DE102016212605A1 - Transmission for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine (EM), einer Eingangswelle (1), die mit einer Verbrennungskraftmaschine (VM) wirkverbindbar ist, einem auf der Eingangswelle (1) angeordneten ersten Festrad (2), einer Ausgangswelle (3), einem mit der elektrischen Maschine (EM) wirkverbundenen ersten Losrad (5), einem der Ausgangswelle (3) zugeordneten zweiten Losrad (6), das mit dem ersten Festrad (2) in Eingriff ist, einem ersten Schaltelement (E) und einem zweiten Schaltelement (F). Das Getriebe ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Losrad (5) mittels des ersten Schaltelements (E) mit dem zweiten Losrad (6) drehfest verbindbar und mittels des zweiten Schaltelements (F) mit der Ausgangswelle (3) drehfest verbindbar ist.The invention relates to a transmission for a motor vehicle, having an electric machine (EM), an input shaft (1) which is operatively connectable to an internal combustion engine (VM), a first fixed wheel (2) arranged on the input shaft (1), an output shaft (1). 3), a first idler gear (5) operatively connected to the electric machine (EM), a second idler gear (6) associated with the output shaft (3) engaging with the first fixed gear (2), a first shifting element (E) and a second switching element (F). The transmission is characterized in that the first idler gear (5) by means of the first switching element (E) with the second idler gear (6) rotatably connected and by means of the second switching element (F) with the output shaft (3) rotatably connected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine, einer Eingangswelle, die mit einer Verbrennungskraftmaschine wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar, ist, einem auf der Eingangswelle angeordneten ersten Festrad, einer Ausgangswelle, einem mit der elektrischen Maschine wirkverbundenen ersten Losrad, einem der Ausgangswelle zugeordneten zweiten Losrad, das mit dem ersten Festrad in Eingriff ist, einem ersten Schaltelement und einem zweiten Schaltelement.The invention relates to a transmission for a motor vehicle, comprising an electric machine, an input shaft which is operatively connectable with an internal combustion engine, in particular rotatably connected, a first fixed wheel disposed on the input shaft, an output shaft, an operatively connected to the electric machine first idler gear, one of the output shaft associated second idler gear, which is in engagement with the first fixed gear, a first switching element and a second switching element.

Die Erfindung betrifft außerdem einen Hybridantrieb mit einem solchen Getriebe und einer Verbrennungskraftmaschine. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit dem Getriebe oder dem Hybridantrieb.The invention also relates to a hybrid drive with such a transmission and an internal combustion engine. Moreover, the invention relates to a motor vehicle with the transmission or the hybrid drive.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Getrieben bekannt, die in Hybridantrieben von Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen. Dabei ist es bekannt, dass ein in Planetenbauweise ausgebildetes Überlagerungsgetriebe zur Überlagerung von Drehmomenten und Drehzahlen eines Verbrennungsmotors und der elektrischen Maschine genutzt wird.From the prior art, a variety of transmissions are known which are used in hybrid drives of motor vehicles. It is known that a trained in planetary construction superposition gear for superimposing torques and speeds of an internal combustion engine and the electric machine is used.

Aus DE 10 2013 215 114 A1 ist ein Getriebe bekannt, das eine mit einer Verbrennungskraftmaschine wirkverbindbare Eingangswelle und eine mit einem Achsdifferenzial wirkverbundene Ausgangswelle aufweist. Darüber hinaus weist das Getriebe ein mit der Ausgangswelle wirkverbundenes Planetengetriebe und eine elektrische Maschine auf, die mit dem Planetengetriebe wirkverbunden ist. Das Getriebe weist den Nachteil auf, dass es komplex aufgebaut ist.Out DE 10 2013 215 114 A1 For example, a transmission is known which has an input shaft operatively connected to an internal combustion engine and an output shaft operatively connected to an axle differential. In addition, the transmission has an operatively connected to the output shaft planetary gear and an electric machine, which is operatively connected to the planetary gear. The transmission has the disadvantage that it is complex.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Getriebe anzugeben, das weniger komplex aufgebaut ist und bei dem gleichzeitig sichergestellt ist, dass, insbesondere im elektrischen Fahrbetrieb, ein hoher Wirkungsgrad besteht und dass aus einem elektrischen Fahrbetrieb eine Zuschaltung der Verbrennungskraftmaschine in einen geeigneten Gang möglich ist.The object of the invention is to provide a transmission that is less complex and in which it is also ensured that, especially in electric driving, a high efficiency and that from an electric driving operation, a connection of the internal combustion engine in a suitable gear possible is.

Die Aufgabe wird durch ein Getriebe der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das erste Losrad mittels des ersten Schaltelements mit dem zweiten Losrad drehfest verbindbar und mittels des zweiten Schaltelements mit der Ausgangswelle drehfest verbindbar ist.The object is achieved by a transmission of the aforementioned type, which is characterized in that the first idler gear by means of the first switching element with the second idler gear rotatably connected and by means of the second switching element with the output shaft rotatably connected.

Das erfindungsgemäße Getriebe weist den Vorteil auf, dass ein Planetengetriebe nicht vorhanden ist, wodurch das Getriebe einfacher aufgebaut ist und somit der Bauaufwand geringer ist. Neben dem einfacheren Aufbau weist das erfindungsgemäße Getriebe eine Vielzahl von weiteren Vorteilen auf. So kann im rein elektrischen Fahrbetrieb aufgrund der bei einem geschlossenen zweiten Schaltelement direkten Verbindung des ersten Losrads mit der Ausgangswelle, also ohne Zwischenschaltung von weiteren Getriebebauteilen, ein hoher Getriebewirkungsgrad erzielt werden. Außerdem kann ein rein elektrischer Fahrbetrieb bis zu einer maximal möglichen Geschwindigkeit unter Verwendung der elektrischen Maschine erreicht werden, ohne dass ein Schaltvorgang notwendig ist.The transmission according to the invention has the advantage that a planetary gear is not available, whereby the transmission is simpler and thus the construction cost is less. In addition to the simpler structure, the transmission according to the invention has a number of other advantages. Thus, a high transmission efficiency can be achieved in the purely electric driving due to the direct connection of the first idler gear to the output shaft, ie without the interposition of other transmission components, in a closed second switching element. In addition, a purely electric driving operation can be achieved up to a maximum possible speed using the electric machine, without a switching operation is necessary.

Darüber hinaus weist das Getriebe den Vorteil auf, dass es wenigstens vier, insbesondere genau vier, mechanische Gänge aufweist und ein Kraftfluss bei einem rein verbrennungsmotorischen Antrieb von der nicht zum Getriebe gehörenden Verbrennungskraftmaschine zur Ausgangswelle von einem anderen Kraftfluss bei einem rein elektrischen Antrieb von der elektrischen Maschine bis zur Ausgangswelle getrennt ist. Dies bedeutet, dass bei einem rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb kein Getriebebauteil angetrieben wird, das für einen rein elektrischen Fahrbetrieb benötigt wird oder dass bei einem rein elektrischen Fahrbetrieb kein Getriebebauteil angetrieben wird, das für einen rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb benötigt wird.In addition, the transmission has the advantage that it has at least four, in particular exactly four, mechanical gears and a power flow in a purely internal combustion engine drive from the not belonging to the gearbox internal combustion engine to the output shaft of another power flow in a purely electric drive from the electric Machine is disconnected to the output shaft. This means that in a purely internal combustion engine driving no transmission component is driven, which is required for a purely electric driving or that in a purely electric driving operation, no transmission component is driven, which is needed for a purely internal combustion engine driving.

