DE102016207426A1 - Transmission for a motor vehicle, and drive train for a motor vehicle with such a transmission - Google Patents

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Martin Brehmer
Matthias Horn
Johannes Kaltenbach
Julian King
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Eckehard Münch
Gerhard Niederbrucker
Juri Pawlakowitsch
Stephan Scharr
Michael Wechs
Peter Ziemer
Uwe Griesmeier
Raffael Kuberczyk
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Abstract

Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2), drei Planetenradsätze (P1, P2, P3) sowie sechs Schaltelemente (05, 06, 07, 14, 47, 37) aufweist, wobei durch selektives paarweises Schließen der sechs Schaltelemente (05, 06, 07, 14, 47, 37) neun Vorwärtsgänge (1 bis 9) und ein Rückwärtsgang (R1) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) schaltbar sind, wobei das Getriebe (G) einen Vorschaltradsatz (VRS) aufweist, der dazu eingerichtet ist an einer Vorschaltradsatzwelle (Wx) eine im Vergleich zur Drehzahl der Antriebswelle (GW1) erhöhte Drehzahl bereitzustellen, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe (G).Transmission (G) for a motor vehicle, wherein the transmission (G) a drive shaft (GW1), an output shaft (GW2), three planetary gear sets (P1, P2, P3) and six switching elements (05, 06, 07, 14, 47, 37 ), wherein by selective pairwise closing of the six switching elements (05, 06, 07, 14, 47, 37) nine forward gears (1 to 9) and one reverse gear (R1) between the drive shaft (GW1) and the output shaft (GW2) switchable are, wherein the transmission (G) comprises a transfer gear set (VRS), which is adapted to a Vorschaltradsatzwelle (Wx) to provide compared to the rotational speed of the drive shaft (GW1) increased speed, and drive train for a motor vehicle with such a transmission (G ).

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, und einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe. Ein Getriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, bei dem eine Vielzahl von Gängen, also feste Übersetzungsverhältnisse zwischen zwei Wellen des Getriebes, durch Schaltelemente vorzugsweise automatisch schaltbar sind. Bei den Schaltelementen handelt es sich hier beispielsweise um Kupplungen oder Bremsen. Derartige Getriebe finden vor allem in Kraftfahrzeugen Anwendung, um die Drehzahl- und Drehmomentabgabecharakteristik der Antriebseinheit den Fahrwiderständen des Fahrzeugs in geeigneter Weise anzupassen. The invention relates to a transmission for a motor vehicle, and a drive train for a motor vehicle with such a transmission. A transmission referred to here in particular a multi-speed transmission in which a plurality of gears, so fixed ratios between two shafts of the transmission, are preferably automatically switched by switching elements. The switching elements are, for example, clutches or brakes here. Such transmissions are mainly used in motor vehicles to adapt the speed and torque output characteristics of the drive unit to the driving resistance of the vehicle in a suitable manner.

Das Patent US 7 674 201 B2 beschreibt in 1a ein Getriebe mit drei Planetenradsätzen und sechs Schaltelementen, wobei durch selektives paarweises Schließen der sechs Schaltelemente sieben Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang bereitgestellt werden können. The patent US Pat. No. 7,674,201 B2 describes in 1a a transmission with three planetary gear sets and six switching elements, which can be provided by selectively pairwise closing the six switching elements seven forward gears and one reverse gear.

Es ist Aufgabe der Erfindung die Anzahl der Vorwärtsgänge eines derartigen Getriebes von Sieben auf Neun zu erhöhen, ohne zusätzliche Schaltelemente einzusetzen. It is an object of the invention to increase the number of forward gears of such a transmission from seven to nine, without using additional switching elements.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren. The object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims, the description and from the figures.

Das erfindungsgemäße Getriebe weist eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, drei Planetenradsätze, sowie sechs Schaltelemente auf. Ein Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, einen Steg und ein Hohlrad. An dem Steg drehbar gelagert sind Planetenräder, welche mit der Verzahnung des Sonnenrades und/oder mit der Verzahnung des Hohlrads kämmen. Ein Minus-Radsatz bezeichnet einen Planetenradsatz mit einem Steg, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind, mit einem Sonnenrad und mit einem Hohlrad, wobei die Verzahnung zumindest eines der Planetenräder sowohl mit der Verzahnung des Sonnenrades, als auch mit der Verzahnung des Hohlrades kämmt, wodurch das Hohlrad und das Sonnenrad in entgegengesetzte Drehrichtungen rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Steg rotiert. Ein Plus-Radsatz unterscheidet sich zu dem gerade beschriebenen Minus-Planetenradsatz dahingehend, dass der Plus-Radsatz innere und äußere Planetenräder aufweist, welche drehbar an dem Steg gelagert sind. Die Verzahnung der inneren Planetenräder kämmt dabei einerseits mit der Verzahnung des Sonnenrads und andererseits mit der Verzahnung der äußeren Planetenräder. Die Verzahnung der äußeren Planetenräder kämmt darüber hinaus mit der Verzahnung des Hohlrades. Dies hat zur Folge, dass bei feststehendem Steg das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Drehrichtung rotieren. The transmission according to the invention has a drive shaft, an output shaft, three planetary gear sets, and six switching elements. A planetary gear set includes a sun gear, a land and a ring gear. Rotatably mounted on the web are planet gears, which mesh with the toothing of the sun gear and / or with the toothing of the ring gear. A minus wheel set denotes a planetary gear set with a web on which the planet gears are rotatably mounted, with a sun gear and with a ring gear, wherein the toothing of at least one of the planet gears meshes with both the teeth of the sun gear, as well as with the teeth of the ring gear, whereby the ring gear and the sun gear rotate in opposite directions of rotation when the sun gear rotates at a fixed web. A plus gear set differs from the negative planetary gear set just described in that the plus gear set has inner and outer planet gears rotatably supported on the land. The toothing of the inner planet gears meshes on the one hand with the teeth of the sun gear and on the other hand with the teeth of the outer planetary gears. The toothing of the outer planetary gears also meshes with the teeth of the ring gear. This has the consequence that rotate at a fixed land, the ring gear and the sun gear in the same direction.

Jeder der drei Planetenradsätze weist ein erstes, zweites und drittes Element auf. Das erste Element wird stets durch das Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet. Bei einer Ausbildung als Minus-Radsatz wird das zweite Element durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet, und das dritte Element durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes. Bei einer Ausbildung als Plus-Radsatz wird das zweite Element durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet, und das dritte Element durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes. Wird ein Minus-Radsatz durch einen Plus-Radsatz ersetzt, so ist neben der veränderten Anbindung der Elemente Steg und Hohlrad der Betrag der Standgetriebeübersetzung um den Wert Eins zu erhöhen, um dieselbe Übersetzungswirkung zu erzielen. Each of the three planetary gear sets has first, second and third elements. The first element is always formed by the sun gear of the respective planetary gear set. In a design as a minus wheel set, the second element is formed by the web of the respective planetary gear set, and the third element by the ring gear of the respective planetary gear set. In a design as a plus-wheel set, the second element is formed by the ring gear of each planetary gear set, and the third element through the web of the respective planetary gear set. If a minus wheel set is replaced by a plus wheel set, in addition to the changed connection of the elements bridge and ring gear, the amount of the stationary gear ratio by the value of one to increase to achieve the same translation effect.

Die Antriebswelle ist mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes ständig verbunden. Die Abtriebswelle ist mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes ständig verbunden. Das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ist mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes ständig verbunden. The drive shaft is permanently connected to the first element of the second planetary gear set. The output shaft is permanently connected to the third element of the first planetary gear set and to the second element of the third planetary gear set. The second element of the first planetary gear set is permanently connected to the third element of the second planetary gear set.

