DE102015215072A1 - Getriebesystem für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Getriebesystem für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Viktor Warth
Johannes Kaltenbach
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebesystem (5) für einen Hybridantrieb (1) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Überlagerungsgetriebe (2), das eine erste Antriebswelle (An) zum Ankoppeln eines Verbrennungsmotors (VM), eine zweite Antriebswelle (6) zum Ankoppeln eines Elektromotors (EM) und eine Überlagerungsgetriebeausgangswelle (7) aufweist. Dem Überlagerungsgetriebe (2) ist ein Schaltgetriebe (8) triebtechnisch nachgeschaltet ist, wobei das Schaltgetriebe (8) wenigstens zwei Planetenradsätze (RS1, RS2) und eine Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) zum Ankoppeln an wenigstens ein Antriebsrad des Kraftfahrzeugs aufweist und wobei das Schaltgetriebe (8) wenigstens zwei, insbesondere genau zwei, elektrische Vorwärtsgänge für einen rein elektrischen Vorwärts-Fahrbetrieb und wenigstens einen, insbesondere genau einen, Rückwärtsgang für einen Rückwärts-Fahrbetrieb bereitstellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Getriebesystem für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, mit einem Überlagerungsgetriebe, das eine erste Antriebswelle zum Ankoppeln eines Verbrennungsmotors, eine zweite Antriebswelle zum Ankoppeln eines Elektromotors und eine Überlagerungsgetriebeausgangswelle aufweist.
  • Die Erfindung betrifft außerdem einen Hybridantrieb und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebesystem.
  • Bei Hybridgetrieben mit elektrisch gestützten Schaltungen kann ein Elektromotor die Lastschaltfunktion übernehmen, so dass keine konventionellen Lastschaltelemente mehr benötigt werden. Dazu wird der Elektromotor an einer anderen Welle angebunden als die Getriebeeingangswelle. Derartige Hybridgetriebe weisen den Vorteil auf, dass sie kostengünstig hergestellt werden können. Zudem weisen die Hybridgetriebe den Vorteil auf, dass die Schleppverluste an Schaltelementen und die Verluste durch die Lastschaltelementbetätigung gering sind.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Hybridgetriebe weisen jedoch den Nachteil auf, dass für den rein elektrischen Fahrbetrieb nur sehr wenige Gänge zu Verfügung stehen, die in besonders nachteiliger Weise aufgrund der fehlenden konventionellen Lastschaltelemente nicht lastschaltbar sind. Oftmals ist ein rein elektrischer Fahrbetrieb sogar nur in einem einzigen Gang möglich, so dass es zumindest schwierig oder sogar ausgeschlossen ist, einen größeren Geschwindigkeitsbereich abzudecken.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebesystem für ein Kraftfahrzeug anzugeben, das einen rein elektrischen Fahrbetrieb in einem großen Geschwindigkeitsbereich ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Getriebesystem der eingangs genannten Art gelöst, das gekennzeichnet ist durch ein Schaltgetriebe, das dem Überlagerungsgetriebe triebtechnisch nachgeschaltet ist, wobei das Schaltgetriebe wenigstens zwei Planetenradsätze und eine Schaltgetriebeausgangswelle zum Ankoppeln an wenigstens ein Antriebsrad des Kraftfahrzeugs aufweist und wobei das Schaltgetriebe wenigstens zwei, insbesondere genau zwei, elektrische Vorwärtsgänge für einen rein elektrischen Vorwärts-Fahrbetrieb und wenigstens einen, insbesondere genau einen, Rückwärtsgang für einen Rückwärts-Fahrbetrieb bereitstellt.
  • Das erfindungsgemäße Getriebesystem hat den Vorteil, dass es mehrere elektrische Vorwärtsgänge für den rein elektrischen Fahrbetrieb bereitstellt. Insoweit ist es möglich auch in einem rein elektrischen Fahrbetrieb zwischen verschiedenen Gängen zu schalten und auf diese Weise einen großen Geschwindigkeitsbereich für einen rein elektrischen Fahrbetrieb für ein Kraftfahrzeug zu erreichen, das mit dem erfindungsgemäßen Getriebesystem ausgerüstet ist.
  • Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Getriebesystem eine geringe Bauteil- und Schaltelementbelastung auf. Zudem sind die Schaltelemente gut erreichbar und können im Wartungsfall daher schnell ausgetauscht werden. Darüber hinaus ist in dem erfindungsgemäßen Getriebesystem die triebtechnische Verbindung zwischen dem Überlagerungsgetriebe und dem Schaltgetriebe auf einfache Weise realisiert, indem die Überlagerungsgetriebeausgangswelle direkt oder indirekt mit dem Schaltgetriebe gekoppelt ist.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebesystems besteht darin, dass der Rückwärtsgang in dem Schaltgetriebe vorgesehen ist. Dadurch sind alle Überlagerungsgetriebegänge auch rückwärts fahrbar, so dass ein größerer Geschwindigkeitsbereich im Rückwärts-Fahrbetrieb erreicht wird. Darüber hinaus ist durch das Vorsehen des Rückwärtsgangs in dem Schaltgetriebe sichergestellt, dass bei einem Defekt des Elektromotors ein verbrennungsmotorischer Rückwärts-Fahrbetrieb möglich ist. Zudem muss im Gegensatz zu den bekannten Hybridgetrieben, bei denen ein Rückwärts-Fahrbetrieb durch Drehen des Rotors des Elektromotors in eine zu dem Vorwärts-Fahrbetrieb entgegengesetzte Richtung erreicht wird, der Elektromotor nicht mehr derart ausgebildet und/oder ausgelegt sein, dass er sowohl einen Vorwärts-Fahrbetrieb als auch einen Rückwärts-Fahrbetrieb ermöglicht. Somit können im erfindungsgemäßen Getriebesystem kostengünstige Elektromotoren eingesetzt werden.
  • Darüber hinaus hat das erfindungsgemäße Getriebesystem den ganz besonderen Vorteil, dass durch das dem Überlagerungsgetriebe triebtechnisch nachgeschaltete Schaltgetriebe die Gangzahl des Überlagerungsgetriebes um 1 oder 2 Gänge erhöht wird.
