DE102014218622A1 - Power-shiftable multi-speed transmission in planetary design - Google Patents

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DE102014218622A1
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Stefan Beck
Matthias Horn
Michael Wechs
Jens Moraw
Viktor Warth
Johannes Kaltenbach
Uwe Griesmeier
Stephan Scharr
Julian King
Eckehard Muench
Bernd Knöpke
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Abstract

Das Getriebe umfasst drei Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3) und sieben drehbare Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7), wobei das Sonnenrad eines ersten Planetenradsatzes (RS1) an ein Gehäuse (G) gekoppelt ist, wobei das Hohlrad eines ersten Planetenradsatzes (RS1) an das Gehäuse (G) gekoppelt ist, wobei die Antriebswelle (1) mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (RS1) verbunden und über eine erste Kupplung (15) mit einer mit dem Steg eines zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbundenen fünften Welle (5) lösbar verbindbar ist, welche über eine zweite Kupplung (25) mit der Abtriebswelle (2) lösbar verbindbar ist, wobei die Abtriebswelle (2) über eine dritte Kupplung (27) mit einer mit dem Steg eines dritten Planetenradsatzes (RS3) verbundenen siebten Welle (7) lösbar verbindbar ist und eine mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes (RS3) verbundene sechste Welle (6) über eine Bremse (06) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei eine dritte Welle (3) mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes (RS1) und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbunden und eine vierte Welle (4) mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (RS2) und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes (RS3) verbunden ist, wobei eine vierte Kupplung (47, 67) vorgesehen ist, durch deren Schließen der dritte Planetenradsatz (RS3) verblockbar ist und wobei die siebte Welle (7) mit dem Rotor einer Elektromaschine (EM) drehfest verbunden oder wirkverbunden ist.The transmission comprises three planetary gear sets (RS1, RS2, RS3) and seven rotatable shafts (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7), wherein the sun gear of a first planetary gear set (RS1) is coupled to a housing (G), wherein the ring gear of a first planetary gearset (RS1) is coupled to the housing (G), wherein the drive shaft (1) connected to the sun gear of the first planetary gear set (RS1) and via a first clutch (15) with one with the web of a second planetary gear set (RS2) connected to the fifth shaft (5) is releasably connectable, which via a second clutch (25) to the output shaft (2) is releasably connectable, wherein the output shaft (2) via a third clutch (27) with one with the web of a third planetary gear set (RS3) connected seventh shaft (7) is detachably connectable and connected to the sun gear of the third planetary gear set (RS3) sixth shaft (6) via a brake (06) to the housing (G) can be coupled, wherein a third wave (3) with the bridge of the first Planetary gear set (RS1) and the ring gear of the second planetary gear set (RS2) connected and a fourth shaft (4) with the sun gear of the second planetary gear set (RS2) and the ring gear of the third planetary gear set (RS3) is connected, wherein a fourth clutch (47, 67 ) is provided, by the closing of the third planetary gear set (RS3) is blockable and wherein the seventh shaft (7) with the rotor of an electric machine (EM) rotatably connected or operatively connected.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein lastschaltbares Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise mit integrierter Elektromaschine für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The present invention relates to a powershiftable multi-speed transmission in planetary design with integrated electric machine for a hybrid drive of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Automatgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassen nach dem Stand der Technik Planetenradsätze, die mittels Reibungs- bzw. Schaltelementen, wie etwa Kupplungen und Bremsen, geschaltet werden und üblicherweise mit einem einer Schlupfwirkung unterliegenden und wahlweise mit einer Überbrückungskupplung versehenen Anfahrelement, wie etwa einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer Strömungskupplung, verbunden sind. Automatic transmissions, particularly for motor vehicles, include, in the prior art, planetary gear sets that are switched by means of friction elements, such as clutches and brakes, and usually with a slip element and optionally a lockup clutch, such as a hydrodynamic torque converter or a fluid coupling connected.

Automatisch schaltbare Fahrzeuggetriebe in Planetenbauweise im Allgemeinen sind im Stand der Technik bereits vielfach beschrieben und unterliegen einer permanenten Weiterentwicklung und Verbesserung. So sollen diese Getriebe einen geringen Bauaufwand, insbesondere eine geringe Anzahl an Schaltelementen, erfordern und bei sequentieller Schaltweise Doppelschaltungen, d.h. ein Zu- bzw. Abschalten von zwei Schaltelementen vermeiden, so dass bei Schaltungen in definierten Ganggruppen jeweils nur ein Schaltelement gewechselt wird. Ferner soll mittels derartiger Getriebe der Spritverbrauch gesenkt werden, was einerseits durch Reduzierung der internen Getriebeverluste und andererseits durch Betreiben des Verbrennungsmotors im idealen Betriebspunkt erfolgen kann. Um den Verbrennungsmotor in seinem idealen Betriebspunkt zu betreiben, ist es insbesondere wichtig, bei einer großen Getriebespreizung kleine Gangsprünge zu realisieren, was in der Erhöhung der Anzahl der Gänge resultiert. Automatically switchable vehicle transmissions in planetary construction in general are already widely described in the prior art and are subject to permanent development and improvement. Thus, these transmissions require a low construction cost, in particular a small number of switching elements, and in the case of sequential switching, double circuits, i. avoid switching on or off of two switching elements, so that in circuits in defined gear groups only one switching element is changed. Furthermore, to be reduced by means of such transmission of fuel consumption, which can be done on the one hand by reducing the internal transmission losses and on the other hand by operating the engine at the ideal operating point. In order to operate the internal combustion engine at its ideal operating point, it is particularly important to realize small gear jumps with a large gear spread, which results in the increase of the number of gears.

Aus der DE 10 2012 212 257 A1 der Anmelderin geht ein lastschaltbares Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs hervor, mit drei gekoppelten einfachen Minus-Planetenradsätzen, mehreren Schaltelementen und mit wenigstens einer Elektromaschine, die einer Welle innerhalb des Getriebes zugeordnet ist, wobei bei einem ersten Planetenradsatz das Hohlrad mit einem gehäusefesten Bauteil verbindbar und der Planetenträger mit dem Hohlrad eines zweiten Planetenradsatzes antriebsverbunden ist, wobei bei dem zweiten Planetenradsatz der Planetenträger mit dem Hohlrad eines dritten Planetenradsatz verbunden und das Sonnenrad von einer Getriebeeingangswelle antreibbar ist und wobei bei dem dritten Planetenradsatz der Planetenträger mit einer Getriebeausgangswelle verbunden ist. Ein einfacher Minus-Planetenradsatz umfasst bekanntlich ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem Planetenräder drehbar gelagert sind, die jeweils mit Sonnenrad und Hohlrad kämmen. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg eine zum Sonnenrad entgegengesetzte Drehrichtung auf. Demgegenüber umfasst ein einfacher Plus-Planetenradsatz ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem innere und äußere Planetenräder drehbar gelagert sind, wobei alle inneren Planetenräder mit dem Sonnenrad und alle äußeren Planetenräder mit dem Hohlrad kämmen, wobei jedes innere Planetenrad mit jeweils einem äußeren Planetenrad kämmt. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg die gleiche Drehrichtung auf wie das Sonnenrad und es ergibt sich eine positive Standgetriebeübersetzung. From the DE 10 2012 212 257 A1 the assignee is a powershiftable planetary gearbox for a hybrid drive of a motor vehicle, with three coupled simple minus planetary gear sets, multiple switching elements and at least one electric machine, which is associated with a shaft within the transmission, wherein in a first planetary gear, the ring gear with a housing Component connectable and the planet carrier is drivingly connected to the ring gear of a second planetary gear, wherein in the second planetary gear set of the planet carrier connected to the ring gear of a third planetary gear and the sun gear is driven by a transmission input shaft and wherein in the third planetary gear set of the planet carrier is connected to a transmission output shaft. A simple minus planetary gear known to include a sun gear, a ring gear and a ridge on which planet gears are rotatably mounted, each meshing with the sun gear and ring gear. In this way, the ring gear at a fixed web on a sun gear opposite direction of rotation. In contrast, a simple plus planetary gear includes a sun gear, a ring gear and a web on which inner and outer planetary gears are rotatably mounted, all inner planetary gears mesh with the sun gear and all outer planetary gears with the ring gear, each inner planetary gear, each with an outer Planet wheel meshes. As a result, the ring gear has the same direction of rotation when the web is held on as the sun gear and there is a positive stationary gear ratio.

Bei dem bekannten Getriebe ist vorgesehen, dass die Schaltelemente als Klauenschaltelemente ausgeführt sein können, dass das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit dem gehäusefesten Bauteil verbunden ist, und dass das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes mit dem gehäusefesten Bauteil und mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbindbar ist. In the known transmission it is provided that the switching elements can be designed as claw switching elements, that the sun gear of the first planetary gear set is connected to the housing-fixed component, and that the sun gear of the third planetary gear set with the housing-fixed component and with the ring gear of the first planetary gear set is connectable.

Mit Hilfe der Elektromaschine erfolgt eine Zugkraftstützung bei Schaltungen im Hybridbetrieb, wobei ein elektrodynamisches Anfahren (EDA-Betrieb) ermöglicht wird. Hierbei wird über einen oder mehrere Planetenradsätze des Getriebes eine Drehzahlüberlagerung der Drehzahl des Verbrennungsmotors, der Drehzahl der Elektromaschine und der Getriebeabtriebswellendrehzahl erzielt, sodass ein Anfahren aus dem Stillstand bei laufendem Verbrennungsmotor möglich ist, wobei die Elektromaschine mit einem für den Anfahrvorgang geeigneten Gegenmoment ein Drehmoment des Verbrennungsmotors abstützt. With the help of the electric machine is a traction power in circuits in hybrid operation, with an electro-dynamic starting (EDA operation) is possible. In this case, over one or more planetary gear sets of the transmission, a speed superposition of the rotational speed of the engine, the speed of the electric machine and the transmission output shaft speed is achieved, so that starting from standstill while the internal combustion engine is possible, the electric machine with a suitable for the starting counter torque a torque of Internal combustion engine supported.

