DE102016226029A1 - Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb, Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes und Hybridantrieb - Google Patents

Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb, Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes und Hybridantrieb Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe (100) für einen Hybridantrieb mit einer Getriebeeingangswelle (1), einer Getriebeausgangswelle (2), einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) und einer Elektromaschine (EM1), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), umfassend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1-R5), welche wenigstens zwei Teilgetriebe bilden. Ferner mit einer Vorübersetzung (V1), mittels welcher in einem Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle (1) und die weitere Getriebeeingangswelle (3) drehzahlüberlagernd auf die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes wirken. Es sind wenigstens eine zusätzliche Elektromaschine (EM2) und eine zusätzliche Vorübersetzung (V2) vorgesehen. Die zusätzliche Elektromaschine (EM2) ist über die zusätzliche Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden und mittels einer Schalteinrichtung (K0) ist die Antriebswelle (1') wahlweise unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) oder unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbindbar. Die Erfindung umfasst ferner einen Hybridantrieb (500) und mehrere Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes (500) mit einer Verbrennungskraftmaschine (VM) und einem solchen Schaltgetriebe (100).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, mit zwei Getriebeeingangswellen und einer Elektromaschine, welche mit einer der Getriebeeingangswellen triebverbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes mit einem solchen Schaltgetriebe sowie einen Hybridantrieb.
  • Ein gattungsgemäßes Schaltgetriebe ist aus der DE 10 2010 063 582 A1 bekannt. Das Schaltgetriebe ist Bestandteil eines Hybridantriebes mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer Elektromaschine, welche beide mit dem Schaltgetriebe antriebswirksam gekoppelt sind. Dazu weist das Schaltgetriebe zwei Getriebeeingangswellen auf, von denen eine Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungskraftmaschine und die andere Getriebeeingangswelle mit der Elektromaschine triebverbunden sind. Das Schaltgetriebe hat ein Vorgelegegetriebe mit einer Vorgelegewelle und mehrere damit gekoppelte Radebenen. Die Radebenen umfassen Gangradsätze, welche unter Nutzung von Schaltelementen selektiv schaltbar sind, so dass verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle geschaltet werden können.
  • Derartige Schaltgetriebe ermöglichen es, dass wenigstens zwei separate Antriebe, nämlich ein elektromotorischer Antrieb und beispielsweise ein verbrennungsmotorischer Antrieb auf einen gemeinsamen Antriebsstrang, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, wirken können. Es kann auf diese Weise der Antriebsstrang durch eine Überlagerung der Antriebsmomente beider Antriebe oder alleine durch das Antriebsmoment eines der Antriebe angetrieben sein.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt einer Ausführungsform der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe der eingangs genannten Art in seinem Funktionsumfang zu erweitern. Ferner soll ein hierauf optimiertes Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes mit einem solchen Schaltgetriebe vorgeschlagen werden. Darüber hinaus soll ein Hybridantrieb bereitgestellt werden, welcher für den Einsatz eines solchen Schaltgetriebes und/oder eines solchen Verfahrens geeignet ist.
  • Die Aufgabe wird mit einem Schaltgetriebe gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Zur Lösung der Aufgabe werden ferner ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 18, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 21, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 24, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 26 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 29 vorgeschlagen. Darüber hinaus wird ein Hybridantrieb mit den Merkmalen des Anspruches 32 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Schaltgetriebe, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges, vorgesehen. Das Schaltgetriebe hat eine Getriebeeingangswelle als erste Welle, eine Getriebeausgangswelle als zweite Welle, eine weitere Getriebeeingangswelle als dritte Welle und eine Elektromaschine, welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden oder triebverbindbar ist. Insbesondere ist die Getriebeeingangswelle dazu vorgesehen, mit einer Antriebsmaschine, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, triebverbunden zu werden.
  • Das Schaltgetriebe hat ferner ein Hauptgetriebe mit wenigstens einer vierten Welle und mehreren damit gekoppelten oder koppelbaren Radebenen. Insbesondere ist das Hauptgetriebe als Vorgelegegetriebe ausgebildet. Beispielsweise bildet dann die vierte Welle eine Vorgelegewelle. Auch können zwei vierte Wellen bzw. Vorgelegewellen vorgesehen sein. In diesem Fall wird mittels der beiden vierten Wellen bzw. Vorgelegewellen eine Leistungsteilung erreicht.
  • Die Radebenen bilden wenigstens zwei Teilgetriebe, insbesondere höchstens zwei Teilgetriebe, von denen ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle und eine gemeinsame Ausgangswelle haben. Insbesondere ist die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mit der weiteren Getriebeeingangswelle wirkverbunden. Insbesondere ist die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden. Insbesondere ist die gemeinsame Ausgangswelle der beiden Teilgetriebe mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden.
  • Weiterhin hat das Schaltgetriebe mehrere, vorzugsweise dem Hauptgetriebe zugeordnete Schaltelemente, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt. Beispielsweise umfassen die Radebenen Gangradsätze, welche unter Nutzung von Schaltelementen selektiv schaltbar sind, so dass verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle geschaltet werden können.
  • Darüber hinaus hat das Schaltgetriebe eine Vorübersetzung, mittels welcher in einem Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle und die weitere Getriebeeingangswelle drehzahlüberlagernd auf die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes wirken. In dem Überlagerungsbetrieb ist mittels der Elektromaschine ein sogenannter elektrodynamischer Betrieb realisierbar. Beispielsweise kann in dieser Betriebsweise ein Kraftfahrzeug elektrodynamisch angefahren werden (elektrodynamisches Anfahren, EDA). Auch kann in dieser Betriebsweise elektrodynamisch geschaltet werden (elektrodynamisches Schalten, EDS).
  • Bei dem Schaltgetriebe sind nunmehr eine Schalteinrichtung zum antriebsmäßigen Koppeln einer treibenden Antriebswelle mit der Getriebeeingangswelle, wenigstens eine zusätzliche Elektromaschine und eine zusätzliche Vorübersetzung vorgesehen. Die zusätzliche Elektromaschine ist über die zusätzliche Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden. Ferner ist mittels der Schalteinrichtung die Antriebswelle wahlweise unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung oder unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle wirkverbindbar. Insofern übt die Schalteinrichtung eine Funktion als Doppelkupplung bezüglich der treibenden Antriebswelle aus. Beispielsweise ist die treibende Antriebswelle mit einem Antrieb, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, koppelbar oder gekoppelt oder aus einer Abtriebswelle des Antriebes gebildet.
  • Es ergeben sich dadurch eine Reihe weiterer Funktionen für das Schaltgetriebe. Beispielsweise ist durch die zusätzliche Vorübersetzung eine Umkehr der von der Antriebswelle induzierten Drehrichtung möglich, wenn mittels der Schalteinrichtung die Antriebswelle unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist. Die zusätzliche Vorübersetzung dient dann als Umkehrstufe für die Drehrichtung der Getriebeeingangswelle. Mittels der Schalteinrichtung ist somit ein mechanischer Rückwärtsgang zu schalten.
  • Ein weiteres Beispiel betrifft den Überlagerungsbetrieb der Vorübersetzung. Durch die zusätzliche Elektromaschine kann die Drehzahlüberlagerung an der Vorübersetzung, bewirkt durch die Drehzahl des auf die Getriebeeingangswelle wirkenden Antriebes bzw. Verbrennungskraftmaschine und die Drehzahl der Elektromaschine, je nach Bedarf und Notwendigkeit verändert werden. Hierzu braucht lediglich die Drehzahl der zusätzlichen Elektromaschine entsprechend verändert werden.
  • Das Schaltgetriebe kann zusammen mit der Elektromaschine und der zusätzlichen Elektromaschine als Baueinheit vorliegen, welche beispielsweise werksseitig vorinstalliert ist. Es ergeben sich dadurch Montagevorteile, da beispielsweise im Falle einer Endmontage eines Kraftfahrzeuges auf die vorinstallierte Baueinheit zurückgegriffen werden kann. Beispielsweise nutzen die Elektromaschine und/oder die zusätzliche Elektromaschine das Gehäuse des Schaltgetriebes oder ein in Bezug auf das Gehäuse gehäusefestes Bauteil. Beispielsweise sind die Elektromaschine und/oder die zusätzliche Elektromaschine durch das Gehäuse des Schaltgetriebes und/oder das gehäusefeste Bauteil zumindest teilweise eingehaust.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schalteinrichtung wenigstens ein Schaltelement als Zusatzschaltelement des Schaltgetriebes aufweist, welches in wenigstens zwei Schaltstellungen bringbar ist, wobei in einer Schaltstellung die Antriebswelle unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist und in einer weiteren Schaltstellung die Antriebswelle unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist. Dadurch ist die Schalteinrichtung bauteilsparend und kostengünstig zu realisieren, da lediglich auf ein einziges Schaltelement zurückgegriffen werden kann.
  • Nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schalteinrichtung wenigstens zwei Schaltelemente als Zusatzschaltelemente des Schaltgetriebes aufweist, von denen ein erstes Zusatzschaltelement zum Wirkverbinden der Antriebswelle mit der Getriebeeingangswelle unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung dient und ein zweites Zusatzschaltelement zum Wirkverbinden der Antriebswelle mit der Getriebeeingangswelle unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung dient. Dadurch kann die Schalteinrichtung in technisch einfacher Weise realisiert werden. Es kann dazu vorgesehen sein, dass die zwei Zusatzschaltelemente in einem Doppelschaltelement zusammengefasst sind, beispielsweise jeweils ein Einzelschaltelement eines Doppelschaltelementes bilden. Dadurch ist die Schalteinrichtung in technisch einfacher Weise zu realisieren.
  • Es bietet sich an, dass die Schalteinrichtung eine Neutralstellung aufweist, in welcher die Antriebswelle vom dem Schaltgetriebe antriebsmäßig abgekoppelt ist. Dadurch ist in technisch einfacher Weise eine Trennung der Antriebswelle und eines daran gekoppelten Antriebes, wie beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine, von dem auf die Getriebeausgangswelle wirkenden Kraftflusspfad erreicht. Zugleich ist auf diese Weise auch eine triebmäßige Trennung der Antriebswelle von der zusätzlichen Elektromaschine erreicht. In der Neutralstellung kann die zusätzliche Elektromaschine die Antriebsleistung des an der Antriebswelle wirkenden Antriebes bzw. Verbrennungsmaschine ersetzen. Insofern weist die Schalteinrichtung die Funktion einer Trennkupplung auf.
  • Die zusätzliche Vorübersetzung kann in technisch einfacher und kompakt bauender Weise realisiert werden, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung die zusätzliche Vorübersetzung durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied gebildet ist. Eine mögliche Verschaltung der Getriebeglieder ist in technisch einfacher Weise realisiert, wenn das erste Getriebeglied mit der zusätzlichen Elektromaschine wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist, und über die Schalteinrichtung mit der Antriebswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, das zweite Getriebeglied gegen ein gehäusefestes Bauteil festgesetzt ist und das dritte Getriebeglied mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist. Beispielsweise sind das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad.
  • Die Vorübersetzung kann in technisch einfacher und kompakt bauender Weise realisiert werden, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Vorübersetzung durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied gebildet ist. Eine mögliche Verschaltung der Getriebeglieder ist in technisch einfacher Weise realisiert, wenn das erste Getriebeglied mit der weiteren Getriebeeingangswelle, das zweite Getriebeglied mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes und das dritte Getriebeglied mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden sind, insbesondere drehfest verbunden sind. Bei dieser Ausgestaltung ist die Getriebeeingangswelle mit der Vorübersetzung dauerhaft wirkverbunden. Die Vorübersetzung ist somit nur im Überlagerungsbetrieb betreibbar. Beispielsweise sind das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad.
  • Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist durch die zusätzliche Vorübersetzung ein mechanischer Rückwärtsgang bezüglich der treibenden Antriebswelle bzw. eines damit gekoppelten Antriebes, insbesondere Verbrennungskraftmaschine, und/oder bezüglich der zusätzlichen Elektromaschine realisiert. Auch ist es dadurch mittels der Vorübersetzung ermöglicht, dass ein Fahrzeug im EDA-Modus angefahren werden kann und zwar in Rückwärtsfahrtrichtung.
  • Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Vorübersetzung wahlweise in dem Überlagerungsbetrieb oder einem Übersetzungsbetrieb betrieben werden kann. Dazu ist beispielsweise eine weitere Schalteinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Vorübersetzung wahlweise in den Überlagerungsbetrieb oder einen Übersetzungsbetrieb schaltbar ist. In dem Übersetzungsbetrieb wirkt die weitere Getriebeeingangswelle auf die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes und die Getriebeeingangswelle ist von der Vorübersetzung antriebsmäßig abgekoppelt. Indem die Vorübersetzung wahlweise in diesen beiden Betriebsweisen arbeiten kann, ist die Funktionsvielfalt des Schaltgetriebes erweitert.
  • Die weitere Schalteinrichtung kann wenigstens ein Schaltelement als Zusatzschaltelement des Schaltgetriebes aufweisen, welches in wenigstens zwei Schaltstellungen bringbar ist, wobei in einer Schaltstellung die Vorübersetzung in den Überlagerungsbetrieb geschaltet ist, in welchem die Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist, und in einer weiteren Schaltstellung die Vorübersetzung in den Übersetzungsbetrieb geschaltet ist, in welchem die Vorübersetzung von der Getriebeeingangswelle antriebsmäßig abgekoppelt ist. Dadurch ist die weitere Schalteinrichtung bauteilsparend und kostengünstig zu realisieren, da lediglich auf ein einziges Schaltelement zurückgriffen werden kann.
  • Alternativ kann die weitere Schalteinrichtung wenigstens zwei Schaltelemente als Zusatzschaltelemente des Schaltgetriebes aufweisen, von denen ein drittes Zusatzschaltelement zum Schalten der Vorübersetzung in den Überlagerungsbetrieb und ein viertes Zusatzschaltelement zum Schalten der Vorübersetzung in den Übersetzungsbetrieb dient. Dadurch kann die weitere Schalteinrichtung in technisch einfacher Weise realisiert werden. Es kann dazu vorgesehen sein, dass die zwei Zusatzschaltelemente in einem Doppelschaltelement zusammengefasst sind, beispielsweise jeweils ein Einzelschaltelement eines Doppelschaltelementes bilden.
  • Ferner kann es vorgesehen sein, dass die weitere Schalteinrichtung eine Neutralstellung aufweist, in der die Vorübersetzung aus dem Überlagerungsbetrieb und dem Übersetzungsbetrieb herausgebracht ist und die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes von der Getriebeeingangswelle und weiteren Getriebeeingangswelle, insbesondere der damit gekoppelten Elektromaschine, antriebsmäßig abgekoppelt ist.
  • Bei der Ausgestaltung mit der vorgesehenen weiteren Schalteinrichtung bietet es sich ebenfalls an, dass die Vorübersetzung und die zusätzliche Vorübersetzung vorzugsweise jeweils durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied gebildet sind. Die Vorübersetzungen können dadurch in technisch einfacher Weise und kompakt bauend realisiert werden. Beispielsweise sind das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad.
  • Ein möglicher mechanischer Aufbau des Schaltgetriebes besteht darin, dass bezüglich des Planetenradgetriebes für die Vorübersetzung das erste Getriebeglied mit der weiteren Getriebeeingangswelle und das zweite Getriebeglied mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes wirkverbunden sind, insbesondere drehfest verbunden sind, und das dritte Getriebeglied mittels der weiteren Schalteinrichtung wahlweise mit der Getriebeeingangswelle oder einem gehäusefesten Bauteil wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Es kann ferner vorgesehen sein, dass bezüglich des Planetenradgetriebes für die zusätzliche Vorübersetzung das erste Getriebeglied mit der zusätzlichen Elektromaschine wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist, und über die Schalteinrichtung mit der Antriebswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, das zweite Getriebeglied gegen ein gehäusefestes Bauteil festgesetzt ist und das dritte Getriebeglied mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist.
  • Auch bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist durch die zusätzliche Vorübersetzung ein mechanischer Rückwärtsgang bezüglich der treibenden Antriebswelle bzw. eines damit gekoppelten Antriebes, insbesondere Verbrennungskraftmaschine, und/oder bezüglich der zusätzlichen Elektromaschine realisiert. Ferner ist es dadurch mittels der Vorübersetzung ermöglicht, dass ein Fahrzeug im EDA-Modus in Rückwärtsfahrtrichtung angefahren werden kann.
  • Ein möglicher mechanischer Aufbau des Schaltgetriebes besteht nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung darin, dass bezüglich des Planetenradgetriebes für die Vorübersetzung das erste Getriebeglied mit der weiteren Getriebeeingangswelle und das zweite Getriebeglied mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes wirkverbunden sind, insbesondere drehfest verbunden sind, und das dritte Getriebeglied mittels der weiteren Schalteinrichtung wahlweise mit der Getriebeeingangswelle oder einem gehäusefesten Bauteil wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Es kann ferner vorgesehen sein, dass bezüglich des Planetenradgetriebes für die zusätzliche Vorübersetzung das erste Getriebeglied gegen ein gehäusefestes Bauteil oder das gehäusefeste Bauteil festgesetzt ist, das zweite Getriebeglied mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist, und das dritte Getriebeglied mit der zusätzlichen Elektromaschine wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist, und über die Schalteinrichtung mit der Antriebswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist.
  • Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist durch die zusätzliche Vorübersetzung eine Zusatzübersetzung realisiert, welche sowohl von der Antriebswelle bzw. einem daran gekoppelten Antrieb, insbesondere Verbrennungskraftmaschine, als auch von der zusätzlichen Elektromaschine genutzt werden kann. Diese Zusatzübersetzung, auch als Crawler bezeichnet, ermöglicht einen Crawlergang, in dem das Schaltgetriebe betreibbar ist.
  • Ein möglicher mechanischer Aufbau des Schaltgetriebes besteht nach einer nochmals anderen Ausgestaltung der Erfindung darin, dass bezüglich des Planetenradgetriebes für die Vorübersetzung das erste Getriebeglied mit der weiteren Getriebeeingangswelle und das zweite Getriebeglied mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes wirkverbunden sind, insbesondere drehfest verbunden sind, und das dritte Getriebeglied mittels der weiteren Schalteinrichtung wahlweise mit der Getriebeeingangswelle oder einem gehäusefesten Bauteil wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Es kann ferner vorgesehen sein, dass bezüglich des Planetenradgetriebes für die zusätzliche Vorübersetzung das erste Getriebeglied mit der zusätzlichen Elektromaschine wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist, und über die Schalteinrichtung mit der Antriebswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, das zweite Getriebeglied mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist, und das dritte Getriebeglied gegen ein gehäusefestes Bauteil oder das gehäusefeste Bauteil festgesetzt ist.
  • Auch bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist durch die zusätzliche Vorübersetzung eine Zusatzübersetzung realisiert, welche sowohl von der Antriebswelle bzw. einem daran gekoppelten Antrieb, insbesondere Verbrennungskraftmaschine, als auch von der zusätzlichen Elektromaschine genutzt werden kann. Diese Zusatzübersetzung, auch als Crawler bezeichnet, ermöglicht einen Crawlergang, in dem das Schaltgetriebe betreibbar ist.
  • Unter einem gehäusefesten Bauteil oder dem gehäusefesten Bauteil ist im Zuge der Erfindung insbesondere ein Teil des Gehäuses des Schaltgetriebes zu verstehen, welches beispielsweise an dem Gehäuse angeformt ist. Auch kann das gehäusefeste Bauteil ein separates Bauteil sein, welches mit dem Gehäuse des Schaltgetriebes gehäusefest verbunden ist, beispielsweise lösbar verbunden ist.
  • Bezüglich des Hauptgetriebes besteht ein möglicher mechanischer Aufbau darin, dass eine erste Radebene, eine zweite Radebene, eine dritte Radebene, eine vierte Radebene und eine fünfte Radebene mit jeweils wenigstens einem Festrad und einem damit, insbesondere direkt oder indirekt, beispielsweise unter Zwischenschaltung wenigstens eines Zwischenrades, in Eingriff stehenden zugehörigen Losrad vorgesehen sind, wobei das jeweilige Festrad der vierten Welle zugeordnet ist, insbesondere mit der vierten Welle drehfest verbunden ist. Durch die fünf Radebenen, insbesondere höchstens fünf Radebenen, ist das Schaltgetriebe mit relativ geringem Bauaufwand zu realisieren, insbesondere wenn die Radebenen als Stirnradebenen ausgebildet sind und jeweils wenigstens eine Stirnradstufe aufweisen. Sofern das Hauptgetriebe als Vorgelegegetriebe ausgebildet ist, ist durch die fünf Radebenen die wenigstens eine Vorgelegewelle mit geringem Bauaufwand in ausreichender Länge zu realisieren.
  • Eine mögliche Verschaltung der Komponenten des Schaltgetriebes kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung derart realisiert sein, dass die dritte Radebene, die vierte Radebene und die fünfte Radebene der Getriebeeingangswelle und die erste Radebene und die zweite Radebene der weiteren Getriebeeingangswelle zugeordnet sind. Die Getriebeeingangswelle kann eine Vollwelle sein. Die weitere Getriebeeingangswelle kann eine Hohlwelle sein. Beispielsweise ist die weitere Getriebeeingangswelle konzentrisch bezüglich der Getriebeeingangswelle angeordnet. Beispielsweise liegen die Eingangswellen der beiden Teilgetriebe koaxial zur gemeinsamen Ausgangswelle beider Teilgetriebe. Beispielsweise ist die gemeinsame Ausgangswelle der Teilgetriebe koaxial zur Getriebeausgangswelle angeordnet.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, dass die erste Radebene über ein erstes Schaltelement und die zweite Radebene über ein zweites Schaltelement jeweils mit einer fünften Welle koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind, die fünfte Welle über ein drittes Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die dritte Radebene über ein viertes Schaltelement und die vierte Radebene über ein fünftes Schaltelement jeweils mit der Getriebeeingangswelle koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind, die Getriebeeingangswelle über ein sechstes Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, und die fünfte Radebene mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist, oder über ein siebtes Schaltelement mit der Getriebeausgangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Beispielsweise ist der Direktgang des Hauptgetriebes durch Schließen des sechsten Schaltelementes geschaltet.
  • Beispielsweise ist die fünfte Welle mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes gebildet. Beispielsweise ist die Getriebeeingangswelle mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes gebildet. Beispielsweise ist die Getriebeausgangswelle mit der gemeinsamen Ausgangswelle der beiden Teilgetriebe wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Ausgangswelle gebildet.
  • Bei dem Schaltgetriebe kann es vorgesehen sein, dass bezüglich der Getriebeeingangswelle bzw. einer etwaigen daran angekoppelten Verbrennungskraftmaschine wenigstens ein, beispielsweise fünf Gänge, insbesondere mechanische Gänge, mittels des Hauptgetriebes wahlweise schaltbar sind. Die wahlweise schaltbaren Gänge sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisiert, dass in einem 1. Gang das erste Schaltelement, das dritte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind, in einem 2. Gang das vierte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind, in einem 3. Gang das fünfte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind, in einem 4. Gang das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind und/oder in einem 5. Gang das sechste Schaltelement geschlossen ist.
