AT522602B1

AT522602B1 - Modulares hybridgetriebe mit direktgang

Info

Publication number: AT522602B1
Application number: ATA50434/2019A
Authority: AT
Inventors: Davydov Vitaly; Breitenberger Dipl Ing Gunther
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2021-04-15
Also published as: AT522602A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein modulares Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) mit Direktgang, mit einer mit einer Antriebsmaschine (113, 213, 313, 413, 513,613) verbundenen Eingangswelle (111, 211, 311, 411, 511, 611), einer ersten Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614), einer zweiten Antriebswelle (115, 215, 315, 415, 515, 615), welche jede mehrere Antriebszahnräder (G12a, G3a, G46a) aufweist, mit mindestens einer angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) mit mehreren angetriebenen Zahnrädern (G12b, G3b, G46b, GRb), die mit den Antriebszahnrädern (G12a, G3a, G46a) kämmen, mit mehreren steuerbaren Schaltelementen (C1, C2, C3, C4, C5), die selektiv jeweils zumindest ein Antriebszahnrad (G12a, G3a, G46a) oder angetriebenes Zahnrad (G12b, G3b, G46b, GRb) mit einer korrespondierenden Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614; 115, 215, 315, 415, 515, 615) oder angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) verbinden, mit einem steuerbaren Überbrückungsschaltelement, das eine relative Drehung zwischen den beiden Antriebswellen (114, 214, 314, 414, 514, 614; 115, 215, 315, 415, 515, 615) blockiert, mit einer elektrischen Maschine (117, 217, 317, 417, 517, 617), mit einem ersten Planetenradsatz (116, 216, 316, 416, 516, 616) mit drei Gliedern (121, 122, 123; 221, 222, 223; 321, 322, 323; 421, 422, 423; 521, 522, 523; 621, 622, 623). Die Eingangswelle (111, 211, 311, 411, 511, 611) ist mittels einer steuerbare Reibkupplung (C0) mit der ersten Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614) verbindbar und mittels einer steuerbaren Reibbremse (B0) ist die Drehung der Eingangswelle (111, 211, 311, 411, 511, 611) gegenüber dem Gehäuse (H) blockierbar. Die Reibkupplung (C0) und die Reibbremse (B0) sind durch gemeinsame Betätigungsmittel (B) steuerbar.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein modulares Hybridgetriebe mit Direktgang, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse, einer mit einer Antriebsmaschine verbundenen Eingangswelle, einer ersten Antriebswelle, einer zweiten Antriebswelle, wobei jede der beiden konzentrischen Antriebswellen mehrere Antriebszahnräder aufweist, mit mindestens einer angetriebene Welle mit einer Mehrzahl von angetriebenen Zahnrädern, die mit den Antriebszahnrädern an den Antriebswellen kämmen, mit einer Mehrzahl von steuerbaren Schaltelementen, die selektiv jeweils zumindest ein Antriebszahnrad oder angetriebenes Zahnrad mit einer korrespondierenden Antriebswelle oder angetriebenen Welle verbinden, so dass sie den Kraftfluss von der ersten oder zweiten Antriebswelle zur angetriebenen Welle mit unterschiedlichen Ubersetzungsverhältnissen herstellen, mit einem steuerbaren Uberbrückungsschaltelement, das eine relative Drehung zwischen den beiden Antriebswellen blockiert, mit einer elektrischen Maschine mit einem Rotor, einem ersten Planetenradsatz mit drei Gliedern, wobei ein erstes Glied mit der Eingangswelle, ein zweites Glied mit der zweiten Antriebswelle, und ein drittes Glied mit dem Rotor der elektrischen Maschine derart verbunden ist, dass ein Drehzahlverhältnis zwischen dem zweiten Glied und dem dritten Glied negativ für ein gestopptes erstes Glied ist, und wobei die angetriebene Welle ein Abtriebsritzel aufweist, das mit einem Abtriebszahnrad eines - vorzugsweise durch eine Abtriebswelle gebildeten - Abtriebselements im Eingriff steht, wobei die Eingangswelle mittels einer steuerbare Reibkupplung mit der ersten Antriebswelle verbindbar und mittels einer steuerbaren Reibbremse die Drehung der Eingangswelle gegenüber dem Gehäuse blockierbar ist, wobei die Reibkupplung und Reibbremse durch gemeinsame Betätigungsmittel steuerbar sind.

[0002] "Kinematisch verbunden" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die theoretischen Drehzahlen dieser rotierenden Teile zueinander proportional sind. Mögliche Ausführungsformen der kinematischen Verbindungen sind: starre Verbindung, Verbindung durch nicht steuerbare Kupplung / Dämpfer, Getriebe mit festem Ubersetzungsverhältnis, Kettenantrieb, Riemenantrieb.

[0003] Die "Hysterese-Elektromaschine" ist eine elektrische Maschine mit einem glatten Rotorkern aus hartmagnetischem Material, wobei die Richtung der Rotor-Remanenzmagnetisierung durch das elektromagnetische Feld vom Stator umgekehrt werden kann. Im Einzelnen ist eine Hysteresemaschine eine synchrone elektrische Maschine, die einen Stator mit Wicklungen und einen nicht ausgeprägten Rotor mit einem glatten Kern aus ferromagnetischem Material mit hoher Koerzitivkraft (> 2000 A/m, vorzugsweise 24 000 A/m.... 160 000 A/m) aufweist. Ein solches Material wird als halbhartes oder hartmagnetisches Material bezeichnet. Die Statorwicklung kann ein rotierendes elektromagnetisches Feld erzeugen, das mit dem Rotorkern verbunden ist. Die Hysteresemaschine mit einer Regeleinrichtung bildet einen Hystereseantrieb, wobei die Kombination aus Maschinenkonzept, Regelvorrichtungskapazität und Rotorkernmaterialkoerzitivfeldstärke eine Veränderbarkeit der Rotorremanenzmagnetisierung durch das elektromagnetische Feld vom Stator gewährleisten soll. ”

"Umgekehrtes Übersetzungsverhältnis" ist ein Ubersetzungsverhältnis, das ein entgegengesetztes Vorzeichen zu den anderen Gängen aufweist. Wenn andere Zahnräder zum Fahren des Fahrzeugs in Vorwärtsrichtung verwendet werden, wird das Zahnrad mit umgekehrter Übersetzung für Rückwärtsfahren verwendet.

[0004] "ECVT" (electric continuously variable transmission) ist ein Betriebsmodus des elektromechanischen leistungsverzweigten Getriebes, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen Eingang und Ausgang des Getriebes gesteuert wird durch die Drehzahl der elektrischen Maschine. In der Ausführungsform mit einer einzigen elektrischen Maschine wird das Ausgangsdrehmoment proportional geregelt durch das elektromagnetische Drehmoment der elektrischen Maschine.

[0005] „Mechanischer Punkt“ ist ein Betriebspunkt mit festem Übersetzungsverhältnis im ECVTModus, wenn der Rotor der elektrischen Maschine durch das statische elektromagnetische Drehmoment gesperrt ist. An diesem Punkt ist der Leistungsfluss zwischen der elektrischen Maschine und der Batterie minimal, wodurch der gesamte mechanische Wirkungsgrad des Getriebes ansteigt.

[0006] Als „Getriebesteuerelemente“ werden hier Reibkupplungen, Reibbremsen und Schaltelemente des Hybridgetriebes bezeichnet.

[0007] Aus der EP 3 061 638 A1 ist Mehrganggetriebestruktur bekannt, mit welcher in verschiedenen Ausführungen sechs oder sieben-Ganggetriebe verwirklicht werden können. Die Mehrganggetriebestruktur ist über eine Eingangswelle mit einer Brennkraftmaschine verbunden und weist zwei konzentrische Antriebswellen mit jeweils einer Mehrzahl an Antriebszahnrädern auf, welcher mit auf einer angetriebenen Welle angeordnete Zahnräder kämmen. Die Zahnräder sind über Kupplungen mit den jeweiligen Wellen antriebsverbindbar. Weiters ist ein Planetenradsatz mit drei Gliedern vorgesehen, wobei ein Glied mit der ersten Antriebswelle, ein zweites Glied mit der zweiten Antriebswelle und das dritte Glied über eine Ubersetzungsstufe kinematisch mit dem Rotor einer elektrischen Maschine verbunden ist. Das Drehzahlverhältnis zwischen dem zweiten Glied und dem dritten Glied des Planetensatzes ist negativ, wenn das erste Glied festgehalten ist.

[0008] Die EP 3 165 791 A1 zeigt ein Mehrganggetriebe, dessen Eingangswelle über eine Eingangskupplung mit der Antriebswelle einer Brennkraftmaschine verbunden ist. Die Ausgangswelle des Getriebes ist koaxial zur Eingangswelle angeordnet. Zwischen der Eingangskupplung und einem ersten Teilgetriebe und einem zweiten Teilgetriebe ist ein erster Planetenradsatz mit drei Gliedern angeordnet, wobei ein erstes Glied des Planetenradsatzes mit dem ersten Teilgetriebe und - über die Eingangskupplung - mit der Eingangswelle, und ein zweites Glied mit dem zweiten Teilgetriebe verbunden ist. Das dritte Glied kann über eine Bremseinrichtung festgehalten werden. Die Bremseinrichtung ist entweder elektromagnetischer Art - durch eine elektrische Maschine - oder mechanischer Art - durch eine Reibungsbremse. Um eine große Zahl an verschiedenen Übersetzungen und Schaltungsmöglichkeiten zu erreichen, ist auf der Ausgangsseite ein zweiter Planetensatz vorgesehen. Der Einsatz der elektrischen Maschine als Bremseinrichtung für das dritte Glied des ersten Planetensatzes limitiert die Hybrid-Anwendungsmöglichkeiten.

[0009] Ein modulares Hybridgetriebe mit Direktgang für ein Kraftfahrzeug mit einer mit einer Antriebsmaschine verbundenen Eingangswelle, mit einer ersten Antriebswelle und einer dazu konzentrischen zweiten Antriebswelle, mit einer elektrischen Maschine, einem ersten Planetensatz und einer Reibungskupplung der eingangs genannten Art ist aus der Druckschrift EP 3 363 671 A1 bekannt.

[0010] Aufgabe der Erfindung ist es, ein modulares Konzept für ein Hybridgetriebe vorzuschlagen, mit welchem eine hohe Anzahl an Getrieben mit verschiedener Gangzahl mit möglichst hohem Anteil an Gleichteilen realisiert werden können.