  • Bei einer besonderen Ausführung kann ein Umschalten von einem ersten elektrischen Vorwärtsgang in einen zweiten elektrischen Vorwärtsgang unter Last erfolgen. Dies kann insbesondere dann realisiert werden, wenn ein erster und zweiter Planetenradsatz des Schaltgetriebes derart ausgebildet sind, dass der Gangsprung zwischen einem ersten elektrischen Vorwärtsgang und einem zweiten elektrischen Vorwärtsgang einen Wert in einem Bereich von 1,4 bis 2,5, insbesondere in einem Bereich von 1,7 bis 2,3, vorzugsweise 1,95, aufweist. Im Ergebnis ist in dem erfindungsgemäßen Getriebesystem eine Lastschaltung im rein elektrischen Vorwärts-Fahrbetrieb möglich.
  • Das Schaltgetriebe kann wenigstens einen Verbrennungsmotor-Vorwärtsgang für einen rein verbrennungsmotorischen Vorwärts-Fahrbetrieb aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Schaltgetriebe wenigstens einen Vorwärtsgang für einen hybriden Vorwärts-Fahrbetrieb aufweisen. Der hybride Vorwärts-Fahrbetrieb erfolgt unter Verwendung des Verbrennungsmotors und des Elektromotors. Der rein elektrische Vorwärts-Fahrbetrieb kann unter ausschließlicher Verwendung des an die zweite Antriebswelle angekoppelten Elektromotors erfolgen. Dies bedeutet, dass in dem Schaltgetriebe kein weiterer Elektromotor vorhanden ist oder kein weiterer Elektromotor ausschließlich an das Schaltgetriebe angekoppelt ist. Der Rückwärts-Fahrbetrieb kann rein verbrennungsmotorisch oder rein elektrisch oder unter Verwendung des Verbrennungsmotors und des Elektromotors erfolgen. Im Ergebnis wird ein Getriebesystem erhalten, bei dem ein rein elektrischer Fahrbetrieb, ein rein verbrennungsmotorischer Fahrbetrieb oder ein Hybridbetrieb sowohl für den Vorwärts-Fahrbetrieb als auch für den Rückwärts-Fahrbetrieb jeweils in einem großen Geschwindigkeitsbereich realisierbar ist.
  • Bei einer ganz besonderen Ausführung kann das Schaltgetriebe wenigstens drei, insbesondere genau drei, Schaltelemente aufweisen. Dadurch wird das Bereitstellen von wenigstens zwei elektrischen Vorwärtsgängen und wenigstens einem Rückwärtsgang durch eine geringe Anzahl von Schaltelementen ermöglicht.
  • Ein erstes Schaltelement kann vorhanden und derart angeordnet sein, dass im geschlossenen Zustand des ersten Schaltelements ein an einer Einzelkomponente des ersten Planetenradsatzes anliegendes Drehmoment an die Schaltgetriebeausgangswelle übertragen wird. Alternativ oder zusätzlich kann das erste Schaltelement derart angeordnet sein, dass im geschlossenen Zustand des ersten Schaltelements die an zwei Einzelkomponenten des ersten Planetenradsatzes anliegenden Drehmomente addiert an die Schaltgetriebeausgangswelle übertragen werden. Ein zweites Schaltelement kann vorhanden und derart angeordnet sein, dass im geschlossenen Zustand des zweiten Schaltelements ein an einer Einzelkomponente des zweiten Planetenradsatzes anliegendes Drehmoment an die Schaltgetriebeausgangswelle übertragen wird. Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Schaltelement derart angeordnet sein, dass im geschlossenen Zustand des zweiten Schaltelements die an zwei Einzelkomponenten des zweiten Planetenradsatzes anliegenden Drehmomente addiert an die Schaltgetriebeausgangswelle übertragen werden.
  • Dies bedeutet, dass im geschlossenen Zustand des ersten Schaltelements der erste Planetenradsatz und im geschlossenen Zustand des zweiten Schaltelements der zweite Planetenradsatz in Eingriff gebracht werden können. Im geöffneten Zustand des ersten Schaltelements ist der erste Planetenradsatz nicht in Eingriff, so dass kein Drehmoment über den ersten Planetenradsatz auf die Schaltgetriebeausgangswelle übertragen werden kann. Analog ist im geöffneten Zustand des zweiten Schaltelements der zweite Planetenradsatz nicht in Eingriff, so dass kein Drehmoment über den zweiten Planetenradsatz auf die Schaltgetriebeausgangswelle übertragen werden kann. Im Sinne der Erfindung werden als Einzelkomponenten des Planetenradsatzes das Sonnenrad, der Steg und das Hohlrad des Planetenradsatzes verstanden.
  • Ein drittes Schaltelement kann vorhanden und derart angeordnet sein, dass im geschlossenen Zustand des dritten Schaltelements die Drehzahl der Überlagerungsgetriebeausgangswelle der Drehzahl der Schaltgetriebeausgangswelle entspricht. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das dritte Schaltelement derart angeordnet ist, dass im geschlossenen Zustand des dritten Schaltelements zwei Einzelkomponenten des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden sind und/oder zwei Einzelkomponenten des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden sind. Durch eine drehfeste Kopplung zweier Einzelkomponenten desselben Planetenradsatzes, wird der Planetenradsatz verblockt, so dass dieser im Durchtrieb arbeitet und die Übersetzung i=1 aufweist. Hierbei spielt es im Ergebnis keine Rolle, welche der Einzelkomponenten miteinander drehfest gekoppelt werden. So ist es zum Verblocken eines Planetenradsatzes beispielweise möglich, das Sonnenrad und das Hohlrad über das dritte Schaltelement drehfest zu koppeln oder das Sonnenrad und den Steg über das dritte Schaltelement drehfest zu koppeln oder den Steg und das Hohlrad über das dritte Schaltelement drehfest zu koppeln. Auf diese Weise ist es möglich, unterschiedliche Ausführungsformen durch eine unterschiedliche Anordnung des dritten Schaltelements zum Verblocken zweier Einzelkomponenten desselben Planetenradsatzes zu realisieren.