Dadurch ist es möglich, dass die elektrische Maschine abgekoppelt werden kann, wenn ein verbrennungsmotorischer Fahrbetrieb mit hohen Fahrgeschwindigkeiten gewünscht ist. Dies ist notwendig, um eine Überdrehzahl der elektrischen Maschine zu vermeiden. Außerdem sind Lastschaltungen in einem hybriden Fahrbetrieb ohne Reibschaltelemente möglich, was hinsichtlich des Getriebewirkungsgrads vorteilhaft ist. Darüber hinaus ist es bei dem erfindungsgemäßen Getriebe möglich, dass aus einem rein elektrischen Fahrbetrieb die Verbrennungskraftmaschine in einen geeigneten Gang zuschaltbar ist.This makes it possible that the electric machine can be decoupled when an internal combustion engine driving operation is desired at high speeds. This is necessary to avoid an overspeed of the electric machine. In addition, load circuits are possible in a hybrid driving without Reibschaltelemente, which is advantageous in terms of transmission efficiency. In addition, it is possible in the transmission according to the invention that from a purely electric driving operation, the internal combustion engine can be switched into a suitable gear.

Die elektrische Maschine besteht zumindest aus einem Stator und einem drehbar gelagerten Rotor und ist in einem motorischen Betrieb dazu eingerichtet, elektrische Energie in mechanische Energie in Form von Drehzahl und Drehmoment zu wandeln, sowie in einem generatorischen Betrieb mechanische Energie in elektrische Energie in Form von Strom und Spannung zu wandeln. Der Rotor der elektrischen Maschine kann über eine drehfeste Verbindung oder über ein Übersetzungsgetriebe mit einer Rotorwelle drehfest verbunden sein.The electric machine consists of at least one stator and a rotatably mounted rotor and is arranged in a motor operation to convert electrical energy into mechanical energy in the form of speed and torque, as well as in a generator operation mechanical energy into electrical energy in the form of electricity and to transform tension. The rotor of the electric machine can be rotatably connected via a rotationally fixed connection or via a transmission gear with a rotor shaft.

Unter einer Welle wird nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten verstanden. Vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Bauteile drehfest miteinander verbinden. Als eine Welle werden jedoch nicht zwei separate Bauteile angesehen, die beispielsweise durch Schaltelemente, Planetengetriebe, etc., miteinander wirkverbindbar sind oder miteinander wirkverbunden sind.Under a shaft is not exclusively an example cylindrical, rotatably mounted machine element for transmitting torque understood. Rather, this is also to be understood as general connection elements which connect individual components with one another, in particular connecting elements which connect a plurality of components rotationally fixed to each other. As a wave, however, not two separate components are considered, for example, by switching elements, planetary gear, etc., are operatively connected to each other or are operatively connected to each other.

Im Sinne der Erfindung wird als Festrad ein Zahnrad verstanden, das mit der Welle, auf der es angeordnet ist, drehfest verbunden ist. Als Losrad wird ein Zahnrad verstanden, dass auf der zugeordneten Welle drehbar gelagert ist und mittels eines Schaltelements mit der Welle drehfest verbunden werden kann. Das Zahnrad kann ein Stirnrad sein.For the purposes of the invention is understood as a fixed gear, a gear which is rotatably connected to the shaft on which it is arranged. As idler gear is understood a gear that is rotatably mounted on the associated shaft and can be rotatably connected by means of a switching element with the shaft. The gear may be a spur gear.

Bei einer besonderen Ausführung kann das erste Losrad mit einem auf der Rotorwelle der elektrischen Maschine angeordneten zusätzlichen Festrad in Eingriff sein. Durch diese Bauweise ist sichergestellt, dass das von der elektrischen Maschine bereitgestellte Drehmoment über wenige Getriebebauteile auf die Ausgangswelle übertragen werden kann, was hinsichtlich des Wirkungsgrads von Vorteil ist.In a particular embodiment, the first idler gear may be engaged with an additional fixed gear disposed on the rotor shaft of the electric machine. This design ensures that the torque provided by the electric machine can be transmitted to the output shaft via a few transmission components, which is advantageous in terms of efficiency.

Darüber hinaus kann das Getriebe ein drittes Schaltelement aufweisen, mittels dem das zweite Losrad mit der Ausgangswelle drehfest verbindbar ist. Somit kann das zweite Losrad je nach Fahrbetrieb mittels des ersten oder dritten Schaltelements mit der Ausgangswelle drehfest verbunden werden.In addition, the transmission may have a third switching element, by means of which the second idler gear is rotatably connected to the output shaft. Thus, the second idler gear can be rotatably connected depending on driving by means of the first or third switching element with the output shaft.

Das Getriebe kann ein zweites Festrad, das auf der Eingangswelle angeordnet ist, und ein drittes Losrad aufweisen, das der Ausgangswelle zugeordnet ist. Das zweite Festrad und das dritte Losrad können miteinander in Eingriff sein. Durch das Vorsehen des auf der Eingangswelle angeordneten ersten und zweiten Festrads ist eine progressive Gangstufung möglich, wodurch eine höhere Getriebespreizung möglich ist.The transmission may include a second fixed gear disposed on the input shaft and a third idler gear associated with the output shaft. The second fixed gear and the third loose gear may be engaged with each other. By providing the first and second fixed gear arranged on the input shaft, a progressive gear stepping is possible, whereby a higher gear spread is possible.

Das dritte Losrad kann mittels eines vierten Schaltelements mit der Ausgangswelle drehfest verbindbar sein. Darüber hinaus kann das Getriebe ein drittes Festrad aufweisen, das auf der Ausgangswelle angeordnet ist und mit einem nicht zum Getriebe gehörenden Achsdifferential des Fahrzeugs wirkverbindbar ist. Insbesondere kann das dritte Festrad mit dem Achsdifferential in Eingriff sein. Das Achsdifferential kann mit Fahrzeugrädern in Wirkverbindung stehen.The third idler gear can be rotatably connected by means of a fourth switching element with the output shaft. In addition, the transmission may have a third fixed wheel, which is arranged on the output shaft and is operatively connected to a not belonging to the transmission axle differential of the vehicle. In particular, the third fixed gear may be engaged with the axle differential. The axle differential may be operatively connected to vehicle wheels.

Bei einer ganz besonderen Ausführung kann das Getriebe eine weitere Ausgangswelle aufweisen. Das Vorsehen einer weiteren Ausgangswelle bietet den Vorteil, dass das Getriebe in axialer Richtung kurz gebaut werden kann. Die Ausgangswelle und die weitere Ausgangswelle können jeweils eine Vorgelegewelle sein. Der Ausgangswelle kann ein viertes Losrad zugeordnet sein, das mit dem zweiten Festrad in Eingriff ist. Somit kann in vorteilhafter Weise das zweite Festrad sowohl mit dem dritten Losrad als auch mit dem vierten Losrad in Eingriff sein, wodurch eine kompakte Bauweise des Getriebes realisiert werden kann. Das vierte Losrad kann mittels eines fünften Schaltelements des Getriebes mit der weiteren Ausgangswelle drehfest verbindbar sein.In a very particular embodiment, the transmission may have a further output shaft. The provision of a further output shaft offers the advantage that the transmission can be built short in the axial direction. The output shaft and the further output shaft may each be a countershaft. The output shaft may be associated with a fourth idler gear which engages the second fixed gear. Thus, advantageously, the second fixed gear can be engaged with both the third idler gear and the fourth idler gear, whereby a compact design of the transmission can be realized. The fourth idler gear can be rotatably connected by means of a fifth switching element of the transmission with the other output shaft.