Das Getriebe weist eine erste Koppelung und eine zweite Koppelung auf. Die erste Koppelung besteht zwischen dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes und einem drehfesten Bauelement des Getriebes, beispielsweise dem Getriebegehäuse. Die zweite Koppelung besteht zwischen dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes und dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes. Eine der beiden Koppelungen ist durch eine ständig drehfeste Verbindung gebildet, während die verbleibende der beiden Koppelungen durch eine mittels des ersten Schaltelements schaltbare Verbindung gebildet ist. Durch Schließen des ersten Schaltelements wird somit eine Drehmomentübertragung zwischen den Elementen des dritten Planetenradsatzes ermöglicht. Durch Schließen des zweiten Schaltelements wird das zweite Element des ersten Planetenradsatzes drehfest festgesetzt. Durch Schließen des dritten Schaltelements ist das erste Element des ersten Planetenradsatzes drehfest festsetzbar. Durch Schließen des vierten Schaltelements ist das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes entweder mit dessen erstem Element oder mit dessen drittem Element verbindbar. Durch Schließen des fünften Schaltelements ist das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindbar. The transmission has a first coupling and a second coupling. The first coupling exists between the first element of the third planetary gear set and a rotationally fixed component of the transmission, for example, the transmission housing. The second coupling is between the second element of the second planetary gear set and the third element of the third planetary gear set. One of the two couplings is formed by a constantly rotationally fixed connection, while the remaining of the two couplings is formed by a switchable by means of the first switching element compound. By closing the first switching element thus a torque transmission between the elements of the third planetary gear set is possible. By closing the second switching element, the second element of the first planetary gear set is fixed rotationally fixed. By closing the third switching element, the first element of the first planetary gear set is rotatably fixed. By closing the fourth switching element, the second element of the second planetary gear set can be connected either to its first element or to its third element. By closing the fifth switching element, the first element of the first planetary gear set is connectable to the second element of the second planetary gear set.

Erfindungsgemäß weist das Getriebe einen Vorschaltradsatz auf, welcher dazu eingerichtet ist an einer Vorschaltradsatzwelle eine im Vergleich zur Drehzahl der Antriebswelle erhöhte Drehzahl bereitzustellen. Dieser Vorschaltradsatz kann auf verschiedene Weisen aufgebaut sein, beispielsweise als Vorgelege-Stirnradstufe oder auch als Planetenradsatz. Durch Schließen des sechsten Schaltelements wird die Vorschaltradsatzwelle mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatz verbunden. Dadurch ist die Bildung zweier zusätzlicher Vorwärtsgänge möglich, welche in der Gangreihe des im Stand der Technik bekannten Getriebes zwischen den Vorwärtsgängen fünf und sechs, bzw. nach dem siebenten Vorwärtsgang liegen. Das erfindungsgemäße Getriebe zeichnet sich dabei durch eine gute Abstufung zwischen den einzelnen Vorwärtsgängen sowie durch sehr geringe Kupplungsbelastungen aus. According to the invention, the transmission has a transfer gearset, which is set up for this purpose to provide on a Vorschaltradsatzwelle increased compared to the speed of the drive shaft speed. This Vorschaltradsatz can be constructed in various ways, for example, as a counter-spur gear or as a planetary gear. By closing the sixth switching element, the Vorschaltradsatzwelle is connected to the first element of the first planetary gear set. As a result, the formation of two additional forward gears is possible, which are in the series of gears known in the prior art transmission between the forward gears five and six, and after the seventh forward gear. The transmission according to the invention is characterized by a good gradation between the individual forward gears and by very low clutch loads.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Vorschaltradsatz als ein vierter Planetenradsatz mit einem ersten, zweiten und dritten Element ausgebildet. Das erste Element wird stets durch das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes gebildet. Bei einer Ausbildung als Minus-Radsatz wird das zweite Element durch den Steg des vierten Planetenradsatzes gebildet, und das dritte Element durch das Hohlrad. Bei einer Ausbildung als Plus-Radsatz wird das zweite Element durch das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes gebildet, und das dritte Element durch den Steg. Das erste Element des vierten Planetenradsatzes ist dabei ständig drehfest festgesetzt, während das zweite Element des vierten Planetenradsatzes ständig mit der Antriebswelle verbunden ist. Das dritte Element des vierten Planetenradsatzes ist Bestandteil der Vorschaltradsatzwelle. Diese Ausbildung ermöglicht eine kompakte Ausgestaltung des Vorschaltradsatzes koaxial zu den anderen Planetenradsätzen des Getriebes bei gleichzeitig gutem Wirkungsgrad. According to a preferred embodiment, the transfer gearset is designed as a fourth planetary gear set with a first, second and third element. The first element is always formed by the sun gear of the fourth planetary gear set. In a design as a minus wheel set, the second element is formed by the web of the fourth planetary gear set, and the third element by the ring gear. In a design as a plus-wheel set, the second element is formed by the ring gear of the fourth planetary gear, and the third element through the web. The first element of the fourth planetary gear set is permanently fixed in rotation, while the second element of the fourth planetary gear set is constantly connected to the drive shaft. The third element of the fourth planetary gear set is part of the Vorschaltradsatzwelle. This design allows a compact design of the transfer gearset coaxial with the other planetary gear sets of the transmission with good efficiency.

Durch selektives Schließen von zwei der sechs Schaltelemente sind neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle darstellbar. Ein erster Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements. Ein zweiter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des ersten Schaltelements und des dritten Schaltelements. Ein dritter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des ersten Schaltelements und des fünften Schaltelements. Ein vierter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des ersten Schaltelements und des sechsten Schaltelements. Ein fünfter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des ersten Schaltelements und des vierten Schaltelements. Ein sechster Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des vierten Schaltelements und des sechsten Schaltelements. Ein siebenter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des vierten Schaltelements und des fünften Schaltelements. Ein achter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des dritten Schaltelements und des vierten Schaltelements. Ein neunter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des fünften Schaltelements und des sechsten Schaltelements. Ein Rückwärtsgang zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle ergibt sich durch Schließen des zweiten Schaltelements und des sechsten Schaltelements. Dadurch wird, bei geeigneter Wahl der Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze, eine für die Anwendung im Kraftfahrzeug gut geeignete Übersetzungsreihe erzielt. Zudem weisen zwei benachbarte Vorwärtsgänge stets zwei Schaltelemente auf, die in beiden diesen Gängen geschlossen sind. Dies vereinfacht den Schaltvorgang und verkürzt die Schaltdauer zwischen benachbarten Vorwärtsgängen. By selectively closing two of the six shift elements, nine forward gears and one reverse gear between the drive shaft and the output shaft can be displayed. A first forward speed is obtained by closing the first switching element and the second switching element. A second forward speed results from closing the first switching element and the third switching element. A third forward speed results from closing the first switching element and the fifth switching element. A fourth forward speed results from closing the first switching element and the sixth switching element. A fifth forward speed is obtained by closing the first switching element and the fourth switching element. A sixth forward speed is obtained by closing the fourth switching element and the sixth switching element. A seventh forward speed is obtained by closing the fourth switching element and the fifth switching element. An eighth forward speed results from closing the third shift element and the fourth shift element. A ninth forward speed results from closing the fifth shift element and the sixth shift element. A reverse gear between the drive shaft and the output shaft is obtained by closing the second switching element and the sixth switching element. As a result, with a suitable choice of the stationary gear ratios of the planetary gear sets, a well-suited for use in the motor vehicle translation series achieved. In addition, two adjacent forward gears always have two switching elements which are closed in both of these gears. This simplifies the shifting process and shortens the shifting time between adjacent forward gears.

Gemäß einer möglichen Ausführungsform sind Schnittstellen der Antriebswelle und der Abtriebswelle koaxial zueinander und an gegenüberliegenden axialen Enden des Getriebes angeordnet. Die Schnittstelle der Antriebswelle ist zur Übertragung einer Drehbewegung von einer getriebe-externen Antriebseinheit an das Getriebe ausgebildet, und kann beispielsweise als Flansch oder als Steckverzahnung ausgebildet sein. Die Schnittstelle kann auf der Antriebswelle ausgebildet sein oder auf einer mit der Antriebswelle verbindbaren Anschlusswelle. Die Schnittstelle kann beispielsweise auch an einem mit der Antriebswelle verbundenen hydrodynamischen Drehmomentwandler ausgebildet sein, welcher als Anfahrelement dient. Die Schnittstelle der Abtriebswelle ist zur Übertragung einer Drehbewegung von der Abtriebswelle zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs hin ausgerichtet. Von den drei Planetenradsätzen weist dabei der dritte Planetenradsatz den größten axialen Abstand zur Schnittstelle der Antriebswelle auf. Eine solche Anordnung eignet sich besonders zur Anwendung des Getriebes in einem Kraftfahrzeug mit parallel zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtetem Antriebsstrang. Vorzugsweise ist der Vorschaltradsatz axial zwischen der Antriebswellenschnittstelle und dem ersten Planetenradsatz angeordnet. According to a possible embodiment, interfaces of the drive shaft and the output shaft are arranged coaxially with one another and on opposite axial ends of the transmission. The interface of the drive shaft is designed to transmit a rotational movement of a gear-external drive unit to the transmission, and may be formed, for example, as a flange or as a spline. The interface may be formed on the drive shaft or on a connectable with the drive shaft connecting shaft. The interface may also be formed, for example, on a hydrodynamic torque converter connected to the drive shaft, which serves as a starting element. The interface of the output shaft is aligned for transmitting a rotational movement from the output shaft to drive wheels of the motor vehicle. Of the three planetary gear sets, the third planetary gearset has the greatest axial distance to the interface of the drive shaft. Such an arrangement is particularly suitable for use of the transmission in a motor vehicle with parallel to the direction of travel of the motor vehicle aligned powertrain. Preferably, the transfer gearset is disposed axially between the drive shaft interface and the first planetary gear set.