  • Bei einer besonderen Ausführung kann der erste Planetenradsatz mittels des ersten Schaltelements mit einem Gehäuse oder mit der Schaltgetriebeausgangswelle oder mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle drehfest verbindbar ist. Bei dem Gehäuse kann es sich um ein ortsfestes und/oder nicht drehbares Gehäuse des Schaltgetriebes und/oder des Überlagerungsgetriebes handeln. Darüber hinaus kann der zweite Planetenradsatz mittels des zweiten Schaltelements mit dem Gehäuse oder mit der Schaltgetriebeausgangswelle oder mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle drehfest verbindbar sein.
  • Zudem kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Überlagerungsgetriebeausgangswelle mittels des dritten Schaltelements mit der Schaltgetriebeausgangswelle oder mit dem zweiten Planetenradsatz, insbesondere mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes, drehfest verbindbar ist. Alternativ ist der zweite Planetenradsatz, insbesondere das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes, mittels des dritten Schaltelements mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbindbar.
  • Bei einer ganz besonderen Ausführung ist der Steg des ersten Planetenradsatzes mit dem Gehäuse drehfest verbunden und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ist mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbunden und das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ist mittels des ersten Schaltelements mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle drehfest verbindbar. Bei einer alternativen Ausführung ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle drehfest verbunden und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ist mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbunden und der Steg des ersten Planetenradsatzes ist mittels des ersten Schaltelements mit dem Gehäuse drehfest verbindbar. Bei einer weiteren Ausführung ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle drehfest verbunden und der Steg des ersten Planetenradsatzes ist mit dem Gehäuse drehfest verbunden und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ist mittels des ersten Schaltelements mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbindbar.
  • Bei einer besonderen Ausführung ist das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle drehfest verbunden und der Steg des zweiten Planetenradsatzes ist mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbunden und das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ist mittels des zweiten Schaltelements mit dem Gehäuse drehfest verbindbar ist. Alternativ ist das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem Gehäuse drehfest verbunden und der Steg des zweiten Planetenradsatzes ist mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbunden und das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ist mittels des zweiten Schaltelements mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle drehfest verbindbar. Bei einer alternativen Ausführung ist das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem Gehäuse drehfest verbunden und das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ist mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle drehfest verbunden und der Steg des zweiten Planetenradsatzes ist mittels des zweiten Schaltelements mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbindbar.
  • Im Ergebnis kann das erfindungsgemäße Getriebesystem unterschiedlich ausgebildete Schaltgetriebe aufweisen, die allesamt einfach aufgebaut sind und mehrere elektrische Vorwärtsgänge für einen rein elektrischen Vorwärts-Fahrbetrieb und wenigstens einen Rückwärtsgang für einen Rückwärts-Fahrbetrieb bereitstellen. Zudem kann in den Schaltgetrieben der oben genannte Gangsprung realisiert werden, so dass ein Umschalten von dem ersten elektrischen Vorwärtsgang in den zweiten elektrischen Vorwärtsgang unter Last möglich ist.
  • Bei einer besonderen Ausführung können das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement jeweils ein lastfrei zu schaltendes Schaltelement sein und das dritte Schaltelement kann ein Lastschaltelement sein. In diesem Fall kann eine Zughochschaltung oder eine Zugrückschaltung unter Last erfolgen. Dagegen kann eine Schubhochschaltung oder eine Schubrückschaltung nur mit Unterbrechung der Zugkraft erfolgen und ein Umschalten von dem, insbesondere elektrischen, Vorwärtsgang in den Rückwärtsgang oder umgekehrt (Reversieren) ist ebenfalls nur mit Unterbrechung der Zugkraft möglich.
  • Alternativ kann das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement jeweils ein Lastschaltelement sein und das erste Schaltelement kann ein lastfrei zu schaltendes Schaltelement sein. In diesem Fall kann die Zughochschaltung oder Zugrückschaltung unter Last erfolgen. Zusätzlich kann die Schubhochschaltung oder Schubrückschaltung unter Last erfolgen. Ein Umschalten von dem, insbesondere elektrischen, Vorwärtsgang in den Rückwärtsgang ist nur mit Unterbrechung der Zugkraft möglich, während ein Umschalten von einem Rückwärtsgang in den Vorwärtsgang, insbesondere den ersten elektrischen Vorwärtsgang, unter Last möglich ist.
  • Alternativ kann das erste und das zweite und das dritte Schaltelement jeweils ein Lastschaltelement sein. In diesem Fall können die Zughochschaltung oder Zugrückschaltung, die Schubhochschaltung oder Schubrückschaltung und das Umschalten von dem Vorwärtsgang in den Rückwärtsgang oder umgekehrt jeweils unter Last erfolgen.
  • Als lastfrei zu schaltende Schaltelemente werden im Sinne der Erfindung alle Lastschaltelemente bezeichnet, die für eine konventionelle Lastschaltung nicht geeignet sind. Bei diesen Schaltelementen handelt es sich beispielsweise um formschlüssige Schaltelemente oder um Schaltelemente, die reibschlüssig aber nicht reibleistungsfähig sind. Nicht reibleistungsfähige Schaltelemente können Schaltelemente sein, die keine Kühlung aufweisen und/oder die nicht kontinuierlich, sondern digital regelbar sind.
  • Bei einem lastfreien Schalten werden die beiden Schaltelementteile zur Synchronisierung der Drehzahl miteinander verbunden, ohne dass ein signifikantes Drehmoment über die verbundenen Schaltelementteile übertragen wird. Dagegen wird bei einem Schalten unter Last neben der Synchronisierung der Drehzahl ein signifikantes Drehmoment über die verbundenen Schaltelementteile übertragen.
  • Ein erster elektrischer Vorwärtsgang kann durch Schließen des zweiten Schaltelements eingestellt werden, wobei die übrigen Schaltelemente geöffnet sind. Ein Umschalten aus dem ersten elektrischen Vorwärtsgang in den zweiten elektrischen Vorwärtsgang kann durch Schließen des dritten Schaltelements und Öffnen des zweiten Schaltelements realisiert werden. Der Rückwärtsgang kann durch Schließen des ersten Schaltelements eingestellt werden, wobei die übrigen Schaltelemente geöffnet sind.
