DE102016206970A1 - Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb, Verfahren zur Steuerung eines solchen Schaltgetriebes, Computerprogrammprodukt, Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung und Hybridantrieb - Google Patents

Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb, Verfahren zur Steuerung eines solchen Schaltgetriebes, Computerprogrammprodukt, Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung und Hybridantrieb Download PDF

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Stefan Renner
Johannes Kaltenbach
Johannes GLÜCKLER
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe (100; 200) für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, mit einer Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle, mit einer Elektromaschine (EM), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden oder triebverbindbar ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), aufweisend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5), mit einem der Elektromaschine (EM) zugeordneten und mit dem Hauptgetriebe (HG) gekoppelten oder koppelbaren Planetenradgetriebe (PG), aufweisend ein erstes Getriebeglied (1.1), ein zweites Getriebeglied (1.2) und ein drittes Getriebeglied (1.3), und mit mehreren Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (3) bewirkt. Es ist vorgesehen, dass die vierte Welle (4) eine Koppelstelle (8) zum Ankoppeln eines Nebenantriebes (PTO) aufweist und in einem Stillstandsgang oder einem Fahrgang die vierte Welle (4) über eine der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5) des Hauptgetriebes (HG) mit der Getriebeeingangswelle (1) und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung eines Schaltgetriebes (100; 200) für einen Hybridantrieb. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung sowie einen Hybridantrieb.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, mit zwei Getriebeeingangswellen und einer Elektromaschine, welche mit einer der Getriebeeingangswellen triebverbunden oder triebverbindbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Schaltgetriebes, ein Computerprogrammprodukt, eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung sowie einen Hybridantrieb.
  • Ein Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb ist aus der DE 10 2010 063 582 A1 bekannt. Der Hybridantrieb ist dort durch eine Verbrennungskraftmaschine und eine Elektromaschine gebildet, welche beide mit dem Schaltgetriebe gekoppelt sind. Dazu weist das Schaltgetriebe zwei Getriebeeingangswellen auf, von denen eine Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungskraftmaschine und die andere Getriebeeingangswelle mit der Elektromaschine triebverbunden sind. Das Schaltgetriebe hat ein Vorlegegetriebe mit einer Vorgelegewelle und mehrere damit gekoppelte Radebenen. Das Schaltgetriebe hat ferner mehrere Schaltelemente, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt.
  • Derartige Schaltgetriebe ermöglichen es, dass zwei separate Antriebe, nämlich ein elektromotorischer Antrieb und beispielsweise ein verbrennungsmotorischer Antrieb auf einen gemeinsamen Betriebsstrang eines Kraftfahrzeuges wirken können. Dadurch ergeben sich eine Vielzahl von Möglichkeiten für die Weiterentwicklung dieser Schaltgetriebe.
  • Einer Ausführungsform der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe der eingangs genannten Art in seinem Funktionsumfang zu erweitern. Darüber hinaus soll ein hierauf optimiertes Verfahren zur Steuerung eines solchen Schaltgetriebes vorgeschlagen werden und hierzu ein Computerprogrammprodukt, eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung bereit gestellt werden. Darüber hinaus soll ein Hybridantrieb vorgeschlagen werden, welcher für den Einsatz eines solchen Schaltgetriebes und/oder eines solchen Verfahrens geeignet ist.
  • Die Aufgabe wird mit einem Schaltgetriebe gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Ferner wird die Aufgabe mit einem Schaltgetriebe gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 4 aufweist. Darüber hinaus wird die Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 26 aufweist. Zur Lösung der Aufgabe werden auch ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruches 27, eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 28 sowie ein Hybridantrieb mit den Merkmalen des Anspruches 29 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Schaltgetriebe, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges, vorgesehen. Das Schaltgetriebe hat eine Getriebeeingangswelle als erste Welle, eine Getriebeausgangswelle als zweite Welle, eine weitere Getriebeeingangswelle als dritte Welle und eine Elektromaschine, welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden oder triebverbindbar ist. Insbesondere ist die Getriebeeingangswelle dazu vorgesehen, mit einer Antriebsmaschine, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, triebverbunden zu werden.
  • Das Schaltgetriebe hat ferner ein Hauptgetriebe mit wenigstens einer vierten Welle und mehreren damit gekoppelten oder koppelbaren Radebenen. Insbesondere ist das Hauptgetriebe als Vorgelegegetriebe ausgebildet. Beispielsweise bildet dann die vierte Welle eine Vorgelegewelle. Auch können zwei vierte Wellen bzw. Vorgelegewellen vorgesehen sein. In diesem Fall wird mittels der beiden vierten Wellen bzw. Vorgelegewellen eine Leistungsteilung erreicht.
  • Weiterhin hat das Schaltgetriebe ein der Elektromaschine zugeordnetes und mit dem Hauptgetriebe gekoppeltes oder koppelbares Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied. Beispielsweise sind das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad. Darüber hinaus sind mehrere Schaltelemente vorgesehen, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt.
  • Das Schaltgetriebe kann in einem Stillstandsgang betrieben werden, in dem die Getriebeausgangswelle abgekoppelt ist, insbesondere die Getriebeausgangswelle nicht angetrieben ist. Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen, dass das Schaltgetriebe in einem Fahrgang betreibbar ist, in dem die Getriebeausgangswelle mit der Getriebeeingangswelle und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist.
  • Bei dem Schaltgetriebe ist es nunmehr vorgesehen, dass die vierte Welle eine Koppelstelle zum Ankoppeln eines Nebenabtriebes hat. Durch die Koppelstelle kann an das Schaltgetriebe ein zusätzlicher Verbraucher angeschlossen werden, welcher von der Getriebeeingangswelle bzw. einem daran gekoppelten Antrieb und/oder der Elektromaschine mechanisch angetrieben ist oder angetrieben werden kann. Es ist dazu die vierte Welle des Hauptgetriebes genutzt. Dem Schaltgetriebe kommt somit durch die Koppelstelle eine zusätzliche Antriebsfunktion zu.
  • Es ist ferner vorgesehen, dass in dem Stillstandsgang durch Schalten, insbesondere Schließen oder Öffnen, wenigstens eines der Schaltelemente die vierte Welle über eine der Radebenen des Hauptgetriebes mit der Getriebeeingangswelle und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden geschaltet ist. Dadurch ist in einfacher Weise die vierte Welle angetrieben, nämlich über die wenigstens eine der Radebenen des Hauptgetriebes. Die vierte Welle kann dabei über die Elektromaschine und/oder über einen mit der Getriebeeingangswelle gekoppelten Antrieb, wie beispielsweise einer Verbrennungsmaschine, angetrieben sein oder angetrieben werden.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass durch das Schalten, insbesondere das Schließen oder Öffnen, des wenigstens einen der Schaltelemente eine der Radebenen ausgewählt ist, so dass durch die Auswahl der Radebene die von der vierten Welle bereitgestellte Antriebsleistung für den Nebenabtrieb auf einen gewünschten Wert eingestellt ist. Aufgrund des durch die jeweilige Radebene zur Verfügung gestellten Übersetzungsverhältnisses ist auf diese Art und Weise gezielt die bereitgestellte Leistung für die vierte Welle vorgegeben.
  • Es bietet sich an, dass in dem Stillstandsgang das Planetenradgetriebe in einen Dreiwellenbetrieb geschaltet ist oder wird, in dem die Getriebeeingangswelle mit dem dritten Getriebeglied drehfest verbunden ist oder wird, die weitere Getriebeeingangswelle mit dem ersten Getriebeglied des Planetenradgetriebes drehfest verbunden ist und die vierte Welle mit dem zweiten Getriebeglied des Planetenradgetriebes wirkverbunden ist oder wird. Durch den Dreiwellenbetrieb kann das Abtriebsmoment der vierten Welle durch ein Zusammenspiel der Elektromaschine und eines an der Getriebeeingangswelle angeschlossenen Antriebes, wie beispielsweise einer Verbrennungsmaschine, auf einen gewünschten Wert eingestellt, insbesondere eingeregelt werden, insbesondere stufenlos eingeregelt werden. Als weitere Stellgröße hierfür dient die auf die vierte Welle geschaltete Radebene, durch deren Auswahl unter den mehreren zur Verfügung stehenden Radebenen das Übersetzungsverhältnis verändert werden kann.
  • Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen, dass in dem Fahrgang die vierte Welle über eine der Radebenen des Hauptgetriebes mit der Getriebeeingangswelle und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden ist. Dadurch ist im Fahrgang die vierte Welle in einfacher Weise angetrieben, um über die Koppelstelle eine gewünschte Antriebsleistung für den Nebenabtrieb zur Verfügung zu stellen. Es ist in dem Fahrgang somit sowohl die Getriebeausgangswelle angetrieben als auch ein an der vierten Welle angekoppelter Nebenabtrieb angetrieben oder antreibbar.
  • Es bietet sich an, dass in dem Fahrgang das Planetenradgetriebe in einen Dreiwellenbetrieb geschaltet ist oder wird, in dem die Getriebeeingangswelle mit dem dritten Getriebeglied drehfest verbunden ist oder wird, die weitere Getriebeeingangswelle mit dem ersten Getriebeglied des Planetenradgetriebes drehfest verbunden ist und die vierte Welle mit dem zweiten Getriebeglied des Planetenradgetriebes wirkverbunden ist oder wird. Durch den Dreiwellenbetrieb kann das Abtriebsmoment der vierten Welle durch ein Zusammenspiel der Elektromaschine und eines an der Getriebeeingangswelle angeschlossenen Antriebes, wie beispielsweise einer Verbrennungsmaschine, auf einen gewünschten Wert eingestellt, insbesondere eingeregelt werden, insbesondere stufenlos eingeregelt werden. Als weitere Stellgröße hierfür dient die auf die vierte Welle geschaltete Radebene, durch deren Auswahl unter den mehreren zur Verfügung stehenden Radebenen das Übersetzungsverhältnis verändert werden kann.
  • Wie vorstehend ausgeführt, ist in dem Fahrgang sowohl die Getriebeausgangswelle angetrieben als auch ein an der vierten Welle angekoppelter Nebenabtrieb angetrieben oder antreibbar. Dies ist beispielsweise realisiert, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung der Fahrgang ein Vorwärtsgang oder Rückwärtsgang ist, in dem über eine der Radebenen die vierte Welle angetrieben ist oder angetrieben wird. Dadurch ist in technisch einfacher Weise ein an der vierten Welle angekoppelter Nebenabtrieb angetrieben, da hierzu die in dem Vorwärtsgang bzw. Rückwärtsgang an der vierten Welle anliegende Antriebsleistung genutzt ist, um zugleich auch den Nebenabtrieb anzutreiben.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Fahrgang ein Direktgang ist, in dem die Getriebeeingangswelle und/oder die weitere Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle unter Umgehung der Radebenen wirkverbunden ist, wobei in dem Direktgang durch Schalten, insbesondere Schließen oder Öffnen, wenigstens eines der Schaltelemente die vierte Welle unter Herstellung einer Triebverbindung mit der Getriebeeingangswelle und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle zugeschaltet ist. Dadurch ist oder wird die eine der Radebenen in den Lastpfad zur Getriebeausgangswelle zugeschaltet, welcher durch den Direktgang gebildet ist. Es ist in dem Direktgang somit sowohl die Getriebeausgangswelle angetrieben als auch der Nebenabtrieb angetrieben oder antreibbar.
  • Es kann vorgesehen sein, dass durch das Schalten des wenigstens einen der Schaltelemente eine der Radebenen ausgewählt ist, so dass durch die Auswahl der Radebene die von der vierten Welle bereitgestellte Antriebsleistung für den Nebenabtrieb auf einen gewünschten Wert eingestellt ist. Aufgrund des durch die jeweilige Radebene zur Verfügung gestellten Übersetzungsverhältnisses kann auf diese Art und Weise gezielt die bereitgestellte Leistung für den oder einen an der vierten Welle angekoppelten Nebenabtrieb vorgegeben werden.
