DE102015220232A1 - Method for operating a drive train of a motor vehicle - Google Patents

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DE102015220232A1
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Johannes Kaltenbach
Uwe Griesmeier
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ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem einen Verbrennungsmotor (VM) und eine elektrische Maschine (EM) aufweisenden Hybridantrieb, mit einer Getriebeanordnung und einem Abtrieb. Der Verbrennungsmotor (VM) ist über mehrere Stirnradstufen (Z1, Z2, Z3, Z4, Z6) und mehrere Schaltelemente (A, B, C, D, K) der Getriebeanordnung an eine mindestens eine Ausgangswelle (GA1, GA2) der Getriebeanordnung koppelbar. Die Getriebeanordnung umfasst ferner ein Planetengetriebe (PG), wobei ein erstes Element (8, T) des Planetengetriebes (PG) fest an die Ausgangswelle oder eine der Ausgangswellen (GA2) der Getriebeanordnung gekoppelt ist, ein zweites Element (7, R) des Planetengetriebes (PG) fest an die elektrische Maschine (EM) des Hybridantriebs gekoppelt ist, und ein drittes Element (6, S) des Planetengetriebes abhängig von der Schaltstellung der Schaltelemente (A, B, C, D, K) der Getriebeanordnung an den Verbrennungsmotor (VM) des Hybridantriebs koppelbar ist. Das Planetengetriebe (PG) dient als Zweiganggetriebe für die elektrische Maschine (EM) des Hybridantriebs, bei welchem abhängig von weiteren Schaltelementen (L, M) der Getriebeanordnung zur Bereitstellung eines ersten Gangs für die elektrische Maschine (EM) eines der drei Elemente (7, R) des Planetengetriebes gehäuseseitig angebunden wird oder zur Bereitstellung eines zweiten Gangs für die elektrische Maschine (EM) zwei der drei Elemente (7, 6, R, S) des Planetengetriebes miteinander verbunden werden. Zur Ausführung eines Gangwechsels bei fahrendem Kraftfahrzeug von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang wird ein im Ist-Gang eingelegtes Schaltelement der Getriebeanordnung lastfrei ausgelegt, nachfolgend wird in einem elektrodynamischen Betriebsmodus über eines der Schaltelemente (K) der Getriebeanordnung gefahren und hierbei Drehzahlen von Verbrennungsmotor (VM) und elektrischer Maschine (EM) angepasst, und nachfolgend wird ein Ziel-Gang eingelegt, in welchem das Planetengetriebe (PG) im Kraftfluss des Verbrennungsmotors (VM) lastfrei ist.Method for operating a drive train of a motor vehicle with a hybrid drive having an internal combustion engine (VM) and an electric machine (EM), with a transmission arrangement and an output. The internal combustion engine (VM) can be coupled via a plurality of spur gear stages (Z1, Z2, Z3, Z4, Z6) and a plurality of shift elements (A, B, C, D, K) of the gearbox arrangement to at least one output shaft (GA1, GA2) of the gearbox assembly. The transmission assembly further comprises a planetary gear (PG), wherein a first element (8, T) of the planetary gear (PG) is fixedly coupled to the output shaft or one of the output shafts (GA2) of the gear assembly, a second element (7, R) of the planetary gear (PG) is fixedly coupled to the electric machine (EM) of the hybrid drive, and a third element (6, S) of the planetary gear depending on the switching position of the switching elements (A, B, C, D, K) of the gear assembly to the internal combustion engine ( VM) of the hybrid drive can be coupled. The planetary gear (PG) serves as a two-speed gearbox for the electric machine (EM) of the hybrid drive, wherein depending on other switching elements (L, M) of the gear arrangement for providing a first gear for the electric machine (EM) one of the three elements (7, R) of the planetary gear is connected to the housing side or to provide a second gear for the electric machine (EM) two of the three elements (7, 6, R, S) of the planetary gear are connected to each other. To carry out a gear change when the motor vehicle is moving from an actual gear into a target gear, a shift element of the gear train engaged in the actual gear is designed to be load-free; subsequently the gear train is driven in an electrodynamic operating mode via one of the shift elements (K) and rotational speeds of Adjusted combustion engine (VM) and electrical machine (EM), and subsequently a target gear is engaged, in which the planetary gear (PG) in the power flow of the engine (VM) is load-free.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines als Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs. The invention relates to a method for operating a drive train of a motor vehicle designed as a hybrid vehicle.

Aus der DE 10 2013 215 114 A1 und aus der DE 10 2013 221 461 A1 sind jeweils Antriebsstränge von als Hybridfahrzeugen ausgebildeten Kraftfahrzeugen bekannt. Die Hybridfahrzeuge weisen einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine, eine Getriebeanordnung und einen Abtrieb auf. Der Verbrennungsmotor des Hybridantriebs ist über Stirnradstufen und Schaltelemente der Getriebeanordnung an eine mindestens eine Ausgangswelle der Getriebeanordnung koppelbar. Vorzugsweise ist der Verbrennungsmotor des Hybridantriebs über erste Stirnradstufen und erste Schaltelemente der Getriebeanordnung an eine erste Ausgangswelle der Getriebeanordnung und ferner über zweite Stirnradstufen und zweite Schaltelemente der Getriebeanordnung an eine zweite Ausgangswelle der Getriebeanordnung koppelbar. Die jeweilige Getriebeanordnung umfasst ferner ein als Planetengetriebe ausgebildetes Überlagerungsgetriebe, bei der ein erstes Element des Planetengetriebes fest an die Ausgangswelle oder eine der Ausgangswellen der Getriebeanordnung gekoppelt ist, bei der ein zweites Element des Planetengetriebes fest an die elektrische Maschine des Hybridantriebs gekoppelt ist, und bei der ein drittes Element des Planetengetriebes abhängig von der Schaltstellung der Schaltelemente der Getriebeanordnung an den Verbrennungsmotor des Hybridantriebs koppelbar ist. Das Planetengetriebe dient als Zweiganggetriebe für die elektrische Maschine des Hybridantriebs, bei welcher abhängig von weiteren, vorzugsweise dritten, Schaltelementen der Getriebeanordnung entweder zur Bereitstellung eines ersten Gangs für die elektrische Maschine eines der drei Elemente des Planetengetriebes gehäuseseitig angebunden wird oder zur Bereitstellung eines zweiten Gangs für die elektrische Maschine zwei der drei Elemente des Planetengetriebes miteinander verbunden werden. Bei den aus der DE 10 2013 215 114 A1 und aus der DE 10 2013 221 461 A1 bekannten Antriebssträngen von Hybridfahrzeugen können abtriebsgestützte Schaltungen ausgeführt werden, ferner kann in einem elektrodynamischen Betriebsmodus gefahren werden. From the DE 10 2013 215 114 A1 and from the DE 10 2013 221 461 A1 In each case, drive trains of motor vehicles designed as hybrid vehicles are known. The hybrid vehicles have a hybrid drive with an internal combustion engine and an electric machine, a transmission assembly and an output. The internal combustion engine of the hybrid drive can be coupled via spur gear stages and shift elements of the gearbox arrangement to at least one output shaft of the gearbox assembly. Preferably, the internal combustion engine of the hybrid drive via first spur gears and first shift elements of the transmission assembly to a first output shaft of the transmission assembly and further via second spur and second shift elements of the transmission assembly to a second output shaft of the transmission assembly can be coupled. The respective gear arrangement further comprises a planetary gear designed as a superposition gear in which a first element of the planetary gear is fixedly coupled to the output shaft or one of the output shafts of the gear assembly, wherein a second element of the planetary gear is fixedly coupled to the electric machine of the hybrid drive, and at a third element of the planetary gear can be coupled to the internal combustion engine of the hybrid drive as a function of the switching position of the shifting elements of the transmission arrangement. The planetary gear serves as a two-speed gearbox for the electric machine of the hybrid drive, in which depending on further, preferably third, switching elements of the gear arrangement either for providing a first gear for the electric machine of the three elements of the planetary gear housing side is connected or to provide a second gear for the electric machine two of the three elements of the planetary gear are connected to each other. In the from the DE 10 2013 215 114 A1 and from the DE 10 2013 221 461 A1 known drive trains of hybrid vehicles can be driven by driven circuits, also can be driven in an electrodynamic operating mode.

Bei der Ausführung abtriebsgestützter Schaltungen wird die Zugkraft am Abtrieb immer von einer der beiden Antriebsmaschinen des Hybridantriebs, also entweder vom Verbrennungsmotor oder der elektrischen Maschine, aufrechterhalten. Eine dieser Antriebsmaschinen verfügt demnach bei Ausführung einer abtriebsgestützten Schaltung immer über eine feste Verbindung zum Abtrieb, bezogen auf die jeweils andere Antriebsmaschine kann eine lastfreie Schaltung ausgeführt werden. Dann, wenn bei Ausführung einer abtriebsgestützten Schaltung die elektrische Maschine die Schaltung stützt und demnach am Abtrieb ein Antriebsmoment bereitstellt, erfolgt eine Synchronisierung von Schaltelementen mit Hilfe des Verbrennungsmotors, wozu dann am Verbrennungsmotor ein vollständiger Lastabbau erfolgt. Nachfolgend muss der Verbrennungsmotor wieder kurzfristig und dynamisch Moment aufbauen, wodurch sich ein schlechtes Emissionsverhalten für den Antriebsstrang ergibt. In the embodiment of output-driven circuits, the tractive force at the output is always maintained by one of the two drive motors of the hybrid drive, that is, either by the internal combustion engine or the electric machine. Accordingly, one of these drive machines always has a fixed connection to the output upon execution of an output-driven circuit, and a load-free circuit can be executed relative to the respective other drive machine. Then, when performing an output-driven circuit, the electric machine supports the circuit and thus provides a drive torque at the output, there is a synchronization of switching elements by means of the internal combustion engine, what then takes place at the engine complete load reduction. Subsequently, the internal combustion engine has to build up short-term and dynamic torque again, resulting in a poor emission behavior for the drive train.

Die Ausführung solcher abtriebsgestützter Schaltungen ist demnach aus Emissionsgründen von Nachteil, sodass Bedarf daran besteht, Schaltungen mit geringeren Emissionen auszuführen. The execution of such output-driven circuits is therefore disadvantageous for emission reasons, so that there is a need to carry out circuits with lower emissions.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs zu schaffen. On this basis, the invention is based on the object to provide a novel method for operating a drive train of a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 gelöst. This object is achieved by a method for operating a drive train of a motor vehicle according to claim 1.