[0011] Ausgehend von einem Hybridgetriebe der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Getriebeübersetzungsverhältnisse so gewählt sind, dass eine Folge von Vorwärtsgängen mit abfallenden Übersetzungen durch folgende Zustände der Getriebesteuerelemente gebildet ist, wobei

ein erster Gang durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades über das erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und Schließen der Reibkupplung, ein zweiter Gang durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades über das erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und elektrisches Verriegeln des Rotors der elektrischen Maschine,

ein dritter Gang durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades über das zweite Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und Schließen der Reibkupplung, ein vierter Gang durch Verbinden des zweiten angetriebenen Zahnrades über das erste Schaltelement mit der angetriebenen Welle und Schließen der Reibkupplung gebildet ist,

wobei entweder ein fünfter Gang durch Verbinden des Abtriebszahnrades über das dritte Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und Schließen der Reibkupplung und ein sechster Gang durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades über das zweite Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und elektrisches Verriegeln des Rotors der elektrischen Maschine, oder alternativ

ein fünfter Gang durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades über das zweite Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und elektrisches Blockieren des Rotors der elektrischen

Maschine und ein sechster Gang durch Verbinden des Abtriebszahnrades über das dritte Schaltelement mit der ersten Antriebswelle und Schließen der Reibkupplung gebildet ist

und dass

das Hybridgetriebe weiters einen Bereichsgruppenwechsler mit einem zweiten Planetenradsatz mit drei Gliedern aufweist, wobei ein erstes Glied als Planetenträger, ein zweites Glied als Sonnenrad und ein drittes Glied als Hohlrad ausgebildetes ist, und weiters ein viertes Schaltelement aufweist, und das Hohlrad durch das vierte Schaltelement selektiv mit dem Gehäuse oder mit dem Planetenträger des zweiten Planetensatzes in Eingriff bringbar ist, wobei

das Abtriebszahnrad entweder mit dem Sonnenrad verbunden ist oder alternativ durch ein fünftes Schaltelement das Abtriebszahnrad selektiv mit dem Sonnenrad oder mit dem Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes in Eingriff bringbar ist.

[0012] Vorzugsweise ist mindestens eine Komponente der Betätigungsmittel - in axialer Richtung der angetriebenen Welle betrachtet - zumindest teilweise überlappend mit den angetriebenen Zahnrädern der angetriebenen Welle angeordnet. Dies ermöglicht eine sehr platzsparende Anordnung der Betätigungsmittel.

[0013] Mit einer derartigen Getriebestruktur kann mit hoher Anzahl an Gleichteilen und geringer Anzahl an Schaltelementen mit geringem Herstellungsaufwand eine Sechsgang- Siebengangoder Zwölfganggetriebestruktur verwirklicht werden.

[0014] Das Hybridgetriebe weist dabei bevorzugt mindestens vier angetriebene Zahnräder und ein - vorzugsweise als Uberbrückungskupplung ausgebildetes - erstes Schaltelement auf, welches selektiv erste und zweite angetriebene Zahnräder mit der angetriebenen Welle in Eingriff bringt.

[0015] Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die zweite Antriebswelle ein erstes und ein zweites Antriebszahnrad aufweist, die mit den ersten und zweiten angetriebenen Zahnrädern auf der angetriebenen Welle kämmen.

[0016] Günstigerweise weist die erste Antriebswelle ein drittes Antriebszahnrad auf, das mit einem dritten angetriebenen Zahnrad der angetriebenen Welle kämmt, sowie ein zweites Schaltelement, durch welches wahlweise die erste Antriebswelle mit der zweiten Antriebswelle direkt verbindbar oder mit dem zweiten Antriebszahnrad in Eingriff bringbar ist, und ein drittes Schaltelement, durch welches die erste Antriebswelle mit dem Abtriebselement in Eingriff bringbar ist. Vorzugsweise ist weiters vorgesehen, dass das Hybridgetriebe ein Rückgang-Zahnrad aufweist, das mit einem der Antriebszahnräder der zweiten Antriebswelle kämmt, und ein viertes angetriebenes Zahnrad der angetriebenen Welle aufweist, und weiters ein Rückgangschaltelement aufweist, durch welches ein Leistungsfluss von der zweiten Antriebswelle über das Rückgang-Zahnrad zur angetriebenen Welle herstellbar ist.

[0017] Dies ermöglicht eine einfache Ausbildung eines Zwölfganggetriebes mit Bereichsgruppenwechsler und einem zusätzlichen vierten Schaltelement, wobei der zwölfte Gang als Direktgang ausgeführt ist. Der Bereichsgruppenwechsel erfolgt nicht lastschaltbar, wenn das Abtriebszahnrad mit dem Sonnenrad verbunden ist.

[0018] Ein lastschaltbarer Bereichsgruppenwechsel wird ermöglicht, wenn das Hybridgetriebe weiters ein fünftes Schaltelement umfasst, mit welchem das Abtriebszahnrad selektiv mit dem Abtriebselement oder mit dem Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes in Eingriff bringbar ist.

[0019] Die Anzahl der Teile und des Steueraufwandes kann geringgehalten werden, wenn das dritte Schaltelement und das Rückgangschaltelement durch einen gemeinsamen Drei-Positionen schaltenden Schalt-Aktuator betätigbar sind.

[0020] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der in den nicht einschränkenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Darin zeigen schematisch:

[0021] Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer ersten Ausführungsvariante, [0022] Fig 2 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer zweiten Ausführungsvariante,

[0023] Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer dritten Ausführungsvariante, [0024] Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer vierten Ausführungsvariante, [0025] Fig. 5 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer fünften Ausführungsvariante, [0026] Fig. 5a das Hybridgetriebe aus Fig. 5 in einer Schaltstellung,

[0027] Fig. 5b das Hybridgetriebe aus Fig. 5 in einer weiteren Schaltstellung,

[0028] Fig. 6 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer sechsten Ausführungsvariante, [0029] Fig. 6a das Hybridgetriebe aus Fig. 6 in einer Schaltstellung,

[0030] Fig. 6b das Hybridgetriebe aus Fig. 6 in einer weiteren Schaltstellung,

[0031] Fig. 6c das Hybridgetriebe aus Fig. 6 in einer weiteren Schaltstellung,

[0032] Fig. 7 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer siebenten Ausführungsvariante und

[0033] Fig. 8 ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe in einer achten Ausführungsvariante.

[0034] Die Fig. 1 zeigt ein modulares Hybridgetriebe 110 mit sechs Gängen G1-G6 und mit progressiver Gangabstufung. Das Hybridgetriebe 110 umfasst ein Gehäuse H, eine Eingangswelle 111, welche über ein Schwungrad 112 mit Drehschwingungsdämpfer mit einer Antriebsmaschine 113 (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) verbunden ist, eine erste Antriebswelle 114 sowie eine zweite Antriebswelle 115.

[0035] Die erste Antriebswelle 114 führt durch die Eingangswelle 111 und die zweite Antriebswelle 115, welche als Hohlwellen ausgeführt sind. Koaxial zur Eingangswelle 111 ist ein erster Planetensatz 116 angeordnet.

[0036] Das Hybridgetriebe 110 beinhaltet eine elektrische Maschine 117 bestehend aus einem Rotor 117a und einem Stator 117b. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 117 als Mehrphasen-Induktionsmaschine mit einem Kurzschlussläufer ausgeführt werden, wobei die Wicklungen des Stators 117b mit einem bidirektionalen Wechselrichter 118 sowie einer Batterie 119 durch eine feste elektrische Leitung verbunden sind. Die Batterie ist für die Niedrigspannung 12V - 48 V ausgelegt. Der Wechselrichter 118 kann auf eine Leistung von ungefähr 3% der Nennleistung der Antriebsmaschine 113 ausgelegt werden. Die elektrische Maschine 117 kann auch als Hysterese-Synchronmotor ausgeführt sein. Sowohl Induktionsmaschine als auch Hysteresemotor erlauben hohe interne Leistungsdissipation mit verringertem Einfluss auf den Wicklungsstrom im Bremsmodus. Die elektrische Maschine 117 kann sowohl mit als auch ohne FlüssigkeitsZwangskühlung ausgeführt werden.

[0037] Der erste Planetensatz 116 besteht aus den drei Gliedern 121, 122 und 123, wobei das erste Glied 121 mit der Eingangswelle 111 verbunden ist. Das zweite Glied 122 ist mit der zweiten Antriebswelle 115 verbunden. Das dritte Glied 123 ist kinematisch mit der elektrischen Maschine 117a verbunden, welche koaxial und in derselben Ebene wie der erste Planetensatz 116 oder parallel dazu angeordnet werden kann. Die Übersetzung zwischen dem zweiten Glied 122 und dem dritten Glied 123 ist negativ, wenn das erste Glied 121 stillsteht.

[0038] Der erste Planetensatz 116 kann als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen oder als einfacher Planetensatz mit Sonne und Hohlrad ausgeführt werden, wobei das erste Glied 121 ein Planetenträger, das zweite Glied 122 das Zentralrad mit großem Durchmesser und das dritte Glied 123 das Zentralrad mit kleinem Durchmesser ist.

[0039] Auf der ersten Antriebswelle 114 befindet sich das treibende Zahnrad G3a für den dritten Gang G3, welches mit dem getriebenen Zahnrad G3b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 124 (Angetriebenen Welle) befindet, das getriebene Abtriebszahnrad 125, welches mit dem Abtriebsritzel 126 kämmt das sich auf der angetriebenen Welle 124 (Vorgelegewelle) befindet, sowie das treibende Zahnrad 127, welches mit dem getriebenen Zahnrad 128 der mechanischen ÖOlpumpe 129 kämmt.

[0040] Auf der zweiten Antriebswelle 115 befindet sich das treibende Zahnrad G12a für den ersten Gang G1, zweiten Gang G2, und Rückgang R1/R2, welches ständig mit dem getriebenen Zahnrad G12b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle 124 befindet. Außerdem befindet sich auf der zweiten Antriebswelle 115 das treibende Zahnrad G46a, für den vierten Gang G4 und sechsten Gang G6, welches mit dem getriebenen Zahnrad G45b kämmt, das sich auf der getriebenen Welle 124 befindet.

[0041] Auf der Rückgangwelle 130 befindet sich das Zwischenzahnrad GRa, welches im Rückgang R1/R2 zum einem mit dem treibenden Rad G12a kämmt, zum anderen mit dem getriebenen Rad GRb kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 124 befindet.

[0042] Das getriebene Zahnrad GRDb ist mit der Abtriebswelle 131 verbunden.

[0043] Das Hybridgetriebe 110 umfasst außerdem eine Reibkupplung CO und eine Reibbremse BO, welche von einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung B betätigbar sind. Diese Betätigungsvorrichtung B ist dabei radial um die Eingangswelle 111 angeordnet und ist axial auf gleicher Höhe wie diese Eingangswelle 111.

[0044] Das als doppelseitige Kupplung ausgebildete erste Schaltelement C1 mit Schiebemuffe befindet sich auf der angetriebenen Welle 124 und verbindet in rechter Position das Losrad G12b mit der angetriebenen Welle 124 drehfest, in linker Stellung das Losrad G46b mit besagter angetriebenen Welle 124 drehfest.

[0045] Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete zweite Schaltelement C2 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 114 mit der zweiten Antriebswelle 115 drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 114 mit dem Losrad G3a drehfest.

[0046] Das als Kupplung ausgebildete dritte Schaltelement C3 ist auf der linken Seite als Synchronisiereinheit ausgeführt und verbindet die erste Antriebswelle 114 mit der Abtriebswelle 131, in rechter Position bringt sie das verschiebbar angeordnete Zwischenrad GRa für den Rückgang R1/R2 mit den Zahnrädern G12a und GRb zum Eingriff.

