DE102013225212B4 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug mit einer Getriebe-Eingangswelle (GW1) und einer Getriebe-Ausgangswelle (GW2), einem Hauptradsatz (HRS), einem Zusatzradsatz (ZRS), und einer elektrischen Maschine (EM) mit einem Rotor (R) und einem Stator (S), wobei das Getriebe (G) zumindest einen Leistungspfad (L1, L2, L3) zwischen der Getriebe-Eingangswelle (GW1) und dem Hauptradsatz (HRS) aufweist, wobei der Hauptradsatz (HRS) einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz (P1, P2) mit insgesamt vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichnete Wellen (W1, W2, W3, W4) aufweist, wobei der zumindest eine Leistungspfad (L1, L2, L3) über zumindest ein Schaltelement (A, B, C, D, E) mit zumindest einer der vier Wellen (W1, W2, W3, W4) des Hauptradsatzes (HRS) verbindbar ist, wobei die dritte Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) mit der Getriebe-Ausgangswelle (GW2) verbunden ist, wobei der Zusatzradsatz (ZRS) einen Planetenradsatz (P4) mit einer ersten, zweiten und dritten Welle (W1P4, W2P4, W3P4) aufweist, und wobei die erste Welle (W1P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Rotor (R) ständig verbunden ist,
wobei die zweite Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit der ersten Welle (W1) des Hauptradsatzes (HRS) ständig verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die dritte Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit der dritten oder mit der vierten Welle (W3, W4) des Hauptradsatzes (HRS) ständig verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einer Getriebe-Eingangswelle und einer Getriebe-Ausgangswelle, einem Hauptradsatz, einem Zusatzradsatz, und einer elektrischen Maschine mit einem Rotor und einem Stator, wobei das Getriebe zumindest einen Leistungspfad zwischen der Getriebe-Eingangswelle und dem Hauptradsatz aufweist, wobei der Hauptradsatz einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz mit insgesamt vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichnete Wellen aufweist, wobei der zumindest eine Leistungspfad über zumindest ein Schaltelement mit zumindest einer der vier Wellen des Hauptradsatzes verbindbar ist, wobei die dritte Welle des Hauptradsatzes mit der Getriebe-Ausgangswelle verbunden ist, und wobei der Zusatzradsatz einen Planetenradsatz mit einer ersten, zweiten und dritten Welle aufweist, wobei die erste Welle des Zusatzradsatzes mit dem Rotor verbunden ist. Die Erfindung betrifft außerdem einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe.
  • Ein Getriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, bei dem eine vordefinierte Anzahl an Gängen, also festen Übersetzungsverhältnissen zwischen einer Getriebe-Eingangswelle und einer Getriebe-Ausgangswelle, durch Schaltelemente automatisch schaltbar ist. Bei den Schaltelementen handelt es sich hier beispielsweise um Kupplungen oder Bremsen. Derartige Getriebe finden vor allem in Kraftfahrzeugen Anwendung, um das Drehzahl- und Drehmomentabgabevermögen der Antriebseinheit den Fahrwiderständen des Fahrzeugs in geeigneter Weise anzupassen.
  • Aus der Patentanmeldung DE 10 2012 201 377 A1 der Anmelderin ist ein Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle und zwei Leistungspfaden zwischen der Getriebeeingangswelle und einem Hauptradsatz mit zwei Einzelplanetenradsätzen mit vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichneten Wellen bekannt, wobei die dritte der vier Wellen mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist. Eine elektrische Maschine ist über ein Planetengetriebe an der ersten Welle des Hauptradsatzes angebunden.
  • Die Patentanmeldung beschreibt mehrere elektrisch variable Fahrzeuggetriebe mit drei Planetenradsätzen und zwei elektrischen Maschinen. Die Getriebe zeichnen sich durch einen stufenlosen Betrieb und vier feste Gänge aus.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, das Lastschaltverhalten des im Stand der Technik bekannten Getriebes zu verbessern.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, den Einsatzbereich des Getriebes zu verbessern, sodass die elektrische Maschine in jedem Gang dazu in der Lage ist mechanische Leistung von der Getriebe-Ausgangswelle aufzunehmen oder auf diese abzugeben.
  • Die Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren ergeben.
  • Das Getriebe umfasst wenigstens eine Getriebe-Eingangswelle und eine Getriebe-Ausgangswelle, einen Hauptradsatz, einen Zusatzradsatz, und eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator.
  • Der Hauptradsatz weist einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz mit insgesamt vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichnete Wellen auf. Der Hauptradsatz ist somit als ein Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebe ausgebildet. Der Zusatzradsatz weist einen Planetenradsatz mit insgesamt drei als erste, zweite, und dritte Welle bezeichnete Wellen auf. Die erste Welle des Zusatzradsatzes ist mit dem Rotor ständig verbunden.
  • Unter einem Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebe ist ein Planetengetriebe zu verstehen, das aus zwei über genau zwei Koppelwellen kinematisch miteinander gekoppelten Einzel-Planetenradsätzen gebildet ist und bei dem vier seiner Elemente („Wellen“) für andere Getriebeelemente frei zugänglich sind. Eine Koppelwelle ist dabei als ständige mechanische Verbindung zwischen einem Element - also Sonnenrad oder Steg oder Hohlrad - des ersten Einzel-Planetenradsatzes mit einem Element - also Sonnenrad oder Steg oder Hohlrad - des zweiten Einzel-Planetenradsatzes definiert. Die Anzahl der Einzel-Planetenradsätze und die Anzahl der freien Wellen sind nicht über das optische Erscheinungsbild des Getriebes definiert, sondern über dessen Kinematik. In jedem Gang eines Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebes müssen zwei der mit Elementen des Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebes verbunden Schaltelemente des Getriebes geschlossen sein. Zur graphischen Darstellung der Kinematik des Getriebes wird üblicherweise ein Drehzahlplan des Getriebes verwendet, beispielsweise den aus der Getriebelehre bekannten Kutzbachplan. Bekannte Ausführungsbeispiele für ein solches Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebe sind der so genannte Ravigneaux-Radsatz und der so genannte Simpson-Radsatz.
  • Ein reduziertes Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebe ist eine Bauform eines Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebes, bei dem ein Element - also ein Sonnenrad, ein Steg oder ein Hohlrad - des Getriebes eingespart ist, da ein anderes Element des Getriebes dessen Aufgabe übernimmt, ohne die Kinematik dadurch zu verändern. Dasjenige Element, welches die Funktion des eingesparten Elementes übernimmt, ist damit gleichzeitig eine der Koppelwellen des Getriebes. Ein bekanntes Ausführungsbeispiel hierfür ist der Ravigneaux-Radsatz, der entweder zwei Sonnenräder und nur ein Hohlrad aufweist oder aber zwei Hohlräder und nur ein Sonnenrad.
  • Über zumindest einen Leistungspfad ist die Getriebe-Eingangswelle über zumindest ein Schaltelement mit zumindest einer der vier Wellen des Hauptradsatzes verbindbar. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zumindest eine Leistungspfad über zwei Schaltelemente mit zwei der vier Wellen des Hauptradsatzes verbindbar. Durch Schließen eines der Schaltelemente wird somit eine drehfeste Verbindung zwischen dem zumindest einen Leistungspfad und einer der vier Wellen des Hauptradsatzes hergestellt, wodurch Drehmoment von der Getriebe-Eingangswelle auf den Hauptradsatz führbar ist. Unter zumindest einem Leistungspfad ist zu verstehen, dass das Getriebe einen oder mehrere Leistungspfade zwischen der Getriebe-Eingangswelle und dem Hauptradsatz aufweist. Die dritte Welle des Hauptradsatzes ist dabei mit der Getriebe-Ausgangswelle verbunden.
  • Erfindungsgemäß ist die zweite Welle des Zusatzradsatzes mit der ersten Welle des Hauptradsatzes ständig verbunden. Die dritte Welle des Zusatzradsatzes ist ständig mit der dritten oder vierten Welle des Hauptradsatzes verbunden.
  • Bei Anwendung in einem Kraftfahrzeug ist die Getriebe-Eingangswelle mit einer Welle eines Antriebsaggregates verbunden oder über eine Kupplung verbindbar, sodass mechanische Leistung des Antriebsaggregats der Getriebe-Eingangswelle zuführbar ist. Das Antriebsaggregat kann sowohl als Verbrennungskraftmaschine als auch als elektrische Maschine ausgebildet sein. Die Getriebe-Ausgangswelle dient als Schnittstelle zur Übertragung mechanischer Leistung zu den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs.
  • Unter einer Welle ist nachfolgend nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehfest miteinander verbinden.
  • Ein Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, einen Steg und ein Hohlrad. An dem Steg drehbar gelagert sind Planetenräder, welche mit der Verzahnung des Sonnenrades und/oder mit der Verzahnung des Hohlrads kämmen. Nachfolgend beschreibt ein Minus-Radsatz einen Planetenradsatz mit einem Steg, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind, mit einem Sonnenrad und mit einem Hohlrad, wobei die Verzahnung zumindest eines der Planetenräder sowohl mit der Verzahnung des Sonnenrades, als auch mit der Verzahnung des Hohlrades kämmt, wodurch das Hohlrad und das Sonnenrad in entgegengesetzte Drehrichtungen rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Steg rotiert.
  • Sowohl Sonnenrad als auch Hohlrad eines Planetenradsatzes können auch in mehrere Segmente aufgeteilt sein. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Planetenräder mit zwei Sonnenräder kämmen, welche nicht miteinander verbunden sind. Die Drehzahlverhältnisse sind selbstverständlich an beiden Segmenten des Sonnenrads identisch, so als ob sie miteinander verbunden wären.
  • Ein Plus-Radsatz unterscheidet sich zu dem gerade beschriebenen Minus-Planetenradsatz dahingehend, dass der Plus-Radsatz innere und äußere Planetenräder aufweist, welche drehbar an dem Steg gelagert sind. Die Verzahnung der inneren Planetenräder kämmt dabei einerseits mit der Verzahnung des Sonnenrads und andererseits mit der Verzahnung der äußeren Planetenräder. Die Verzahnung der äußeren Planetenräder kämmt darüber hinaus mit der Verzahnung des Hohlrades. Dies hat zur Folge, dass bei feststehendem Steg das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Drehrichtung rotieren.
  • Die Standgetriebeübersetzung definiert das Drehzahlverhältnis zwischen Sonnenrad und Hohlrad eines Planetenradsatzes bei drehfestem Steg. Da sich bei einem Minus-Radsatz die Drehrichtung zwischen Sonnenrad und Hohlrad bei drehfestem Steg umkehrt, nimmt die Standgetriebeübersetzung bei einem Minus-Radsatz stets einen negativen Wert an.