  • Das Überlagerungsgetriebe kann in unterschiedliche Überlagerungsgetriebegänge umgeschaltet werden. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Überlagerungsgetriebe eine Vielzahl von Vorwärtsgängen für einen verbrennungsmotorischen Vorwärts-Fahrbetrieb zur Verfügung stellt, so dass ein großer Geschwindigkeitsbereich abgedeckt werden kann. Das Überlagerungsgetriebe kann ein rückwärtsgangloses Überlagerungsgetriebe sein. Dies bedeutet, dass das Überlagerungsgetriebe keinen Rückwärtsgang aufweist, wodurch sich der Aufbau des Überlagerungsgetriebes vereinfacht. Das Überlagerungsgetriebe kann in wenigstens einen Überlagerungsgetriebegang schaltbar sein, in dem die erste Antriebswelle, die zum Ankoppeln eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, von der Überlagerungsgetriebeausgangswelle entkoppelt ist. Ein derartiger Überlagerungsgetriebegang kann insbesondere für einen rein elektrischen Fahrbetrieb verwendet werden.
  • Analog kann, alternativ oder zusätzlich, auch vorgesehen sein, dass das Überlagerungsgetriebe in wenigstens einen Überlagerungsgetriebegang schaltbar ist, in dem die zweite Antriebswelle, die zum Ankoppeln des Elektromotors vorgesehen ist, von der Überlagerungsgetriebeausgangswelle entkoppelt ist. Ein solcher Überlagerungsgetriebegang kann insbesondere für einen rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb dienen.
  • Darüber hinaus kann vorteilhaft auch vorgesehen sein, dass das Überlagerungsgetriebe in wenigstens einen Überlagerungsgetriebegang schaltbar ist, in dem die an der ersten Antriebswelle und an der zweiten Antriebswelle anliegenden Drehmomente addiert an die Überlagerungsgetriebeausgangswelle übertragen werden. Ein solcher Überlagerungsgetriebegang dient insbesondere für einen Hybridfahrbetrieb.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführung des Getriebesystems weist das Überlagerungsgetriebe wenigstens einen weiteren Planetenradsatz auf. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Überlagerungsgetriebe mehrere miteinander koppelbare weitere Planetenradsätze aufweist, wobei die Kopplung der weiteren Planetenradsätze mittels wenigstens eines weiteren Schaltelements erfolgen kann. Das Überlagerungsgetriebe kann zur Bereitstellung mehrerer Überlagerungsgetriebegänge mehrere weitere Planetenradsätze aufweisen, deren Einzelkomponenten mit wenigstens einem weiteren Schaltelement in unterschiedlichen Wirkkombinationen miteinander koppelbar oder voneinander entkoppelbar sind.
  • Bei einer ganz besonderen Ausführung sind der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz als Minusplanetenradsätze ausgebildet. Es ist jedoch möglich, eine funktionsgleiche Variante zu realisieren, bei der wenigstens einer der Planetenradsätze als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass gleichzeitig die Steg- und Hohlrad-Anbindung getauscht und der Betrag der Standgetriebeübersetzung im Vergleich zu einer Ausführung mit einem Minus-Planetenradsatz um 1 erhöht wird.
  • Der Elektromotor kann in einem Gehäuse, insbesondere einem Gehäuse des Überlagerungsgetriebes, angeordnet sein. Insbesondere bei einer solchen Ausführung kann der Elektromotor vorteilhaft koaxial, insbesondere zur zweiten Antriebswelle, angeordnet sein. Alternativ ist es auch möglich, dass der Elektromotor achsparallel angeordnet und beispielsweise über ein Zugmitteltrieb oder eine Stirnradübersetzung und/oder ein Kegelradgetriebe triebtechnisch angekoppelt ist.
  • Der Elektromotor kann auf unterschiedlichste Weise angekoppelt sein. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Elektromotor mit der zweiten Antriebswelle wirkverbunden ist oder wirkverbindbar ist. Für den Fall, dass der Elektromotor mit der zweiten Antriebswelle wirkverbunden ist, sind keine Schaltelemente zwischen dem Elektromotor und der zweiten Antriebswelle angeordnet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die zweite Antriebswelle wenigstens teilweise Bestandteil des Elektromotors ist. Dies beispielsweise dadurch, dass sie unmittelbar mit dem Rotor des Elektromotors verbunden oder verbindbar ist.
  • In vorteilhafter Weise können die Planetenradsätze des Schaltgetriebes axial betrachtet in Kraftflussrichtung antriebsseitig im Zugbetrieb eines an die erste Antriebswelle angekoppelten Verbrennungsmotors in der Reihenfolge: erster Planetenradsatz und zweiter Planetenradsatz angeordnet sein. Die Betrachtung erfolgt somit ausgehend von der Antriebsseite, insbesondere ausgehend von dem Verbrennungsmotor und dem mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten Überlagerungsgetriebe, in Kraftflussrichtung.
  • Von besonderem Vorteil ist ein Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug, der ein erfindungsgemäßes Getriebesystem aufweist, wobei an die erste Antriebswelle ein Verbrennungsmotor und an die zweite Antriebswelle ein Elektromotor angekoppelt ist. Darüber hinaus ist ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem und/oder mit einem solchen Hybridantrieb von besonderem Vorteil.
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleichwirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
  • 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 2 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 3 schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 4 schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 5 schematisch ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 6 schematisch ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 7 schematisch ein siebtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 8 schematisch ein achtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 9 schematisch ein neuntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 10 schematisch ein zehntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 11 schematisch ein elftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 12 schematisch ein zwölftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 13 schematisch ein dreizehntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 14 schematisch ein vierzehntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 15 schematisch ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 16 schematisch ein sechzehntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem für ein Kraft fahrzeug,
  • 17 eine Schaltmatrix für die in den 1–16 gezeigten Schaltgetriebe.
