DE102016212605B4 - Transmission for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

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), 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, 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.

Figure DE102016212605B4_0000
Transmission for a motor vehicle, with an electric machine (EM), an input shaft (1), which can be operatively connected to an internal combustion engine (VM), a first fixed gear (2) arranged on the input shaft (1), an output shaft (3), a a first idler gear (5) operatively connected to the electric machine (EM), a second idler gear (6) assigned to the output shaft (3) which engages with the first fixed gear (2), a first switching element (E) and a second switching element ( F), wherein the first idler gear (5) can be connected in a rotationally fixed manner to the second idler gear (6) by means of the first switching element (E) and can be connected in a rotationally fixed manner to the output shaft (3) by means of the second switching element (F), characterized by a second fixed gear ( 9), which is arranged on the input shaft (1), and a third idler gear (10) which is assigned to the output shaft (3), the second fixed gear (9) and the third idler gear (10) being in engagement.
Figure DE102016212605B4_0000

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 The invention relates to a transmission for a motor vehicle, with an electrical machine, an input shaft which can be operatively connected to an internal combustion engine, in particular connected in a rotationally fixed manner, a first fixed gear arranged on the input shaft, an output shaft, which is operatively connected to the electrical machine first idler gear, a second idler gear assigned to the output shaft, 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. In addition, 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.A large number of transmissions are known from the prior art and are used in hybrid drives of motor vehicles. It is known that a planetary superposition gear is used to superimpose the torques and speeds of an internal combustion engine and the electric machine.

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 of DE 10 2013 215 114 A1 a transmission is known which has an input shaft that is operatively connected to an internal combustion engine and an output shaft that is operatively connected to an axle differential. In addition, the transmission has a planetary gear that is operatively connected to the output shaft and an electric machine that is operatively connected to the planetary gear. The transmission has the disadvantage that it has a complex structure.

Die DE 10 2013 211 591 A1 betrifft eine Anordnung aus einem Getriebe und einer elektrischen Maschine für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft sie einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs. Aus der DE 10 2011 005 532 A1 und DE 10 2013 215 114A1 ist jeweils ein Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs bekannt. Aus der DE 10 2010 008 754 A1 ist ein Antriebssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug bekannt.The DE 10 2013 211 591 A1 relates to an arrangement consisting of a transmission and an electric machine for a hybrid drive of a motor vehicle. Furthermore, it relates to a hybrid drive of a motor vehicle. From the DE 10 2011 005 532 A1 and DE 10 2013 215 114A1 a hybrid drive of a motor vehicle is known. From the DE 10 2010 008 754 A1 is a drive system, particularly known for a motor vehicle.

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 therefore to provide a transmission that has a less complex structure and which at the same time ensures that, especially in electric driving, there is a high level of efficiency and that switching the internal combustion engine into a suitable gear is possible from electric driving 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 type mentioned at the outset, which is characterized in that the first idler gear can be connected in a rotationally fixed manner to the second idler gear by means of the first switching element and can be connected in a rotationally fixed manner to the output shaft by means of the second switching element.

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 present, which means that the transmission has a simpler structure and therefore the construction effort is lower. In addition to the simpler structure, the transmission according to the invention has a number of other advantages. In purely electric driving mode, a high level of transmission efficiency can be achieved due to the direct connection of the first idler gear to the output shaft when the second switching element is closed, i.e. without the interposition of further transmission components. In addition, purely electric driving can be achieved up to a maximum possible speed using the electric machine, without a switching process being 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 the case of a purely internal combustion engine drive from the internal combustion engine that is not part of the transmission to the output shaft of a different power flow in the case of a purely electric drive from the electric one Machine is disconnected up to the output shaft. This means that in a purely internal combustion engine driving operation, no transmission component is driven that is required for a purely electric driving operation or that in a purely electric driving operation, no transmission component is driven that is required for a purely internal combustion engine driving operation.

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 for the electric machine to be decoupled if combustion engine driving at high speeds is desired. This is necessary to prevent the electrical machine from overspeeding. In addition, power shifts in hybrid driving mode are possible without friction shift elements, which is advantageous in terms of transmission efficiency. In addition, with the transmission according to the invention it is possible for the internal combustion engine to be switched into a suitable gear from purely electric driving mode.