  • Im Drehzahlplan sind in vertikaler Richtung die Drehzahlverhältnisse der einzelnen Wellen aufgetragen. Die horizontalen Abstände zwischen den Wellen ergeben sich aus den Übersetzungsverhältnissen zwischen den Wellen, sodass sich zu einem bestimmten Betriebspunkt gehörende Drehzahlverhältnisse und Drehmomentverhältnisse der Wellen durch eine Gerade verbinden lassen. Die Übersetzungsverhältnisse zwischen den Wellen ergeben sich aus den Standgetriebeübersetzungen der beteiligten Planetenradsätze. Der Drehzahlplan ist beispielsweise in Form eines Kutzbachplans darstellbar.
  • Vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichnete Wellen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlen dieser Wellen in der genannten Reihenfolge linear ansteigen, abnehmen oder gleich sind. In anderen Worten ist die Drehzahl der ersten Welle kleiner gleich der Drehzahl der zweiten Welle. Die Drehzahl der zweiten Welle ist wiederum kleiner gleich der Drehzahl der dritten Welle. Die Drehzahl der dritten Welle ist kleiner gleich der Drehzahl der vierten Welle. Diese Reihenfolge ist auch reversibel, sodass die vierte Welle die größte Drehzahl aufweist, während die erste Welle eine Drehzahl annimmt die kleiner oder gleich groß wie die Drehzahl der vierten Welle ist. Zwischen den Drehzahlen aller vier Wellen besteht dabei stets ein linearer Zusammenhang.
  • Die Drehzahl einer oder mehrerer Wellen kann dabei auch negative Werte, oder auch den Wert Null annehmen. Die Drehzahlordnung ist daher stets auf den vorzeichenbehafteten Wert der Drehzahlen zu beziehen, und nicht auf deren Betrag.
  • Die Drehzahlen der vier Wellen sind dann gleich, wenn von den Elementen Hohlrad, Steg und Sonne eines der Planetenradsätze zwei dieser Elemente miteinander verbunden sind.
  • Eine elektrische Maschine besteht zumindest aus einem drehfesten Stator und einem drehbar gelagerten Rotor und ist in einem motorischen Betrieb dazu eingerichtet, elektrische Energie in mechanische Energie in Form von Drehzahl und Drehmoment zu wandeln, sowie in einem generatorischen Betrieb mechanische Energie in elektrische Energie in Form von Strom und Spannung zu wandeln.
  • Durch Schaltelemente wird, je nach Betätigungszustand, eine Relativbewegung zwischen zwei Bauteilen zugelassen oder eine Verbindung zur Übertragung eines Drehmoments zwischen den zwei Bauteilen hergestellt. Unter einer Relativbewegung ist beispielsweise eine Rotation zweier Bauteile zu verstehen, wobei die Drehzahl des ersten Bauteils und die Drehzahl des zweiten Bauteils voneinander abweichen. Darüber hinaus ist auch die Rotation nur eines der beiden Bauteile denkbar, während das andere Bauteil stillsteht oder in entgegengesetzter Richtung rotiert. Die Schaltelemente sind in der gegenständlichen Erfindung bevorzugt als Klauen-Schaltelemente ausgeführt, welche die Verbindung durch Formschluss herstellen.
  • Zwei Elemente werden insbesondere dann als miteinander verbunden bezeichnet, wenn zwischen den Elementen eine feste, insbesondere drehfeste Verbindung besteht. Derart verbundene Elemente drehen mit der gleichen Drehzahl. Die verschiedenen Bauteile und Elemente der genannten Erfindung können dabei über eine Welle beziehungsweise über ein geschlossenes Schaltelement oder ein Verbindungselement, aber auch direkt, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Press- oder einer sonstigen Verbindung, miteinander verbunden sein.
  • Zwei Elemente werden im Weiteren als verbindbar bezeichnet, wenn zwischen diesen Elementen eine lösbare drehfeste Verbindung besteht. Wenn die Verbindung besteht, so drehen solche Elemente mit der gleichen Drehzahl.
  • Ein Schaltvorgang wird durch Schließen eines zuvor nicht im Leistungsfluss des Getriebes liegenden Schaltelements des Getriebes und Öffnen eines zuvor im Leistungsfluss des Getriebes liegenden Schaltelements des Getriebes bewirkt. Der Schaltvorgang kann auch unter Last, das heißt ohne vollständige Zurücknahme des Drehmoments an der Getriebe-Eingangswelle und der Getriebe-Ausgangswelle vorgenommen werden. Ein derartiger Schaltvorgang wird im Folgenden als Lastschaltung bezeichnet. Eine Voraussetzung für die Lastschaltung bei der Verwendung von Klauen-Schaltelementen ist, dass das zu lösende Schaltelement vor dem Lösen in einen zumindest nahezu lastlosen Zustand geführt wird. Die Führung in den nahezu lastlosen Zustand wird dadurch erreicht, dass das Schaltelement, weitgehend drehmomentfrei gestellt wird, sodass über das Schaltelement kein oder nur ein geringes Drehmoment übertragen wird. Dazu wird durch die elektrische Maschine ein Drehmoment auf jene Welle aufgebracht, mit der das zu lösende Schaltelement eine Verbindung herstellt.
  • Durch die erfindungsgemäße Anbindung des Rotors an den Hauptradsatz wird erreicht, dass die Übersetzung vom Rotor zu den Wellen des Hauptradsatzes vergrößert wird. In anderen Worten liegt die erste Welle des Hauptradsatzes durch die erfindungsgemäße Anbindung im Drehzahlplan stets zwischen der ersten Welle des Zusatzradsatzes und der zweiten Welle des Hauptradsatzes. Durch diese vergrößerte Übersetzung wird das beim Schaltvorgang vom Rotor aufzubringende Drehmoment reduziert, wodurch die elektrische Maschine kleiner und leichter aufgebaut werden kann. Derart kann die verkleinerte elektrische Maschine bei einer Lastschaltung selbst bei einem hohen Drehmoment an der Getriebe-Eingangswelle das erforderliche Drehmoment aufbringen, ohne dass es zu einer unerwünscht hohen Drehmomentreduktion an der Getriebe-Ausgangswelle kommt. Die vergrößerte Übersetzung ist zudem auch dann von Nutzen, wenn das Drehmoment der elektrische Maschine auf die Getriebe-Ausgangswelle übertragen werden soll, beispielsweise bei Verwendung des Getriebes in einem Kraftfahrzeug, wodurch ein elektrischer Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht wird. Durch die derart vergrößerte Übersetzung ist ein Anfahren des Kraftfahrzeugs in einer Steigung selbst bei verkleinerter elektrischer Maschine möglich. Die vergrößerte Übersetzung ist zusätzlich von Nutzen, wenn ausgehend von der elektrischen Maschine ein Drehmoment auf die Getriebe-Eingangswelle übertragen wird, beispielsweise bei Anwendung zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine, die mit der Getriebe-Eingangswelle verbunden ist. Auch hier führt die vergrößerte Übersetzung dazu, dass die elektrische Maschine kleiner und damit leichter aufgebaut werden kann.
  • Durch die erfindungsgemäße Zuordnung der Wellen des Hauptradsatzes zur zweiten und dritten Welle des Zusatzradsatzes wird außerdem erreicht, dass der Rotor selbst bei drehfester Festsetzung der ersten Welle des Hauptradsatzes dazu in der Lage ist, eine Drehzahl anzunehmen. Dies ist Vorrausetzung zur Aufnahme und Abgabe von mechanischer Leistung durch die elektrische Maschine. Dadurch wird ermöglicht, dass die elektrische Maschine auch in jenen Gängen dazu imstande ist mechanische Leistung aufzunehmen oder abzugeben, in der die erste Welle des Hauptradsatzes drehfest festgesetzt ist oder keine nennenswerte Drehzahl aufweist. Dies ist insbesondere bei Anwendung des Getriebes in einem Kraftfahrzeug vorteilhaft, da kinetische Energie des Kraftfahrzeugs durch den generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine in jedem Gang des Getriebes rekuperiert werden kann. Ist eine Verbrennungskraftmaschine mit der Getriebe-Eingangswelle verbunden, so kann zudem der Lastpunkt der Verbrennungskraftmaschine durch generatorischen oder motorischen Betrieb der elektrischen Maschine in jedem Gang verschoben werden. Das Getriebe ermöglicht damit eine Effizienzsteigerung des Kraftfahrzeugs.
  • Vorzugsweise ist ein Sonnenrad des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ein Bestandteil der ersten Welle des Zusatzradsatzes. Im Falle, dass der Planetenradsatz des Zusatzradsatzes als Minus-Radsatz ausgebildet ist, ist ein Steg des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ein Bestandteil der zweiten Welle des Zusatzradsatzes, und ein Hohlrad des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ein Bestandteil der dritten Welle des Zusatzradsatzes. Ist der Planetenradsatz des Zusatzradsatzes als Plus-Radsatz ausgebildet, so ist die Zuordnung von Hohlrad und Steg vertauscht, sodass das Hohlrad des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ein Bestandteil der zweiten Welle des Zusatzradsatzes ist und der Steg des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ein Bestandteil der dritten Welle des Zusatzradsatzes ist.
  • Die Zuordnung des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes zum Hauptradsatz kann aber auch gespiegelt erfolgen, indem das Sonnenrad des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ein Bestandteil der dritten Welle des Zusatzradsatzes ist. Ist dabei der Planetenradsatz des Zusatzradsatzes als Minus-Radsatz ausgebildet, so ist der Steg des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes Bestandteil der zweiten Welle des Zusatzradsatzes, und das Hohlrad des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ist Bestandteil der ersten Welle des Zusatzradsatzes. Ist der Planetenradsatz des Zusatzradsatzes als Plus-Radsatz ausgebildet, so ist die Zuordnung von Hohlrad und Steg vertauscht, sodass das Hohlrad des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ein Bestandteil der zweiten Welle des Zusatzradsatzes ist und der Steg des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ein Bestandteil der ersten Welle des Zusatzradsatzes ist.
  • Durch die Vielzahl an gebotenen Möglichkeiten der Anbindung zwischen Rotor, Zusatzradsatz und Hauptradsatz ist die Erfindung besonders einfach an verschiedene Getriebevarianten und zur Verfügung stehenden Bauraum-Verhältnissen anpassbar.
  • Die Reihenfolge der vier Wellen des Hauptradsatzes im Drehzahlplan ist abhängig von der Art und Weise, welche Wellen welchen Elementen des ersten und zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes zugeordnet sind, und welche der vier Wellen miteinander verbunden sind. Im Stand der Technik sind Beispiele dazu bekannt, jedoch haben sich bestimmte Varianten als besonders vorteilhaft für die Umsetzung in einem Getriebe hervorgetan. Diese sind insbesondere wegen einer geometrisch günstigen Anordnung, wegen einer verringerten Bauteilbelastung sowie wegen einer verbesserten Zugänglichkeit zu Schaltelementen vorteilhaft.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Variante ist die erste Welle des Hauptradsatzes mit einem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die zweite Welle des Hauptradsatzes ist mit einem Steg des ersten Planetenradsatzes und einem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden.