Vorzugsweise ist das zweite Schaltelement als ein formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Formschlüssige Schaltelemente stellen im geschlossenen Zustand die Verbindung durch Formschluss her, und zeichnen sich im geöffneten Zustand durch geringere Schleppverluste als kraftschlüssige Schaltelemente aus. Durch die im geöffneten Zustand geringen Schleppverluste wird der Wirkungsgrad des Getriebes verbessert. Gemäß einer alternativen Ausführung kann das zweite Schaltelement als ein kraftschlüssiges Reibschaltelement ausgebildet sein, dessen Lamellen ausschließlich belaglose Reibflächen aufweisen. In anderen Worten weist der scheibenförmige Grundkörper jeder Lamelle des Reibschaltelements keinen auf die Lamelle aufgebrachten Reibbelag auf. Die Reibflächen einzelner oder sämtlicher Lamellen eines solchen Reibschaltelements können jedoch wärmebehandelt sein, beispielsweise nitriert. Derartige Reibschaltelemente sind für hohe Flächenpressungen ausgelegt, und können daher mit kleiner Reibfläche und wenigen Lamellen ausgebildet werden. Dadurch können die Schleppverluste eines solchen Schaltelements reduziert werden. Preferably, the second switching element is designed as a form-locking switching element. Positive-locking switching elements make the connection in the closed state by positive locking, and are characterized in the open state by lower drag losses than non-positive switching elements. By low in the open state drag losses the efficiency of the transmission is improved. According to an alternative embodiment, the second switching element may be formed as a non-positive Reibschaltelement whose lamellae have only non-wearing friction surfaces. In other words, the disc-shaped main body of each blade of the Reibschaltelements not on the blade applied friction lining. The friction surfaces of individual or all lamellae of such a friction switching element however, may be heat treated, for example nitrided. Such Reibschaltelemente are designed for high surface pressures, and can therefore be formed with a small friction surface and a few fins. As a result, the drag losses of such a switching element can be reduced.

Vorzugsweise sind zumindest drei, besonders bevorzugt genau vier der sechs Schaltelemente axial zwischen dem Vorschaltradsatz und dem ersten Planetenradsatz angeordnet. Eine solche geometrische Gruppierung der Schaltelemente erleichtert die Zuführung von Hydraulikfluid zu den Betätigungsvorrichtungen der Schaltelemente. Besonders bevorzugt sind das zweite, das dritte, das fünfte und gegebenenfalls das sechste Schaltelement axial zwischen dem Vorschaltradsatz und dem ersten Planetenradsatz angeordnet. Preferably, at least three, more preferably exactly four of the six shifting elements are arranged axially between the transfer gearset and the first planetary gearset. Such a geometric grouping of the switching elements facilitates the supply of hydraulic fluid to the actuators of the switching elements. Particularly preferably, the second, the third, the fifth and possibly the sixth switching element are arranged axially between the transfer gear and the first planetary gear.

Vorzugsweise umfasst das Getriebe eine elektrische Maschine mit einem drehfesten Stator und einem drehbaren Rotor, wobei der Rotor in ständiger Wirkverbindung zur Antriebswelle steht. Die ständige Verbindung kann dabei als direkte Verbindung oder über ein festes Übersetzungsverhältnis ausgebildet sein, beispielsweise über einen zusätzlichen Planetenradsatz, wobei ein Element dieses Planetenradsatzes drehfest festgesetzt ist. Beispielsweise könnte dessen Sonnenrad ständig drehfest festgesetzt, dessen Steg mit der Antriebswelle verbunden und dessen Hohlrad mit dem Rotor der elektrischen Maschine verbunden sein, sodass die Drehzahl des Rotors im Vergleich zur Antriebswellendrehzahl vergrößert wird. Besonders bevorzugt ist der Rotor mit der Vorschaltradsatzwelle ständig drehfest verbunden. Der zur Gangbildung des Getriebes beitragende Vorschaltradsatz kann somit zur Vorübersetzung der elektrischen Maschine betragen. Durch die elektrische Maschine kann die Funktionalität des Getriebes erweitert werden, wodurch sich das Getriebe für den Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs eignet. Die funktionale Anbindung des Rotors an die Antriebswelle erlaubt die Nutzung sämtlicher Gangstufen bei Antrieb des Hybridfahrzeugs mittels der elektrischen Maschine. Preferably, the transmission comprises an electric machine with a rotationally fixed stator and a rotatable rotor, wherein the rotor is in constant operative connection to the drive shaft. The permanent connection can be formed as a direct connection or via a fixed transmission ratio, for example via an additional planetary gear, wherein an element of this planetary gear set is fixed rotationally fixed. For example, its sun gear could be fixed permanently against rotation, its web connected to the drive shaft and its ring gear to be connected to the rotor of the electric machine, so that the rotational speed of the rotor is increased compared to the drive shaft speed. Particularly preferably, the rotor is permanently connected in a rotationally fixed manner to the transfer gearset shaft. The gear set contributing to the gear formation of the transmission can thus amount to the pretranslation of the electric machine. By the electric machine, the functionality of the transmission can be extended, whereby the transmission is suitable for the drive train of a hybrid vehicle. The functional connection of the rotor to the drive shaft allows the use of all gear ratios when driving the hybrid vehicle by means of the electric machine.

Das Getriebe kann eine Anschlusswelle aufweisen, welche als Schnittstelle zu einer getriebeexternen Antriebseinheit dient, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine. Die Anschlusswelle ist über eine Trennkupplung mit der Antriebswelle verbindbar. Alternativ dazu kann die Trennkupplung samt der Anschlusswelle auch außerhalb des Getriebes angeordnet sein. Durch Öffnen der Trennkupplung kann das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine in sämtlichen Gängen des Getriebes angetrieben werden, ohne die getriebeexterne Antriebseinheit mitzuschleppen. Die Trennkupplung kann als formschlüssiges oder als kraftschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Das Getriebe kann einen Torsionsschwingungsdämpfer aufweisen, welcher zur Dämpfung von Drehschwingungen eingerichtet ist, und vorzugsweise in der Wirkverbindung zwischen zwei Abschnitten der Anschlusswelle angeordnet ist. Der erste Abschnitt der Anschlusswelle ist der Schnittstelle zur getriebeexternen Antriebseinheit zugeordnet, und der zweite Abschnitt der Anschlusswelle ist der Trennkupplung zugeordnet. Derart können von der getriebeexternen Antriebseinheit erzeugte Drehschwingungen zur Antriebswelle hin gedämpft werden. The transmission may have a connection shaft, which serves as an interface to a gear-external drive unit, for example an internal combustion engine. The connecting shaft can be connected to the drive shaft via a separating clutch. Alternatively, the separating clutch together with the connecting shaft can also be arranged outside of the transmission. By opening the separating clutch, the motor vehicle can be driven by means of the electric machine in all gears of the transmission, without schlepping the gear-external drive unit. The separating clutch may be formed as a positive or non-positive switching element. The transmission may comprise a torsional vibration damper, which is adapted for damping torsional vibrations, and is preferably arranged in the operative connection between two sections of the connecting shaft. The first section of the connection shaft is assigned to the interface to the transmission-external drive unit, and the second section of the connection shaft is assigned to the separation clutch. In this way, torsional vibrations generated by the transmission-external drive unit can be damped towards the drive shaft.