  • 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5. Das Getriebesystem 5 weist ein Überlagerungsgetriebe 2 und ein Schaltgetriebe 8 auf. Das Überlagerungsgetriebe 2 weist eine erste Antriebswelle An zum Ankoppeln eines Verbrennungsmotors VM und eine zweite Antriebswelle 6 zum Ankoppeln eines Elektromotors EM auf. Zudem weist das Überlagerungsgetriebe 2 eine Überlagerungsgetriebeausgangswelle 7 auf.
  • Dem Überlagerungsgetriebe 2 ist das Schaltgetriebe 8 triebtechnisch nachgeschaltet. Insbesondere ist das Schaltgetriebe 8 mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle 7 drehfest verbunden. Das Schaltgetriebe 8 weist eine Schaltgetriebeausgangswelle Ab zur direkten oder indirekten Ankopplung an wenigstens ein (nicht dargestelltes) Antriebsrad eines (nicht dargestellten) Kraftfahrzeugs auf. Darüber hinaus weist das Schaltgetriebe 8 wenigstens zwei (in dieser Figur nicht dargestellte) Planetenradsätze auf und stellt wenigstens zwei, insbesondere genau zwei, elektrische Vorwärtsgänge für einen rein elektrischen Vorwärts-Fahrbetrieb und wenigstens einen Rückwärtsgang für einen Rückwärts-Fahrbetrieb bereit.
  • 2 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5 für ein Kraftfahrzeug. Das Getriebesystem 5 weist neben dem Überlagerungsgetriebe 2 das Schaltgetriebe 8 auf, das zwei Planetenradsätze, nämlich einen ersten Planetenradsatz RS1 und einen zweiten Planetenradsatz RS2, und drei Schaltelemente aufweist, nämlich ein erstes Schaltelement SE1, ein zweites Schaltelement SE2 und ein drittes Schaltelement SE3.
  • Das Schaltgetriebe 8 ist dem Überlagerungsgetriebe 2 triebtechnisch nachgeschaltet. Insbesondere ist die Überlagerungsgetriebeausgangswelle 7 mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 und dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 jeweils drehfest verbunden. Zudem ist die Überlagerungsgetriebeausgangswelle 7 mittels des dritten Schaltelements SE3 mit der Schaltgetriebeausgangswelle Ab drehfest verbindbar.
  • Der Steg des ersten Planetenradsatzes RS1 ist mittels des ersten Schaltelements SE1 mit einem Gehäuse G des Schaltgetriebes 8 drehfest verbunden ist. Das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 ist mit der Schaltgetriebeausgangswelle Ab drehfest verbunden, wobei die Schaltgetriebeausgangswelle Ab zusätzlich mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes RS2 drehfest verbunden ist. Somit ist die Schaltgetriebeausgangswelle Ab mit dem ersten Planetenradsatz RS1 und mit dem zweiten Planetenradsatz RS2 drehfest verbunden. Das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist mittels des zweiten Schaltelements SE2 mit dem Gehäuse G drehfest verbindbar ist.
  • Im geschlossenen Zustand des dritten Schaltelements SE3 werden der erste und zweite Planetenradsatz RS1, RS2 verblockt. Ein Verblocken des ersten und zweiten Planetenradsatzes RS1, RS2 lässt sich auch, wie nachfolgend näher beschrieben wird, durch andere Anordnungen des dritten Schaltelements SE3 innerhalb des Schaltgetriebes 8 erreichen.
  • 3 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5 für ein Kraftfahrzeug. Auch das in 3 dargestellte Getriebesystem 5 weist ein Überlagerungsgetriebe 2 und ein Schaltgetriebe 8 auf. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel durch die Anordnung des dritten Schaltelements SE3. So ist das dritte Schaltelement SE3 derart angeordnet, dass die Schaltgetriebeausgangswelle Ab mittels des dritten Schaltelements SE3 mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 drehfest verbindbar ist. Im Gegensatz zu dem in 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel kann die Schaltgetriebeausgangswelle Ab somit nicht mehr mittels eines Schaltelements mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle 7 drehfest verbunden werden. Im Übrigen ist der Aufbau identisch zu dem in 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel.
  • 4 zeigt schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5 für ein Kraftfahrzeug. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 3 dargestellten, dritten Ausführungsbeispiel, dadurch, dass das dritte Schaltelement SE3 derart angeordnet ist, dass die Überlagerungsgetriebeausgangswelle 7 mittels des dritten Schaltelements SE3 mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 drehfest verbindbar ist. Im Übrigen ist der Aufbau identisch zu dem in 3 dargestellten, dritten Ausführungsbeispiel.
  • In den zuvor beschriebenen, in den 2 bis 4 gezeigten, Ausführungsbeispielen bringt das erste Schaltelement SE1 im geschlossenen Zustand den ersten Planetenradsatz RS1 in Eingriff. Dies wird dadurch realisiert, dass mittels des ersten Schaltelements SE1 im geschlossenen Zustand eine drehfeste Verbindung zwischen dem Gehäuse G des Schaltgetriebes 8 und dem Steg des ersten Planetenradsatzes RS1 hergestellt wird. Wie nachfolgend beschrieben wird, kann der erste Planetenradsatz RS1 auch bei einer anderen Anordnung des ersten Schaltelements SE1 innerhalb des Schaltgetriebes 8 in Eingriff gebracht werden.
  • 5 zeigt schematisch ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5 für ein Kraftfahrzeug. Im Gegensatz zu dem in 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel ist bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Steg des ersten Planetenradsatzes RS1 mit dem Gehäuse G drehfest verbunden. Das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 ist mittels des ersten Schaltelements SE1 mit der Schaltgetriebeausgangswelle Ab drehfest verbindbar. Im Übrigen ist der Aufbau identisch zu dem in 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Wie nachfolgend näher beschrieben wird, kann ausgehend von dem fünften Ausführungsbeispiel die Anordnung des dritten Schaltelements SE3 geändert werden.