Ferner werden bei dem bekannten Getriebe die Schaltungen 2–3 und 3–4 derart ausgeführt, dass die Elektromaschine mit einer festen Übersetzung zum Abtrieb hin verbunden ist und die Zugkraft nur elektromotorisch stützt, während im Hintergrund durch den Verbrennungsmotor eine lastfreie Schaltung wie bei einem automatisierten Schaltgetriebe ausgeführt wird. Derartige, sogenannte abtriebsgestützte Schaltungen können zu einer Verminderung der Fahrleistung während der Schaltung führen, wenn der Verbrennungsmotor im Verhältnis zur Elektromaschine leistungsstärker ausgeführt ist. Further, in the known transmission, the circuits 2-3 and 3-4 are carried out such that the electric machine is connected to the output with a fixed ratio and the traction is supported only by electric motor, while in the background by the internal combustion engine, a load-free circuit as in an automated Manual transmission is executed. Such, so-called output-driven circuits can lead to a reduction in driving performance during the circuit when the internal combustion engine is designed to be more powerful in relation to the electric machine.

Zudem werden die Schaltungen 1–2 und 4–5 derart ausgeführt, dass im Rahmen einer elektrodynamischen Schaltung (EDS), auch EDA-Schaltung genannt, analog zum elektrodynamischen Anfahren über einen oder mehrere Planetenradsätze eine Drehzahlüberlagerung der Drehzahl des Verbrennungsmotors, der Drehzahl der Elektromaschine und der Getriebeabtriebswellendrehzahl erzielt wird, wobei zum Schaltungsbeginn die Drehmomente der Elektromaschine und des Verbrennungsmotors derart angepasst werden, dass das auszulegende Schaltelement lastfrei wird. Nach dem Öffnen des auszulegenden Schaltelementes erfolgt eine Drehzahlanpassung unter Erhaltung der Zugkraft, derart, dass das einzulegende Schaltelement synchron wird, wobei nach dem Schließen des einzulegenden Schaltelementes die Lastaufteilung zwischen Verbrennungsmotor und Elektromaschine je nach Hybrid-Betriebsstrategie erfolgt. Bei derartigen Schaltungen tritt keine Verminderung der Fahrleistung während der Schaltung auf, da die Fahrleistung durch den Verbrennungsmotor und die Elektromaschine aufgebracht wird. In addition, the circuits 1-2 and 4-5 are performed such that in the context of an electrodynamic circuit (EDS), also called EDA circuit, analogous to the electrodynamic approach via one or more planetary gear sets a speed superposition of the speed of the engine, the speed of the electric machine and the transmission output shaft speed is achieved, wherein at the start of the circuit, the torques of the electric machine and the Internal combustion engine can be adjusted so that the switching element to be interpreted is free of load. After opening the switching element to be interpreted, a rotational speed adjustment takes place while maintaining the tensile force, such that the switching element to be engaged is synchronized, whereby after closing the switching element to be engaged, the load distribution between the internal combustion engine and the electric machine takes place depending on the hybrid operating strategy. In such circuits, since the driving performance is applied by the engine and the electric machine, there is no reduction in running performance during the shift.

Bei dem aus der DE 10 2012 212 257 A1 bekannten Getriebe kann ein rein elektrischer Fahrbetrieb mit zwei Übersetzungen d.h. mit zwei elektromotorisch angetriebenen Gängen realisiert werden, wobei im rein elektrischen Fahrbetrieb in vorteilhafter Weise die Getriebeeingangswelle nicht mitdreht, wodurch die Notwendigkeit einer zusätzlichen Kupplung zum Trennen des Verbrennungsmotors vom Antriebsstrang entfällt. Die Gänge des rein elektrischen Fahrbetriebs werden zur Realisierung eines Rückwärtsgangs benötigt, da das Getriebe keinen mechanischen Rückwärtsgang aufweist. Hierbei kann in einem der zwei möglichen Gänge des rein elektrischen Fahrbetriebs der Verbrennungsmotor in die Gänge 2, 3 oder 4 durch Schließen jeweils eines weiteren Schaltelementes ohne Zugkraftunterbrechung hinzugeschaltet werden, wobei das Anlassen des Verbrennungsmotors beispielweise mittels eines separaten Starters erfolgen kann. In nachteiliger Weise kann jedoch der Verbrennungsmotor im anderen Gang des rein elektrischen Fahrbetriebs nur mit Zugkraftunterbrechung hinzugeschaltet werden, da die Getriebeeingangswelle in diesem Gang festgebremst wird. In the from the DE 10 2012 212 257 A1 known transmission can be realized with two translations ie two electric motor driven gears, in purely electric driving advantageously the transmission input shaft does not rotate, thereby eliminating the need for an additional clutch for separating the engine from the drive train. The gears of purely electric driving are needed to realize a reverse gear, since the transmission has no mechanical reverse gear. Here, in one of the two possible gears of the purely electric driving the engine in the gears 2, 3 or 4 can be connected by closing each another switching element without interruption of traction, wherein the starting of the internal combustion engine can be done for example by means of a separate starter. Disadvantageously, however, the internal combustion engine in the other gear of the purely electric driving operation can only be connected with traction interruption, since the transmission input shaft is braked in this gear.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem genannten Stand der Technik ein lastschaltbares Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise mit integrierter Elektromaschine für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welches mindestens sechs mechanische Vorwärtsgänge und mindestens einen Vorwärtsgang im rein elektrischen Fahrbetrieb aufweist, bei dem in allen verfügbaren Gängen im rein elektrischen Fahrbetrieb der Verbrennungsmotor in möglichst passende Gänge unter Erhaltung der Zugkraft hinzugeschaltet werden kann. Ferner sollen der Bauaufwand, die Bauteilbelastung und die Baugröße optimiert werden und zudem der Wirkungsgrad hinsichtlich der Schlepp- und Verzahnungsverluste verbessert werden. The present invention has for its object, starting from the cited prior art to provide a power shift planetary gear with integrated electric machine for a hybrid drive of a motor vehicle, which has at least six mechanical forward gears and at least one forward gear in all-electric driving, in all available Gears in purely electric driving the internal combustion engine in the most appropriate aisles can be added while maintaining the traction. Furthermore, the construction cost, the component load and the size to be optimized and also the efficiency in terms of drag and gearing losses can be improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 2 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den entsprechenden Unteransprüchen hervor. This object is achieved by the features of claims 1 and 2. Further advantages and advantageous embodiments will become apparent from the corresponding dependent claims.

Demnach wird ein erfindungsgemäßes lastschaltbares Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise mit integrierter Elektromaschine für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, welches einen Antrieb und einen Abtrieb aufweist, die in einem Gehäuse angeordnet sind. Des Weiteren sind drei Planetenradsätze, im Folgenden als erster, zweiter und dritter Planetenradsatz bezeichnet, sieben drehbare Wellen – im Folgenden als Antriebswelle, Abtriebswelle, dritte, vierte, fünfte, sechste und siebte Welle bezeichnet – sowie mindestens fünf vorzugsweise als formschlüssige Schaltelemente ausgeführte Schaltelemente vorgesehen, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb bewirkt. Accordingly, an inventive powershiftable multi-speed transmission in planetary design with integrated electric machine for a hybrid drive of a motor vehicle is proposed, which has a drive and an output, which are arranged in a housing. Furthermore, three planetary gear sets, hereinafter referred to as the first, second and third planetary gear set, seven rotatable shafts - hereinafter referred to as drive shaft, output shaft, third, fourth, fifth, sixth and seventh shaft - and at least five preferably designed as a form-locking switching elements switching elements whose selective intervention causes different ratios between the drive and the output.

Die Planetenradsätze des Getriebes sind vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze ausgebildet. The planetary gear sets of the transmission are preferably designed as negative planetary gear sets.

Gemäß der Erfindung ist das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes an ein Gehäuse des Getriebes gekoppelt, wobei die Antriebswelle mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes drehfest verbunden und über eine erste Kupplung mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbundenen fünften Welle lösbar verbindbar ist, welche über eine zweite Kupplung mit der Abtriebswelle lösbar verbindbar ist, welche über eine dritte Kupplung mit der siebten Welle lösbar verbindbar ist. Ferner ist die siebte Welle drehfest mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes verbunden, wobei die mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes drehfest verbundene sechste Welle über eine Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist. Die dritte Welle ist mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbunden, wobei die vierte Welle mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes drehfest verbunden ist. According to the invention, the ring gear of the first planetary gear set is coupled to a housing of the transmission, wherein the drive shaft rotatably connected to the sun gear of the first planetary gear set and via a first clutch to the web of the second planetary gear rotatably connected fifth shaft is detachably connected, which via a second clutch to the output shaft is detachably connectable, which is detachably connectable via a third clutch with the seventh shaft. Further, the seventh shaft is rotatably connected to the web of the third planetary gear set, wherein the rotatably connected to the sun gear of the third planetary gear sixth shaft is coupled via a brake to a housing of the transmission. The third shaft is rotatably connected to the web of the first planetary gear set and the ring gear of the second planetary gear set, wherein the fourth shaft is rotatably connected to the sun gear of the second planetary gear set and the ring gear of the third planetary gear set.

Hierbei ist die siebte Welle mit dem Rotor einer Elektromaschine verbunden oder über ein Bauteil zur Erzeugung einer konstanten Vorübersetzung, beispielsweise einen weiteren Planetenradsatz, eine Stirnradstufe oder einen Ketten- oder Riementrieb, wirkverbunden. Ferner ist eine vierte Kupplung vorgesehen, durch deren Schließen der dritte Planetenradsatz verblockbar ist, wobei die vierte Kupplung als Kupplung ausgeführt ist, welche die sechste Welle mit der siebten Welle und somit das Sonnenrad mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes lösbar verbindet oder als Kupplung ausgeführt ist, welche die vierte Welle mit der siebten Welle und somit das Hohlrad mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes lösbar verbindet. In this case, the seventh shaft is connected to the rotor of an electric machine or via a component for generating a constant pretranslation, such as another planetary gear, a spur gear or a chain or belt drive, operatively connected. Further, a fourth clutch is provided, by the closing of the third planetary gear is blockable, wherein the fourth clutch is designed as a coupling which connects the sixth shaft with the seventh shaft and thus the sun gear with the web of the third planetary gear set or designed as a clutch which releasably connects the fourth shaft to the seventh shaft and thus the ring gear to the bridge of the third planetary gear set.