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 electrical machine consists of at least a stator and a rotatably mounted rotor and is set up in motor operation to convert electrical energy into mechanical energy in the form of speed and torque, as well as in generator operation convert mechanical energy into electrical energy in the form of current and voltage. The rotor of the electric machine can be connected to a rotor shaft in a rotationally fixed manner via a non-rotatable connection or via a transmission gear.

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.A shaft does not exclusively mean, for example, a cylindrical, rotatably mounted machine element for transmitting torque. Rather, this also includes general connecting elements that connect individual components to one another, in particular connecting elements that connect several components to one another in a rotationally fixed manner. However, two separate components are not considered to be a shaft, which can be operatively connected to one another, for example by switching elements, planetary gears, etc., or are operatively connected to one another.

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, a fixed gear is understood to be a gear that is connected in a rotationally fixed manner to the shaft on which it is arranged. An idler gear is understood to be a gear that is rotatably mounted on the associated shaft and can be connected to the shaft in a rotationally fixed manner by means of a switching element. The gear can 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 special embodiment, the first idler gear can be in engagement with an additional fixed gear arranged 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 can have a third switching element, by means of which the second idler gear can be connected in a rotationally fixed manner to the output shaft. Thus, depending on the driving mode, the second idler gear can be connected in a rotationally fixed manner to the output shaft by means of the first or third switching element.

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 have a second fixed gear arranged on the input shaft and a third idler gear associated with the output shaft. The second fixed gear and the third idler gear can be in mesh with each other. By providing the first and second fixed gears arranged on the input shaft, a progressive gear ratio is possible, which means 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 connected in a rotationally fixed manner to the output shaft by means of a fourth switching element. In addition, the transmission can have a third fixed gear, which is arranged on the output shaft and can be operatively connected to an axle differential of the vehicle that is not part of the transmission. In particular, the third fixed gear can be in engagement with the axle differential. The axle differential can be in operative connection with 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 special version, the transmission can have an additional output shaft. Providing an additional output shaft offers the advantage that the transmission can be made short in the axial direction. The output shaft and the further output shaft can each be a countershaft. The output shaft can be assigned a fourth idler gear, which is in engagement with the second fixed gear. The second fixed gear can thus advantageously be in engagement 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 connected in a rotationally fixed manner to the further output shaft by means of a fifth switching element of the transmission.

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 can have a fifth idler gear, which is assigned to the further output shaft. The fifth idler gear can be in mesh with the first fixed gear. This means that the first fixed gear can be in engagement with the second idler gear and the fifth idler gear, 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 for the fifth idler gear to engage with a fourth fixed gear arranged on the input shaft. It is particularly advantageous if the fifth idler gear is arranged such 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 offers the advantage that the overall length of the transmission does not increase in the axial direction. 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 in engagement with the fifth idler gear and with the second idler gear. The fifth idler gear can be connected in a rotationally fixed manner to the output shaft by means of a sixth switching element.

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 can have a fifth fixed gear, which is assigned to the further drive shaft and can be operatively connected to the axle differential of the vehicle. In particular, the fifth fixed gear can be in engagement with the axle differential. As a result, both the drive shaft and the further drive shaft can be connected to the axle differential in a simple manner.

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 can have a large diameter. This offers the advantage that a high overall gear ratio can be achieved for the electric machine, especially with two spur gear stages. The gear ratio from the third fixed gear to the axle differential can be greater than the gear ratio from the fifth fixed gear to the axle differential. It is therefore advantageous for the overall transmission that the electric machine is connected to the drive shaft via the additional fixed gear and the first idler gear.

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 special embodiment, the transmission can have at least four, in particular exactly four, gears for purely internal combustion engine driving, in particular forward driving, when the first switching element and the second switching element are open. In addition, the transmission can have at least one, in particular exactly one, gear for purely electric driving when the second switching element is closed. The electric gear has a high degree of efficiency because, with the exception of the first idler gear and the output shaft, no other idler gears and/or fixed gears rotate in the electric gear.