  • 6 zeigt schematisch ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5 für ein Kraftfahrzeug. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 5 dargestellten, fünften Ausführungsbeispiel in der Anordnung des dritten Schaltelements SE3. So ist in dem in 6 dargestellten, sechsten Ausführungsbeispiel das dritte Schaltelement SE3 derart angeordnet, dass das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 mittels des dritten Schaltelements SE3 mit der Schaltgetriebeausgangswelle Ab drehfest verbindbar ist. Im Übrigen ist der Aufbau identisch zu dem in 5 dargestellten, fünften Ausführungsbeispiel.
  • 7 zeigt schematisch ein siebtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5 für ein Kraftfahrzeug. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 6 dargestellten, sechsten Ausführungsbeispiel durch die Anordnung des dritten Schaltelements SE3. So ist in dem siebten Ausführungsbeispiel das dritte Schaltelement SE3 derart angeordnet, dass die Überlagerungsgetriebeausgangswelle 7 mittels des dritten Schaltelements SE3 mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 drehfest verbindbar ist. Im Übrigen ist der Aufbau identisch zu dem in 6 dargestellten, sechsten Ausführungsbeispiel.
  • Dagegen zeigt 8 schematisch ein achtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5 für ein Kraftfahrzeug, das sich von dem in 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel durch die Anordnung des ersten Schaltelements SE1 unterscheidet. So ist das erste Schaltelement SE1 in dem achten Ausführungsbeispiel derart angeordnet, dass die Überlagerungsgetriebeausgangswelle 7 mittels des ersten Schaltelements SE1 mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 drehfest verbunden. Der Steg des ersten Planetenradsatzes RS1 ist mit dem Gehäuse G drehfest verbunden. Im Übrigen ist der Aufbau identisch zu dem in 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Wie nachfolgend näher beschrieben wird, kann ausgehend von dem achten Ausführungsbeispiel die Anordnung des dritten Schaltelements SE3 geändert werden.
  • 9 zeigt schematisch ein neuntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5 für ein Kraftfahrzeug. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 8 dargestellten, achten Ausführungsbeispiel durch die Anordnung des dritten Schaltelements SE3. So ist das dritte Schaltelement SE3 in dem achten Ausführungsbeispiel derart angeordnet, dass das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 mittels des dritten Schaltelements SE3 mit der Schaltgetriebeausgangswelle Ab drehfest verbindbar ist. Im Übrigen ist der Aufbau identisch zu dem in 8 dargestellten, achten Ausführungsbeispiel.
  • 10 zeigt schematisch ein zehntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5 für ein Kraftfahrzeug. Das in 10 dargestellte, zehnte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 9 dargestellten, neunten Ausführungsbeispiel durch die Anordnung des dritten Schaltelements SE3. Das dritte Schaltelement SE3 ist in dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel derart angeordnet, dass die Überlagerungsgetriebeausgangswelle 7 mittels des dritten Schaltelements SE3 mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 drehfest verbindbar ist. Im Übrigen ist der Aufbau identisch zu dem in 9 dargestellten, neunten Ausführungsbeispiel.
  • In den zuvor besprochenen, in den 2 bis 10 dargestellten, Ausführungsbeispielen bringt das zweite Schaltelement SE2 im geschlossenen Zustand den zweiten Planetenradsatz RS2 in Eingriff. Dies wird dadurch realisiert, dass mittels des zweiten Schaltelements SE2 im geschlossenen Zustand eine drehfeste Verbindung zwischen dem Gehäuse G des Schaltgetriebes 8 und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 hergestellt wird. Wie nachfolgend beschrieben wird, kann der zweite Planetenradsatz RS2 auch bei anderen Anordnungen des zweiten Schaltelements SE2 innerhalb des Schaltgetriebes 8 in Eingriff gebracht werden.
  • 11 zeigt schematisch ein elftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5 für ein Kraftfahrzeug. Das in 11 dargestellte, elfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel durch die Anordnung des zweiten Schaltelements SE2. So ist das zweite Schaltelement SE2 derart angeordnet, dass das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 mittels des zweiten Schaltelements SE2 mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle 7 drehfest verbindbar ist. Das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist mit dem Gehäuse G des Schaltgetriebes 8 drehfest verbunden. Im Übrigen ist der Aufbau identisch zu dem in 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Wie nachfolgend näher beschrieben wird, kann ausgehend von dem elften Ausführungsbeispiel die Anordnung des ersten Schaltelements SE1 geändert werden.
  • 12 zeigt schematisch ein zwölftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5 für ein Kraftfahrzeug. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 11 dargestellten, elften Ausführungsbeispiel in der Anordnung des ersten Schaltelements SE1. So ist das erste Schaltelement SE1 derart angeordnet, dass das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 mittels des ersten Schaltelements SE1 mit der Schaltgetriebeausgangswelle Ab drehfest verbindbar ist. Der Steg des ersten Planetenradsatzes RS1 ist mit dem Gehäuse G des Schaltgetriebes 8 drehfest verbunden. Im Übrigen ist der Aufbau identisch zu dem in 11 dargestellten, elften Ausführungsbeispiel.
  • 13 zeigt schematisch ein dreizehntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5 für ein Kraftfahrzeug. Im Gegensatz zu dem in 12 dargestellten, zwölften Ausführungsbeispiel ist das erste Schaltelement SE1 derart angeordnet, dass das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 mittels des ersten Schaltelements SE1 mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle 7 drehfest verbindbar ist. Das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 ist mit der Schaltgetriebeausgangswelle Ab drehfest verbunden. Im Übrigen ist der Aufbau identisch zu dem in 12 dargestellten, zwölften Ausführungsbeispiel.
  • Dagegen zeigt 14 schematisch ein vierzehntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5 für ein Kraftfahrzeug, das sich von dem in 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel in der Anordnung des zweiten Schaltelements SE2 unterscheidet. So ist das zweite Schaltelement SE2 derart angeordnet, dass der Steg des zweiten Planetenradsatzes RS2 mittels des zweiten Schaltelements SE2 mit der Schaltgetriebeausgangswelle Ab drehfest verbindbar ist. Das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist mit dem Gehäuse G des Schaltgetriebes 8 drehfest verbunden. Im Übrigen ist der Aufbau identisch zu dem in 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Wie nachfolgend näher beschrieben wird, kann ausgehend von dem vierzehnten Ausführungsbeispiel die Anordnung des ersten Schaltelements SE1 geändert werden.