Bei dieser Ausgestaltung sind sechs mechanische Vorwärtsgänge, d.h. verbrennungsmotorische Gänge, und ein Vorwärtsgang bei rein elektrischem Fahrbetrieb realisierbar, wobei die sechs erzielbaren mechanischen Vorwärtsgänge den Vorwärtsgängen 1–6 des Getriebes entsprechen. In this embodiment, six mechanical forward gears, ie internal combustion engine gears, and a forward gear in purely electric Driving operation feasible, the six achievable mechanical forward gears correspond to the forward gears 1-6 of the transmission.

Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung ist die siebte Welle über eine fünfte Kupplung mit dem Rotor der Elektromaschine drehfest verbindbar oder über ein Bauteil zur Erzeugung einer konstanten Vorübersetzung, beispielsweise einen weiteren Planetenradsatz, eine Stirnradstufe oder einen Ketten- oder Riementrieb, wirkverbindbar, wobei die vierte Welle über eine sechste Kupplung mit dem Rotor der Elektromaschine drehfest verbindbar oder über ein Bauteil zur Erzeugung einer konstanten Vorübersetzung, beispielsweise einen weiteren Planetenradsatz, eine Stirnradstufe oder einen Ketten- oder Riementrieb, wirkverbindbar ist. Durch diese Ausgestaltung ergeben sich sechs mechanische Vorwärtsgänge, d.h. verbrennungsmotorische Gänge, und zwei elektromotorisch angetriebene Vorwärtsgänge, d.h. Vorwärtsgänge bei rein elektrischem Fahrbetrieb. In a further development of the invention, the seventh shaft via a fifth clutch to the rotor of the electric machine rotatably connected or via a component for generating a constant pretranslation, such as another planetary gear, a spur gear or a chain or belt drive, operatively connected, the fourth Shaft via a sixth clutch with the rotor of the electric machine rotatably connected or via a component for generating a constant pretranslation, such as another planetary gear, a spur gear or a chain or belt drive, is operatively connected. By this configuration, six mechanical forward gears, i. internal combustion engine gears, and two electric motor driven forward gears, i. Forward gears in purely electric driving.

Um eine koaxiale Anordnung der Antriebs- und Abtriebswelle zu ermöglichen, sind die Planetenradsätze axial betrachtet antriebsseitig in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb des Verbrennungsmotors, welcher mit dem Getriebe verbindbar ist, in der Reihenfolge erster Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz, dritter Planetenradsatz angeordnet, wobei zum Zweck einer Front-Quer- oder Heck-Quer-Anordnung bei unveränderter Funktionsweise des Getriebes die Reihenfolge axial betrachtet dritter Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz, erster Planetenradsatz ist. In order to enable a coaxial arrangement of the drive and output shafts, the planetary gear sets are considered axially on the drive side in the direction of force flow in the train operation of the internal combustion engine, which is connectable to the transmission, arranged in the order of first planetary gear set, second planetary gear set, third planetary gear set, for the purpose of a front -Quer- or rear-transverse arrangement with unchanged operation of the transmission, the order considered axially third planetary gear set, second planetary gear set, first planetary gear is.

Gemäß der Erfindung kann im Rahmen funktionsgleicher Varianten zumindest einer der wie beschrieben als Minus-Planetenradsätze ausgeführten Planetenradsätze des Getriebes als Plus-Planetenradsatz ausgeführt sein, wenn gleichzeitig die Steg- und Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standgetriebeübersetzung im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetenradsatz um 1 erhöht wird. According to the invention, in the context of functionally identical variants, at least one of the planetary gear sets of the transmission embodied as minus planetary gear sets can be designed as a positive planetary gear set, if the web and ring gear connection are exchanged at the same time and the amount of the stationary gear ratio compared to the embodiment as a minus planetary gearset increased by 1.

Im Rahmen weiterer Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Getriebes können jeweils zwei Schaltelemente in einem Doppelschaltelement zusammengefasst werden, wenn diese Schaltelemente eine gemeinsame Welle aufweisen und nicht in einem der Gänge gleichzeitig geschalten werden müssen. In the context of further embodiments of the transmission according to the invention two switching elements can each be combined in a double switching element, if these switching elements have a common shaft and do not have to be switched simultaneously in one of the gears.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mehrstufengetriebes ergeben sich insbesondere für Personenkraftwagen geeignete Übersetzungen sowie eine erhöhte Gesamtspreizung, wodurch eine Verbesserung des Fahrkomforts und eine signifikante Verbrauchsabsenkung bewirkt werden. The inventive design of the multi-speed transmission results in particular for passenger cars suitable translations and increased overall spread, causing an improvement in ride comfort and a significant consumption reduction can be effected.

Darüber hinaus wird mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe durch eine geringe Anzahl an Schaltelementen und Planetenradsätzen der Bauaufwand erheblich reduziert. Des Weiteren ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe ein guter Wirkungsgrad in den Hauptfahrgängen bezüglich der Schlepp- und Verzahnungsverluste. In addition, the construction cost is significantly reduced with the multi-stage transmission according to the invention by a small number of switching elements and planetary gear sets. Furthermore, in the multistage transmission according to the invention, a good efficiency in the main drives with respect to the drag and gear losses.

Außerdem ist das erfindungsgemäße Getriebe derart konzipiert, dass eine Anpassbarkeit an unterschiedliche Triebstrangausgestaltungen sowohl in Kraftflussrichtung als auch in räumlicher Hinsicht ermöglicht wird. Das Getriebe kann beispielsweise in Front-Quer Bauweise oder im Rahmen eines Standardantriebs eingebaut werden. In addition, the transmission according to the invention is designed such that an adaptability to different drive train configurations is made possible both in the power flow direction as well as in space. The transmission can be installed, for example, in front-transverse design or in the context of a standard drive.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. In diesen stellen dar: The invention will be explained in more detail below by way of example with reference to the attached figures. These are:

1: eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; 1 a schematic view of a preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention;

2: ein beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß 1; 2 : an exemplary circuit diagram for a multi-step transmission according to 1 ;

3: eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; 3 a schematic view of a second preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention;

4: eine schematische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; 4 a schematic view of a further preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention;

5: ein beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß 4; 5 : an exemplary circuit diagram for a multi-step transmission according to 4 ;

6: eine schematische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; 6 a schematic view of a further preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention;

7: eine schematische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; und 7 a schematic view of a further preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention; and

8: eine schematische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; 8th a schematic view of a further preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention;

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe mit einer Antriebswelle 1, einer Abtriebswelle 2 und drei Planetenradsätzen RS1, RS2 und RS3 dargestellt, welche in einem Gehäuse G angeordnet sind. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel sind die Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgebildet. Gemäß der Erfindung kann im Rahmen funktionsgleicher Varianten zumindest einer der gemäß 1 als Minus-Planetenradsätze ausgeführten Planetenradsätze als Plus-Planetenradsatz ausgeführt sein, wenn gleichzeitig die Steg- und Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standgetriebeübersetzung im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetenradsatz um 1 erhöht wird. In 1 is an inventive multi-stage transmission with a drive shaft 1 , an output shaft 2 and three planetary gear sets RS1, RS2 and RS3, which are arranged in a housing G. At the in 1 As shown, the planetary gear sets are designed as negative planetary gear sets. According to the invention, in the context of functionally equivalent variants, at least one of the according to 1 planetary gear sets designed as negative planetary gear sets are positive Planetary gear to be executed when the web and Hohlradanbindung exchanged at the same time and the amount of the stationary gear ratio is increased by 1 compared to the version as a minus planetary gear.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Planetenradsätze RS1, RS2, RS3 axial betrachtet in Kraftflussrichtung antriebsseitig im Zugbetrieb des Verbrennungsmotors in der Reihenfolge erster Planetenradsatz RS1, zweiter Planetenradsatz RS2, dritter Planetenradsatz RS3 angeordnet, wobei eine koaxiale Anordnung der Antriebs- und Abtriebswelle ermöglicht wird. Gemäß der Erfindung sind die axiale Reihenfolge der einzelnen Planetenradsätze und die Anordnung der Schaltelemente frei wählbar, solange es die Bindbarkeit der Elemente zulässt. In the embodiment shown, the planetary gear sets RS1, RS2, RS3 are axially arranged in the power flow direction on the drive side in train operation of the internal combustion engine in the order of first planetary RS1, second planetary RS2, third planetary RS3 arranged, with a coaxial arrangement of the input and output shaft is made possible. According to the invention, the axial order of the individual planetary gear sets and the arrangement of the switching elements are freely selectable, as long as it allows the binding of the elements.

Wie aus 1 ersichtlich, sind fünf Schaltelemente, nämlich vier Kupplungen 15, 25, 27, 67 und eine Bremse 06 vorgesehen. Die räumliche Anordnung der Schaltelemente kann beliebig sein und wird nur durch die Abmessungen und die äußere Formgebung begrenzt. Die Schaltelemente des Getriebes sind vorzugsweise als formschlüssige Schaltelemente, beispielsweise als Klauenschaltelemente oder Synchronisierungen, ausgeführt, einzelne oder sämtliche Schaltelemente können jedoch im Rahmen weiterer Ausgestaltungen als Reibschaltelemente bzw. Lamellenschaltelemente ausgeführt sein. How out 1 can be seen, five switching elements, namely four couplings 15 . 25 . 27 . 67 and a brake 06 intended. The spatial arrangement of the switching elements can be arbitrary and is limited only by the dimensions and the external shape. The switching elements of the transmission are preferably designed as form-locking switching elements, for example as claw switching elements or synchronizers, but individual or all switching elements can be embodied as friction switching elements or lamellar switching elements within the scope of further embodiments.