Erfindungsgemäß wird zur Ausführung eines Gangwechsels bei fahrendem Kraftfahrzeug von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang ein im Ist-Gang eingelegtes Schaltelement der Getriebeanordnung lastfrei ausgelegt, wobei nachfolgend wird in einem elektrodynamischen Betriebsmodus über eines der Schaltelemente der Getriebeanordnung gefahren und hierbei werden Drehzahlen von Verbrennungsmotor und elektrischer Maschine angepasst, und wobei nachfolgend wird ein Ziel-Gang eingelegt, in welchem das Planetengetriebe im Kraftfluss des Verbrennungsmotors lastfrei ist. According to the invention is designed to perform a gear change in moving motor vehicle from an actual gear to a target gear engaged in the actual gear shift element of the gear assembly load-free, being subsequently driven in an electrodynamic operating mode via one of the switching elements of the gear assembly and this speeds of Adjusted combustion engine and electric machine, and wherein subsequently a target gear is engaged, in which the planetary gear in the power flow of the internal combustion engine is load-free.

Die Erfindung schlägt ein neuartiges Verfahren zur Ausführung von Schaltungen für die aus dem Stand der Technik bekannten Antriebsstränge von Hybridfahrzeugen vor, und zwar im Gegensatz zu abtriebsgestützten Schaltungen Schaltungen, bei welchen beide Arbeitsmaschinen des Hybridantriebs, also sowohl die elektrische Maschine als auch insbesondere auch der Verbrennungsmotor, am Abtrieb ein Antriebsmoment bereitstellen. Bei Ausführung einer Schaltung wird demnach am Verbrennungsmotor kein vollständiger Lastabbau durchgeführt, wodurch sich das Emissionsverhalten verbessert. The invention proposes a novel method for the implementation of circuits for the known from the prior art drive trains of hybrid vehicles, in contrast to driven circuits circuits in which both working machines of the hybrid drive, so both the electric machine and in particular also the internal combustion engine , provide a drive torque at the output. When a circuit is executed, therefore, no complete load reduction is performed on the internal combustion engine, which improves the emission behavior.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird als Ziel-Gang derjenige Gang eingelegt wird, dessen zugeordnete Stirnradstufe über dasjenige Schaltelement der Getriebeanordnung, welches im elektrodynamischen Betriebsmodus geschlossen ist, mit dem dritten Element des Planetengetriebes verbunden ist. Eine derartige Schaltungsausführung ist besonders bevorzugt. According to a development of the invention, that gear is engaged as a target gear whose associated spur gear is connected via that one switching element of the gear assembly, which is closed in the electrodynamic operating mode, with the third element of the planetary gear. Such a circuit design is particularly preferred.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird zum Lastfreistellen des im Ist-Gang eingelegten und lastfrei auszulegenden Schaltelements von der elektrische Maschine am zweiten Element des Planetengetriebes so viel Moment abgestützt, dass ein Verhältnis der Drehmomente an dem zweiten Element des Planetengetriebes und dem dritten Element des Planetengetriebes der Standgetriebeübersetzung des Planetengetriebes entspricht. Hiermit kann das auszulegende Schaltelement besonders vorteilhaft lastfrei gestellt werden. According to a development of the invention is the load release of the inserted in the actual gear and load freely auszulegenden switching element supported by the electric machine on the second element of the planetary gear so much moment that a ratio of the torques on the second element of the planetary gear and the third element of the planetary gear Stand gear ratio of the planetary gear corresponds. Hereby, the switching element to be designed can be made particularly advantageous without load.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden in dem elektrodynamischen Betriebsmodus die Drehzahlen von Verbrennungsmotor und elektrischer Maschine durch eine Anpassung der von Verbrennungsmotor und elektrischer Maschine bereitgestellten Momente angepasst. Hiermit kann besonders vorteilhaft eine Synchronisierung für den einzulegenden Ziel-Gang erfolgen. According to a development of the invention, in the electrodynamic operating mode, the rotational speeds of the internal combustion engine and the electrical machine are adjusted by adjusting the torques provided by the internal combustion engine and the electrical machine. This can be done particularly advantageous synchronization for the target gear to be inserted.

Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Preferred developments emerge from the subclaims and the following description. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:

1 ein Antriebstrangschema eines Antriebsstrangs eines ersten als Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs; 1 a Antriebstrangschema a powertrain of a first designed as a hybrid vehicle motor vehicle;

2 eine Schaltungsmatrix für den Antriebsstrang der 1; 2 a circuit matrix for the drive train of 1 ;

3 ein Antriebstrangschema eines Antriebsstrangs eines zweiten als Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs; und 3 a powertrain diagram of a drive train of a second designed as a hybrid vehicle motor vehicle; and

4 eine Schaltungsmatrix für den Antriebsstrang der 3. 4 a circuit matrix for the drive train of 3 ,

1 zeigt ein Antriebstrangschema eines Antriebsstrangs 1 eines ersten als Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs. 1 shows a drive train scheme of a drive train 1 a first designed as a hybrid vehicle motor vehicle.

Der Antriebsstrang 1 der 1 weist einen Hybridantrieb auf, der einen Verbrennungsmotor VM mit einer Triebwelle 2 und eine als Motor und als Generator betreibbare elektrischen Maschine EM mit einem Rotor 3 aufweist. Der Antriebsstrang 1 weist ferner eine Getriebeanordnung auf, die ein in Vorgelegebauweise ausgebildetes automatisiertes Schaltgetriebe 4 mit einer Eingangswelle GE und im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Ausgangswellen GA1 und GA2 sowie ein als Planetengetriebe PG ausgeführtes Überlagerungsgetriebe 5 mit drei Elementen 6, 7 und 8, nämlich zwei Eingangselementen 6, 7 und einem Ausgangselement 8 auf. The powertrain 1 of the 1 has a hybrid drive comprising an internal combustion engine VM with a drive shaft 2 and an electric machine EM, which can be operated as a motor and as a generator, with a rotor 3 having. The powertrain 1 also has a gear assembly, which is a trained in Vorgelegebauweise automated manual transmission 4 with an input shaft GE and in the illustrated embodiment, two output shafts GA1 and GA2 and designed as a planetary gear PG superposition gear 5 with three elements 6 . 7 and 8th namely, two input elements 6 . 7 and an output element 8th on.

Die Eingangswelle GE des Schaltgetriebes 4 ist eingangsseitig über eine als Reibkupplung ausgebildete Trennkupplung K1 mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM verbunden. The input shaft GE of the gearbox 4 On the input side via a clutch designed as a friction clutch K1 with the drive shaft 2 the internal combustion engine VM connected.

Getriebeintern ist die Eingangswelle GE des Schaltgetriebes 4 über selektiv schaltbare Stirnradstufen Z1, Z2, Z3, Z4, die jeweils aus einem Festrad 19, 20 und Losräden 11, 12, 13, 14 bestehen, mit einer der Ausgangswellen GA1 und GA2 in Antriebsverbindung bringbar. Die Ausgangswellen GA1 und GA2 sind achsparallel zu der Eingangswelle GE angeordnet, wobei die Ausgangswellen GA1 und GA2 über die schaltbaren Stirnradstufen Z1, Z3; Z2, Z4 mit der Eingangswelle GE in Antriebsverbindung bringbar sind, und wobei die Ausgangswellen GA1 und GA2 über jeweils eine zwei Zahnräder umfassende Ausgangskonstante KA1, KA2 mit einem Achsdifferenzial 21 in Antriebsverbindung sind. Das Achsdifferenzial 21 steht mit Wellen 22, 23 des Abtriebs in Verbindung. Gearbox internal is the input shaft GE of the gearbox 4 via selectively switchable spur gears Z1, Z2, Z3, Z4, each of a fixed gear 19 . 20 and losräden 11 . 12 . 13 . 14 exist, with one of the output shafts GA1 and GA2 in drive connection brought. The output shafts GA1 and GA2 are arranged axially parallel to the input shaft GE, wherein the output shafts GA1 and GA2 via the switchable spur gears Z1, Z3; Z2, Z4 can be brought into drive connection with the input shaft GE, and wherein the output shafts GA1 and GA2 via a respective two gears comprehensive output constant KA1, KA2 with an axle differential 21 are in drive connection. The axle differential 21 stands with waves 22 . 23 of the output.

Die Stirnradstufen Z1, Z3 eines ersten und dritten Gangs G1, G3 des Schaltgetriebes 4 sind zwischen der Eingangswelle GE und der ersten Ausgangswelle GA1 angeordnet. Die Stirnradstufen Z2, Z4 eines zweiten und vierten Gangs G2, G4 des Schaltgetriebes 4 sind zwischen der Eingangswelle GE und der zweiten Ausgangswelle GA2 angeordnet. Zudem sind die genannten Stirnradstufen Z1 bis Z4 paarweise in gemeinsamen Zahnradebenen angeordnet und nutzen die zwei gemeinsamen, drehfest auf der Eingangswelle GE befestigten Festräder 19, 20. Die Losräder 11, 12, 13, 14 der Stirnradstufen Z1 bis Z4 sind drehbar auf der betreffenden Ausgangswelle GA1, GA2 gelagert und über zugeordnete Schaltelemente A, B, C, D drehfest mit dieser verbindbar. Die Schaltelemente A, B, C, D sind paarweise in Doppelschaltelementen S1, S2 zusammengefasst. Die Schaltelemente A und C sind erste Schaltelemente, über die der Verbrennungsmotor VM über die ersten Stirnradstufen Z3 und Z1 an die erste Ausgangswelle GA1 ankoppelbar ist. Die Schaltelemente D und B sind zweite Schaltelemente, über die der Verbrennungsmotor VM über die zweiten Stirnradstufen Z4 und Z2 an die zweite Ausgangswelle GA2 ankoppelbar ist. The spur gears Z1, Z3 of a first and third gear G1, G3 of the gearbox 4 are disposed between the input shaft GE and the first output shaft GA1. The spur gears Z2, Z4 of a second and fourth gear G2, G4 of the gearbox 4 are arranged between the input shaft GE and the second output shaft GA2. In addition, the said spur gears Z1 to Z4 are arranged in pairs in common gear levels and use the two common, non-rotatably mounted on the input shaft GE fixed wheels 19 . 20 , The loose wheels 11 . 12 . 13 . 14 the spur gears Z1 to Z4 are rotatably mounted on the relevant output shaft GA1, GA2 and rotatably connected via associated switching elements A, B, C, D with this. The switching elements A, B, C, D are combined in pairs in double switching elements S1, S2. The switching elements A and C are first switching elements, via which the internal combustion engine VM can be coupled to the first output shaft GA1 via the first spur gear stages Z3 and Z1. The switching elements D and B are second switching elements, via which the engine VM can be coupled via the second spur gears Z4 and Z2 to the second output shaft GA2.