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 can have at least four, in particular exactly four, gears for purely electric driving or hybrid driving when at least the first switching element is closed. In order to achieve a gear, a further switching element must be closed in addition to closing the first switching element. With a closed first switching element and a closed further switching element, purely electric driving is only possible if there is a separating clutch between the internal combustion engine and the input shaft. Without a separating clutch, only 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 purely electric or hybrid driving to a fourth gear for purely electric or hybrid driving can have the same rapid gear jump as for the internal combustion engine when changing a third gear for purely combustion engine driving into fourth gear for purely 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.Driving in fourth gear is particularly advantageous in a hybrid driving mode, especially at higher speeds up to the maximum speed of the vehicle. In this gear, the electric machine rotates more slowly than in a gear for purely electric driving in which the second switching element is closed. As a result, overspeeding of the electrical 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.Switching from the aforementioned gear for purely electric driving, in which only the second switching element is closed, to the fourth gear in hybrid operation is carried out by closing the sixth switching element and switching the first and second switching elements. During the switching of the first and second switching elements, the internal combustion engine supports the tractive force. In addition, the first and second switching elements are synchronized with the electrical machine EM for the switching process.

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.Using fourth gear for 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 for drive or recuperation at higher speeds.

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 can have a charging gear. In the charging aisle there is a frictional connection between the input shaft and the electrical machine. This means that the energy provided by the internal combustion engine is used to charge the electrical machine. Furthermore, in the charging aisle there is no frictional connection between, on the one hand, the electrical machine and/or the input shaft and, on the other hand, the output shaft and/or the other output shaft. This means that all of the energy provided by the internal combustion engine is supplied to the electrical 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 gear enables the transmission to have only one electric machine and, for example, when the transmission is used in axle hybrid solutions, it is not necessary to provide another electric machine as a starter generator. The connection of the second idler gear for charging the electric machine has the advantage that a good transmission ratio can be achieved between the internal combustion engine and the electric machine. This results from the fact that the electrical machine, in particular the rotor shaft operatively connected to the electrical machine, rotates faster than the internal combustion engine, particularly 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 as double switching elements must be summarized. 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 elements, another double switching element has the third and fourth switching elements and another double switching element has the fifth and sixth switching elements.

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 a separating clutch, the switching elements used in the transmission can be synchronized with an internal combustion engine speed control. If the transmission has an additional starter generator, this can support synchronization. In a version with a separating clutch, the switching elements used in the transmission can be designed as synchronized switching elements. As is usual with an automated transmission, the gear changes take place with the separating clutch open. Alternatively, it is also possible for claw clutches to be used as switching elements in a version with a separating clutch.

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.A hybrid drive with a transmission, which can be designed as an automatic transmission, and an internal combustion engine is particularly advantageous, with the input shaft being operatively connected to the internal combustion engine, in particular connected in a rotationally fixed manner. Alternatively, the input shaft can be operatively connected to the internal combustion engine by means of the separating clutch, in particular connected in a rotationally fixed manner. In addition, a motor vehicle with a hybrid drive and an axle differential is particularly advantageous. 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:

  • 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Getriebes,
  • 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Getriebes,
  • 3 ein Schaltschema für einen rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb,
  • 4 ein Schaltschema für einen rein elektrischen Fahrbetrieb,
  • 5 ein Schaltschema für einen rein elektrischen oder einen rein hybriden Fahrbetrieb.
The subject matter of the invention is shown schematically in the figures and is described below with reference to the figures, with elements that are the same or have the same effect usually being provided with the same reference numerals. Show:
  • 1 a schematic representation of a first embodiment of the transmission according to the invention,
  • 2 a schematic representation of a second embodiment of the transmission according to the invention,
  • 3 a circuit diagram for purely combustion engine driving,
  • 4 a circuit diagram for purely electric driving,
  • 5 a circuit diagram for purely electric or 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 The transmission shown has an electric machine EM, an input shaft 1, a fixed gear 2 arranged on the input shaft 1 and an output shaft 3. In addition, the transmission has a first idler gear 5, which is operatively connected to the electric machine EM, and a second idler gear 6, which is assigned to the output shaft 3. The second idler gear 6 is in engagement with the first fixed gear 2. In addition, the transmission has a first switching element E and a second switching element F, wherein the first idler gear 5 can be connected in a rotationally fixed manner to the second idler gear 6 by means of the first switching element E and can be connected in a rotationally fixed manner to the output shaft 3 by means of the second switching element F. 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 can be connected in a rotationally fixed manner to the output shaft 3 by means of the third switching element B. A third idler gear 10 assigned to the output shaft 3 can be connected in a rotationally fixed manner to the output shaft 3 by means of the fourth switching element A. In addition, the third idler gear 10 is in engagement with a second fixed gear 9, the second fixed gear 9 being arranged on the input shaft 1. The input shaft 1 is operatively connected, in particular connected in a rotationally fixed manner, to an internal combustion engine VM via a torsion damper TD. A third fixed gear 11 is disposed on the output shaft 3 and engages an axle differential 12, 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 a further drive shaft 13. A fourth idler gear 14 and a fifth idler gear 15 are assigned to the further drive shaft 13. The fourth idler gear 14 can be connected in a rotationally fixed manner to the further drive shaft 13 by means of the fifth switching element C. In addition, the fourth idler gear 14 is in engagement with the third fixed gear 9. The fifth idler gear 15 can be connected in a rotationally fixed manner to the further drive shaft 13 by means of the sixth switching element D. The fifth idler gear 15 is in engagement with the first fixed gear 2. A fifth fixed gear 17 is arranged on the further output shaft 13 and is operatively connected to the axle differential 12. The input shaft 1, the output shaft 3 and the further output shaft 13 are arranged axially parallel to one another.