Mit diesen Schaltelementen ist ein selektives Schalten von sechs mechanischen, d.h. verbrennungsmotorischen Vorwärtsgängen realisierbar. Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe weist insgesamt sieben drehbare Wellen auf, die im Folgenden als Antriebswelle, Abtriebswelle, dritte, vierte, fünfte, sechste und siebte Welle bezeichnet werden, wobei die Antriebswelle die erste Welle 1 und die Abtriebswelle die zweite Welle 2 des Getriebes bilden. With these switching elements a selective switching of six mechanical, ie internal combustion engine forward gears can be realized. The multi-speed transmission according to the invention has a total of seven rotatable shafts, which are referred to below as the drive shaft, output shaft, third, fourth, fifth, sixth and seventh shaft, wherein the drive shaft, the first shaft 1 and the output shaft, the second shaft 2 of the transmission.

Erfindungsgemäß ist bei dem Mehrstufengetriebe gemäß 1 vorgesehen, dass das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 an ein Gehäuse G des Getriebes gekoppelt ist (Welle 0), wobei die Antriebswelle 1 mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 drehfest verbunden und über eine erste Kupplung 15 mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes RS2 drehfest verbundenen fünften Welle 5 lösbar verbindbar ist, die über eine zweite Kupplung 25 mit der Abtriebswelle 2 des Getriebes lösbar verbindbar ist. Die Abtriebswelle 2 ist über eine dritte Kupplung 27 mit der mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes RS3 drehfest verbundenen siebten Welle 7 lösbar verbindbar, wobei die mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes RS3 drehfest verbundene sechste Welle 6 über die Bremse 06 an das Gehäuse G ankoppelbar ist. According to the invention in the multi-stage transmission according to 1 provided that the ring gear of the first planetary gear set RS1 is coupled to a housing G of the transmission (shaft 0 ), the drive shaft 1 rotatably connected to the sun gear of the first planetary gear set RS1 and a first clutch 15 with the fifth shaft rotatably connected to the web of the second planetary gearset RS2 5 is detachably connectable, via a second clutch 25 with the output shaft 2 the transmission is detachably connectable. The output shaft 2 is via a third clutch 27 with the seventh shaft rotatably connected to the web of the third planetary gearset RS3 7 detachably connectable, wherein the rotatably connected to the sun gear of the third planetary gearset RS3 sixth shaft 6 over the brake 06 can be coupled to the housing G.

Bezugnehmend auf 1 ist die dritte Welle 3 mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes RS1 und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 drehfest verbunden, wobei die vierte Welle 4 mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes RS3 drehfest verbunden ist. Ferner ist eine vierte Kupplung vorgesehen, durch deren Schließen der dritte Planetenradsatz RS3 verblockbar ist, welche bei dem in 1 gezeigten Beispiel als Kupplung 67 ausgeführt ist, welche die sechste Welle 6 mit der siebten Welle 7 und somit das Sonnenrad mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes RS3 lösbar verbindet. Referring to 1 is the third wave 3 rotatably connected to the web of the first planetary gearset RS1 and the ring gear of the second planetary gear set RS2, wherein the fourth wave 4 is rotatably connected to the sun gear of the second planetary gearset RS2 and the ring gear of the third planetary gearset RS3. Furthermore, a fourth clutch is provided by the closing of the third planetary gearset RS3 is blocked, which in the in 1 shown example as a coupling 67 which is the sixth wave 6 with the seventh wave 7 and thus the sun gear with the bridge of the third planetary gearset RS3 releasably connects.

Bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist die siebte Welle 7 des Getriebes mit dem Rotor einer Elektromaschine EM drehfest verbunden. Alternativ kann die siebte Welle 7 mit der Elektromaschine EM über ein Bauteil zur Erzeugung einer konstanten Vorübersetzung, beispielsweise einen weiteren Planetenradsatz, wirkverbunden sein, wodurch eine vorteilhafte Auslegung der Elektromaschine EM hinsichtlich der Drehzahlen und des Drehmomentes erzielt werden kann. Beispielsweise können durch die Wahl einer geeigneten Übersetzung des Bauteils zur Erzeugung einer konstanten Vorübersetzung die Drehzahlen der Elektromaschine EM erhöht und das Drehmoment verringert werden. Ferner kann die siebte Welle 7 zur Realisierung einer achsparallelen, seitlichen Anordnung der Elektromaschine EM mit dem Rotor der Elektromaschine EM über eine Stirnradstufe oder einen Ketten- oder Riementrieb wirkverbunden sein. At the in 1 example shown is the seventh wave 7 the transmission with the rotor of an electric machine EM rotatably connected. Alternatively, the seventh wave 7 be operatively connected to the electric machine EM via a component for generating a constant pretranslation, for example a further planetary gear set, whereby an advantageous design of the electric machine EM with respect to the rotational speeds and the torque can be achieved. For example, can be increased by the choice of a suitable translation of the component to produce a constant pretranslation, the rotational speeds of the electric motor EM and the torque can be reduced. Furthermore, the seventh wave 7 to be operatively connected to the rotor of the electric machine EM via a spur gear or a chain or belt drive to realize an axially parallel, lateral arrangement of the electric machine EM.

In 2 ist ein beispielhaftes Schaltschema eines Mehrstufengetriebes gemäß 1 dargestellt. Das Mehrstufengetriebe weist sechs mechanische Vorwärtsgänge auf, die bei dem gezeigten Beispiel die Vorwärtsgänge 1–6 des Getriebes bilden. Für jeden mechanischen Vorwärtsgang werden drei Schaltelemente geschlossen. Aus 2 wird ersichtlich, dass bei sequentieller Schaltweise der mechanischen Vorwärtsgänge jeweils nur ein Schaltelement zugeschaltet und ein Schaltelement abgeschaltet werden muss, da zwei benachbarte Gangstufen zwei Schaltelemente gemeinsam benutzen. Ferner weist das Getriebe einen elektromotorisch angetriebenen Vorwärtsgang auf, der mit E bezeichnet ist. In 2 is an exemplary circuit diagram of a multi-speed transmission according to 1 shown. The multistage transmission has six forward mechanical gears which, in the example shown, constitute the forward gears 1-6 of the transmission. For each mechanical forward gear three switching elements are closed. Out 2 It will be seen that in sequential shifting of the mechanical forward gears only one switching element and a switching element must be switched off, since two adjacent gear stages share two switching elements together. Furthermore, the transmission has an electric motor-driven forward gear, which is denoted by E.

Der erste Vorwärtsgang des Getriebes ergibt sich durch Schließen der Bremse 06 und der zweiten und vierten Kupplung 25, 67, der zweite Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten, dritten und vierten Kupplung 25, 27, 67, der dritte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse 06 und der zweiten und dritten Kupplung 25, 27, der vierte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten, zweiten und dritten Kupplung 15, 25, 27, der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse 06 und der ersten und dritten Kupplung 15, 27 und der sechste Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen der ersten, dritten und vierten Kupplung 15, 27, 67. Zur Realisierung zumindest eines Rückwärtsgangs wird der Gang des rein elektrischen Fahrbetriebs bei Drehrichtungsumkehr der Elektromaschine EM geschaltet. Gemäß der Erfindung ergeben sich auch bei gleichem Getriebeschema je nach Schaltlogik unterschiedliche Gangsprünge, so dass eine anwendungs- bzw. fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird. The first forward gear of the transmission is obtained by closing the brake 06 and the second and fourth clutches 25 . 67 , the second forward speed by closing the second, third and fourth clutch 25 . 27 . 67 , the third forward speed by closing the brake 06 and the second and third clutches 25 . 27 , the fourth forward gear by closing the first, second and third clutch 15 . 25 . 27 , the fifth forward speed by closing the brake 06 and the first and third clutches 15 . 27 and the sixth forward speed is achieved by closing the first, third and fourth clutch 15 . 27 . 67 , To realize at least one Reverse gear, the gear of the purely electric driving operation is switched at reversing the direction of the electric machine EM. According to the invention, even with the same transmission scheme depending on the switching logic different gear jumps, so that an application or vehicle-specific variation is possible.

Der elektromotorisch angetriebene Vorwärtsgang E ergibt sich durch Schließen der dritten Kupplung 27 und der Bremse 06. In diesem Gang ist ein Hinzuschalten des Verbrennungsmotors unter Erhaltung der Zugkraft in den dritten Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Kupplung 25 und in den fünften Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Kupplung 15 durchführbar. The electric motor driven forward gear E results by closing the third clutch 27 and the brake 06 , In this gear is an addition of the internal combustion engine while maintaining the traction in the third forward gear by closing the second clutch 25 and in the fifth forward speed by closing the first clutch 15 feasible.

