welche mit dem ersten Sonnenrad (S1) drehverbunden ist.
  3. 3. Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das erste Hohlrad (H1) und das zweite Hohlrad (H2) gegeneinander drehbeweglich sind.
  4. 4. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche in der Weise ausgebildet ist, dass die Drehmomentübertragungsvorrichtung in drei unterschiedlichen Betriebsarten betreibbar ist, - wobei in einer ersten Betriebsart ein Leistungsfluss ausschließlich von der Eingangswelle (EW1) an die Ausgangswelle (AW) übertragen wird und wenigstens zwei diskrete Übersetzungen wählbar sind, - wobei in einer zweiten Betriebsart der Leistungsfluss ausschließlich von der zweiten Eingangswelle (EW2) an die Ausgangswelle (AW) übertragen wird und wenigstens eine diskrete Übersetzung wählbar ist, und - wobei in einer dritten Betriebsart der Leistungsfluss von der ersten Eingangswelle (EW1) und der zweiten Eingangswelle (EW2) an die Ausgangswelle (AW) übertragen wird und eine Übersetzung der Drehmomentübertragungsvorrichtung durch Variation von Drehmomenten und/oder Drehzahlen an der ersten Eingangswelle (EW1) und der zweiten Eingangswelle (EW2) innerhalb wenigstens eines wählbaren definierten Übersetzungsbereichs stufenlos einstellbar ist.
  5. 5. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche ein viertes Schaltelement (B2), ausgestaltet als eine zweite Bremseinrichtung (B2), aufweist, eingerichtet zum lösbaren Festlegen der Abtriebswelle (AW), wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) vorzugsweise einen vierten Betriebsmodus zum Laden eines elektrischen Energiespeichers aufweist, in welchem der Leistungsfluss über die erste Eingangswelle (EW1) und über die zweite Eingangswelle (EW2) übertragen wird.
  6. 6. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine erste Übersetzungsstufe (7) aufweist, die der zweiten Eingangswelle (EW2) vorgelagert ist, insbesondere ein Stirnradgetriebe oder ein Kettengetriebe.
  7. 7. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche wenigstens ein Schwungrad (5), insbesondere ein Zweimassenschwungrad, aufweist, welches vorzugsweise der ersten Eingangswelle (EW1) und/oder der zweiten Eingangswelle (EW2) vorgelagert ist.
  8. 8. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine zweite Übersetzungsstufe (8) aufweist, die der Abtriebswelle (AW) nachgelagert ist, insbesondere mit einer weiteren Zwischenwelle (9).
  9. 9. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Schaltelement (C2) zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle (EW1) mit dem Planetenträger (PC) ausgestaltet ist.
  10. 10. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abtriebswelle (AW) mit dem ersten Hohlrad (H1) drehverbunden ist.
  11. 11. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Schaltelement (C2) zur Drehverbindung der ersten Eingangswelle (EW1) mit dem ersten Hohlrad (H1) ausgestaltet ist.
  12. 12. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abtriebswelle (AW) mit dem Planetenträger (PC) drehverbunden ist.
  13. 13. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend einen vierten Planetengetriebesatz (PGS4), welcher als vierte Getriebeelemente wenigstens ein viertes Planetenrad (P4) zum Kämmen mit einem vierten Sonnenrad (S4) und mit einem vierten Hohlrad (H4) sowie einen vierten Planetenträger (PC4) zum drehbeweglichen Abstützen des wenigstens einen vierten Planetenrads (P4) aufweist, wobei die erste Eingangswelle (EW1) zusätzlich mit dem vierten Hohlrad (H4) drehverbindbar ist.
  14. 14. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 13, wobei der Planetenträger (PC) und das vierte Hohlrad (H4) drehverbunden sind.
  15. 15. Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei der vierte Planetenträger (PC4) mit der ersten Trennkupplung (C1) drehverbunden ist.
  16. 16. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trennkupplungen und/oder Bremseinrichtungen hydraulische Schaltelemente sind.
  17. 17. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei wenigstens eine Hauptwelle mit Transportkanälen für Schmierstoff, insbesondere Öl, versehen ist.
  18. 18. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche des Weiteren eine Niederdruckpumpe zur Versorgung der Getriebeelemente mit Schmierstoff, insbesondere Öl, und/oder eine Hochdruckpumpe zum Bereitstellen eines hydraulischen Drucks an den Trennkupplungen und/oder Bremseinrichtungen aufweist.
  19. 19. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstes einige der gezahnten Getriebeelemente eine Schrägverzahnung und/oder eine Hochverzahnung aufweisen.
  20. 20. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Gehäuse der Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) im Wesentlichen aus Aluminium, Magnesium oder einer Legierung aus wenigstens einem dieser Metalle aufgebaut ist.