Prinzipiell kann dem Getriebe in bekannter Weise ein Anfahrelement vorangeschaltet werden, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Ein solches Anfahrelement kann auch integraler Bestandteil des Getriebes sein. Das Anfahrelement ermöglicht bei Verwendung des Getriebes im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang einen Anfahrvorgang, indem es einen Schlupfzustand zwischen Verbrennungsmotor und Abtriebswelle ermöglicht. Bevorzugt ist ein solches Anfahrelement jedoch innerhalb des Getriebes ausgebildet, indem das zweite Schaltelement als Reibschaltelement ausgebildet wird. Durch Schlupfbetrieb des zweiten Schaltelements ist ein Anfahrvorgang im ersten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang möglich. Somit kann ein separates Anfahrelement entfallen. Ist das zweite Schaltelement als ein formschlüssiges Schaltelement ausgebildet oder erlaubt es kein genaue Regelung eines Schlupfzustandes, so kann ein Schlupfzustand beim Anfahren durch das erste Schaltelement für einen Anfahrvorgang in Vorwärtsrichtung und durch das sechste Schaltelement für einen Anfahrvorgang in Rückwärtsrichtung erreicht werden, Das erste und sechste Schaltelement sind dazu als geeignete kraftschlüssige Schaltelemente auszubilden. In principle, the transmission can be preceded in a known manner by a starting element, for example a hydrodynamic torque converter or a friction clutch. Such a starting element can also be an integral part of the transmission. The starting element allows when using the transmission in the motor vehicle powertrain a starting process by allowing a slip state between the engine and output shaft. Preferably, however, such a starting element is formed within the transmission by the second switching element is designed as a friction switching element. By slip operation of the second switching element, a starting operation in the first forward gear and in reverse is possible. Thus, a separate starting element can be omitted. If the second switching element is designed as a form-locking switching element or does not permit precise control of a slip state, a slip state can be achieved during startup by the first switching element for a starting operation in the forward direction and by the sixth switching element for a starting operation in the reverse direction, the first and sixth Switching element are to train as suitable non-positive switching elements.

Das Getriebe kann Bestandteil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Der Antriebsstrang weist neben dem Getriebe auch eine Verbrennungskraftmaschine auf, welche über einen Torsionsschwingungsdämpfer mit der Antriebswelle des Getriebes drehelastisch verbunden, bzw. verbindbar ist. Zwischen Antriebswelle und Verbrennungskraftmaschine kann sich die Trennkupplung befinden, welche Bestandteil des Getriebes sein kann. Die Abtriebswelle des Getriebes ist mit einem Achsgetriebe antriebswirkverbunden, welche mit Rädern des Kraftfahrzeugs wirkverbunden ist. Weist das Getriebe die elektrische Maschine auf, so ermöglicht der Antriebsstrang mehrere Antriebsmodi des Kraftfahrzeugs. In einem elektrischen Fahrbetrieb wird das Kraftfahrzeug von der elektrischen Maschine des Getriebes angetrieben. In einem verbrennungsmotorischen Betrieb wird das Kraftfahrzeug von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben. In einem hybridischen Betrieb wird das Kraftfahrzeug sowohl von der Verbrennungskraftmaschine als auch von der elektrischen Maschine des Getriebes angetrieben. The transmission may be part of a drive train of a motor vehicle. In addition to the transmission, the drive train also has an internal combustion engine, which is torsionally flexible connected or connectable to the drive shaft of the transmission via a torsional vibration damper. Between drive shaft and internal combustion engine, the separating clutch may be located, which may be part of the transmission. The output shaft of the transmission is drivirkswunden with an axle drive, which is operatively connected to wheels of the motor vehicle. If the transmission has the electric machine, the drive train enables a plurality of drive modes of the motor vehicle. In an electric driving operation, the motor vehicle is driven by the electric machine of the transmission. In an internal combustion engine operation, the motor vehicle is driven by the internal combustion engine. In a hybrid operation, the motor vehicle is used both by the internal combustion engine and driven by the electric machine of the transmission.

Eine ständige Verbindung wird als Verbindung zwischen zwei Elementen bezeichnet, die stets besteht. Derart ständig verbundene Elemente drehen stets mit der gleichen Abhängigkeit zwischen deren Drehzahlen. In einer ständigen Verbindung zwischen zwei Elementen kann sich kein Schaltelement befinden. Eine ständige Verbindung ist daher von einer schaltbaren Verbindung zu unterscheiden. Eine ständig drehfeste Verbindung wird als Verbindung zwischen zwei Elementen bezeichnet, die stets besteht und deren verbundene Elemente somit stets die gleiche Drehzahl aufweisen. A permanent connection is called a connection between two elements that always exists. Such constantly connected elements always rotate with the same dependence between their speeds. In a permanent connection between two elements, no switching element can be located. A permanent connection must therefore be distinguished from a switchable connection. A permanently non-rotatable connection is referred to as a connection between two elements, which always exists and their connected elements thus always have the same speed.

Unter dem Begriff „Schließen eines Schaltelements“ wird im Zusammenhang mit der Gangbildung ein Vorgang verstanden, bei dem das Schaltelement so angesteuert wird, dass es am Ende des Schließvorgangs ein hohes Maß an Drehmoment überträgt. Während formschlüssige Schaltelemente im „geschlossenen“ Zustand keine Differenzdrehzahl zulassen, ist bei kraftschlüssigen Schaltelementen im „geschlossenen“ Zustand die Ausbildung einer geringen Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften gewollt oder ungewollt möglich. The term "closing a switching element" is understood in connection with the formation of a process in which the switching element is controlled so that it transmits a high degree of torque at the end of the closing process. While positive switching elements in the "closed" state do not allow differential speed, the formation of a low differential speed between the switching element halves is intentionally or unintentionally possible with non-positive switching elements in the "closed" state.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen: Embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying figures. Show it:

1 bis 5 je eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß ersten bis fünften Ausführungsbeispielen der Erfindung; 1 to 5 each a schematic representation of a transmission according to the first to fifth embodiments of the invention;

6 ein Schaltschema des Getriebes; und 6 a circuit diagram of the transmission; and

7 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. 7 a drive train of a motor vehicle.

1 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Das Getriebe G weist einen ersten Planetenradsatz P1, einen zweiten Planetenradsatz P2 und einen dritten Planetenradsatz P3 auf. Jeder der drei Planetenradsätze P1, P2, P3 weist ein erstes Element E11, E12, E13, ein zweites Element E21, E22, E23 und ein drittes Element E31, E32, E33 auf. Das erste Element E11, E12, E13 ist stets durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1, P2, P3 gebildet. Ist der Planetenradsatz als ein Minus-Radsatz ausgebildet, so ist das zweite Element E21, E22, E23 durch einen Steg des jeweiligen Planetenradsatzes P1, P2, P3 gebildet und das dritte Element E31, E32, E33 durch das Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1, P2, P3. In der in 1 dargestellten Ausführungsform des Getriebes G sind die Planetenradsätze P1, P2, P3 als Minus-Radsätze ausgebildet. 1 schematically shows a transmission G according to a first embodiment of the invention. The transmission G has a first planetary gear set P1, a second planetary gear set P2 and a third planetary gear set P3. Each of the three planetary gear sets P1, P2, P3 has a first element E11, E12, E13, a second element E21, E22, E23 and a third element E31, E32, E33. The first element E11, E12, E13 is always formed by a sun gear of the respective planetary gear set P1, P2, P3. If the planetary gear set is designed as a minus wheel set, then the second element E21, E22, E23 is formed by a web of the respective planetary gear set P1, P2, P3 and the third element E31, E32, E33 by the ring gear of the respective planetary gear set P1, P2 , P3. In the in 1 illustrated embodiment of the transmission G, the planetary gear sets P1, P2, P3 are designed as minus wheelsets.