In vorteilhafter Weise können die Schaltungen vom zweiten in den dritten, vom dritten in den vierten, vom vierten in den fünften und vom fünften in den sechsten Vorwärtsgang bei geschlossener dritter Kupplung 27 abtriebsgestützt durch die Elektromaschine EM lastschaltbar erfolgen, wobei die Elektromaschine die Zugkraft elektromotorisch stützt, während im Hintergrund durch den Verbrennungsmotor eine lastfreie Schaltung wie bei einem automatisierten Schaltgetriebe ausgeführt wird. Die Schaltung vom ersten in den zweiten Vorwärtsgang kann bei geschlossener zweiter Kupplung 25 als elektrodynamische Schaltung (EDS) ausgeführt werden, wobei über einen oder mehrere Planetenradsätze des Getriebes eine Drehzahlüberlagerung der Drehzahl des Verbrennungsmotors, der Drehzahl der Elektromaschine und der Getriebeabtriebswellendrehzahl erzielt wird, wobei zum Schaltungsbeginn die Drehmomente der Elektromaschine und des Verbrennungsmotors derart angepasst werden, dass das auszulegende Schaltelement lastfrei wird und nach dem Öffnen des auszulegenden Schaltelementes eine Drehzahlanpassung unter Erhaltung der Zugkraft erfolgt, derart, dass das einzulegende Schaltelement synchron wird, wobei nach dem Schließen des einzulegenden Schaltelementes die Lastaufteilung zwischen Verbrennungsmotor und Elektromaschine je nach Hybrid-Betriebsstrategie erfolgt. Advantageously, the circuits from the second to the third, from the third to the fourth, from the fourth to the fifth and from the fifth to the sixth forward gear with the third clutch closed 27 driven by the electric machine EM load switchable, wherein the electric machine supports the traction electromotive, while in the background by the internal combustion engine, a no-load circuit is executed as in an automated manual transmission. The circuit from the first to the second forward gear can be closed with the second clutch 25 be carried out as electrodynamic circuit (EDS), wherein via one or more planetary gear sets of the transmission, a speed superposition of the rotational speed of the internal combustion engine, the rotational speed of the electric machine and the transmission output shaft speed is achieved, wherein at the beginning of the circuit, the torques of the electric machine and the internal combustion engine are adjusted so that the be interpreted switching element load and after opening the auszustegenden switching element speed adjustment while maintaining the tensile force, such that the switching element to be engaged is synchronized, wherein after closing the switching element to be loaded, the load sharing between the engine and electric machine depending on the hybrid operating strategy.

Bei dem in 1 gezeigten Getriebe ist ein EDA-Anfahren möglich, wobei zu diesem Zweck die zweite Kupplung 25 geschlossen wird, wodurch eine EDA-Verschaltung erzielt wird. Wenn gleichzeitig auch die vierte Kupplung 67 geschlossen wird, kann der EDA-Betrieb durch Schließen der Bremse 06 durch Schalten in den ersten Vorwärtsgang oder durch Schließen der dritten Kupplung 27 durch Schalten in den zweiten Vorwärtsgang beendet werden. At the in 1 shown gear EDA startup is possible, for which purpose the second clutch 25 is closed, whereby an EDA interconnection is achieved. If at the same time the fourth clutch 67 closed, the EDA operation can by closing the brake 06 by switching to the first forward speed or by closing the third clutch 27 be stopped by switching to the second forward speed.

Das in 3 gezeigte funktionsgleiche Beispiel unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 dadurch, dass die vierte Kupplung als Kupplung 47 ausgeführt ist, welche die vierte Welle 4 mit der siebten Welle 7 und somit das Hohlrad mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes RS3 lösbar verbindet. This in 3 The functionally identical example shown differs from the embodiment according to FIG 1 in that the fourth clutch as a clutch 47 which is the fourth wave 4 with the seventh wave 7 and thus the ring gear with the web of the third planetary gear set RS3 releasably connects.

Das dieser Ausgestaltung entsprechende Schaltschema entspricht dem Schaltschema nach 2, mit dem Unterschied, dass die Funktionalität der vierten Kupplung 67 des Getriebes gemäß 1 durch die Funktionalität der funktionsgleichen Alternative für die vierte Kupplung ersetzt wird. Analog dazu wird beim EDA-Betrieb zum Zweck des Schaltens in den ersten oder zweiten Vorwärtsgang die Funktionalität der vierten Kupplung 67 des Getriebes gemäß 1 durch die Funktionalität der funktionsgleichen Alternative, nämlich der vierten Kupplung 47, welche die vierte Welle 4 mit der siebten Welle 7 lösbar verbindet, ersetzt. The circuit diagram corresponding to this embodiment corresponds to the circuit diagram 2 , with the difference that the functionality of the fourth clutch 67 of the transmission according to 1 is replaced by the functionality of the functionally identical alternative for the fourth clutch. Similarly, in EDA operation for the purpose of shifting to the first or second forward speed, the functionality of the fourth clutch 67 of the transmission according to 1 by the functionality of the functionally equivalent alternative, namely the fourth clutch 47 , which is the fourth wave 4 with the seventh wave 7 releasably connects, replaces.

Gemäß weiterer funktionsgleicher Ausgestaltungen der Erfindung können ausgehend von den beschriebenen Ausführungsformen die Planetenradsätze axial betrachtet in Kraftflussrichtung antriebsseitig im Zugbetrieb des Verbrennungsmotors in der Reihenfolge dritter Planetenradsatz RS3, zweiter Planetenradsatz RS2, erster Planetenradsatz RS1 angeordnet sein, wodurch eine Front-Quer- oder Heck-Quer-Anordnung des Getriebes ermöglicht wird. According to further identical embodiments of the invention, starting from the described embodiments, the planetary gear sets can be axially arranged in the direction of power flow on the drive side in train operation of the internal combustion engine in the order third planetary RS3, second planetary RS2, first planetary RS1, whereby a front transverse or rear cross Arrangement of the transmission is made possible.

Gegenstand der 4 ist eine Weiterbildung des in 1 gezeigten Getriebes, bei der bei sonst unverändertem Getriebeaufbau die permanente Verbindung der siebten Welle 7 mit der Elektromaschine EM entfällt. Hierbei ist die Elektromaschine EM wahlweise mit der vierten oder der siebten Welle 4, 7 verbindbar oder wirkverbindbar. Die siebte Welle 7 ist, wie anhand 4 veranschaulicht, über eine vorzugsweise als formschlüssiges Schaltelement ausgeführte fünfte Kupplung A mit dem Rotor der Elektromaschine EM drehfest verbindbar. Ferner ist bei dem gezeigten Beispiel die vierte Welle 4 über eine vorzugsweise als formschlüssiges Schaltelement ausgeführte sechste Kupplung B mit dem Rotor der Elektromaschine EM drehfest verbindbar. Im Rahmen weiterer Ausgestaltungen können die siebte Welle 7 und die vierte Welle 4 mit der Elektromaschine EM über die fünfte bzw. sechste Kupplung A, B und ein Bauteil zur Erzeugung einer konstanten Vorübersetzung, beispielsweise über einen weiteren Planetenradsatz, wirkverbindbar sein, wodurch eine vorteilhafte Auslegung der Elektromaschine EM hinsichtlich der Drehzahlen und des Drehmomentes erzielt werden kann. Beispielsweise können durch die Wahl einer geeigneten Übersetzung der Bauteile zur Erzeugung einer konstanten Vorübersetzung die Drehzahlen der Elektromaschine EM erhöht und das Drehmoment verringert werden. Subject of the 4 is a further education of in 1 shown gear, in otherwise unchanged gear structure, the permanent connection of the seventh shaft 7 with the electric machine EM deleted. Here, the electric machine EM is optional with the fourth or the seventh wave 4 . 7 connectable or operatively connectable. The seventh wave 7 is how based 4 illustrates, via a preferably designed as a form-locking switching element fifth clutch A rotatably connected to the rotor of the electric machine EM. Further, in the example shown, the fourth wave 4 via a preferably designed as a form-locking switching element sixth clutch B rotatably connected to the rotor of the electric machine EM. In further embodiments, the seventh wave 7 and the fourth wave 4 with the electric machine EM via the fifth and sixth clutch A, B and a component for generating a constant Vorübersetzung, for example via another planetary gear, be operatively connected, whereby an advantageous design of the electric machine EM with respect to the speeds and torque can be achieved. For example, can be increased by the choice of a suitable translation of the components to produce a constant pretranslation, the rotational speeds of the electric motor EM and the torque can be reduced.

Erfindungsgemäß können die fünfte und sechste Kupplung A, B zur Anbindung der siebten und vierten Welle 7, 4 an die Elektromaschine EM in einem Doppelschaltelement mit einem gemeinsamen Aktuator zusammengefasst werden. According to the invention, the fifth and sixth clutch A, B for connecting the seventh and fourth shaft 7 . 4 to the electric machine EM in a dual switching element are combined with a common actuator.

Die siebte Welle 7 und die vierte Welle 4 können im Rahmen weiterer Ausführungsformen zur Realisierung einer achsparallelen, seitlichen Anordnung der Elektromaschine EM mit dem Rotor der Elektromaschine EM über die fünfte und sechste Kupplung A, B und eine Stirnradstufe oder einen Ketten- oder Riementrieb lösbar wirkverbindbar sein. The seventh wave 7 and the fourth wave 4 may be releasably operatively connected in the context of further embodiments for realizing an axially parallel, lateral arrangement of the electric machine EM with the rotor of the electric machine EM via the fifth and sixth clutch A, B and a spur gear or a chain or belt drive.

Durch die Ausgestaltung gemäß 4 ergibt sich im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß 1 ein zusätzlicher elektromotorisch angetriebener Vorwärtsgang, wie dem Schaltschema gemäß 5 zu entnehmen ist, welches sich vom Schaltschema nach 2 lediglich durch den zusätzlichen elektromotorisch angetriebenen Vorwärtsgang E1 unterscheidet. Der zusätzliche Vorwärtsgang dient als erster elektromotorisch angetriebener Vorwärtsgang und ergibt sich durch Schließen der Bremse 06, der dritten Kupplung 27 und der sechsten Kupplung B, durch deren Schließen die Elektromaschine EM mit der vierten Welle 4 verbunden wird, wobei in diesem Gang ein Hinzuschalten des Verbrennungsmotors unter Erhaltung der Zugkraft in den dritten Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Kupplung 25 und in den fünften Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Kupplung 15 durchgeführt werden kann. Der zweite elektromotorische Vorwärtsgang E2 entspricht dem Gang E im Schaltschema gemäß 2 und ergibt sich durch die Verbindung der Elektromaschine EM mit der siebten Welle 7 bei geschlossener fünfter Kupplung A durch Schließen der dritten Kupplung 27 und der Bremse 06. Due to the embodiment according to 4 results in comparison to the embodiment according to 1 an additional electric motor driven forward gear, as the circuit diagram according to 5 can be seen, which differs from the circuit diagram 2 only differs by the additional electric motor driven forward gear E1. The additional forward gear serves as the first electric motor driven forward gear and results by closing the brake 06 , the third clutch 27 and the sixth clutch B, by closing the electric machine EM with the fourth shaft 4 connected in this gear, an addition of the internal combustion engine while maintaining the tensile force in the third forward gear by closing the second clutch 25 and in the fifth forward speed by closing the first clutch 15 can be carried out. The second electric motor forward gear E2 corresponds to the gear E in the circuit diagram according to 2 and results from the connection of the electric machine EM with the seventh shaft 7 with the fifth clutch A closed by closing the third clutch 27 and the brake 06 ,