  • Bei den vorgenannten Gängen ist eine Zuordnung zu den Radebenen des Hauptgetriebes wie folgt vorgesehen: Es sind in dem 1. Gang die erste Radebene, in dem 2. Gang die dritte Radebene, in dem 3. Gang die vierte Radebene und in dem 4. Gang die zweite Radebene des Hauptgetriebes genutzt, wobei jeweils die fünfte Radebene des Hauptgetriebes als Abtriebskonstante nutzbar ist. Beispielsweise ist dazu das siebte Schaltelemente zu schließen. Auch kann die Abtriebskonstante mit der Getriebeausgangswelle dauerhaft wirkverbunden sein. In diesem Fall kann das eine Schaltelement bzw. das siebte Schaltelement weggelassen sein. Der 5. Gang ist der Direktgang, in dem der Kraftfluss über keine dieser Radebenen geht.
  • Grundsätzlich kann auch eine andere Zuordnung der Gänge zu dem Radebenen des Hauptgetriebes vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Zuordnung zwischen dem 3. Gang und dem 4. Gang vertauscht sein. Es sind dann in dem 1. Gang die erste Radebene R1, in dem 2. Gang die dritte Radebene R3, in dem 3. Gang die zweite Radebene R2 und in dem 4. Gang die vierte Radebene R4 des Hauptgetriebes HG genutzt, wobei jeweils die fünfte Radebene R5 des Hauptgetriebes HG als Abtriebskonstante genutzt ist und der 5. Gang der Direktgang ist.
  • Bei den vorstehenden Gängen ist ein Kraftfluss geschaltet, welcher von der Getriebeeingangswelle ausgeht. Eine Einkopplung des Drehmomentes der Elektromaschine in diesen Kraftfluss ist jedoch nur in Einzelfällen realisiert, wobei hierzu noch die Vorübersetzung mittels der Schalteinrichtung in den Übersetzungsbetrieb oder in den Überlagerungsbetrieb zu schalten ist. Um das Drehmoment der Elektromaschine in weiteren der Gänge zur Verfügung zu stellen, bietet es sich an, dass in dem 2. Gang das erste Schaltelement oder das zweite Schaltelement zusätzlich geschlossen ist, in dem 3. Gang das zweite Schaltelement zusätzlich geschlossen ist und/oder in dem 5. Gang das erste Schaltelement oder zweite Schaltelement und das siebte Schaltelement zusätzlich geschlossen sind.
  • Sofern die Vorübersetzung schaltbar ist und dazu die weitere Schalteinrichtung vorgesehen ist, kann damit die Vorübersetzung wahlweise in den Übersetzungsbetrieb oder in den Überlagerungsbetrieb geschaltet werden. Im Übersetzungsbetrieb der Vorübersetzung ist eine Wirkverbindung von der Elektromaschine zur Eingangswelle des ersten Teilgetriebes hergestellt. Im Überlagerungsbetrieb ist neben der Wirkverbindung von der Elektromaschine zur Eingangswelle des ersten Teilgetriebes zusätzlich eine Wirkverbindung von der Getriebeeingangswelle zur Eingangswelle des ersten Teilgetriebes hergestellt, über welche die Verbrennungskraftmaschine und/oder die zusätzliche Elektromaschine wirken kann.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schaltgetriebe ein Gruppengetriebe ist. Beispielsweise weist das Schaltgetriebe dann wenigstens eine mit dem Hauptgetriebe gekoppelte oder koppelbare Bereichsgruppe auf, welche wenigstens einen Planetenradsatz mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied umfasst. Das erste Getriebeglied ist mit einer sechsten Welle drehfest verbunden, welche über das sechste Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle und über das siebte Schaltelement mit der fünften Radebene koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Das zweite Getriebeglied ist mit der Getriebeausgangswelle drehfest verbunden und über ein achtes Schaltelement mit der fünften Radebene koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Das dritte Getriebeglied ist über ein neuntes Schaltelement mit einem gehäusefesten Bauteil oder dem gehäusefesten Bauteil und über ein zehntes Schaltelement mit der Getriebeausgangswelle jeweils koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Beispielsweise sind das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad.
  • Durch die Bereichsgruppe ist eine Erweiterung der zu schaltenden Gänge erreicht. Die Gänge des Hauptgetriebes können beispielsweise je nach Schaltung des neunten Schaltelementes und des zehnten Schaltelementes einer sogenannten langsamen Gruppe oder einer schnellen Gruppe zugeordnet sein. Grundsätzlich können die Gänge des Hauptgetriebes zweifach geschaltet werden, so dass das Schaltgetriebe eine doppelte Anzahl von Gangstufen aufweist, von denen die eine Hälfte der langsamen Gruppe und die andere Hälfte der schnellen Gruppe zugeordnet sind.
  • Bei der Ausgestaltung des Schaltgetriebes mit der Bereichsgruppe ist es möglich, dass bezüglich der Getriebeeingangswelle bzw. einer etwaigen daran angekoppelten Verbrennungskraftmaschine wenigstens ein, beispielsweise zehn Gänge, insbesondere mechanische Gänge, wahlweise schaltbar sind. Die wahlweise schaltbaren Gänge können beispielsweise dadurch realisiert sein, dass in einem 1. Gang das erste Schaltelement, das dritte Schaltelement, das siebte Schaltelement und das neunte Schaltelement geschlossen sind, in einem 2. Gang das vierte Schaltelement, das siebte Schaltelement und das neunte Schaltelement geschlossen sind, in einem 3. Gang das fünfte Schaltelement, das siebte Schaltelement und das neunte Schaltelement geschlossen sind, in einem 4. Gang das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement, das siebte Schaltelement und das neunte Schaltelement geschlossen sind, in einem 5. Gang das sechste Schaltelement und das neunte Schaltelement geschlossen sind, in einem 6. Gang das erste Schaltelement, das dritte Schaltelement und das achte Schaltelement geschlossen sind, in einem 7. Gang das vierte Schaltelement und das achte Schaltelement geschlossen sind, in einem 8. Gang das fünfte Schaltelement und das achte Schaltelement geschlossen sind, in einem 9. Gang das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement und das achte Schaltelement geschlossen sind und/oder in einem 10. Gang das sechste Schaltelement und das zehnte Schaltelement geschlossen sind.
  • Bei den vorstehenden zehn Gängen ist ein Kraftfluss geschaltet, welcher von der Getriebeeingangswelle ausgeht. Eine Einkopplung des Drehmomentes der Elektromaschine bzw. Elektromaschinen in diesen Kraftfluss ist jedoch nur in Einzelfällen realisiert. Um das Drehmoment der Elektromaschine in weiteren der Gänge zur Verfügung zu stellen, bietet es sich an, dass in dem 2. Gang das erste Schaltelement oder das zweite Schaltelement zusätzlich geschlossen ist, in dem 3. Gang das zweite Schaltelement zusätzlich geschlossen ist, in dem 5. Gang das erste Schaltelement oder zweite Schaltelement und das siebte Schaltelement oder achte Schaltelement zusätzlich geschlossen sind, in dem 7. Gang das erste Schaltelement oder das zweite Schaltelement zusätzlich geschlossen ist, in dem 8. Gang das zweite Schaltelement zusätzlich geschlossen ist und/oder in dem 10. Gang das zweite Schaltelement und das achte Schaltelement zusätzlich geschlossen sind oder das dritte Schaltelement zusätzlich geschlossen ist.
  • Zusätzlich ist mittels der Schalteinrichtung die Vorübersetzung in den Übersetzungsbetrieb oder in den Überlagerungsbetrieb zu schalten. Im Übersetzungsbetrieb der Vorübersetzung ist eine Wirkverbindung von der Elektromaschine zur Eingangswelle des ersten Teilgetriebes hergestellt. Im Überlagerungsbetrieb ist neben der Wirkverbindung von der Elektromaschine zur Eingangswelle des ersten Teilgetriebes zusätzlich eine Wirkverbindung von der Getriebeeingangswelle zur Eingangswelle des ersten Teilgetriebes hergestellt, über welche die Verbrennungskraftmaschine und/oder die zusätzliche Elektromaschine wirken kann.
  • Gegebenenfalls ist in dem 6. Gang, in dem 7. Gang, in dem 8. Gang und in dem 9. Gang jeweils das neunte Schaltelement oder das zehnte Schaltelement geschlossen. Gegebenenfalls sind in dem 10. Gang das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement zusätzlich geschlossen oder es ist das achte Schaltelement zusätzlich geschlossen. Es drehen dann die betroffenen Schaltelemente lastfrei mit.
  • Der 1. Gang, der 2. Gang, der 3. Gang, der 4. Gang und der 5. Gang sind einer gemeinsamen langsamen Gruppe zugeordnet, in welcher das achte Schaltelement geschlossen und das zehnte Schaltelement geöffnet ist. Der 6. Gang, der 7. Gang, der 8. Gang, der 9. Gang und der 10. Gang sind einer gemeinsamen schnellen Gruppe zugeordnet, in welcher das neunte Schaltelement geöffnet und das zehnte Schaltelement geschlossen ist.
  • Das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement und/oder das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement und/oder das sechste Schaltelement und/oder das siebte Schaltelement und/oder das achte Schaltelement und/oder das wenigstens eine Schaltelement der Schalteinrichtung für die Vorübersetzung kann bzw. können als unsynchronisiertes Klauenschaltelement ausgebildet sein. Durch das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement und/oder das siebte Schaltelementes und/oder das wenigstens eine Schaltelement der Schalteinrichtung für die Vorübersetzung ist eine Synchronisierung mit der Elektromaschine, insbesondere durch eine Drehzahlregelung der Elektromaschine, aktiv durchführbar. Durch das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement und/oder das sechste Schaltelement ist eine Synchronisierung mit einem an der Getriebeeingangswelle gekoppelten Antrieb, beispielsweise einer Verbrennungsmaschine oder gemeinsam mit dem Antrieb bzw. der Verbrennungsmaschine und der zusätzlichen Elektromaschine aktiv durchführbar. Das neunte Schaltelement und/oder das zehnte Schaltelement kann bzw. können als synchronisierte oder synchronisierbare Schaltelemente ausgebildet sein, beispielsweise als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein.
  • Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Nutzfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Schaltgetriebe, insbesondere automatisiertem Schaltgetriebe. Das Schaltgetriebe kann das vorstehend beschriebene Schaltgetriebe sein.
  • Das Schaltgetriebe hat eine Getriebeeingangswelle als erste Welle, eine Getriebeausgangswelle als zweite Welle, eine weitere Getriebeeingangswelle als dritte Welle und eine Elektromaschine, welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden oder triebverbindbar ist. Das Schaltgetriebe hat ferner ein Hauptgetriebe mit wenigstens einer vierten Welle und mehreren damit gekoppelten oder koppelbaren Radebenen. Die Radebenen bilden wenigstens zwei Teilgetriebe, insbesondere höchstens zwei Teilgetriebe, von denen ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle und eine gemeinsame Ausgangswelle haben. Insbesondere ist die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mit der weiteren Getriebeeingangswelle wirkverbunden. Insbesondere ist die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden. Insbesondere ist die gemeinsame Ausgangswelle der beiden Teilgetriebe mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden.
  • Weiterhin hat das Schaltgetriebe mehrere, vorzugsweise dem Hauptgetriebe zugeordnete Schaltelemente, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt. Beispielsweise umfassen die Radebenen Gangradsätze, welche unter Nutzung von Schaltelementen selektiv schaltbar sind, so dass verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle geschaltet werden können.
  • Weiterhin hat das Schaltgetriebe eine Vorübersetzung, mittels welcher in einem Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle und die weitere Getriebeeingangswelle drehzahlüberlagernd auf die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes wirken. In dem Überlagerungsbetrieb ist mittels der Elektromaschine ein sogenannter elektrodynamischer Betrieb realisierbar. Beispielsweise kann in dieser Betriebsweise ein Kraftfahrzeug elektrodynamisch angefahren werden (elektrodynamisches Anfahren, EDA). Auch kann in dieser Betriebsweise elektrodynamisch geschaltet werden (elektrodynamisches Schalten, EDS).