Darüber hinaus kann das Getriebe ein fünftes Losrad aufweisen, das der weiteren Ausgangswelle zugeordnet ist. Das fünfte Losrad kann mit dem ersten Festrad in Eingriff sein. Dies bedeutet, dass das erste Festrad mit dem zweiten Losrad und dem fünften Losrad in Eingriff sein kann, wodurch eine kompakte Bauweise des Getriebes realisiert werden kann.In addition, the transmission may have a fifth idler gear, which is assigned to the other output shaft. The fifth idler gear may be engaged with the first fixed gear. This means that the first fixed gear with the second idler gear and the fifth idler gear can be engaged, whereby a compact design of the transmission can be realized.

Alternativ ist es möglich, dass das fünfte Losrad mit einem auf der Eingangswelle angeordneten vierten Festrad in Eingriff ist. Ganz besonders vorteilhaft ist, wenn das fünfte Losrad derart angeordnet ist, dass eine Ebene, in der das fünfte Losrad angeordnet ist, zwischen dem ersten Losrad und dem zweiten Losrad liegt. Insbesondere liegt die Ebene in axialer Richtung des Getriebes zwischen dem ersten Losrad und dem zweiten Losrad. Eine derartige Anordnung des fünften Losrads bietet den Vorteil, dass sich die Baulänge des Getriebes in axialer Richtung nicht erhöht. Insbesondere ist bei dieser Ausführung die Länge der Ausgangswelle in axialer Richtung gleich der Länge der Ausgangswelle, bei der Ausführung, bei der das erste Festrad mit dem fünften Losrad und mit dem zweiten Losrad in Eingriff ist. Das fünfte Losrad kann mittels eines sechsten Schaltelements mit der Ausgangswelle drehfest verbunden werden.Alternatively, it is possible that the fifth idler gear is engaged with a fourth fixed gear disposed on the input shaft. It is particularly advantageous if the fifth idler gear is arranged in such a way that a plane in which the fifth idler gear is arranged lies between the first idler gear and the second idler gear. In particular, the plane lies in the axial direction of the transmission between the first idler gear and the second idler gear. Such an arrangement of the fifth idler gear has the advantage that the overall length of the transmission in the axial direction does not increase. In particular, in this embodiment, the length of the output shaft in the axial direction is equal to the length of the output shaft, in the embodiment in which the first fixed gear is engaged with the fifth idler gear and with the second idler gear. The fifth idler gear can be rotatably connected by means of a sixth switching element with the output shaft.

Das Getriebe kann ein fünftes Festrad aufweisen, das der weiteren Antriebswelle zugeordnet ist und mit dem Achsdifferential des Fahrzeugs wirkverbindbar ist. Insbesondere kann das fünfte Festrad mit dem Achsdifferential in Eingriff sein. Im Ergebnis können somit sowohl die Antriebswelle als auch die weitere Antriebswelle auf einfache Weise mit dem Achsdifferential verbunden sein.The transmission may have a fifth fixed wheel, which is assigned to the further drive shaft and is operatively connected to the axle differential of the vehicle. In particular, the fifth fixed gear may be engaged with the axle differential. As a result, thus both the drive shaft and the further drive shaft can be connected in a simple manner with the axle differential.

Das erste Losrad kann einen großen Durchmesser aufweisen. Dies bietet den Vorteil, dass eine hohe Gesamtübersetzung für die elektrische Maschine, insbesondere mit zwei Stirnradstufen, erreichbar ist. Die Übersetzung vom dritten Festrad zu dem Achsdifferential kann größer sein als die Übersetzung vom fünften Festrad zu dem Achsdifferential. Somit ist es für die Gesamtübersetzung vorteilhaft, dass die elektrische Maschine über das zusätzliche Festrad und das erste Losrad an die Antriebswelle angebunden ist.The first idler gear may have a large diameter. This offers the advantage that a high overall ratio for the electric machine, in particular with two spur gears, can be achieved. The translation from the third fixed gear to the axle differential may be greater than the gear ratio from the fifth fixed gear to the axle differential. Thus, it is advantageous for the overall translation that the electric machine is connected via the additional fixed gear and the first idler gear to the drive shaft.

Bei einer ganz besonderen Ausführung kann das Getriebe wenigstens vier, insbesondere genau vier, Gänge für einen rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb, insbesondere Vorwärts-Fahrbetrieb, aufweisen, wenn das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement geöffnet sind. Darüber hinaus kann das Getriebe wenigstens einen, insbesondere genau einen, Gang für einen rein elektrischen Fahrbetrieb aufweisen, wenn das zweite Schaltelement geschlossen ist. Der elektrische Gang weist einen hohen Wirkungsgrad auf, weil sich in dem elektrischen Gang mit Ausnahme des ersten Losrads und der Ausgangswelle keine weiteren Losräder und/oder Festräder drehen.In a very particular embodiment, the transmission can be at least four, especially exactly four, aisles for a pure internal combustion engine driving, in particular forward driving operation, have, when the first switching element and the second switching element are opened. In addition, the transmission may have at least one, in particular exactly one, gear for a purely electric driving operation, when the second switching element is closed. The electrical gear has a high efficiency, because rotate in the electrical gear with the exception of the first idler gear and the output shaft no further idler gears and / or fixed wheels.

Alternativ oder zusätzlich kann das Getriebe wenigstens vier, insbesondere genau vier, Gänge für einen rein elektrischen Fahrbetrieb oder einen hybriden Fahrbetrieb aufweisen, wenn wenigstens das erste Schaltelement geschlossen ist. Zur Realisierung eines Gangs muss zusätzlich zu dem Schließen des ersten Schaltelements noch ein weiteres Schaltelement geschlossen werden. Bei einem geschlossenen ersten Schaltelement und einem geschlossenen weiteren Schaltelement ist ein rein elektrischer Fahrbetrieb nur dann möglich, wenn eine Trennkupplung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der Eingangswelle vorhanden ist. Ohne eine Trennkupplung ist ausschließlich ein hybrider Fahrbetrieb möglich.Alternatively or additionally, the transmission may have at least four, in particular exactly four, gears for a purely electric driving operation or a hybrid driving operation, if at least the first shifting element is closed. To realize a gear, a further switching element must be closed in addition to the closing of the first switching element. In a closed first switching element and a closed further switching element, a purely electric driving operation is only possible if a separating clutch between the internal combustion engine and the input shaft is present. Without a separating clutch only a hybrid driving is possible.

Für die elektrische Maschine kann ein Wechsel von einem ersten Gang für einen rein elektrischen oder hybriden Fahrbetrieb in einen vierten Gang für einen rein elektrischen oder hybriden Fahrbetrieb den gleichen Gangsprung ins Schnelle aufweisen wie für die Verbrennungskraftmaschine bei einem Wechsel eines dritten Gangs für einen rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb in den vierten Gang für einen rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb.For the electric machine, a change from a first gear for a purely electric or hybrid driving to a fourth gear for a purely electric or hybrid driving can have the same gear jump in quick as for the internal combustion engine when changing a third gear for a purely internal combustion engine driving in the fourth gear for a purely internal combustion engine driving.

Besonders vorteilhaft ist ein Fahrbetrieb im vierten Gang in einem hybriden Fahrbetrieb, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten bis zur Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs. In diesem Gang dreht sich die elektrische Maschine langsamer als bei einem Gang für einen rein elektrischen Fahrbetrieb, bei dem das zweite Schaltelement geschlossen ist. Im Ergebnis kann eine Überdrehzahl an der elektrischen Maschine vermieden werden.Particularly advantageous is a driving operation in fourth gear in a hybrid driving operation, in particular at higher speeds up to the maximum speed of the vehicle. In this gear, the electric machine rotates slower than in a gear for a purely electric driving, in which the second switching element is closed. As a result, an overspeed on the electric machine can be avoided.