Das Getriebe G weißt zudem einen als Planetenradsatz ausgebildeten Vorschaltradsatz VRS auf, welcher als vierter Planetenradsatz P4 bezeichnet ist. Ein erstes Element E14 des vierten Planetenradsatzes P4, welches als ein Sonnenrad ausgebildet ist, ist ständig drehfest festgesetzt. Ein zweites Element E24 des vierten Planetenradsatzes P4, welches als ein Steg ausgebildet ist, ist mit einer Antriebswelle GW1 des Getriebes G ständig verbunden. Ein drittes Element E34 des vierten Planetenradsatzes P4, welches als ein Hohlrad ausgebildet ist, ist Bestandteil einer Vorschaltradsatzwelle Wx. The transmission G also has a planetary gear set VG, which is referred to as a fourth planetary gear P4. A first element E14 of the fourth planetary gear set P4, which is designed as a sun gear, is permanently fixed against rotation. A second element E24 of the fourth planetary gear set P4, which is formed as a web, is permanently connected to a drive shaft GW1 of the transmission G. A third element E34 of the fourth planetary gear set P4, which is formed as a ring gear, is part of a Vorschaltradsatzwelle Wx.

Die Antriebswelle GW1 ist mit dem ersten Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 ständig verbunden. Eine Abtriebswelle GW2 des Getriebes G ist mit dem dritten Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 und mit dem zweiten Element E23 des dritten Planetenradsatzes P3 ständig verbunden. Das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist mit dem dritten Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 ständig verbunden. Durch Schließen eines ersten Schaltelementes 05 ist das erste Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 drehfest festsetzbar. Durch Schließen eines zweiten Schaltelementes 06 ist das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 und das damit verbundene dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest festsetzbar. Durch Schließen eines dritten Schaltelementes 07 ist das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest festsetzbar. Durch Schließen eines vierten Schaltelements 14 ist das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit dem zweiten Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbindbar. Durch Schließen eines fünften Schaltelements 47 ist das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 mit dem zweiten Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbindbar. Durch Schließen eines sechsten Schaltelements 37 ist die Vorschaltradsatzwelle Wx mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 verbindbar. The drive shaft GW1 is permanently connected to the first element E12 of the second planetary gear set P2. An output shaft GW2 of the transmission G is continuously connected to the third element E31 of the first planetary gear set P1 and to the second element E23 of the third planetary gear set P3. The second element E22 of the second planetary gear set P2 is permanently connected to the third element E33 of the third planetary gear set P3. By closing a first switching element 05 is the first element E13 of the third planetary gear P3 rotatably fixable. By closing a second switching element 06 is the second element E21 of the first planetary gear P1 and the associated third element E32 of the second planetary gear set P2 rotatably fixable. By closing a third switching element 07 is the first element E11 of the first planetary gear set P1 rotatably fixed. By closing a fourth switching element 14 the first element E12 of the second planetary gear set P2 can be connected to the second element E22 of the second planetary gear set P2. By closing a fifth switching element 47 the first element E11 of the first planetary gear set P1 is connectable to the second element E22 of the second planetary gear set P2. By closing a sixth switching element 37 is the Vorschaltradsatzwelle Wx connectable to the first element E11 of the first planetary gear set P1.

Der in 1 dargestellte Aufbau des Vorschaltradsatzes VRS ist lediglich beispielhaft anzusehen. Statt dem Aufbau als Planetenradsatz könnte der Vorschaltradsatz auch als eine Vorgelege-Stirnradstufe ausgebildet sein. Bei einem Aufbau als Planetenradsatz könnte der Vorschaltradsatz VRS auch als ein Plus-Radsatz ausgebildet sein. Bei einem Aufbau als Minus-Planetenradsatz könnte auch dessen zweites Element ständig drehfest festgesetzt sein, dessen Hohlrad mit der Antriebswelle GW1 verbunden, und dessen Sonnenrad Bestandteil der Vorschaltradsatzwelle Wx sein. The in 1 shown structure of the transfer gearset VRS is to be regarded only as an example. Instead of the construction as a planetary gearset of the transfer gearset could also be designed as a countershaft spur gear. In a structure as a planetary gear set VRS could also be designed as a plus-wheelset. In a construction as a minus planetary gear and its second element could be permanently fixed non-rotatably, the ring gear connected to the drive shaft GW1, and its sun gear be part of the Vorschaltradsatzwelle Wx.

Die Planetenradsätze P1, P2, P3, P4 sind ausgehend von einer Schnittstelle GW1A der Antriebswelle GW1 in folgender axialen Reihenfolge angeordnet: Vierter Planetenradsatz P4, erster Planetenradsatz P1, zweiter Planetenradsatz P2, dritter Planetenradsatz P3. Die Schnittstelle GW1A der Antriebswelle GW1 und eine Schnittstelle GW2A der Abtriebswelle GW2 sind an gegenüberliegenden axialen Enden des Getriebes G angeordnet. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die Schaltelemente 06, 07, 14, 47, 37 axial zwischen dem Vorschaltradsatz VRS und dem ersten Planetenradsatz P1 angeordnet. Sämtliche Schaltelemente sind dabei schematisch als kraftschlüssige Schaltelemente dargestellt. Dies ist lediglich beispielhaft anzusehen. Jedes der Schaltelemente könnte auch als ein formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. The planetary gear sets P1, P2, P3, P4 are arranged starting from an interface GW1A of the drive shaft GW1 in the following axial order: fourth planetary gear set P4, first Planetary gear P1, second planetary P2, third planetary P3. The interface GW1A of the drive shaft GW1 and an interface GW2A of the output shaft GW2 are disposed at opposite axial ends of the transmission G. In the embodiment according to 1 are the switching elements 06 . 07 . 14 . 47 . 37 arranged axially between the transfer gearset VRS and the first planetary gear P1. All switching elements are shown schematically as non-positive switching elements. This is only an example. Each of the switching elements could also be designed as a form-locking switching element.

Das Getriebe G umfasst optional eine elektrische Maschine EM mit einem drehfesten Stator S und einem drehbaren Rotor R. Der Rotor R kann dabei entweder direkt mit der Antriebswelle GW1 verbunden sein oder, wie in 1 dargestellt, mit der Vorschaltradsatzwelle Wx. Das Getriebe G kann optional auch eine Anschlusswelle AN umfassen, welche über eine optionale Trennkupplung K0 mit der Antriebswelle GW1 verbindbar ist. The transmission G optionally comprises an electric machine EM with a rotationally fixed stator S and a rotatable rotor R. The rotor R can either be directly connected to the drive shaft GW1 or, as in FIG 1 represented with the transfer gearset shaft Wx. The transmission G can optionally also comprise a connection shaft AN, which can be connected to the drive shaft GW1 via an optional separating clutch K0.

Das Getriebe G umfasst zahlreiche Koppelungen, darunter eine erste Koppelung V1 und eine zweite Koppelung V2. Die erste Koppelung V1 besteht zwischen dem ersten Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 und einem drehfesten Bauelement GG des Getriebes G, welches beispielsweise durch ein Gehäuse des Getriebes G gebildet sein kann. Die zweite Koppelung V2 besteht zwischen dem zweiten Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 und dem dritten Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3. Eine der beiden Koppelungen V1, V2 ist dabei als ständig drehfeste Verbindung ausgebildet, während die verbleibende der beiden Koppelungen V1, V2 als eine mittels des ersten Schaltelements 05 schaltbare Verbindung ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die erste Koppelung V1 als die schaltbare Verbindung ausgebildet, während die zweite Koppelung V2 als ständig drehfeste Verbindung ausgebildet ist. The transmission G comprises numerous couplings, including a first coupling V1 and a second coupling V2. The first coupling V1 exists between the first element E13 of the third planetary gear set P3 and a non-rotatable component GG of the transmission G, which may be formed for example by a housing of the transmission G. The second coupling V2 exists between the second element E22 of the second planetary gear set P2 and the third element E33 of the third planetary gear set P3. One of the two couplings V1, V2 is designed as a permanently rotationally fixed connection, while the remaining of the two couplings V1, V2 as one by means of the first switching element 05 switchable connection is formed. In the embodiment according to 1 is the first coupling V1 formed as the switchable connection, while the second coupling V2 is formed as a permanent non-rotatable connection.

2 zeigt schematisch ein Getriebe G gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Lediglich die Anordnung des vierten Schaltelementes 14 wurde verändert, sodass durch Schließen des vierten Schaltelements 14 das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 nun mit dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden wird. Die Wirkung des Schließens des vierten Schaltelements 14 bleibt dabei erhalten, nämlich die Drehzahlgleichheit der drei Elemente E12, E22, E32 des zweiten Planetenradsatzes P2. 2 schematically shows a transmission G according to a second embodiment of the invention, which substantially the in 1 corresponds to the first embodiment shown. Only the arrangement of the fourth switching element 14 has been changed so that by closing the fourth switching element 14 the second element E22 of the second planetary gear set P2 is now connected to the third element E32 of the second planetary gear set P2. The effect of closing the fourth switching element 14 is maintained, namely the speed equality of the three elements E12, E22, E32 of the second planetary gear set P2.