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 operatively connected to a rotor shaft 7. An additional fixed gear 8 is attached to the rotor shaft 8 and in engagement 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 exemplary embodiment. This in 2 The exemplary embodiment shown differs from that in 1 shown Embodiment in that a separating clutch K0 is arranged between the internal combustion engine VM and the input shaft 1 in terms of drive technology. In particular, the separating clutch is arranged between the torsion damper TD and the input shaft 1. The input shaft 1 can thus be effectively connected to the internal combustion engine VM by means of the separating clutch K0 and the torsion damper TD, in particular connected in a rotationally fixed manner.

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 there is a fourth fixed gear 16, which is arranged on the input shaft 1 and is in engagement with the fifth idler gear 15. The first fixed gear 2 is therefore 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 the in the 1 and 2 Transmission shown for purely combustion engine driving. In the 3 and in the following 4 and 5 A closed switching element is marked with the symbol “X”. The transmission has a neutral gear in which no switching element is closed. In addition, the transmission has a first gear for purely internal combustion engine driving, in which the fourth switching element A is closed and the remaining switching elements are open. Switching from the first gear to a second gear for purely internal combustion engine driving takes place by opening the fourth switching element A and closing the fifth switching element C, with the remaining switching elements being opened.

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.Switching from second gear to third gear for purely internal combustion engine driving occurs by opening the fifth switching element C and closing the third switching element B, with the remaining switching elements being opened. Switching from third gear to fourth gear for purely combustion engine driving is done by opening the third switching element B and closing the sixth switching element D, with the remaining switching elements being opened. During the aforementioned switching operations, the electric machine EM supports the tractive 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, there is a charging gear in which the first switching element E is closed and the remaining switching elements are open. In the charging cycle, the electric machine EM is charged by the energy provided by the internal combustion engine VM. In the charging aisle there is no non-positive connection between the input shaft 1 and the output shaft 3 and/or the further output shaft 13. Furthermore, in the charging aisle there is no non-positive connection between the electric machine EM and the output shaft 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 the in 1 and 2 Transmission shown for purely electric driving. A gear for electric driving can be achieved by closing the second switching element F, with the remaining switching elements being open. This circuit diagram also includes a neutral gear 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 switching diagram for the transmission according to the invention with four gears for purely electric or hybrid driving. The four gears can be used at the in 1 The embodiment shown, which does not have a separating clutch K0, can only be used in hybrid driving mode, since the internal combustion engine VM is necessarily connected. On the other hand, the gears at the in 2 The embodiment shown, which has a separating clutch K0, can be used either in hybrid driving mode or in purely electric driving mode, depending on the position of the separating clutch K0. This in 5 The circuit diagram shown differs from that in 3 The switching diagram shown in that the first switching element E is additionally closed in each of the four gears for driving.

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 purely electric or hybrid driving, in addition to the first switching element E, the fourth switching element A is closed, while the remaining switching elements are open. In this gear W1, the power flow goes from the electric machine EM via the additional fixed gear 8, the first idler gear 5, the second idler gear 6 and the first fixed gear 2 to the input shaft 1 and from there then via the third fixed gear 9 and the third idler gear 10 on the output shaft 3. This creates a gear ratio of iem/i3*i1*iab1 that is effective for the electric machine, whereby iem is the gear ratio from the electric machine EM to the drive shaft 3, i3 is the gear ratio from the internal combustion engine VM via the first fixed gear 2 to the output shaft (corresponds to the gear ratio from 3rd gear), i1 is the gear ratio from the internal combustion engine VM via the second fixed gear 9 to the output shaft (corresponds to the gear ratio from 1st gear) and iab1 is the gear ratio from the output shaft 3 to the axle differential 12 . The first gear W1 is in relation to the electric gear, in which only the second switching element F is closed (see 4 ), shortened by the ratio i1/i3. The shortening occurs because the gear ratio i1 is greater than i3, with a short gear having a high gear ratio.