[0047] Das in Fig. 1 dargestellte Hybridgetriebe 110 ermöglicht 6 Vorwärtsgänge G1, G2, G3, G4, G5 (Direktgang), G6, zwei Rückwärtsgänge R1 und R2, sowie zwei elektrische Gänge E1 und E2, wie in folgender Schalttabelle zusammengefasst ist:

Modus Gänge 117 BO Co C1|C2|C3 113 113 Anlassen | anlassen warm Antreiben O X R warm/ 117 117 -adebstrieb Ladebetrieb Generatorbetrieb Oo X R Stillstand Stillstand R2 mit geschlossener Bremsen oO X R CO 113 R2 mit Anfahren vorgewähltem Bremsen oO oO R IR rückwärts 113 geboostetes . rückwärts Leerlauf/Antreiben Oo Ss R IR

Anfahren in R1

ECVT1 mit geschlossener Bremsen oO X R Co 113 ECVT1 mit Anfahren vorgewähltem Bremsen oO oO R IR vorwärts G1 113/geboostet es vorwärts An- | Leerlauf/Antreiben oO Ss R IR fahren in G1 Elektrisches Fahren in G6 mit Antreiben X oO L IL vorgewähltem . G3 (E2) EeniSchCS Elektrisches 113 Fahren in R2 | Anlassen mit Antreiben X oO L IR vorgewähltem G3 (E1) 113 anlassen im elektrischen Antreiben oO oO L IR Fahrmodus E1 Umschalten vom elektrischen R2+G3 Antreiben oO Ss L IR Betrieb auf 113 R2 (ECVTR Bremsen bei oO X R mech. Punkt) niedriger Drehzahl R1 Leerlauf/Antreiben/ oO X RR Bremsen Leerlauf/Antreiben/ G1 Bremsen 0 X RR G2 (ECVT1 mech. Punkt) Bremsen bei mit niedriger Drehzahl oO oO RR vorgewähltem G1 G2 (ECVT1 Bremsen bei 1137 mech. Punkt) niedriger Drehzahl O X R geboostete Gänge G2 (ECVT1 mech. Punkt) B . . remsen bei mit niedriger Drehzahl Oo Oo RL vorgewähltem G3 G3 mit vorge wahllem Leerlauf Antreiben/ oO X LR Abstellen der (EMSEN 113 vorgewähltem Leerlauf Antreiben/ oO X R IL G2 remsen

G3, Vorwahl Synchronisierung oO

von G2-G6 der Wellen X L G3 mit . vorgewähltem Leer uf Antreiben/ oO X L IL G6 G4 Leerlauf/Antreiben/ oO X LR Bremsen G5 Leerlauf/Antreiben/ oO X L L Bremsen G6 (ECVT2 Bremsen bei Oo X L

mech. Punkt) niedriger Drehzahl

[0049] In der Schalttabelle bedeutet „X“ jeweils eine aktivierte (geschlossene) Stellung und „O“ jeweils eine deaktivierte (offene) Stellung und „S“ eine schlupfende Stellung der Reibbremse BO und der Reibkupplung CO. Mit „L“ sind - unter Bezug auf Fig. 1 - die linken Positionen und mit „R“ die rechten Positionen der entsprechenden Schalthülsen der Kupplungen C1, C2, C3 bezeichnet. Mit „113“ Ist die Antriebsmaschine und mit „117“ die elektrische Maschine bezeichnet.

[0050] Die Fig. 2 zeigt ein modulares Hybridgetriebe 210 mit sechs Gängen G1-G6 und mit geometrischer Gangabstufung. Das Hybridgetriebe 210 umfasst ein Gehäuse H, eine Eingangswelle 211, welche über ein Schwungrad 212 mit Drehschwingungsdämpfer mit einer Antriebsmaschine 213 (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) verbunden ist, eine erste Antriebswelle 214 sowie eine zweite Antriebswelle 215.

[0051] Die erste Antriebswelle 214 führt durch die Eingangswelle 211 und die zweite Antriebswelle 215, welche als Hohlwellen ausgeführt sind. Koaxial zur Eingangswelle ist ein erster Planetensatz 216 angeordnet.

[0052] Das Hybridgetriebe 210 beinhaltet eine elektrische Maschine 217 bestehend aus einem Rotor 217a und einem Stator 217b. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 217 als Mehrphasen-Induktionsmaschine mit einem Kurzschlussläufer ausgeführt werden, wobei die Wicklungen des Stators 217b mit einem bidirektionalen Wechselrichter 218 sowie einer Batterie 219 durch eine feste elektrische Leitung verbunden sind. Die Batterie ist für die Niedrigspannung 12V - 48 V ausgelegt. Der Wechselrichter 218 kann auf eine Leistung von ungefähr 3% der Nennleistung der Antriebsmaschine 213 ausgelegt werden. Die elektrische Maschine 217 kann auch als Hysterese-Synchronmotor ausgeführt sein. Sowohl Induktionsmaschine als auch Hysteresemotor erlauben hohe interne Leistungsdissipation mit verringertem Einfluss auf den Wicklungsstrom im Bremsmodus. Die elektrische Maschine kann sowohl mit als auch ohne Flüssigkeits-Zwangskühlung ausgeführt werden.

[0053] Der erste Planetensatz 216 besteht aus den drei Gliedern 221, 222 und 223, wobei das erste Glied 221 mit der Eingangswelle 211 verbunden ist. Das zweite Glied 22 ist mit der zweiten Antriebswelle 215 verbunden. Das dritte Glied 223 ist kinematisch mit der elektrischen Maschine 217a verbunden, welche koaxial und in derselben Ebene wie der Planetensatz 216 oder parallel dazu angeordnet werden kann. Die Übersetzung zwischen dem zweiten Glied 222 und dem dritten Glied 223 ist negativ, wenn das erste Glied 221 stillsteht.

[0054] Der erste Planetensatz kann als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen oder als einfacher Planetensatz mit Sonne und Hohlrad ausgeführt werden, wobei das erste Glied 221 ein Planetenträger, das zweite Glied 222 das Zentralrad mit großem Durchmesser und das dritte Glied 223 das Zentralrad mit kleinem Durchmesser ist.

[0055] Auf der ersten Antriebswelle 214 befindet sich das treibende Zahnrad G3a für den dritten Gang G3, welches mit dem getriebenen Zahnrad G3b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 224 (Vorgelegewelle) befindet, das getriebene Zahnrad 225, welches mit dem treibenden Zahnrad 226 kämmt das sich auf der angetriebenen Welle 224 befindet, sowie das treibende

Zahnrad 227, welches mit dem getriebenen Zahnrad 228 der mechanischen Ölpumpe 229 kämmt.

[0056] Auf der zweiten Antriebswelle 215 befindet sich das treibende Zahnrad G12a für den ersten Gang G1, zweiten Gang G2, und Rückgang R1/R2, welches ständig mit dem getriebenen Zahnrad G12b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle 224 befindet. Außerdem befindet sich auf der zweiten Antriebswelle 215 das treibende Zahnrad G46a, für den vierten G4 und sechsten Gang G6, welches mit dem getriebenen Zahnrad G45b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 224 befindet.

[0057] Auf der Rückgangwelle 230 befindet sich das Zwischenzahnrad GRa, welches im Rückgang R1/R2 zum einem mit dem treibenden Rad G12a kämmt, zum anderen mit dem getriebenen Rad GRb kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 224 befindet.

[0058] Das getriebene Zahnrad GRDb ist mit der Abtriebswelle 231 verbunden.

[0059] Das Hybridgetriebe 210 umfasst außerdem eine Reibkupplung CO und eine Bremse BO, welche von einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung B betätigbar sind. Diese Betätigungsvorrichtung B ist dabei radial um die Eingangswelle 211 angeordnet und ist axial auf gleicher Höhe wie diese Eingangswelle 211.

[0060] Das als doppelseitige Kupplung ausgebildete erste Schaltelement C1 mit Schiebemuffe befindet sich auf der angetriebenen Welle 224 und verbindet in rechter Position das Losrad G12b mit der angetriebenen Welle 224 drehfest, in linker Stellung das Losrad G45b mit besagter angetriebenen Welle 224 drehfest.

[0061] Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete zweite Schaltelement C2 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 214 mit der zweiten Antriebswelle 215 drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 214 mit dem Losrad G3a drehfest.

[0062] Das als Kupplung ausgebildete dritte Schaltelement C3 ist auf der linken Seite als Synchronisiereinheit ausgeführt und verbindet die erste Antriebswelle 214 mit der Abtriebswelle 231, in rechter Position bringt sie das verschiebbar angeordnete Zwischenrad GRa für den Rückgang mit den Zahnrädern G12a und GRb zum Eingriff.

[0063] Das in Fig. 2 gezeigte Hybridgetriebe 210 ermöglicht sechs Vorwärtsgänge G1, G2, G3, G4, G5, G6 (Direktgang), zwei Rückwärtsgänge R1 und R2, sowie zwei elektrische Gänge E1 und E2, wie in folgender Schalttabelle zusammengefasst ist:

Modus Gänge 217 BO Co C1|C2/C3 213 213 anlassen | anlassen warm Antreiben O X R warm/ 217 217 -adebstrieb Ladebetrieb Generatorbetrieb Oo X R Stillstand Stillstand R2 mit geschlossener Bremsen oO X R CO 213 R2 mit Anfahren vorgewähltem Bremsen oO oO R IR rückwärts R1 213/geboostet es rückwärts Leerlauf/Antreiben Oo Ss R IR

Anfahren in R1

ECVT1 mit geschlossener Bremsen oO X R CO 213 ECVT1 mit Anfahren vorgewähltem Bremsen oO oO R IR vorwärts G1 213/geboostet es vorwärts Leerlauf/Antreiben oO Ss R IR Anfahren in G1

Elektrisches

Fahren in G6 mit Antreiben X Oo L IL vorgewähltem . G3 (E2) sehe Elektrisches 213 Fahren in R2 anlassen mit Antreiben X Oo L IR vorgewähltem G3 (E1) 213 anlassen im elektrischen Antreiben Oo Oo L IR Fahrmodus E1 Umschalten vom elektri- R2+G3 Antreiben Oo Ss L IR schen Betrieb auf 213 R2 (ECVTR Bremsen bei oO X R mech. Punkt) niedriger Drehzahl R1 Leerlauf/Antreiben/ oO X R IR Bremsen G1 Leerlauf/Antreiben/ oO X RR Bremsen G2 (ECVT1 mech. Punkt) Bremsen bei mit a Oo Oo R IR n niedriger Drehzahl vorgewähltem G1 G2 (ECVT1 Bremsen bei oO X R 218/ mech. Punkt) niedriger Drehzahl geboostete G2 (ECVT1 n mech. Punkt) ; Gänge . Bremsen bei mit Da Oo Oo R IL n niedriger Drehzahl vorgewähltem G3 G3 mit vorgewähltem . R2 zum Leer An teen/ oO X LU R Abstellen der 213 G3 mit . N Leerlauf/Antreiben/ vorge Shitem Bremsen Oo X R IL G3, Vorwahl Synchronisierung oO X L von G2-G6 der Wellen

G3 mit . vorgewähltem Leer An teen/ oO X L IL G6 G4 Leerlauf/Antreiben/ oO X IR Bremsen G5 (ECVT2 Bremsen bei niedriger oO X L mech. Punkt) Drehzahl G6 Leerlauf/Antreiben/ oO X L L Bremsen

[0064] In der Schalttabelle bedeutet „X“ jeweils eine aktivierte (geschlossene) Stellung und „O“ jeweils eine deaktivierte (Offene) Stellung und „S“ eine schlupfende Stellung der Reibbremse BO und der Reibkupplung CO. Mit „L“ sind - unter Bezug auf Fig. 2 - die linken Positionen und mit „R“ die rechten Positionen der entsprechenden Schalthülsen der Kupplungen C1, C2, C3 bezeichnet. Mit „213“ Ist die Antriebsmaschine und mit „217“ die elektrische Maschine bezeichnet.