  • Darüber hinaus hat das Schaltgetriebe eine Schalteinrichtung zum antriebsmäßigen Koppeln der Verbrennungskraftmaschine mit der Getriebeeingangswelle, wenigstens eine zusätzliche Elektromaschine und eine zusätzliche Vorübersetzung. Die zusätzliche Elektromaschine ist über die zusätzliche Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden und mittels der Schalteinrichtung ist die Verbrennungskraftmaschine wahlweise unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung oder unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle antriebsmäßig wirkverbindbar. Dadurch ergeben sich eine Reihe weiterer Funktionen für das Schaltgetriebe.
  • Nach einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels der Schalteinrichtung die Verbrennungskraftmaschine unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist oder wirkverbunden wird und die zusätzliche Elektromaschine generatorisch betrieben wird, indem die Verbrennungskraftmaschine die zusätzliche Elektromaschine antreibt. Dadurch ist eine Betriebsweise realisiert, in welcher die zusätzliche Elektromaschine eine Funktion übernimmt. Das Schaltgetriebe befindet sich im Überlagerungsbetrieb. Es liegt ferner eine Kopplung der Verbrennungskraftmaschine mit der Getriebeeingangswelle vor.
  • Diese Betriebsweise ermöglicht es, dass die zusätzliche Elektromaschine bei einem Schaltvorgang eine Funktion ausübt. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass bei einem Schaltvorgang bezüglich der Verbrennungskraftmaschine die Elektromaschine zur Zugkraftstützung motorisch betrieben wird und dazu die von der zusätzlichen Elektromaschine erzeugte elektrische Energie von der Elektromaschine genutzt wird. Dadurch ist der elektrische Energiespeicher für die Elektromaschine entlastet, wodurch eine längere Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers unterstützt wird.
  • Ein weiteres Beispiel ist, dass bei einem Schaltvorgang bezüglich der Verbrennungskraftmaschine die Elektromaschine zur Zugkraftstützung motorisch betrieben wird und der durch die Getriebeeingangswelle erzeugte Überlagerungsanteil an der Vorübersetzung mittels Regelung der Drehzahl der Rotorwelle der zusätzlichen Elektromaschine eingestellt wird. Dadurch ist mittels der zusätzlichen Elektromaschine die Drehzahlüberlagerung an der Vorübersetzung optimal zu regeln. Sofern die Vorübersetzung durch ein Planetenradgetriebe gebildet ist und im Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle mit dem Hohlrad des Planetengetriebes gekoppelt ist, lässt sich der Drehzahlverlauf am Hohlrad mit Unterstützung der zusätzlichen Elektromaschine besser regeln als ohne die zusätzliche Elektromaschine.
  • Nach einer Ausgestaltung oder anderen Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels der Schalteinrichtung die Verbrennungskraftmaschine unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist oder wirkverbunden wird und die zusätzliche Elektromaschine generatorisch betrieben wird, indem die Verbrennungskraftmaschine die zusätzliche Elektromaschine antreibt. Auch bei dieser Betriebsweise befindet sich das Schaltgetriebe im Überlagerungsbetrieb. Es übt jedoch bei dieser Betriebsweise die zusätzliche Vorübersetzung, die eigentlich der zusätzlichen Elektromaschine zugeordnet ist, eine Funktion bezüglich der Verbrennungskraftmaschine aus, indem die zusätzliche Vorübersetzung als Umkehrstufe für die Verbrennungskraftmaschine dient. Dadurch ist in dieser Betriebsweise des Schaltgetriebes die Drehrichtung der von der Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Getriebeeingangswelle umgedreht und damit ein Überlagerungsbetrieb an der Vorübersetzung mit rückwärtsdrehender Getriebeeingangswelle realisiert.
  • Unbenommen davon steht auch bei dieser Betriebsweise des Schaltgetriebes die zu der vorherigen Ausführungsform beschriebene Funktion bei einem Schaltvorgang zu Verfügung. Es ist möglich, dass bei einem Schaltvorgang bezüglich der Verbrennungskraftmaschine die Elektromaschine zur Zugkraftstützung motorisch betrieben wird und dazu die von der zusätzlichen Elektromaschine erzeugte elektrische Energie von der Elektromaschine genutzt wird. Es ist ferner möglich, dass bei einem Schaltvorgang bezüglich der Verbrennungskraftmaschine die Elektromaschine zur Zugkraftstützung motorisch betrieben wird und der durch die Getriebeeingangswelle erzeugte Überlagerungsanteil an der Vorübersetzung mittels Regelung der Drehzahl der Rotorwelle der zusätzlichen Elektromaschine eingestellt wird.
  • Nach einer Ausgestaltung oder anderen Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels der Schalteinrichtung die Verbrennungskraftmaschine von der Wirkverbindung mit der Getriebeeingangswelle und der zusätzlichen Elektromaschine abgekoppelt ist oder abgekoppelt wird, mittels eines der Schaltelemente ein Gang des Hauptgetriebes, vorzugsweise der 1. Gang oder der 2. Gang, geschaltet wird, ein Anfahrwunsch mit einem Soll-Anfahrmoment bezogen auf die Getriebeausgangswelle festgestellt wird und hierzu ein von der Elektromaschine und von der zusätzlichen Elektromaschine jeweils aufzubringendes Drehmoment ermittelt wird und anschließend die Drehzahl der Elektromaschine und die Drehzahl der zusätzlichen Elektromaschine derart eingestellt werden, dass das jeweils aufzubringende Drehmoment erreicht wird, und beispielsweise damit angefahren wird.
  • Diese Betriebsweise ermöglicht es, dass bei einem rein elektrischen Anfahren des Kraftfahrzeuges, beispielsweise in Vorwärtsfahrtrichtung, die zusätzliche Elektromaschine eine Funktion übernimmt. Das Schaltgetriebe befindet sich im Überlagerungsbetrieb und die Verbrennungskraftmaschine ist antriebsmäßig abgekoppelt. Die zusätzliche Elektromaschine wird in dieser Betriebsweise zur Unterstützung der Elektromaschine genutzt, um das Kraftfahrzeug rein elektrisch anzufahren. Es ist auf diese Art und Weise auch ein Anfahren in Rückwärtsfahrtrichtung möglich, da die Elektromaschinen ihre Drehrichtung und das Vorzeichen des Drehmoments wechseln können.
  • Es bietet sich an, dass die eingestellte Drehzahl für die Elektromaschine und/oder die zusätzliche Elektromaschine den Größenwert einer vorgegebenen Mindestdrehzahl entspricht. Dadurch werden die elektrischen Verluste der Elektromaschine klein gehalten. Grundsätzlich kann die eingestellte Drehzahl für die Elektromaschine und/oder die zusätzliche Elektromaschine den Größenwert der vorgegebenen Mindestdrehzahl auch überschreiten.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Vorübersetzung als Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied ausgebildet ist und zwei der Getriebeglieder gegeneinander verblockt werden, um das Anfahren zu beenden. Dadurch wird der Anfahrvorgang in technisch einfacher Weise beendet.
  • Nach einer Ausgestaltung oder anderen Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels der Schalteinrichtung die Verbrennungskraftmaschine von der Wirkverbindung mit der Getriebeeingangswelle und der zusätzlichen Elektromaschine abgekoppelt ist oder abgekoppelt wird und mittels wenigstens eines der Schaltelemente eine dem ersten Teilgetriebe zugeordnete Gangstufe geschaltet wird, über welche eine Kraft zur Stützung der Zugkraft während eines Schaltvorganges bereit gestellt wird, indem die Elektromaschine und die zusätzliche Elektromaschine motorisch betrieben werden.
  • Diese Betriebsweise ermöglicht es, dass bei einem rein elektrischen Gangwechsel die zusätzliche Elektromaschine eine Funktion übernimmt. Das Schaltgetriebe befindet sich im Überlagerungsbetrieb und die Verbrennungskraftmaschine ist antriebsmäßig abgekoppelt. Die zusätzliche Elektromaschine wird in dieser Betriebsweise zur Unterstützung der Elektromaschine genutzt, um die Gangschaltung ohne Zugkraftunterbrechung zu realisieren.
  • Es bietet sich an, dass die Drehzahl der Elektromaschine und die Drehzahl der zusätzlichen Elektromaschine jeweils auf einen solchen Größenwert eingestellt werden, dass der Größenwert der Standgetriebeübersetzung bei der Vorübersetzung vorliegt, anschließend wenigstens ein lastfrei gewordenes Schaltelement ausgelegt wird und dann die Drehzahl der Elektromaschine und die Drehzahl der zusätzlichen Elektromaschine jeweils auf einen solchen Größenwert eingestellt werden, dass das wenigstens eine einzulegende Schaltelement des zu schaltenden Ganges synchron wird und dann das Schaltelement eingelegt wird. Dadurch ist in technisch einfacher Weise ein Schalten im rein elektrischen Betrieb zu realisieren.
  • Nach einer Ausgestaltung oder anderen Ausführungsform des Verfahrens ist bei dem Schaltgetriebe die Vorübersetzung wahlweise in dem Überlagerungsbetrieb oder einem Übersetzungsbetrieb betreibbar. Dazu ist eine weitere Schalteinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Vorübersetzung wahlweise in den Übersetzungsbetrieb oder Überlagerungsbetrieb schaltbar ist. In dem Übersetzungsbetrieb wirkt die weitere Getriebeeingangswelle auf die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes und die Getriebeeingangswelle ist von der Vorübersetzung antriebsmäßig abgekoppelt ist.
  • Die weitere Schalteinrichtung kann auch bei der Ausführungsform des Schaltgetriebes vorgesehen sein, welches den vorstehend beschriebenen Verfahren zugrunde liegt. Die weitere Schalteinrichtung ist dann derart geschaltet, dass die Vorübersetzung im Überlagerungsbetrieb vorliegt.
  • Verfahrensmäßig ist nunmehr vorgesehen, dass mittels der Schalteinrichtung die Verbrennungskraftmaschine unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist oder wirkverbunden wird, mittels der weiteren Schalteinrichtung die Vorübersetzung in den Übersetzungsbetrieb geschaltet ist oder geschaltet wird, mittels wenigstens eines der Schaltelemente die Getriebeeingangswelle und damit die Verbrennungskraftmaschine und die zusätzliche Elektromaschine von einer Wirkverbindung mit der Getriebeausgangswelle abgekoppelt werden und die zusätzliche Elektromaschine mittels der Verbrennungskraftmaschine generatorisch betrieben wird. Dadurch ist eine mögliche Betriebsweise realisiert, in welcher die zusätzliche Elektromaschine eine Funktion übernimmt. Das Schaltgetriebe befindet sich im Übersetzungsbetrieb. Es ist ferner die Verbrennungskraftmaschine mit der Getriebeeingangswelle antriebsmäßig gekoppelt.
  • Diese Betriebsweise ermöglicht es, dass die zusätzliche Elektromaschine bei einem Anfahren des Kraftfahrzeuges, insbesondere seriellen Anfahren, und/oder bei einem Schaltvorgang eine Funktion ausübt. Beispielsweise wird die Elektromaschine motorisch betrieben, um das Kraftfahrzeug rein elektrisch anzufahren, und dazu wird von der Elektromaschine die von der zusätzlichen Elektromaschine erzeugte elektrische Energie genutzt. Ferner kann bei einem Schaltvorgang bezüglich der Verbrennungskraftmaschine die Elektromaschine zur Zugkraftstützung motorisch betrieben werden und dazu von der Elektromaschine die von der zusätzlichen Elektromaschine erzeugte elektrische Energie genutzt werden.
  • Bei dieser Betriebsweise wird somit die zusätzliche Elektromaschine als Generator genutzt und von der abgekoppelten Verbrennungskraftmaschine angetrieben. Die von der zusätzlichen Elektromaschine erzeugte elektrische Energie kann in ein elektrisches Bordnetz eingespeist werden. Ergänzend oder alternativ kann ein elektrischer Energiespeicher, insbesondere ein elektrischer Energiespeicher für die Elektromaschine, damit gespeist werden. Ergänzend oder alternativ kann damit die Elektromaschine direkt gespeist werden. Es ist insofern der elektrische Energiespeicher für die Elektromaschine entlastet und seine Lebensdauer verlängert.