Die Umschaltung von dem zuvor genannten Gang für einen rein elektrischen Fahrbetrieb, bei dem nur das zweite Schaltelement geschlossen ist, in den vierten Gang im Hybridbetrieb, erfolgt durch Schließen des sechsten Schaltelements und durch Umschaltung des ersten und zweiten Schaltelements. Während der Umschaltung des ersten und zweiten Schaltelements stützt die Verbrennungskraftmaschine die Zugkraft. Darüber hinaus werden für den Schaltvorgang das erste und zweite Schaltelement mit der elektrischen Maschine EM synchronisiert.The switching from the aforementioned gear for a purely electric driving operation, in which only the second switching element is closed, in the fourth gear in hybrid operation, is carried out by closing the sixth switching element and by switching the first and second switching element. During the switching of the first and second switching element, the internal combustion engine supports the tensile force. In addition, the first and second switching element with the electric machine EM are synchronized for the switching operation.

Die Nutzung des vierten Gangs für einen rein elektrischen oder hybriden Fahrbetrieb ist eine vorteilhafte Alternative zur Abkopplung der elektrischen Maschine EM zur Vermeidung von Überdrehzahl, weil die elektrische Maschine EM auch bei höheren Geschwindigkeiten für den Antrieb oder für die Rekuperation zur Verfügung steht.The use of the fourth gear for a purely electric or hybrid driving is an advantageous alternative to decoupling the electric machine EM to avoid overspeed, because the electric machine EM is also available at higher speeds for the drive or for recuperation.

Darüber hinaus kann das Getriebe einen Ladegang aufweisen. In dem Ladegang besteht eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Eingangswelle und der elektrischen Maschine. Dies bedeutet, dass die von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellte Energie zum Aufladen der elektrischen Maschine genutzt wird. Darüber hinaus besteht im Ladegang keine kraftschlüssige Verbindung zwischen einerseits der elektrischen Maschine und/oder der Eingangswelle und andererseits der Ausgangswelle und/oder der anderen Ausgangswelle. Dies bedeutet, dass die gesamte von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellte Energie der elektrischen Maschine zugeführt wird und kein Verlust über die Ausgangswelle und/oder die weitere Ausgangswelle auftritt.In addition, the transmission may have a charge. In the charge there is a frictional connection between the input shaft and the electric machine. This means that the energy provided by the internal combustion engine is used to charge the electric machine. In addition, there is no positive connection between the electrical machine and / or the input shaft and on the other hand, the output shaft and / or the other output shaft in the load. This means that all the energy provided by the internal combustion engine is supplied to the electric machine and no loss occurs via the output shaft and / or the further output shaft.

Das Vorsehen des Ladegangs ermöglicht, dass das Getriebe ausschließlich eine elektrische Maschine aufweist und beispielsweise bei einem Einsatz des Getriebes in Achshybrid-Lösungen das Vorsehen einer weiteren elektrischen Maschine als Startergenerator nicht notwendig ist. Die Anbindung des zweiten Losrads zum Laden der elektrischen Maschine weist den Vorteil auf, dass ein gutes Übersetzungsverhältnis zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der elektrischen Maschine erreicht werden kann. Dies ergibt sich daraus, weil sich die elektrische Maschine, insbesondere die mit der elektrischen Maschine wirkverbundene Rotorwelle, schneller dreht als die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere die mit der Verbrennungskraftmaschine wirkverbundene Eingangswelle.The provision of the charging allows that the gear has only an electric machine and, for example, when using the transmission in axle hybrid solutions, the provision of a further electric machine as a starter generator is not necessary. The connection of the second idler gear for charging the electric machine has the advantage that a good transmission ratio between the internal combustion engine and the electric machine can be achieved. This is because the electric machine, in particular the rotor shaft operatively connected to the electric machine, rotates faster than the internal combustion engine, in particular the input shaft operatively connected to the internal combustion engine.

Die Schaltelemente können als Einzelschaltelemente ausgeführt oder zu Doppelschaltelementen zusammengefasst sein. Bei einem Doppelschaltelement weisen zwei Schaltelemente eine gemeinsame Aktorik auf. Ganz besonders vorteilhaft ist, wenn ein Doppelschaltelement das erste und zweite Schaltelement aufweist, ein anderes Doppelschaltelement das dritte und vierte Schaltelement aufweist und ein weiteres Doppelschaltelement das fünfte und sechste Schaltelement aufweist.The switching elements can be designed as individual switching elements or combined to double switching elements. In a double switching element, two switching elements have a common actuator system. It is particularly advantageous if a double switching element has the first and second switching element, another double switching element has the third and fourth switching element and another double switching element has the fifth and sixth switching element.

Bei der Ausführung ohne Trennkupplung können die im Getriebe verwendeten Schaltelemente mit einer Verbrennungskraftmaschinen-Drehzahlregelung synchronisiert werden. Sofern das Getriebe einen zusätzlichen Startergenerator aufweist, kann dieser die Synchronisation unterstützen. Bei einer Ausführung mit Trennkupplung können die im Getriebe verwendeten Schaltelemente als synchronisierte Schaltelemente ausgeführt sein. Die Schaltungen erfolgen wie bei einem automatisierten Getriebe üblich mit geöffneter Trennkupplung. Alternativ ist es auch möglich, dass bei einer Ausführung mit Trennkupplung Klauenkupplungen als Schaltelemente eingesetzt werden.In the version without disconnect clutch, the shift elements used in the transmission can be synchronized with an internal combustion engine speed control. If the gear has an additional starter generator, this can support the synchronization. In a version with a separating clutch, the switching elements used in the transmission can be synchronized Be executed switching elements. The circuits are done as usual in an automated transmission with open disconnect clutch. Alternatively, it is also possible that in a design with clutch claw clutches are used as switching elements.

Von besonderem Vorteil ist ein Hybridantrieb mit einem Getriebe, das als Automatikgetriebe ausgeführt sein kann, und einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Eingangswelle mit der Verbrennungskraftmaschine wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, ist. Alternativ ist die Eingangswelle mittels der Trennkupplung mit der Verbrennungskraftmaschine wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar. Darüber hinaus ist ein Kraftfahrzeug mit dem Hybridantrieb und dem Achsdifferential von besonderem Vorteil. Dabei sind das dritte Festrad und das fünfte Festrad mit dem Achsdifferential wirkverbunden.Of particular advantage is a hybrid drive with a transmission that can be designed as an automatic transmission, and an internal combustion engine, wherein the input shaft to the internal combustion engine operatively connected, in particular rotatably connected, is. Alternatively, the input shaft by means of the separating clutch with the internal combustion engine operatively connected, in particular rotatably connected. In addition, a motor vehicle with the hybrid drive and the axle differential of particular advantage. The third fixed gear and the fifth fixed gear are operatively connected to the axle differential.

In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleichwirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:In the figures, the subject invention is shown schematically and will be described below with reference to the figures, wherein the same or equivalent elements are usually provided with the same reference numerals. Showing:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Getriebes, 1 a schematic representation of a first embodiment of the transmission according to the invention,

2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Getriebes, 2 a schematic representation of a second embodiment of the transmission according to the invention,

3 ein Schaltschema für einen rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb, 3 a circuit diagram for a purely internal combustion engine driving operation,

4 ein Schaltschema für einen rein elektrischen Fahrbetrieb, 4 a circuit diagram for a purely electric driving,

5 ein Schaltschema für einen rein elektrischen oder einen rein hybriden Fahrbetrieb. 5 a circuit diagram for a purely electric or a purely hybrid driving.