3 zeigt schematisch ein Getriebe G gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Lediglich die Anordnung des ersten Schaltelementes 05 wurde verändert, so dass erste Schaltelement 05 sich nun in der zweiten Koppelung V2 zwischen dem zweiten Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 und dem dritten Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 befindet. Die erste Koppelung V1 zwischen dem ersten Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 und dem drehfesten Bauelement GG ist dementsprechend nun als ständig drehfeste Verbindung ausgebildet. 3 schematically shows a transmission G according to a third embodiment of the invention, which substantially the in 1 corresponds to the first embodiment shown. Only the arrangement of the first switching element 05 was changed so that first switching element 05 is now in the second coupling V2 between the second element E22 of the second planetary gear set P2 and the third element E33 of the third planetary gear set P3. The first coupling V1 between the first element E13 of the third planetary gear set P3 and the non-rotatable component GG is accordingly designed as a permanently rotationally fixed connection.

4 zeigt schematisch ein Getriebe G gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel entspricht. Lediglich die Anordnung des vierten Schaltelementes 14 wurde verändert, sodass durch Schließen des vierten Schaltelements 14 das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 nun mit dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden wird. Die Wirkung des Schließens des vierten Schaltelements 14 bleibt dabei erhalten, nämlich die Drehzahlgleichheit der drei Elemente E12, E22, E32 des zweiten Planetenradsatzes P2. 4 schematically shows a transmission G according to a fourth embodiment of the invention, which substantially the in 3 represented third embodiment corresponds. Only the arrangement of the fourth switching element 14 has been changed so that by closing the fourth switching element 14 the second element E22 of the second planetary gear set P2 is now connected to the third element E32 of the second planetary gear set P2. The effect of closing the fourth switching element 14 is maintained, namely the speed equality of the three elements E12, E22, E32 of the second planetary gear set P2.

5 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Das Getriebe G umfasst dabei die optionale elektrische Maschine EM sowie die Anschlusswelle AN und die Trennkupplung K0 nicht. Dies dient lediglich der Verdeutlichung, dass diese Komponenten nicht wesentliche Bestandteile des Getriebes G sind. Jedes der vorangegangenen Ausführungsbeispiele könnte demnach auch ohne elektrische Maschine EM, ohne Trennkupplung K0 und ohne Anschlusswelle AN ausgeführt werden. Zusätzlich ist im Ausführungsbeispiel gemäß 5 das zweite Schaltelement 06 schematisch als ein formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Das zweite Schaltelement 06 weist dabei einen möglichst geringen Wirkdurchmesser auf, um den Herstellungsaufwand der formschlüssigen Verbindung gering zu halten. Eine derartige Ausbildung des zweiten Schaltelementes 06 ist für sämtliche vorangegangenen Ausführungsbeispiele in gleicher Weise anwendbar. 5 schematically shows a transmission G according to a fifth embodiment of the invention, which substantially the in 1 corresponds to the first embodiment shown. The transmission G does not include the optional electric machine EM and the connecting shaft AN and the separating clutch K0. This serves merely to clarify that these components are not essential components of the transmission G. Accordingly, each of the preceding embodiments could also be carried out without electric machine EM, without disconnecting clutch K0 and without connecting shaft AN. In addition, in the embodiment according to 5 the second switching element 06 schematically formed as a positive switching element. The second switching element 06 has the smallest possible effective diameter to keep the production cost of the positive connection low. Such a design of the second switching element 06 is applicable to all previous embodiments in the same way.

6 zeigt ein Schaltschema, welches für die Getriebe G sämtlicher Ausführungsbeispiele anwendbar ist. In den Zeilen des Schaltschemas sind ein Rückwärtsgang R1 sowie ein erster bis neunter Vorwärtsgang 1 bis 9 angegeben. In den Spalten des Schaltschemas ist durch ein X gekennzeichnet, welche der Schaltelemente 05, 06, 07, 14, 47, 37 in welchem Gang 1 bis 9 beziehungsweise R1 geschlossen sind. Die Gänge beziehen sich dabei auf feste Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2. 6 shows a circuit diagram which is applicable to the transmission G of all embodiments. In the lines of the circuit diagram are a reverse gear R1 and a first to ninth forward gear 1 to 9 specified. In the columns of the circuit diagram is marked by an X, which of the switching elements 05 . 06 . 07 . 14 . 47 . 37 in which gear 1 to 9 or R1 are closed. The aisles refer to fixed Transmission ratios between the drive shaft GW1 and the output shaft GW2.

7 zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Eine Verbrennungskraftmaschine VKM ist über einen Torsionsschwingungsdämpfer TS mit der Anschlusswelle AN des Getriebes G verbunden. Das in 7 dargestellte Getriebe G entspricht dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dies ist lediglich beispielhaft anzusehen. Die Verbrennungskraftmaschine VKM könnte über den Torsionsschwingungsdämpfer TS auch direkt mit der Antriebswelle GW1 des Getriebes G verbunden sein. Das Getriebe G könnte auch ohne elektrische Maschine EM ausgebildet sein. Der Antriebsstrang könnte mit jedem der gegenständlichen Ausführungsbeispiele, mit oder ohne elektrische Maschine EM, ausgeführt sein. Der Antriebsstrang könnte anstelle der Trennkupplung K0 auch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler enthalten, welcher zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer TS und der Antriebswelle GW1 angeordnet ist. Ein solcher Drehmomentwandler kann auch eine Überbrückungskupplung umfassen. Der Fachmann wird Anordnung und räumliche Lage der einzelnen Komponenten des Antriebsstranges je nach den äußeren Randbedingungen frei konfigurieren. Die Abtriebswelle GW2 ist mit einem Achsgetriebe AG verbunden, über welches die an der Abtriebswelle GW2 anliegende Leistung auf Antriebsräder DW des Kraftfahrzeugs verteilt wird. 7 schematically shows a drive train of a motor vehicle. An internal combustion engine VKM is connected via a torsional vibration damper TS to the connection shaft AN of the transmission G. This in 7 shown gear G corresponds to the in 1 illustrated first embodiment of the invention. This is only an example. The internal combustion engine VKM could also be connected directly to the drive shaft GW1 of the transmission G via the torsional vibration damper TS. The transmission G could also be designed without an electric machine EM. The powertrain could be implemented with any of the subject embodiments, with or without electric machine EM. The drive train could also include a hydrodynamic torque converter, which is arranged between the torsional vibration damper TS and the drive shaft GW1 instead of the separating clutch K0. Such a torque converter may also include a lock-up clutch. The person skilled in the art will freely configure the arrangement and spatial position of the individual components of the drive train, depending on the external boundary conditions. The output shaft GW2 is connected to an axle drive AG, via which the power applied to the output shaft GW2 power is distributed to drive wheels DW of the motor vehicle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