  • Beispielsweise ist oder wird in dem Direktgang die vierte Welle über die eine der Radebenen mit dem größten Übersetzungsverhältnis zugeschaltet. Dadurch wird der Nebenabtrieb mit dem kleinstmöglichen Drehzahlniveau der vierten Welle angetrieben, welches mit dem Schaltgetriebe bereit gestellt werden kann. Sofern der Nebenabtrieb eine Pumpeinrichtung ist, ist dadurch zumindest eine minimale Förderleistung der Pumpeinrichtung ermöglicht, wobei etwaige Verluste gering gehalten sind.
  • Auch kann es vorgesehen sein, dass in dem Direktgang die vierte Welle über die eine der Radebenen mit dem kleinsten Übersetzungsverhältnis zugeschaltet ist oder wird. Dadurch wird der Nebenabtrieb mit dem größtmöglichen Drehzahlniveau der vierten Welle angetrieben, welches mit dem Schaltgetriebe bereit gestellt werden kann. Sofern der Nebenabtrieb eine Pumpeinrichtung ist, wird dadurch die Pumpeinrichtung mit der maximal möglichen Förderleistung betrieben.
  • Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass in dem Direktgang die vierte Welle über eine der Radebenen zugeschaltet ist, welche mit ihrem Übersetzungsverhältnis zwischen der Radebene mit dem kleinsten Übersetzungsverhältnis und der Radebene mit dem größten Übersetzungsverhältnis liegt. Dadurch ist ein Betrieb des Nebenabtriebes im Bereich zwischen der maximalen Leistung und der minimalen Leistung möglich, welche durch die entsprechend bereit gestellte Drehzahl der vierten Welle bewirkt ist.
  • Ein möglicher mechanischer Aufbau des Schaltgetriebes besteht darin, dass bezüglich des Hauptgetriebes eine erste Radebene, eine zweite Radebene, eine dritte Radebene, eine vierte Radebene und eine fünfte Radebene mit jeweils wenigstens einem Festrad und einem, insbesondere damit direkt oder indirekt, beispielsweise unter Zwischenschaltung wenigstens eines Zwischenrades, in Eingriff stehenden zugehörigen Losrad vorgesehen sind, und das jeweilige Festrad der vierten Welle zugeordnet ist, insbesondere mit der vierten Welle drehfest verbunden ist. Durch die fünf Radebenen, insbesondere höchstens fünf Radebenen, ist das Schaltgetriebe mit relativ geringem Bauaufwand zu realisieren, insbesondere wenn die Radebenen als Stirnradebenen ausgebildet sind. Sofern das Hauptgetriebe als Vorgelegegetriebe ausgebildet ist, ist durch die fünf Radebenen die wenigstens eine Vorgelegewelle mit geringem Bauaufwand in ausreichender Länge zu realisieren. Bezüglich des Planetenradgetriebes ist es beispielsweise vorgesehen, dass das erste Getriebeglied mit der weiteren Getriebeeingangswelle und das zweite Getriebeglied mit einer fünften Welle drehfest verbunden sind.
  • Eine mögliche Verschaltung der Komponenten des Schaltgetriebes kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung derart realisiert sein, dass die dritte Radebene, die vierte Radebene und die fünfte Radebene der Getriebeeingangswelle und die erste Radebene und die zweite Radebene der weiteren Getriebeeingangswelle zugeordnet sind. Beispielsweise kann es dazu vorgesehen sein, dass die erste Radebene über ein erstes Schaltelement und die zweite Radebene über ein zweites Schaltelement jeweils mit der fünften Welle koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind, die fünfte Welle über ein drittes Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die dritte Radebene über ein viertes Schaltelement und die vierte Radebene über ein fünftes Schaltelement jeweils mit der Getriebeeingangswelle koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind, die Getriebeeingangswelle über ein sechstes Schaltelement und die fünfte Radebene über ein siebtes Schaltelement jeweils mit der Getriebeausgangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, und die Getriebeeingangswelle über ein erstes zusätzliches Schaltelement mit dem dritten Getriebeglied des Planetenradgetriebes und das dritte Getriebeglied über ein zweites zusätzliches Schaltelement mit einem gehäusefesten Bauteil koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind. Durch einen solchen mechanischen Aufbau des Schaltgetriebes und eine solche Anordnung seiner Schaltelemente ist der Stillstandsgang realisiert, indem das sechste Schaltelement und das siebte Schaltelement jeweils geöffnet sind, wodurch die Getriebeausgangswelle abgekoppelt ist.
  • Zum Antreiben des Nebenabtriebes ist es nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle mit der Getriebeeingangswelle und der weiteren Getriebeeingangswelle, insbesondere unter Nutzung des Planetenradgetriebes, triebverbunden ist, indem das erste Schaltelement, das dritte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind oder das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind. Dadurch können die vierte Welle und der daran gekoppelte Nebenabtrieb mittels der Elektromaschine rein elektrisch oder mittels einer an der Getriebeeingangswelle angekoppelten Verbrennungsmaschine rein verbrennungsmotorisch angetrieben werden oder angetrieben sein. Auch ist dadurch ein kombinierter Betrieb möglich, in dem die vierte Welle durch die Verbrennungsmaschine und die Elektromaschine angetrieben wird bzw. ist.
  • Zum Antreiben des Nebenabtriebs kann es alternativ vorgesehen sein, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle mit der Getriebeeingangswelle ohne Wirkverbindung mit der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden ist, indem das vierte Schaltelement oder das fünfte Schaltelement geschlossen ist und das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement geöffnet sind. Ergänzend kann das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sein. Dadurch lassen sich die vierte Welle und der daran gekoppelte Nebenabtrieb ausschließlich durch einen an die Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine betreiben.
  • Der Nebenabtrieb kann auch dadurch angetrieben sein, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle mit der Getriebeeingangswelle und der weiteren Getriebeeingangswelle, insbesondere unter Nutzung des Planetenradgetriebes, triebverbunden sind, indem das erste Schaltelement, das vierte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind oder das zweite Schaltelement, das vierte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind oder das erste Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind oder das zweite Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind. Dadurch lassen sich die vierte Welle und der daran gekoppelte Nebenabtrieb ausschließlich durch einen an die Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine betreiben. Darüber hinaus lassen sich die vierte Welle und der daran gekoppelte Nebenabtrieb durch den an die Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb mit Unterstützung der Elektromaschine betreiben. Indem das erste Schaltelement geschlossen ist, ist ein langsamerer Antrieb der vierten Welle für den Nebenabtrieb erzeugt. Indem das zweite Schaltelement geschlossen ist, ist ein schnellerer Antrieb der vierten Welle für den Nebenabtrieb erzeugt.
  • Alternativ kann es zum Antreiben des Nebenabtriebes vorgesehen sein, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle mit der Getriebeeingangswelle und der weiteren Getriebeeingangswelle unter Nutzung des Planetenradgetriebes im Dreiwellenbetrieb triebverbunden sind, indem das erste Schaltelement und das erste zusätzliche Schaltelement geschlossen sind oder das zweite Schaltelement und das erste zusätzliche Schaltelement geschlossen sind. Dadurch ist das Schaltgetriebe in einen elektrodynamischen Betrieb geschaltet. In dem elektrodynamischen Betrieb ist es möglich, das an der vierten Welle anliegende und dem Nebenabtrieb bereitgestellte Abtriebsmoment zwischen der Elektromaschine und einem an der Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise einer Verbrennungsmaschine, und durch die Auswahl einer entsprechenden Radebene auf gewünschte Werte einzuregeln. Indem das erste Schaltelement geschlossen ist, ist ein langsamerer Antrieb der vierten Welle für den Nebenabtrieb erzeugt. Indem das zweite Schaltelement geschlossen ist, ist ein schnellerer Antrieb der vierten Welle für den Nebenabtrieb erzeugt.
  • Es ist beispielsweise in dem Stillstandsgang mit dem elektrodynamischen Betrieb möglich, dass ein an der Getriebeeingangswelle angekoppelter Antrieb, wie eine Verbrennungsmaschine, antreibt und davon die Elektromaschine generatorisch betrieben wird, beispielsweise um eine Fahrzeugbatterie oder einen sonstigen elektrischen Speicher aufzuladen. Zugleich wird durch den Antrieb die vierte Welle angetrieben, beispielsweise drehen die vierte Welle und damit der daran angeschlossene Nebenabtrieb mit hohem Drehmoment langsam. Auch ist es möglich, dass sowohl der Antrieb bzw. die Verbrennungsmaschine als auch die Elektromaschine die vierte Welle antreiben, wobei dann beispielsweise die vierte Welle und damit der daran angeschlossene Nebenabtrieb schnell drehen.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen mechanischen Aufbau des Schaltgetriebes und der Anordnung seiner Schaltelemente ist der Fahrgang als Direktgang realisiert, indem das sechste Schaltelement geschlossen ist. Ergänzend kann das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sein. Zum Antreiben des Nebenabtriebes ist es nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in dem Direktgang die vierte Welle angetrieben ist, indem zusätzlich das erste Schaltelement, das dritte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind, insbesondere um die vierte Welle auf eine relativ kleine Drehzahl, beispielsweise dem kleinstmöglichen Drehzahlniveau, zu bringen.
  • Alternativ kann in dem Direktgang die vierte Welle angetrieben sein, indem zusätzlich das siebte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind, insbesondere um die vierte Welle auf eine relativ hohe Drehzahl, beispielsweise dem höchstmöglichen Drehzahlniveau, zu bringen. Alternativ kann in dem Direktgang die vierte Welle angetrieben sein, indem zusätzlich das vierte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind oder das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind, insbesondere um die die vierte Welle mit einer Drehzahl anzutreiben, welche zwischen dem größtmöglichen und dem kleinstmöglichen Drehzahlniveau liegt.
  • Alternativ kann in dem Direktgang die vierte Welle angetrieben sein, indem zusätzlich das erste Schaltelement oder das zweite Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind, wobei das dritte Schaltelement geöffnet ist. Dadurch kann die vierte Welle und damit der daran gekoppelte Nebenabtrieb ausschließlich über die Elektromaschine angetrieben werden. Das gewünschte Drehzahlniveau für die vierte Welle kann dadurch direkt über die Drehzahl der Elektromaschine eingestellt werden, so dass eine bedarfsgerechte Einstellung der Leistung des Nebenabtriebes durch die Drehzahlregelung der Elektromaschine stufenlos erfolgen kann.
  • Alternativ kann es zum Antreiben des Nebenabtriebes vorgesehen sein, dass in dem Fahrgang die vierte Welle mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden und das Planetenradgetriebe in einen Dreiwellenbetrieb geschaltet ist, so dass das Planetenradgetriebe mit der Getriebeeingangswelle, der weiteren Getriebeeingangswelle und über die vierte Welle mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden ist, indem das erste Schaltelement oder das zweite Schaltelement, das siebte Schaltelement und das erste zusätzliche Schaltelement geschlossen sind. In dem Dreiwellenbetrieb befindet sich das Schaltgetriebe in dem bereits vorstehend beschriebenen elektrodynamischen Betrieb, in dem es möglich ist, das an der vierten Welle anliegende und dem Nebenabtrieb bereitgestellte Abtriebsmoment zwischen der Elektromaschine und einem an der Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise einer Verbrennungsmaschine, und durch die Auswahl einer entsprechenden Radebene auf gewünschte Werte einzustellen, insbesondere stufenlos einzustellen.