Das Überlagerungsgetriebe 5 ist koaxial über dem von dem Verbrennungsmotor VM abgewandten freien Ende 9 der zweiten Ausgangswelle GA2 angeordnet und als ein einfaches Planetengetriebe PG mit einem Sonnenrad S, einem mehrere Planetenräder P tragenden Planetenträger T und einem Hohlrad R ausgebildet. Das Sonnenrad S des Planetengetriebes PG beziehungsweise des Überlagerungsgetriebes 5 ist drehfest mit einer Hohlwelle 10 verbunden, die koaxial über der zweiten Ausgangswelle GA2 des Schaltgetriebes 4 angeordnet und über ein Schaltelement K drehfest mit dem Losrad 11 der unmittelbar axial benachbarten Stirnradstufe Z2 verbindbar ist. Das Schaltelement K bildet vorliegend ein Einzelschaltelement S3. Da die Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM bei geschlossener Trennkupplung K1 und eingerücktem Schaltelement K über die Eingangswelle GE und die Stirnradstufe Z2 des zweiten Gangs G2 mit der Hohlwelle 10 in Antriebsverbindung ist, bildet das Sonnenrad S des Planetengetriebes PG das erste Eingangselement 6 des Überlagerungsgetriebes 5. Der Planetenträger T des Planetengetriebes PG ist drehfest mit der zweiten Ausgangswelle GA2 des Schaltgetriebes 4 verbunden und bildet somit das Ausgangselement 8 des Überlagerungsgetriebes 5. The superposition gearbox 5 is coaxial over the remote from the engine VM free end 9 the second output shaft GA2 arranged and formed as a simple planetary gear PG with a sun gear S, a planetary carrier P carrying planet carrier T and a ring gear R. The sun gear S of the planetary gear PG and the superposition gear 5 is non-rotatable with a hollow shaft 10 connected coaxially over the second output shaft GA2 of the gearbox 4 arranged and a switching element K rotatably with the idler gear 11 of the directly axially adjacent spur gear Z2 is connectable. The switching element K in the present case forms a single switching element S3. Because the shoot shaft 2 of the internal combustion engine VM with the separating clutch K1 closed and the switching element K engaged via the input shaft GE and the spur gear Z2 of the second gear G2 with the hollow shaft 10 is in drive connection, the sun gear S of the planetary gear PG forms the first input element 6 of the superposition gearbox 5 , The planet carrier T of the planetary gear PG is rotatably connected to the second output shaft GA2 of the gearbox 4 connected and thus forms the output element 8th of the superposition gearbox 5 ,

Die elektrische Maschine EM ist achsparallel zu den Ausgangswellen GA1 und GA2 des Schaltgetriebes 4 und dem Planetengetriebe PG angeordnet. Der Rotor 3 der elektrischen Maschine EM steht über eine zwei Zahnräder umfassende Untersetzungsstufe KEM mit dem Hohlrad R des Planetengetriebes PG in Antriebsverbindung. Das Hohlrad R des Planetengetriebes PG bildet demnach das zweite Eingangselement 7 des Überlagerungsgetriebes 5. Durch die Untersetzungsstufe KEM wird die Drehzahl der elektrischen Maschine EM reduziert und deren Drehmoment entsprechend erhöht, so dass die elektrische Maschine EM höherdrehend sowie drehmomentschwächer und damit kleiner sowie leichter als bei einer unmittelbaren antriebswirksamen Anbindung an das zweite Eingangselement 7 des Überlagerungsgetriebes 5 ausgebildet werden kann. The electric machine EM is axially parallel to the output shafts GA1 and GA2 of the gearbox 4 and the planetary gear PG arranged. The rotor 3 The electric machine EM is connected via a two-gear reduction stage K EM with the ring gear R of the planetary gear PG in drive connection. The ring gear R of the planetary gear PG thus forms the second input element 7 of the superposition gearbox 5 , By the reduction stage K EM , the rotational speed of the electric machine EM is reduced and their torque increased accordingly, so that the electric machine EM high-revving and torque weaker and thus smaller and lighter than an immediate drive-efficient connection to the second input element 7 of the superposition gearbox 5 can be trained.

Das Hohlrad R des Planetengetriebes PG ist über ein Schaltelement M drehfest mit der Hohlwelle 10 verbindbar. Bei eingerücktem Schaltelement M ist das Planetengetriebe PG in sich blockiert und läuft als Block um. Über ein weiteres Schaltelement L, das zusammen mit dem Schaltelement M in einem Doppelschaltelement S4 zusammengefasst ist, kann die Hohlwelle 10 und das mit dieser drehfest verbundene Sonnenrad S des Planetengetriebes PG gehäusefest arretiert werden. The ring gear R of the planetary gear PG is rotatably connected to the hollow shaft via a switching element M. 10 connectable. When engaged switching element M, the planetary gear PG is blocked in itself and runs around as a block. About another switching element L, which is summarized together with the switching element M in a double switching element S4, the hollow shaft 10 and which are locked fixed to the housing with this rotatably connected sun gear S of the planetary gear PG.

Neben der Funktion eines Überlagerungsgetriebes zur antriebstechnischen Kopplung des Verbrennungsmotors VM und der elektrischen Maschine EM mit der zweiten Ausgangswelle GA2 des Schaltgetriebes 4 hat das Planetengetriebe PG somit auch die Funktion eines zweistufigen Schaltgetriebes für einen Elektrofahrbetrieb über die elektrische Maschine EM. Vorliegend ist eine erste Gangstufe E1 des Elektrofahrbetriebs mit einer Übersetzung größer als Eins bei eingerücktem Schaltelement L eingelegt, wogegen die zweite Gangstufe E2 des Elektrofahrbetriebs mit der Übersetzung Eins bei eingerücktem Schaltelement M wirksam ist. In addition to the function of a superposition gear for driving technology coupling of the internal combustion engine VM and the electric machine EM with the second output shaft GA2 of the gearbox 4 Thus, the planetary gear PG also has the function of a two-stage gearbox for an electric driving operation via the electric machine EM. In the present case, a first gear stage E1 of the electric driving operation is engaged with a gear ratio greater than one with the switching element L engaged, whereas the second gear stage E2 of the electric driving operation is effective with the gear ratio one with the switching element M engaged.

Die Schaltelemente A bis D, L, M und K sind vorliegend als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgebildet, da diese jeweils mittels der elektrischen Maschine EM und/oder des Verbrennungsmotors VM synchronisiert werden können. The switching elements A to D, L, M and K are presently designed as unsynchronized jaw clutches, since these can be synchronized by means of the electric machine EM and / or the internal combustion engine VM.

Die Schaltelemente A und C sind erste Schaltelemente der Getriebeanordnung, über die der Verbrennungsmotor VM an die erste Ausgangswelle GA1 ankoppelbar ist. Die Schaltelemente D und B sind zweite Schaltelemente der Getriebeanordnung, über die der Verbrennungsmotor VM an die zweite Ausgangswelle GA2 ankoppelbar ist. Die Schaltelemente L und M sind weitere, dritte Schaltelemente der Getriebeanordnung, über welche zur Bereitstellung des ersten Gangs für die elektrische Maschine EM das Sonnenrad S des Planetengetriebes PG gehäuseseitig angebunden oder zur Bereitstellung des zweiten Gangs für die elektrische Maschine zwei der drei Elemente des Planetengetriebes PG, nämlich Sonnenrad S und Hohlrad R, miteinander verbunden werden. Das Schaltelement K dient der drehfesten Anbindung der Hohlwelle 10 an das Losrad 11 der unmittelbar axial benachbarten Stirnradstufe Z2. Die möglichen Betriebsarten des Antriebsstrang 1 sind in der Tabelle der 2 zusammengefasst, in der für den Verbrennungsmotor VM der jeweils wirksame Gang G1, G2, G3, G4 des Schaltgetriebes, für die elektrische Maschine EM die jeweils wirksame Gangstufe E1, E2 des Planetengetriebes PG, und für die Doppelschaltelemente S1, S2, S4 sowie das Einzelschaltelement S3 das jeweils eingerückte Schaltelement A, B, C, D, K, L, M angegeben ist. The switching elements A and C are first switching elements of the gear arrangement, via which the internal combustion engine VM can be coupled to the first output shaft GA1. The switching elements D and B are second switching elements of the transmission arrangement, via which the internal combustion engine VM can be coupled to the second output shaft GA2. The switching elements L and M are further, third switching elements of the gear arrangement, via which the sun gear S of the planetary gear PG connected to the housing side to provide the first gear for the electric machine EM or to provide the second gear for the electric machine two of the three elements of the planetary gear PG , namely sun gear S and ring gear R, are connected together. The switching element K is the non-rotatable connection of the hollow shaft 10 to the idler gear 11 the immediately axially adjacent spur gear Z2. The possible modes of the powertrain 1 are in the table of 2 summarized, in the for the internal combustion engine VM the respective effective gear G1, G2, G3, G4 of the gearbox, for the electric machine EM, the respective effective gear E1, E2 of the planetary gear PG, and for the double switching elements S1, S2, S4 and the individual switching element S3 each indented switching element A, B, C, D, K, L, M is indicated.