  • Die dritte Welle des Hauptradsatzes ist mit einem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und mit einem Steg des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die vierte Welle des Hauptradsatzes ist mit einem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Erster und zweiter Planetenradsatz sind dabei als Minus-Radsätze ausgebildet.
  • Gemäß einer zweiten bevorzugten Variante ist die erste Welle des Hauptradsatzes mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die zweite Welle des Hauptradsatzes ist mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die dritte Welle des Hauptradsatzes ist mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes und mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die vierte Welle des Hauptradsatzes ist mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Erster und zweiter Planetenradsatz sind dabei als Minus-Radsätze ausgebildet.
  • Gemäß einer dritten bevorzugten Variante ist die erste Welle des Hauptradsatzes mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die zweite Welle des Hauptradsatzes ist mit dem Steg des ersten und des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die dritte Welle des Hauptradsatzes ist mit dem Hohlrad des ersten und zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die vierte Welle des Hauptradsatzes ist mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Der erste Planetenradsatz ist dabei als Minus-Radsatz ausgebildet, während der zweite Planetenradsatz als Plus-Radsatz ausgebildet ist.
  • Gemäß einer vierten bevorzugten Variante ist die erste Welle des Hauptradsatzes mit den Sonnenrädern des ersten und zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die zweite Welle des Hauptradsatzes ist mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die dritte Welle des Hauptradsatzes ist mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes und mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die vierte Welle des Hauptradsatzes ist mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Erster und zweiter Planetenradsatz sind dabei als Minus-Radsätze ausgebildet.
  • Gemäß einer fünften bevorzugten Variante ist die erste Welle des Hauptradsatzes mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die zweite Welle des Hauptradsatzes ist mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die dritte Welle des Hauptradsatzes ist mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die vierte Welle des Hauptradsatzes ist mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes und mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Erster und zweiter Planetenradsatz sind dabei als Minus-Radsätze ausgebildet.
  • Das Getriebe kann vorzugsweise Bestandteil eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Der Hybridantriebsstrang weist neben dem Getriebe auch eine Verbrennungskraftmaschine auf. Die Verbrennungskraftmaschine ist entweder direkt oder über eine Kupplung mit der Getriebe-Eingangswelle des Getriebes verbunden, bzw. verbindbar. Das Kraftfahrzeug kann dabei sowohl durch die Verbrennungskraftmaschine als auch durch die elektrische Maschine des Getriebes angetrieben werden. Optional weist das Getriebe dazu eine Zusatz-Elektromaschine auf, die dazu eingerichtet ist über ihren Rotor ein Drehmoment auf die Getriebe-Eingangswelle abzugeben und derart die Verbrennungskraftmaschine zu starten. Dies hat den Vorteil, dass die Verbrennungskraftmaschine mittels der Zusatz-Elektromaschine gestartet werden kann, ohne Einfluss auf einen zeitgleichen elektrischen Fahrbetrieb zu nehmen, in dem das Kraftfahrzeug allein durch die elektrische Maschine des Getriebes angetrieben wird.
  • Die elektrische Maschine ist dabei mit einem Umformer verbunden, über den die elektrische Maschine mit einem Energiespeicher verbunden ist. Dazu ist jede Form von Energiespeicher geeignet, insbesondere elektrochemische, elektrostatische, hydraulische und mechanische Energiespeicher.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann das Getriebe auch Bestandteil eines Antriebsstrangs eines Elektrofahrzeugs sein. Ein Elektrofahrzeug wird dabei allein durch eine oder mehrere Elektromaschinen angetrieben, und weist dementsprechend keine Verbrennungskraftmaschine auf. An der Getriebe-Eingangswelle ist in diesem Fall eine Traktions-Elektromaschine angebunden. Durch die verschiedenen Übersetzungsstufen des Getriebes kann die Traktions-Elektromaschine dabei stets in einem Betriebsbereich mit hohem Wirkungsgrad betrieben werden, wodurch die Energieeffizienz des gesamten Elektrofahrzeugs verbessert wird.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.
    • 1 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer nichterfindungsgemäßen ersten Ausführungsform.
    • 2 zeigt einen Drehzahlplan des Getriebes entsprechend der ersten und zweiten Ausführungsform.
    • 3 zeigt ein Schaltschema des Getriebes entsprechend der ersten und zweiten Ausführungsform.
    • 4 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend eine erfindungsgemäße Variante der ersten Ausführungsform.
    • 5 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform.
    • 6 zeigt einen Drehzahlplan des Getriebes entsprechend der zweiten Ausführungsform.
    • 7 zeigt ein Schaltschema des Getriebes entsprechend der zweiten Ausführungsform.
    • 8 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer ersten Variante der zweiten Ausführungsform.
    • 9 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer zweiten Variante der zweiten Ausführungsform.
    • 10 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer erfindungsgemäßen dritten Ausführungsform.
    • 11 zeigt einen Drehzahlplan des Getriebes entsprechend der dritten Ausführungsform.
    • 12 zeigt ein Schaltschema des Getriebes entsprechend der dritten Ausführungsform.
    • 13 zeigt einen Hybridantriebstrang eines Kraftfahrzeugs.
  • Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können.
  • 1 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend einer ersten Ausführungsform. Das Getriebe G weist eine Getriebe-Eingangswelle GW1, eine Getriebe-Ausgangswelle GW2, einen Vorschaltradsatz VRS, einen Zusatzradsatz ZRS und einen Hauptradsatz HRS auf. Der Vorschaltradsatz VRS weist einen ersten Planetenradsatz P3 und einen zweiten Planetenradsatz P5 auf. Der Zusatzradsatz ZRS weist einen Planetenradsatz P4 auf, während der Hauptradsatz HRS einen ersten Planetenradsatz P1 und einen zweiten Planetenradsatz P2 aufweist. Sämtliche Planetenradsätze P1, P2, P3, P4, P5 sind als Minus-Radsätze ausgebildet.
  • Die Darstellung des Getriebes im Wesentlichen die verbindbaren und verbundenen Elemente des Getriebes G zeigt. Durch die in der Darstellung des Getriebes gewählten Abstände kann nicht auf die Übersetzungsverhältnisse rückgeschlossen werden.
  • Der Vorschaltradsatz VRS weist vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichneten Wellen W1VS, W2VS, W3VS und W4VS auf. Ein erster Leistungspfad L1 führt über die zweite Welle W2VS des Vorschaltradsatzes VRS, welcher mit einem Steg St-P3 des ersten Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS und mit einem Sonnenrad So-P5 des zweiten Planetenradsatzes P5 des Vorschaltradsatzes P5 verbunden ist. Ein Sonnenrad So-P3 des ersten Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS ist Bestandteil der ersten Welle W1VS des Vorschaltradsatzes VRS und ist drehfest festgesetzt, während ein Hohlrad Ho-P3 des ersten Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS und ein Steg St-P5 des zweiten Planetenradsatzes P5 des Vorschaltradsatzes VRS mit der Getriebe-Eingangswelle GW1 verbunden sind. Die dritte Welle W3VS des Vorschaltradsatzes VRS ist mit der Getriebe-Eingangswelle GW1 verbunden, und ist zudem Bestandteil des zweiten Leistungspfads L2. Ein dritter Leistungspfad L3 führt über die vierte Welle W4VS des Vorschaltradsatzes VRS, wobei ein Hohlrad Ho-P5 des zweiten Planetenradsatzes P5 des Vorschaltradsatzes VRS Bestandteil der vierten Welle W4VS des Vorschaltradsatzes VRS ist. Ein Sonnenrad So-P5 des zweiten Planetenradsatzes P5 des Vorschaltradsatzes VRS ist dabei mit der zweiten Welle W2VS des Vorschaltradsatzes VRS verbunden.
  • Eine erste Welle W1 des Hauptradsatzes HRS ist mit einem Sonnenrad So-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 und mit einem Sonnenrad So-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Eine zweite Welle W2 des Hauptradsatzes HRS ist mit einem Steg St-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden. Eine dritte Welle W3 des Hauptradsatzes HRS ist mit einem Hohlrad Ho-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 und mit einem Steg St-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Eine vierte Welle W4 des Hauptradsatzes HRS ist mit einem Hohlrad Ho-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Durch diese Anordnung und Verbindung zwischen den einzelnen Bauelementen des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1, P2 des Hauptradsatzes HRS wird die Anordnung der ersten, zweiten, dritten und vierten Welle W1, W2, W3, W4 des Hauptradsatzes HRS im Drehzahlplan bestimmt, wobei die Reihenfolge erste, zweite, dritte, vierte Welle W1, W2, W3, W4 deren Reihenfolge im Drehzahlplan entspricht. Die dritte Welle W3 ist mit der Getriebe-Ausgangswelle GW2 verbunden. Alternativ dazu kann die dritte Welle W3 auch über ein zusätzliches Übersetzungsgetriebe mit der Getriebe-Ausgangswelle GW2 verbunden sein.
  • Das Sonnenrad So-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 und das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS weisen dabei zwei voneinander getrennte Teile auf. Die Zweiteilung des Hohlrads Ho-P2 erleichtert die Verbindung der Getriebe-Ausgangswelle GW2 mit der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes, welche zwischen den beiden Teilen des Hohlrads Ho-P2 angeordnet ist. Die Drehzahlverhältnisse sind selbstverständlich an beiden Teilen des Hohlrads Ho-P2 gleich. Infolgedessen werden im Folgenden beide Teile des Hohlrads Ho-P2 als Bestandteil derselben Welle, konkret der vierten Welle W4 des Hauptradsatzes HRS bezeichnet. Die Zweiteilung des Sonnenrads So-P1 erleichtert die Anbindung von Vorschaltradsatz VRS zur zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS. Auch hier sind die Drehzahlverhältnisse selbstverständlich an beiden Teilen des Sonnenrads So-P1 identisch, sodass beide Teile des Sonnenrads So-P1 als Bestandteil der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes angesehen werden.
  • Der erste Leistungspfad L1 ist über ein viertes Schaltelement D mit der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS und über ein fünftes Schaltelement C mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS verbindbar. Der zweite Leistungspfad L2 ist über ein erstes Schaltelement A mit der vierten Welle W4 des Hauptradsatzes HRS und über ein drittes Schaltelement B mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS verbindbar. Der dritte Leistungspfad L3 ist über ein zweites Schaltelement E mit der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS verbindbar. Durch ein sechstes Schaltelement F ist die vierte Welle W4 des Hauptradsatzes HRS drehfest festsetzbar, indem die vierte Welle W4 durch das sechste Schaltelement F mit dem Getriebegehäuse GG verbunden wird.
  • Das Getriebe G weist eine elektrische Maschine EM auf, wobei ein Stator S drehfest mit dem Getriebegehäuse GG des Getriebes G oder mit einem anderen drehfesten Bauelement des Getriebes G verbunden ist, sodass der Stator S keine Drehzahl annehmen kann. Ein drehbar gelagerter Rotor R ist mit einem Hohlrad Ho-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS verbunden. Das Hohlrad Ho-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist dabei Bestandteil einer ersten Welle W1P4 des Zusatzradsatzes ZRS. Ein Steg St-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil einer zweiten Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS und ist mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Ein Sonnenrad So-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil einer dritten Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS und ist mit der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS verbunden.