  • Insbesondere ist der elektrodynamische Betrieb durch Schließen des ersten zusätzlichen Schaltelementes eingeleitet, wobei das zweite zusätzliche Schaltelement geöffnet ist, und wobei zusätzlich eine der Radebenen des Hauptgetriebes geschaltet ist. Über die eine der Radebenen ist die vierte Welle angetrieben und damit der daran angekoppelte Nebenabtrieb. Über eine weitere der Radebenen, welche als Abtriebskonstante genutzt ist, wird die Getriebeausgangswelle angetrieben.
  • Indem alternativ das erste Schaltelement und damit die erste Radebene oder das zweite Schaltelement und damit die zweite Radebene des Hauptgetriebes geschaltet sein können, ist die Antriebsgeschwindigkeit der vierten Welle des daran angekoppelten Nebenabtriebes variiert bzw. variierbar. Beispielsweise kann auf diese Weise zwischen einer schnellen Drehzahl und einer langsamen Drehzahl der vierten Welle ausgewählt werden, wenn die erste Radebene einen ersten Gang und die zweite Radebene einen vierten Gang bildet.
  • Beispielsweise ist das erste Schaltelement geschaltet und damit die erste Radebene für den ersten Gang ausgewählt, wenn ausreichend elektrische Energie im elektrischen Speicher geladen ist, so dass die Elektromaschine eher motorisch betrieben ist und treibend auf die vierte Welle und die Getriebeausgangswelle wirkt. Demgegenüber kann das zweite Schaltelement geschaltet und damit die zweite Radebene für den vierten Gang ausgewählt sein, wenn zu wenig elektrische Energie im elektrischen Speicher geladen ist, so dass die Elektromaschine eher generatorisch betrieben ist und den elektrischen Speicher auflädt.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Schaltgetriebe eine mit dem Hauptgetriebe gekoppelte oder koppelbare Bereichsgruppe aufweist, welche wenigstens einen Planetenradsatz mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied hat, wobei das erste Getriebeglied mit einer sechsten Welle und das zweite Getriebeglied mit der Getriebeausgangswelle drehfest verbunden sind, wobei die Getriebeeingangswelle über das sechste Schaltelement mit der sechsten Welle koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die fünfte Radebene über das siebte Schaltelement mit der sechsten Welle, die fünfte Radebene über ein achtes Schaltelement mit dem zweiten Getriebeglied des Planetenradsatzes koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, das dritte Getriebeglied des Planetenradsatzes über ein neuntes Schaltelement mit einem gehäusefesten Bauteil oder dem gehäusefesten Bauteil und das dritte Getriebeglied des Planetenradsatzes über ein zehntes Schaltelement mit der Getriebeausgangswelle koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind. Durch die Bereichsgruppe ist in Kombination mit dem Hauptgetriebe eine größere Anzahl von Gangstufen schaltbar. Bei fünf vorgesehen Radebenen des Hauptgetriebes ist beispielsweise durch die Bereichsgruppe eine Verdoppelung der schaltbaren Gangstufen von fünf Gangstufen auf zehn Gangstufen zu erreichen. Beispielsweise sind das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad.
  • Bei der Ausgestaltung des Schaltgetriebes mit der Bereichsgruppe ist der Stillstandsgang, also die Abkoppelung der Getriebeausgangswelle, beispielsweise erreicht, indem das sechste Schaltelement und das siebte Schaltelement und/oder das achte Schaltelement geöffnet sind oder das neunte Schaltelement und das sechste Schaltelement oder das siebte Schaltelement oder das achte Schaltelement geöffnet sind. Ferner ist in dem Fahrgang die vierte Welle angetrieben, indem zusätzlich das neunte Schaltelement oder das zehnte Schaltelement geschlossen ist. Denn indem bezüglich der Bereichsgruppe alternativ das neunte Schaltelement oder das zehnte Schaltelement geschaltet sein kann, ist zwischen der schnellen Gruppe und der langsamen Gruppe ausgewählt bzw. auswählbar und dadurch der Stellbereich bezüglich der Drehzahl der Getriebeausgangswelle erweitert.
  • Bei dieser Ausgestaltung kann der Nebenabtrieb in dem Stillstandsgang des Schaltgetriebes dadurch angetrieben sein oder werden, indem die vierte Welle mit der Getriebeeingangswelle ohne Wirkverbindung mit der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden ist. Dies ist erreicht, indem das sechste Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind und das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und das achte Schaltelement geöffnet sind. Dadurch lassen sich die vierte Welle und der daran gekoppelte Nebenabtrieb ausschließlich durch einen an die Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine betreiben. Zugleich ist von der Getriebeeingangswelle hin zu der vierten Welle ein Übersetzungsverhältnis realisiert, in welchem die vierte Welle mit wesentlich höherer Drehzahl als die Getriebeeingangswelle dreht, beispielsweise um etwa das 2,2 bis 2,5fache.
  • Der Nebenabtrieb kann ferner dadurch angetrieben sein, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle mit der Getriebeeingangswelle und der weiteren Getriebeeingangswelle, insbesondere unter Nutzung des Planetenradgetriebes, triebverbunden sind, indem das erste Schaltelement, das sechste Schaltelement, das siebte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind oder das zweite Schaltelement, das sechste Schaltelement, das siebte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind. Dadurch ist von der Getriebeeingangswelle hin zu der vierten Welle ein Übersetzungsverhältnis realisiert, in welchem die vierte Welle mit wesentlich höherer Drehzahl als die Getriebeeingangswelle dreht, beispielsweise um etwa das 2,2 bis 2,5fache. Es ist möglich, die vierte Welle und den daran gekoppelten Nebenabtrieb ausschließlich durch einen an die Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine, zu betreiben. Ferner ist es möglich, dass die vierte Welle und der daran gekoppelte Nebenabtrieb durch den an die Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb mit Unterstützung der Elektromaschine betrieben wird oder ist. Indem das erste Schaltelement geschlossen ist, ist ein langsamerer Antrieb der vierten Welle erzeugt. Indem das zweite Schaltelement geschlossen ist, ist ein schnellerer Antrieb der vierten Welle für den Nebenabtrieb für den Nebenabtrieb erzeugt.
  • Bei dieser Ausgestaltung kann der Nebenabtrieb dadurch angetrieben sein, dass in dem Fahrgang, welcher als der Direktgang genutzt ist, anstelle des siebten Schaltelementes nunmehr das achte Schaltelement geschlossen ist. Es sind dann also in dem Direktgang neben dem sechsten Schaltelement und dem zweiten zusätzlichen Schaltelement ergänzend das achte Schaltelement und das neunte Schaltelement oder das zehnte Schaltelement geschlossen. Dadurch ist die vierte Welle auf eine relativ hohe Drehzahl, beispielsweise das höchstmögliche Drehzahlniveau, gebracht.
  • Jeweils zwei der Schaltelemente können als Doppelschaltelemente ausgebildet sein. Zumindest eines der Doppelschaltelemente ist in eine Neutralstellung bringbar, in der die beiden Schaltelemente geöffnet sind. Beispielsweise können das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement zu einem Doppelschaltelement, das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement zu einem Doppelschaltelement und das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst sein. Auch können das siebte Schaltelement und das achte Schaltelement zu einem Doppelschaltelement und das neunte Schaltelement und das zehnte Schaltelement zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst sein. Weiterhin können das erste zusätzliche Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst sein. Sämtliche dieser Doppelschaltelemente können in die Neutralstellung gebracht werden.
  • Der Nebenabtrieb kann von außen an das Schaltgetriebe montiert werden bzw. montiert sein. Dazu sollte es vorgesehen sein, dass die an der vierten Welle vorgesehene Koppelstelle von außen zugänglich ist. Grundsätzlich kann der Nebenabtrieb auch innerhalb des Gehäuses des Schaltgetriebes angeordnet sein, beispielsweise an der vierten Welle fest angebunden sein. Der Nebenabtrieb ist dann beispielsweise eine Ölpumpe oder eine sonstige Arbeitsmaschine. Als Nebenabtrieb kann auch eine sogenannte Power Take-Off (PTO) vorgesehen sein bzw. an die Koppelstelle ankoppelbar oder angekoppelt sein.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, vorgesehen. Das Schaltgetriebe kann das vorstehend beschriebene Schaltgetriebe in einer der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen sein.
  • Das Schaltgetriebe hat eine Getriebeeingangswelle als erste Welle, eine Getriebeausgangswelle als zweite Welle, eine weitere Getriebeeingangswelle als dritte Welle und eine Elektromaschine, welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden ist. Das Schaltgetriebe hat ferner ein Hauptgetriebe mit wenigstens einer vierten Welle und mehreren damit gekoppelten Radebenen. Weiterhin hat das Schaltgetriebe ein der Elektromaschine zugeordnetes und mit dem Hauptgetriebe gekoppeltes oder koppelbares Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied. Darüber hinaus hat das Schaltgetriebe mehrere Schaltelemente, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt.
  • Das Schaltgetriebe ist in einem Stillstandsgang betreibbar, in dem die Getriebeausgangswelle abgekoppelt ist, insbesondere die Getriebeausgangswelle nicht angetrieben ist. Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen, dass das Schaltgetriebe in einem Fahrgang betreibbar ist, in dem die Getriebeausgangswelle mit der Getriebeeingangswelle und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist.
  • Bei dem Verfahren wird zum Antreiben eines Nebenabtriebes die vierte Welle über eine der Radebenen des Hauptgetriebes mit der Getriebeeingangswelle und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden, wenn das Schaltgetriebe in dem Stillstandsgang oder dem Fahrgang betrieben wird. Dadurch ist in technisch einfacher Weise das Schaltgetriebe genutzt, um mittels der Elektromaschine und /oder einem mit der Getriebeeingangswelle gekoppelten Antrieb, insbesondere einer Verbrennungsmaschine, über die vierte Welle einen ankoppelbaren oder angekoppelten Nebenabtrieb anzutreiben, wobei zugleich auch die Getriebeausgangswelle treiben kann. Der Nebenabtrieb kann der vorstehend beschriebene Nebenabtrieb sein.
  • Weiterhin umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.
  • Auch umfasst die Erfindung eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Computerprogrammprodukt.
  • Darüber hinaus umfasst die Erfindung einen Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug mit dem vorstehend beschriebenen Schaltgetriebe und/oder dem vorstehend beschriebenen Computerprogrammprodukt.
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
  • 1 eine mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb mit einer Elektromaschine, einem Hauptgetriebe, einem dem Hauptgetriebe vorgeschalteten Planetenradgetriebe und einem dem Hauptgetriebe zugeordneten Nebenabtrieb in schematischer Darstellung,
  • 2 eine tabellarische Übersicht über mögliche Betriebszustände, in welchen der Nebenabtrieb des Schaltgetriebes gemäß der 1 betreibbar oder betrieben ist und der dazu zu betätigenden Schaltelemente,
  • 3 eine Abwandlung des Schaltgetriebes nach 1 mit einer zusätzlichen Bereichsgruppe in schematischer Darstellung und
  • 4 eine tabellarische Übersicht über mögliche Betriebszustände, in welchen der Nebenabtrieb des Schaltgetriebes gemäß der 3 in einem Stillstandsgang betreibbar oder betrieben ist und der dazu zu betätigenden Schaltelemente.
  • 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 100, insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes 100, welches beispielsweise in oder an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, zum Einsatz kommen kann. Das Schaltgetriebe 100 ist für einen Hybridantrieb ausgebildet und weist eine Getriebeeingangswelle 1 als erste Welle, eine Getriebeausgangswelle 2 als zweite Welle, eine weitere Getriebeeingangswelle 3 und eine Elektromaschine EM auf, welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden oder triebverbindbar ist. Das Schaltgetriebe 100 ist über die Getriebeeingangswelle 1 mit einer (in der 1 nicht dargestellten) Antriebsmaschine, wie einer Verbrennungskraftmaschine, triebverbindbar oder triebverbunden und kann beispielsweise mit einer Abtriebswelle der Antriebsmaschine drehfest verbunden werden oder drehfest verbunden sein. Die Getriebeeingangswelle 1 kann als Vollwelle ausgebildet sein. Die weitere Getriebeeingangswelle 3 kann als Hohlwelle ausgebildet sein.