  • 15 zeigt schematisch ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5 für ein Kraftfahrzeug. Das fünfzehnte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 14 dargestellten, vierzehnten Ausführungsbeispiel in der Anordnung des ersten Schaltelements SE1. So ist das erste Schaltelement SE1 derart angeordnet, dass das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 mittels des ersten Schaltelements SE1 mit der Schaltgetriebeausganswelle Ab drehfest verbindbar ist. Der Steg des ersten Planetenradsatzes RS1 ist drehfest mit dem Gehäuse G des Schaltgetriebes 8 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Schaltgetriebeausgangswelle Ab keine schaltelementfreie Verbindung mit einem Schaltgetriebebauteil auf. So ist die Schaltgetriebeausgangswelle Ab lediglich mittels jeweils einem Schaltelements mit dem ersten Planetenradsatz RS1 oder mit dem zweiten Planetenradsatz RS2 oder mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle 7 drehfest verbindbar.
  • Im Übrigen ist der Aufbau identisch zu dem in 14 dargestellten, vierzehnten Ausführungsbeispiel.
  • 16 zeigt schematisch ein sechzehntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem erfindungsgemäßen Getriebesystem 5. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel in der Anordnung des ersten Schaltelements SE1. So ist das erste Schaltelement SE1 derart angeordnet, dass das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1, mittels des ersten Schaltelements SE1 mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle 7 drehfest verbindbar ist. Das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 ist drehfest mit der Schaltgetriebeausgangswelle Ab verbunden. Im Übrigen ist der Aufbau identisch zu dem in 15 dargestellten, fünfzehnten Ausführungsbeispiel.
  • Die Schaltmatrix für die in den 1–16 gezeigten Schaltgetriebe 8 ist in 17 dargestellt. Das Schaltgetriebe weist zwei elektrische Vorwärtsgänge für einen rein elektrischen Vorwärts-Fahrbetrieb und einen Rückwärtsgang für einen Rückwärts-Fahrbetrieb auf. Der erste elektrische Vorwärtsgang kann durch Schließen des zweiten Schaltelements SE2 realisiert werden, wobei die weiteren Schaltelemente SE1, SE3 geöffnet sind. Ein Umschalten von dem ersten elektrischen Vorwärtsgang in den zweiten elektrischen Vorwärtsgang kann durch Öffnen des zweiten Schaltelements SE2 und durch Schließen des dritten Schaltelements SE3 realisiert werden. Ein Rückwärtsgang ist durch Schließen des ersten Schaltelements SE3 realisierbar, wobei die weiteren Schaltelemente SE2, SE3 geöffnet sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hybridantrieb
    2
    Überlagerungsgetriebe
    5
    Getriebesystem
    6
    zweite Antriebswelle
    7
    Überlagerungsgetriebeausgangswelle
    8
    Schaltgetriebe
    G
    Gehäuse
    SE1
    erstes Schaltelement
    SE2
    zweites Schaltelement
    SE3
    drittes Schaltelement
    An
    erste Antriebswelle
    Ab
    Schaltgetriebeausgangswelle
    EM
    Elektromotor
    VM
    Verbrennungsmotor
    RS1
    erster Planetenradsatz
    RS2
    zweiter Planetenradsatz

Claims (15)

  1. Getriebesystem (5) für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, mit einem Überlagerungsgetriebe (2), das eine erste Antriebswelle (An) zum Ankoppeln eines Verbrennungsmotors (VM), eine zweite Antriebswelle (6) zum Ankoppeln eines Elektromotors (EM) und eine Überlagerungsgetriebeausgangswelle (7) aufweist, gekennzeichnet durch ein Schaltgetriebe (8), das dem Überlagerungsgetriebe (2) triebtechnisch nachgeschaltet ist, wobei das Schaltgetriebe (8) wenigstens zwei Planetenradsätze (RS1, RS2) und eine Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) zum Ankoppeln an wenigstens ein Antriebsrad des Kraftfahrzeugs aufweist und wobei das Schaltgetriebe (8) wenigstens zwei, insbesondere genau zwei, elektrische Vorwärtsgänge für einen rein elektrischen Vorwärts-Fahrbetrieb und wenigstens einen, insbesondere genau einen, Rückwärtsgang für einen Rückwärts-Fahrbetrieb bereitstellt.
  2. Getriebesystem (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a. ein Umschalten von einem ersten elektrischen Vorwärtsgang in einen zweiten elektrischen Vorwärtsgang unter Last erfolgt und/oder dass b. ein erster Planetenradsatz (RS1) und ein zweiter Planetenradsatz (RS2) derart ausgebildet sind, dass ein Gangsprung zwischen einem ersten Vorwärtsgang und einem zweiten Vorwärtsgang einen Wert im Bereich von 1,4 bis 2,5, insbesondere in einem Bereich von 1,7 bis 2,3, vorzugsweise 1,95, aufweist und/oder dass
  3. Getriebesystem (5) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Schaltgetriebe (8) wenigstens einen Verbrennungsmotor-Vorwärtsgang für einen rein verbrennungsmotorischen Vorwärts-Fahrbetrieb aufweist und/oder dass b. das Schaltgetriebe (8) wenigstens einen Vorwärtsgang für einen hybriden Vorwärts-Fahrbetrieb aufweist.
  4. Getriebesystem (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Schaltgetriebe wenigstens drei, insbesondere genau drei, Schaltelemente (SE1, SE2, SE3) aufweist und/oder dass b. ein erstes Schaltelement (SE1) vorhanden und derart angeordnet ist, dass im geschlossenen Zustand des ersten Schaltelements (SE1) ein an einer Einzelkomponente eines ersten Planetenradsatzes (RS1) anliegendes Drehmoment an die Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) übertragen wird und/oder dass c. ein zweites Schaltelement (SE2) vorhanden und derart angeordnet ist, dass im geschlossenen Zustand des zweiten Schaltelements (SE2) ein an einer Einzelkomponente eines zweiten Planetenradsatzes (RS2) anliegendes Drehmoment an die Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) übertragen wird.