  • In der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform ist demnach die erste Welle W1P4 des Zusatzradsatzes ZRS mit dem Rotor R verbunden, während die zweite Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS verbunden ist. Die dritte Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist mit der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Alternativ dazu könnte die dritte Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS anstatt mit der zweiten Welle W2 mit der dritten oder vierten Welle W3, W4 des Hauptradsatzes verbunden sein. Der Übersichtlichkeit halber sind diese Alternativen jedoch nicht in separaten Figuren dargestellt.
  • 2 zeigt einen Drehzahlplan der ersten Ausführungsform des Getriebes G, während in 3 ein Schaltschema der ersten Ausführungsform des Getriebes G dargestellt ist. In 2 sind in vertikaler Richtung die Drehzahlen der vier Wellen W1, W2, W3, W4 des Hauptradsatzes HRS und des Rotors R im Verhältnis zur Drehzahl der Getriebe-Eingangswelle GW1 aufgetragen. Die maximal auftretende Drehzahl der Getriebe-Eingangswelle GW1 ist auf den Wert Eins normiert. Die Abstände zwischen den vier Wellen W1, W2, W3, W4 des Hauptradsatzes HRS und dem Rotor R ergeben sich durch die Standgetriebeübersetzungen des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1, P2 des Hauptradsatzes HRS und der Standgetriebeübersetzung des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS. Zu einem bestimmten Betriebspunkt gehörende Drehzahlverhältnisse lassen sich durch eine Gerade verbinden.
  • Werden zwei Wellen miteinander verbunden, so drehen diese miteinander verbundenen Wellen mit derselben Drehzahl. Der Übersichtlichkeit halber können derart verbundene Wellen im Drehzahlplan horizontal getrennt voneinander dargestellt sein, beispielsweise um die Drehzahl-Übertragung vom Vorschaltradsatz VRS über den ersten, zweiten oder dritten Leistungspfad L1, L2, L3 zum Hauptradsatz HRS besser zu verdeutlichen. Der dabei im Drehzahlplan gewählte horizontale Abstand zwischen den derart verbundenen Wellen ist willkürlich. Die Übersetzung zwischen derart verbundenen Wellen beträgt selbstverständlich den Wert Eins, unabhängig vom im Drehzahlplan gewählten horizontalen Abstand.
  • Werden von Hohlrad, Steg und Sonne eines Planetenradsatzes zwei dieser Elemente miteinander verbunden, so rotieren Hohlrad, Steg und Sonne dieses Planetenradsatzes mit derselben Drehzahl. In diesem Zustand nimmt die Übersetzung zwischen den genannten Elementen den Wert Eins an. Der Übersichtlichkeit halber wird die horizontale Anordnung der mit diesen Elementen verbundenen Wellen im Drehzahlplan nicht verschoben. Infolgedessen ist dieser Zustand im Drehzahlplan durch eine horizontale Gerade zu erkennen, die die beteiligten Wellen miteinander verbindet.
  • Die vier Wellen W1VS, W2VS, W3VS, W4VS des Vorschaltradsatzes VRS sind ebenfalls im Drehzahlplan dargestellt. Ist eines der Schaltelemente A B, C, D, E geschlossen, so wird über das geschlossene Schaltelement A, B, C, D, E eine drehmomentführende Verbindung zwischen einem Leistungspfad L1, L2, L3 und einer der vier Wellen W1, W2, W3, W4 des Hauptradsatzes HRS hergestellt.
  • Aus dem Drehzahlplan wird dabei ersichtlich, dass der erste und dritte Leistungspfade L1, L3 eine Übersetzung ausgehend von der dritten Welle W3VS des Vorschaltradsatzes VRS erfährt, wobei die dritte Welle W3VS des Vorschaltradsatzes VRS mit der Getriebe-Eingangswelle GW1 verbunden ist. Über den ersten Leistungspfad L1 wird die Drehzahl im Verhältnis zur Getriebe-Eingangswelle GW1 reduziert, während über den dritten Leistungspfad L3 die Drehzahl im Verhältnis zur Getriebe-Eingangswelle GW1 erhöht wird. Im zweiten Leistungspfad L2 wird die Drehzahl der Getriebe-Eingangswelle GW1 ohne Übersetzung direkt auf die erste oder vierte Welle W1, W4 des Hauptradsatzes HRS geleitet.
  • Durch das Schaltschema in 3 und den Drehzahlplan in 2 wird die Funktionsweise des Getriebes G deutlich. Die geschlossenen Schaltelemente A, B, C, D, E, F sind in 3 durch Kreise gekennzeichnet. Dem Schaltschema können die jeweiligen Übersetzungen der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Gangsprünge zum nächst höheren Gang beispielhaft entnommen werden, wobei das Getriebe G derart eine Spreizung von 8,5 aufweist. Die Übersetzungen ergeben sich aus den Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze P1, P2, P3, P4 und P5. Bei sequentieller Schaltweise können Doppelschaltungen bzw. Gruppenschaltungen vermieden werden, da zwei benachbarte Gangstufen ein Schaltelement gemeinsam benutzen. Die Gänge des Getriebes G sind in den verschiedenen Zeilen des Schaltschemas dargestellt. In einer Spalte des Schaltschemas ist des Weiteren angegeben, ob die elektrische Maschine EM in dem betreffenden Gang in der Lage ist, ein Drehmoment auf die Getriebe-Ausgangswelle GW2 abzugeben oder von dieser aufzunehmen.
  • Ein erster Vorwärtsgang 1VM zwischen der Getriebe-Eingangswelle GW1 und der Getriebe-Ausgangswelle GW2 ergibt sich durch Schließen des fünften Schaltelements C und des sechsten Schaltelements F, ein zweiter Vorwärtsgang 2VM durch Schließen des dritten Schaltelements B und des sechsten Schaltelements F, ein dritter Vorwärtsgang 3VM durch Schließen des vierten Schaltelements D und des sechsten Schaltelements F, ein vierter Vorwärtsgang 4VM durch Schließen des dritten Schaltelements B und des vierten Schaltelements D, ein fünfter Vorwärtsgang 5VM durch Schließen des fünften Schaltelements C und des vierten Schaltelements D, ein sechster Vorwärtsgang 6VM durch Schließen des ersten Schaltelements A und des vierten Schaltelements D, ein siebenter Vorwärtsgang 7VM durch Schließen des fünften Schaltelements C und des ersten Schaltelements A, ein achter Vorwärtsgang 8VM durch Schließen des dritten Schaltelements B und des ersten Schaltelements A, ein neunter Vorwärtsgang 9VM durch Schließen des zweiten Schaltelements E und des ersten Schaltelements A, ein zehnter Vorwärtsgang 10VM durch Schließen des dritten Schaltelements B und des zweiten Schaltelements E, und ein elfter Vorwärtsgang 11VM durch Schließen des fünften Schaltelements C und des zweiten Schaltelements E.
  • In einem elektrischen Gang 1EM wird Drehmoment allein von der elektrischen Maschine EM zur Getriebe-Ausgangswelle GW2 übertragen, wobei das erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Schaltelement A, E, B, D, C geöffnet ist und somit keine drehmomentführende Verbindung zwischen der Getriebe-Eingangswelle GW1 und der Getriebe-Ausgangswelle GW2 besteht. Das sechste Schaltelement F ist geschlossen. Der elektrische Gang 1EM dient auch als Rückwärtsgang, in dem die elektrische Maschine EM so angesteuert wird, dass der Rotor R eine negative Drehzahl, also eine Rückwärtsrotation annimmt. Auf einen separaten Rückwärtsgang kann somit verzichtet werden.
  • In einem ersten und zweiten Startmodus 1S, 2S wird der Getriebe-Eingangswelle GW1 Drehmoment von der elektrischen Maschine EM zugeführt. Im ersten Startmodus 1S sind alle Schaltelemente bis auf das dritte Schaltelement B geöffnet. Der Rotor R der elektrischen Maschine EM wird dadurch direkt mit der Getriebe-Eingangswelle GW1 verbunden. Im zweiten Startmodus 2S sind alle Schaltelemente bis auf das fünfte Schaltelement C geöffnet. Das Drehmoment der elektrischen Maschine EM wird dadurch über den ersten Leistungspfad L1 zur Getriebe-Eingangswelle GW1 geführt. Erster und zweiter Startmodus 1S und 2S sind insbesondere bei der Verwendung des Getriebes G im Kraftfahrzeug relevant, um derart eine an der Getriebe-Eingangswelle GW1 angebundene Verbrennungskraftmaschine VKM zu starten. Dabei muss die Getriebe-Ausgangswelle GW2 durch eine Feststellbremse drehfest festgesetzt sein.
  • 4 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße erste Variante der ersten Ausführungsform des Getriebes G. Der Aufbau des Vorschaltradsatz VRS ist ident zur ersten Ausführungsform des Getriebes G. In dieser ersten Variante weist der erste Planetenradsatz P1 des Hauptradsatzes HRS ein geteiltes Sonnenrad So-P1 auf, welches ein Bestandteil der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS ist. Zwischen den Teilen des Sonnenrades So-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 des Hauptradsatzes HRS führt die zweite Welle W2 des Hauptradsatzes HRS zu dem vierten Schaltelement D und zum zweiten Schaltelement E. Die zweite Welle W2 des Hauptradsatzes HRS ist derart mit dem ersten Leistungspfad L1 bzw. mit dem dritten Leistungspfad L3 verbindbar. Die zweite Welle W2 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem Steg St-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 und mit dem Hohlrad Ho-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Einer der beiden Teile des Sonnenrads So-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 des Hauptradsatzes HRS ist mit der zweiten Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS verbunden, wobei der Steg St-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS Bestandteil der zweiten Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist. Das andere der beiden Teile des Sonnenrads So-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 des Hauptradsatzes HRS führt zum dritten Schaltelement B, und ist derart mit dem zweiten Leistungspfad L2 verbindbar. Der Rotor R der elektrischen Maschine EM ist mit dem Hohlrad Ho-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS verbunden, welches Bestandteil der ersten Welle W1P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist. Das Sonnenrad So-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil der dritten Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS, welche mit der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS verbunden ist. Das Hohlrad Ho-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 des Hauptradsatzes HRS und der Steg St-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS sind ebenfalls Bestandteile der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS, welche mit der Getriebe-Ausgangswelle GW2 verbunden ist. Das Sonnenrad So-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS ist Bestandteil der vierten Welle W4 des Hauptradsatzes HRS, und weist ebenfalls eine zweiteilige Form auf. Zwischen den beiden Teilen des Sonnenrads So-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS führt die dritte Welle W3 des Hauptradsatzes HRS zur Getriebe-Ausgangswelle GW2. Eines der beiden Teile des Sonnenrads So-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS führt zum ersten Schaltelement A, wodurch die vierte Welle W4 des Hauptradsatzes HRS mit dem zweiten Leistungspfad L2 verbindbar ist. Das andere der beiden Teile des Sonnenrads So-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS führt zum sechsten Schaltelement F, wodurch die vierte Welle W4 des Hauptradsatzes HRS gegen das Gehäuse GG drehfest festsetzbar ist.