  • Das Schaltgetriebe 100 hat ein Hauptgetriebe HG mit mehreren Radebenen, welche vorzugsweise eine erste Radebene R1, eine zweite Radebene R2, eine dritte Radebene R3, eine vierte Radebene R4 und eine fünfte Radebene R5 umfassen, von denen zumindest einzelne der Radebenen R1, R2, R3, R4 und R4 mit einer vierten Welle 4 gekoppelt ist oder koppelbar ist. Das Hauptgetriebe HG weist beispielsweise zwei Teilgetriebe auf, von denen ein Teilgetriebe die erste Radebene R1 und die zweite Radebene R2 und das andere Teilgetriebe die dritte Radebene R3, die vierte Radebene R4 und die fünfte Radebene R5 umfassen. Beispielsweise bildet die fünfte Radebene R5 eine Abtriebskonstante.
  • Bevorzugt ist das Hauptgetriebe HG als Vorgelegegetriebe ausgebildet, wobei die vierte Welle 4 eine Vorgelegewelle bildet. Grundsätzlich kann das Hauptgetriebe HG auch zwei vierte Wellen 4 aufweisen. Für den Fall, dass das Hauptgetriebe HG als Vorgelegegetriebe ausgebildet ist, weist das Hauptgetriebe HG dann zwei Vorgelegewellen auf. Bevorzugt weisen die erste Radebene R1, die zweite Radebene R2, die dritte Radebene R3, die vierte Radebene R4 und die fünfte Radebene R5 wenigstens ein Festrad 11‘ bzw. 12‘ bzw. 13‘ bzw. 14‘ bzw. 15‘ und ein zugehöriges Losrad 11 bzw. 12 bzw. 13 bzw. 14 bzw. 15 auf, wobei das jeweilige Festrad 11‘ bzw. 12‘ bzw. 13‘ bzw. 14‘ bzw. 15‘ der vierten Welle 4 zugeordnet ist, insbesondere mit der vierten Welle 4 drehfest verbunden ist.
  • Das Schaltgetriebe 100 hat ferner ein Planetenradgetriebe PG, welches vorzugsweise der Elektromaschine EM zugeordnet ist und bevorzugt mit der Elektromaschine EM eine Elektromaschinengruppe EMG bildet. Das Planetenradgetriebe PG ist mit dem Hauptgetriebe HG gekoppelt oder koppelbar ist. Das Planetenradgetriebe PG hat ein erstes Getriebeglied 1.1, ein zweites Getriebeglied 1.2 und ein drittes Getriebeglied 1.3. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 1.1 mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 und das zweite Getriebeglied 1.2 mit einer fünften Welle 5 drehfest verbunden. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 1.1 ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied 1.2 ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied 1.3 ein Hohlrad.
  • Weiterhin hat das Schaltgetriebe 100 mehrere Schaltelemente, vorzugsweise ein erstes Schaltelement 10, ein zweites Schaltelement 20, ein drittes Schaltelement 30, ein viertes Schaltelement 40, ein fünftes Schaltelement 50, ein sechstes Schaltelement 60, ein siebtes Schaltelement 70 sowie ein erstes zusätzliches Schaltelement I und ein zweites zusätzliches Schaltelement J, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle 1 und der Getriebeausgangswelle 2 und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle 3 und der Getriebeausgangswelle 2 bewirkt. Es ist eines der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 des Hauptgetriebes HG, beispielsweise das sechste Schaltelement 60, dazu vorgesehen, die Getriebeausgangswelle 2, insbesondere unter Umgehung der Radebenen R1, R2, R3, R4, R5, mit der Getriebeeingangswelle 1 zu koppeln, so dass sich dann das Schaltgetriebe 100 in einem Direktgang befindet.
  • Im Einzelnen können die Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 sowie die zusätzlichen Schaltelemente I und J wie folgt angeordnet und schaltbar sein. Es sind die erste Radebene R1 über das erste Schaltelement 10 und die zweite Radebene R2 über das zweite Schaltelement 20 jeweils mit der fünften Welle 5 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Es ist die fünfte Welle 5 über das dritte Schaltelement 30 mit der Getriebeeingangswelle 1 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Weiterhin sind die dritte Radebene R3 über das vierte Schaltelement 40 und die vierte Radebene R4 über das fünfte Schaltelement 50 jeweils mit der Getriebeeingangswelle 1 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Darüber hinaus sind die Getriebeeingangswelle 1 über das sechste Schaltelement 60 und die fünfte Radebene R5 über das siebte Schaltelement 70 jeweils mit der Getriebeausgangswelle 2 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Weiterhin sind die Getriebeeingangswelle 1 über das erste zusätzliche Schaltelement I mit dem dritten Getriebeglied 1.3 des Planetenradgetriebes PG und das dritte Getriebeglied 1.3 des Planetenradgetriebes PG ist wiederum mit einem gehäusefesten Bauteil G koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Bevorzugt ist das gehäusefeste Bauteil G ein fest mit dem Gehäuse des Schaltgetriebes 100 verbundenes Bauteil oder ein integraler Bestandteil des Gehäuses selbst.
  • Das erste Schaltelement 10 und/oder das zweite Schaltelement 20 und/oder das dritte Schaltelement 30 und/oder das vierte Schaltelement 40 und/oder das fünfte Schaltelement 50 und/oder das sechste Schaltelement 60 und/oder das siebte Schaltelement 70 und/oder das erste zusätzliche Schaltelement I und/oder das zweite zusätzliche Schaltelement J kann bzw. können als unsynchronisiertes Klauenschaltelement ausgebildet sein. Bezüglich des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des siebten Schaltelementes 70, des ersten zusätzlichen Schaltelements I und des zweiten zusätzlichen Schaltelements J ist eine Synchronisierung mittels der Elektromaschine EM aktiv durchführbar, indem eine Drehzahlregelung der Elektromaschine EM genutzt wird. Bezüglich des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40, des fünften Schaltelementes 50 und des sechsten Schaltelementes 60 ist eine Synchronisierung mittels eines an der Getriebeeingangswelle 1 gekoppelten Antriebes, beispielsweise einer Verbrennungsmaschine aktiv durchführbar, indem eine Drehzahlregelung der Verbrennungsmaschine und/oder eine ein Überlagerungsbetrieb des Planetenradgetriebes PG genutzt wird. In dem Überlagerungsbetrieb, welcher auch als EDS-Betrieb bezeichnet ist, bilden das erste Getriebeglied 1.1 und das dritte Getriebeglied 1.3 des Planetenradgetriebes PG jeweils einen Antrieb und das zweite Getriebeglied 1.2 bildet einen Abtrieb, der aus einer Überlagerung der Momente und/oder Bewegungen des ersten Getriebegliedes 1.1 und des dritten Getriebegliedes 1.3 erzeugt wird.
  • Das Schaltgetriebe 100 hat neben seiner kraftübertragenden Funktion bezüglich der Getriebeausgangswelle 2 eine weitere Funktion. Diese Funktion besteht darin, dass mittels des Schaltgetriebes 100 ein Nebenabtrieb PTO antreibbar oder angetrieben ist. Dazu weist die vierte Welle 4 eine Koppelstelle 8 auf, an welcher ein solcher Nebenabtrieb PTO angekoppelt werden kann. Grundsätzlich kann der Nebenabtrieb PTO an der Koppelstelle 8 auch fest angebunden sein.
  • Die vierte Welle 4 und damit über die Koppelstelle 8 der Nebenabtrieb PTO können angetrieben werden können, wenn sich das Schaltgetriebe 100 in einem Stillstandsgang befindet. In dem Stillstandsgang ist die Getriebeausgangswelle 2 abgekoppelt. Sofern das Schaltgetriebe 100 in einem Fahrzeug verbaut ist, befindet sich somit in dem Stillstandsgang das Fahrzeug im Stillstand bzw. in einem nicht angetriebenen Zustand.
  • Durch Schalten wenigstens eines der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J können in dem Stillstandsgang die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO mit der Getriebeeingangswelle 1 und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden geschaltet sein oder werden, so dass sich eine Reihe von möglichen Antriebszuständen für die vierte Welle 4 und damit für den Nebenabtrieb PTO ergeben. Als Antriebe dienen die mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 gekoppelte Elektromaschine EM und/oder ein mit der Getriebeeingangswelle 1 gekoppelter Antrieb, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine.
  • Ergänzend oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass die vierte Welle 4 und damit über die Koppelstelle 8 der daran angebundene Nebenabtrieb PTO angetrieben werden können, wenn sich das Schaltgetriebe 100 in einem Fahrgang befindet. In dem Fahrgang ist die Getriebeausgangswelle 2 mit der Getriebeeingangswelle 1 und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle 3 wirkverbunden. Sofern das Schaltgetriebe in einem Fahrzeug verbaut ist, befindet sich somit in dem Fahrgang das Fahrzeug in einem Fahrzustand.
  • In dem Fahrgang können die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO mit der Getriebeeingangswelle 1 und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden sein oder werden, so dass sich eine Reihe von möglichen Antriebszuständen für die vierte Welle 4 und damit für den Nebenabtrieb PTO ergeben. Als Antriebe in dem Fahrgang dienen die mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 gekoppelte Elektromaschine EM und/oder ein mit der Getriebeeingangswelle 1 gekoppelter Antrieb, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine.
  • 2 zeigt eine tabellarische Übersicht über mögliche Betriebszustände, in welchen der an der Koppelstelle 8 der vierten Welle 4 angekoppelte Nebenabtrieb PTO betrieben werden kann, beispielsweise wahlweise betrieben werden kann. In der 2 sind die dazu auszuführenden Schaltkombinationen bezüglich des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40, des fünften Schaltelementes 50, des sechsten Schaltelementes 60 und des siebten Schaltelementes 70 sowie des ersten zusätzlichen Schaltelementes I und des zweiten zusätzlichen Schaltelementes J dargestellt. In der ersten Spalte sind die verschiedenen betrachteten Betriebszustände der vierten Welle 4 für den Nebenabtrieb PTO angegeben. In sich daran anschließenden Spalten ist die Stellung der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J angegeben, wobei durch Kreuze gekennzeichnet ist, dass das jeweilige Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 bzw. I bzw. J in einer geschlossenen Schalterstellung vorliegt. Sofern kein Kreuz angegeben ist, ist das entsprechende Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 bzw. I bzw. J geöffnet.
  • Der 2 sind verschiedene Betriebszustände der vierten Welle 4 zum Antreiben des Nebenabtriebes PTO angegeben, wenn sich das Schaltgetriebe 100 in dem Stillstandsgang befindet, in dem die Getriebeausgangswelle 2 abgekoppelt ist. Ein solches Abkoppeln der Getriebeausgangswelle 2 ist erreicht, indem zumindest das sechste Schaltelement 60 und das siebte Schaltelement 70 jeweils geöffnet sind. In dem Stillstandsgang kann nunmehr die vierte Welle 4 und damit der daran angekoppelte Nebenabtrieb PTO angetrieben geschaltet sein oder werden, wobei die vierte Welle 4 bzw. der Nebenabtrieb PTO auch gleichzeitig mit dem Schalten des Stillstandsganges treibend geschaltet werden kann.
  • In den Betriebszuständen, welche in der 2 mit PTO 1-E und PTO 4-E bezeichnet sind, sind die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO mit der Getriebeeingangswelle 1 und der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden, indem das erste Schaltelement 10, das dritte Schaltelement 30 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind oder geschlossen werden (PTO 1-E). Alternativ sind in dem Stillstandsgang die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO mit der Getriebeeingangswelle 1 und der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden, indem das zweite Schaltelement 20, das dritte Schaltelement 30, das fünfte Schaltelement 50 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind oder geschlossen werden (PTO 4-E).