Analog zu der Ausführungsform gemäß 1 können die Schaltungen vom zweiten in den dritten, vom dritten in den vierten, vom vierten in den fünften und vom fünften in den sechsten Vorwärtsgang abtriebsgestützt durch die Elektromaschine EM bei geschlossener fünfter Kupplung A und dritter Kupplung 27 lastschaltbar erfolgen, wobei die Elektromaschine EM bei geschlossener fünfter Kupplung A die Zugkraft elektromotorisch stützt, während im Hintergrund durch den Verbrennungsmotor eine lastfreie Schaltung wie bei einem automatisierten Schaltgetriebe ausgeführt wird. Die Schaltung vom ersten in den zweiten Vorwärtsgang kann bei geschlossener zweiter Kupplung 25 und fünfter oder sechster Kupplung A, B als elektrodynamische Schaltung (EDS) ausgeführt werden. Analogous to the embodiment according to FIG 1 For example, the circuits may be output-driven by the electric machine EM with the fifth clutch A and third clutch closed, from second to third, third to fourth, fourth to fifth, and fifth to sixth forward gears 27 Lastschaltbar done, the electric machine EM with closed fifth clutch A, the tensile force is based on electric motor, while running in the background by the engine, a no-load circuit as an automated manual transmission. The circuit from the first to the second forward gear can be closed with the second clutch 25 and fifth or sixth clutch A, B are performed as electrodynamic circuit (EDS).

Durch Schließen der sechsten Kupplung B, d.h. bei mit der vierten Welle 4 verbundener Elektromaschine EM, können zudem in vorteilhafter Weise die Schaltungen vom zweiten in den dritten Vorwärtsgang und vom dritten in den vierten Vorwärtsgang bei geschlossener zweiter Kupplung 25 als Lastschaltungen, nämlich als elektrodynamische Schaltungen (EDS), ausgeführt werden. By closing the sixth clutch B, ie at the fourth shaft 4 connected electric machine EM, can also advantageously the circuits from the second to the third forward gear and the third to the fourth forward gear with the second clutch closed 25 as load circuits, namely as electrodynamic circuits (EDS) are executed.

Analog zum in 1 gezeigten Getriebe ist bei dem Getriebe gemäß 4 ein EDA-Anfahren möglich, wobei zu diesem Zweck bei geschlossener fünfter Kupplung A die zweite Kupplung 25 geschlossen wird, wodurch eine EDA-Verschaltung erzielt wird. Wenn gleichzeitig auch die vierte Kupplung 67 geschlossen wird, kann der EDA-Betrieb durch Schließen der Bremse 06 durch Schalten in den ersten Vorwärtsgang oder durch Schließen der dritten Kupplung 27 durch Schalten in den zweiten Vorwärtsgang beendet werden. Analogous to in 1 shown gear is in the transmission according to 4 an EDA starting possible, for which purpose, when the fifth clutch A is closed, the second clutch 25 is closed, whereby an EDA interconnection is achieved. If at the same time the fourth clutch 67 closed, the EDA operation can by closing the brake 06 by switching to the first forward speed or by closing the third clutch 27 be stopped by switching to the second forward speed.

Das in 6 gezeigte Getriebe unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß 4 bei unveränderter Funktionsweise dadurch, dass die vierte Kupplung, durch deren Schließen der dritte Planetenradsatz RS3 verblockbar ist, als Kupplung 47 ausgeführt ist, welche die vierte Welle 4 mit der siebten Welle 7 und somit das Hohlrad mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes RS3 lösbar verbindet. Das dieser Ausführungsform entsprechende Schaltschema entspricht dem Schaltschema gemäß 5, mit dem Unterschied, dass die Funktionalität der vierten Kupplung 67 des Getriebes gemäß 4 durch die Funktionalität der beschriebenen funktionsgleichen Alternative für die vierte Kupplung zum Verblocken des dritten Planetenradsatzes RS3 ersetzt wird. Analog dazu wird beim EDA-Betrieb zum Zweck des Schaltens in den ersten oder zweiten Vorwärtsgang die Funktionalität der vierten Kupplung 67 des Getriebes gemäß 1 durch die Funktionalität der funktionsgleichen Alternative, welche die vierte Welle 4 mit der siebten Welle 7 lösbar verbindet, ersetzt. This in 6 shown transmission differs from the embodiment according to 4 with unchanged operation in that the fourth clutch, by the closing of the third planetary gearset RS3 is blocked, as a clutch 47 which is the fourth wave 4 with the seventh wave 7 and thus the ring gear with the web of the third planetary gear set RS3 releasably connects. The circuit diagram corresponding to this embodiment corresponds to the circuit diagram according to FIG 5 , with the difference that the functionality of the fourth clutch 67 of the transmission according to 4 is replaced by the functionality of the described functionally identical alternative for the fourth clutch for blocking the third planetary gearset RS3. Similarly, in EDA operation for the purpose of shifting to the first or second forward speed, the functionality of the fourth clutch 67 of the transmission according to 1 through the functionality of the functionally equivalent alternative, which is the fourth wave 4 with the seventh wave 7 releasably connects, replaces.

In 7 und 8 sind funktionsgleiche Ausführungsformen des Getriebes nach 4 dargestellt, die den Ausführungsformen gemäß 4 bzw. 6 entsprechen und sich lediglich dadurch unterscheiden, dass die Planetenradsätze axial betrachtet in Kraftflussrichtung antriebsseitig im Zugbetrieb des Verbrennungsmotors in der Reihenfolge dritter Planetenradsatz RS3, zweiter Planetenradsatz RS2, erster Planetenradsatz RS1 angeordnet sind, wodurch eine Front-Quer- oder Heck-Quer-Anordnung des Getriebes ermöglicht wird. In 7 and 8th are functionally identical embodiments of the transmission according to 4 illustrated in accordance with the embodiments 4 respectively. 6 correspond and differ only in that the planetary gear sets are axially arranged in the direction of power flow on the drive side in the train operation of the internal combustion engine in the order third planetary RS3, second planetary RS2, first planetary RS1, whereby a front-transverse or rear-transverse arrangement of the transmission is possible.

Wie bereits ausgeführt, kann zumindest einer der bei den gezeigten Beispielen als Minus-Planetenradsätze ausgeführten Planetenradsätze des Getriebes als Plus-Planetenradsatz ausgeführt sein, wenn gleichzeitig die Steg- und Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standgetriebeübersetzung im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetenradsatz um 1 erhöht wird. Beispielsweise kann bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 der zweite Planetenradsatz RS2 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt sein, wenn bei sonst unverändertem Getriebeaufbau die dritte Welle 3 mit dem Steg und die fünfte Welle 5 mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 drehfest verbunden sind. Um die gleichen Übersetzungen wie bei der Ausführung gemäß 1 bei sonst unverändertem Getriebeaufbau zu erzielen, wird der Betrag der Standgetriebeübersetzung des zweiten Planetenradsatzes RS2 im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetenradsatz um 1 erhöht. As already stated, at least one of the planetary gear sets of the transmission designed as minus planetary gear sets in the examples shown can be designed as a plus planetary gear set, if the web and ring gear connection are exchanged at the same time and the amount of the stationary gear ratio compared to the embodiment as a minus planetary gear set 1 is increased. For example, in the embodiment according to 1 the second planetary gearset RS2 be designed as a plus planetary gear set, if otherwise unchanged Transmission construction the third wave 3 with the bridge and the fifth wave 5 are rotatably connected to the ring gear of the second planetary gearset RS2. To the same translations as in the execution according to 1 to achieve otherwise unchanged gear assembly, the amount of stationary gear ratio of the second planetary gear set RS2 is increased by 1 compared to the design as a minus planetary gear set.

Erfindungsgemäß ist es ferner optional möglich, an jeder geeigneten Stelle des Mehrstufengetriebes zusätzliche Freiläufe vorzusehen, beispielsweise zwischen einer Welle und dem Gehäuse oder um zwei Wellen gegebenenfalls zu verbinden. According to the invention, it is also optionally possible to provide additional freewheels at any suitable location of the multi-speed transmission, for example between a shaft and the housing or, if necessary, to connect two shafts.

Auf der Antriebsseite oder auf der Abtriebsseite können ein Achsdifferential und/oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden. On the drive side or on the output side, an axle differential and / or a distributor differential can be arranged.

Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe ermöglicht außerdem die Anordnung eines Torsionsschwingungsdämpfers zwischen Antriebsmotor und Getriebe. The multistage transmission according to the invention also allows the arrangement of a torsional vibration damper between the drive motor and transmission.