  • In der in 4 dargestellten ersten Variante der ersten Ausführungsform ist demnach die erste Welle W1P4 des Zusatzradsatzes ZRS mit dem Rotor R verbunden, während die zweite Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS verbunden ist. Die dritte Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist mit der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Alternativ dazu könnte die dritte Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS anstatt mit der dritten Welle W3 mit der vierten Welle W4 des Hauptradsatzes HRS verbunden sein. Die Standgetriebeübersetzungen der beteiligten Planetenradsätze sind entsprechend anzupassen. Der Übersichtlichkeit halber sind diese Alternativen nicht in separaten Figuren dargestellt.
  • Der Drehzahlplan in 2 und das Schaltschema in 3 gelten in gleicher Weise für die erste Variante der ersten Ausführungsform des Getriebes G, wie sie in 4 dargestellt ist.
  • 5 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform des Getriebes G. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist dem Hauptradsatz HRS in der dritten Ausführungsform ein Vorschaltradsatz VRS vorgeschaltet, der lediglich den ersten Planetenradsatz P3 aufweist. Auch in dieser zweiten Ausführungsform sind sämtliche Planetenradsätze P1, P2, P3, P4 als Minus-Radsätze ausgebildet.
  • Die Getriebe-Eingangswelle GW1 ist mit dem Sonnenrad So-P3 des ersten Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS verbunden, während das Hohlrad Ho-P3 des ersten Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS drehfest mit dem Getriebegehäuse GG des Getriebes G, oder mit einem anderen drehfest fixierten Bauelement des Getriebes G verbunden ist. Derart wird der erste und der zweite Leistungspfad L1, L2 gebildet, wobei sowohl durch den ersten Leistungspfad L1 als auch durch den zweiten Leistungspfad L2 Leistung von der Getriebe-Eingangswelle GW1 zum Hauptradsatz HRS übertragen werden kann. Der zweite Leistungspfad L2 leitet dabei eine im Vergleich zur Drehzahl der Getriebe-Eingangswelle GW1 veränderte Drehzahl an den Hauptradsatz HRS weiter, indem die Drehzahl an der Getriebeeingangswelle GW1 durch die Übersetzung zwischen dem Sonnenrad So-P3 und dem Steg St-P3 des ersten Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS übersetzt wird. Der erste Leistungspfad L1 leitet die Drehzahl der Getriebe-Eingangswelle GW1 ohne Übersetzung an den Hauptradsatz HRS weiter. Das Sonnenrad So-P3 des ersten Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS ist dabei Bestandteil einer ersten Welle W1VS des Vorschaltradsatzes VRS, welche mit der Getriebe-Eingangswelle GW1 verbunden ist. Der Steg St-P3 des ersten Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS ist Bestandteil einer zweiten Welle W2VS des Vorschaltradsatzes VRS. Jenes Bauelement, an dem sich das Hohlrad Ho-P3 des ersten Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS abstützt, wird im Folgenden als dritte Welle W3VS des Vorschaltradsatzes VRS bezeichnet.
  • Die erste Welle W1 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem Sonnenrad So-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Die zweite Welle W2 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem Steg St-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 und mit dem Hohlrad Ho-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Die dritte Welle W3 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem Hohlrad Ho-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 und mit dem Steg St-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Die vierte Welle W4 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem Sonnenrad So-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Durch diese Verbindung zwischen den einzelnen Bauelementen des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1, P2 des Hauptradsatzes HRS wird die Anordnung der ersten, zweiten, dritten und vierten Welle W1, W2, W3, W4 des Hauptradsatzes HRS im Drehzahlplan bestimmt, wobei die Reihenfolge erste, zweite, dritte, vierte Welle W1, W2, W3, W4 deren Reihenfolge im Drehzahlplan entspricht. Die dritte Welle W3 des Hauptradsatzes HRS ist mit der Getriebe-Ausgangswelle GW2 verbunden. Alternativ dazu kann die dritte Welle W3 des Hauptradsatzes HRS auch über ein zusätzliches Übersetzungsgetriebe mit der Getriebe-Ausgangswelle GW2 verbunden sein. Das Sonnenrad So-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS weist dabei zwei voneinander getrennte Teile auf. Dies ermöglicht die Verbindung der Getriebe-Ausgangswelle GW2 mit der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS, welche zwischen den beiden Teilen des Sonnenrads So-P2 angeordnet ist. Die Drehzahlverhältnisse sind selbstverständlich an beiden Teilen des Sonnenrads So-P2 gleich. Infolgedessen werden im Folgenden beide Teile des Sonnenrads So-P2 als Bestandteil derselben Welle, konkret der vierten Welle W4 des Hauptradsatzes HRS bezeichnet.
  • Der erste Leistungspfad L1 ist über das erste Schaltelement A mit der vierten Welle W4 des Hauptradsatzes HRS und über das zweite Schaltelement E mit der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS verbindbar. Der zweite Leistungspfad L2 ist über das dritte Schaltelement B mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS und über das vierte Schaltelement D mit der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS verbindbar. Die erste Welle W1 des Hauptradsatzes HRS ist durch das fünfte Schaltelement C mit dem Getriebegehäuse GG des Getriebes G, oder mit einem anderen drehfesten Bauelement des Getriebes G verbindbar, sodass die erste Welle W1 des Hauptradsatzes HRS bei geschlossenem fünftem Schaltelement C keine Drehzahl annehmen kann. Die vierte Welle W4 des Hauptradsatzes HRS ist in gleicher Wiese durch das sechste Schaltelement F drehfest festsetzbar, indem die vierte Welle W4 durch das sechste Schaltelement F mit dem Getriebegehäuse GG verbunden wird.
  • In der zweiten Ausführungsform des Getriebes G sind jeweils zwei Schaltelemente durch eine doppeltwirkende Schalteinrichtung betätigbar. Zweites und viertes Schaltelement E, D sind über eine erste Schalteinrichtung betätigbar. Drittes und fünftes Schaltelement B, C sind über eine zweite Schalteinrichtung betätigbar. Erstes und sechstes Schaltelement A, F sind über eine dritte Schalteinrichtung betätigbar. Jeder der drei Schalteinrichtungen kann dabei drei Zustände einnehmen. In einem ersten Schaltzustand der Schalteinrichtung befindet sich das erste der Schalteinrichtung zugeordnete Schaltelement in einer Geschlossen-Stellung, während das zweite der Schalteinrichtung zugeordnete Schaltelement eine Offen-Stellung einnimmt. In einem zweiten Schaltzustand der Schalteinrichtung befindet sich das zweite der Schalteinrichtung zugeordnete Schaltelement in einer Geschlossen-Stellung, während das erste der Schalteinrichtung zugeordnete Schaltelement eine Offen-Stellung einnimmt. In einem dritten Schaltzustand nehmen beide der Schalteinrichtung zugeordneten Schaltelemente die Offen-Stellung ein. Durch die Ausgestaltung des Hauptradsatzes HRS und die Anbindung des Hauptradsatzes HRS an die elektrische Maschine EM wird diese Zuordnung der insgesamt sechs Schaltelemente A, B, C, D, E, F zu lediglich drei Schalteinrichtungen ermöglicht. Auch diese verringerte Anzahl der Schalteinrichtungen trägt zur Reduktion der Komplexität des Getriebes G bei.
  • Das Getriebe G weist in der zweiten Ausführungsform ebenso eine elektrische Maschine EM auf, wobei der Stator S drehfest mit dem Getriebegehäuse GG des Getriebes G oder mit einem anderen drehfesten Bauelement des Getriebes G verbunden ist, sodass der Stator S keine Drehzahl annehmen kann. Der drehbar gelagerte Rotor R ist mit dem Sonnenrad So-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS verbunden. Das Sonnenrad So-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist dabei Bestandteil der ersten Welle W1P4 des Zusatzradsatzes ZRS. Der Steg St-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil der zweiten Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS und ist mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Das Hohlrad Ho-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil der dritten Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS und ist mit der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS verbunden.
  • Im Folgenden wird beispielhaft für die zweite Ausführungsform ein Lastschaltvorgang beschrieben. Im zweiten Vorwärtsgang bilden die zweite und die vierte Welle W2, W4 des Hauptradsatzes HRS je eine Differenzwelle, während die dritte Welle W3 des Hauptradsatzes HRS eine Summenwelle darstellt. Bei einem Schaltvorgang vom zweiten Vorwärtsgang 2VM in den dritten Vorwärtsgang 3VM bleibt das vierte Schaltelement D geschlossen. Das sechste Schaltelement F wird geöffnet, anschließend wird das dritte Schaltelement B geschlossen. Ist das sechste Schaltelement F als Klauen-Schaltelement ausgebildet, so muss das sechste Schaltelement F vor dem Öffnen weitgehend drehmomentfrei gestellt werden, sodass das sechste Schaltelement F kein oder nur mehr ein geringes Drehmoment überträgt. Diese Lastfreistellung des sechsten Schaltelements F wird durch ein generatorisches Moment der elektrischen Maschine EM bewirkt. Dabei bleibt zumindest ein Anteil des zuvor an der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS anliegenden Drehmoments erhalten, wodurch es an der Getriebe-Ausgangswelle GW2 zu keinem vollständigen Drehmomenteinbruch kommt. Ist das sechste Schaltelement F geöffnet, so wird die zweite Welle W2 des Hauptradsatzes HRS zur Summenwelle, während die erste Welle W1P4 des Zusatzradsatzes ZRS und die dritte Welle W3 des Hauptradsatzes HRS je eine Differenzwelle bilden. Durch die elektrische Maschine EM wird nun ein generatorisches Drehmoment aufgebracht, um eine Drehzahlsynchronisation zwischen der zweiten Welle W2VS des Vorschaltradsatzes VRS und der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS zu erreichen. Dadurch wird ein Schließen des dritten Schaltelements B ermöglicht, wobei zumindest ein Anteil des zuvor an der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS anliegenden Drehmoments erhalten bleibt. Ist das dritte Schaltelement B geschlossen, so wird die erste Welle W1 des Hauptradsatzes HRS zur Differenzwelle, der Schaltvorgang ist somit abgeschlossen. Dadurch wird erreicht, dass während des Schaltvorgangs ein Teil des Leistungsflusses von Getriebe-Eingangswelle GW1 zur Getriebe-Ausgangswelle GW2 aufrechterhalten werden kann. Diese Wirkungsweise gilt für alle Ausführungsformen.