Das in 1 gezeigte Getriebe weist eine elektrische Maschine EM, eine Eingangswelle 1, ein auf der Eingangswelle 1 angeordnetes Festrad 2 und eine Ausgangswelle 3 auf. Darüber hinaus weist das Getriebe ein mit der elektrischen Maschine EM wirkverbundenes erstes Losrad 5 und ein der Ausgangswelle 3 zugeordnetes zweites Losrad 6 auf. Das zweite Losrad 6 ist mit dem ersten Festrad 2 in Eingriff. Darüber hinaus weist das Getriebe ein erstes Schaltelement E und ein zweites Schaltelement F auf, wobei das erste Losrad 5 mittels des ersten Schaltelements E mit dem zweiten Losrad 6 drehfest verbindbar und mittels des zweiten Schaltelements F mit der Ausgangswelle 3 drehfest verbindbar ist. Darüber hinaus weist das Getriebe noch weitere Schaltelemente auf, nämlich ein drittes Schaltelement B, ein viertes Schaltelement A, ein fünftes Schaltelement C und ein sechstes Schaltelement D.This in 1 shown gear comprises an electric machine EM, an input shaft 1 , one on the input shaft 1 arranged fixed wheel 2 and an output shaft 3 on. In addition, the transmission has a first idler gear operatively connected to the electric machine EM 5 and one of the output shaft 3 assigned second idler gear 6 on. The second idler gear 6 is with the first fixed wheel 2 engaged. In addition, the transmission has a first switching element E and a second switching element F, wherein the first idler gear 5 by means of the first switching element E with the second idler gear 6 rotatably connected and by means of the second switching element F with the output shaft 3 rotatably connected. In addition, the transmission has further switching elements, namely a third switching element B, a fourth switching element A, a fifth switching element C and a sixth switching element D.

Das zweite Losrad 6 ist mittels des dritten Schaltelements B mit der Ausgangswelle 3 drehfest verbindbar. Ein der Ausgangswelle 3 zugeordnetes drittes Losrad 10 ist mittels des vierten Schaltelements A mit der Ausgangswelle 3 drehfest verbindbar. Zudem ist das dritte Losrad 10 mit einem zweiten Festrad 9 in Eingriff, wobei das zweite Festrad 9 auf der Eingangswelle 1 angeordnet ist. Die Eingangswelle 1 ist über einen Torsionsdämpfer TD mit einer Verbrennungskraftmaschine VM wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden. Ein drittes Festrad 11 ist auf der Ausgangswelle 3 angeordnet und mit einem Achsdifferential 12 in Eingriff, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Das Achsdifferential 12 ist mit in den Figuren nicht dargestellten Rädern eines Kraftfahrzeugs wirkverbunden.The second idler gear 6 is by means of the third switching element B with the output shaft 3 rotatably connected. One of the output shaft 3 assigned third idler gear 10 is by means of the fourth switching element A with the output shaft 3 rotatably connected. In addition, the third idler gear 10 with a second fixed wheel 9 engaged, the second fixed wheel 9 on the input shaft 1 is arranged. The input shaft 1 is operatively connected via a torsion damper TD with an internal combustion engine VM, in particular rotatably connected. A third party bike 11 is on the output shaft 3 arranged and with an axle differential 12 in engagement, as shown by the dashed line. The axle differential 12 is operatively connected to wheels of a motor vehicle, not shown in the figures.

Das Getriebe weist außerdem eine weitere Antriebswelle 13 auf. Ein viertes Losrad 14 und ein fünftes Losrad 15 sind der weiteren Antriebswelle 13 zugeordnet. Dabei ist das vierte Losrad 14 mittels des fünften Schaltelements C mit der weiteren Antriebswelle 13 drehfest verbindbar. Darüber hinaus ist das vierte Losrad 14 in Eingriff mit dem dritten Festrad 9. Das fünfte Losrad 15 ist mittels des sechsten Schaltelements D mit der weiteren Antriebswelle 13 drehfest verbindbar. Dabei ist das fünfte Losrad 15 mit dem ersten Festrad 2 in Eingriff. Ein fünftes Festrad 17 ist an der weiteren Ausgangswelle 13 angeordnet und mit dem Achsdifferential 12 wirkverbunden. Die Eingangswelle 1, die Ausgangswelle 3 und die weitere Ausgangswelle 13 sind achsparallel zueinander angeordnet.The transmission also has another drive shaft 13 on. A fourth loose wheel 14 and a fifth idler gear 15 are the further drive shaft 13 assigned. Here is the fourth loose wheel 14 by means of the fifth switching element C with the further drive shaft 13 rotatably connected. In addition, the fourth idler gear is 14 in engagement with the third fixed wheel 9 , The fifth idler wheel 15 is by means of the sixth switching element D with the other drive shaft 13 rotatably connected. This is the fifth idler gear 15 with the first fixed wheel 2 engaged. A fifth fixed bike 17 is at the further output shaft 13 arranged and with the axle differential 12 operatively connected. The input shaft 1 , the output shaft 3 and the further output shaft 13 are arranged axially parallel to each other.

Die elektrische Maschine EM ist mit einer Rotorwelle 7 wirkverbunden. Ein zusätzliches Festrad 8 ist an der Rotorwelle 8 angebracht und in Eingriff mit dem ersten Losrad 5.The electric machine EM is equipped with a rotor shaft 7 operatively connected. An additional fixed wheel 8th is on the rotor shaft 8th attached and engaged with the first idler gear 5 ,

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, dass eine Trennkupplung K0 triebtechnisch zwischen der Verbrennungskraftmaschine VM und der Eingangswelle 1 angeordnet ist. Insbesondere ist die Trennkupplung zwischen Torsionsdämpfer TD und der Eingangswelle 1 angeordnet. Somit ist die Eingangswelle 1 mittels der Trennkupplung K0 und dem Torsionsdämpfer TD mit der Verbrennungskraftmaschine VM wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar. 2 shows a schematic representation of a transmission according to a second embodiment. This in 2 illustrated embodiment differs from the in 1 shown embodiment in that a separating clutch K0 technically between the internal combustion engine VM and the input shaft 1 is arranged. In particular, the separating clutch between torsion damper TD and the input shaft 1 arranged. Thus, the input shaft 1 by means of the separating clutch K0 and the torsion damper TD with the internal combustion engine VM operatively connected, in particular rotatably connected.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass ein viertes Festrad 16 vorhanden ist, das auf der Eingangswelle 1 angeordnet ist und in Eingriff mit dem fünften Losrad 15 ist. Das erste Festrad 2 ist somit lediglich in Eingriff mit dem zweiten Losrad 6.Another difference is that a fourth fixed wheel 16 is present on the input shaft 1 is arranged and engaged with the fifth idler gear 15 is. The first fixed wheel 2 is thus only in engagement with the second idler gear 6 ,

3 zeigt ein Schaltschema für die in den 1 und 2 dargestellten Getriebe für einen rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb. In der 3 und in den nachfolgenden 4 und 5 ist ein geschlossenes Schaltelement mit dem Zeichen „X” gekennzeichnet. Das Getriebe weist einen Neutralgang auf, in dem kein Schaltelement geschlossen ist. Darüber hinaus weist das Getriebe einen ersten Gang für einen rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb auf, in dem das vierte Schaltelement A geschlossen und die restlichen Schaltelemente geöffnet sind. Ein Umschalten von dem ersten Gang in einen zweiten Gang für den rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb erfolgt durch Öffnen des vierten Schaltelements A und Schließen des fünften Schaltelements C, wobei die restlichen Schaltelemente geöffnet. 3 shows a circuit diagram for in the 1 and 2 shown gear for a purely internal combustion engine driving. In the 3 and in the following 4 and 5 is a closed switching element marked with the character "X". The transmission has a neutral gear, in which no switching element is closed. In addition, the transmission has a first gear for a purely internal combustion engine driving operation, in which the fourth switching element A is closed and the remaining switching elements are opened. A switching from the first gear to a second gear for the purely internal combustion engine driving operation is carried out by opening the fourth switching element A and closing the fifth switching element C, wherein the remaining switching elements open.