  • In dem Betriebszustand PTO 1-E und ebenso in dem Betriebszustand PTO 4-E können die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO jeweils ausschließlich elektrisch über die Elektromaschine EM oder ausschließlich durch einen an der Getriebeeingangswelle 1 angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine, angetrieben sein oder werden. Auch ist ein kombinierter Betrieb durch die Elektromaschine EM und den an der Getriebeeingangswelle 1 angekoppelten Antrieb zum Antreiben der vierten Welle 4 möglich. Die Betriebszustände PTO 1-E und PTO 4-E unterscheiden sich darin, dass in PTO 1-E die vierte Welle 4 über die erste Radebene R1 angetrieben ist und in PTO 4-E die vierte Welle 4 über die zweite Radebene R2 angetrieben ist.
  • In den Betriebszuständen, welche in der 2 mit PTO 2.1 und PTO 3.1 bezeichnet sind, ist in dem Stillstandsgang die vierte Welle 4 mit der Getriebeeingangswelle 1 ohne Wirkverbindung mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden, indem das vierte Schaltelement 40 geschlossen ist oder wird (PTO 2.1) oder das fünfte Schaltelement 50 geschlossen ist oder wird (PTO 3.1), wobei jeweils das erste Schaltelement 10 und das zweite Schaltelement 20 geöffnet sind oder geöffnet bleiben. Gegebenenfalls ist oder wird auch das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen. Es hat jedoch aufgrund der Offenstellung des ersten Schaltelementes 10 und des zweiten Schaltelementes 20 keinen Einfluss auf den Lastpfad in Richtung der vierten Welle 4.
  • In den Betriebszuständen PTO 2.1 und PTO 3.1 kann die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO ausschließlich über den an der Getriebeeingangswelle 1 angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine, angetrieben sein oder angetrieben werden. Der Betriebszustand PTO 2.1 unterscheidet sich von dem Betriebszustand PTO 3.1 dadurch, dass in dem PTO 2.1 die Radebene zum Schalten des zweiten Ganges des Schaltgetriebes 100, nämlich die dritte Radebene R3 genutzt ist, über welche die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO angetrieben ist oder wird. In dem Betriebszustand PTO 3.1 ist durch Schließen des fünften Schaltelementes 50 die Radebene des dritten Ganges, nämlich die vierte Radebene R4 genutzt, um die vierte Welle 4 und damit den Nebenabtrieb PTO anzutreiben.
  • In den Betriebszuständen, welche in der 2 mit PTO 2.2, PTO 2.3, PTO 3.2 und PTO 3.3 bezeichnet sind, ist die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO mit der Getriebeeingangswelle 1 und der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden, indem das erste Schaltelement 10, das vierte Schaltelement 40 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind oder werden (PTO 2.2) oder das zweite Schaltelement 20, das vierte Schaltelement 40 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind oder werden (PTO 2.3) oder das erste Schaltelement 10, das fünfte Schaltelement 50 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind oder werden (PTO 3.2) oder das zweite Schaltelement 20, das fünfte Schaltelement 50 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind oder werden (PTO 3.3).
  • In den Betriebszuständen PTO 2.2, PTO 2.3, PTO 3.2 und PTO 3.3 ist jeweils ein Antreiben der vierten Welle 4 und damit des Nebenabtriebes PTO ausschließlich über den an der Getriebeeingangswelle 1 angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise die Verbrennungsmaschine, möglich. Bei diesen Betriebszuständen kann durch die Einbeziehung des Planetenradgetriebes PG die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO auch angetrieben sein oder werden, indem der an der Getriebeeingangswelle 1 angekoppelte Antrieb antreibt und beispielsweise die Elektromaschine EM unterstützend zusätzlich antreibt.
  • Bei diesem kombinierten Betrieb ist durch Schließen ersten Schaltelementes 10 (PTO 2.2, PTO 3.2) die Radebene für den ersten Gang, nämlich die erste Radebene R1, auf die vierte Welle 4 geschaltet. Alternativ ist durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20 (PTO 2.3, PTO 3.3) die Radebene für den vierten Gang, nämlich die zweite Radebene R2, auf die vierte Welle 4 geschaltet. Es ist dadurch die Elektromaschine EM mit der vierten Welle 4 wirkverbunden. Durch Schließen des vierten Schaltelementes 40 (PTO 2.2, PTO 2.3) oder durch Schließen des fünften Schaltelementes 50 (PTO 3.1, PTO 3.2, PTO 3.3) ist ferner der an der Getriebeeingangswelle 1 angekoppelte Antrieb bzw. die Verbrennungsmaschine über die dritte Radebene R3 (PTO 2.2, PTO 2.3) bzw. über die vierte Radebene R4 (PTO 3.2, 3.3) auf die vierte Welle 4 geschaltet ist.
  • In den Betriebszuständen, welche in der 2 mit EDP-1 und EDP-2 bezeichnet sind, ist jeweils die vierte Welle 4 mit der Getriebeeingangswelle 1 und der weiteren Getriebeeingangswelle 3 unter Nutzung des Planetengetriebes PG im Dreiwellenbetrieb triebverbunden. Dazu sind oder werden das erste Schaltelement 10 und das erste zusätzliche Schaltelement I geschlossen (EDP-1). Alternativ sind oder werden das zweite Schaltelement 20 und das erste zusätzliche Schaltelement I geschlossen (EDP-2). In den Betriebszuständen EDP-1 und EDP-2 ist ein elektrodynamischer Antrieb bezüglich der vierten Welle 4 und somit des Nebenabtriebes PTO im Stillstandsgang des Schaltgetriebes 100 realisiert. Dies ist ermöglicht, indem das erste zusätzliche Schaltelement I geschlossen ist oder wird und das zweite zusätzliche Schaltelement J geöffnet ist oder wird.
  • Die Getriebeeingangswelle 1 ist dann mit dem dritten Getriebeglied 1.3 des Planetenradgetriebes PG drehfest verbunden, so dass das dritte Getriebeglied 1.3 als erster Antrieb, das erste Getriebeglied 1.1 über die weitere Getriebeeingangswelle 3 als zweiter Antrieb und die fünfte Welle 5 als Abtrieb bzw. Ausgang des Planetenradgetriebes PG genutzt ist. Zusätzlich ist die fünfte Welle 5 über die Radebene für den ersten Gang, nämlich die erste Radebene R1, (EDP-1) oder über die Radebene für den vierten Gang, nämlich die zweite Radebene R2, (EDP-2) mit der vierten Welle 4 drehverbunden. Es kann die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO den vorstehend beschriebenen Überlagerungsbetrieb in Grenzen eingestellt werden, insbesondere stufenlos eingestellt werden durch die Drehzahl bzw. das Drehmoment des an der Getriebeeingangswelle 1 angekoppelten Antriebes, die Drehzahl bzw. das Drehmoment der Elektromaschine EM und die jeweils auf die vierte Welle 4 geschaltete Radebene, nämlich die erste Radebene R1 oder die zweite Radebene R2.
  • Beispielsweise kann der an der Getriebeeingangswelle 1 angeschlossene Antrieb, wie beispielsweise die Verbrennungsmaschine, antreiben und die Elektromaschine EM wird generatorisch betrieben und generiert elektrische Energie für einen elektrischen Speicher. In diesem Betriebszustand dreht der Nebenabtrieb PTO mit hohem Drehmoment langsam. Alternativ können der an der Getriebeeingangswelle 1 angeschlossene Antrieb und ebenso die Elektromaschine treibend wirken, wobei die Elektromaschine EM dann durch elektrische Energie aus dem elektrischen Speicher angetrieben ist. In diesem Fall dreht der Nebenabtrieb PTO schnell.
  • In der 2 sind darüber hinaus verschiedene Betriebszustände der vierten Welle 4 zum Antreiben des Nebenabtriebes PTO für denjenigen Fall angegeben, dass das Schaltgetriebe 100 in den vorstehend beschriebenen Fahrgang geschaltet ist. Der Fahrgang kann ein Vorwärtsgang oder Rückwärtsgang sein, in dem über eine der Radebenen R1, R2, R3, R4 und R5 die vierte Welle 4 angetrieben ist oder angetrieben wird. Ein solcher Fahrgang ist beispielsweise der erste Vorwärtsgang, der zweite Vorwärtsgang, der dritte Vorwärtsgang usw. Es wird in diesem Betriebszustand die sich beim Schalten des Vorwärtsganges bzw. Rückwärtsganges einstellende Drehzahl bzw. Drehmoment der vierten Welle 4 genutzt und über die Koppelstelle 8 abgegriffen, um den Nebenabtrieb PTO anzutreiben. Zusätzliche Betätigungen von Schaltelementen sind dazu nicht erforderlich.
  • In der 2 sind beispielhaft vier derartige Betriebszustände, nämlich PTO 1, PTO 2, PTO 3 und PTO 4 angegeben. In dem Betriebszustand PTO 1 sind das erste Schaltelement 10, das dritte Schaltelement 30, das siebte Schaltelement 70 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen. Es ist dadurch die Radebene für den ersten Gang, nämlich die erste Radebene R1, auf die vierte Welle 4 geschaltet. In dem Betriebszustand PTO 2 sind das vierte Schaltelement 40, das siebte Schaltelement 70 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen. In diesem Betriebszustand ist die für den zweiten Gang, nämlich die dritte Radebene R3, auf die vierte Welle 4 geschaltet. In dem Betriebszustand PTO 3 sind das fünfte Schaltelement 50, das siebte Schaltelement 70 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen. In diesem Betriebszustand ist die Radebene für den dritten Gang, nämlich die vierte Radebene R4, auf die vierte Welle 4 geschaltet. In dem Betriebszustand PTO 4 sind das zweite Schaltelement 20, das dritte Schaltelement 30, das siebte Schaltelement 70 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen. In diesem Betriebszustand ist die Radebene für den vierten Gang, nämlich die zweite Radebene R2 auf die vierte Welle 4 geschaltet.
  • Weitere Möglichkeiten zum Antreiben der vierten Welle 4 und damit des Nebenabtriebes PTO im Fahrgang des Schaltgetriebes 100 existiert für den Fall, dass der Fahrgang ein Direktgang ist. In dem Direktgang ist die Getriebeeingangswelle 1 und/oder die weitere Getriebeeingangswelle 3 mit der Getriebeausgangswelle 2 unter Umgehung der Radebenen R1, R2, R3, R4 und R5 wirkverbunden. Durch Schalten wenigstens eines der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J wird die vierte Welle 4 nunmehr unter Herstellung einer Triebverbindung mit der Getriebeeingangswelle 1 und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 in den Lastpfad für den Direktgang zugeschaltet oder das Aufschalten der vierten Welle 4 wird zeitgleich mit dem Schalten des Direktganges vorgenommen.
  • Durch das Schalten des wenigstens einen der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, I, J ist damit eine der Radebenen R1, R2, R3, R4, R5 ausgewählt, so dass durch die Auswahl der Radebene R1 bzw. R2 bzw. R3 bzw. R4 bzw. R5 die von der vierten Welle 4 bereit gestellte Antriebsleistung für den Nebenabtrieb PTO auf einen gewünschten Wert eingestellt ist oder wird. Es kann beispielsweise in dem Direktgang die Drehzahl des Nebenabtriebes PTO gegenüber der Drehzahl eines an der Antriebswelle 1 angekoppelten Antriebes, wie einer Verbrennungsmaschine, variiert werden. Dazu wird eine gewünschte Radebene, welche einem gewünschten Gang entspricht, auf die vierte Welle 4 geschaltet, wodurch ein Drehzahlfaktor zwischen etwa 0,5 bis etwa 2,4 erzeugt ist.