In einem EDA-Betrieb des elektrodynamischen Fahrens, der vorwiegend zum verschleißfreien Anfahren oder Fahren genutzt werden kann, ist das Planetengetriebe PG als Überlagerungsgetriebe 5 wirksam, das heißt, die Drehmomente und Drehzahlen des Verbrennungsmotors VM und der elektrischen Maschine EM werden in dem Überlagerungsgetriebe 5 überlagert und auf die Ausgangswelle GA2 übertragen. Hierzu wird die Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM durch das Schließen der Trennkupplung K1 und das Einrücken des Schaltelementes K antriebstechnisch über die Eingangswelle GE, die Stirnradstufe Z2 des Schaltgetriebes 4 und die Hohlwelle 10 an das als erstes Eingangselement 6 des Überlagerungsgetriebes 5 wirksame Sonnenrad S des Planetengetriebes PG angebunden. Der Rotor 3 der elektrischen Maschine EM steht über die Untersetzungsstufe KEM permanent mit dem als zweites Eingangselement 7 des Überlagerungsgetriebes 5.1 wirksamen Hohlrad R des Planetengetriebes PG in Antriebsverbindung. Ebenso ist der als Ausgangselement 8 des Überlagerungsgetriebes 5 wirksame Planetenträger T des Planetengetriebes PG permanent drehfest mit der Ausgangswelle GA des Schaltgetriebes 4 verbunden. In an EDA operation of the electrodynamic driving, which can be used mainly for wear-free starting or driving, the planetary gear PG is a superposition gear 5 effectively, that is, the torques and rotational speeds of the engine VM and the electric machine EM are in the superposition gear 5 superimposed and transmitted to the output shaft GA2. This is the drive shaft 2 the internal combustion engine VM by the closing of the clutch K1 and the engagement of the switching element K drive technology via the input shaft GE, the spur gear Z2 of the gearbox 4 and the hollow shaft 10 to that as the first input element 6 of the superposition gearbox 5 effective sun gear S of the planetary gear PG connected. The rotor 3 The electric machine EM is permanently connected via the reduction stage K EM with the second input element 7 of the superposition gearbox 5.1 effective ring gear R of the planetary gear PG in drive connection. Likewise, as the starting element 8th of the superposition gearbox 5 effective planet carrier T of the planetary gear PG permanent rotation with the output shaft GA of the gearbox 4 connected.

Im Elektrofahrbetrieb (E-Fahren) ist das Planetengetriebe PG als zweistufiges Schaltgetriebe wirksam, und die Gangstufen E1, E2 sind über das Schaltelement L und das Schaltelement M schaltbar. Bei der vorliegenden Ausbildung und Anordnung des Überlagerungsgetriebes 5 ist die bei geschlossenem Schaltelement L in der niedrigeren Gangstufe E1 des Elektrofahrbetriebs wirksame Übersetzung des dann als Schaltgetriebe wirksamen Planetengetriebes PG größer als Eins, wogegen die bei geschlossenem Schaltelement M in der höheren Gangstufe E2 des Elektrofahrbetriebs wirksame Übersetzung des Planetengetriebes PG gleich Eins ist. Für die Ermittlung der Gesamtübersetzung der Gangstufen E1, E2 des Elektrofahrbetriebs müssen diese Übersetzungen noch mit der Übersetzung der Untersetzungsstufe KEM multipliziert werden, über die der Rotor 3 der elektrischen Maschine EM mit dem zweiten Eingangselement 7 des Überlagerungsgetriebes 5 in Antriebsverbindung ist. In electric driving (e-driving), the planetary gear PG is a two-stage manual transmission effective, and the gear ratios E1, E2 are switchable via the switching element L and the switching element M. In the present embodiment and arrangement of the superposition gear 5 is the effective when the switching element L in the lower gear E1 of the electric driving ratio then effective as a manual transmission planetary gear PG is greater than one, whereas the effective when the switching element M in the higher gear stage E2 of the electric driving effective translation of the planetary gear PG is one. For the determination of the total ratio of the gear ratios E1, E2 of the electric driving operation, these translations must still be multiplied by the translation of the reduction stage K EM , over which the rotor 3 the electric machine EM with the second input element 7 of the superposition gearbox 5 is in drive connection.

Im Verbrennungsfahrbetrieb (V-Fahren) werden die entsprechenden Gänge G1 bis G4 über die Schaltelemente A bis D der Stirnradstufen Z1 bis Z4 des Schaltgetriebes 4 geschaltet. In the combustion driving mode (V-driving), the respective gears G1 to G4 via the switching elements A to D of the spur gears Z1 to Z4 of the gearbox 4 connected.

Im Hybridbetrieb (V+E-Fahren) wird die elektrische Maschine EM antriebstechnisch über eine geeignete Gangstufe E1, E2 des Planetengetriebes PG, also mit einem festem Übersetzungsverhältnis, an die zweite Ausgangswelle GA2 des Schaltgetriebes 4 angebunden. Dabei kann die elektrische Maschine EM wahlweise im Boostbetrieb zur Unterstützung des Verbrennungsmotors VM als Motor oder zum Laden eines elektrischen Energiespeichers als Generator betrieben werden. In hybrid operation (V + E-driving), the electric machine EM drive technology via a suitable gear stage E1, E2 of the planetary gear PG, ie with a fixed gear ratio, to the second output shaft GA2 of the gearbox 4 tethered. In this case, the electric machine EM can be operated either in boost mode to support the internal combustion engine VM as a motor or to charge an electrical energy storage as a generator.

Mit der Erfindung können insbesondere bei dem Antriebsstrang der 1, dessen Schaltungsmatrix in 2 gezeigt ist, Schaltungen bzw. Gangwechsel emissionsreduziert ausgeführt werden. Dabei wird nachfolgend davon ausgegangen, dass vor Schaltungsausführung das Hybridfahrzeug bei einem eingelegten Ist-Gang fährt und nachfolgend eine Schaltung ausgehend vom Ist-Gang in einen Ziel-Gang durchgeführt werden soll. With the invention, in particular in the drive train of the 1 , whose circuit matrix in 2 is shown, circuits or gear changes are carried out reduced emissions. In this case, it is assumed below that, before the circuit is executed, the hybrid vehicle travels at an engaged actual gear and subsequently a shift from the actual gear to a target gear is to be carried out.

Zur Ausführung eines Gangwechsels bei fahrendem Kraftfahrzeug von dem Ist-Gang in den Ziel-Gang wird zunächst ein im Ist-Gang eingelegtes Schaltelement der Getriebeanordnung lastfrei ausgelegt. Anschließend wird im EDA-Betrieb elektrodynamisch gefahren und hierbei werden Drehzahlen von Verbrennungsmotor VM und elektrische Maschine EM angepasst, um nachfolgend einen Ziel-Gang einzulegen, nämlich ein entsprechendes Schaltelement der Getriebeanordnung für den Ziel-Gang, wobei im einzulegenden Ziel-Gang das Planetengetriebe PG im Kraftfluss des Verbrennungsmotors VM lastfrei ist. To carry out a gear change while the motor vehicle is moving from the actual gear into the target gear, a shift element of the gear train engaged in the actual gear is first designed to be load-free. Subsequently, electrodynamically driven in EDA operation and this speeds of engine VM and electric machine EM are adapted to subsequently insert a target gear, namely a corresponding switching element of the gear assembly for the target gear, wherein in the target gear to be engaged, the planetary gear PG is load-free in the power flow of the internal combustion engine VM.

Das Planetengetriebe PG ist dann im Kraftfluss des Verbrennungsmotors VM lastfrei, wenn der Kraftfluss des Verbrennungsmotors VM ausschließlich über eine der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 oder Z4 zu einer der Getriebeausgangswellen GA1 oder GA2 führt. The planetary gear PG is then load-free in the power flow of the internal combustion engine VM, if the power flow of the engine VM exclusively via one of the spur gear Z1, Z2, Z3 or Z4 leads to one of the transmission output shafts GA1 or GA2.

Weitere Details der Erfindung werden nachfolgend für ein konkretes Ausführungsbeispiel eines Gangwechsels vom Ist-Gang 1 in den Ziel-Gang 2 beschrieben, wobei davon ausgegangen werden soll, dass das Kraftfahrzeug vor der Schaltungsausführung bzw. vor dem Gangwechsel im ersten Gang über den Verbrennungsmotor VM fährt, sodass demnach beim V-Fahren im Gang G1 das Schaltelement A geschlossen ist. Further details of the invention are given below for a specific embodiment of a gear change from the actual gear 1 in the target gear 2 It should be assumed that the motor vehicle travels over the internal combustion engine VM prior to the shift execution or before the gearshift in first gear, so that the shift element A is closed during V-driving in gear G1.

Das Schaltelement K soll vorbereitend geschlossen sein, was zum Beispiel dann der Fall sein kann, wenn zum Beispiel vor dem V-Fahren im Gang G1 bei geschlossenem Schaltelement A zuvor im EDA-Modus angefahren wurde und das EDA-Anfahren beendet wurde, indem der erste Gang G1 durch Schließen des Schaltelements A eingelegt wurde. Alternativ ist es möglich, dass zuvor elektrisch bei geschlossenem Schaltelement L gefahren und der Verbrennungsmotor im Gang G1 zugestartet wurde. Während dann der Verbrennungsmotor VM Zugkraft aufrecht erhält, kann die elektrische Maschine EM lastfrei gemacht und das Schaltelement L ausgelegt werden, wobei das Schaltelement K mit einer Drehzahlregelung der elektrischen Maschine EM synchronisiert und dann eingelegt wird. The switching element K should be closed preparatory, which may be the case, for example, if, for example, before the V-driving in gear G1 was approached with the switching element A closed in EDA mode and the EDA approach was terminated by the first Gear G1 was inserted by closing the switching element A. Alternatively, it is possible that previously electrically driven with the switching element L closed and the internal combustion engine in gear G1 was started. Then, while the internal combustion engine VM maintains traction, the electric machine EM can be made load-free and the switching element L can be designed, wherein the switching element K is synchronized with a speed control of the electric machine EM and then inserted.

Um nun einen Gangwechsel beim V-Fahren vom Gang G1 mit geschlossenen Schaltelementen A und E durchzuführen, wird zunächst das im Ist-Gang geschlossene Schaltelement A, welches auszulegen ist, lastfrei gestellt. Hierzu stützt die elektrische Maschine EM am Hohlrad R des Planetengetriebes PG Moment ab, und zwar so viel, dass ein Verhältnis der Drehmomente an Hohlrad R und Sonnenrad S des Planetengetriebes PG dem Betrag einer Standgetriebeübersetzung des Planetengetriebes PG entspricht. Dabei wird am Verbrennungsmotor VM Drehmoment reduziert, sodass am Abtrieb, also an den Wellen 22, 23, das gewünschte Fahrerwunschmoment aufrechterhalten wird. Nach diesem Lastfreistellen des im Ist-Gang geschlossenen und nun auszulegenden Schaltelements A kann das Schaltelement A lastfrei ausgelegt werden, wobei dann nachfolgend ausschließlich das Schaltelement K geschlossen ist, sodass sich der EDA-Betriebsmodus ergibt und nachfolgend elektrodynamisch gefahren wird. In order to carry out now a gear change in the V-drive of the gear G1 with closed switching elements A and E, initially closed in the actual gear shift element A, which is interpreted, made free of load. For this purpose, the electric machine EM is supported on the ring gear R of the planetary gear PG torque, namely so much that a ratio of the torques R and sun gear S of the planetary gear PG corresponds to the amount of a stationary gear ratio of the planetary gear PG. In this case, the internal combustion engine VM torque is reduced, so that at the output, so on the waves 22 . 23 , the desired driver's request torque is maintained. After this load release of closed in the actual gear and now auszulegenden switching element A, the switching element A can be designed load-free, then subsequently exclusively the switching element K is closed, so that the EDA operating mode results and is subsequently driven electrodynamically.