[0065] Die Fig. 3 zeigt ein modulares Hybridgetriebe 310 mit sieben Gängen G1-G7, wobei der fünfte Gang G5 als Direktgang ausgeführt ist. Das Hybridgetriebe 310 umfasst ein Gehäuse H, eine Eingangswelle 311, welche über ein Schwungrad 312 mit Drehschwingungsdämpfer mit einer Antriebsmaschine 313 (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) verbunden ist, eine erste Antriebswelle 314 sowie eine zweite Antriebswelle 315.

[0066] Die erste Antriebswelle 314 führt durch die Eingangswelle 311 und die zweite Antriebswelle 315, welche als Hohlwellen ausgeführt sind. Koaxial zur Eingangswelle ist ein erster Planetensatz 316 angeordnet.

[0067] Das Hybridgetriebe 310 beinhaltet eine elektrische Maschine 317 bestehend aus einem Rotor 317a und einem Stator 317b. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 317 als Mehrphasen-Induktionsmaschine mit einem Kurzschlussläufer ausgeführt werden, wobei die Wicklungen des Stators 317b mit einem bidirektionalen Wechselrichter 318 sowie einer Batterie 319 durch eine feste elektrische Leitung verbunden sind. Die Batterie ist für die Niedrigspannung 12V - 48 V ausgelegt. Der Wechselrichter 318 kann auf eine Leistung von ungefähr 3% der Nennleistung der Antriebsmaschine 313 ausgelegt werden. Die elektrische Maschine 317 kann auch als Hysterese-Synchronmotor ausgeführt sein. Sowohl Induktionsmaschine als auch Hysteresemotor erlauben hohe interne Leistungsdissipation mit verringertem Einfluss auf den Wicklungsstrom im Bremsmodus. Die elektrische Maschine 317 kann sowohl mit als auch ohne FlüssigkeitsZwangskühlung ausgeführt werden.

[0068] Der erste Planetensatz 316 besteht aus den drei Gliedern 321, 322 und 323, wobei das erste Glied 321 mit der Eingangswelle 311 verbunden ist. Das zweite Glied 322 ist mit der zweiten Antriebswelle 315 verbunden. Das dritte Glied 323 ist kinematisch mit dem Rotor 317a der elektrischen Maschine 317 verbunden, welche koaxial und in derselben Ebene wie der erste Planetensatz 316 oder parallel dazu angeordnet werden kann. Die Übersetzung zwischen dem zweiten Glied 322 und dem dritten Glied 323 ist negativ, wenn das erste Glied 321 stillsteht.

[0069] Der erste Planetensatz 316 kann als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen (Zentralräder) oder als einfacher Planetensatz mit Sonne und Hohlrad ausgeführt werden, wobei das erste Glied 321 ein Planetenträger, das zweite Glied 322 das Zentralrad mit großem Durchmesser und das dritte Glied 323 das Zentralrad mit kleinem Durchmesser ist.

[0070] Auf der ersten Antriebswelle 314 befindet sich das treibende Zahnrad G3a für den dritten Gang G3, welches mit dem getriebenen Zahnrad G3b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 324 befindet, sowie das treibende Zahnrad G7a für den fünften Gang G5, welches mit dem getriebenen Zahnrad G7b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle 324 befindet. AuBerdem befinden sich auf der ersten Antriebswelle 314 das getriebene Zahnrad 325, welches mit dem treibenden Zahnrad 326 kämmt das sich auf der angetriebenen Welle 324 befindet, sowie

das treibende Zahnrad 328, welches mit dem getriebenen Zahnrad 328 der mechanischen Ölpumpe 329 kämmt.

[0071] Auf der zweiten Antriebswelle 315 befindet sich das treibende Zahnrad G12a für den ersten Gang G1, zweiten Gang G2, und Rückgang R1/R2, welches ständig mit dem getriebenen Zahnrad G12b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle 324 befindet. Außerdem befindet sich auf der zweiten Antriebswelle 315das treibende Zahnrad G46a, für den vierten G4 und sechsten Gang G6, welches mit dem getriebenen Zahnrad G45b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 324 befindet.

[0072] Auf der Rückgangwelle 330 befindet sich das Zwischenzahnrad GRa, welches im Rückgang R1/R2 zum einem mit dem treibenden Rad G12a kämmt, zum anderen mit dem getriebenen Rad GRb kämmt, das sich auf der Angetriebenen Welle 324 befindet.

[0073] Das getriebene Zahnrad GRDb ist mit der Abtriebswelle 331 verbunden.

[0074] Das Hybridgetriebe 310 umfasst außerdem eine Reibkupplung CO und eine Bremse BO, welche von einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung B betätigbar sind. Diese Betätigungsvorrichtung B ist dabei radial um die Eingangswelle 311 angeordnet und ist axial auf gleicher Höhe wie diese Eingangswelle 311.

[0075] Das als doppelseitige Kupplung ausgebildete erste Schaltelement C1 mit Schiebemuffe befindet sich auf der angetriebenen Welle 324 und verbindet in rechter Position das Losrad G12b mit der angetriebenen Welle 324 drehfest, in linker Stellung das Losrad G46b mit besagter angetriebenen Welle 324 drehfest.

[0076] Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete zweite Schaltelement C2 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 314 mit der zweiten Antriebswelle 315 drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 314 mit dem Losrad G3a drehfest.

[0077] Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete dritte Schaltelement C3 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 314 mit dem Losrad G7a drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 314 mit der Abtriebswelle 331 drehfest.

[0078] Das vierte Schaltelement C4 bringt in betätigter Position das verschiebbar angeordnete Zwischenrad GRa für den Rückgang mit den Zahnrädern G12a und GRb zum Eingriff.

[0079] Das in Fig. 3 dargestellte Hybridgetriebe 310 ermöglicht sieben Vorwärtsgänge G1, G2, G3, G4, G5 (Direktgang), G6, G7, zwei Rückwärtsgänge R1 und R2, sowie zwei elektrische Gänge E1 und E2, wie in folgender Schalttabelle zusammengefasst ist:

Modus Gänge 317 BO CO 1|C1|C2|C3|C4 313 313 anlassen . anlassen warm Antreiben oO X R warm/ 317 -adeDSirieb 317 09 DSleD Generatorbetrieb oO X R Stillstand R2 mit geschlossener Bremsen oO X X CO 313 R2 mit Anfahren vorgewähltem Bremsen oO oO R X rückwärts R1 313/geboostetes rückwärts Leerlauf/Antreiben oO Ss R X

Anfahren in R1

ECVT1 mit Xer

Co Bremsen oO X R 3413 ECVT1 mit vorgewähltem Bremsen oO oO R IR Anfahren G1 vorwärts 313/geboostetes vorwärts Leerlauf/Antreiben oO Ss R IR Anfahren in G1 Elektrisches Fahren in G6 mit Antreiben X oO L IL vorgewähltem . G3 (E2) sehe Elektrisches 23413 Fahren in R2 | anlassen mit Antreiben X oO L X vorgewähltem G3 (E1) 313r anlassen im elektrischen Antreiben oO oO L X Fahrmodus E1 Umschalten vom elektrischen R2+G3 Antreiben oO Ss L X Betrieb auf 313 R2 (ECVTR Bremsen bei oO X x mech. Punkt) niedriger Drehzahl R1 Leerlauf/Antreiben/ oO X R x Bremsen G1 Leerlauf/Antreiben/ oO X RR Bremsen G2 (ECVT1 mech. Punkt) . mit | Bremsen bei oO oO RR n niedriger Drehzahl vorgewähltem G1 G2 (ECVT1 Bremsen bei oO X R 3137 mech. Punkt) niedriger Drehzahl geboostete G2 (ECVT1 Gänge mech. Punkt) Bremsen bei mit Sa oO oO R IL n niedriger Drehzahl vorgewähltem G3 G3 mit vorge anem Leerlauf Antreiben/ oO X L x Abstellen der (EMSEN 313 G3 mit . vorgewähltem Leer uf Antreiben/ oO X R IL G2 G3, Vorwahl | Synchronisierung der oO X L von G2-G6 Wellen

G3 mit

vorgewähltem Leer An teen/ oO X L IL G6 G4 Leerlauf/Antreiben/ oO X LU R Bremsen G5 Leerlauf Antreiben/ oO X L L remsen G6 (ECVT2 Bremsen bei oO X L mech. Punkt) niedriger Drehzahl G7 Leerlauf Antreiben/ oO X L R remsen

[0080] In der Schalttabelle bedeutet „X“ jeweils eine aktivierte (geschlossene) Stellung und „O“ jeweils eine deaktivierte (offene) Stellung und „S“ eine schlupfende Stellung der Reibbremse BO und der Reibkupplung CO. Mit „L“ sind - unter Bezug auf Fig. 3 - die linken Positionen und mit „R“ die rechten Positionen der entsprechenden Schalthülsen der Kupplungen C1, C2, C3, C4 bezeichnet. Mit „313“ Ist die Antriebsmaschine und mit „317“ die elektrische Maschine bezeichnet.

[0081] Die Fig. 4 zeigt ein modulares Hybridgetriebe 410 mit sieben Gängen G1-G7, wobei der siebente Gang G7 als Direktgang ausgeführt ist. Das Hybridgetriebe 410 umfasst ein Gehäuse H, eine Eingangswelle 411, welche über ein Schwungrad 412 mit Drehschwingungsdämpfer mit einer Antriebsmaschine 413 (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) verbunden ist, eine erste Antriebswelle 414 sowie eine zweite Antriebswelle 415.

[0082] Die erste Antriebswelle 414 führt durch die Eingangswelle 411 und die zweite Antriebswelle 415, welche als Hohlwellen ausgeführt sind. Koaxial zur Eingangswelle ist ein erster Planetensatz 416 angeordnet.