  • 6 zeigt einen Drehzahlplan entsprechend der zweiten Ausführungsform des Getriebes G. Die Art und Weise der Darstellung des Drehzahlplans ist ident zur Darstellung der ersten Ausführungsform in 2.
  • 7 zeigt ein Schaltschema des Getriebes G entsprechend der zweiten Ausführungsform. Durch das Schaltschema in 7 und dem Drehzahlplan in 6 wird die Funktionsweise der zweiten Ausführungsform des Getriebes G deutlich. Die geschlossenen Schaltelemente A, B, C, D, E, F sind in 7 durch Kreise gekennzeichnet. Dem Schaltschema können die jeweiligen Übersetzungen der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Gangsprünge zum nächst höheren Gang beispielhaft entnommen werden, wobei das Getriebe G derart eine Spreizung von 10,1 aufweist. Die Übersetzungen ergeben sich aus den Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze P1, P2, P3, P4. Bei sequentieller Schaltweise können Doppelschaltungen bzw. Gruppenschaltungen vermieden werden, da zwei benachbarte Gangstufen ein Schaltelement gemeinsam benutzen. Die Gänge des Getriebes G sind in den verschiedenen Zeilen des Schaltschemas dargestellt. In einer Spalte des Schaltschemas ist des Weiteren angegeben, ob die elektrische Maschine EM in dem betreffenden Gang in der Lage ist, mechanische Leistung auf die Getriebe-Ausgangswelle GW2 abzugeben oder von dieser aufzunehmen.
  • Ein erster Vorwärtsgang 1VM zwischen der Getriebe-Eingangswelle GW1 und der Getriebe-Ausgangswelle GW2 ergibt sich durch Schließen des dritten Schaltelements B und des sechsten Schaltelements F, ein zweiter Vorwärtsgang 2VM durch Schließen des vierten Schaltelements D und des sechsten Schaltelements F, ein dritter Vorwärtsgang 3VM durch Schließen des dritten Schaltelements B und des vierten Schaltelements D, ein vierter Vorwärtsgang 4VM durch Schließen des vierten Schaltelements D und des ersten Schaltelements A, ein fünfter Vorwärtsgang 5VM durch Schließen des dritten Schaltelementes B und des ersten Schaltelements A, ein sechster Vorwärtsgang 6VM durch Schließen des zweiten Schaltelements E und des ersten Schaltelements A, ein siebenter Vorwärtsgang 7VM durch Schließen des dritten Schaltelements B und des zweiten Schaltelements E, und ein achter Vorwärtsgang 8VM durch Schließen des fünften Schaltelements C und des zweiten Schaltelements E.
  • In einem elektrischen Gang 1 EM wird Drehmoment allein von der elektrischen Maschine EM zur Getriebe-Ausgangswelle GW2 übertragen, wobei alle Schaltelemente bis auf das sechste Schaltelement F geöffnet sind und somit keine drehmomentführende Verbindung zwischen der Getriebe-Eingangswelle GW1 und der Getriebe-Ausgangswelle GW2 besteht. Der elektrische Gang 1 EM dient auch als Rückwärtsgang, in dem die elektrische Maschine EM so angesteuert wird, dass der Rotor R eine negative Drehzahl, also eine Rückwärtsrotation annimmt. Auf einen separaten Rückwärtsgang kann somit verzichtet werden.
  • In einem ersten und zweiten Startmodus 1S, 2S wird der Getriebe-Eingangswelle GW1 Drehmoment zugeführt, wobei je nach Stellung des sechsten Schaltelements F Drehmoment ausschließlich von der elektrischen Maschine EM oder auch von der Getriebe-Ausgangswelle GW2 der Getriebe-Eingangswelle GW1 zuführbar ist. Ist das sechste Schaltelement F geschlossen, und gibt die elektrische Maschine EM kein Moment ab, so kann der Getriebe-Eingangswelle GW1 Drehmoment auch ausschließlich von der Getriebe-Ausgangswelle GW2 zugeführt werden. Dies ist insbesondere bei der Verwendung des Getriebes G im Kraftfahrzeug relevant, um derart eine an der Getriebe-Eingangswelle GW1 angebundene Verbrennungskraftmaschine VKM zu starten. Ist dabei das sechste Schaltelement F geöffnet, so muss die Getriebe-Ausgangswelle GW2 durch eine Feststellbremse drehfest festgesetzt sein.
  • 8 zeigt schematisch eine erste Variante der ersten Ausführungsform des Getriebes G. Der Vorschaltradsatz VRS, erster und zweiter Leistungspfad L1 und L2 sowie die Zuordnung der Schaltelemente A, B, C, D, E, F zu den vier Wellen W1, W2, W3, W4 des Hauptradsatzes HRS sind dabei ident zu der in 5 dargestellten ersten Ausführungsform des Getriebes G. Die Sonnenräder So-P1, So-P2 des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1, P2 des Hauptradsatzes HRS sind miteinander verbunden und sind Bestandteile der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS. Der Steg St-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem Hohlrad Ho-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden und ist derart Bestandteil der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS. Das Hohlrad Ho-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 des Hauptradsatzes HRS ist zweiteilig ausgeführt, wobei beide Teile Bestandteil der vierten Welle W4 des Hauptradsatzes HRS sind. Zwischen den beiden Teilen des Hohlrads Ho-P1 verläuft die dritte Welle W3 des Hauptradsatzes HRS und führt so zur Getriebe-Ausgangswelle GW2. Der Steg St-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS ist Bestandteil der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS. Erster und zweite Planetenradsatzes P1, P2des Hauptradsatzes HRS sind als Minus-Radsätze ausgebildet.
  • Der Planetenradsatz P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist ebenfalls als Minus-Radsatz ausgebildet. Das Sonnenrad So-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil der ersten Welle W1P4 des Zusatzradsatzes ZRS und ist mit dem Rotor R verbunden. Der Steg St-P4des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil der zweiten Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS und ist mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Das Hohlrad Ho-P4des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil der dritten Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS und ist mit der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS verbunden.
  • Der Drehzahlplan in 6 und das Schaltschema in 7 gelten in gleicher Weise für die erste Variante der zweiten Ausführungsform des Getriebes G, wie sie in 8 dargestellt ist. In der in 5 und 8 dargestellten zweiten Ausführungsform ist demnach die erste Welle W1 P4 des Zusatzradsatzes ZRS mit dem Rotor R verbunden, während die zweite Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS verbunden ist. Die dritte Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist mit der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Alternativ dazu könnte die dritte Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS anstatt mit der dritten Welle W3 auch mit der zweiten oder mit der vierten Welle W2, W4 des Hauptradsatzes HRS verbunden sein. Die Standgetriebeübersetzungen der beteiligten Planetenradsätze sind entsprechend anzupassen. Der Übersichtlichkeit halber sind diese Alternativen der zweiten Ausführungsform nicht in separaten Figuren dargestellt.
  • 9 zeigt schematisch eine zweite Variante der ersten Ausführungsform des Getriebes G. Der Vorschaltradsatz VRS, erster und zweiter Leistungspfad L1 und L2 sowie die Zuordnung der Schaltelemente A, B, C, D, E, F zu den vier Wellen W1, W2, W3, W4 des Hauptradsatzes HRS sind dabei ident zu der in 5 dargestellten ersten Ausführungsform des Getriebes G. Der Planetenradsatz P4 des Zusatzradsatzes ZRS sowie erster und zweiter Planetenradsatz P1, P2 des Hauptradsatzes HRS sind in dieser zweiten Variante in vorteilhafter Weise angeordnet, indem das Hohlrad Ho-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzeses ZRS sowie die Hohlräder Ho-P1 und Ho-P2 des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1, P2 des Hauptradsatzes HRS miteinander verbunden sind. Dieses gemeinsame Hohlrad kann einteilig ausgeführt sein, und reduziert somit die Herstellungskosten des Getriebes G.
  • Der Planetenradsatz P4 des Zusatzradsatzes ZRS und der erste Planetenradsatz P1 des Hauptradsatzes HRS sind dabei als Minus-Radsätze ausgebildet. Der zweite Planetenradsatz P2 des Hauptradsatzes HRS ist als Plus-Radsatz ausgebildet. Das Sonnenrad So-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil der ersten Welle W1P4 des Zusatzradsatzes ZRS und ist mit dem Rotor R verbunden. Der Steg St-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil der zweiten Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS und ist mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Das Hohlrad Ho-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil der dritten Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS und ist mit der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Das Sonnenrad des So-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 des Hauptradsatzes HRS ist Bestandteil der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS und kämmt mit den äußeren Planetenrädern des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS. Der Steg St-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem Steg St-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden und ist dabei Bestandteil der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS. Das Sonnenrad So-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS ist Bestandteil der vierten Welle W4 des Hauptradsatzes HRS.
  • Das erste Schaltelement A und das sechsten Schaltelement F sind, wie auch in allen Ausgestaltungen der ersten und zweiten Ausführungsformen, von einem doppeltwirkenden Aktuator betätigt. In anderen Worten ist zur Betätigung des ersten Schaltelements A und des sechsten Schaltelements F nur ein Aktuator vorgesehen. In einer ersten Stellung bringt der Aktuator das erste Schaltelement A in eine Verbunden-Stellung, wobei sich das sechste Schaltelement F dabei in einer Offen-Stellung befindet. In einer zweiten Stellung bringt der Aktuator das sechste Schaltelement F in eine Verbunden-Stellung, wobei sich das erste Schaltelement A in einer Offen-Stellung befindet. In einer dritten Stellung bringt der Aktuator weder das erste noch das sechste Schaltelement A, F in eine Verbunden-Stellung. In gleicher Weise weisen das zweite Schaltelement E und das vierte Schaltelement D, sowie das dritte Schaltelement B und das fünfte Schaltelement C einen derartigen doppeltwirkenden Aktuator auf.
  • Durch die in 9 dargestellte Anordnung wird ermöglicht, dass alle Schaltelemente A, B, C, D, E, F von außen oder durch Stege hindurch betätigt werden können.
  • Der Drehzahlplan in 6 und das Schaltschema in 7 gelten in gleicher Weise für die zweite Variante der zweiten Ausführungsform des Getriebes G, wie sie in 9 dargestellt ist.
  • 10 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform des Getriebes G. In dieser dritten Ausführungsform ist kein Vorschaltradsatz VRS vorgesehen. Dementsprechend ist die Getriebe-Eingangswelle GW1 nur über einen ersten Leistungspfad L1 an den Hauptradsatz HRS anbindbar. Dazu ist die Getriebe-Eingangswelle GW1 über das dritte Schaltelement B mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS und über das zweite Schaltelement E mit der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS verbindbar. Durch das erste Schaltelement A ist die vierte Welle W4 des Hauptradsatzes HRS drehfest festsetzbar. Durch das fünfte Schaltelement C ist die erste Welle W1 des Hauptradsatzes HRS drehfest festsetzbar. Der erste Planetenradsatz P1 des Hauptradsatzes HRS ist als Plus-Radsatz ausgebildet, während der zweite Planetenradsatz P2 des Hauptradsatzes HRS als Minus-Radsatz ausgebildet ist.