G G
Getriebe transmission
GG GG
Drehfestes Bauelement Non-rotating component
GW1 LV1
Antriebswelle drive shaft
GW2 GW2
Abtriebswelle output shaft
GW1A GW1A
Schnittstelle der Antriebswelle Interface of the drive shaft
GW2A gw2a
Schnittstelle der Abtriebswelle Interface of the output shaft
P1 P1
Erster Planetenradsatz First planetary gear set
E11 E11
Erstes Element des ersten Planetenradsatzes First element of the first planetary gear set
E21 E21
Zweites Element des ersten Planetenradsatzes Second element of the first planetary gear set
E31 E31
Drittes Element des ersten Planetenradsatzes Third element of the first planetary gear set
P2 P2
Zweiter Planetenradsatz Second planetary gear set
E12 E12
Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes First element of the second planetary gear set
E22 E22
Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes Second element of the second planetary gear set
E32 E32
Drittes Element des zweiten Planetenradsatzes Third element of the second planetary gear set
P3 P3
Dritter Planetenradsatz Third planetary gear set
E13 E13
Erstes Element des dritten Planetenradsatzes First element of the third planetary gear set
E23 E23
Zweites Element des dritten Planetenradsatzes Second element of the third planetary gear set
E33 E33
Drittes Element des dritten Planetenradsatzes Third element of the third planetary gear set
P4 P4
Vierter Planetenradsatz Fourth planetary gear set
E14 E14
Erstes Element des vierten Planetenradsatzes First element of the fourth planetary gear set
E24 E24
Zweites Element des vierten Planetenradsatzes Second element of the fourth planetary gear set
E34 E34
Drittes Element des vierten Planetenradsatzes Third element of the fourth planetary gear set
05 05
Erstes Schaltelement First switching element
06 06
Zweites Schaltelement Second switching element
07 07
Drittes Schaltelement Third switching element
14 14
Viertes Schaltelement Fourth switching element
47 47
Fünftes Schaltelement Fifth switching element
37 37
Sechstes Schaltelement Sixth switching element
V1 V1
Erste Koppelung First coupling
V2 V2
Zweite Koppelung Second coupling
VRS VRS
Vorschaltradsatz gearset
Wx Wx
Vorschaltradsatzwelle Vorschaltradsatzwelle
1 1
Erster Vorwärtsgang First forward
2 2
Zweiter Vorwärtsgang Second forward speed
3 3
Dritter Vorwärtsgang Third forward
4 4
Vierter Vorwärtsgang Fourth forward
5 5
Fünfter Vorwärtsgang Fifth forward speed
6 6
Sechster Vorwärtsgang Sixth forward
7 7
Siebenter Vorwärtsgang Seventh forward gear
8 8th
Achter Vorwärtsgang Eighth forward
9 9
Neunter Vorwärtsgang Ninth forward
R1 R1
Rückwärtsgang reverse gear
EM EM
Elektrische Maschine Electric machine
R R
Rotor rotor
S S
Stator stator
K0 K0
Trennkupplung separating clutch
VKM VKM
Verbrennungskraftmaschine Internal combustion engine
DW DW
Räder bikes
AG AG
Achsgetriebe transaxles
TS TS
Torsionsschwingungsdämpfer torsional vibration damper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 7674201 B2 [0002] US 7674201 B2 [0002]

Claims (11)

Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2), einen ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz (P1, P2, P3) sowie ein erstes, zweites, drittes, viertes, fünftes und sechstes Schaltelement (05, 06, 07, 14, 47, 37) aufweist, – wobei die Planetenradsätze (P1, P2, P3) je ein erstes Element (E11, E12, E13), ein zweites Element (E21, E22, E23) und ein drittes Element (E31, E32, E33) aufweisen, wobei das erste Element (E11, E12, E13) durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes (P1, P2, P3) gebildet ist, wobei das zweite Element (E21, E22, E23) im Falle eines Minus-Radsatzes durch einen Steg und im Falle eines Plus-Radsatzes durch ein Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes (P1, P2, P3) gebildet ist, wobei das dritte Element (E31, E32, E33) im Falle eines Minus-Radsatzes durch das Hohlrad und im Falle eines Plus-Radsatzes durch den Steg des jeweiligen Planetenradsatzes (P1, P2, P3) gebildet ist, – wobei die Abtriebswelle (GW2) mit dem dritten Element (E31) des ersten Planetenradsatzes (P1) und mit dem zweiten Element (E23) des dritten Planetenradsatzes (P3) ständig verbunden ist, – wobei die Antriebswelle (GW1) mit dem ersten Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) ständig verbunden ist, – wobei das zweite Element (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem dritten Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) ständig verbunden ist, wobei das Getriebe (G) eine erste Koppelung (V1) und eine zweite Koppelung (V2) aufweist, – wobei die erste Koppelung (V1) zwischen dem ersten Element (E13) des dritten Planetenradsatzes (P3) und einem drehfesten Bauelement (GG) des Getriebes (G) besteht, – wobei die zweite Koppelung (V2) zwischen dem zweiten Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem dritten Element (E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) besteht, – wobei eine der beiden Koppelungen (V1, V2) als ständig drehfeste Verbindung ausgebildet ist, und die verbleibende der beiden Koppelungen (V1, B2) als eine mittels des ersten Schaltelements (05) schaltbare Verbindung ausgebildet ist, – wobei durch Schließen des zweiten Schaltelements (06) das zweite Element (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) drehfest festsetzbar ist, – wobei durch Schließen des dritten Schaltelements (07) das erste Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) drehfest festsetzbar ist, – wobei durch Schließen des vierten Schaltelements (14) das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) entweder mit dem ersten oder mit dem dritten Element (E12, E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbindbar ist, – wobei durch Schließen des fünften Schaltelements (47) das erste Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem zweiten Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Getriebe (G) einen Vorschaltradsatz (VRS) aufweist, der dazu eingerichtet ist an einer Vorschaltradsatzwelle (Wx) eine im Vergleich zur Drehzahl der Antriebswelle (GW1) erhöhte Drehzahl bereitzustellen, – wobei durch Schließen des sechsten Schaltelements (37) die Vorschaltradsatzwelle (Wx) mit dem ersten Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) verbindbar ist. Transmission (G) for a motor vehicle, said transmission (G) having a drive shaft (GW1), an output shaft (GW2), first, second and third planetary gear sets (P1, P2, P3) and first, second, third, fourth, fifth and sixth switching element ( 05 . 06 . 07 . 14 . 47 . 37 ), - wherein the planetary gear sets (P1, P2, P3) each have a first element (E11, E12, E13), a second element (E21, E22, E23) and a third element (E31, E32, E33), wherein the first element (E11, E12, E13) is formed by a sun gear of the respective planetary gear set (P1, P2, P3), wherein the second element (E21, E22, E23) in the case of a minus wheel set by a web and in the case of Plus wheel set by a ring gear of the respective planetary gear set (P1, P2, P3) is formed, wherein the third element (E31, E32, E33) in the case of a minus wheel set by the ring gear and in the case of a plus-wheel set through the web of the the respective planetary gear set (P1, P2, P3) is formed, - wherein the output shaft (GW2) with the third element (E31) of the first planetary gear set (P1) and with the second element (E23) of the third planetary gear set (P3) is constantly connected, - Wherein the drive shaft (GW1) with the first element (E12) of the second planetary gear set (P2) constantly - wherein the second element (E21) of the first planetary gear set (P1) with the third element (E32) of the second planetary gear set (P2) is constantly connected, wherein the transmission (G) a first coupling (V1) and a second coupling (V2), - wherein the first coupling (V1) between the first element (E13) of the third planetary gear set (P3) and a rotationally fixed component (GG) of the transmission (G), - wherein the second coupling (V2) between the second element (E22) of the second planetary gear set (P2) and the third element (E33) of the third planetary gear set (P3), - wherein one of the two couplings (V1, V2) is designed as a permanently rotationally fixed connection, and the remaining of the two couplings (V1, B2) as one by means of the first switching element ( 05 ) switchable connection is formed, - wherein by closing the second switching element ( 06 ) the second element (E21) of the first planetary gear set (P1) is fixable in a rotationally fixed manner, - wherein closing the third switching element ( 07 ) the first element (E11) of the first planetary gear set (P1) is fixable in a rotationally fixed manner, - wherein by closing the fourth switching element ( 14 ) the second element (E22) of the second planetary gear set (P2) is connectable to either the first or the third element (E12, E32) of the second planetary gear set (P2), - closing the fifth switching element ( 47 ) the first element (E11) of the first planetary gear set (P1) with the second element (E22) of the second planetary gear set (P2) is connectable, characterized in that - the transmission (G) has a Vorschaltradsatz (VRS), which is adapted to to provide an increased speed compared with the speed of the drive shaft (GW1) on a transfer gear set shaft (Wx), wherein - by closing the sixth shift element ( 37 ) the Vorschaltradsatzwelle (Wx) with the first element (E11) of the first planetary gear set (P1) is connectable. Getriebe (G) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschaltradsatz (VRS) als ein Planetenradsatz (P4) mit einem ersten Element (E14), einem zweiten Element (E24) und einem dritten Element (E34) ausgebildet ist, – wobei das erste Element (E14) des vierten Planetenradsatzes (P4) durch ein Sonnenrad gebildet ist, wobei das zweite Element (E24) des vierten Planetenradsatzes (P4) im Falle eines Minus-Radsatzes durch einen Steg und im Falle eines Plus-Radsatzes durch ein Hohlrad gebildet ist, wobei das dritte Element (E34) des vierten Planetenradsatzes (P4) im Falle eines Minus-Radsatzes durch das Hohlrad und im Falle eines Plus-Radsatzes durch den Steg gebildet ist, – wobei das erste Element (E14) des vierten Planetenradsatzes (P4) ständig drehfest festgesetzt ist, das zweite Element (E24) des vierten Planetenradsatzes (P4) mit der Antriebswelle (GW1) ständig verbunden ist, und das dritte Element (E34) des vierten Planetenradsatzes (P4) ein Bestandteil der Vorschaltradsatzwelle (Wx) ist. Transmission (G) according to claim 1, characterized in that the transfer gearset (VRS) is designed as a planetary gear set (P4) with a first element (E14), a second element (E24) and a third element (E34), first element (E14) of the fourth planetary gear set (P4) is formed by a sun gear, wherein the second element (E24) of the fourth planetary gear set (P4) in the case of a minus wheel set formed by a land and in the case of a plus-wheel set by a ring gear is, wherein the third element (E34) of the fourth planetary gear set (P4) is formed in the case of a minus wheel by the ring gear and in the case of a Plus-wheelset through the web, - wherein the first element (E14) of the fourth planetary gear set (P4 ) is fixed fixed against rotation, the second element (E24) of the fourth planetary gear set (P4) with the drive shaft (GW1) is constantly connected, and the third element (E34) of the fourth planetary gear set (P4) is a component of the Vorschaltradsat is (Wx). Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch selektives paarweises Schließen der sechs Schaltelemente (05, 06, 07, 14, 47, 37) neun Vorwärtsgänge (1 bis 9) und ein Rückwärtsgang (R1) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) schaltbar sind, wobei sich – der erste Vorwärtsgang (1) durch Schließen des ersten Schaltelements (05) und des zweiten Schaltelements (06), – der zweite Vorwärtsgang (2) durch Schließen des ersten Schaltelements (05) und des dritten Schaltelements (07), – der dritte Vorwärtsgang (3) durch Schließen des ersten Schaltelements (05) und des fünften Schaltelements (47), der vierte Vorwärtsgang (4) durch Schließen des ersten Schaltelements (05) und des sechsten Schaltelements (37), – der fünfte Vorwärtsgang (5) durch Schließen des ersten Schaltelements (05) und des vierten Schaltelements (14), – der sechste Vorwärtsgang (6) durch Schließen des vierten Schaltelements (14) und des sechsten Schaltelements (37), – der siebente Vorwärtsgang (7) durch Schließen des vierten Schaltelements (14) und des fünften Schaltelements (47), – der achte Vorwärtsgang (8) durch Schließen des dritten Schaltelements (07) und des vierten Schaltelements (14), – der neunte Vorwärtsgang (9) durch Schließen des fünften Schaltelements (47) und des sechsten Schaltelements (37), und – der Rückwärtsgang (R1) sich durch Schließen des zweiten Schaltelements (06) und des sechsten Schaltelements (37) ergibt. Transmission (G) according to one of claims 1 to 2, characterized in that by selective pairwise closing of the six switching elements ( 05 . 06 . 07 . 14 . 47 . 37 ) nine forward gears ( 1 to 9 ) and a reverse gear (R1) between the drive shaft (GW1) and the output shaft (GW2) are switchable, wherein - the first forward gear ( 1 ) by closing the first switching element ( 05 ) and the second switching element ( 06 ), - the second forward gear ( 2 ) by closing the first switching element ( 05 ) and the third switching element ( 07 ), - the third forward gear ( 3 ) by closing the first switching element ( 05 ) and the fifth switching element ( 47 ), the fourth forward gear ( 4 ) by closing the first switching element ( 05 ) and the sixth switching element ( 37 ), - the fifth forward ( 5 ) by closing the first switching element ( 05 ) and the fourth switching element ( 14 ), - the sixth forward gear ( 6 ) by closing the fourth switching element ( 14 ) and the sixth switching element ( 37 ) - the seventh forward gear ( 7 ) by closing the fourth switching element ( 14 ) and the fifth switching element ( 47 ), - the eighth forward gear ( 8th ) by closing the third switching element ( 07 ) and the fourth switching element ( 14 ), - the ninth forward ( 9 ) by closing the fifth switching element ( 47 ) and the sixth switching element ( 37 ), and - the reverse gear (R1) by closing the second switching element ( 06 ) and the sixth switching element ( 37 ). Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schnittstellen (GW1A, GW2A) der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) koaxial zueinander und an gegenüberliegenden axialen Enden des Getriebes (G) angeordnet sind, wobei von den drei Planetenradsätzen (P1, P2, P3) der dritte Planetenradsatz (P3) den größten axialen Abstand zur Schnittstelle (GW1A) der Antriebswelle (GW1) aufweist. Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that interfaces (GW1A, GW2A) of the drive shaft (GW1) and the output shaft (GW2) are arranged coaxially with each other and on opposite axial ends of the transmission (G), of the three Planetary gear sets (P1, P2, P3) of the third planetary gear set (P3) has the greatest axial distance to the interface (GW1A) of the drive shaft (GW1). Getriebe (G) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschaltradsatz (VRS) axial zwischen der Schnittstelle (GW1A) der Antriebswelle (GW1) und dem ersten Planetenradsatz (P1) angeordnet ist. Transmission (G) according to claim 4, characterized in that the transfer gear (VRS) is arranged axially between the interface (GW1A) of the drive shaft (GW1) and the first planetary gear set (P1). Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (06) als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist oder alternativ dazu als kraftschlüssiges Reibschaltelement ausgebildet ist, dessen Lamellen ausschließlich belaglose Reibflächen aufweisen. Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that the second switching element ( 06 ) is designed as a form-locking switching element or, alternatively, is designed as a friction-fit frictional shift element whose lamellae have exclusively non-wearing friction surfaces. Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei der Schaltelemente zwei bis sechs (06, 07, 14, 47, 37) axial zwischen dem Vorschaltradsatz (VRS) und dem ersten Planetenradsatz (P1) angeordnet sind. Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that at least three of the switching elements two to six ( 06 . 07 . 14 . 47 . 37 ) are arranged axially between the transfer gearset (VRS) and the first planetary gear set (P1). Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) eine elektrische Maschine (EM) mit einem drehfesten Stator (S) und einem drehbaren Rotor (R) umfasst, wobei der Rotor (R) entweder direkt oder mittels eines festen Übersetzungsverhältnisses mit der Antriebswelle (GW1) ständig verbunden ist. Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission (G) comprises an electric machine (EM) with a rotationally fixed stator (S) and a rotatable rotor (R), wherein the rotor (R) either directly or is permanently connected by means of a fixed gear ratio with the drive shaft (GW1). Getriebe (G) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (R) mit der Vorschaltradsatzwelle (Wx) ständig verbunden ist. Transmission (G) according to claim 8, characterized in that the rotor (R) with the Vorschaltradsatzwelle (Wx) is constantly connected. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) eine Anschlusswelle (AN) aufweist, wobei die Anschlusswelle (AN) über eine Trennkupplung (K0) mit der Antriebswelle (GW1) verbindbar ist. Transmission (G) according to one of claims 8 to 9, characterized in that the transmission (G) has a connection shaft (AN), wherein the connection shaft (AN) via a separating clutch (K0) to the drive shaft (GW1) is connectable. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, wobei der Antriebsstrang eine Verbrennungskraftmaschine (VKM), ein Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 sowie ein mit Rädern (DW) des Kraftfahrzeugs verbundenes Achsgetriebe (AG) aufweist, wobei die Antriebswelle (GW1) des Getriebes (G) über einen Torsionsschwingungsdämpfer (TS) entweder direkt oder über die Trennkupplung (K0) mit der Verbrennungskraftmaschine (VKM) drehelastisch verbunden ist, und wobei die Abtriebswelle (GW2) des Getriebes (G) mit dem Achsgetriebe (AG) antriebswirkverbunden ist.  Drive train for a motor vehicle, wherein the drive train comprises an internal combustion engine (VKM), a transmission (G) according to one of claims 1 to 10 as well as a wheel (DW) of the motor vehicle connected axle drive (AG), wherein the drive shaft (GW1) of the transmission (G) via a torsional vibration damper (TS) either directly or via the separating clutch (K0) with the internal combustion engine (VKM) is torsionally connected, and wherein the output shaft (GW2) of the transmission (G) with the axle drive (AG) is drive-connected.
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