  • Nach einer Ausgestaltung oder anderen Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels der Schalteinrichtung die Verbrennungskraftmaschine unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist oder wirkverbunden wird, mittels der weiteren Schalteinrichtung die Vorübersetzung in den Übersetzungsbetrieb geschaltet ist oder geschaltet wird, mittels wenigstens eines der Schaltelemente die Getriebeeingangswelle und damit die Verbrennungskraftmaschine und die zusätzliche Elektromaschine von einer Wirkverbindung mit der Getriebeausgangswelle abgekoppelt werden und die zusätzliche Elektromaschine mittels der Verbrennungskraftmaschine generatorisch betrieben wird. Es über jedoch bei dieser Betriebsweise die zusätzliche Vorübersetzung, die eigentlich der zusätzlichen Elektromaschine zugeordnet ist, eine Funktion bezüglich der Verbrennungskraftmaschine aus, indem die zusätzliche Vorübersetzung als Umkehrstufe für die Verbrennungskraftmaschine dient. Dadurch ist in dieser Betriebsweise des Schaltgetriebes die Drehrichtung der von der Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Getriebeeingangswelle umgedreht und damit bezüglich der Getriebeausgangswelle ein verbrennungsmotorischer Rückwärtsgang realisiert. Ein Fahrbetrieb kann beispielsweise derart ausgeführt werden, dass mittels der Elektromaschine elektromotorisch angefahren wird und dann mittels der Schalteinrichtung in diesen verbrennungsmotorischen Rückwärtsgang geschaltet wird, um das Fahrzeug rückwärts zu fahren.
  • Unbenommen davon steht auch bei dieser Betriebsweise des Schaltgetriebes die zu der vorherigen Ausführungsform beschriebene Funktion bei einem Schaltvorgang zu Verfügung. Es ist möglich, dass die zusätzliche Elektromaschine bei einem Anfahren des Kraftfahrzeuges, insbesondere seriellen Anfahren, und/oder bei einem Schaltvorgang eine Funktion ausübt. Beispielsweise wird die Elektromaschine motorisch betrieben, um das Kraftfahrzeug rein elektrisch anzufahren, und dazu wird von der Elektromaschine die von der zusätzlichen Elektromaschine erzeugte elektrische Energie genutzt. Ferner kann bei einem Schaltvorgang bezüglich der Verbrennungskraftmaschine die Elektromaschine zur Zugkraftstützung motorisch betrieben werden und dazu von der Elektromaschine die von der zusätzlichen Elektromaschine erzeugte elektrische Energie genutzt werden.
  • Nach einer Ausgestaltung oder anderen Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels der Schalteinrichtung die Verbrennungskraftmaschine unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung oder unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist, mittels der weiteren Schalteinrichtung die Vorübersetzung in den Übersetzungsbetrieb geschaltet ist und bei einem eingelegten Gang im Fahrzeug-Stillstand und bei stillstehender Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise nach einer Notbremsung, die Elektromaschine und die zusätzliche Elektromaschine motorisch betrieben werden. Dadurch können eingelegte Schaltelemente, insbesondere Klauenschaltelemente, durch das Zusammenwirken der beiden Elektromaschinen derart kraftmäßig entlastet werden, dass ein Öffnen der Schaltelemente kraftmäßig einfach stattfinden kann.
  • Nach einer Ausgestaltung oder anderen Ausführungsform des Verfahrens mit der vorstehenden Ausgestaltung des Schaltgetriebes ist es vorgesehen, dass mittels der Schalteinrichtung die Verbrennungskraftmaschine von der Wirkverbindung mit der Getriebeeingangswelle und der zusätzlichen Elektromaschine abgekoppelt ist oder abgekoppelt wird, mittels der weiteren Schalteinrichtung die Vorübersetzung in den Übersetzungsbetrieb geschaltet wird und bei einem Gangwechsel in einem der beiden Teilgetriebe zur Zugkraftstützung die zusätzliche Elektromaschine oder eine mit der Getriebeeingangswelle wirkverbundene zusätzliche Elektromaschine mittels wenigstens eines der Schaltelemente auf einen Gang des anderen Teilgetriebes geschaltet und die zusätzliche Elektromaschine motorisch betrieben wird und zum Synchronisieren des einen Teilgetriebes auf den zu schaltenden Gang die Elektromaschine motorisch betrieben wird.
  • Alternativ kann es vorgesehen sein, dass bei einem Gangwechsel in einem der beiden Teilgetriebe zur Zugkraftstützung die Elektromaschine mittels wenigstens eines der Schaltelemente auf einen Gang des anderen Teilgetriebes geschaltet wird und die Elektromaschine motorisch betrieben wird und zum Synchronisieren des einen Teilgetriebes auf den zu schaltenden Gang eine mit der Getriebeeingangswelle wirkverbundene zusätzliche Elektromaschine motorisch betrieben wird.
  • Dadurch ist eine weitere mögliche Betriebsweise realisiert, in welcher die zusätzliche Elektromaschine eine Funktion übernimmt. Das Schaltgetriebe befindet sich im Übersetzungsbetrieb und die Verbrennungskraftmaschine ist antriebsmäßig abgekoppelt. Es kann eine Lastschaltung im rein elektrischen Betrieb des Hybridantriebes ausgeführt werden.
  • Beispielsweise kann es vorgesehen sein, bei einem Gangwechsel in dem ersten Teilgetriebe zur Zugkraftstützung die zusätzliche Elektromaschine mittels des wenigstens einen Schaltelementes auf einen Gang des zweiten Teilgetriebes geschaltet und die zusätzliche Elektromaschine motorisch betrieben wird und zum Synchronisieren des ersten Teilgetriebes auf den zu schaltenden Gang die Elektromaschine motorisch betrieben wird. Bei einem Gangwechsel in dem zweiten Teilgetriebe kann dagegen zur Zugkraftstützung die Elektromaschine mittels des wenigstens einen Schaltelementes auf einen Gang des ersten Teilgetriebes geschaltet und die Elektromaschine motorisch betrieben wird und zum Synchronisieren des zweiten Teilgetriebes auf den zu schaltenden Gang die zusätzliche Elektromaschine motorisch betrieben wird.
  • Weiterhin umfasst die Erfindung einen Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, beispielsweise Fern-Lastkraftwagen, mit einer Verbrennungskraftmaschine und dem vorstehend beschriebenen Schaltgetriebe, dessen Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungskraftmaschine triebverbunden oder triebverbindbar ist, insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.
  • Durch die Erfindung ist ein Schaltgetriebe, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, bereitgestellt, welches voll lastschaltbar ist und als 10-Ganggetriebe ausgebildet sein kann. Eine konventionelle Anfahrkupplung kann entfallen. Das Schaltgetriebe ermöglicht eine elektrische Zugkraftstützung. Ferner ermöglicht das Schaltgetriebe eine Zugkraftstützung im Hybridbetrieb in allen vorgesehenen Gängen. Das Schaltgetriebe weist einen hohen Wirkungsgrad auf und ist mit geringem Bauaufwand zu realisieren. Ferner sind mittels des Schaltgetriebes Gangstufen bereitgestellt, welche eine geeignete Spreizung und Stufung für den Einsatz bei Fernlastkraftwagen hat.
  • Das Schaltgetriebe stellt eine elektrodynamische Anfahrfunktion (EDA-Modus) im Hybridbetrieb für eine Vorwärtsfahrt und ebenso für eine Rückwärtsfahrt zur Verfügung. Auch stellt das Schaltgetriebe eine elektrodynamische Lastschaltfunktion (EDS-Modus) im Hybridbetrieb zur Verfügung. Durch das Schaltgetriebe ist ein serieller Fahrbetrieb unabhängig von einem elektrischen Energiespeicher möglich. Es ist dadurch auch bei leerer bzw. eingeschränkt funktionstüchtiger Batterie, wie beispielsweise im tiefkalten Zustand, ein elektrisches Anfahren oder ein elektrisches Fahren in Vorwärtsfahrtrichtung wie auch in Rückwärtsfahrtrichtung möglich.
  • Durch die elektrodynamische Anfahrfunktion des Schaltgetriebes im rein elektrischen Betrieb ist ein rein elektrisches Anfahren aus dem Fahrzeug-Stillstand mit vollem Drehmoment ausgehend von den Elektromaschinen möglich, wobei je nach Drehrichtung der Elektromaschinen ein Anfahren wahlweise in Vorwärtsfahrtrichtung oder Rückwärtsfahrtrichtung stattfinden kann. Auch ist durch das Schaltgetriebe eine elektrodynamische Lastschaltfunktion im rein elektrischen Betrieb zur Verfügung gestellt.
  • Weitere Vorteile, Ziele, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
    • 1 eine mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb mit einem Elektroantrieb, aufweisend zwei Elektromaschinen, und einem Hauptgetriebe in schematischer Darstellung,
    • 2 eine weitere mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb, basierend auf dem Schaltgetriebe der 1 und erweitert um eine Bereichsgruppe in schematischer Darstellung,
    • 3 eine weitere Ausführungsform eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb mit einem Elektroantrieb, aufweisend zwei Elektromaschinen, und einem Hauptgetriebe sowie einer Bereichsgruppe in schematischer Darstellung,
    • 4 eine weitere mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb mit einem Elektroantrieb, aufweisend zwei Elektromaschinen, und einem Hauptgetriebe sowie einer Bereichsgruppe in schematischer Darstellung und
    • 5 eine nochmals weitere Ausführungsform eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb mit einem Elektroantrieb, aufweisend zwei Elektromaschinen, und einem Hauptgetriebe sowie einer Bereichsgruppe in schematischer Darstellung.
  • 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 100, insbesondere automatisierten Schaltgetriebes, welches beispielsweise in oder an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, zum Einsatz kommen kann. Das Schaltgetriebe 100 hat eine Getriebeeingangswelle 1 als erste Welle, eine Getriebeausgangswelle 2 als zweite Welle, eine weitere Getriebeeingangswelle 3 als dritte Welle und einen Elektroantrieb mit einer Elektromaschine EM1, welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden oder triebverbindbar ist. Beispielsweise weist die Elektromaschine EM1 einen gehäusefesten Stator S und einen gegenüber dem Stator S drehbaren Rotor R auf, welcher mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 drehfest verbunden ist. Beispielsweise ist das Schaltgetriebe 100 ein Bestandteil eines Hybridantriebes 500 mit einer Antriebsmaschine, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine VM, welche mit der Getriebeeingangswelle 1 des Schaltgetriebes 100 triebverbindbar oder triebverbunden ist.
  • Das Schaltgetriebe 100 hat ein Hauptgetriebe HG mit mehreren Radebenen, welche vorzugsweise eine erste Radebene R1, eine zweite Radebene R2, eine dritte Radebene R3, eine vierte Radebene R4 und eine fünfte Radebene R5 umfassen, von denen zumindest einzelne der Radebenen R1, R2, R3, R4 und R5 mit einer vierten Welle 4 gekoppelt sind oder koppelbar sind. Bevorzugt ist das Hauptgetriebe HG als Vorgelegegetriebe ausgebildet, wobei die vierte Welle 4 eine Vorgelegewelle bildet. Grundsätzlich kann das Hauptgetriebe HG auch zwei vierte Wellen 4 aufweisen.
  • Bevorzugt umfassen die erste Radebene R1, die zweite Radebene R2, die dritte Radebene R3, die vierte Radebene R4 und die fünfte Radebene R5 jeweils einen Gangradsatz, beispielsweise eine Stirnradstufe. Dazu haben die erste Radebene R1, die zweite Radebene R2, die dritte Radebene R3, die vierte Radebene R4 und die fünfte Radebene R5 wenigstens ein Festrad 11' bzw. 12' bzw. 13' bzw. 14' bzw. 15', insbesondere Stirnrad, und ein zugehöriges Losrad 11 bzw. 12. bzw. 13 bzw. 14 bzw. 15, insbesondere Gegenstirnrad. Das jeweilige Festrad 11' bzw. 12' bzw. 13' bzw. 14' bzw. 15' ist der vierten Welle 4 zugeordnet, insbesondere mit der vierten Welle 4 drehfest verbunden.