  • Die erste Welle W1 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem Sonnenrad So-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Die zweite Welle W2 des Hauptradsatzes HRS ist mit den Stegen St-P1, St-P2 des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1, P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Die dritte Welle W3des Hauptradsatzes HRS ist mit den Hohlrädern Ho-P1, Ho-P2 des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1, P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Die vierte Welle W4 des Hauptradsatzes HRS ist mit dem Sonnenrad So-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 des Hauptradsatzes HRS verbunden.
  • Der Planetenradsatz P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist als Minus-Radsatz ausgebildet. Das Hohlrad Ho-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil der ersten Welle W1P4 des Zusatzradsatzes ZRS und ist mit dem Rotor R der elektrischen Maschine EM verbunden. Der Stator S der elektrischen Maschine EM ist mit dem Gehäuse GG des Getriebes G verbunden und damit drehfest festgesetzt. Der Steg St-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil der zweiten Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS und ist mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Das Sonnenrad So-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil der dritten Welle W3P4 und ist mit der vierten Welle W4 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Die dritte Welle W3 des Hauptradsatzes HRS ist mit der Getriebe-Ausgangswelle GW2 verbunden.
  • In der in 10 dargestellten dritten Ausführungsform ist demnach die erste Welle W1P4 des Zusatzradsatzes ZRS mit dem Rotor R verbunden, während die zweite Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS verbunden ist. Die dritte Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist mit der vierten Welle W4 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Alternativ dazu könnte die dritte Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS anstatt mit der vierten Welle W4 auch mit der zweiten oder mit der dritten Welle W2, W3 des Hauptradsatzes HRS verbunden sein. Der Übersichtlichkeit halber sind diese Alternativen der dritten Ausführungsform jedoch nicht in separaten Figuren dargestellt.
  • 11 zeigt einen Drehzahlplan entsprechend der dritten Ausführungsform des Getriebes G. Die Art und Weise der Darstellung des Drehzahlplans ist ident zur Darstellung der ersten Ausführungsform in 2.
  • 12 zeigt ein Schaltschema des Getriebes G entsprechend der dritten Ausführungsform. Durch das Schaltschema in 11 und dem Drehzahlplan in 12 wird die Funktionsweise der dritten Ausführungsform des Getriebes G deutlich. Die geschlossenen Schaltelemente A, B, C, E, sind in 12 durch Kreise gekennzeichnet. Dem Schaltschema können die jeweiligen Übersetzungen der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Gangsprünge zum nächst höheren Gang beispielhaft entnommen werden, wobei das Getriebe G derart eine Spreizung von 5,8 aufweist. Die Übersetzungen ergeben sich aus den Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze P1, P2, P4. Bei sequentieller Schaltweise können Doppelschaltungen bzw. Gruppenschaltungen vermieden werden, da zwei benachbarte Gangstufen ein Schaltelement gemeinsam benutzen. Die Gänge des Getriebes G sind in den verschiedenen Zeilen des Schaltschemas dargestellt. In einer Spalte des Schaltschemas ist des Weiteren angegeben, ob die elektrische Maschine EM in dem betreffenden Gang in der Lage ist, mechanische Leistung auf die Getriebe-Ausgangswelle GW2 abzugeben oder von dieser aufzunehmen.
  • Ein erster Vorwärtsgang 1VM zwischen der Getriebe-Eingangswelle GW1 und der Getriebe-Ausgangswelle GW2 ergibt sich durch Schließen des ersten Schaltelements A und des dritten Schaltelements B, ein zweiter Vorwärtsgang 2VM durch Schließen des ersten Schaltelements A und des zweiten Schaltelements E, ein dritter Vorwärtsgang 3VM durch Schließen des dritten Schaltelements B und des zweiten Schaltelements E, und ein vierter Vorwärtsgang 4VM durch Schließen des zweiten Schaltelements E und des fünften Schaltelements C.
  • Im elektrischen Gang 1 EM wird Drehmoment allein von der elektrischen Maschine EM zur Getriebe-Ausgangswelle GW2 übertragen, wobei alle Schaltelemente bis auf das erste Schaltelement A geöffnet sind und somit keine drehmomentführende Verbindung zwischen der Getriebe-Eingangswelle GW1 und der Getriebe-Ausgangswelle GW2 besteht. Der elektrische Gang 1 EM dient auch als Rückwärtsgang, in dem die elektrischen Maschine EM so angesteuert wird, dass der Rotor R eine negative Drehzahl, also eine Rückwärtsrotation annimmt. Auf einen separaten Rückwärtsgang kann somit verzichtet werden.
  • Im ersten und zweiten Startmodus 1S, 2S wird der Getriebe-Eingangswelle GW1 Drehmoment zugeführt. Im ersten Startmodus 1S ist das erste Schaltelement A und das dritte Schaltelement B geschlossen, wodurch die vierte Welle W4 drehfest festgesetzt ist. Liegt im ersten Startmodus 1S Drehmoment an der Getriebe-Ausgangswelle GW2 an, so ist derart Leistung von der Getriebe-Ausgangswelle GW2 zur Getriebe-Eingangswelle GW1 übertragbar. Die elektrische Maschine EM kann ebenfalls Leistung beigeben. Bei Verwendung des Getriebes G in einem Fahrzeug mit Verbrennungskraftmaschine VKM kann der erste Startmodus 1S zum Schleppstart der Verbrennungskraftmaschine VKM benutzt werden. Im zweiten Startmodus 2S sind alle Schaltelemente bis auf das dritte Schaltelement B geöffnet. Ist eine Feststellbremse eingelegt, welcher mit der Getriebe-Ausgangswelle GW2 verbunden ist, so ist die dritte Welle W3 des Hauptradsatzes HRS dadurch drehfest festgesetzt. Durch die elektrische Maschine EM kann somit Leistung von der ersten Welle W1P4 des Zusatzradsatzes ZRS auf die Getriebe-Eingangswelle GW1 übertragen werden, um derart eine an der Getriebe-Eingangswelle GW1 angebundene Verbrennungskraftmaschine VKM zu starten.
  • 13 zeigt schematisch einen Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Das darin enthaltene Getriebe G entspricht der ersten Ausführungsform des Getriebes G, wobei dies lediglich beispielhaft anzusehen ist. Alternativ kann auch die zweite oder dritte Ausführungsform des Getriebes G, G einen Bestandteil des Hybridantriebsstrangs bilden. Ein drehbarer Rotor R2 einer Zusatz-Elektromaschine SG ist mit der Getriebe-Eingangswelle GW1 verbunden, während der Stator S2 der Zusatz-Elektromaschine SG drehfest am Getriebegehäuse GG des Getriebes G oder an einem anderen drehfesten Bauelement des Getriebes G angebunden ist. Über einen Rotationsschwingungsdämpfer RD ist eine Verbrennungskraftmaschine VKM mit der Getriebe-Eingangswelle GW1 verbunden. Die Getriebe-Ausgangswelle GW2 ist mit einem Achsgetriebe AG verbunden. Vom Achsgetriebe AG ausgehend wird das Drehmoment, das an der Getriebe-Ausgangswelle GW2 anliegt, auf Räder W des Kraftfahrzeugs verteilt. Im motorischen Betrieb der elektrischen Maschine EM wird dem Stator S über einen Wechselrichter INV elektrischer Leistung zugeführt. Im generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine EM führt der Stator S dem Wechselrichter INV elektrische Leistung zu. Der Wechselrichter INV wandelt dabei die Gleichspannung einer Batterie BAT in eine für die elektrische Maschine EM geeignete Wechselspannung, und umgekehrt. Die Zusatz-Elektromaschine SG kann dabei ebenso über den Wechselrichter INV mit elektrischer Leistung versorgt werden. Alternativ dazu kann die Zusatz-Elektromaschine SG auch an eine andere Leistungsversorgung angeschlossen sein, beispielsweise an ein Niederspannungs-Bordnetz des Kraftfahrzeugs.
  • Bezugszeichenliste
    • G
    Getriebe
    GW1
    Getriebe-Eingangswelle
    GW2
    Getriebe-Ausgangswelle
    HRS
    Hauptradsatz
    ZRS
    Zusatzradsatz
    VRS
    Vorschaltradsatz
    EM
    Elektrische Maschine
    R
    Rotor der elektrischen Maschine
    S
    Stator der elektrischen Maschine
    SG
    Zusatz-Elektromaschine
    R2
    Rotor der Zusatz-Elektromaschine
    S2
    Stator der Zusatz-Elektromaschine
    RD
    Rotationsschwingungsdämpfer
    VKM
    Verbrennungskraftmaschine
    INV
    Wechselrichter
    BAT
    Batterie
    P1
    Erster Planetenradsatz des Hauptradsatzes
    P2
    Zweiter Planetenradsatz des Hauptradsatzes
    P3
    Erster Planetenradsatz des Vorschaltradsatzes
    P4
    Planetenradsatz des Zusatzradsatzes
    P5
    Zweiter Planetenradsatz des Vorschaltradsatzes
    W1
    Erste Welle des Hauptradsatzes
    W2
    Zweite Welle des Hauptradsatzes
    W3
    Dritte Welle des Hauptradsatzes
    W4
    Vierte Welle des Hauptradsatzes
    W1VS
    Erste Welle des Vorschaltradsatzes
    W2VS
    Zweite Welle des Vorschaltradsatzes
    W3VS
    Dritte Welle des Vorschaltradsatzes
    W4VS
    Vierte Welle des Vorschaltradsatzes
    W1P4
    Erste Welle des Zusatzradsatzes
    W2P4
    Zweite Welle des Zusatzradsatzes
    W3P4
    Dritte Welle des Zusatzradsatzes
    A
    Erstes Schaltelement
    E
    Zweites Schaltelement
    B
    Drittes Schaltelement
    D
    Viertes Schaltelement
    C
    Fünftes Schaltelement
    F
    Sechstes Schaltelement
    So-P1
    Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes
    St-P1
    Steg des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes
    Ho-P1
    Hohlrad des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes
    So-P2
    Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes
    St-P2
    Steg des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes
    Ho-P2
    Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes
    So-P3
    Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes des Vorschaltradsatzes
    St-P3
    Steg des ersten Planetenradsatzes des Vorschaltradsatzes
    Ho-P3
    Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes des Vorschaltradsatzes
    So-P4
    Sonnenrad des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes
    St-P4
    Steg des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes
    Ho-P4
    Hohlrad des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes
    So-P5
    Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes des Vorschaltradsatzes
    St-P5
    Steg des zweiten Planetenradsatzes des Vorschaltradsatzes
    Ho-P5
    Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes des Vorschaltradsatzes
    L1
    Erster Leistungspfad
    L2
    Zweiter Leistungspfad
    L3
    Dritter Leistungspfad
    1VM-11VM
    Erster bis elfter Vorwärtsgang
    1EM
    Elektrischer Gang
    1S
    Erster Startmodus
    2S
    Zweiter Startmodus
    AG
    Achsgetriebe
    W
    Rad

Claims (16)

  1. Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug mit einer Getriebe-Eingangswelle (GW1) und einer Getriebe-Ausgangswelle (GW2), einem Hauptradsatz (HRS), einem Zusatzradsatz (ZRS), und einer elektrischen Maschine (EM) mit einem Rotor (R) und einem Stator (S), wobei das Getriebe (G) zumindest einen Leistungspfad (L1, L2, L3) zwischen der Getriebe-Eingangswelle (GW1) und dem Hauptradsatz (HRS) aufweist, wobei der Hauptradsatz (HRS) einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz (P1, P2) mit insgesamt vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichnete Wellen (W1, W2, W3, W4) aufweist, wobei der zumindest eine Leistungspfad (L1, L2, L3) über zumindest ein Schaltelement (A, B, C, D, E) mit zumindest einer der vier Wellen (W1, W2, W3, W4) des Hauptradsatzes (HRS) verbindbar ist, wobei die dritte Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) mit der Getriebe-Ausgangswelle (GW2) verbunden ist, wobei der Zusatzradsatz (ZRS) einen Planetenradsatz (P4) mit einer ersten, zweiten und dritten Welle (W1P4, W2P4, W3P4) aufweist, und wobei die erste Welle (W1P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Rotor (R) ständig verbunden ist, wobei die zweite Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit der ersten Welle (W1) des Hauptradsatzes (HRS) ständig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit der dritten oder mit der vierten Welle (W3, W4) des Hauptradsatzes (HRS) ständig verbunden ist.