  21. 21. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens einige der Getriebeelemente radial mittels eines Nadellagers und axial mittels eines Anschlags gelagert sind.
  22. 22. Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche genau drei Schaltelemente aufweist.
  23. 23. Kraftfahrzeug (2) mit einer Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Antriebsmaschine (3), insbesondere einer Brennkraftmaschine oder einer Traktions-Elektromaschine, und einer Elektromaschine (4), wobei die Antriebsmaschine (3) mit der ersten Eingangswelle (EW1), die Elektromaschine (4) mit der zweiten Eingangswelle (EW2) und die Abtriebswelle (AW) mit einem Abtrieb, insbe sondere über ein Differential 6, des Kraftfahrzeugs (2) drehverbunden oder drehverbindbar sind.
  24. 24. Verfahren zum Betrieb einer Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, bei welcher die zweite Eingangswelle (EW2) durch eine Elektromaschine (4) antreibbar ist, aufweisend wenigstens einen der folgenden Schritte: S-1 Betätigen des ersten Schaltelements (C2), und/oder S-2 Betätigen des zweiten Schaltelements (C1; C3; B1), und/oder S-3 Betätigen des dritten Schaltelements (C1; C3; B1), und/oder S-4 Betätigen eines vierten Schaltelements (B2), und/oder S-5 Aktivieren der Elektromaschine (4).
  25. 25. Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) als zweites Schaltelement eine dritte Trennkupplung (C3) und als drittes Schaltelement eine erste Bremseinrichtung (B1) aufweist und wobei für eine konventionelle erste Betriebsart mit einer ersten Übersetzung (h) die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen und die erste Bremseinrichtung (B1) blockiert werden, eine konventionelle zweite Betriebsart mit einer zweiten Übersetzung (i2) die zweite Trennkupplung (C2) geschlossen und die erste Bremseinrichtung (B1) blockiert werden, eine konventionelle dritte Betriebsart mit einer dritten Übersetzung (i3) die zweite Trennkupplung (C2) und die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen werden, eine elektromotorische vierte Betriebsart (E1) die Elektromaschine (4) aktiviert und die erste Bremseinrichtung (B1) blockiert wird, eine hybride fünfte Betriebsart (E-CVT1) die Elektromaschine (4) aktiviert und die zweite Trennkupplung (C2) geschlossen werden, eine hybride sechste Betriebsart (E-CVT2) die Elektromaschine (4) aktiviert und die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen werden, und vorzugsweise schaltbare generatorische siebte und/oder achte Betriebsarten (GEN1, GEN2) die zweite Trennkupplung (C2) oder die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen und die zweite Bremseinrichtung (B2) blockiert wird.
  26. 26. Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) als zweites Schaltelement eine erste Trennkupplung (C1) und als drittes Schaltelement eine erste Bremseinrichtung (B1) aufweist und wobei für eine konventionelle erste Betriebsart mit einer ersten Übersetzung (h) die zweite Trennkupplung (C2) geschlossen und die Bremseinrichtung (B1) blockiert werden, eine elektromotorische zweite Betriebsart (E1) die Elektromaschine (4) aktiviert und die Bremseinrichtung (B1) blockiert werden, eine elektromotorische dritte Betriebsart (E2) die Elektromaschine (4) aktiviert und die erste Trennkupplung (C1) geschlossen werden, eine hybride vierte Betriebsart (E-CVT1) die Elektromaschine (4) aktiviert und die zweite Trennkupplung (C2) geschlossen werden, eine vorzugsweise schaltbare generatorische fünfte Betriebsart (GEN) die zweite Trennkupplung (C2) geschlossen und die zweite Bremseinrichtung (B2) blockiert wird.
  27. 27. Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung (1) als zweites Schaltelement eine erste Trennkupplung (C1) und als drittes Schaltelement eine dritte Trennkupplung (C3) aufweist und wobei für eine konventionelle erste Betriebsart mit einer ersten Übersetzung (h) die erste Trennkupplung (C1) und die dritte Trennkupplung (C2) geschlossen werden, eine konventionelle zweite Betriebsart mit einer zweiten Übersetzung (i2) die zweite Trennkupplung (C2) und die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen werden, eine elektromotorische dritte Betriebsart (E1) die Elektromaschine (4) aktiviert und die erste Trennkupplung (C1) geschlossen werden, eine hybride vierte Betriebsart (E-CVT1) die Elektromaschine (4) aktiviert und die zweite Trennkupplung (C2) geschlossen werden, eine hybride fünfte Betriebsart (E-CVT2) die Elektromaschine (4) aktiviert und die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen werden, vorzugsweise schaltbare generatorische fünfte und/oder sechste Betriebsarten (GEN1, GEN2) die zweite Trennkupplung (C2) oder die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen und die zweite Bremseinrichtung (B2) blockiert wird. Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
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