Im Rahmen einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 2, eine verschleißfreie Bremse, wie z.B. ein hydraulischer oder elektrischer Retarder oder dergleichen, angeordnet sein, was insbesondere für den Einsatz in Nutzkraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung ist. Des Weiteren kann zum Antrieb von zusätzlichen Aggregaten auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 2, ein Nebenabtrieb vorgesehen sein. In the context of a further, not shown embodiment of the invention can on each shaft, preferably on the drive shaft 1 or the output shaft 2 , a wear-free brake, such as a hydraulic or electric retarder or the like, be arranged, which is particularly important for use in commercial vehicles of particular importance. Furthermore, for driving additional units on each shaft, preferably on the drive shaft 1 or the output shaft 2 be provided a power take-off.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

0 0
Welle wave
1 1
erste Welle, Antriebswelle first shaft, drive shaft
2 2
zweite Welle, Abtriebswelle second shaft, output shaft
3 3
dritte Welle third wave
4 4
vierte Welle fourth wave
5 5
fünfte Welle fifth wave
6 6
sechste Welle sixth wave
7 7
siebte Welle seventh wave
06 06
Bremse brake
15 15
erste Kupplung first clutch
25 25
zweite Kupplung second clutch
27 27
dritte Kupplung third clutch
47 47
vierte Kupplung fourth clutch
67 67
vierte Kupplung fourth clutch
A A
fünfte Kupplung fifth clutch
B B
sechste Kupplung sixth clutch
EM EM
Elektromaschine electric machine
G G
Gehäuse casing
RS1 RS1
erster Planetenradsatz first planetary gear set
RS2 RS2
zweiter Planetenradsatz second planetary gear set
RS3 RS3
dritter Planetenradsatz third planetary gear set

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012212257 A1 [0004, 0009] DE 102012212257 A1 [0004, 0009]

Claims (10)