  • In dem Direktgang sind somit ursprünglich die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO abgekoppelt. Dieser Betriebszustand ist in der 2 als PTO 0 bezeichnet. Durch den Direktgang ist eine bedarfsgerechte Abschaltung des Nebenabtriebes PTO erreichtbar. Je nach Bedarf kann die in den Kraftpfad des Direktganges zugeschaltete vierte Welle 4 abkoppelt werden, ohne dass dadurch der eingestellte Fahrgang, nämlich der Direktgang, aufgehoben ist. Die Abkopplung der vierten Welle 4 ist beispielsweise erreicht, wenn das siebte Schaltelement 70 und das erste zusätzliche Schaltelement I sowie das zweite zusätzliche Schaltelement J geöffnet sind. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen ist, da die hierdurch hergestellte Verbindung des dritten Getriebegliedes 1.3 des Planetenradgetriebes PG mit dem gehäusefesten Bauteil G keinen Einfluss auf den Direktgang hat.
  • Alternativ oder ergänzend ist ein Abkoppeln der vierten Welle 4 erreicht, wenn das erste Schaltelement 10 und das zweite Schaltelement 20 geöffnet sind, wobei das dritte Schaltelement 30 geschlossen sein kann. Alternativ können auch das dritte Schaltelement 30 und das vierte Schaltelement 40 offen sein. Für diesen Fall ist dann entweder das erste Schaltelement 10 oder das zweite Schaltelement 20 geschlossen, sofern das erste zusätzliche Schaltelement I geöffnet ist. Auch in diesem Fall bleibt der Direktgang geschaltet.
  • In dem Betriebszustand, welcher in der 2 mit PTO 5.1 bezeichnet ist, ist in dem Direktgang die vierte Welle 4 angetrieben, indem neben dem sechsten Schaltelement 60 zusätzlich das erste Schaltelement 10, das dritte Schaltelement 30 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind. Dadurch ist die vierte Welle 4 auf das kleinstmögliche Drehzahlniveau eingestellt. Entsprechend wird oder ist der Nebenabtrieb PTO mit kleinstmöglicher Drehzahl angetrieben. Der Nebenabtrieb PTO ist in diesem Betriebszustand auf eine minimale Leistung eingestellt. Das siebte Schaltelement 70 ist in dem Betriebszustand PTO 5.1 geöffnet.
  • In dem Betriebszustand, welcher in der 2 mit PTO 5.4 bezeichnet ist, ist in dem Direktgang die vierte Welle 4 angetrieben, indem neben dem sechsten Schaltelement 60 zusätzlich das siebte Schaltelement 70 und das zweite zusätzlichen Schaltelement J geschlossen sind. In diesem Fall sind das erste Schaltelement 10, das zweite Schaltelement 20, das dritte Schaltelement 30 und das vierte Schaltelement 40 geöffnet. Dadurch ist die vierte Welle 4 auf das größtmögliche Drehzahlniveau eingestellt. Der Nebenabtrieb PTO ist mit größtmöglicher Drehzahl angetrieben, so dass der Nebenabtrieb PTO auf eine maximale Leistung eingestellt ist.
  • In dem Betriebszustand, welcher in der 2 mit PTO 5.2 bezeichnet ist, ist in dem Direktgang die vierte Welle 4 angetrieben, indem neben dem sechsten Schaltelement 60 zusätzlich das vierte Schaltelement 40 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind. In dem Betriebszustand, welcher in der 2 mit PTO 5.3 bezeichnet ist, ist in dem Direktgang die vierte Welle 4 angetrieben, indem neben dem sechsten Schaltelement 60 zusätzlich das zweite Schaltelement 20, das dritte Schaltelement 30 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind. Die Betriebszustände PTO 5.2 und PTO 5.3 sind weitere einstellbare Betriebszustände für die vierte Welle 4 bzw. den Nebenabtrieb PTO, in denen sich das Drehzahlniveau zwischen dem Drehzahlniveau des Betriebszustandes PTO 5.1 und des Betriebszustandes PTO 5.4 befindet. Durch den Betriebszustand PTO 5.2 und den Betriebszustand PTO 5.3 sind weitere Abstufungen vorgenommen, mittels welchen die Einstellbarkeit des Drehzahlniveaus zum Antreiben des Nebenabtriebes PTO erweitert ist.
  • In den Betriebszuständen PTO 5.1, PTO 5.2, PTO 5.3, PTO 5.4 ist der Nebenabtrieb PTO jeweils in den auf die Getriebeausgangswelle 2 wirkenden Kraftfluss zugeschaltet. Zusätzlich ist es bei dem Schaltgetriebe 100 auch möglich, dass wahlweise der Nebenabtrieb PTO in einen Kraftfluss geschaltet wird, welcher ausschließlich von der Elektromaschine EM erzeugt ist. Der Nebenabtrieb PTO wird dann ausschließlich über die Elektromaschine EM angetrieben. Dies ist durch die Betriebszustände erreicht, welche in der 2 mit PTO 5.5 und PTO 5.6 bezeichnet sind. Die vierte Welle 4 ist angetrieben, indem neben dem sechsten Schaltelement 60 zusätzlich das erste Schaltelement 10 und das zweite zusätzliche Schaltelement J (PTO 5.5) oder das zweite Schaltelement 20 und das zweite zusätzliche Schaltelement J (PTO 5.6) geschlossen sind, wobei das dritte Schaltelement 30 geöffnet ist. In den Betriebszuständen PTO 5.5 und PTO 5.6 wird das gewünschte Drehzahlniveau zum Antreiben des Nebenabtriebes PTO ausschließlich über die Drehzahl der Elektromaschine EM eingestellt.
  • Zum Antreiben der vierten Welle 4 bzw. des Nebenabtriebes PTO ist – wie bereits in dem Stillstandsgang – auch ein elektrodynamischer Betrieb in dem Fahrgang möglich. In diesem Fahrgang ist dann die vierte Welle 4 mit der Getriebeausgangswelle 2 wirkverbunden und das Planetengetriebe PG in einem Dreiwellengetrieb geschaltet, so dass das Planetengetriebe PG mit der Getriebeeingangswelle 1, der weiteren Getriebeeingangswelle 3 und über die vierte Welle 4 mit der Getriebeausgangswelle 2 wirkverbunden ist. Die hierzu mit dem Schaltgetriebe 100 einstellbaren Betriebszustände sind in der 2 mit EDP-1 und EDP-2 bezeichnet. Sofern das Schaltgetriebe 100 in ein Fahrzeug eingebaut ist, befindet sich das Fahrzeug bei EDP-1 und EDP-2 in einem elektrodynamischen Fahrbetrieb und vollzieht beispielsweise ein Rangieren oder Kriechen.
  • In dem Betriebszustand EDP-1 sind das siebte Schaltelement 70 und das erste zusätzliche Schaltelement I und darüber hinaus das erste Schaltelement 10 geschlossen, wobei das zweite Schaltelement 20 geöffnet ist. In dem Betriebszustand EDP-2 sind das siebte Schaltelement 70 und das erste zusätzliche Schaltelement I und darüber hinaus das zweite Schaltelement 20 geschlossen, wobei das erste Schaltelement 10 geöffnet ist. In den Betriebszuständen EDP-1 und EDP-2 ist das dritte Getriebeglied 1.3 des Planetenradgetriebes PG über das erste zusätzliche Schaltelement I mit der Getriebeeingangswelle 1 drehfest verbunden, so dass das dritte Getriebeglied 1.3 als erster Antrieb und das erste Getriebeglied 1.1 des Planetenradgetriebes PG als zweiter Antrieb genutzt ist, welcher über die weitere Getriebeeingangswelle 3 mit der Elektromaschine drehfest verbunden ist. Das zweite Getriebeglied 1.2 des Planetengetriebes PG ist als Abtrieb genutzt, welcher über die fünfte Welle 5 mit einer der geschalteten Radebene und die geschaltete Radebene R1 oder R2 auf die vierte Welle 4 treibend wirkt. Die Antriebsgeschwindigkeit des Nebenabtriebes PTO, also die Drehzahl der vierten Welle 4 ist nunmehr abhängig von der Drehzahl bzw. Geschwindigkeit von der Getriebeausgangswelle 2, kann jedoch durch die Wahl der ersten Radebene R1 oder der zweiten Radebene R2 des Hauptgetriebes HG von langsam (zweite Radebene R2) auf schnell (erste Radebene R1) umgestellt werden. Im Hinblick auf die Elektromaschine EM ist es in diesem Fall möglich, deren Betriebsmodus durch die Wahl der Gangstufe bzw. der Radebene, die Drehzahl und Leistung des an der Getriebeeingangswelle angekoppelten Antriebes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Getriebeausgangswelle und der gewünschten Aufnahmeleistung für den Nebenabtrieb PTO stufenlos einzustellen.
  • Sofern die zu erreichende Drehzahl des Nebenabtriebes PTO vorgegeben ist, kann durch die Wahl des ersten Schaltelementes 10 anstelle des zweiten Schaltelementes 20 gezielt vorgegeben werden, ob die Elektromaschine EM motorisch oder generatorisch betrieben ist oder wird. Das Schließen des ersten Schaltelementes 10 ist vorgenommen, wenn der Elektromaschine EM ausreichend elektrische Energie zum Betreiben bereit gestellt ist. Das zweite Schaltelement 20 ist geschlossen, wenn der Elektromaschine EM zu wenig elektrische Energie bereit gestellt wird. Die Elektromaschine EM wird dann generatorisch betrieben und von dem an der Getriebeeingangswelle 1 angekoppelten Antrieb angetrieben, um den elektrischen Speicher für die Elektromaschine wieder mit elektrischer Energie aufzuladen.
  • 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Schaltgetriebes 200 für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, welches eine Abwandlung des Schaltgetriebes 100 gemäß der 1 ist. Bauteile des Schaltgetriebes 200, welche mit Bauteilen des Schaltgetriebes 100 gemäß der 1 identisch oder funktionsgleich sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Schaltgetriebe 100 gemäß der 1 verwiesen.
  • Das Schaltgetriebe 200 gemäß der 3 unterscheidet sich von dem Schaltgetriebe 100 gemäß der 1 unter anderem dadurch, dass es eine Bereichsgruppe GP aufweist, welche mit dem Hauptgetriebe HG gekoppelt oder koppelbar ist. Die Bereichsgruppe GP hat wenigstens einen Planetenradsatz PS mit einem ersten Getriebeglied 2.1, einem zweiten Getriebeglied 2.2 und einem dritten Getriebeglied 2.3. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 2.1 ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied 1.2 ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied 2.3 ein Hohlrad.
  • Es ist vorgesehen, dass das erste Getriebeglied 2.1 mit einer sechsten Welle 6 und das zweite Getriebeglied 2.2 mit der Getriebeausgangswelle 2 drehfest verbunden sind. Es ist ferner vorgesehen, dass die Getriebeeingangswelle 1 über das sechste Schaltelement 60 mit der sechsten Welle koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die fünfte Radebene R5 über das siebte Schaltelement 70 mit der sechsten Welle 6 koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die fünfte Radebene R5 über ein achtes Schaltelement 80 mit dem zweiten Getriebeglied 2.2 des Planetenradsatzes PS koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, das dritte Getriebeglied 2.3 des Planetenradsatzes PS über ein neuntes Schaltelement L mit einem gehäusefesten Bauteil oder dem gehäusefesten Bauteil G und das dritte Getriebeglied 2.3 des Planetenradsatzes PS über ein zehntes Schaltelement S mit der Getriebeausgangswelle 2 koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind.