[0083] Das Hybridgetriebe 410 beinhaltet eine elektrische Maschine 417 bestehend aus einem Rotor 417a und einem Stator 417b. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 417 als Mehrphasen-Induktionsmaschine mit einem Kurzschlussläufer ausgeführt werden, wobei die Wicklungen des Stators 417b mit einem bidirektionalen Wechselrichter 418 sowie einer Batterie 419 durch eine feste elektrische Leitung verbunden sind. Die Batterie ist für die Niedrigspannung 12V - 48 V ausgelegt. Der Wechselrichter 418 kann auf eine Leistung von ungefähr 3% der Nennleistung der Antriebsmaschine 413 ausgelegt werden. Die elektrische Maschine 417 kann auch als Hysterese-Synchronmotor ausgeführt sein. Sowohl Induktionsmaschine als auch Hysteresemotor erlauben hohe interne Leistungsdissipation mit verringertem Einfluss auf den Wicklungsstrom im Bremsmodus. Die elektrische Maschine kann sowohl mit als auch ohne Flüssigkeits-Zwangskühlung ausgeführt werden.

[0084] Der erste Planetensatz 416 besteht aus den drei Gliedern 421, 422 und 423, wobei das erste Glied 421 mit der Eingangswelle 411 verbunden ist. Das zweite Glied 422 ist mit der zweiten Antriebswelle 415 verbunden. Das dritte Glied 423 ist kinematisch mit der elektrischen Maschine 417a verbunden, welche koaxial und in derselben Ebene wie der erste Planetensatz 416 oder parallel dazu angeordnet werden kann. Die Übersetzung zwischen dem zweiten Glied 422 und dem dritten Glied 423 ist negativ, wenn das erste Glied 421 stillsteht.

[0085] Der erste Planetensatz kann als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen (Zentralräder) oder als einfacher Planetensatz mit Sonne und Hohlrad ausgeführt werden, wobei das erste Glied 421 ein Planetenträger, das zweite Glied 422 das Zentralrad mit großem Durchmesser und das dritte Glied 423 das Zentralrad mit kleinem Durchmesser ist.

[0086] Auf der ersten Antriebswelle 414 befindet sich das treibende Zahnrad G3a für den dritten Gang G3, welches mit dem getriebenen Zahnrad G3b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 424 befindet, sowie das treibende Zahnrad G5a für den fünften Gang G5, welches mit dem getriebenen Zahnrad G5b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle 424 befindet. Au-

Berdem befinden sich auf der ersten Antriebswelle das getriebene Zahnrad 425, welches mit dem treibenden Zahnrad 426 kämmt das sich auf der angetriebenen Welle 424 befindet, sowie das treibende Zahnrad 428, welches mit dem getriebenen Zahnrad 428 der mechanischen Olpumpe 429 kämmt.

[0087] Auf der zweiten Antriebswelle 415 befindet sich das treibende Zahnrad G12a für den ersten Gang G1, zweiten Gang G2, und Rückgang R1/R2, welches ständig mit dem getriebenen Zahnrad G12b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle 424 befindet. Außerdem befindet sich auf der zweiten Antriebswelle 415 das treibende Zahnrad G46a, für den vierten G4 und sechsten Gang G6, welches mit dem getriebenen Zahnrad G45b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 424 befindet.

[0088] Auf der Rückgangwelle 430 befindet sich das Zwischenzahnrad GRa, welches im Rückgang R1/R2 zum einem mit dem treibenden Rad G12a kämmt, zum anderen mit dem getriebenen Rad GRb kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 424 befindet.

[0089] Das getriebene Zahnrad GRDb ist mit der Abtriebswelle 431 verbunden.

[0090] Das Hybridgetriebe 410 umfasst außerdem eine Reibkupplung CO und eine Bremse BO, welche von einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung B betätigbar sind. Diese Betätigungsvorrichtung B ist dabei radial um die Eingangswelle 411 angeordnet und ist axial auf gleicher Höhe wie diese Eingangswelle 411.

[0091] Das als doppelseitige Kupplung ausgebildete erste Schaltelement C1 mit Schiebemuffe befindet sich auf der angetriebenen Welle 424 und verbindet in rechter Position das Losrad G12b mit der angetriebenen Welle 424 drehfest, in linker Stellung das Losrad G46b mit besagter angetriebenen Welle 424 drehfest.

[0092] Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete zweite Schaltelement C2 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 414 mit der zweiten Antriebswelle 415 drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 414 mit dem Losrad G3a drehfest.

[0093] Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete dritte Schaltelement C3 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 414 mit dem Losrad G5a drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 414 mit der Abtriebswelle 431 drehfest.

[0094] Der Kupplungsmechanismus C4 bringt in betätigter Position das verschiebbar angeordnete Zwischenrad GRa für den Rückgang R1/R2 mit den Zahnrädern G12a und GRb zum Eingriff.

[0095] Das in Fig. 4 dargestellte Hybridgetriebe 410 ermöglicht sieben Vorwärtsgänge G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7 (Direktgang), zwei Rückwärtsgänge R1 und R2, sowie zwei elektrische Gänge E1 und E2, wie in folgender Schalttabelle zusammengefasst ist:

Modus Gänge 417 BO CO 1|C1|C2|C3|C4 413 413 anlassen | anlassen warm Antreiben Oo X R warm/ 417 Ladebetrieb Ladebetrieb . im Stillstand Generatorbetrieb Oo X R Stillstand R2 mit geschlossener CO Bremsen O X X 413 R2 mit Bremsen Oo Oo R X

Anfahren | vorgewähltem R1

rückwärts 413/geboostetes rückwärts Leerlauf/Antreiben oO Ss R X

Anfahren in R1

ECVT1 mit Bremsen Oo X R geschlossener CO 413 ECVT1 mit vorgewähltem Bremsen oO oO R IR Anfahren G1 vorwärts 413/geboostetes vorwärts Leerlauf/Antreiben oO Ss R IR Anfahren in G1 Elektrisches Fahren in G6 . mit vorgewähltem Antreiben X Oo LI . G3 (E2) Elektrisches Elektrisches Tahren und Fahren in R2 mit Antreib X oO L x anlassen vorgewähltem MEIDEN G3 (E1) 413 anlassen im elektrischen Antreiben oO oO L X Fahrmodus E1 Umschalten vom elektrischen R2+G3 Antreiben oO Ss L X Betrieb auf 413 R2 (ECVTR Bremsen bei oO X x mech. Punkt) niedriger Drehzahl R1 Leerlauf/Antreiben/ oO X R x Bremsen Leerlauf/Antreiben/ G1 Bremsen 0 X RR G2 (ECVT1 mech. Punkt) mit Bremsen bei oO oO R IR 413/ vorgewähltem niedriger Drehzahl geboostete G1 Gänge G2 (ECVT1 Bremsen bei oO X R mech. Punkt) niedriger Drehzahl G2 (ECVT1 mech. Punkt) mit Bremsen bei oO oO R IL vorgewähltem niedriger Drehzahl G3 SS a en. Leerlauf/Antreiben/ O X L x Bremsen len der 413 vorgewähltem Leerlauf/Antreiben/ oO X R IL G2 Bremsen G3, Vorwahl von | Synchronisierung der Oo X L G2-G6 Wellen vorgewähltem Leerlauf/Antreiben/ oO X LOL G6 Bremsen G4 Leerlauf/Antreiben/ oO X L R

Bremsen

Leerlauf/Antreiben/ oO

G5 X L R Bremsen G6 (ECVT2 Bremsen bei oO X L mech. Punkt) niedriger Drehzahl G7 Leerlauf/Antreiben/ oO X L L Bremsen

[0096] In der Schalttabelle bedeutet „X“ jeweils eine aktivierte (geschlossene) Stellung und „O“ jeweils eine deaktivierte (offene) Stellung und „S“ eine schlupfende Stellung der Reibbremse BO und der Reibkupplung CO. Mit „L“ sind - unter Bezug auf Fig. 4 - die linken Positionen und mit „R“ die rechten Positionen der entsprechenden Schalthülsen der Kupplungen C1, C2, C3, C4 bezeichnet. Mit „413“ Ist die Antriebsmaschine und mit „417“ die elektrische Maschine bezeichnet.

[0097] Die Fig. 5, 5a, 5b zeigen ein modulares Hybridgetriebe 510 mit zwölf Gängen G1- G12, welches teilweise lastschaltbar ist. Das Hybridgetriebe 510 umfasst ein Gehäuse H, eine Eingangswelle 511, welche über ein Schwungrad 512 mit Drehschwingungsdämpfer mit einer Antriebsmaschine 513 (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) verbunden ist, eine erste Antriebswelle 514 sowie eine zweite Antriebswelle 515.

[0098] Die erste Antriebswelle 514 führt durch die Eingangswelle 511 und die zweite Antriebswelle 515, welche als Hohlwellen ausgeführt sind. Koaxial zur Eingangswelle ist ein erster Planetensatz 516 angeordnet.

[0099] Das Hybridgetriebe 510 beinhaltet eine elektrische Maschine 517 bestehend aus einem Rotor 517a und einem Stator 517b. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 517 als Mehrphasen-Induktionsmaschine mit einem Kurzschlussläufer ausgeführt werden, wobei die Wicklungen des Stators 517b mit einem bidirektionalen Wechselrichter 518 sowie einer Batterie 519 durch eine feste elektrische Leitung verbunden sind. Die Batterie 519 ist für die Niedrigspannung 12V -48 V ausgelegt. Der Wechselrichter 518 kann auf eine Leistung von ungefähr 3% der Nennleistung der Antriebsmaschine 513 ausgelegt werden. Die elektrische Maschine 517 kann auch als Hysterese-Synchronmotor ausgeführt sein. Sowohl Induktionsmaschine als auch Hysteresemotor erlauben hohe interne Leistungsdissipation mit verringertem Einfluss auf den Wicklungsstrom im Bremsmodus. Die elektrische Maschine 517 kann wahlweise mit Flüssigkeits-Zwangskühlung mittels Kühlkanälen 520 ausgeführt sein.

[00100] Der erste Planetensatz 516 besteht aus den drei Gliedern 521, 522 und 523, wobei das erste Glied 521 mit der Eingangswelle 511 verbunden ist. Das zweite Glied 522 ist mit der zweiten Antriebswelle 515 verbunden. Das dritte Glied 523 ist kinematisch mit dem Rotor 517a der elektrischen Maschine 517 verbunden, welche koaxial und in derselben Ebene wie der erste Planetensatz 516 oder parallel dazu angeordnet werden kann. Die Übersetzung zwischen dem zweiten Glied 522 und dem dritten Glied 523 ist negativ, wenn das erste Glied 521 stillsteht.

[00101] Der erste Planetensatz 516 kann als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen (Zentralräder) oder als einfacher Planetensatz mit Sonne und Hohlrad ausgeführt werden, wobei das erste Glied 521 ein Planetenträger, das zweite Glied 522 das Zentralrad mit großem Durchmesser und das dritte Glied 523 das Zentralrad mit kleinem Durchmesser ist.