Lastschaltbares Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise mit integrierter Elektromaschine (EM) für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Antriebswelle (1), eine Abtriebswelle (2) und drei Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3), welche in einem Gehäuse (G) angeordnet sind, sieben drehbare Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) sowie Schaltelemente (06, 15, 25, 27, 47, 67), deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) bewirkt, wobei das Hohlrad eines ersten Planetenradsatzes (RS1) an das Gehäuse (G) gekoppelt ist, wobei die Antriebswelle (1) mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (RS1) drehfest verbunden und über eine erste Kupplung (15) mit einer mit dem Steg eines zweiten Planetenradsatzes (RS2) drehfest verbundenen fünften Welle (5) lösbar verbindbar ist, welche über eine zweite Kupplung (25) mit der Abtriebswelle (2) lösbar verbindbar ist, wobei die Abtriebswelle (2) über eine dritte Kupplung (27) mit einer mit dem Steg eines dritten Planetenradsatzes (RS3) drehfest verbundenen siebten Welle (7) lösbar verbindbar ist und eine mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes (RS3) drehfest verbundene sechste Welle (6) über eine Bremse (06) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei eine dritte Welle (3) mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes (RS1) und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (RS2) drehfest verbunden und eine vierte Welle (4) mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (RS2) und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes (RS3) drehfest verbunden ist, wobei eine vierte Kupplung (47, 67) vorgesehen ist, durch deren Schließen der dritte Planetenradsatz (RS3) verblockbar ist und wobei die siebte Welle (7) mit dem Rotor einer Elektromaschine (EM) drehfest verbunden oder wirkverbunden ist. Powershiftable multi-speed transmission in planetary design with integrated electric machine (EM) for a hybrid drive of a motor vehicle, comprising a drive shaft ( 1 ), an output shaft ( 2 ) and three planetary gear sets (RS1, RS2, RS3), which are arranged in a housing (G), seven rotatable shafts ( 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 ) as well as switching elements ( 06 . 15 . 25 . 27 . 47 . 67 ), whose selective engagement different transmission ratios between the drive shaft ( 1 ) and the output shaft ( 2 ), wherein the ring gear of a first planetary gear set (RS1) is coupled to the housing (G), wherein the drive shaft ( 1 ) rotatably connected to the sun gear of the first planetary gear set (RS1) and via a first clutch ( 15 ) with a with the web of a second planetary gear set (RS2) rotatably connected fifth wave ( 5 ) is detachably connectable, which via a second coupling ( 25 ) with the output shaft ( 2 ) is detachably connectable, wherein the output shaft ( 2 ) via a third clutch ( 27 ) with a with the web of a third planetary gear set (RS3) rotatably connected seventh wave ( 7 ) is detachably connectable and connected to the sun gear of the third planetary gear set (RS3) rotatably connected sixth shaft ( 6 ) via a brake ( 06 ) is connectable to the housing (G), wherein a third wave ( 3 ) rotatably connected to the web of the first planetary gear set (RS1) and the ring gear of the second planetary gear set (RS2) and a fourth wave ( 4 ) is rotatably connected to the sun gear of the second planetary gear set (RS2) and the ring gear of the third planetary gear set (RS3), wherein a fourth clutch ( 47 . 67 ) is provided, by the closing of the third planetary gear set (RS3) is blockable and wherein the seventh wave ( 7 ) is rotatably connected to the rotor of an electric machine (EM) or operatively connected. Lastschaltbares Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise mit integrierter Elektromaschine (EM) für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Antriebswelle (1), eine Abtriebswelle (2) und drei Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3), welche in einem Gehäuse (G) angeordnet sind, sieben drehbare Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) sowie Schaltelemente (06, 15, 25, 27, 47, 67), deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) bewirkt, wobei das Hohlrad eines ersten Planetenradsatzes (RS1) an ein Gehäuse (G) gekoppelt ist, wobei die Antriebswelle (1) mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (RS1) drehfest verbunden und über eine erste Kupplung (15) mit einer mit dem Steg eines zweiten Planetenradsatzes (RS2) drehfest verbundenen fünften Welle (5) lösbar verbindbar ist, welche über eine zweite Kupplung (25) mit der Abtriebswelle (2) lösbar verbindbar ist, wobei die Abtriebswelle (2) über eine dritte Kupplung (27) mit einer mit dem Steg eines dritten Planetenradsatzes (RS3) drehfest verbundenen siebten Welle (7) lösbar verbindbar ist und eine mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes (RS3) drehfest verbundene sechste Welle (6) über eine Bremse (06) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei eine dritte Welle (3) mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes (RS1) und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (RS2) drehfest verbunden und eine vierte Welle (4) mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (RS2) und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes (RS3) drehfest verbunden ist, wobei eine vierte Kupplung (47, 67) vorgesehen ist, durch deren Schließen der dritte Planetenradsatz (RS3) verblockbar ist und wobei die siebte Welle (7) über eine fünfte Kupplung (A) mit dem Rotor einer Elektromaschine (EM) drehfest verbindbar oder wirkverbindbar ist und die vierte Welle (4) über eine sechste Kupplung (B) mit dem Rotor der Elektromaschine (EM) drehfest verbindbar oder wirkverbindbar ist. Powershiftable multi-speed transmission in planetary design with integrated electric machine (EM) for a hybrid drive of a motor vehicle, comprising a drive shaft ( 1 ), an output shaft ( 2 ) and three planetary gear sets (RS1, RS2, RS3), which are arranged in a housing (G), seven rotatable shafts ( 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 ) as well as switching elements ( 06 . 15 . 25 . 27 . 47 . 67 ), whose selective engagement different transmission ratios between the drive shaft ( 1 ) and the output shaft ( 2 ), wherein the ring gear of a first planetary gear set (RS1) is coupled to a housing (G), wherein the drive shaft ( 1 ) rotatably connected to the sun gear of the first planetary gear set (RS1) and via a first clutch ( 15 ) with a with the web of a second planetary gear set (RS2) rotatably connected fifth wave ( 5 ) is detachably connectable, which via a second coupling ( 25 ) with the output shaft ( 2 ) is detachably connectable, wherein the output shaft ( 2 ) via a third clutch ( 27 ) with a with the web of a third planetary gear set (RS3) rotatably connected seventh wave ( 7 ) is detachably connectable and connected to the sun gear of the third planetary gear set (RS3) rotatably connected sixth shaft ( 6 ) via a brake ( 06 ) is connectable to the housing (G), wherein a third wave ( 3 ) rotatably connected to the web of the first planetary gear set (RS1) and the ring gear of the second planetary gear set (RS2) and a fourth wave ( 4 ) is rotatably connected to the sun gear of the second planetary gear set (RS2) and the ring gear of the third planetary gear set (RS3), wherein a fourth clutch ( 47 . 67 ) is provided, by the closing of the third planetary gear set (RS3) is blockable and wherein the seventh wave ( 7 ) via a fifth clutch (A) with the rotor of an electric machine (EM) rotatably connected or operatively connected and the fourth wave ( 4 ) via a sixth clutch (B) with the rotor of the electric machine (EM) rotatably connected or operatively connected. Lastschaltbares Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Kupplung, durch deren Schließen der dritte Planetenradsatz (RS3) verblockbar ist, als Kupplung (67) ausgeführt ist, welche die sechste Welle (6) mit der siebten Welle (7) und somit das Sonnenrad mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes (RS3) lösbar verbindet, oder als Kupplung (47) ausgeführt ist, welche die vierte Welle (4) mit der siebten Welle (7) und somit das Hohlrad mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes (RS3) lösbar verbindet. Power-shiftable multi-speed transmission according to claim 1 or 2, characterized in that the fourth clutch, by the closing of the third planetary gear set (RS3) is blockable, as a clutch ( 67 ), which is the sixth wave ( 6 ) with the seventh wave ( 7 ) and thus the sun gear with the web of the third planetary gear set (RS3) releasably connects, or as a clutch ( 47 ), which is the fourth wave ( 4 ) with the seventh wave ( 7 ) and thus the ring gear with the web of the third planetary gear set (RS3) releasably connects. Lastschaltbares Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3) als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Power-shiftable multi-speed transmission according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the planetary gear sets (RS1, RS2, RS3) are designed as negative planetary gear sets. Lastschaltbares Mehrstufengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Planetenradsatz als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist, wobei die Steg- und Hohlradanbindung des als Plus-Planetenradsatz ausgeführten Planetenradsatzes im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetenradsatz getauscht und der Betrag der Standgetriebeübersetzung um 1 erhöht wird. Power-shiftable multi-speed transmission according to claim 4, characterized in that at least one planetary gear set is designed as a plus planetary gear, wherein the web and Hohlradanbindung of the planetary gear set designed as plus planetary gear compared to the execution as a minus planetary gear and exchanged the amount of stationary gear ratio by 1 is increased. Lastschaltbares Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradsätze axial betrachtet in Kraftflussrichtung antriebsseitig im Zugbetrieb des Verbrennungsmotors in der Reihenfolge erster Planetenradsatz (RS1), zweiter Planetenradsatz (RS2), dritter Planetenradsatz (RS3) oder in der Reihenfolge dritter Planetenradsatz (RS3), zweiter Planetenradsatz (RS2), erster Planetenradsatz (RS1) angeordnet sind. Power-shiftable multi-speed transmission according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the planetary gear viewed axially in the direction of power flow on the drive side in train operation of the internal combustion engine in the order of first planetary gear set (RS1), second planetary gear set (RS2), third planetary gear set (RS3) or in the order third planetary gear set (RS3), second planetary gear set (RS2), first planetary gear set (RS1) are arranged. Lastschaltbares Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente des Getriebes als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sind. Power-shiftable multistage transmission according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the switching elements of the transmission are designed as form-locking switching elements. Lastschaltbares Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sechs mechanische Vorwärtsgänge und ein elektromotorisch angetriebener Vorwärtsgang realisierbar sind, wobei die sechs mechanischen Vorwärtsgänge die Vorwärtsgänge 1–6 des Getriebes bilden, wobei sich der erste Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse (06), der zweiten Kupplung (25) und der vierten Kupplung (47, 67), der zweite Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Kupplung (25), der dritten Kupplung (27) und der vierten Kupplung (47, 67), der dritte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse (06) und der zweiten und dritten Kupplung (25, 27), der vierte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten, zweiten und dritten Kupplung (15, 25, 27), der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse (06), der ersten Kupplung (15) und der dritten Kupplung (27) und wobei sich der sechste Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Kupplung (15), der dritten Kupplung (27) und der vierten Kupplung (47, 67) ergibt, wobei sich der elektromotorisch angetriebene Vorwärtsgang durch Schließen der dritten Kupplung (27) und der Bremse (06) ergibt, wobei im elektromotorisch angetriebenen Vorwärtsgang ein Hinzuschalten des Verbrennungsmotors unter Erhaltung der Zugkraft in den dritten Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Kupplung (25) und in den fünften Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Kupplung (15) durchführbar ist, wobei die Schaltungen vom zweiten in den dritten, vom dritten in den vierten, vom vierten in den fünften und vom fünften in den sechsten Vorwärtsgang abtriebsgestützt durch die Elektromaschine (EM) bei geschlossener dritter Kupplung (27) lastschaltbar durchführbar sind und wobei die Schaltung vom ersten in den zweiten Vorwärtsgang bei geschlossener zweiter Kupplung (25) als elektrodynamische Schaltung (EDS) ausführbar ist. Power-shiftable multi-speed transmission according to claim 1, characterized in that six mechanical forward gears and an electric motor driven forward gear can be realized, wherein the six forward mechanical gears form the forward gears 1-6 of the transmission, wherein the first forward gear by closing the brake ( 06 ), the second clutch ( 25 ) and the fourth clutch ( 47 . 67 ), the second forward gear by closing the second clutch ( 25 ), the third clutch ( 27 ) and the fourth clutch ( 47 . 67 ), the third forward gear by closing the brake ( 06 ) and the second and third clutches ( 25 . 27 ), the fourth forward gear by closing the first, second and third clutch ( 15 . 25 . 27 ), the fifth forward by closing the brake ( 06 ), the first clutch ( 15 ) and the third clutch ( 27 ) and wherein the sixth forward gear by closing the first clutch ( 15 ), the third clutch ( 27 ) and the fourth clutch ( 47 . 67 ), wherein the electric motor driven forward gear by closing the third clutch ( 27 ) and the brake ( 06 ), wherein in the electric motor-driven forward gear, an addition of the internal combustion engine while maintaining the tensile force in the third forward gear by closing the second clutch ( 25 ) and in the fifth forward gear by closing the first clutch ( 15 ), wherein the circuits from the second to the third, from the third to the fourth, from the fourth to the fifth and from the fifth to the sixth forward gear output driven by the electric machine (EM) with a closed third clutch ( 27 ) are power shiftable feasible and wherein the circuit from the first to the second forward gear with closed second clutch ( 25 ) as electrodynamic circuit (EDS) is executable. Lastschaltbares Mehrstufengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sechs mechanische Vorwärtsgänge und zwei elektromotorisch angetriebene Vorwärtsgänge realisierbar sind, wobei die sechs mechanischen Vorwärtsgänge die Vorwärtsgänge 1–6 des Getriebes bilden, wobei sich der erste Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse (06), der zweiten Kupplung (25) und der vierten Kupplung (47, 67), der zweite Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Kupplung (25), der dritten Kupplung (27) und der vierten Kupplung (47, 67), der dritte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse (06) und der zweiten und dritten Kupplung (25, 27), der vierte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten, zweiten und dritten Kupplung (15, 25, 27), der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse (06), der ersten Kupplung (15) und der dritten Kupplung (27) und wobei sich der sechste Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Kupplung (15), der dritten Kupplung (27) und der vierten Kupplung (47, 67) ergibt, wobei sich der erste elektromotorisch angetriebene Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse (06), der dritten Kupplung (27) und der sechsten Kupplung (B) ergibt, wobei im ersten elektromotorisch angetriebenen Vorwärtsgang ein Hinzuschalten des Verbrennungsmotors unter Erhaltung der Zugkraft in den dritten Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Kupplung (25) und in den fünften Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Kupplung (15) durchführbar ist, wobei sich der zweite elektromotorisch angetriebene Vorwärtsgang durch Schließen der fünften Kupplung (A), der dritten Kupplung (27) und der Bremse (06) ergibt, wobei im zweiten elektromotorisch angetriebenen Vorwärtsgang ein Hinzuschalten des Verbrennungsmotors unter Erhaltung der Zugkraft in den dritten Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Kupplung (25) und in den fünften Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Kupplung (15) durchführbar ist, wobei die Schaltungen vom zweiten in den dritten, vom dritten in den vierten, vom vierten in den fünften und vom fünften in den sechsten Vorwärtsgang abtriebsgestützt durch die Elektromaschine (EM) bei geschlossener dritter Kupplung (27) lastschaltbar durchführbar sind, wobei die Schaltungen vom ersten in den zweiten Vorwärtsgang, vom zweiten in den dritten Vorwärtsgang und vom dritten in den vierten Vorwärtsgang bei geschlossener zweiter Kupplung (25) und geschlossener sechster Kupplung (B) als elektrodynamische Schaltungen (EDS) durchführbar sind und wobei die Schaltung vom ersten in den zweiten Vorwärtsgang bei geschlossener zweiter Kupplung (25) und fünfter oder sechster Kupplung (A, B) als elektrodynamische Schaltung (EDS) durchführbar ist. Power-shiftable multi-speed transmission according to claim 2, characterized in that six forward mechanical gears and two electric motor-driven forward gears are feasible, wherein the six forward mechanical gears form the forward gears 1-6 of the transmission, wherein the first forward gear by closing the brake ( 06 ), the second clutch ( 25 ) and the fourth clutch ( 47 . 67 ), the second forward gear by closing the second clutch ( 25 ), the third clutch ( 27 ) and the fourth clutch ( 47 . 67 ), the third forward gear by closing the brake ( 06 ) and the second and third clutches ( 25 . 27 ), the fourth forward gear by closing the first, second and third clutch ( 15 . 25 . 27 ), the fifth forward by closing the brake ( 06 ), the first clutch ( 15 ) and the third clutch ( 27 ) and wherein the sixth forward gear by closing the first clutch ( 15 ), the third clutch ( 27 ) and the fourth clutch ( 47 . 67 ), wherein the first electric motor driven forward gear by closing the brake ( 06 ), the third clutch ( 27 ) and the sixth clutch (B), wherein in the first electric motor-driven forward gear, an addition of the internal combustion engine while maintaining the traction force in the third forward gear by closing the second clutch ( 25 ) and in the fifth forward gear by closing the first clutch ( 15 ) is feasible, wherein the second electric motor driven forward gear by closing the fifth clutch (A), the third clutch ( 27 ) and the brake ( 06 ), wherein in the second electric motor-driven forward gear, an addition of the internal combustion engine while maintaining the tensile force in the third forward gear by closing the second clutch ( 25 ) and in the fifth forward gear by closing the first clutch ( 15 ), wherein the circuits from the second to the third, from the third to the fourth, from the fourth to the fifth and from the fifth to the sixth forward gear output driven by the electric machine (EM) with a closed third clutch ( 27 ) are shiftable, wherein the circuits from the first to the second forward gear, the second to the third forward gear and the third to the fourth forward gear when the second clutch is closed ( 25 ) and closed sixth clutch (B) as electrodynamic circuits (EDS) are feasible and wherein the circuit from the first to the second forward gear with a closed second clutch ( 25 ) and fifth or sixth clutch (A, B) as electrodynamic circuit (EDS) is feasible. Lastschaltbares Mehrstufengetriebe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass im EDA-Betrieb bei geschlossener fünfter Kupplung (A) durch Schließen der zweiten Kupplung (25) eine Fahrt bis zum ersten oder zweiten Vorwärtsgang durchführbar ist, wobei bei geschlossener vierter Kupplung (47, 67), der EDA-Betrieb durch Schließen der Bremse (06) durch Schalten in den ersten Vorwärtsgang oder durch Schließen der dritten Kupplung (27) durch Schalten in den zweiten Vorwärtsgang beendet werden kann. Power-shiftable multi-speed transmission according to claim 8 or 9, characterized in that in the EDA operation with the fifth clutch (A) closed by closing the second clutch ( 25 ) a drive is possible up to the first or second forward gear, with the fourth clutch being closed ( 47 . 67 ), the EDA operation by closing the brake ( 06 ) by shifting into the first forward gear or by closing the third clutch ( 27 ) can be stopped by switching to the second forward speed.
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US11267330B2 (en) * 2018-06-13 2022-03-08 Volvo Construction Equipment Ab Hybrid system for a vehicle and vehicle comprising the same

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DE102012219733A1 (en) * 2012-10-29 2014-04-30 Zf Friedrichshafen Ag Multi-speed planetary coupling gear for internal combustion engine, has mechanical output which is introduced in assigned planetary wheel sets from electric machine by shaft of planetary wheel seat

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