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 purely electric or hybrid driving, in addition to the first switching element E, the fifth switching element C is also closed, while the remaining switching elements are open. The power flow goes from the electric machine EM via the additional fixed gear 8, the first idler gear 5, the second idler gear 6 and the first fixed gear 2 to the input shaft 1 and from there then via the fourth idler gear 14 to the further output shaft 13. This creates a gear ratio of iem/i3*i2*iab2 effective for the electric machine EM, where iem is the gear ratio from the electric machine EM to the output shaft 3, i3 is the gear ratio from the internal combustion engine VM via the first fixed gear 2 to the output shaft (corresponds to the gear ratio from 3rd gear), i2 is the translation from the internal combustion engine VM via the fourth idler gear 14 to the further output shaft (corresponds to the translation from 2nd gear) and iab2 is the translation from the further output shaft 13 to the axle differential 12.

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 purely electric or hybrid driving, in addition to the first switching element E, the third switching element B is also closed, while the remaining switching elements are open.

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 purely electric or hybrid driving, in addition to the first switching element E, the sixth switching element D is also closed. The power flow goes from the electric machine EM via the additional fixed gear 8, the first idler gear 5, the second idler gear 6 and the first fixed gear 2 to the input shaft 1 and from there then via the fifth idler gear 15 to the further output shaft 13. This creates a gear ratio of iem/i3*i4*iab2 effective for the electric machine EM, where iem is the gear ratio from the electric machine EM to the output shaft 3, i3 is the gear ratio from the internal combustion engine VM via the first fixed gear 2 to the output shaft (corresponds to the gear ratio from 3rd gear), i4 is the translation from the internal combustion engine VM via the fifth idler gear 15 to the further output shaft (corresponds to the translation from 4th gear) and iab2 is the translation from the further output shaft 13 to the axle differential 12. The fourth gear W4 is compared to the electric gear, in which only the second switching element F is closed (see 4 ), extended 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.The first, second and fourth gears W1, W2, W4 are compared to the gears that come from the in 3 As can be seen from the circuit diagram shown, the power supply from the electrical machine EM to the output shaft 3 or the further output shaft 13 via additional two tooth meshes.

BezugszeichenReference symbols

11
Eingangswelleinput shaft
22
erstes Festradfirst fixed gear
33
Ausgangswelleoutput shaft
55
erstes Losradfirst loose wheel
66
zweites Losradsecond idler gear
77
RotorwelleRotor shaft
88th
zusätzliches Festradadditional fixed wheel
99
zweites Festradsecond fixed gear
1010
drittes Losradthird idler gear
1111
dritten Festradthird fixed gear
1212
AchsdifferentialAxle differential
1313
weitere Ausgangswelleanother output wave
1414
viertes Losradfourth idler gear
1515
fünftes Losradfifth idler gear
1616
viertes Festradfourth fixed gear
1717
fünftes Festrad fifth fixed gear
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
EME.M
elektrische Maschineelectric machine
TDTD
TorsionsdämpferTorsion damper
VMVM
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine

Claims (14)