[00102] Auf der ersten Antriebswelle 514 befindet sich das treibende Zahnrad G3a für den dritten Gang G3, welches mit dem getriebenen Zahnrad G3b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 524 befindet, das getriebene Zahnrad 525, welches mit dem treibenden Zahnrad 526 kämmt das sich auf der angetriebenen Welle 524 befindet, sowie das treibende Zahnrad 527, welches mit dem getriebenen Zahnrad 528 der mechanischen Olpumpe 529 kämmt.

[00103] Auf der zweiten Antriebswelle 515 befindet sich das treibende Zahnrad G12a für den ersten Gang G1, zweiten Gang G2, und Rückgang R1/R2, welches ständig mit dem getriebenen Zahnrad G12b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle 524 befindet. Außerdem befindet sich auf der zweiten Antriebswelle 515 das treibende Zahnrad G46a, für den vierten G4 und

sechsten Gang G6, welches mit dem getriebenen Zahnrad G45b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 524 befindet.

[00104] Auf der Rückgangwelle 530 befindet sich das Zwischenzahnrad GRa, welches im Rückgang R1/R2 zum einem mit dem treibenden Rad G12a kämmt, zum anderen mit dem getriebenen Rad GRb, das sich auf der angetriebenen Welle 524 befindet.

[00105] Das getriebene Zahnrad 525 ist mit der Übertragungswelle 531 verbunden.

[00106] Koaxial und der Antriebsmaschine 513 gegenüberliegend ist ein Bereichsgruppenwechsler 532 mit einem zweiten Planetensatz angeordnet, welcher aus den Gliedern 533, 534 und 535 besteht, wobei das erste Glied 533 des zweiten Planetensatzes mit der Abtriebswelle 536 verbunden ist. Das zweite Glied 534 ist mit der Übertragungswelle 531 verbunden. Das dritte Glied des zweiten Planetensatzes ist mit der Hohlwelle 537 verbunden. Dabei ist das erste Glied 533 ein Planetenträger, das zweite Glied 534 das Sonnenrad und das dritte Glied 535 das Hohlrad.

[00107] Das Hybridgetriebe 510 umfasst außerdem eine Reibkupplung CO und eine Reibbremse BO, welche von einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung B betätigbar sind. Diese Betätigungsvorrichtung B ist dabei radial um die Eingangswelle 511 angeordnet und ist axial auf gleicher Höhe wie diese Eingangswelle 511.

[00108] Das als doppelseitige Kupplung erste Schaltelement C1 mit Schiebemuffe befindet sich auf der angetriebenen Welle 524 und verbindet in rechter Position das Losrad G12b mit der angetriebenen Welle 524 drehfest, in linker Stellung das Losrad G45b mit besagter angetriebenen Welle 524 drehfest.

[00109] Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete zweite Schaltelement C2 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 514 mit der zweiten Antriebswelle 515 drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 514 mit dem Losrad G3a drehfest.

[00110] Das als Kupplung ausgebildete dritte Schaltelement C3 ist auf der linken Seite als Synchronisiereinheit ausgeführt und verbindet die erste Antriebswelle 514 mit der Übertragungswelle 531, in rechter Position bringt sie das verschiebbar angeordnete Zwischenrad GRa für den Rückgang mit den Zahnrädern G12a und GRb zum Eingriff.

[00111] Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete vierte Schaltelement C4 verbindet in rechter Position das dritte Glied 535 des zweiten Planetensatzes der Bereichsgruppe 532 drehfest mit dem Gehäuse H, in linker Position verbindet sie die das dritte Glied 535 des Planetensatzes 532 drehfest mit der Abtriebswelle 536.

[00112] Das in den Fig. 5, 5a, 5b dargestellte Hybridgetriebe 510 ermöglicht zwölf Vorwärtsgänge G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8, G9, G10, G11, G12, zwei Rückwärtsgänge R1 und R2, sowie zwei elektrische Gänge E1 und E2, und ist teilweise lastschaltbar, wie in folgender Schalttabelle zusammengefasst ist:

Modus Gänge 517 BO CO [|C1|C2|C3|C4 513 513 anlassen | anlassen warm Antreiben Oo X R arm/ Ladebetrieb 517 | im Ladebetrieb Generatorbetrieb Oo X R Stillstand Stillstand R2 mit geschlossener Bremsen oO X R IR 513 Anfahren CO rückwärts R2 mit vorgewähltem Bremsen oO oO R IR |R R1

513/geboostetes rückwärts Leerlauf/Antreiben Oo Ss R |R IR Anfahren in R1

ECVT1 mit geschlossener Bremsen oO X R R CO 513 ECVT1 mit Anfahren vorgewähltem Bremsen oO oO R IR R vorwärts G1 513/geboostetes vorwärts Leerlauf/Antreiben oO Ss R IR R Anfahren in G1

Elektrisches

Fahren in G6 mit Antreiben X Oo L IL R vorgewähltem . G3 (E2) sehe Elektrisches 513 Fahren in R2 | anlassen mit Antreiben X Oo L IR |R vorgewähltem G3 (E1) 513 anlassen im elektrischen Antreiben Oo Oo L IR |R Fahrmodus E1 Umschalten vom elektrischen R2+G3 Antreiben oO Ss L R |R Betrieb auf 513 R2 (ECVTR Bremsen bei mech. Punkt) niedriger Drehzahl O X RR R1 Leerlauf/Antreiben/ oO X R RR Bremsen Leerlauf/Antreiben/ G1 Bremsen 0 X RR R G2 (ECVT1 mech. Punkt) . mit niedriger Dreh aahl oO oO RR R 513/ vorgewähltem geboostete G1 Gänge, G2 (ECVT1 Bremsen bei oO X R R niedrigen mech. Punkt) niedriger Drehzahl Bereich G2 (ECVT1 mech. Punkt) Bremsen bei mit niedriger Drehzahl 0 0 RL R vorgewähltem G3 G3 mit vor entem Leerlauf Anlreiben/ oO X L RR Abstellen der FEMSEN 513

G3 mit

vorgewähltem Leer Anireiben/ oO x RL | AR G2 G3, Vorwahl Synchronisierung der von G2-G6 Wellen O X L R G3 mit . vorgewähltem Leer Anireiben/ oO X LL | RB G6 Leerlauf/Antreiben/ G4 Bremsen oO X L IR R G5 (ECVT2 Bremsen bei niedriger oO X L R mech. Punkt) Drehzahl Leerlauf/Antreiben/ G6 Bremsen oO X L L IR G7 Leerlauf/Antreiben/ oO X R IR L Bremsen G8 (ECVT3 mech. Punkt) . mit Bremsen bei oO oO R IR L

vorgewähltem niedriger Drehzahl

G7 G8 (ECVT3 Bremsen bei oO X R L mech. Punkt) niedriger Drehzahl G8 (ECVT3 mech. Punkt) Bremsen bei 513/ Mahl niedriger Drehzahl Oo Oo RL L geboostete VOT9STS tem Gänge, G9 mit hohen vorgewähltem Leerlauf/Antreiben/ oO X R IL L Bereich G8 Bremsen G9, Vorwahl Synchronisierung der oO X L L von G8-G10 Wellen G9 mit . vorgewähltem Leerlauf Anlreiben/ oO X LOL L remsen G10 G10 Leerlauf Anlreiben/ oO X L R L remsen G11(ECVT4 Bremsen bei oO X L L mech. Punkt) niedriger Drehzahl G12 Leerlauf Anlreiben/ oO X L LOL remsen

[00113] Fig. 5a zeigt den direkten Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 513 und dem Abtriebswelle 536 für das Hybridgetriebe 510 aus Fig. 5 mit einem eingerückten sechsten Gang G6 mit folgender Schaltkonfiguration entsprechend der obigen Schalttabelle:

Modus Gänge 517 BO CO |C1|C2|C3|/C4 513/ geboostete . Gänge, G6 Leer Anteen | X LI LI niedrigen Bereich

[00114] Fig. 5b zeigt den Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 513 und dem Abtriebswelle 536 für das Hybridgetriebe 510 aus Fig. 5 mit einem eingerückten sechsten Gang G7 mit folgender Schaltkonfiguration entsprechend der obigen Schalttabelle:

Modus Gänge 517 BO CO [|C1|C2|C3|C4 513/ geboostete . Gänge, G7 Leer uf Antreiben/ oO x RR L hohen Bereich

[00115] In der Schalttabelle bedeutet „X“ jeweils eine aktivierte (geschlossene) Stellung und „O“ jeweils eine deaktivierte (offene) Stellung und „S“ eine schlupfende Stellung der Reibbremse BO und der Reibkupplung CO. Mit „L“ sind - unter Bezug auf Fig. 5, 5a, 5b - die linken Positionen und mit „R“ die rechten Positionen der entsprechenden Schalthülsen der Kupplungen C1, C2, C3, C4 bezeichnet. Mit „513“ Ist die Antriebsmaschine und mit „517“ die elektrische Maschine bezeichnet.

[00116] Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hybridgetriebes 510, welches sich von dem in Fig. 5 dargestellten dadurch unterscheidet, dass die elektrische Maschine 517 konzentrisch zur Eingangswelle 511 angeordnet ist. Des Weiteren ist der die drei Glieder 521, 522 und 523 aufweisende erste Planetensatz 516 als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen (Zentralräder) ausgeführt, wobei das erste Glied 521 ein Planetenträger, das zweite Glied 522 das Zentralrad mit großem Durchmesser und das dritte Glied 523 das Zentralrad mit kleinem Durchmesser ist.

[00117] Die Fig. 6, 6a, 6b, 6c zeigen ein modulares Hybridgetriebe 610 mit zwölf Gängen G1G12, welches voll lastschaltbar ist. Das Hybridgetriebe 610 umfasst ein Gehäuse H, eine Eingangswelle 611, welche über ein Schwungrad 612 mit Drehschwingungsdämpfer mit einer Antriebsmaschine 613 (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) verbunden ist, eine erste Antriebswelle 614 sowie eine zweite Antriebswelle 615.

[00118] Die erste Antriebswelle 614 führt durch die Eingangswelle 611 und die zweite Antriebswelle 615, welche als Hohlwellen ausgeführt sind. Koaxial zur Eingangswelle 611 ist ein erster Planetensatz 616 angeordnet.

[00119] Das Hybridgetriebe 610 beinhaltet eine elektrische Maschine 617 bestehend aus einem Rotor 617a und einem Stator 617b. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 617 als Mehrphasen-Induktionsmaschine mit einem Kurzschlussläufer ausgeführt werden, wobei die Wicklungen des Stators 617b mit einem bidirektionalen Wechselrichter 618 sowie einer Batterie 619 durch eine feste elektrische Leitung verbunden sind. Die Batterie ist für die Niedrigspannung 12V - 48 V ausgelegt. Der Wechselrichter 618 kann auf eine Leistung von ungefähr 3% der Nennleistung der Antriebsmaschine 613 ausgelegt werden. Die elektrische Maschine 617 kann auch als Hysterese-Synchronmotor ausgeführt sein. Sowohl Induktionsmaschine als auch Hysteresemotor erlauben hohe interne Leistungsdissipation mit verringertem Einfluss auf den Wicklungsstrom im Bremsmodus. Die elektrische Maschine kann wahlweise mit Flüssigkeits-Zwangskühlung mittels Kühlkanälen 620 ausgeführt sein.