  • Das Hauptgetriebe HG umfasst zwei miteinander koppelbare Teilgetriebe, von denen ein erstes Teilgetriebe die dritte Radebene R3, die vierte Radebene R4 und die fünfte Radebene R5 und ein zweites Teilgetriebe die erste Radebene R1 und die zweite Radebene R2 umfassen. Das erste Teilgetriebe und das zweite Teilgetriebe weisen jeweils eine Eingangswelle EW1, EW2 sowie eine gemeinsame Ausgangswelle AW auf. Bevorzugt ist die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 wirkverbunden oder wirkverbindbar. Bevorzugt ist die Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes mit der Getriebeeingangswelle 1 wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder daraus gebildet. Bevorzugt ist die gemeinsame Ausgangswelle AW mit der Getriebeausgangswelle 2 wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder daraus gebildet. Bevorzugt sind die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes und die weitere Getriebeeingangswelle 3 eine Hohlwelle. Bevorzugt sind die Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes und die Getriebeeingangswelle 1 eine Vollwelle. Bevorzugt liegen die Eingangswellen EW1, EW2 der beiden Teilgetriebe koaxial zur gemeinsamen Ausgangswelle AW.
  • Das Schaltgetriebe 100 hat mehrere, insbesondere dem Hauptgetriebe HG zugeordnete Schaltelemente, vorzugsweise ein erstes Schaltelement 10, ein zweites Schaltelement 20, ein drittes Schaltelement 30, ein viertes Schaltelement 40, ein fünftes Schaltelement 50, ein sechstes Schaltelement 60 und ein siebtes Schaltelement 70, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle 1 und der Getriebeausgangswelle 2 und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle 3 und der Getriebeausgangswelle 2 bewirkt. Beispielsweise sind zumindest einzelne der Gangradsätze des Hauptgetriebes HG mittels der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 selektiv schaltbar. Bevorzugt ist das sechste Schaltelement 60 dazu vorgesehen, die Getriebeausgangswelle 2, insbesondere unter Umgehung der Radebenen R1, R2, R3, R4, R5, mit der Getriebeeingangswelle 1 zu koppeln, insbesondere drehfest zu verbinden, so dass sich dann das Schaltgetriebe 100 in einem Direktgang bezüglich des Hauptgetriebes HG befindet.
  • Im Einzelnen können die Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 wie folgt schaltbar sein. Es sind die erste Radebene R1 über das erste Schaltelement 10 und die zweite Radebene R2 über das zweite Schaltelement 20 jeweils mit einer fünften Welle 5 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Es ist die fünfte Welle 5 über das dritte Schaltelement 30 mit der Getriebeeingangswelle 1 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Es sind die dritte Radebene R3 über das vierte Schaltelement 40 und die vierte Radebene R4 über das fünfte Schaltelement 50 jeweils mit der Getriebeeingangswelle 1 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Es sind die Getriebeeingangswelle 1 über das sechste Schaltelement 60 und die fünfte Radebene R5 über das siebte Schaltelement 70 jeweils mit der Getriebeausgangswelle 2 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Durch das dritte Schaltelement 30 sind die beiden Teilgetriebe des Hauptgetriebes HG miteinander koppelbar. Insofern kann die Verbrennungskraftmaschine VM dadurch die von dem ersten Teilgetriebe bereitgestellten Gänge nutzen. Umgekehrt kann der Elektroantrieb die von dem zweiten Teilgetriebe bereitgestellten Gänge nutzen. Bevorzugt ist die fünfte Welle 5 durch die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes gebildet oder damit drehfest verbunden.
  • Bevorzugt sind das erste Schaltelement 10 und das zweite Schaltelement 20 in einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Bevorzugt sind das dritte Schaltelement 30 und das vierte Schaltelement 40 in einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Bevorzugt sind das fünfte Schaltelement 50 und das sechste Schaltelement 60 in einem Doppelschaltelement zusammengefasst.
  • Weiterhin hat das Schaltgetriebe 100 eine Vorübersetzung V1, welche beispielsweise dem Hauptgetriebe HG vorgeschaltet ist und mittels welcher in einem Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle 1 und die weitere Getriebeeingangswelle 3 drehzahlüberlagernd auf die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes wirken. In dem Überlagerungsbetrieb ist mittels der Elektromaschine EM1 ein sogenannter elektrodynamischer Betrieb realisierbar. Beispielsweise kann in dieser Betriebsweise ein Kraftfahrzeug elektrodynamisch angefahren werden (elektrodynamisches Anfahren, EDA). Auch kann in dieser Betriebsweise elektrodynamisch geschaltet werden (elektrodynamisches Schalten, EDS). Die Vorübersetzung V1 und die Elektromaschine EM1 können einer Elektromaschinengruppe EMG1 zugeordnet sein.
  • Bevorzugt ist die Vorübersetzung V1 durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied 1.1, einem zweiten Getriebeglied 1.2 und einem dritten Getriebeglied 1.3 gebildet. Es sind beispielsweise das erste Getriebeglied 1.1 mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 und das zweite Getriebeglied 1.2 mit der fünften Welle 5 bzw. der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes und das dritte Getriebeglied 1.3 mit der Getriebeeingangswelle 1 wirkverbunden. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 1.1 ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied 1.2 ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied 1.3 ein Hohlrad.
  • Bei dem Schaltgetriebe 100 sind darüber hinaus eine Schalteinrichtung K0 zum antriebsmäßigen Koppeln einer treibenden Antriebswelle 1' mit der Getriebeeingangswelle 1, wenigstens eine zusätzliche Elektromaschine EM2 und eine zusätzliche Vorübersetzung V2 vorgesehen. Die zusätzliche Elektromaschine EM2 ist über die zusätzliche Vorübersetzung V2 mit der Getriebeeingangswelle 1 wirkverbunden. Ferner ist mittels der Schalteinrichtung K0 die Antriebswelle 1' wahlweise unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung V2 oder unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung V2 mit der Getriebeeingangswelle 1 wirkverbindbar. Bevorzugt ist die Antriebswelle 1' mit dem Antrieb bzw. der Verbrennungskraftmaschine VM antriebmäßig gekoppelt. Bevorzugt ist im Kraftfluss von der Antriebsmaschine bzw. Verbrennungskraftmaschine VM zur Getriebeeingangswelle 1 ein Torsionsdämpfer TD vorgesehen sein, welcher beispielsweise zwischen der Verbrennungskraftmaschine VM und der Schalteinrichtung K0 angeordnet ist, beispielsweise einerseits mit der Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine VM und andererseits mit der Antriebswelle 1' gekoppelt ist.
  • Bevorzugt weist die Schalteinrichtung K0 wenigstens zwei Schaltelemente als Zusatzschaltelemente M und N des Schaltgetriebes 100 aufweist, von denen ein erstes Zusatzschaltelement M zum Wirkverbinden der Antriebswelle 1' bzw. der Verbrennungskraftmaschine VN mit der Getriebeeingangswelle 1 unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung V2 dient und ein zweites Zusatzschaltelement N zum Wirkverbinden der Antriebswelle 1' bzw. der Verbrennungskraftmaschine VM mit der Getriebeeingangswelle 1 unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung V2 dient. Die Schalteinrichtung K0 kann eine Neutralstellung aufweisen, in welcher die Antriebswelle 1' bzw. Verbrennungskraftmaschine VN von dem Schaltgetriebe 100 antriebsmäßig abgekoppelt ist. Bevorzugt sind die Zusatzschaltelemente M und N in einem Doppelschaltelement zusammengefasst.
  • Bevorzugt ist die zusätzliche Vorübersetzung V2 durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied 2.1, einem zweiten Getriebeglied 2.2 und einem dritten Getriebeglied 2.3 gebildet ist. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das erste Getriebeglied 2.1 mit der zusätzlichen Elektromaschine EM2 wirkverbunden ist und über die Schalteinrichtung K0 mit der Antriebswelle 1' bzw. Verbrennungskraftmaschine VM wirkverbindbar ist, das zweite Getriebeglied 2.2 gegen ein gehäusefestes Bauteil G festgesetzt ist und das dritte Getriebeglied 2.3 mit der Getriebeeingangswelle 1 wirkverbunden ist. Bevorzugt ist das gehäusefeste Bauteil G ein fest mit dem Gehäuse des Schaltgetriebes 100 verbundenes Bauteil oder ein integraler Bestandteil des Gehäuses selbst.
  • Bei dem Schaltgetriebe 100 der 1 ist die Vorübersetzung V1 schaltbar ausgebildet. Es ist dazu eine weitere Schalteinrichtung SE vorgesehen ist, mittels welcher die Vorübersetzung V1 wahlweise in den Überlagerungsbetrieb oder einen Übersetzungsbetrieb schaltbar ist. In dem Übersetzungsbetrieb wirkt die weitere Getriebeeingangswelle 3 auf die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes bzw. die fünfte Welle 5 und die Getriebeeingangswelle 1 ist von der Vorübersetzung V1 antriebsmäßig abgekoppelt. Dies ist dadurch erreicht, dass das dritte Getriebeglied 1.3 der Vorübersetzung V1 mittels der weiteren Schalteinrichtung SE wahlweise mit der Getriebeeingangswelle 1 oder einem gehäusefesten Bauteil G oder dem gehäusefesten Bauteil G wirkverbindbar ist.
  • Bevorzugt weist die weitere Schalteinrichtung SE wenigstens zwei Schaltelemente als Zusatzschaltelemente des Schaltgetriebes 100 auf, von denen ein drittes Zusatzschaltelement I zum Schalten der Vorübersetzung V1 in den Überlagerungsbetrieb und ein viertes Zusatzschaltelement J zum Schalten der Vorübersetzung V1 in den Übersetzungsbetrieb dient. Die weitere Schalteinrichtung SE kann zusätzlich eine Neutralstellung aufweisen, in der die Vorübersetzung V1 aus dem Überlagerungsbetrieb und dem Übersetzungsbetrieb herausgebracht ist und die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes bzw. die fünfte Welle 5 von der Getriebeeingangswelle 1 und der Elektromaschine EM1 antriebsmäßig abgekoppelt ist.
  • Das Schaltgetriebe 100 kann alleine mittels der realisierbaren Gangstufen des Hauptgetriebes HG als 5-Ganggetriebe betrieben werden. Um die Elektromaschine EM1 über die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes nutzen zu können, ist zusätzlich mittels der weiteren Schalteinrichtung SE die Vorübersetzung V1 in den Übersetzungsbetrieb oder in den Überlagerungsbetrieb zu schalten. Bei dem Schaltgetriebe 100 können Gangwechsel ausgeführt werden, welche voll lastschaltbar sind.
  • 2 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 100', insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes, welches beispielsweis in oder an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, zum Einsatz kommen kann. Das Schaltgetriebe 100' ist ein Bestandteil eines Hybridantriebes 500'. Bauteile des Schaltgetriebes 100' sowie des Hybridantriebes 500', welche identisch oder funktionsgleich mit Bauteilen des Schaltgetriebes 100 und des Hybridantriebes 500 der 1 sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Schaltgetriebe 100 und dem Hybridantrieb 500 der 1 verwiesen.
  • Das Schaltgetriebe 100' der 2 ist eine Erweiterung des Schaltgetriebes 100 der 1 dahingehend, dass bei dem Schaltgetriebe 100' zusätzlich eine Bereichsgruppe GP vorgesehen ist. Die Bereichsgruppe GP ist mit dem Hauptgetriebe HG gekoppelt oder koppelbar. Die Bereichsgruppe GP hat wenigstens einen Planetenradsatz PS mit einem ersten Getriebeglied 3.1, einem zweiten Getriebeglied 3.2 und einem dritten Getriebeglied 3.3. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 3.1 ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied 3.2 ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied 3.3 ein Hohlrad.