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), 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, 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 for a motor vehicle, with an electric machine (EM), an input shaft (1), which can be operatively connected to an internal combustion engine (VM), one mounted on the input shaft (1). arranged first fixed gear (2), an output shaft (3), a first idler gear (5) operatively connected to the electric machine (EM), a second idler gear (6) assigned to the output shaft (3), which is connected to the first fixed gear (2). Engagement is, a first switching element (E) and a second switching element (F), wherein the first idler gear (5) can be connected in a rotationally fixed manner to the second idler gear (6) by means of the first switching element (E) and to the second idler gear (F) by means of the second switching element (F). Output shaft (3) can be connected in a rotationally fixed manner, characterized by a second fixed gear (9), which is arranged on the input shaft (1), and a third idler gear (10), which is assigned to the output shaft (3), the second fixed gear (9 ) and the third idler gear (10) are engaged. 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.Gearbox after Claim 1 , characterized in that a. the first idler gear (5) is in engagement with an additional fixed gear (8) arranged on a rotor shaft (7) of the electric machine (EM). b. the transmission has a third switching element (B), by means of which the second idler gear (6) can be connected in a rotationally fixed manner to the output shaft (3). Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein viertes Schaltelement (A), wobei das dritte Losrad (10) mittels eines vierten Schaltelements (A) mit der Ausgangswelle (3) drehfest verbindbar ist.Gearbox after Claim 1 or 2 , characterized by a fourth switching element (A), wherein the third idler gear (10) can be connected in a rotationally fixed manner to the output shaft (3) by means of a fourth switching element (A). Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein drittes Festrad (11), das auf der Ausgangswelle (3) angeordnet ist und mit einem Achsdifferential (12) wirkverbindbar ist.Gearbox according to one of the Claims 1 until 3 , characterized by a third fixed gear (11) which is arranged on the output shaft (3) and can be operatively connected to an axle differential (12). Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine weitere Ausgangswelle (13), der ein viertes Losrad (14) zugeordnet ist, das mit dem zweiten Festrad (9) in Eingriff ist.Gearbox according to one of the Claims 1 until 4 , characterized by a further output shaft (13), to which a fourth idler gear (14) is assigned, which is in engagement with the second fixed gear (9). Getriebe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein fünftes Schaltelement (C), wobei das vierte Losrad (14) mittels des fünften Schaltelements (C) mit der weiteren Ausgangswelle (13) drehfest verbindbar ist.Gearbox after Claim 5 , characterized by a fifth switching element (C), wherein the fourth idler gear (14) can be connected in a rotationally fixed manner to the further output shaft (13) by means of the fifth switching element (C). Getriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der weiteren Ausgangswelle (13) ein fünftes Losrad (15) zugeordnet ist, das mit dem ersten Festrad (2) in Eingriff ist.Gearbox after Claim 5 or 6 , characterized in that the further output shaft (13) is assigned a fifth idler gear (15), which is in engagement with the first fixed gear (2). Getriebe nach Anspruch 5 oder 6, 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.Gearbox after Claim 5 or 6 , characterized in that the further output shaft (13) is assigned a fifth idler gear (15), which engages with a fourth fixed gear (16) arranged on the input shaft (1). Getriebe nach Anspruch 8, 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.Gearbox after Claim 8 , characterized in that the fifth idler gear (15) is arranged such that a plane in which the fifth idler gear (15) is arranged lies between the first idler gear (5) and the second idler gear (6). Getriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch ein sechstes Schaltelement (D), wobei das fünfte Losrad (15) mittels des sechsten Schaltelements (D) mit der weiteren Ausgangswelle (13) drehfest verbindbar ist.Gearbox according to one of the Claims 7 until 9 , characterized by a sixth switching element (D), wherein the fifth idler gear (15) can be connected in a rotationally fixed manner to the further output shaft (13) by means of the sixth switching element (D). Getriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeichnet durch ein fünftes Festrad (17), das auf der weiteren Ausgangswelle (13) angeordnet ist und mit dem Achsdifferential (12) wirkverbindbar ist.Gearbox according to one of the Claims 5 until 10 , characterized by a fifth fixed gear (17), which is arranged on the further output shaft (13) and can be operatively connected to the axle differential (12). Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, 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.Gearbox according to one of the Claims 1 until 11 , characterized in that the transmission a. has at least four gears for purely internal combustion engine driving when the first switching element (E) and the second switching element (F) are open and / or b. has at least one gear for purely electric driving when the second switching element (F) is closed and / or c. has at least four gears for purely electric driving or hybrid driving when at least the first switching element (E) is closed and / or d. has at least one charging aisle, in which there is a non-positive connection between the electrical machine (EM) and the input shaft (1) and no non-positive connection between, on the one hand, the electrical machine (EM) and / or the input shaft (1) and, on the other hand, the output shaft (3 ) and/or the further output shaft (13). Hybridantrieb mit einem Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12 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 the Claims 1 until 12 and an internal combustion engine (VM), where a. the input shaft (1) is operatively connected to the internal combustion engine (VM) or b. the input shaft (1) can be operatively connected to the internal combustion engine (VM) by means of a separating clutch (K0). Kraftfahrzeug mit dem Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder dem Hybridantrieb nach Anspruch 13 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 the Claims 1 until 12 or the hybrid drive Claim 13 and the axle differential (12), the third fixed gear (11) and the fifth fixed gear (17) being operatively connected to the axle differential (12).
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