  • Durch das achte Schaltelement 80, das neunte Schaltelement L und das zehnte Schaltelement S kann der Planetenradsatz PS in einem Überlagerungsbetrieb betrieben werden, in dem das erste Getriebeglied 2.1 und das dritte Getriebeglied 2.3 des Planetenradsatzes PS jeweils einen Antrieb bilden und das zweite Getriebeglied 2.2 den Abtrieb bildet, der aus einer Überlagerung der Momente und/oder Bewegungen des ersten Getriebegliedes 2.1 und des dritten Getriebegliedes 2.3 erzeugt ist bzw. erzeugt wird. Dazu sind beispielsweise zumindest das sechste Schaltelement 60 und das achte Schaltelement 80 zu schalten. Das Schaltgetriebe 200 kann somit je nach Erfordernis in Gangstufen geschaltet werden, bei denen der Planetenradsatz PS im Betrieb ohne Überlagerung oder im Betrieb mit Überlagerung betrieben wird. Durch die Schaltung des Planetenradsatzes PS in den Überlagerungsbetrieb sind weitere Gangstufen realisierbar.
  • Bevorzugt ist das achte Schaltelement 80 als unsynchronisiertes Klauenschaltelement ausgebildet. Auch bei dem Schaltgetriebe 200 ist – wie bei dem Schaltgetriebe 100 – eine Synchonisierung mittels der Elektromaschine EM aktiv durchführbar, indem eine Drehzahlregelung der Elektromaschine EM genutzt ist bzw. genutzt wird. Hierzu wird ergänzend zu dem ersten Schaltelement 10, dem zweiten Schaltelement 20, dem siebten Schaltelement 70, dem ersten zusätzlichen Schaltelement I und dem zweiten zusätzlichen Schaltelement J zusätzlich das achte Schaltelement 80 herangezogen. Bevorzugt ist das neunte Schaltelement L und/oder das zehnte Schaltelement S als synchronisiertes Schaltelement ausgebildet.
  • Bei dem Schaltgetriebe 200 ist der Stillstandsgang erreicht, indem beispielsweise das sechste Schaltelement 60 und das siebte Schaltelement 70 und/oder das achte Schaltelement 80 geöffnet sind oder beispielsweise das neunte Schaltelement L und das sechste Schaltelement 60 oder das siebte Schaltelement 70 oder das achte Schaltelement 80 geöffnet sind. Dadurch ist die für den Stillstandsgang vorgesehene Abkopplung der Getriebeausgangswelle 2 erreicht.
  • 4 zeigt eine tabellarische Übersicht über mögliche Betriebszustände, in welchen der an der Koppelstelle 8 der vierten Welle 4 angekoppelte Nebenabtrieb PTO betrieben werden kann, beispielsweise wahlweise betrieben werden kann. Die 4 ist identisch aufgebaut zu der 2, jedoch hinsichtlich des achten Schaltelementes 80, des neunten Schaltelementes L und des zehnten Schaltelementes S erweitert.
  • Die vorstehend zu der 2 ausgeführten Betriebszustände der vierten Welle, in welchen der Nebenabtrieb PTO im Stillstandsgang des Schaltgetriebes 100 betrieben werden kann, sind in identischer Weise auch bei dem Schaltgetriebe 200 gemäß der 3 zu realisieren. Dazu kann das bei dem Schaltgetriebe 200 gegenüber dem Schaltgetriebe 100 zusätzlich vorgesehene achte Schaltelement 80, das neunte Schaltelement L und das zehnte Schaltelement S geöffnet verbleiben, so dass die Getriebeausgangswelle 2 abgekoppelt ist.
  • Das Schaltgetriebe 200 ermöglicht in dem Stillstandsgang zusätzlich die Betriebszustände, welche in der 4 mit PTO 5.1, PTO 5.2 und PTO 5.3 bezeichnet sind. In dem Betriebszustand PTO 5.1 sind die vierte Welle 4 und damit der Nebenantrieb PTO mit der Getriebeeingangswelle 1 ohne Wirkverbindung mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden, indem das sechste Schaltelement 60 und das siebte Schaltelement 70 geschlossen sind oder werden und das erste Schaltelement 10, das zweite Schaltelement 20 und das achte Schaltelement 80 geöffnet sind oder werden. Gegebenenfalls ist das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen oder wird geschlossen, wobei durch die Offenstellung des ersten Schaltelementes 10 und des zweiten Schaltelementes 20 das Schließen des zusätzlichen Schaltelementes J keine Wirkung auf den geschalteten Lastpfad in PTO 5.1 hat. In diesem Betriebszustand kann die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO ausschließlich über die Getriebeeingangswelle 1 und einem bzw. dem daran angeschlossenen Antrieb, wie beispielsweise einer Verbrennungsmaschine, angetrieben werden. Dazu wird die Radebene für den fünften Gang, nämlich die fünfte Radebene R5 genutzt, welche bei dem Schaltgetriebe 100 als Abtriebskonstante dienen kann. In dem Betriebszustand PTO 5.1 dient die fünfte Radebene R5 dann als Antriebskonstante im Hinblick auf die vierte Welle 4. Im Betriebszustand PTO 5.1 ist in dem Stillstandsgang des Schaltgetriebes 100 eine Übersetzung mit großer Drehzahlüberhöhung, beispielsweise mit einem Faktor von etwa 2,4, zwischen der Getriebeeingangswelle 1 und der vierten Welle 4 erreicht.
  • Zusätzlich kann die Elektromaschine EM über die weitere Getriebeeingangswelle 3 auf die vierte Welle 4 und damit auf den Nebenabtrieb PTO mitwirken. Dies ist in den Betriebszuständen in PTO 5.2 und PTO 5.3 der 4 angegeben. In den Betriebszuständen PTO 5.2 und PTO 5.3 ist die vierte Welle 4 mit der Getriebeeingangswelle 1 und der weiteren Getriebeeingangswelle 3 unter Nutzung des Planetengetriebes PG triebverbunden. Dazu sind das erste Schaltelement 10, das sechste Schaltelement 60, das siebte Schaltelement 70 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen oder werden geschlossen (PTO 5.2). Alternativ kann dies auch dadurch erreicht sein, dass das zweite Schaltelement 20, das sechste Schaltelement 60, das siebte Schaltelement 70 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind oder werden (PTO 5.3). Das achte Schaltelement 80 bleibt in PTO 5.2 und PTO 5.3 geöffnet.
  • Zum Antreiben des Nebenabtriebes PTO in dem Fahrgang des Schaltgetriebes 200 können die zu der 2 beschriebenen Betriebszustände der vierten Welle 4 auch bei dem Schaltgetriebe 200 gemäß der 3 realisiert werden. Bezüglich der Betriebszustände PTO 1, PTO 2, PTO 3 und PTO 4 ist oder wird bei dem Schaltgetriebe 200 gemäß der 3 zusätzlich entweder das neunte Schaltelement L oder das zehnte Schaltelement S geschlossen, je nachdem ob die langsame Gruppe (neuntes Schaltelement L geschlossen) oder die schnelle Gruppe (zehntes Schaltelement S geschlossen) geschaltet werden soll. In der 4 sind der Einfachheit halber sowohl für das neunte Schaltelement L als auch für das zehnte Schaltelement S gekennzeichnet mit „[X]“, um zu verdeutlichen, dass entweder das neunte Schaltelement L oder das zehnte Schaltelement S geschlossen ist. Gleiches gilt für die Betriebszustände der vierten Welle 4 in dem Direktgang als Fahrgang (PTO 0, PTO 5.1, PTO 5.2, PTO 5.3, PTO 5.4.1, PTO 5.4.2, PTO 5.5, PTO 5.6).
  • Im Vergleich zu dem Schaltgetriebe 100 gemäß der 1 ist bei dem Schaltgetriebe 200 gemäß der 3 alternativ zu dem Betriebszustand 5.4 die vierte Welle 4 in dem Betriebszustand PTO 5.4.2 betreibbar. In diesem Betriebszustand PTO 5.4.2 ist die vierte Welle 4 angetrieben, indem neben dem sechsten Schaltelement 60 zusätzlich das achte Schaltelement 80 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind oder werden, um den Nebenabtrieb PTO mit maximaler Leistung anzutreiben. Auch im Hinblick auf die Betriebszustände EDP-1 und EDP-2, in denen der Nebenabtrieb PTO elektrodynamisch angetrieben ist, sind aufgrund der zusätzlichen Bereichsgruppe GP bei dem Schaltgetriebe 200 entweder das neunte Schaltelement L oder das zehnte Schaltelement S geschlossen, je nachdem ob der betrachtete Fahrgang in der langsamen Gruppe oder der schnellen Gruppe realisiert sein soll.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Getriebeeingangswelle (erste Welle)
    2
    Getriebeausgangswelle (zweite Welle)
    3
    weitere Getriebeeingangswelle (dritte Welle)
    4
    vierte Welle
    5
    fünfte Welle
    6
    sechste Welle
    8
    Koppelstelle
    HG
    Hauptgetriebe
    GP
    Bereichsgruppe
    EMG
    Elektromaschinengruppe
    EM
    Elektromaschine
    PTO
    Nebenabtrieb
    PG
    Planetenradgetriebe
    PS
    Planetenradsatz
    1.1
    erstes Getriebeglied
    1.2
    zweites Getriebeglied
    1.3
    drittes Getriebeglied
    2.1
    erstes Getriebeglied
    2.2
    zweites Getriebeglied
    2.3
    drittes Getriebeglied
    R1
    erste Radebene
    R2
    zweite Radebene
    R3
    dritte Radebene
    R4
    vierte Radebene
    R5
    fünfte Radebene
    11
    erstes Losrad
    12
    zweites Losrad
    13
    drittes Losrad
    14
    viertes Losrad
    15
    fünftes Losrad
    11‘
    erstes Festrad
    12‘
    zweites Festrad
    13‘
    drittes Festrad
    14‘
    viertes Festrad
    15‘
    fünftes Festrad
    10
    erstes Schaltelement
    20
    zweites Schaltelement
    30
    drittes Schaltelement
    40
    viertes Schaltelement
    50
    fünftes Schaltelement
    60
    sechstes Schaltelement
    70
    siebtes Schaltelement
    80
    achtes Schaltelement
    L
    neuntes Schaltelement
    S
    zehntes Schaltelement
    I
    erstes zusätzliches Schaltelement
    J
    zweites zusätzliches Schaltelement
    100
    Schaltgetriebe
    200
    Schaltgetriebe
    G
    Gehäuse, gehäusefestes Bauteil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010063582 A1 [0002]

Claims (29)

  1. Schaltgetriebe (100; 200) für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, mit einer Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle, einer Elektromaschine (EM), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden oder triebverbindbar ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), aufweisend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5), mit einem der Elektromaschine (EM) zugeordneten und mit dem Hauptgetriebe (HG) gekoppelten oder koppelbaren Planetenradgetriebe (PG), aufweisend ein erstes Getriebeglied (1.1), ein zweites Getriebeglied (1.2) und ein drittes Getriebeglied (1.3), und mit mehreren Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, wobei das Schaltgetriebe (100; 200) in einem Stillstandsgang betreibbar ist, in dem die Getriebeausgangswelle (2) abgekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Welle (4) eine Koppelstelle (8) zum Ankoppeln eines Nebenabtriebes (PTO) aufweist und in dem Stillstandsgang durch Schalten wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J) die vierte Welle (4) über eine der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5) des Hauptgetriebes (HG) mit der Getriebeeingangswelle (1) und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden geschaltet ist.
  2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Schalten des wenigstens einen der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J) eine der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5) ausgewählt ist, so dass durch die Auswahl der Radebene (R1; R2; R3; R4; R5) die von der vierten Welle (4) bereitgestellte Antriebsleistung für den Nebenabtrieb (PTO) auf einen gewünschten Wert eingestellt ist.