  • Es ist vorgesehen, dass das erste Getriebeglied 3.1 mit einer sechsten Welle 6 drehfest verbunden ist, welche über das sechste Schaltelement 60 mit der Getriebeeingangswelle 1 und über das siebte Schaltelement 70 mit der fünften Radebene R5 koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Es ist ferner vorgesehen, dass das zweite Getriebeglied 3.2 mit der Getriebeausgangswelle 2 drehfest verbunden ist und über ein achtes Schaltelement 80 mit der fünften Radebene R5 koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, und das dritte Getriebeglied 3.3 über ein neuntes Schaltelement L mit einem gehäusefesten Bauteil G oder dem gehäusefesten Bauteil G und über ein zehntes Schaltelement S mit der Getriebeausgangswelle 2 jeweils koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Es ist somit bei dem Schaltgetriebe 100' im Unterschied zu dem Schaltgetriebe 100 die gemeinsame Ausgangswelle AW der beiden Teilgetriebe mit der sechsten Welle 6 drehfest verbunden oder daraus gebildet.
  • Durch den Planetenradsatz PS kann die fünfte Radebene R5 des Hauptgetriebes HG, welche als Abtriebskonstante genutzt ist, über den Planetenradsatz PS auf zwei Wegen mit der Getriebeausgangswelle 2 gekoppelt werden. Die fünfte Radebene 5 kann einmal über das siebte Schaltelement 70 mit der sechsten Welle 6 drehfest verbunden werden und ist darüber mit dem ersten Getriebeglied 3.1 des Planetenradsatzes PS drehfest verbunden. Die fünfte Radebene R5 kann alternativ auch über das achte Schaltelement 80 mit dem zweiten Getriebeglied 3.2 des Planetenradsatzes PS drehfest verbunden werden. Durch die Ankopplung der fünften Radebene R5 an das zweite Getriebeglied 3.2 ist erreicht, dass über die vierte Welle 4 bzw. Vorgelegewelle die Elektromaschine EM1 die Zugkraft stützen kann, während zwischen dem neunten Schaltelement L und dem zehnten Schaltelement S lastfrei umgeschaltet wird. Auch ist durch die Umkopplung der fünften Radebene R5 mittels des siebten Schaltelementes 70 und des achten Schaltelementes 80 erreicht, dass die Drehzahl der vierten Welle 4 bzw. Vorgelegewelle beim Fahren im Direktgang abgesenkt werden kann, um Schleppverluste an Lagern und Dichtungen zu reduzieren.
  • Anhand des Schaltgetriebes 100' werden nachfolgend mögliche Funktionen beschrieben, welche von der zusätzlichen Elektromaschine EM2 bei unterschiedlichen Betriebsweisen des Schaltgetriebes 100' und/oder des Hybridantriebes 500' ausgeübt werden können. Grundsätzlich sind diese Funktionen der zusätzlichen Elektromaschine EM2 auch bei dem Schaltgetriebe 100 und/oder dem Hybridantrieb 500 der 1 möglich.
  • Beispielsweise kann die zusätzliche Elektromaschine EM2 bei einem seriellen Anfahren des Kraftfahrzeuges genutzt werden. Zum seriellen Anfahren wird das dritte Schaltelement 30, das vierte Schaltelement 40, das fünfte Schaltelement 50 und das sechste Schaltelement 60 geöffnet, um die Getriebeeingangswelle 1 und damit die Verbrennungskraftmaschine VM zusammen mit der zusätzlichen Elektromaschine EM2 vom Antrieb, also der Getriebeausgangswelle 2, mechanisch abzukoppeln. Die Schalteinrichtung K0 bleibt geschlossen, beispielsweise indem mittels der Schalteinrichtung K0 die Verbrennungskraftmaschine VM unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung V2 mit der Antriebswelle 1 wirkverbunden ist, insbesondere das erste Zusatzschaltelement M geschlossen und das zweite Zusatzschaltelement N geöffnet ist.
  • Beispielsweise wird dann der 1. Gang eingelegt, indem das erste Schaltelement 10, das siebte Schaltelement 70 und das elfte Schaltelement L jeweils geschlossen werden. Es wirkt dann auf die Getriebeausgangswelle 2 die Elektromaschine EM1 alleine. Bevorzugt befindet sich die Vorübersetzung V1 dazu im Übersetzungsbetrieb, beispielsweise indem das dritte Zusatzschaltelement I geschlossen und das vierte Zusatzschaltelement J geöffnet sind.
  • Während dieses Betriebszustandes wird die Elektromaschine EM2 als Generator genutzt, indem sie von der abgekoppelten Verbrennungskraftmaschine VM angetrieben wird. Die von der zusätzlichen Elektromaschine EM2 erzeugte elektrische Energie kann in ein elektrisches Bordnetz eingespeist werden. Ergänzend oder alternativ kann ein elektrischer Energiespeicher, insbesondere ein elektrischer Energiespeicher für die Elektromaschine EM1, damit gespeist werden. Ergänzend oder alternativ kann damit die Elektromaschine EM1 auch direkt gespeist werden. Durch die zusätzliche Elektromaschine EM2 kann daher der elektrische Energiespeicher für die Elektromaschine EM1 entlastet werden, so dass dadurch die Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers verlängert wird.
  • Eine weitere Betriebsweise des Schaltgetriebes 100' betrifft mögliche Gangwechsel bzw. Schaltvorgänge. Beispielsweise kann die zusätzliche Elektromaschine EM2 im Übersetzungsbetrieb der Vorübersetzung V1 während eines Gangwechsels bzw. Schaltvorganges genutzt werden. Es wird dabei durch die Elektromaschine EM1 die Zugkraft gestützt. Die während des Schaltvorganges abgekoppelte Getriebeeingangswelle 1, durch welche neben der Verbrennungskraftmaschine VM auch die zusätzliche Elektromaschine EM2 abgekoppelt ist, ermöglicht eine Nutzung der zusätzlichen Elektromaschine EM2 im generatorischen Betrieb, wobei die zusätzliche Elektromaschine EM2 von der Verbrennungskraftmaschine VM angetrieben wird, so dass die von der zusätzlichen Elektromaschine EM2 erzeugte elektrische Leistung der Elektromaschine EM1 direkt oder über den zugehörigen elektrischen Energiespeicher bereitgestellt werden kann. Es kann somit auch in dieser Betriebsweise der elektrische Energiespeicher entlastet und eine längere Lebensdauer erreicht werden.
  • Auch kann die zusätzliche Elektromaschine EM2 eine Funktion ausüben, wenn sich die Vorübersetzung V1 im Überlagerungsbetrieb befindet und ein Gangwechsel bzw. Schaltvorgang ausgeführt wird. Im Überlagerungsbetrieb ist beispielsweise das dritte Zusatzschaltelement I geöffnet und das vierte Zusatzschaltelement J geschlossen. Während des Schaltvorganges findet dann eine Drehzahlüberlagerung an der Vorübersetzung V1 statt. Da die zusätzliche Elektromaschine EM2 mit der Verbrennungskraftmaschine VM gekoppelt ist, ist über die Drehzahl der zusätzlichen Elektromaschine EM2 der Drehzahlverlauf an der Vorübersetzung V1, insbesondere dem als Hohlrad ausgebildeten dritten Getriebeglied 1.3, besser als ohne Wirken der zusätzlichen Elektromaschine EM2 regelbar. Auch kann in diesem Fall die von der zusätzlichen Elektromaschine EM2 aus ihrem generatorischen Betrieb erzeugte elektrische Leistung für die Elektromaschine EM1 bereitgestellt werden. Insofern ist auch bei dieser Betriebsweise durch die zusätzliche Elektromaschine EM2 eine Entlastung des elektrischen Energiespeichers erreicht.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Schaltvorgängen kann die Schalteinrichtung K0 geschlossen bleiben, beispielsweise indem mittels der Schalteinrichtung K0 die Verbrennungskraftmaschine VM unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung V2 mit der Antriebswelle 1 wirkverbunden ist, insbesondere das erste Zusatzschaltelement M geschlossen und das zweite Zusatzschaltelement N geöffnet sind.
  • Durch die zusätzliche Elektromaschine EM2 ist es auch möglich, dass bei einem eingelegten Gang im Fahrzeug-Stillstand und bei stillstehender Verbrennungskraftmaschine VM, beispielsweise bei einer Notbremsung, gezielt drehmomententlastend auf ein eingelegtes Schaltelement, insbesondere Klauenschaltelement wirkt, um das Auseinanderbringen bzw. Auslegen des Schaltelementes zu begünstigen.
  • Durch die Schalteinrichtung K0 kann die Verbrennungskraftmaschine VM wahlweise unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung V2 oder unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung V2 mit der Getriebeeingangswelle 1 wirkverbunden werden. Die zusätzliche Vorübersetzung V2, welche eigentlich der zusätzlichen Elektromaschine EM2 zugeordnet ist, kann somit der Verbrennungskraftmaschine VM zugeschaltet werden, also in den Kraftflusspfad der Verbrennungskraftmaschine VM geschaltet werden. Hierzu ist beispielsweise die Schalteinrichtung K0 derart geschaltet, dass das erste Zusatzschaltelement M geöffnet und das zweite Zusatzschaltelement N geschlossen sind. Die zusätzliche Vorübersetzung V2 wirkt dann als Umkehrstufe für die Verbrennungskraftmaschine VM, durch welche eine Umkehr der Drehrichtung bewirkt wird. Die Getriebeeingangswelle 1 dreht dann gegenüber der Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine VM in die entgegengesetzte Richtung. Durch Schalten der Schalteinrichtung K0 in diesen Modus ist somit ein mechanischer Rückwärtsgang geschaltet.
  • Die vorstehend beschriebenen Betriebsweisen, wie beispielsweise das serielle Anfahren, der Gangwechsel im Überlagerungsbetrieb der Vorübersetzung V1 und der Gangwechsel im Übersetzungsbetrieb der Vorübersetzung V1, können in diesem Modus der Schalteinrichtung K0 in gleicher Weise ausgeführt werden., wobei die Drehrichtung der Getriebeeingangswelle 1 dann umgekehrt ist. Im Überlagerungsbetrieb der Vorübersetzung V1 ergibt sich dann ein rückwärts drehender Überlagerungsanteil an der Vorübersetzung V1, welcher durch die Getriebeeingangswelle 1 bewirkt ist (EDA-Rückwärts). Im Übersetzungsbetrieb ist dadurch ein verbrennungsmotorischer Rückwärtsgang geschaltet, welcher beispielsweise nach einem Anfahren, insbesondere Anfahren in Rückwärtsfahrtrichtung, über die Elektromaschine EM1 und/oder die zusätzliche Elektromaschine EM2 geschaltet werden kann.
  • Eine weitere Betriebsweise des Schaltgetriebes 100' betrifft den Zustand, in dem die Schalteinrichtung K0 geöffnet ist. Die Schalteinrichtung K0 befindet sich dann in der Neutralstellung, in welcher die Verbrennungskraftmaschine VM von dem Schaltgetriebe 100' antriebsmäßig abgekoppelt ist. Auch in diesem Zustand kann die zusätzliche Elektromaschine EM2 genutzt werden, wenn sich beispielsweise die Vorübersetzung V1 im Übersetzungsbetrieb befindet. Es ist dann eine Lastschaltung im rein elektrischen Betrieb möglich. Die Lastschaltung im rein elektrischen Betrieb kann wie folgt ausgeführt werden:
  • Bei einem Gangwechsel im ersten Teilgetriebe, beispielsweise bei einem Wechsel von der ersten Radebene R1 auf die zweite Radebene R2 mittels des ersten Schaltelementes 10 und des zweiten Schaltelementes 20, stützt die zusätzliche Elektromaschine EM2 die Zugkraft über einen Gang im zweiten Teilgetriebe. Dazu ist das vierte Schaltelement 40 oder das fünfte Schaltelement 50 oder das sechste Schaltelement 60 zu schließen. Die Elektromaschine EM1 synchronisiert dann das erste Teilgetriebe auf den neuen Gang.