Während dieses elektrodynamischen Fahrens werden Drehzahlen von Verbrennungsmotor VM und elektrischer Maschine EM angepasst, vorzugsweise dadurch, dass für den Gangwechsel vom Ist-Gang 1 in den Ziel-Gang 2 am Verbrennungsmotor VM Drehmoment abgesenkt und an der elektrischen Maschine EM Drehmoment erhöht wird, sodass sich die erforderliche Drehzahländerung ergibt, wobei die Drehzahl des Verbrennungsmotors VM sinkt und die Drehzahl der elektrischen Maschine EM steigt. Dann, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors VM das Niveau des Ziel-Gangs, also des Gangs G2 erreicht hat, kann nachfolgend der Gang G2 eingelegt werden. During this electrodynamic driving speeds of engine VM and electric machine EM are adjusted, preferably by the fact that for the gear change from the actual gear 1 in the target gear 2 torque is lowered at the internal combustion engine VM and torque is increased at the electric machine EM, so that the required speed change results, the speed of the engine VM decreases and the speed of the electric machine EM increases. Then, when the rotational speed of the internal combustion engine VM has reached the level of the target gear, ie the gear G2, the gear G2 can subsequently be engaged.

Dabei wird nun der Gang so eingelegt, dass im Ziel-Gang das Planetengetriebe PG im Kraftfluss des Verbrennungsmotors VM lastfrei ist. Hierzu wird dann das Schaltelement B geschlossen. Somit kann unmittelbar nach der Schaltung der Verbrennungsmotor VM Last übernehmen und die elektrische Maschine EM kann lastfrei in den Gang E1 wechseln. Da der Gang E1 der elektrischen Maschine EM für relativ niedrige Geschwindigkeiten geeignet ist, kann dann die elektrische Maschine EM in einem guten Betriebspunkt betrieben werden. In this case, the gear is now engaged so that in the target gear, the planetary gear PG is free of load in the power flow of the engine VM. For this purpose, the switching element B is closed. Thus, immediately after the shift, the engine VM load can take over and the electric machine EM can switch without load in the gear E1. Since the gear E1 of the electric machine EM is suitable for relatively low speeds, then the electric machine EM can be operated at a good operating point.

An Stelle im obigen Verfahren durch Schließen des Schaltelements B den Gang G2 einzulegen, ist es auch möglich, im EDA-Modus weiterzufahren und weiter zu beschleunigen und erst später den Gang G3 durch Schließen des Schaltelements C oder den Gang G4 durch Schließen des Schaltelements D einzulegen. In jedem Fall wird zum Beenden der erfindungsgemäßen Lastschaltung ein Gang eingelegt, in welchem im Kraftfluss des Verbrennungsmotors VM das Planetengetriebe PG lastfrei ist. Instead of engaging the gear G2 in the above method by closing the switching element B, it is also possible to continue in the EDA mode and to accelerate further and to insert the gear G3 by closing the switching element C or the gear G4 by closing the switching element D later , In any case, a gear is engaged to terminate the load circuit according to the invention, in which in the power flow of the internal combustion engine VM, the planetary gear PG is free of load.

Wie bereits ausführt, ist das Planetengetriebe PG dann im Kraftfluss des Verbrennungsmotors VM lastfrei, wenn der Kraftfluss des Verbrennungsmotors VM ausschließlich über eine der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3 oder Z4 zu einer der Getriebeausgangswellen GA1, GA2 führt. As already stated, the planetary gear PG is then load-free in the power flow of the internal combustion engine VM if the power flow of the internal combustion engine VM leads exclusively via one of the spur gears Z1, Z2, Z3 or Z4 to one of the transmission output shafts GA1, GA2.

Mit der Erfindung können auch Rückschaltungen auf die obige Art und Weise durchgeführt werden, zum Beispiel eine Rückschaltung von Gang G3 in den Gang G2 oder auch eine Rückschaltung vom Gang G4 in den Gang G2. With the invention, downshifts can also be carried out in the above manner, for example a downshifting of gear G3 into gear G2 or also a downshifting from gear G4 into gear G2.

Obwohl die Erfindung bevorzugt beim Hybridfahrzeug-Antriebsstrang der 1 zum Einsatz kommt, kann die Erfindung auch bei einem anderen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs zum Einsatz kommen, zum Beispiel beim Hybridfahrzeug-Antriebsstrang der 3. Although the invention is preferred in the hybrid vehicle powertrain of 1 is used, the invention can also be used in another powertrain of a hybrid vehicle, for example, in the hybrid vehicle powertrain of 3 ,

So zeigt 3 ein Antriebstrangschema eines Antriebsstrangs 1 eines zweiten als Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang 1 weist einen Hybridantrieb auf, der einen Verbrennungsmotor VM mit einer Triebwelle 2 und eine als Motor und als Generator betreibbare elektrische Maschine EM mit einem Rotor 3 aufweist. Der Antriebsstrang 1 weist ferner eine Getriebeanordnung auf, die ein in Vorgelegebauweise ausgebildetes automatisiertes Schaltgetriebe 4 mit einer Eingangswelle GE und zwei Ausgangswellen GA1, GA2 sowie ein in Planetenbauweise ausgeführtes Überlagerungsgetriebe 5 mit drei Elementen 6, 7 und 8, nämlich zwei Eingangselementen 6, 7 und einem Ausgangselement 8, aufweist. So shows 3 a powertrain schematic of a powertrain 1 a second designed as a hybrid vehicle motor vehicle. The powertrain 1 has a hybrid drive comprising an internal combustion engine VM with a drive shaft 2 and an electric machine EM having a rotor that can be operated as a motor and as a generator 3 having. The powertrain 1 also has a gear assembly, which is a trained in Vorgelegebauweise automated manual transmission 4 with an input shaft GE and two output shafts GA1, GA2 and a planetary gear superposition gear 5 with three elements 6 . 7 and 8th namely, two input elements 6 . 7 and an output element 8th , having.

Die Eingangswelle GE des Schaltgetriebes 4 ist eingangsseitig über eine als Reibungskupplung ausgebildete Trennkupplung K1 mit der Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM verbindbar. Getriebeintern ist die Eingangswelle GE des Schaltgetriebes 4 über selektiv schaltbare Stirnradstufen Z1, Z4, Z6 mit der ersten Ausgangswelle GA1 und über eine weitere selektiv schaltbare Stirnradstufe Z2 mit der zweiten Ausgangswelle GA2 in Triebverbindung bringbar. Die Stirnradstufen Z1, Z2, Z4, Z6 weisen jeweils ein Festrad 18, 19, 20 und ein Losrad 11, 12, 13, 14 auf. Die Stirnradstufe Z1 und die Stirnradstufe Z2 sind in einer gemeinsamen Zahnradebene angeordnet und nutzen ein gemeinsames Festrad 19, das drehfest auf der Eingangswelle GE befestigt ist. Das Festrad 20 der Stirnradstufe Z4 ist ebenfalls drehfest auf der Eingangswelle GE angeordnet. Die Losräder 11, 13, 14 dieser Stirnradstufen Z1, Z2, Z4 sind jeweils drehbar auf der zugeordneten Ausgangswelle GA1, GA2 gelagert und über ein zugeordnetes Schaltelement A, B, D drehfest mit dieser verbindbar. Bei der Stirnradstufe Z6 ist das betreffende Losrad 12 drehbar auf der Eingangswelle GE gelagert und über ein zugeordnetes Schaltelement F drehfest mit dieser verbindbar. Das Festrad 18 der Stirnradstufe Z6 ist drehfest auf der ersten Ausgangswelle GA1 befestigt. Die Schaltelemente A, D der Stirnradstufen Z1, Z4 sind in einem Doppelschaltelement S1 zusammengefasst. Durch die Stirnradstufen Z1, Z2, Z4, Z6 weist das Schaltgetriebe 4 zunächst vier schaltbare Gänge G1, G2, G4, G6 auf. Die beiden Ausgangswellen GA1, GA2 des Schaltgetriebes 4 stehen über jeweils eine Ausgangskonstante KA1, KA2 mit einem Achsdifferenzial 21 in Triebverbindung, von dem aus zwei Wellen 22, 23 zu in 1 nicht dargestellten Rädern führen. Das Überlagerungsgetriebe 5 ist koaxial über dem von dem Verbrennungsmotor VM abgewandten freien Ende 9 der zweiten Ausgangswelle GA2 angeordnet und als ein einfaches Planetengetriebe PG mit einem Sonnenrad S, einem mehrere Planetenräder P tragenden Planetenträger T und einem Hohlrad R ausgebildet. Das Sonnenrad S des Planetengetriebes PG ist drehfest mit einer ersten Hohlwelle 10 verbunden, die koaxial über der zweiten Ausgangswelle GA2 des Schaltgetriebes 4 angeordnet und über ein Schaltelement K drehfest mit dem Losrad 14 der unmittelbar axial benachbarten zweiten Stirnradstufe Z2 verbindbar ist. Das Schaltelement K und das Schaltelement B der zweiten Stirnradstufe Z2 sind in einem Doppelschaltelement S2 zusammengefasst. The input shaft GE of the gearbox 4 On the input side via a trained as a friction clutch separating clutch K1 with the drive shaft 2 the internal combustion engine VM connectable. Gearbox internal is the input shaft GE of the gearbox 4 via selectively switchable spur gears Z1, Z4, Z6 with the first output shaft GA1 and via a further selectively switchable spur gear Z2 with the second output shaft GA2 in drive connection brought. The spur gears Z1, Z2, Z4, Z6 each have a fixed gear 18 . 19 . 20 and a loose wheel 11 . 12 . 13 . 14 on. The spur gear Z1 and the spur gear Z2 are arranged in a common gear level and use a common fixed gear 19 , which is rotatably mounted on the input shaft GE. The fixed wheel 20 the spur gear Z4 is also rotatably mounted on the input shaft GE. The loose wheels 11 . 13 . 14 These spur gears Z1, Z2, Z4 are each rotatably mounted on the associated output shaft GA1, GA2 and rotatably connected via an associated switching element A, B, D with this. In spur Z6 is the relevant idler gear 12 rotatably mounted on the input shaft GE and rotatably connected via an associated switching element F with this connectable. The fixed wheel 18 the spur gear Z6 is rotatably mounted on the first output shaft GA1. The switching elements A, D of the spur gears Z1, Z4 are combined in a double switching element S1. By the spur gears Z1, Z2, Z4, Z6, the manual transmission 4 initially four switchable gears G1, G2, G4, G6. The two output shafts GA1, GA2 of the gearbox 4 each have an output constant KA1, KA2 with an axle differential 21 in drive connection, from which two waves 22 . 23 to in 1 not shown wheels lead. The superposition gearbox 5 is coaxial over the remote from the engine VM free end 9 the second output shaft GA2 arranged and formed as a simple planetary gear PG with a sun gear S, a planetary carrier P carrying planet carrier T and a ring gear R. The sun gear S of the planetary gear PG is rotationally fixed with a first hollow shaft 10 connected coaxially over the second output shaft GA2 of the gearbox 4 arranged and a switching element K rotatably with the idler gear 14 the immediately axially adjacent second spur Z2 is connectable. The switching element K and the switching element B of the second spur gear Z2 are combined in a double switching element S2.