  3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang das Planetengetriebe (PG) in einen Dreiwellenbetrieb geschaltet ist, in dem die Getriebeeingangswelle (1) mit dem dritten Getriebeglied (1.3) und die weitere Getriebeeingangswelle (3) mit dem ersten Getriebeglied (1.1) des Planetengetriebes (PG) drehfest verbunden sind und die vierte Welle (4) mit dem zweiten Getriebeglied (1.2) des Planetengetriebes (PG) wirkverbunden ist.
  4. Schaltgetriebe (100; 200) für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle, einer Elektromaschine (EM), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden oder triebverbindbar ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), aufweisend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5), mit einem der Elektromaschine (EM) zugeordneten und mit dem Hauptgetriebe (HG) gekoppelten oder koppelbaren Planetenradgetriebe (PG), aufweisend ein erstes Getriebeglied (1.1), ein zweites Getriebeglied (1.2) und ein drittes Getriebeglied (1.3), und mit mehreren Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, wobei das Schaltgetriebe (100; 200) in einem Fahrgang betreibbar ist, in dem die Getriebeausgangswelle (2) mit der Getriebeeingangswelle (1) und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle (3) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Welle (4) eine Koppelstelle (8) zum Ankoppeln eines Nebenabtriebes (PTO) aufweist und in dem Fahrgang die vierte Welle (4) über eine der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5) des Hauptgetriebes (HG) mit der Getriebeeingangswelle (1) und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist.
  5. Schaltgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fahrgang das Planetengetriebe (PG) in einen Dreiwellenbetrieb geschaltet ist, in dem die Getriebeeingangswelle (1) mit dem dritten Getriebeglied (1.3) und die weitere Getriebeeingangswelle (3) mit dem ersten Getriebeglied (1.1) des Planetengetriebes (PG) drehfest verbunden sind und die vierte Welle (4) mit dem zweiten Getriebeglied (1.2) des Planetengetriebes (PG) wirkverbunden ist.
  6. Schaltgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrgang ein Vorwärtsgang oder Rückwärtsgang ist, in dem über eine der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5) die vierte Welle (4) angetrieben ist.
  7. Schaltgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrgang ein Direktgang ist, in dem die Getriebeeingangswelle (1) und/oder die weitere Getriebeeingangswelle (3) mit der Getriebeausgangswelle (2) unter Umgehung der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5) wirkverbunden ist, wobei in dem Direktgang durch Schalten wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J) die vierte Welle (4) unter Herstellung einer Triebverbindung mit der Getriebeeingangswelle (1) und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) zugeschaltet ist.
  8. Schaltgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Schalten des wenigstens einen der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J) eine der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5) ausgewählt ist, so dass durch die Auswahl der Radebene (R1; R2; R3; R4; R5) die von der vierten Welle (4) bereitgestellte Antriebsleistung für den Nebenabtrieb (PTO) auf einen gewünschten Wert eingestellt ist.
  9. Schaltgetriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Direktgang die vierte Welle (4) über die eine der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5) mit dem größten Übersetzungsverhältnis zugeschaltet ist.
  10. Schaltgetriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Direktgang die vierte Welle (4) über die eine der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5) mit dem kleinsten Übersetzungsverhältnis zugeschaltet ist.
  11. Schaltgetriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Direktgang die vierte Welle (4) über eine der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5) zugeschaltet ist, welche mit ihrem Übersetzungsverhältnis zwischen der Radebene (R5) mit dem kleinsten Übersetzungsverhältnis und der Radebene (R1) mit dem größten Übersetzungsverhältnis liegt.
  12. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des Hauptgetriebes (HG) eine erste Radebene (R1), eine zweite Radebene (R2), eine dritte Radebene (R3), eine vierte Radebene (R4) und eine fünfte Radebene (R5) mit jeweils wenigstens einem Festrad (11‘, 12‘, 13‘, 14‘, 15‘) und einem zugehörigen Losrad (11, 12, 13, 14, 15) vorgesehen sind und das jeweilige Festrad (11‘, 12‘, 13‘, 14‘, 15‘) der vierten Welle (4) zugeordnet ist, und bezüglich des Planetenradgetriebes (PG) das erste Getriebeglied (1.1) mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und das zweite Getriebeglied (1.2) mit einer fünften Welle (5) drehfest verbunden sind, wobei die erste Radebene (R1) über ein erstes Schaltelement (10) und die zweite Radebene (R2) über ein zweites Schaltelement (20) jeweils mit der fünften Welle (5) koppelbar sind, die fünfte Welle (5) über ein drittes Schaltelement (30) mit der Getriebeeingangswelle (1) koppelbar ist, die dritte Radebene (R3) über ein viertes Schaltelement (40) und die vierte Radebene (R4) über ein fünftes Schaltelement (50) jeweils mit der Getriebeeingangswelle (1) koppelbar sind, die Getriebeeingangswelle (1) über ein sechstes Schaltelement (60) und die fünfte Radebene (R5) über ein siebtes Schaltelement (70) jeweils mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar sind und die Getriebeeingangswelle (1) über ein erstes zusätzliches Schaltelement (I) mit dem dritten Getriebeglied (1.3) des Planetenradgetriebes (PG) und das dritte Getriebeglied (1.3) über ein zweites zusätzliches Schaltelement (J) mit einem gehäusefesten Bauteil (G) koppelbar sind.
  13. Schaltgetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang die Getriebeausgangswelle (2) abgekoppelt ist, indem das sechste Schaltelement (60) und das siebte Schaltelement (70) jeweils geöffnet sind.
  14. Schaltgetriebe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle (4) mit der Getriebeeingangswelle (1) und der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, indem das erste Schaltelement (10), das dritte Schaltelement (30) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das zweite Schaltelement (20), das dritte Schaltelement (30), das fünfte Schaltelement (50) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind.
  15. Schaltgetriebe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle (4) mit der Getriebeeingangswelle (1) ohne Wirkverbindung mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, indem das vierte Schaltelement (40) oder das fünfte Schaltelement (50) geschlossen ist und das erste Schaltelement (10) und das zweite Schaltelement (20) geöffnet sind.
  16. Schaltgetriebe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle (4) mit der Getriebeeingangswelle (1) und der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden sind, indem das erste Schaltelement (10), das vierte Schaltelement (40) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das zweite Schaltelement (20), das vierte Schaltelement (40) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das erste Schaltelement (10), das fünfte Schaltelement (50) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das zweite Schaltelement (20), das fünfte Schaltelement (50) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind.
  17. Schaltgetriebe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle (4) mit der Getriebeeingangswelle (1) und der weiteren Getriebeeingangswelle (3) unter Nutzung des Planetenradgetriebes (PG) im Dreiwellenbetrieb triebverbunden sind, indem das erste Schaltelement (10) und das erste zusätzliche Schaltelement (I) geschlossen sind oder das zweite Schaltelement (20) und das erste zusätzliche Schaltelement (I) geschlossen sind.
  18. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Direktgang das sechste Schaltelement (60) geschlossen ist.
  19. Schaltgetriebe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Direktgang die vierte Welle (4) angetrieben ist, indem zusätzlich das erste Schaltelement (10), das dritte Schaltelement (30) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das siebte Schaltelement (70) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das vierte Schaltelement (40) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das zweite Schaltelement (20), das dritte Schaltelement (30) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder bei geöffnetem dritten Schaltelement (30) das erste Schaltelement (10) oder das zweite Schaltelement (20) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind.
  20. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fahrgang die vierte Welle (4) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbunden und das Planetenradgetriebe (PG) in einen Dreiwellenbetrieb geschaltet ist, so dass das Planetenragetriebe (PG) mit der Getriebeeingangswelle (1), der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und über die vierte Welle (4) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbunden ist, indem das erste Schaltelement (10) oder das zweite Schaltelement (20), das siebte Schaltelement (70) und das erste zusätzliche Schaltelement (I) geschlossen sind.
  21. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (200) eine mit dem Hauptgetriebe (HG) gekoppelte oder koppelbare Bereichsgruppe (GP) aufweist, welche wenigstens einen Planetenradsatz (PS) mit einem ersten Getriebeglied (2.1), einem zweiten Getriebeglied (2.2) und einem dritten Getriebeglied (2.3) hat, wobei das erste Getriebeglied (2.1) mit einer sechsten Welle (6) und das zweite Getriebeglied (2.2) mit der Getriebeausgangswelle (2) drehfest verbunden sind, wobei die Getriebeeingangswelle (1) über das sechste Schaltelement (60) mit der sechsten Welle (6) koppelbar ist, die fünfte Radebene (R5) über das siebte Schaltelement (70) mit der sechsten Welle (6) koppelbar ist, die fünfte Radebene (R5) über ein achtes Schaltelement (80) mit dem zweiten Getriebeglied (2.2) des Planetenradsatzes (PS) koppelbar ist, das dritte Getriebeglied (2.3) des Planetenradsatzes (PS) über ein neuntes Schaltelement (L) mit einem gehäusefesten Bauteil (G) und das dritte Getriebeglied (2.3) des Planetenradsatzes (PS) über ein zehntes Schaltelement (S) mit der Getriebeausgangswelle (2) koppelbar sind.
  22. Schaltgetriebe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang die Getriebeausgangswelle (2) abgekoppelt ist, indem das sechste Schaltelement 60 und das siebte Schaltelement 70 und/oder das achte Schaltelement 80 geöffnet sind oder das neunte Schaltelement (L) und das sechste Schaltelement (60) oder das siebte Schaltelement 70 oder das achte Schaltelement 80 geöffnet sind.
  23. Schaltgetriebe nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle (4) mit der Getriebeeingangswelle (1) ohne Wirkverbindung mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, indem das sechste Schaltelement (60) und das siebte Schaltelement (70) geschlossen sind und das erste Schaltelement (10), das zweite Schaltelement (20) und das achte Schaltelement (80) geöffnet sind.
  24. Schaltgetriebe nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle (4) mit der Getriebeeingangswelle (1) und der weiteren Getriebeeingangswelle (3) unter Nutzung des Planetenradgetriebes (PG) triebverbunden sind, indem das erste Schaltelement (10), das sechste Schaltelement (60), das siebte Schaltelement (70) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das zweite Schaltelement (20), das sechste Schaltelement (60), das siebte Schaltelement (70) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind.
  25. Schaltgetriebe nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fahrgang als Direktgang die vierte Welle (4) angetrieben ist, indem das sechste Schaltelement (60) geschlossen ist und zusätzlich das neunte Schaltelement (L) oder das zehnte Schaltelement (S) geschlossen ist.
  26. Verfahren zur Steuerung eines Schaltgetriebes (100; 200) für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle, einer Elektromaschine (EM), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden oder triebverbindbar ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), aufweisend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5), mit einem der Elektromaschine (EM) zugeordneten und mit dem Hauptgetriebe (HG) gekoppelten oder koppelbaren Planetenradgetriebe (PG), aufweisend ein erstes Getriebeglied (1.1), ein zweites Getriebeglied (1.2) und ein drittes Getriebeglied (1.3), und mit mehreren Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, wobei das Schaltgetriebe (100; 200) in einem Stillstandsgang betreibbar ist, in dem die Getriebeausgangswelle (2) abgekoppelt ist, und/oder wobei das Schaltgetriebe (100; 200) in einem Fahrgang betreibbar ist, in dem die Getriebeausgangswelle (2) mit der Getriebeeingangswelle (1) und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle (3) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antreiben eines Nebenabtriebes (PTO) die vierte Welle (4) über eine der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5) des Hauptgetriebes (HG) mit der Getriebeeingangswelle (1) und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden wird, wenn das Schaltgetriebe (100; 200) in dem Stillstandsgang oder dem Fahrgang betrieben wird.
  27. Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem, von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 26.
  28. Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung mit einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 27.
  29. Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug mit einem Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 25 und/oder einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 27.
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