Das Umschalten von dem zweiten Gang in den dritten Gang für den rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb erfolgt durch Öffnen des fünften Schaltelements C und Schließen des dritten Schaltelements B, wobei die restlichen Schaltelemente geöffnet sind. Ein Umschalten von dem dritten Gang in den vierten Gang für den rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb erfolgt durch Öffnen des dritten Schaltelements B und Schließen des sechsten Schaltelements D, wobei die restlichen Schaltelemente geöffnet sind. Während der zuvor genannten Schaltungen stützt die elektrische Maschine EM die Zugkraft ab.The switching from the second gear to the third gear for the purely internal combustion engine driving operation is carried out by opening the fifth switching element C and closing the third switching element B, wherein the remaining switching elements are opened. A switching from the third gear to the fourth gear for the purely internal combustion engine driving operation is carried out by opening the third switching element B and closing the sixth switching element D, wherein the remaining switching elements are opened. During the aforementioned circuits, the electric machine EM suppresses the tensile force.

Darüber hinaus ist ein Ladegang vorhanden, bei dem das erste Schaltelement E geschlossen und die restlichen Schaltelemente geöffnet sind. In dem Ladegang erfolgt eine Aufladung der elektrischen Maschine EM durch die von der Verbrennungskraftmaschine VM bereitgestellte Energie. In dem Ladegang besteht keine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 3 und/oder der weiteren Ausgangswelle 13. Darüber hinaus besteht in dem Ladegang keine kraftschlüssige Verbindung zwischen der elektrischen Maschine EM und der Ausgangswelle 3 und/oder der weiteren Ausgangswelle 13.In addition, a charge is present, in which the first switching element E is closed and the remaining switching elements are open. In the charging process, the electric machine EM is charged by the energy provided by the internal combustion engine VM. There is no frictional connection between the input shaft in the charging path 1 and the output shaft 3 and / or the further output shaft 13 , In addition, there is no frictional connection between the electric machine EM and the output shaft in the load 3 and / or the further output shaft 13 ,

4 zeigt ein Schaltschema für die in 1 und 2 dargestellten Getriebe für einen rein elektrischen Fahrbetrieb. Ein Gang für einen elektrischen Fahrbetrieb lässt sich durch Schließen des zweiten Schaltelements F realisieren, wobei die restlichen Schaltelemente geöffnet sind. Auch in diesem Schaltschema ist ein Neutralgang vorhanden, bei dem kein Schaltelement geschlossen ist. 4 shows a circuit diagram for in 1 and 2 shown gear for a purely electric driving. A gear for an electric driving operation can be realized by closing the second switching element F, wherein the remaining switching elements are opened. Also in this circuit diagram, a neutral gear is present, in which no switching element is closed.

5 zeigt ein Schaltschema für das erfindungsgemäße Getriebe mit vier Gängen für einen rein elektrischen oder einen hybriden Fahrbetrieb. Dabei können die vier Gänge bei der in 1 dargestellten Ausführung, die keine Trennkupplung K0 aufweist, ausschließlich im hybriden Fahrbetrieb genutzt werden, da die Verbrennungskraftmaschine VM zwingend mit angebunden ist. Dagegen können die Gänge bei der in 2 dargestellten Ausführung, die eine Trennkupplung K0 aufweist, abhängig von der Stellung der Trennkupplung K0, entweder im hybriden Fahrbetrieb oder im rein elektrischen Fahrbetrieb genutzt werden. Das in 5 gezeigte Schaltschema unterscheidet sich von dem in 3 dargestellten Schaltschema darin, dass in jedem der vier Gänge für den Fahrbetrieb das erste Schaltelement E zusätzlich geschlossen ist. 5 shows a circuit diagram for the inventive transmission with four gears for a purely electric or a hybrid driving operation. The four gears at the in 1 illustrated embodiment, which has no clutch K0, are used exclusively in hybrid driving, since the internal combustion engine VM is mandatory connected. In contrast, the aisles at the in 2 illustrated embodiment, which has a clutch K0, depending on the position of the clutch K0, either in hybrid driving or in purely electric driving operation can be used. This in 5 The circuit diagram shown differs from that in 3 illustrated circuit diagram in that in each of the four gears for driving the first switching element E is additionally closed.

Bei einem ersten Gang W1 für einen rein elektrischen oder hybriden Fahrbetrieb ist neben dem ersten Schaltelement E das vierte Schaltelement A geschlossen, während die restlichen Schaltelemente geöffnet sind. In diesem Gang W1 geht der Kraftfluss ausgehend von der elektrischen Maschine EM über das zusätzliche Festrad 8, das erste Losrad 5, das zweite Losrad 6 und das erste Festrad 2 auf die Eingangswelle 1 und von dort anschließend über das dritte Festrad 9 und das dritte Losrad 10 auf die Ausgangswelle 3. Dadurch entsteht eine für die elektrische Maschine wirksame Übersetzung von iem/i3·i1·iab1, wobei iem die Übersetzung von der elektrischen Maschine EM zu der Antriebswelle 3, i3 die Übersetzung von der Verbrennungskraftmaschine VM über das erste Festrad 2 zu der Ausgangswelle (entspricht der Übersetzung vom 3. Gang), i1 die Übersetzung von der Verbrennungskraftmaschine VM über das zweite Festrad 9 zu der Ausgangswelle (entspricht der Übersetzung vom 1. Gang) und iab1 die Übersetzung von der Ausgangswelle 3 zu dem Achsdifferential 12 ist. Der erste Gang W1 ist im Verhältnis zu dem elektrischen Gang, bei dem nur das zweite Schaltelement F geschlossen ist (siehe 4), um das Verhältnis i1/i3 verkürzt. Die Verkürzung ergibt sich, da die Übersetzung i1 größer als i3 ist, wobei ein kurzer Gang eine betragsmäßig hohe Übersetzung aufweist.In a first gear W1 for a purely electric or hybrid driving operation, the fourth switching element A is closed in addition to the first switching element E, while the remaining switching elements are opened. In this gear W1, the power flow goes from the electric machine EM via the additional fixed gear 8th , the first idler 5 , the second idler 6 and the first fixed wheel 2 on the input shaft 1 and then on the third fixed wheel 9 and the third idler gear 10 on the output shaft 3 , This produces an effective translation of the electric machine iem / i3 · i1 · iab1, where iem the translation of the electric machine EM to the drive shaft 3 , i3 the translation from the internal combustion engine VM over the first fixed gear 2 to the output shaft (corresponding to the 3rd gear ratio), i1 the ratio of the internal combustion engine VM over the second fixed gear 9 to the output shaft (corresponding to the 1st gear ratio) and iab1 the gear ratio of the output shaft 3 to the axle differential 12 is. The first gear W1 is in proportion to the electric gear in which only the second switching element F is closed (see 4 ), by the ratio i1 / i3 shortened. The shortening results because the ratio i1 is greater than i3, wherein a short gear has a high magnitude translation.