[00120] Der erste Planetensatz 616 besteht aus den drei Gliedern 621, 622 und 623, wobei das erste Glied 621 mit der Eingangswelle 611 verbunden ist. Das zweite Glied 622 ist mit der zweiten Antriebswelle 615 verbunden. Das dritte Glied 623 ist kinematisch mit dem Rotor 617a der elektrischen Maschine 617 verbunden, welche koaxial und in derselben Ebene wie der Planetensatz 616 oder parallel dazu angeordnet werden kann. Die Übersetzung zwischen dem zweiten Glied 622 und dem dritten Glied 623 ist negativ, wenn das erste Glied 621 stillsteht.

[00121] Der erste Planetensatz 616 kann als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen oder als einfacher Planetensatz mit Sonne und Hohlrad ausgeführt werden, wobei das erste Glied 621 ein Planetenträger, das zweite Glied 622 das Zentralrad mit großem Durchmesser und

das dritte Glied 623 das Zentralrad mit kleinem Durchmesser ist.

[00122] Auf der ersten Antriebswelle 614 befindet sich das treibende Zahnrad G3a für den dritten Gang G3, welches mit dem getriebenen Zahnrad G3b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 624 (Vorgelegewelle) befindet, das getriebene Zahnrad 625, welches mit dem treibenden Zahnrad 626 kämmt das sich auf der angetriebenen Welle 624 befindet, sowie das treibende Zahnrad 627, welches mit dem getriebenen Zahnrad 628 der mechanischen Ölpumpe 629 kämmt.

[00123] Auf der zweiten Antriebswelle 615 befindet sich das treibende Zahnrad G12a für den ersten Gang G1, zweiten Gang G2, und Rückgang R1/R2, welches ständig mit dem getriebenen Zahnrad G12b kämmt, welches sich auf der angetriebenen Welle 624 befindet. Außerdem befindet sich auf der zweiten Antriebswelle 615 das treibende Zahnrad G46a, für den vierten G4 und sechsten Gang G6, welches mit dem getriebenen Zahnrad G45b kämmt, das sich auf der angetriebenen Welle 624 befindet.

[00124] Auf der Rückgangwelle 630 befindet sich das Zwischenzahnrad GRa, welches im Rückgang R1/R2 zum einem mit dem treibenden Rad G12a kämmt, zum anderen mit dem getriebenen Rad GRb, das sich auf der angetriebenen Welle 624 befindet.

[00125] Das getriebene Zahnrad 625 ist mit der Übertragungswelle 631 verbunden.

[00126] Koaxial und der Antriebsmaschine 613 gegenüberliegend ist eine Bereichsgruppe 632 in Form eines Planetensatzes angeordnet, welcher aus den Gliedern 633, 634 und 635 besteht, wobei das erste Glied 633 mit der Abtriebswelle 636 verbunden ist. Das zweite Glied 634 ist mit der Übertragungswelle 631 verbunden. Das dritte Glied ist mit der Hohlwelle 637 verbunden. Dabei ist das erste Glied 633 ein Planetenträger, das zweite Glied 634 die Sonne und das dritte Glied 635 das Hohlrad.

[00127] Das Hybridgetriebe 610 umfasst außerdem eine Reibkupplung CO und eine Reibbremse BO, welche von einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung B betätigbar sind. Diese Betätigungsvorrichtung B ist dabei radial um die Eingangswelle 611 angeordnet und ist axial auf gleicher Höhe wie diese Eingangswelle 611.

[00128] Das als doppelseitige Kupplung ausgebildete erste Schaltelement C1 mit Schiebemuffe befindet sich auf der angetriebenen Welle 624 und verbindet in rechter Position das Losrad G12b mit der angetriebenen Welle 624 drehfest, in linker Stellung das Losrad G45b mit besagter angetriebenen Welle 624 drehfest.

[00129] Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete zweite Schaltelement C2 verbindet in rechter Position die erste Antriebswelle 614 mit der zweiten Antriebswelle 615 drehfest, in linker Position verbindet sie die erste Antriebswelle 614 mit dem Losrad G3a drehfest.

[00130] Das als Kupplung ausgebildete dritte Schaltelement C3 ist auf der linken Seite als Synchronisiereinheit ausgeführt und verbindet die erste Antriebswelle 614 mit der Übertragungswelle 631, in rechter Position bringt sie das verschiebbar angeordnete Zwischenrad GRa für den Rückgang mit den Zahnrädern G12a und GRb zum Eingriff.

[00131] Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete vierte Schaltelement C4 verbindet in rechter Position das dritte Glied 635 des Planetensatzes 632 drehfest mit dem Gehäuse H, in linker Position verbindet sie die das dritte Glied 35 des Planetensatzes 632 drehfest mit der Abtriebswelle 636.

[00132] Das als doppelseitige Synchronisiereinheit ausgebildete fünfte Schaltelement C5 verbindet in rechter Position die Übertragungswelle 631 mit dem getriebenen Zahnrad 625, in linker Position verbindet sie das getriebene Zahnrad 625 mit dem ersten Glied 633 des Planetensatzes 632.

[00133] Das in Fig. 6, 6a, 6b, 6c dargestellte Hybridgetriebe 610 ermöglicht zwölf Vorwärtsgänge G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8, G9, G10, G11, G12, zwei Rückwärtsgänge R1 und R2, sowie zwei elektrische Gänge E1 und E2, und ist voll lastschaltbar, wie in folgender Schalttabelle zu-

sammengefasst ist:

Modus Gänge 617 BO | CO |C1| C2 | C3 |C4|C5 613 613 Anlassen | Anlassen warm Antreiben Oo X R warm/ Ladebetrieb | 617 Ladebetrieb . im Stillstand Generatorbetrieb Oo X R Stillstand R2 mit geschlossener CO Bremsen O X R RR 613 R2 mit Bremsen olo R R RR

Anfahren | vorgewähltem R1 rückwärts 613/geboostetes rückwärts Leerlauf/Antreiben oO Ss R R R IR Anfahren in R1 ECVT1 mit geschlossener CO ECVT1 mit vorgewähltem Bremsen OO | OO R |{R R IR G1

613/geboostetes

vorwärts Leerlauf/Antreiben oO S RR |R R IR Anfahren in G1

Elektrisches Fahren in G6 mit

Bremsen Oo X IR R IR

613 Anfahren vorwärts

vorgewähltem Antreiben X OO IL IL R IR . G3 (E2) Eenirsches Elektrisches Fahren in R2 mit . 613 hl Antreiben X oO L R R |R Anlassen vorgewähltem G3 (E1) 613 anlassen im elektrischen Antreiben Oo | O L R R IR Fahrmodus E1 Umschalten vom elektrischen R2+G3 Antreiben oO Ss L R R IR Betrieb auf 613 R2 (ECVTR Bremsen bei mech. Punkt) niedriger Drehzahl O X R RR R4 Leerlauf Antreiben/ oO X R R RR 6197 Leerauf/Antreiben? eerlauf/Antreiben ee G1 Bremsen OO | X IR [{R R RR niedriger G2 (ECVT1 . Bremsen bei OO | OO R |{R R IR Bereich mech. Punkt) mit niedriger Drehzahl vorgewähltem G1 G2 (ECVT1 Bremsen bei mech. Punkt) niedriger Drehzahl O X PR RR

G2 (ECVT1 mech. Punkt) mit Bremsen bei vorgewähltem niedriger Drehzahl 9/09 RL RR G3 G3 mit vorgewähltem R2 | Leerlauf/Antreiben/ zum Abstellen Bremsen Oo X L R RR der 613 G3 mit vorgewähl- | Leerlauf/Antreiben/ tem G2 Bremsen O|XR L RR G3, Vorwahl von | Synchronisierung der G2-G6 Wellen O | X L RR G3 mit . vorgewähltem Leerlauf Anlreiben/ oO X ILL R IR G6 remsen Leerlauf/Antreiben/ G4 Bremsen OO | X IL {R R RR G5 (ECVT2 Bremsen bei niedriger mech. Punkt) Drehzahl O | X L RR G6 mit . vorgewähltem Leer Anireiben/ Oo | x L L RR niedrigen-Bereich Wechsel der 2 Bereichsgru G6 Synchronisierung der oO X L R ope Wellen

G6 mit . vorgewähltem Leerlauf/Antreiben/ Oo | x IR L RI

hohen-Bereich Bremsen G6-G7 Schalt mit

G8 Bremsen OO | O RR L Unterstützung Leerlauf/Antreiben/ G7 Bremsen OO | X IR [{R L G8 (ECVT3 mech. Punkt) mit Bremsen bei vorgewähltem niedriger Drehzahl o/09 RR L 6137 G8 ECT B bei eboostete ( „ DTEMSEN DEI O | X IR L Man e mech. Punkt) niedriger Drehzahl Bone G8 (ECVT3 ; mech. Punkt) mit Bremsen bei Bereich vorgewähltem niedriger Drehzahl OO RL L G9 G9 mit . M Leerlauf/Antreiben/ vorgemähltem Bremsen oO X IR IL L G9, Vorwahl von Synchronisierung ol x L L GE-G10 der Wellen G9 mit . vorgewähltem Leerlauf Anlreiben/ ol x L l L remsen G10 G10 Leerlauf/Antreiben/ olx Lk L

Bremsen

G11 (ECVT4 Bremsen bei

mech. Punkt) niedriger Drehzahl O X | L G12 Leerlauf/Antreiben/ ol x LI L L Bremsen

[00134] Fig. 6a zeigt den Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 613 und dem Abtriebswelle 636 für das Hybridgetriebe 610 aus Fig. 6 mit einem eingerückten sechsten Gang G6 mit vorgewähltem niedrigen Bereich mit folgender Schaltkonfiguration entsprechend der obigen Schalttabelle:

Modus Gänge 517 BO CO _|C1|C2|C3|C4|C5 613/ . geboostete vorgewähltem Leerlauf/Antreiben/ Gänge, dA B oO X IL L |R /R niedriger niedrigem remsen Bereich Bereich

[00135] Fig. 6b zeigt den direkten Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 613 und dem Abtriebswelle 636 für das Hybridgetriebe 610 aus Fig. 6 mit einem eingerückten sechsten Gang G6 bei Wechsel der Bereichsgruppen mit Synchronisierung der Wellen durch die elektrische Maschine 617 mit folgender Schaltkonfiguration entsprechend der obigen Schalttabelle:

Modus Gänge 517 BO CO_ |C1|C2|C3|/C4|C5 Wechsel der Synchronisierung Bereichsgruppe G6 der Wellen O X L R

[00136] Fig. 6c zeigt den Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 613 und dem Abtriebswelle 636 für das Hybridgetriebe 610 aus Fig. 6 mit einem eingerückten sechsten Gang G6 mit vorgewähltem hohem Bereich mit folgender Schaltkonfiguration entsprechend der obigen Schalttabelle:

Modus Gänge 517 BO CO _|C1|C2|C3|C4|C5 613/ geboostete G6 mit . Gänge, vorgewähltem Leer Anireiben/ oO X IR L IR IL hoher hohen-Bereich Bereich

[00137] In der Schalttabelle bedeutet „X“ jeweils eine aktivierte (geschlossene) Stellung und „O“ jeweils eine deaktivierte (offene) Stellung und „S“ eine schlupfende Stellung der Reibbremse BO und der Reibkupplung CO. Mit „L“ sind - unter Bezug auf Fig. 6, 6a, 6b, 6c - die linken Positionen und mit „R“ die rechten Positionen der entsprechenden Schalthülsen der Kupplungen C1, C2, C3, C4 bezeichnet. Mit „613“ Ist die Antriebsmaschine und mit „617“ die elektrische Maschine bezeichnet.