Da die Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM bei geschlossener Trennkupplung K1 und eingerücktem Schaltelement K über die Eingangswelle GE und die Stirnradstufe Z2 des zweiten Gangs G2 mit der Hohlwelle 10 in Triebverbindung steht, bildet das Sonnenrad S des Planetengetriebes PG das erste Eingangselement 6 des Überlagerungsgetriebes 5. Der Planetenträger T des Planetengetriebes PG ist drehfest mit der zweiten Ausgangswelle GA2 des Schaltgetriebes 4 verbunden und bildet somit das Ausgangselement 8 des Überlagerungsgetriebes 5. Die elektrische Maschine EM ist bei achsparallel zu der zweiten Ausgangswelle GA2 des Schaltgetriebes 4 und dem Planetengetriebe PG angeordnet. Der Rotor 3 der elektrischen Maschine EM steht über eine als Stirnradgetriebestufe ausgebildete Untersetzungsstufe KEM mit dem Hohlrad R des Planetengetriebes PG in Triebverbindung. Das Hohlrad R des Planetengetriebes PG bildet demnach das zweite Eingangselement 7 des Überlagerungsgetriebes 5. Durch die Untersetzungsstufe KEM wird die Drehzahl der elektrischen Maschine EM reduziert und deren Drehmoment entsprechend erhöht, so dass die elektrische Maschine EM höherdrehend sowie drehmomentschwächer und damit kleiner sowie leichter als bei einer unmittelbaren Anbindung an das zweite Eingangselement 7 des Überlagerungsgetriebes 5 ausgeführt werden kann. Die drehfest mit dem Sonnenrad S des Planetengetriebes PG verbundene Hohlwelle 10 ist über ein Schaltelement L gehäusefest arretierbar und über ein Schaltelement M drehfest mit dem Hohlrad R des Planetengetriebes PG verbindbar. Das Schaltelement L und das Schaltelement M sind in einem Doppelschaltelement S4 zusammengefasst. Durch diese beiden Schaltelemente L, M ergeben sich zwei Gangstufen E1, E2 für den Elektrofahrbetrieb, bei dem das Kraftfahrzeug über die zweite Ausgangswelle GA2 und die zweite Ausgangskonstante KA2 von der elektrischen Maschine EM angetrieben wird. Bei eingerücktem Schaltelement L und demzufolge gehäusefest arretiertem Sonnenrad ergibt sich die niedrigere erste Gangstufe E1 des Elektrofahrbetriebs. Bei eingerücktem Schaltelement M, bei dem das Planetengetriebe PG in sich blockiert ist und im Block umläuft, ergibt sich die höhere zweite Gangstufe E2 des Elektrofahrbetriebs. Neben der Funktion eines Überlagerungsgetriebes zur triebtechnischen Kopplung des Verbrennungsmotors VM und der elektrischen Maschine EM mit der zweiten Ausgangswelle GA2 des Schaltgetriebes 4 hat das Planetengetriebe PG somit auch die Funktion eines zweistufigen Schaltgetriebes für den Elektrofahrbetrieb. Because the shoot shaft 2 of the internal combustion engine VM with the disconnect clutch K1 and engaged switching element K via the input shaft GE and the spur gear Z2 of the second gear G2 with the hollow shaft 10 is in drive connection, the sun gear S of the planetary gear PG forms the first input element 6 of the superposition gearbox 5 , The planet carrier T of the planetary gear PG is rotatably connected to the second output shaft GA2 of the gearbox 4 connected and thus forms the output element 8th of the superposition gearbox 5 , The electric machine EM is at paraxial to the second output shaft GA2 of the gearbox 4 and the planetary gear PG arranged. The rotor 3 The electric machine EM is connected via a designed as a spur gear reduction stage K EM with the ring gear R of the planetary gear PG in drive connection. The ring gear R of the planetary gear PG thus forms the second input element 7 of the superposition gearbox 5 , By the reduction stage K EM , the rotational speed of the electric machine EM is reduced and their torque increased accordingly, so that the electric machine EM high-revving and torque weaker, and thus smaller and lighter than in an immediate connection to the second input element 7 of the superposition gearbox 5 can be executed. The rotatably connected to the sun gear S of the planetary gear PG hollow shaft 10 is fixed to the housing fixed by a switching element L and rotatably connected via a switching element M with the ring gear R of the planetary gear PG connectable. The switching element L and the switching element M are combined in a double switching element S4. Through these two switching elements L, M there are two gear stages E1, E2 for the electric driving, in which the motor vehicle is driven by the electric machine EM via the second output shaft GA2 and the second output constant KA2. When the switching element L is engaged and, consequently, the housing-locked sun gear is fixed, the lower first gear stage E1 of the electric driving operation results. When engaged switching element M, in which the planetary gear PG is blocked in itself and rotates in the block, there is the higher second gear E2 of the electric driving. In addition to the function of a superposition gearbox for engine coupling of the internal combustion engine VM and the electric machine EM with the second output shaft GA2 of the gearbox 4 Thus, the planetary gear PG also has the function of a two-stage gearbox for electric driving.

Gemäß 3 ist zusätzlich eine ein Antriebsrad 29 sowie ein Abtriebsrad 30 umfassende und mittels eines Schaltelementes G schaltbare Koppelstirnradstufe ZM vorgesehen, mittels der die Eingangswelle GE des Schaltgetriebes 4 mit dem zweiten Eingangselement 7 des Überlagerungsgetriebes 5 in Triebverbindung bringbar ist. Vorliegend ist das Antriebsrad 29 der Koppelstirnradstufe ZM als ein Losrad ausgebildet, das drehbar auf der Eingangswelle GE gelagert und über das Schaltelement G drehfest mit dieser verbindbar ist. Das Schaltelement G ist mit dem Schaltelement F der Stirnradstufe Z6 in einem Doppelschaltelement S5 zusammengefasst. Das Abtriebsrad 30 der Koppelstirnradstufe ZM ist demzufolge als ein Festrad ausgebildet, das drehfest auf einer zweiten Hohlwelle 31 befestigt ist, die koaxial über der ersten Hohlwelle 10 angeordnet und drehfest mit dem Hohlrad R des Planetengetriebes PG sowie einer Kupplungshälfte des Schaltelementes M verbunden ist. According to 3 is additionally a drive wheel 29 and a driven wheel 30 comprehensive and switchable by means of a switching element G coupling spur gear ZM provided by means of the input shaft GE of the gearbox 4 with the second input element 7 of the superposition gearbox 5 can be brought into drive connection. Present is the drive wheel 29 the Koppelstirnradstufe ZM formed as a loose wheel, which is rotatably mounted on the input shaft GE and rotatably connected via the switching element G with this is connectable. The switching element G is combined with the switching element F of the spur gear Z6 in a double switching element S5. The driven wheel 30 the coupling spur gear ZM is consequently designed as a fixed wheel, which is non-rotatably mounted on a second hollow shaft 31 attached, which is coaxial with the first hollow shaft 10 arranged and non-rotatably connected to the ring gear R of the planetary gear PG and a coupling half of the switching element M is connected.

Mit der schaltbaren Koppelstirnradstufe ZM wird einerseits eine abtriebsfreie Triebverbindung zwischen dem Verbrennungsmotor VM und der elektrischen Maschine EM bereitgestellt, die bei Fahrzeugstillstand oder während des Fahrbetriebs bei neutral geschaltetem Schaltgetriebe 4, also in antriebslosen Vortriebsphasen, zum Laden eines elektrischen Energiespeichers über die als Generator betriebene elektrische Maschine EM oder zum Starten des Verbrennungsmotors VM durch die dann als Motor betriebene elektrische Maschine EM genutzt werden kann. With the switchable Koppelstirnradstufe ZM on the one hand a zero-drive connection between the engine VM and the electric machine EM is provided, which is at vehicle standstill or while driving with a neutral gearbox 4 , So in unpowered propulsion phases, for charging an electrical energy storage device via the operated as a generator electric machine EM or for starting the engine VM by the then operated as a motor electric machine EM can be used.

Durch die Triebverbindung über die Koppelstirnradstufe ZM können andererseits die über das Schaltelement L und des Schaltelement M schaltbaren Gangstufen E1, E2 für den Elektrofahrbetrieb auch für den Verbrennungsfahrbetrieb genutzt werden, wodurch zwei Stirnradstufen des Schaltgetriebes 4 und der damit verbundene Bauraum eingespart werden können. By the drive connection via the Zoppelstirnradstufe ZM on the other hand, via the switching element L and the switching element M switchable gear stages E1, E2 are used for the electric driving also for the combustion driving, creating two spur gears of the gearbox 4 and the associated space can be saved.

Die Schaltelemente A bis D, L, M und K sind vorliegend als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgebildet, da diese jeweils mittels der elektrischen Maschine EM und/oder des Verbrennungsmotors VM synchronisiert werden können. The switching elements A to D, L, M and K are presently designed as unsynchronized jaw clutches, since these can be synchronized by means of the electric machine EM and / or the internal combustion engine VM.