Bei einem zweiten Gang W2 für einen rein elektrischen oder hybriden Fahrbetrieb ist neben dem ersten Schaltelement E auch das fünfte Schaltelement C geschlossen, während die restlichen Schaltelemente geöffnet sind. Der Kraftfluss geht ausgehend von der elektrischen Maschine EM über das zusätzliche Festrad 8, das erste Losrad 5, das zweite Losrad 6 und das erste Festrad 2 auf die Eingangswelle 1 und von dort anschließend über das vierte Losrad 14 auf die weitere Ausgangswelle 13. Dadurch entsteht eine für die elektrische Maschine EM wirksame Übersetzung von iem/i3·i2·iab2, wobei iem die Übersetzung von der elektrischen Maschine EM zu der Ausgangswelle 3, i3 die Übersetzung von der Verbrennungskraftmaschine VM über das erste Festrad 2 zu der Ausgangswelle (entspricht der Übersetzung vom 3. Gang), i2 die Übersetzung von der Verbrennungskraftmaschine VM über das vierte Losrad 14 zu der weiteren Ausgangswelle (entspricht der Übersetzung vom 2. Gang) und iab2 die Übersetzung von der weiteren Ausgangswelle 13 zu dem Achsdifferential 12 ist.In a second gear W2 for a purely electric or hybrid driving operation, the fifth switching element C is closed in addition to the first switching element E, while the remaining switching elements are opened. The power flow goes from the electric machine EM via the additional fixed gear 8th , the first idler 5 , the second idler 6 and the first fixed wheel 2 on the input shaft 1 and from there via the fourth idler gear 14 on the further output shaft 13 , This produces an effective translation of iem / i3 · i2 · iab2 for the electric machine EM, wherein iem the translation from the electric machine EM to the output shaft 3 , i3 the translation from the internal combustion engine VM over the first fixed gear 2 to the output shaft (corresponds to the Translation from 3rd gear), i2 the translation of the internal combustion engine VM over the fourth idler gear 14 to the other output shaft (corresponds to the translation of 2nd gear) and iab2 the translation from the other output shaft 13 to the axle differential 12 is.

Bei einem dritten Gang W3 für einen rein elektrischen oder hybriden Fahrbetrieb ist neben dem ersten Schaltelement E auch noch das dritte Schaltelement B geschlossen, während die restlichen Schaltelemente geöffnet sind.In a third gear W3 for a purely electric or hybrid driving operation, the third switching element B is closed in addition to the first switching element E, while the remaining switching elements are opened.

Bei einem vierten Gang W4 für einen rein elektrischen oder hybriden Fahrbetrieb ist neben dem ersten Schaltelement E auch noch das sechste Schaltelement D geschlossen. Der Kraftfluss geht ausgehend von der elektrischen Maschine EM über das zusätzliche Festrad 8, das erste Losrad 5, das zweite Losrad 6 und das erste Festrad 2 auf die Eingangswelle 1 und von dort anschließend über das fünfte Losrad 15 auf die weitere Ausgangswelle 13. Dadurch entsteht eine für die elektrische Maschine EM wirksame Übersetzung von iem/i3·i4·iab2, wobei iem die Übersetzung von der elektrischen Maschine EM zu der Ausgangswelle 3, i3 die Übersetzung von der Verbrennungskraftmaschine VM über das erste Festrad 2 zu der Ausgangswelle (entspricht der Übersetzung vom 3. Gang), i4 die Übersetzung von der Verbrennungskraftmaschine VM über das fünfte Losrad 15 zu der weiteren Ausgangswelle (entspricht der Übersetzung vom 4. Gang) und iab2 die Übersetzung von der weiteren Ausgangswelle 13 zu dem Achsdifferential 12 ist. Der vierte Gang W4 ist im Vergleich zu dem elektrischen Gang, bei dem nur das zweite Schaltelement F geschlossen ist (siehe 4), um den Faktor i4/i3·iab2/iab1 verlängert.In a fourth gear W4 for a purely electric or hybrid driving operation, the sixth shifting element D is closed in addition to the first shifting element E. The power flow goes from the electric machine EM via the additional fixed gear 8th , the first idler 5 , the second idler 6 and the first fixed wheel 2 on the input shaft 1 and from there via the fifth Losrad 15 on the further output shaft 13 , This produces an effective translation of iem / i3 · i4 · iab2 for the electric machine EM, wherein iem the translation from the electric machine EM to the output shaft 3 , i3 the translation from the internal combustion engine VM over the first fixed gear 2 to the output shaft (corresponding to the 3rd gear ratio), i4 the ratio of the internal combustion engine VM to the fifth idler gear 15 to the other output shaft (corresponds to the ratio of the 4th gear) and iab2 the translation of the other output shaft 13 to the axle differential 12 is. The fourth gear W4 is compared to the electric gear in which only the second switching element F is closed (see 4 ) by the factor i4 / i3 · iab2 / iab1.

Bei dem ersten, zweiten und vierten Gang W1, W2, W4 erfolgt im Vergleich zu den Gängen, die aus dem in 3 gezeigten Schaltschema zu entnehmen sind, die Kraftzuführung von der elektrischen Maschine EM auf die Ausgangswelle 3 oder die weitere Ausgangswelle 13 über zusätzliche zwei Zahneingriffe.In the first, second and fourth gear W1, W2, W4 takes place in comparison to the gears, which consist of the in 3 shown switching diagram, the power supply from the electric machine EM to the output shaft 3 or the further output shaft 13 about additional two dental procedures.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Eingangswelleinput shaft
22
erstes Festradfirst fixed bike
33
Ausgangswelleoutput shaft
55
erstes Losradfirst idler gear
66
zweites Losradsecond idler gear
77
Rotorwellerotor shaft
88th
zusätzliches Festradadditional fixed wheel
99
zweites Festradsecond fixed wheel
1010
drittes Losradthird idler gear
1111
dritten Festradthird fixed wheel
1212
Achsdifferentialaxle differential
1313
weitere Ausgangswellefurther output shaft
1414
viertes Losradfourth idler gear
1515
fünftes Losradfifth idler gear
1616
viertes Festradfourth fixed wheel
1717
fünftes Festradfifth fixed wheel
Ee
erstes Schaltelementfirst switching element
FF
zweites Schaltelementsecond switching element
BB
drittes Schaltelementthird switching element
AA
viertes Schaltelementfourth switching element
CC
fünftes Schaltelementfifth switching element
DD
sechstes Schaltelementsixth switching element
K0K0
Trennkupplungseparating clutch
W1W1
erster Gang für rein elektrischen hybriden Fahrbetriebfirst gear for purely electric hybrid driving
W2W2
zweiter Gang für rein elektrischen hybriden Fahrbetriebsecond gear for purely electric hybrid driving
W3W3
dritter Gang für rein elektrischen hybriden Fahrbetriebthird gear for purely electric hybrid driving
W4W4
vierter Gang für rein elektrischen hybriden Fahrbetriebfourth gear for purely electric hybrid driving
EMEM
elektrische Maschineelectric machine
TDTD
TorsionsdämpferDampers
VMVM
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (15)

Getriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine (EM), einer Eingangswelle (1), die mit einer Verbrennungskraftmaschine (VM) wirkverbindbar ist, einem auf der Eingangswelle (1) angeordneten ersten Festrad (2), einer Ausgangswelle (3), einem mit der elektrischen Maschine (EM) wirkverbundenen ersten Losrad (5), einem der Ausgangswelle (3) zugeordneten zweiten Losrad (6), das mit dem ersten Festrad (2) in Eingriff ist, einem ersten Schaltelement (E) und einem zweiten Schaltelement (F), dadurch gekennzeichnet, dass das erste Losrad (5) mittels des ersten Schaltelements (E) mit dem zweiten Losrad (6) drehfest verbindbar und mittels des zweiten Schaltelements (F) mit der Ausgangswelle (3) drehfest verbindbar ist.Transmission for a motor vehicle, with an electric machine (EM), an input shaft ( 1 ), which is operatively connected to an internal combustion engine (VM), one on the input shaft ( 1 ) arranged first fixed wheel ( 2 ), an output shaft ( 3 ), one with the electric machine (EM) operatively connected first idler gear ( 5 ), one of the output shaft ( 3 ) associated second idler gear ( 6 ), with the first fixed wheel ( 2 ) is engaged, a first switching element (E) and a second switching element (F), characterized in that the first idler gear ( 5 ) by means of the first switching element (E) with the second idler gear ( 6 ) rotatably connected and by means of the second switching element (F) with the output shaft ( 3 ) is rotatably connected. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a. das erste Losrad (5) mit einem auf einer Rotorwelle (7) der elektrischen Maschine (EM) angeordneten zusätzlichen Festrad (8) in Eingriff ist. b. das Getriebe ein drittes Schaltelement (B) aufweist, mittels dem das zweite Losrad (6) mit der Ausgangswelle (3) drehfest verbindbar ist.Transmission according to claim 1, characterized in that a. the first loose wheel ( 5 ) with one on a rotor shaft ( 7 ) of the electric machine (EM) arranged additional fixed wheel ( 8th ) is engaged. b. the transmission has a third switching element (B), by means of which the second idler gear ( 6 ) with the output shaft ( 3 ) is rotatably connected. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein zweites Festrad (9), das auf der Eingangswelle (1) angeordnet ist, und ein drittes Losrad (10), das der Ausgangswelle (3) zugeordnet ist, wobei das zweite Festrad (9) und das dritte Losrad (10) in Eingriff sind.Transmission according to claim 1 or 2, characterized by a second fixed wheel ( 9 ) located on the input shaft ( 1 ), and a third loose wheel ( 10 ), that of the output shaft ( 3 ), wherein the second fixed wheel ( 9 ) and the third loose wheel ( 10 ) are engaged. Getriebe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein viertes Schaltelement (A), wobei das dritte Losrad (10) mittels eines vierten Schaltelements (A) mit der Ausgangswelle (3) drehfest verbindbar ist.Transmission according to claim 3, characterized by a fourth shift element (A), wherein the third idler gear ( 10 ) by means of a fourth switching element (A) with the output shaft ( 3 ) is rotatably connected. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein drittes Festrad (11), das auf der Ausgangswelle (3) angeordnet ist und mit einem Achsdifferential (12) wirkverbindbar ist.Transmission according to one of claims 1 to 4, characterized by a third fixed wheel ( 11 ) located on the output shaft ( 3 ) and with an axle differential ( 12 ) is operatively connected. Getriebe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine weitere Ausgangswelle (13), der ein viertes Losrad (14) zugeordnet ist, das mit dem zweiten Festrad (9) in Eingriff ist.Transmission according to one of Claims 3 to 5, characterized by a further output shaft ( 13 ), which is a fourth loose wheel ( 14 ) associated with the second fixed wheel ( 9 ) is engaged. Getriebe nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein fünftes Schaltelement (C), wobei das vierte Losrad (14) mittels des fünften Schaltelements (C) mit der weiteren Ausgangswelle (13) drehfest verbindbar ist.Transmission according to claim 6, characterized by a fifth switching element (C), wherein the fourth idler gear ( 14 ) by means of the fifth switching element (C) with the further output shaft ( 13 ) is rotatably connected. Getriebe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weiteren Ausgangswelle (13) ein fünftes Losrad (15) zugeordnet ist, das mit dem ersten Festrad (2) in Eingriff ist.Transmission according to claim 6 or 7, characterized in that the further output shaft ( 13 ) a fifth idler gear ( 15 ) associated with the first fixed wheel ( 2 ) is engaged. Getriebe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weiteren Ausgangswelle (13) ein fünftes Losrad (15) zugeordnet ist, das mit einem auf der Eingangswelle (1) angeordneten vierten Festrad (16) in Eingriff ist.Transmission according to claim 6 or 7, characterized in that the further output shaft ( 13 ) a fifth idler gear ( 15 ) associated with one on the input shaft ( 1 ) arranged fourth fixed wheel ( 16 ) is engaged. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das fünfte Losrad (15) derart angeordnet ist, dass eine Ebene, in der das fünfte Losrad (15) angeordnet ist, zwischen dem ersten Losrad (5) und dem zweiten Losrad (6) liegt.Transmission according to claim 9, characterized in that the fifth idler gear ( 15 ) is arranged such that a plane in which the fifth idler gear ( 15 ) is arranged between the first idler gear ( 5 ) and the second loose wheel ( 6 ) lies. Getriebe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch ein sechstes Schaltelement (D), wobei das fünfte Losrad (15) mittels des sechsten Schaltelements (D) mit der weiteren Ausgangswelle (13) drehfest verbindbar ist.Transmission according to one of claims 8 to 10, characterized by a sixth shift element (D), wherein the fifth idler gear ( 15 ) by means of the sixth switching element (D) with the further output shaft ( 13 ) is rotatably connected. Getriebe nach einem der Ansprüche 6 bis 11, gekennzeichnet durch ein fünftes Festrad (17), das auf der weiteren Ausgangswelle (13) angeordnet ist und mit dem Achsdifferential (12) wirkverbindbar ist.Transmission according to one of claims 6 to 11, characterized by a fifth fixed wheel ( 17 ), which on the further output shaft ( 13 ) and with the axle differential ( 12 ) is operatively connected. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe a. wenigstens vier Gänge für einen rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb aufweist, wenn das erste Schaltelement (E) und das zweite Schaltelement (F) geöffnet sind und/oder b. wenigstens einen Gang für einen rein elektrischen Fahrbetrieb aufweist, wenn das zweite Schaltelement (F) geschlossen ist und/oder c. wenigstens vier Gänge für einen rein elektrischen Fahrbetrieb oder einen hybriden Fahrbetrieb aufweist, wenn wenigstens das erste Schaltelement (E) geschlossen ist und/oder d. wenigstens einen Ladegang aufweist, bei dem eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der elektrischen Maschine (EM) und der Eingangswelle (1) besteht und keine kraftschlüssige Verbindung zwischen einerseits der elektrischen Maschine (EM) und/oder der Eingangswelle (1) und andererseits der Ausgangswelle (3) und/oder der weiteren Ausgangswelle (13) besteht.Transmission according to one of claims 1 to 12, characterized in that the transmission a. has at least four gears for a purely internal combustion engine driving operation, when the first switching element (E) and the second switching element (F) are open and / or b. has at least one gear for a purely electric driving operation when the second switching element (F) is closed and / or c. has at least four gears for a purely electric driving or a hybrid driving when at least the first switching element (E) is closed and / or d. has at least one charge, in which a frictional connection between the electric machine (EM) and the input shaft ( 1 ) and no frictional connection between on the one hand the electric machine (EM) and / or the input shaft ( 1 ) and on the other hand, the output shaft ( 3 ) and / or the further output shaft ( 13 ) consists. Hybridantrieb mit einem Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und einer Verbrennungskraftmaschine (VM), wobei a. die Eingangswelle (1) mit der Verbrennungskraftmaschine (VM) wirkverbunden ist oder b. die Eingangswelle (1) mittels einer Trennkupplung (K0) mit der Verbrennungskraftmaschine (VM) wirkverbindbar ist.Hybrid drive with a transmission according to one of claims 1 to 13 and an internal combustion engine (VM), wherein a. the input shaft ( 1 ) is operatively connected to the internal combustion engine (VM) or b. the input shaft ( 1 ) Is operatively connected by means of a separating clutch (K0) with the internal combustion engine (VM). Kraftfahrzeug mit dem Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder dem Hybridantrieb nach Anspruch 14 und dem Achsdifferential (12), wobei das dritte Festrad (11) und das fünfte Festrad (17) mit dem Achsdifferential (12) wirkverbunden sind.Motor vehicle with the transmission according to one of claims 1 to 13 or the hybrid drive according to claim 14 and the axle differential ( 12 ), where the third fixed wheel ( 11 ) and the fifth fixed wheel ( 17 ) with the axle differential ( 12 ) are operatively connected.
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