[00138] Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hybridgetriebes 610, welches sich von dem in Fig. 6 dargestellten dadurch unterscheidet, dass die elektrische Maschine 617 konzentrisch zur Eingangswelle 611 angeordnet ist. Des Weiteren ist der die drei Glieder 621, 622 und 623 aufweisende erste Planetensatz 616 als reduzierter Ravigneaux-Planetensatz mit zwei Sonnen ausgeführt, wobei das erste Glied 621 ein Planetenträger, das zweite Glied 622 das Zentralrad mit großem Durchmesser und das dritte Glied 623 das Zentralrad mit kleinem Durchmesser ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Modulares Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) mit Direktgang, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (H), einer mit einer Antriebsmaschine (113, 213, 313, 413, 513, 613) verbundenen Eingangswelle (111, 211, 311, 411, 511, 611), einer ersten Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614), einer zweiten Antriebswelle (115, 215, 315, 415, 515, 615), wobei jede der beiden konzentrischen Antriebswellen (114, 214, 314, 414, 514, 614; 115, 215, 315, 415, 515, 615) mehrere Antriebszahnräder (G12a, G3a, G46a) aufweist, mit mindestens einer angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) mit einer Mehrzahl von angetriebenen Zahnrädern (G12b, G3b, G46b, GRb), die mit den Antriebszahnrädern (G12a, G3a, G46a) an den Antriebswellen (114, 214, 314, 414, 514, 614; 115, 215, 315, 415, 515, 615) kämmen, mit einer Mehrzahl von steuerbaren Schaltelementen (C1, C2, C3, C4, C5), die selektiv jeweils zumindest ein Antriebszahnrad (G12a, G3a, G46a) oder angetriebenes Zahnrad (G12b, G3b, G46b, GRb) mit einer korrespondierenden Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614; 115, 215, 315, 415, 515, 615) oder angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) verbinden, so dass sie den Kraftfluss von der ersten (114, 214, 314, 414, 514, 614) oder zweiten Antriebswelle (115, 215, 315, 415, 515, 615) zur angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) mit unterschiedlichen Ubersetzungsverhältnissen herstellen, mit einem steuerbaren Uberbrückungsschaltelement, das eine relative Drehung zwischen den beiden Antriebswellen (114, 214, 314, 414, 514, 614; 115, 215, 315, 415, 515, 615) blockiert, mit einer elektrischen Maschine (117, 217, 317, 417, 517, 617) mit einem Rotor (117a, 217a, 317a, 417a, 517a, 617a), mit einem ersten Planetenradsatz (116, 216, 316, 416, 516, 616) mit drei Gliedern (121, 122, 123; 221, 222, 223; 321, 322, 323; 421, 422, 423; 521, 522, 523; 621, 622, 623), wobei ein erstes Glied (121, 221, 321, 421, 521, 621) mit der Eingangswelle (111, 211, 311, 411, 511, 611), ein zweites Glied (122, 222, 322, 422, 522, 622) mit der zweiten Antriebswelle (115, 215, 315, 415, 515, 615), und ein drittes Glied (123, 223, 323, 423, 523, 623) mit dem Rotor (117a, 217a, 317a, 417a, 517a, 617a) der elektrischen Maschine (117, 217, 317, 417, 517, 617) derart verbunden ist, dass ein Drehzahlverhältnis zwischen dem zweiten Glied (122, 222, 322, 422, 522, 622) und dem dritten Glied (123, 223, 323, 423, 523, 623) negativ für ein gestopptes erstes Glied (121, 221, 321, 421, 521, 621) ist, und wobei die angetriebene Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) ein Abtriebsritzel (126, 226, 326, 426, 526, 626) aufweist, das mit einem Abtriebszahnrad (125, 225, 325, 425, 525, 625) eines - vorzugsweise durch eine Abtriebswelle (131, 231, 331, 431, 531, 631) gebildeten - Abtriebselements im Eingriff steht, wobei die Eingangswelle (111, 211, 311, 411, 511, 611) mittels einer steuerbare Reibkupplung (CO) mit der ersten Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614) verbindbar und mittels einer steuerbaren Reibbremse (BO) die Drehung der Eingangswelle (111, 211, 311, 411, 511, 611) gegenüber dem Gehäuse (H) blockierbar ist, wobei die Reibkupplung (CO) und Reibbremse (BO) durch gemeinsame Betätigungsmittel (B) steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeübersetzungsverhältnisse so gewählt sind, dass eine Folge von Vorwärtsgängen (G1, G2, G3, G4, G5, G6) mit abfallenden Übersetzungen durch folgende Zustände der Getriebesteuerelemente gebildet ist, wobei ein erster Gang (G1) durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades (G12b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (124, 524, 624) und Schließen der Reibkupplung (CO), ein zweiter Gang (G2) durch Verbinden des ersten angetriebenen Zahnrades (G12b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (124, 524, 624) und elektrisches Verriegeln des Rotors (117a, 517a, 617a) der elektrischen Maschine (117, 517, 617), ein dritter Gang (G3) durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades (G3a) über das zweite Schaltelement (C2) mit der ersten Antriebswelle (114, 514, 614) und Schließen der Reibkupplung (CO), ein vierter Gang (G4) durch Verbinden des zweiten angetriebenen Zahnrades (G46b) über das erste Schaltelement (C1) mit der angetriebenen Welle (124, 524, 624) und Schließen der Reibkupplung (CO) gebildet ist, wobei entweder ein fünfter Gang (G5) durch Verbinden des Abtriebszahnrades (125, 525,

625) über das dritte Schaltelement (C3) mit der ersten Antriebswelle (114, 524, 624) und Schließen der Reibkupplung (CO) und ein sechster Gang (G6) durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades (G3a) über das zweite Schaltelement (C2) mit der ersten Antriebswelle (114, 514, 614) und elektrisches Verriegeln des Rotors (117a, 517a, 617a) der elektrischen Maschine (117, 517, 617), oder alternativ ein fünfter Gang (G5) durch Verbinden des dritten angetriebenen Zahnrades (G3a) über das zweite Schaltelement (C2) mit der ersten Antriebswelle (214, 524, 624) und elektrisches Blockieren des Rotors (217a, 517a, 617a) der elektrischen Maschine (217, 517, 617) und ein sechster Gang (G6) durch Verbinden des Abtriebszahnrades (225, 525, 625) über das dritte Schaltelement (C3) mit der ersten Antriebswelle (214, 514, 614) und Schließen der Reibkupplung (CO) gebildet ist

und dass

das Hybridgetriebe (510, 610) weiters einen Bereichsgruppenwechsler (532; 632) mit einem zweiten Planetenradsatz mit drei Gliedern (533, 534, 535; 633, 634, 635) aufweist, wobei ein erstes Glied (533; 633) als Planetenträger, ein zweites Glied (534; 634) als Sonnenrad und ein drittes Glied (535; 635) als Hohlrad ausgebildetes ist, und weiters ein viertes Schaltelement (C4) aufweist, und das Hohlrad durch das vierte Schaltelement (C4) selektiv mit dem Gehäuse (H) oder mit dem Planetenträger des zweiten Planetensatzes in Eingriff bringbar ist, wobei das Abtriebszahnrad (525) entweder mit dem Sonnenrad verbunden ist oder alternativ durch ein fünfte Schaltelement (C5) das Abtriebszahnrad (625) selektiv mit dem Sonnenrad oder mit dem Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes in Eingriff bringbar ist.

2. Modulares Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) mindestens vier angetriebene Zahnräder (G12b, G3b, G46b, GRb) und ein erstes Schaltelement (C1) aufweist, welches selektiv erste (G12b) und zweite angetriebene Zahnräder (G46b) mit der angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) in Eingriff bringt.

3. Modulares Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Antriebswelle (115, 215, 315, 415, 515, 615) ein erstes (G12a) und ein zweites Antriebszahnrad (G46a) aufweist, die mit den ersten (G12b) und zweiten angetriebenen Zahnrädern (G46b) auf der angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) kämmen.

4. Modulares Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614) ein drittes Antriebszahnrad (G3a) aufweist, das mit einem dritten angetriebenen Zahnrad (G3b) der angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) kämmt, sowie ein das UÜberbrückungsschaltelement bildendes zweites Schaltelement (C2), durch welches wahlweise die erste Antriebswelle (114, 214, 314, 414, 514, 614) mit der zweiten Antriebswelle (115, 215, 315, 415, 515, 615) direkt verbindbar oder mit dem zweiten Antriebszahnrad (G46a) in Eingriff bringbar ist, und ein drittes Schaltelement (C3), durch welches die erste Antriebswelle (114) mit dem Abtriebselement in Eingriff bringbar ist.

5. Modulares Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) ein Rückgang-Zahnrad (GRa) aufweist, das mit einem der Antriebszahnräder (G12a) der zweiten Antriebswelle (115, 215, 315, 415, 515, 615) kämmt, und ein viertes angetriebenes Zahnrad (GRb) der angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) und weiters ein Rückgangschaltelement (R1/R4) aufweist, durch welches ein Leistungsfluss von der zweiten Antriebswelle über das Rückgang-Zahnrad (GRa) zur angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) herstellbar ist.

6. Modulares Hybridgetriebe (110, 210, 310, 410, 510, 610) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Komponente der gemeinsamen Betätigungsmittel (B) - in axialer Richtung betrachtet - zumindest teilweise überlappend mit den angetriebenen Zahnrädern (G12b, G3b, G46b, GRb) der angetriebenen Welle (124, 224, 324, 424, 524, 624) angeordnet ist.

7. Modulares Hybridgetriebe (110, 210, 510, 610) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (C3) und das Rückgangschaltelement (R1/R2) durch einen gemeinsamen Drei-Positionen schaltenden Schalt-Aktuator betätigbar sind.

8. Modulares Hybridgetriebe (510, 610) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (C3), das Rückgangschaltelement (R1/R2), sowie zumindest ein Element des Bereichsgruppenwechlser (532, 632) - vorzugsweise das vierte Schaltelement (C4) und/oder fünfte Schaltelement (C5) - durch einen gemeinsamen DreiPositionen schaltenden Schalt-Aktuator betätigbar sind.

Hierzu 13 Blatt Zeichnungen