Die Schaltelemente A und D sind erste Schaltelemente der Getriebeanordnung, über die der Verbrennungsmotor VM an die erste Ausgangswelle GA1 ankoppelbar ist. Die Schaltelemente B und K sind zweite Schaltelemente der Getriebeanordnung, über die der Verbrennungsmotor VM an die zweite Ausgangswelle GA2 ankoppelbar ist. Die Schaltelemente L und M sind weitere, dritte Schaltelemente der Getriebeanordnung, über welche zur Bereitstellung des ersten Gangs für die elektrische Maschine EM das Sonnenrad S des Planetengetriebes PG gehäuseseitig angebunden oder zur Bereitstellung des zweiten Gangs für die elektrische Maschine zwei der drei Elemente des Planetengetriebes PG, nämlich Sonnenrad S und Hohlrad R, miteinander verbunden werden. Das Schaltelement K dient ferner der drehfesten Anbindung der Hohlwelle 10 an das Losrad 14 der unmittelbar axial benachbarten Stirnradstufe Z2. Die möglichen Betriebsarten des Hybridantriebs 1 der 3 sind in der Tabelle der 4 zusammengefasst, in welcher für den Verbrennungsmotor VM der jeweils wirksame Gang G1, G2, G3, G4, G5, G6 des Schaltgetriebes 4 und des Planetengetriebes PG, für die elektrische Maschine EM die jeweils wirksame Gangstufe E1, E2 des Planetengetriebes PG und der Untersetzungsstufe KEM, sowie für die Doppelschaltelemente S1, S2, S4, S5 das jeweils eingerückte Schaltelement A, B, D, F, G, K, L, M angegeben ist. Da das Schaltgetriebe 4 keine Umkehrstufe aufweist, kann das Rückwärtsfahren und Rückwärtsrangieren bei dem vorliegenden Hybridantrieb 1.1 nur im Elektrofahrbetrieb in der ersten Gangstufe E1 unter Umkehrung der Drehrichtung der elektrischen Maschine EM erfolgen. The switching elements A and D are first switching elements of the gear arrangement, via which the engine VM can be coupled to the first output shaft GA1. The switching elements B and K are second switching elements of the gear arrangement, via which the engine VM can be coupled to the second output shaft GA2. The switching elements L and M are further, third switching elements of the gear arrangement, via which the sun gear S of the planetary gear PG connected to the housing side to provide the first gear for the electric machine EM or to provide the second gear for the electric machine two of the three elements of the planetary gear PG , namely sun gear S and ring gear R, are connected together. The switching element K also serves the non-rotatable connection of the hollow shaft 10 to the idler gear 14 the immediately axially adjacent spur gear Z2. The possible operating modes of the hybrid drive 1 of the 3 are in the table of 4 summarized, in which for the internal combustion engine VM, the respective effective gear G1, G2, G3, G4, G5, G6 of the gearbox 4 and the planetary gear PG, for the electric machine EM, the respective effective gear stage E1, E2 of the planetary gear PG and the reduction stage K EM , and for the double switching elements S1, S2, S4, S5 the respectively engaged switching element A, B, D, F, G , K, L, M is indicated. Because the manual transmission 4 has no reverse stage, the reverse driving and Rückwärtsrangieren in the present hybrid drive 1.1 only in the electric driving in the first gear E1, reversing the direction of rotation of the electric machine EM done.

Im EDA-Betrieb, der vorwiegend zum verschleißfreien Anfahren genutzt wird, ist das Planetengetriebe PG als Überlagerungsgetriebe 5 wirksam, und die Drehmomente und Drehzahlen des Verbrennungsmotors VM sowie der elektrischen Maschine EM werden in dem Überlagerungsgetriebe 5 überlagert und auf die zweite Ausgangswelle GA2 übertragen. Hierzu wird die Triebwelle 2 des Verbrennungsmotors VM durch das Schließen der Trennkupplung K1 und das Einrücken des Schaltelementes K antriebstechnisch über die Eingangswelle GE, die Stirnradstufe Z2 des zweiten Gangs G2 und die Hohlwelle 10 an das als erstes Eingangselement 6 des Überlagerungsgetriebes 5 wirksame Sonnenrad S des Planetengetriebes PG angebunden. Der Rotor 3 der elektrischen Maschine EM steht über die Untersetzungsstufe KEM permanent mit dem als zweites Eingangselement 7 des Überlagerungsgetriebes 5 wirksamen Hohlrad R des Planetengetriebes PG in Triebverbindung. Ebenso ist der das Ausgangselement 8 des Überlagerungsgetriebes 5 bildende Planetenträger T des Planetengetriebes PG permanent drehfest mit der zweiten Ausgangswelle GA2 des Schaltgetriebes 4 verbunden. In EDA operation, which is mainly used for wear-free starting, the planetary gear PG is a superposition gear 5 effective, and the torques and speeds of the internal combustion engine VM and the electric machine EM are in the superposition gear 5 superimposed and transmitted to the second output shaft GA2. This is the drive shaft 2 of the internal combustion engine VM by closing the separating clutch K1 and the engagement of the switching element K drive technology via the input shaft GE, the spur gear Z2 of the second gear G2 and the hollow shaft 10 to that as the first input element 6 of the superposition gearbox 5 effective sun gear S of the planetary gear PG connected. The rotor 3 The electric machine EM is permanently connected via the reduction stage K EM with the second input element 7 of the superposition gearbox 5 effective ring gear R of the planetary gear PG in drive connection. Likewise, that is the starting element 8th of the superposition gearbox 5 forming planet carrier T of the planetary gear PG permanently rotatably connected to the second output shaft GA2 of the gearbox 4 connected.

Im Elektrofahrbetrieb (E-Fahren) ist das Planetengetriebe PG als zweistufiges Schaltgetriebe wirksam, und die beiden Gangstufen E1, E2 sind über das Schaltelement L und das Schaltelement M schaltbar. Bei der vorliegenden Ausbildung und Anordnung des Überlagerungsgetriebes 5 liegt die bei geschlossenem Schaltelement L die niedrigere, erste Gangstufe E1 des Elektrofahrbetriebs vor, wogegen die bei geschlossenem Schaltelement M die höhere zweite Gangstufe E2 des Elektrofahrbetriebs vorliegt. Für die Ermittlung der Gesamtübersetzung der Gangstufen E1, E2 des Elektrofahrbetriebs müssen diese Übersetzungen mit der Übersetzung der vorgeschalteten Untersetzungsstufe KEM multipliziert werden. In electric driving (e-driving), the planetary gear PG is effective as a two-stage manual transmission, and the two gear stages E1, E2 are switchable via the switching element L and the switching element M. In the present embodiment and arrangement of the superposition gear 5 If the switching element L is closed, the lower, first gear stage E1 of the electric driving operation is present, whereas with the switching element M closed, the higher second gear stage E2 of the electric driving operation is present. For the determination of the overall ratio of the gear ratios E1, E2 of the electric vehicle operation, these translations must be multiplied by the translation of the upstream reduction stage K EM .

Im Verbrennungsfahrbetrieb (V-Fahren) werden die Gänge G1, G2, G4, G6 über die Schaltelemente A, B, D, F der zugeordneten Stirnradstufen Z1, Z2, Z4, Z6 des Schaltgetriebes 4 geschaltet. Die Gänge G3 und G5 werden dagegen über das Schaltelement G der Koppelstirnradstufe ZM sowie das Schaltelement L oder das Schaltelement M des Überlagerungsgetriebes 5 geschaltet. In the combustion driving mode (V-driving), the gears G1, G2, G4, G6 via the switching elements A, B, D, F of the associated spur gears Z1, Z2, Z4, Z6 of the gearbox 4 connected. The gears G3 and G5, however, on the switching element G of the Koppelstirnradstufe ZM and the switching element L or the switching element M of the superposition gear 5 connected.

Im Hybridbetrieb (V+E-Fahren) kann die elektrischen Maschine EM im Prinzip über eine beliebige der beiden Gangstufen E1, E2 des Planetengetriebes PG, also mit einem festen Übersetzungsverhältnis, antriebstechnisch an die zweite Ausgangswelle GA2 des Schaltgetriebes 4 angebunden werden. Aufgrund der Schaltung der Gänge G3, G5 über die Koppelstirnradstufe ZM und das Planetengetriebe PG besteht allerdings die Einschränkung, dass die elektrische Maschine EM bei eingelegtem dritten Gang G3 nur über die erste Gangstufe E1 und bei eingelegtem fünften Gang G5 nur über die zweite Gangstufe E2 des Elektrofahrbetriebs antriebstechnisch angebunden werden kann. Im Hybridfahrbetrieb kann die elektrische Maschine EM wahlweise im Boostbetrieb zur Unterstützung des Verbrennungsmotors VM als Motor oder zum Laden eines elektrischen Energiespeichers als Generator betrieben werden. In hybrid operation (V + E-driving), the electric machine EM in principle via any of the two stages E1, E2 of the planetary gear PG, ie with a fixed gear ratio, drive technology to the second output shaft GA2 of the gearbox 4 be connected. Due to the circuit of the gears G3, G5 via the Koppelstirnradstufe ZM and the planetary gear PG, however, there is the restriction that the electric machine EM with engaged third gear G3 only via the first gear E1 and fifth gear G5 engaged only on the second gear E2 of Electric drive operation can be connected drive technology. In hybrid driving mode, the electric machine EM can be operated either as a booster to support the internal combustion engine VM as a motor or to charge an electrical energy storage as a generator.