  5. Getriebesystem (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass a. ein drittes Schaltelement (SE3) vorhanden und derart angeordnet ist, dass im geschlossenen Zustand des dritten Schaltelements (SE3) die Drehzahl der Überlagerungsgetriebeausgangswelle (7) der Drehzahl der Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) entspricht und/oder dass b. ein drittes Schaltelement (SE3) derart angeordnet ist, dass im geschlossenen Zustand des dritten Schaltelements (SE3) zwei Einzelkomponenten des ersten Planetenradsatzes (RS1) drehfest miteinander verbunden sind und/oder zwei Einzelkomponenten des zweiten Planetenradsatzes (RS2) drehfest miteinander verbunden sind.
  6. Getriebesystem (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Planetenradsatz (RS1) mittels eines ersten Schaltelements (SE1) mit einem Gehäuse (G) oder mit der Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) oder mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle (7) drehfest verbindbar ist.
  7. Getriebesystem (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Planetenradsatz (RS2) mittels eines zweiten Schaltelements (SE2) mit einem Gehäuse (G) oder mit der Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) oder mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle (7) drehfest verbindbar ist.
  8. Getriebesystem (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Überlagerungsgetriebeausgangswelle (7) mittels eines dritten Schaltelements (SE3) mit der Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) drehfest verbindbar ist oder dass b. die Überlagerungsgetriebeausgangswelle (7) mittels eines dritten Schaltelements (SE3) mit einem zweiten Planetenradsatz (RS2), insbesondere einem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (RS2), drehfest verbindbar ist oder dass c. ein zweiter Planetenradsatz (RS2), insbesondere das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (RS2), mittels eines dritten Schaltelements (SE3) mit der Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) drehfest verbindbar ist.
  9. Getriebesystem (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Steg eines ersten Planetenradsatzes (RS1) mit dem Gehäuse (G) drehfest verbunden ist und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit der Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) drehfest verbunden ist und das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (RS1) mittels eines ersten Schaltelements (SE1) mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle (7) drehfest verbindbar ist oder dass b. das Sonnenrad eines ersten Planetenradsatzes (RS1) mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle (7) drehfest verbunden und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit der Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) drehfest verbunden und der Steg des ersten Planetenradsatzes (RS1) mittels eines ersten Schaltelements (SE1) mit einem Gehäuse (G) drehfest verbindbar ist oder dass c. das Sonnenrad eines ersten Planetenradsatzes (RS1) mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle (7) drehfest verbunden ist und der Steg des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit einem Gehäuse (G) drehfest verbunden ist und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (RS1) mittels eines ersten Schaltelements (SE1) mit der Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) drehfest verbindbar ist.
  10. Getriebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Sonnenrad eines zweiten Planetenradsatzes (RS2) mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle (7) drehfest verbunden ist und der Steg des zweiten Planetenradsatzes (RS2) mit der Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) drehfest verbunden ist und das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (RS2) mittels eines zweiten Schaltelements (SE2) mit einem Gehäuse (G) drehfest verbindbar ist oder dass b. das Hohlrad eines zweiten Planetenradsatzes (RS2) mit einem Gehäuse (G) drehfest verbunden ist und der Steg des zweiten Planetenradsatzes (RS2) mit der Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) drehfest verbunden ist und das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (RS2) mittels eines zweiten Schaltelements (SE2) mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle (7) drehfest verbindbar ist oder dass c. das Hohlrad eines zweiten Planetenradsatzes (RS2) mit einem Gehäuse (G) drehfest verbunden ist und das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (RS2) mit der Überlagerungsgetriebeausgangswelle (7) drehfest verbunden ist und der Steg des zweiten Planetenradsatzes (RS2) mittels eines zweiten Schaltelements (SE2) mit der Schaltgetriebeausgangswelle (Ab) drehfest verbindbar ist.
  11. Getriebesystem (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass a. ein erstes Schaltelement (SE1) und ein zweites Schaltelement (SE2) jeweils ein lastfrei zu schaltendes Schaltelement sind und ein drittes Schaltelement (SE3) ein Lastschaltelement ist oder dass b. ein zweites Schaltelement (SE2) und ein drittes Schaltelement (SE3) jeweils ein Lastschaltelement sind und ein erstes Schaltelement (SE1) ein lastfrei zu schaltendes Schaltelement ist oder dass c. ein erstes Schaltelement (SE1) und ein zweites Schaltelement (SE2) und ein drittes Schaltelement (SE3) jeweils ein Lastschaltelement sind.
  12. Getriebesystem (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass a. ein erster elektrischer Vorwärtsgang durch Schließen eines zweiten Schaltelements (SE2) einstellbar ist, wobei die übrigen Schaltelemente geöffnet sind oder dass b. ein erster elektrischer Vorwärtsgang durch Schließen eines zweiten Schaltelements (SE2) einstellbar ist, wobei die übrigen Schaltelemente geöffnet sind und dass ein Umschalten aus dem ersten elektrischen Vorwärtsgang in einen zweiten elektrischen Vorwärtsgang durch Schließen eines dritten Schaltelements (SE3) und Öffnen des zweiten Schaltelements (SE2) realisierbar ist oder dass c. ein Rückwärtsgang durch Schließen eines ersten Schaltelements (SE1) einstellbar ist, wobei die übrigen Schaltelemente geöffnet sind.
  13. Getriebesystem (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Überlagerungsgetriebe (2) in unterschiedliche Überlagerungsgetriebegänge umschaltbar ist, und/oder dass b. das Überlagerungsgetriebe (2) ein rückwärtsgangloses Überlagerungsgetriebe (2) ist und/oder dass c. das Überlagerungsgetriebe (2) mehrere miteinander gekoppelte weitere Planetenradsätze aufweist.
  14. Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebesystem (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an die erste Antriebswelle (An) ein Verbrennungsmotor (VM) und an die zweite Antriebswelle (6) ein Elektromotor (EM) angekoppelt sind.
  15. Kraftfahrzeug mit einem Getriebesystem (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder einem Hybridantrieb nach Anspruch 14.
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