  2. Getriebe (G) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad (So-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ein Bestandteil der ersten Welle (W1P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist, und - im Falle, dass der Planetenradsatz (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) als Minus-Radsatz ausgebildet ist, ein Steg (St-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ein Bestandteil der zweiten Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist und ein Hohlrad (Ho-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsat zes (ZRS) ein Bestandteil der dritten Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist, und - im Falle, dass der Planetenradsatz (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) als Plus-Radsatz ausgebildet ist, das Hohlrad (Ho-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ein Bestandteil der zweiten Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist und der Steg (St-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ein Bestandteil der dritten Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist.
  3. Getriebe (G) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (So-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ein Bestandteil der dritten Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist, - im Falle, dass der Planetenradsatz (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) als Minus-Radsatz ausgebildet ist, der Steg (St-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ein Bestandteil der zweiten Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist und das Hohlrad (Ho-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ein Bestandteil der ersten Welle (W1P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist, und - im Falle, dass der Planetenradsatz (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) als Plus-Radsatz ausgebildet ist, das Hohlrad (Ho-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ein Bestandteil der zweiten Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist und der Steg (St-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ein Bestandteil der ersten Welle (W1P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist.
  4. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradsatz (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und der erste und zweite Planetenradsatz (P1, P2) des Hauptradsatzes (HRS) als Minus-Radsätze ausgebildet sind, wobei das Sonnenrad (So-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) Bestandteil der ersten Welle (W1P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist und mit dem Rotor (R) verbunden ist, wobei der Steg (St-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Sonnenrad (So-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der zweiten Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und der ersten Welle (W1) des Hauptradsatzes (HRS) ist, wobei das Hohlrad (Ho-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Hohlrad (Ho-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) und mit dem Steg (St-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der dritten Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS), der dritten Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) und der Getriebe-Ausgangswelle (GW2) ist, wobei der Steg (St-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Hohlrad (Ho-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der zweiten Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) ist, und wobei das Sonnenrad (So-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) Bestandteil der vierten Welle (W4) des Hauptradsatzes (HRS) ist.
  5. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradsatz (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und der erste und zweite Planetenradsatz (P1, P2) des Hauptradsatzes (HRS) als Minus-Radsätze ausgebildet sind, wobei das Sonnenrad (So-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) Bestandteil der ersten Welle (W1P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist und mit dem Rotor (R) verbunden ist, wobei der Steg (St-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Sonnenrad (So-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) und mit dem Sonnenrad (So-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der zweiten Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und der ersten Welle (W1) des Hauptradsatzes (HRS) ist, wobei das Hohlrad (Ho-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Steg (St-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) und mit dem Hohlrad (Ho-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der dritten Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS), der dritten Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) und der Getriebe-Ausgangswelle (GW2) ist, wobei das Hohlrad (Ho-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) Bestandteil der vierten Welle (W4) des Hauptradsatzes (HRS) ist, und wobei der Steg (St-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) Bestandteil der zweiten Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) ist.
  6. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradsatz (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und der erste Planetenradsatz (P1) des Hauptradsatzes (HRS) als Minus-Radsätze ausgebildet sind, wobei der zweite Planetenradsatz (P2) des Hauptradsatzes (HRS) als Plus-Radsatz ausgebildet ist, wobei das Sonnenrad (So-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) Bestandteil der ersten Welle (W1P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist und mit dem Rotor (R) verbunden ist, wobei der Steg (St-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Sonnenrad (So-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der zweiten Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und der ersten Welle (W1) des Hauptradsatzes (HRS) ist, wobei das Hohlrad (Ho-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Hohlrad (Ho-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) und mit dem Hohlrad (Ho-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der dritten Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS), der dritten Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) und der Getriebe-Ausgangswelle (GW2) ist, wobei der Steg (St-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Steg (St-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der zweiten Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) ist, und wobei das Sonnenrad (So-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) Bestandteil der vierten Welle (W4) des Hauptradsatzes (HRS) ist.
  7. Getriebe (G) nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradsatz (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und der erste und zweite Planetenradsatz (P1, P2) des Hauptradsatzes (HRS) als Minus-Radsätze ausgebildet sind, wobei das Hohlrad (Ho-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) Bestandteil der ersten Welle (W1P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist und mit dem Rotor (R) verbunden ist, wobei der Steg (St-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Sonnenrad (So-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) und mit dem Sonnenrad (So-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der zweiten Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und der ersten Welle (W1) des Hauptradsatzes (HRS) ist, wobei das Sonnenrad (So-P4) des Planetenrad satzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Steg (St-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der dritten Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und der zweiten Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) ist, wobei das Hohlrad (Ho-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Steg (St-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der dritten Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) und der Getriebe-Ausgangswelle (GW2) ist, und wobei das Hohlrad (Ho-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) Bestandteil der vierten Welle (W4) des Hauptradsatzes (HRS) ist.
  8. Getriebe (G) nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradsatz (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und der erste und zweite Planetenradsatz (P1, P2) des Hauptradsatzes (HRS) als Minus-Radsätze ausgebildet sind, wobei das Hohlrad (Ho-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) Bestandteil der ersten Welle (W1P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist und mit dem Rotor (R) verbunden ist, wobei der Steg (St-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Sonnenrad (So-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der zweiten Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und der ersten Welle (W1) des Hauptradsatzes (HRS) ist, wobei das Sonnenrad (So-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Hohlrad (Ho-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) und mit dem Steg (St-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der dritten Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS), der dritten Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) und der Getriebe-Ausgangswelle (GW2) ist, wobei der Steg (St-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Hohlrad (Ho-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der zweiten Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) ist und wobei das Sonnenrad (So-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) Bestandteil der vierten Welle (W4) des Hauptradsatzes (HRS) ist.
  9. Getriebe (G) nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradsatz (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und der zweite Planeten radsatz (P2) des Hauptradsatzes (HRS) als Minus-Radsätze ausgebildet sind, wobei der erste Planetenradsatz (P1) des Hauptradsatzes (HRS) als Plus-Radsatz ausgebildet ist, wobei das Hohlrad (Ho-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) Bestandteil der ersten Welle (W1P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist und mit dem Rotor (R) verbunden ist, wobei der Steg (St-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Sonnenrad (So-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der zweiten Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und der ersten Welle (W1) des Hauptradsatzes (HRS) ist, wobei das Sonnenrad (So-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Sonnenrad (So-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der dritten Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und der vierten Welle (W4) des Hauptradsatzes (HRS) ist, wobei der Steg (St-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Steg (St-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der zweiten Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) ist, und wobei das Hohlrad (Ho-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Hohlrad (Ho-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist und derart Bestandteil der dritten Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) und der Getriebe-Ausgangswelle (GW2) ist.
  10. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass erster und zweiter Planetenradsatz (P1, P2) des Hauptradsatzes (HRS) als Minus-Radsätze ausgebildet sind, wobei die erste Welle (W1) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Sonnenrad (So-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist, wobei die zweite Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Steg (St-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) und dem Hohlrad (Ho-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist, wobei die dritte Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Hohlrad (Ho-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) und mit dem Steg (St-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist, und wobei die vierte Welle (W4) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Sonnenrad (So-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist.
  11. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass erster und zweiter Planetenradsatz (P1, P2) des Hauptradsatzes (HRS) als Minus-Radsätze ausgebildet sind, wobei die erste Welle (W1) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Sonnenrad (So-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) und mit dem Sonnenrad (So-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist, wobei die zweite Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Steg (St-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist, wobei die dritte Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Hohlrad (Ho-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) und mit dem Steg (St-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist, und wobei die vierte Welle (W4) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Hohlrad (Ho-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist.
  12. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (P1) des Hauptradsatzes (HRS) als Minus-Radsatz ausgebildet ist und der zweite Planetenradsatz (P2) des Hauptradsatzes (HRS) als Plus-Radsatz ausgebildet ist, wobei die erste Welle (W1) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Sonnenrad (So-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist, wobei die zweite Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Steg (St-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) und mit dem Steg (St-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist, wobei die dritte Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Hohlrad (Ho-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) und mit dem Hohlrad (Ho-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist, und wobei die vierte Welle (W4) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Sonnenrad (So-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist.
  13. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass erster und zweiter Planetenradsatz (P1, P2) des Hauptradsatzes (HRS) als Minus-Radsätze ausgebildet sind, wobei die erste Welle (W1) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Sonnenrad (So-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) und mit dem Sonnenrad (So-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist, wobei die zweite Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Steg (St-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist, wobei die dritte Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Steg (St-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) und mit dem Hohlrad (Ho-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist, und wobei die vierte Welle (W4) des Hauptradsatzes (HRS) mit dem Hohlrad (Ho-P1) des ersten Planetenradsatzes (P1) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist.
  14. Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, wobei der Hybridantriebsstrang zumindest eine Verbrennungskraftmaschine (VKM) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridantriebsstrang ein Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
  15. Hybridantriebsstrang nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridantriebsstrang zumindest eine mit der Verbrennungskraftmaschine (VKM) direkt oder über ein Getriebe verbundene Zusatz-Elektromaschine (SG) aufweist, die dazu eingerichtet ist die Verbrennungskraftmaschine (VKM) zu starten, wobei ein Rotor (R2) der Zusatz-Elektromaschine (SG) mit der Getriebe-Eingangswelle (GW1) des Getriebes (G) verbunden ist.
  16. Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang ein Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
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