Bei dem oben beschriebenen Antriebsstrang 1 der 3 können Gangwechsel bzw. Schaltungen auf die erfindungsgemäße Art und Weise ausgeführt werden, nämlich Schaltungen zwischen den Gängen G1, G4 und G6. In diesen Gängen ist das Planetengetriebe PG im Kraftfluss des Verbrennungsmotors VM jeweils lastfrei. Aufgrund der relativ großen Gangsprünge zwischen den Gängen G1, G4 und G6 wird dann der EDA-Modus zwischen dem Auslegen des jeweiligen Schaltelements des Ist-Gangs und dem Einlegen des jeweiligen Schaltelements für den Ziel-Gang über einen längeren Zeitraum beibehalten, sodass dann über einen längeren Zeitraum ein Fahrbetrieb im EDA-Modus erfolgt, bei dem dann das Fahrzeug bei Ausführung einer Hochschaltung beschleunigt wird. Im EDA-Modus kann durch die Drehzahlüberlagerung am Planetengetriebe PG eine passende Drehzahl des Verbrennungsmotors VM gewählt werden, solange die elektrische Maschine EM in ihren zulässigen Drehzahlgrenzen betrieben wird. Beim Antriebsstrang der 3 können demnach die Gänge G2, G3 und G5 mit der Erfindung nicht geschaltet werden, da in diesen Gängen das Planetengetriebe PG im Kraftfluss des Verbrennungsmotors VM nicht lastfrei ist. In the powertrain described above 1 of the 3 Gear changes or circuits can be carried out in the manner according to the invention, namely circuits between the gears G1, G4 and G6. In these gears, the planetary gear PG is in each case load-free in the power flow of the internal combustion engine VM. Due to the relatively large gear jumps between the gears G1, G4 and G6 then the EDA mode is maintained between the interpretation of the respective switching element of the actual gear and the insertion of the respective switching element for the target gear for a longer period, so then over a a long period of driving in EDA mode, in which then the vehicle is accelerated when performing an upshift. In the EDA mode can be selected by the rotational speed superposition of the planetary gear PG a suitable speed of the engine VM, as long as the electric machine EM is operated in their allowable speed limits. In the powertrain of 3 Accordingly, the gears G2, G3 and G5 can not be switched with the invention, since in these gears, the planetary gear PG is not load-free in the power flow of the engine VM.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Antriebsstrang powertrain
2 2
Triebwelle drive shaft
3 3
Rotor rotor
4 4
Schaltgetriebe manual transmission
5 5
Überlagerungsgetriebe Superposition gear
6 6
Element element
7 7
Element element
8 8th
Element element
9 9
Ende The End
10 10
Hohlwelle hollow shaft
11 11
Losrad Losrad
12 12
Losrad Losrad
13 13
Losrad Losrad
14 14
Losrad Losrad
18 18
Festrad fixed gear
19 19
Festrad fixed gear
20 20
Festrad fixed gear
21 21
Achsdifferenzial axle differential
22 22
Welle wave
23 23
Welle wave
29 29
Antriebsrad drive wheel
30 30
Abtriebsrad output gear
31 31
Hohlwelle hollow shaft
A A
Schaltelement switching element
B B
Schaltelement switching element
C C
Schaltelement switching element
D D
Schaltelement switching element
EM EM
elektrische Maschine electric machine
G G
Schaltelement switching element
GA1 GA1
Getriebeausgangswelle Transmission output shaft
GA2 GA2
Getriebeausgangswelle Transmission output shaft
GE GE
Getriebeeingangswelle Transmission input shaft
K K
Schaltelement switching element
L L
Schaltelement switching element
M M
Schaltelement switching element
P P
Planetenrad planet
PG PG
Planetengetriebe planetary gear
R R
Hohlrad ring gear
S S
Sonnenrad sun
S1 S1
Doppelschaltelement Contact set
S2 S2
Doppelschaltelement Contact set
S3 S3
Einzelschaltelement Single switching element
S4 S4
Doppelschaltelement Contact set
S5 S5
Doppelschaltelement Contact set
T T
Planetenträger planet carrier
VM VM
Verbrennungsmotor internal combustion engine
Z1 Z1
Stirnradstufe spur gear
Z2 Z2
Stirnradstufe spur gear
Z3 Z3
Stirnradstufe spur gear
Z4 Z4
Stirnradstufe spur gear
Z6 Z6
Stirnradstufe spur gear

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013215114 A1 [0002, 0002] DE 102013215114 A1 [0002, 0002]
  • DE 102013221461 A1 [0002, 0002] DE 102013221461 A1 [0002, 0002]

Claims (7)

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem einen Verbrennungsmotor (VM) und eine elektrische Maschine (EM) aufweisenden Hybridantrieb, mit einer Getriebeanordnung und einem Abtrieb, wobei der Verbrennungsmotor (VM) des Hybridantriebs über mehrere Stirnradstufen (Z1, Z2, Z3, Z4, Z6) und mehrere Schaltelemente (A, B, C, D, K) der Getriebeanordnung an eine mindestens eine Ausgangswelle (GA1, GA2) der Getriebeanordnung koppelbar ist, die Getriebeanordnung ferner ein Planetengetriebe (PG) umfasst, wobei ein erstes Element (8, T) des Planetengetriebes (PG) fest an die Ausgangswelle oder eine der Ausgangswellen (GA2) der Getriebeanordnung gekoppelt ist, ein zweites Element (7, R) des Planetengetriebes (PG) fest an die elektrische Maschine (EM) des Hybridantriebs gekoppelt ist, und ein drittes Element (6, S) des Planetengetriebes (PG) abhängig von der Schaltstellung der Schaltelemente (A, B, C, D, K) der Getriebeanordnung an den Verbrennungsmotor (VM) des Hybridantriebs koppelbar ist, das Planetengetriebe (PG) als Zweiganggetriebe für die elektrische Maschine (EM) des Hybridantriebs dient, bei welchem abhängig von weiteren Schaltelementen (L, M) der Getriebeanordnung zur Bereitstellung eines ersten Gangs für die elektrische Maschine (EM) eines der drei Elemente (7, R) des Planetengetriebes (PG) gehäuseseitig angebunden wird oder zur Bereitstellung eines zweiten Gangs für die elektrische Maschine (EM) zwei der drei Elemente (7, 6, R, S) des Planetengetriebes (PG) miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausführung eines Gangwechsels bei fahrendem Kraftfahrzeug von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang ein im Ist-Gang eingelegtes Schaltelement der Getriebeanordnung lastfrei ausgelegt wird, nachfolgend in einem elektrodynamischen Betriebsmodus über eines der Schaltelemente (K) der Getriebeanordnung gefahren und hierbei Drehzahlen von Verbrennungsmotor (VM) und elektrischer Maschine (EM) angepasst werden, und nachfolgend ein Ziel-Gang eingelegt wird, in welchem das Planetengetriebe (PG) im Kraftfluss des Verbrennungsmotors (VM) lastfrei ist. Method for operating a drive train of a motor vehicle having a hybrid drive having an internal combustion engine (VM) and an electric machine (EM), having a transmission arrangement and an output, wherein the internal combustion engine (VM) of the hybrid drive has several spur gear stages (Z1, Z2, Z3, Z4 , Z6) and a plurality of switching elements (A, B, C, D, K) of the gear arrangement can be coupled to at least one output shaft (GA1, GA2) of the gear arrangement, the gear arrangement further comprises a planetary gear (PG), wherein a first element ( 8th , T) of the planetary gear (PG) is fixedly coupled to the output shaft or one of the output shafts (GA2) of the gear arrangement, a second element ( 7 , R) of the planetary gear (PG) is fixedly coupled to the electric machine (EM) of the hybrid drive, and a third element ( 6 , S) of the planetary gear (PG) depending on the switching position of the switching elements (A, B, C, D, K) of the gear assembly to the engine (VM) of the hybrid drive is coupled, the planetary gear (PG) as two-speed transmission for the electric machine ( EM) of the hybrid drive, in which, depending on further switching elements (L, M) of the gear arrangement for providing a first gear for the electric machine (EM) of one of the three elements ( 7 , R) of the planetary gear (PG) is connected to the housing side or to provide a second gear for the electric machine (EM) two of the three elements ( 7 . 6 , R, S) of the planetary gear (PG) are interconnected, characterized in that for carrying out a gear change when the motor vehicle from an actual gear to a target gear engaged in the actual gear shift element of the gear assembly is designed load-free, below an electrodynamic operating mode via one of the switching elements (K) of the gear assembly driven and thereby speeds of internal combustion engine (VM) and electrical machine (EM) are adjusted, and subsequently a target gear is engaged, in which the planetary gear (PG) in the power flow of the internal combustion engine (VM) is load-free. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Lastfreistellen des im Ist-Gang eingelegten und lastfrei auszulegenden Schaltelements von der elektrische Maschine (EM) am zweiten Element (8, R) des Planetengetriebes (PG) so viel Moment abgestützt wird, dass ein Verhältnis der Drehmomente an dem zweiten Element (8, R) des Planetengetriebes und dem dritten Element (6, S) des Planetengetriebes der Standgetriebeübersetzung des Planetengetriebes (PG) entspricht. A method according to claim 1, characterized in that the load release of the engaged in the actual gear and load-free auszustegenden switching element of the electric machine (EM) on the second element ( 8th , R) of the planetary gear (PG) is supported so much moment that a ratio of the torques on the second element (PG) 8th , R) of the planetary gear and the third element ( 6 , S) of the planetary gear of the stationary gear ratio of the planetary gear (PG) corresponds. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass hierbei das an dem Verbrennungsmotor (VM) bereitgestellte Moment derart angepasst wird, dass am Abtrieb ein gewünschtes Fahrerwunschmoment aufrechterhalten bleibt. A method according to claim 2, characterized in that in this case the torque provided to the internal combustion engine (VM) is adjusted such that at the output a desired driver's desired torque is maintained. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem elektrodynamischen Betriebsmodus die Drehzahlen von Verbrennungsmotor (VM) und elektrischer Maschine (EM) durch eine Anpassung der von Verbrennungsmotor und elektrischer Maschine bereitgestellten Momente angepasst werden. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the electrodynamic operating mode, the rotational speeds of the internal combustion engine (VM) and electrical machine (EM) are adapted by adjusting the moments provided by the internal combustion engine and electric machine. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das von dem Verbrennungsmotor (VM) bereitgestellte Moment abgesenkt wird, das von der elektrischen Maschine (EM) bereitgestellte Moment abgehoben wird, wohingegen dann, wenn das von dem Verbrennungsmotor (VM) bereitgestellte Moment angehoben wird, das von der elektrischen Maschine (EM) bereitgestellte Moment abgesenkt wird. A method according to claim 4, characterized in that, when the moment provided by the engine (VM) is lowered, the moment provided by the electric machine (EM) is lifted, whereas when the moment provided by the engine (VM) is raised, the moment provided by the electric machine (EM) is lowered. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Ziel-Gang derjenige Gang eingelegt wird, dessen zugeordnete Stirnradstufe (Z2) über dasjenige Schaltelement (K) der Getriebeanordnung, welches im elektrodynamischen Betriebsmodus geschlossen ist, mit dem dritten Element (6) des Planetengetriebes (PG) verbunden ist. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that as a target gear that one gear is engaged, whose associated spur gear (Z2) on the one switching element (K) of the gear assembly, which is closed in the electrodynamic operating mode, with the third element ( 6 ) of the planetary gear (PG) is connected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (8) des Planetengetriebes ein Steg (S), das zweite Element (7) ein Hohlrad (R) und das dritte Element (6) ein Sonnenrad (S) ist. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first element ( 8th ) of the planetary gear a web (S), the second element ( 7 ) a ring gear (R) and the third element ( 6 ) is a sun gear (S).
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