  • Umgekehrt stützt bei einem Gangwechsel im zweiten Teilgetriebe die Elektromaschine EM1 die Zugkraft über einen Gang im ersten Teilgetriebe. Bei dem Gangwechsel ist wenigstens eine Änderung in der Schaltposition des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40, des fünften Schaltelementes 50 und des sechsten Schaltelementes 60 bewirkt. Der Gang in dem ersten Teilgetriebe ist beispielsweise durch Schließen des ersten Schaltelementes 10 oder des zweiten Schaltelementes 20 erreicht. In diesem Fall ist die zusätzliche Elektromaschine EM2 zur Synchronisierung des zweiten Teilgetriebes auf den neuen Gang genutzt.
  • Eine weitere Betriebsweise des Schaltgetriebes 100' betrifft das sogenannte rein elektrische Anfahren. Es wird dabei das Kraftfahrzeug ohne die Verbrennungskraftmaschine VM, sondern ausschließlich elektrisch mittels des Elektroantriebes angefahren. Die Vorübersetzung V1 befindet sich dazu im Überlagerungsbetrieb. Ferner ist Schalteinrichtung K0 geöffnet, befindet sich also in der Neutralstellung, so dass die Verbrennungskraftmaschine VM von der Getriebeeingangswelle 1 abgekoppelt ist. Die zusätzliche Elektromaschine EM2 ist nach wie vor mit der Getriebeeingangswelle 1 gekoppelt. Ein solches rein elektrisches Anfahren kann wie folgt ausgeführt werden:
  • Es wird ein Gang im Hauptgetriebe HG, beispielsweise der 1. Gang, eingelegt, beispielsweise indem das erste Schaltelement 10 geschlossen wird. Bezüglich der Bereichsgruppe GP ist bevorzugt die langsame Gruppe wirksam. Dazu sind oder werden das siebte Schaltelement 70 und das neunte Schaltelement L geschlossen. Bevorzugt steht im Fahrzeugstillstand die fünfte Welle 5 bzw. die Eingangswelle EW1 still. Sofern nunmehr ein Anfahrwunsch mit einem Soll-Anfahrmoment bezogen auf die Getriebeausgangswelle 2 festgestellt wird, wird das nötige Drehmoment der Elektromaschine EM1 und der zusätzlichen Elektromaschine EM2 jeweils ermittelt und anschließend die Drehzahl der Elektromaschine EM1 und die Drehzahl der zusätzlichen Elektromaschine EM2 derart eingestellt, dass das jeweils aufzubringende Drehmoment erreicht wird. Es wird dann angefahren.
  • Durch die zusätzliche Elektromaschine EM2 ist die Ermittlung des aufzubringenden Drehmomentes zur Einhaltung der Mindestdrehzahl der Elektromaschinen EM1 und EM2 ermöglicht. Die Mindestdrehzahl der jeweiligen Elektromaschine EM1 bzw. EM2 sollte eingehalten werden, damit die Strombelastung des Wechselrichters der Elektromaschinen EM1 und EM2 gleichmäßig auf die einzelnen Phasenströme aufgeteilt werden kann, um Verluste aus einer elektrischen Blindleistung zu reduzieren.
  • Bevorzugt wird das aufzubringende Drehmoment berechnet, beispielsweise unter Nutzung von Informationen über die an dem Schaltgetriebe 100' realisierten Übersetzungen der einzelnen Getriebekomponenten. Insofern unterstützt die zusätzliche Elektromaschine EM2 durch ihren motorischen Betrieb die Elektromaschine EM1, um dadurch ein rein elektrisches Anfahren des Fahrzeuges mit möglichst geringem elektrischen Verlust zu realisieren. Der elektrische Energiespeicher hat dazu ausreichend funktionsfähig zu sein, um die Summenleistung für die Elektromaschine EM1 und die zusätzliche Elektromaschine EM2 bereitzustellen.
  • Während des Anfahrvorganges können die Drehzahlen verändert werden, um einerseits an jeder der beiden Elektromaschinen EM1 und EM2 eine Mindestdrehzahl zu gewährleisten und andererseits die Blindleistung möglichst gering zu halten. Es ist jedoch auch möglich, kurzzeitig die Mindestdrehzahl zu unterschreiten, wenn beispielsweise ein „Nulldurchgang“ bezüglich der Drehzahl vorliegt. Bevorzugt wird das Anfahren beendet, indem das dritte Schaltelement 30 geschlossen wird. In diesem Fall ist dann die Vorübersetzung V1 verblockt. Beide Elektromaschinen EM1 und EM2 wirken dann im 1. Gang.
  • Die zusätzliche Elektromaschine EM2 übt darüber hinaus auch eine Funktion aus, wenn das Schaltgetriebe 100 im rein elektrischen Betrieb, also bei geöffneter Schalteinrichtung K0, geschaltet wird. Diese Lastschaltfunktion ist im Überlagerungsbetrieb der Vorübersetzung V1 möglich. Dazu ist ein dem ersten Teilgetriebe zugeordneter Gang einzulegen. Dieser dient als Stützgang, über den der Kraftfluss während der Lastschaltung geleitet wird. Der Stützgang kann identisch mit dem Istgang oder dem Zielgang sein. Das Schaltverfahren kann wie folgt ausgeführt werden:
  • In einer Lastübernahmephase werden an der Elektromaschine EM1 und an der zusätzlichen Elektromaschine EM2 die Drehmomente so eingestellt, dass es der Standgetriebeübersetzung an der Vorübersetzung V1 entspricht. Dadurch liegt nur noch der Kraftfluss über die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes vor. Sofern die Vorübersetzung V1 ein Planetenradgetriebe ist, findet der Kraftfluss dann über das zweite Getriebeglied 1.2, welches beispielsweise als Planetenradträger oder Steg ausgebildet ist, von der Vorübersetzung V1 an den Stützgang statt. Alle anderen Gangschaltelemente sind lastfrei oder werden lastfrei.
  • Anschließend wird das lastfrei gewordene Schaltelement des Istganges ausgelegt. Nunmehr werden die Drehzahlen der Elektromaschine EM1 und der zusätzlichen Elektromaschine EM2 so geregelt, dass das einzulegende Schaltelement des Zielganges synchron wird. Das synchron gewordene Schaltelement des Zielgangs wird dann anschließend eingelegt, wodurch die Schaltung abgeschlossen ist.
  • Durch die zusätzliche Elektromaschine EM2 kann bei diesem Schaltverfahren eine hohe Zugkraft erreicht werden, weil sich die Drehmomente der beiden Elektromaschinen EM1 und EM2 an der Vorübersetzung V1 summieren. Diese Betriebsweise ist auch im Schub während des Rekuperierens möglich, weil beide Elektromaschinen EM1 und EM2 ihre Drehrichtung und das Vorzeichen des Drehmomentes wechseln können.
  • 3 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 100.1, insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes, welches beispielsweise in oder an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, zum Einsatz kommen kann. Das Schaltgetriebe 100.1 ist ein Bestandteil eines Hybridantriebs 500.1. Bauteile des Schaltgetriebes 100.1 sowie des Hybridantriebes 500.1, welche identisch oder funktionsgleich mit Bauteilen des Schaltgetriebes 100 sowie des Schaltgetriebes 100' und des Hybridantriebes 500 sowie des Hybridantriebes 500' sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Schaltgetriebe 100 und dem Hybridantrieb 500 der 1 und dem Schaltgetriebe 100' und dem Hybridantrieb 500' der 2 verwiesen.
  • Das Schaltgetriebe 100.1 der 3 ist eine Abwandlung des Schaltgetriebes 100' der 2 dahingehend, dass die weitere Schalteinrichtung SE des Schaltgetriebes 100' bei dem Schaltgetriebe 100.1 weggelassen ist. Bei dem Schaltgetriebe 100.1 kann die Vorübersetzung V1 daher nur im Überlagerungsbetrieb betrieben werden. Bevorzugt ist dazu das dritte Getriebeglied 1.3 der Vorübersetzung V1 im Unterschied zu dem Schaltgetriebe 100' nunmehr mit der Getriebeeingangswelle 1 wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden.
  • Die vorstehend zu dem Schaltgetriebe 100' beschriebenen Betriebsweisen und Funktionen der zusätzlichen Elektromaschine EM2 sowie der zusätzlichen Vorübersetzung V2, lassen sich auch bei dem Schaltgetriebe 100.1 in gleicher Weise ausführen, abgesehen von den Betriebsweisen des Schaltgetriebes 100' im Übersetzungsbetrieb der Vorübersetzung V1.
  • 4 zeigt eine nochmals weitere mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 100.2, insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes, welches beispielsweise in oder an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, zum Einsatz kommen kann. Das Schaltgetriebe 100.2 ist ein Bestandteil eines Hybridantriebes 500.2. Bauteile des Schaltgetriebes 100.2 sowie des Hybridantriebes 500.2, welche identisch oder funktionsgleich mit Bauteilen des Schaltgetriebes 100 und des Schaltgetriebes 100' sowie des Hybridantriebes 500 und des Hybridantriebes 500' sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Schaltgetriebe 100 und dem Schaltgetriebe 100' sowie dem Hybridantrieb 500 und dem Hybridantrieb 500' verwiesen.
  • Das Schaltgetriebe 100.2 unterscheidet sich von dem Schaltgetriebe 100' durch eine andere Art der Ankopplung der zusätzlichen Vorübersetzung V2 an die anderen Getriebekomponenten des Schaltgetriebes 100.2. Bezüglich des Planetenradgetriebes für die zusätzliche Vorübersetzung V2 ist es nunmehr vorgesehen, dass das erste Getriebeglied 2.1 gegen ein gehäusefestes Bauteil G festgesetzt ist, das zweite Getriebeglied 2.2 mit der Getriebeeingangswelle 1 wirkverbunden ist und das dritte Getriebeglied 2.3 mit der zusätzlichen Elektromaschine EM2 wirkverbunden ist und über die Schalteinrichtung K0 mit der Verbrennungskraftmaschine VM wirkverbindbar ist. Beispielsweise ist dazu die Schalteinrichtung K0 derart geschaltet, dass die Verbrennungskraftmaschine VM unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung V2 mit der Getriebeeingangswelle 1 wirkverbunden ist. Beispielsweise ist dazu das erste Zusatzschaltelement M geöffnet und das zweite Zusatzschaltelement N geschlossen. Im Unterschied zu dem Schaltgetriebe 100', bei dem die zusätzliche Elektromaschine EM2 mit dem ersten Getriebeglied 2.1 antriebsmäßig gekoppelt ist, ist bei dem Schaltgetriebe 100.2 die zusätzliche Elektromaschine EM2 mit dem dritten Getriebeglied 2.3 der zusätzlichen Vorübersetzung V2 antriebswirksam gekoppelt, beispielsweise der Rotor R der zusätzlichen Elektromaschine EM2 mit dem dritten Getriebeglied 2.3 drehfest verbunden.
  • Durch diese Verschaltung der zusätzlichen Vorübersetzung V2 ist die zu dem Schaltgetriebe 100' beschriebene Betriebsweise, bei der die zusätzliche Vorübersetzung V2 als Umkehrstufe zur Drehrichtungsumkehr genutzt ist, nicht mehr möglich. Stattdessen kommt der zusätzlichen Vorübersetzung V2 nunmehr die Funktion zu, die Übersetzung bzw. Übersetzungswerte zu erhöhen.
  • Beispielsweise kann durch die zusätzliche Vorübersetzung V2 ein Stufensprung von etwa 1,4 bei einer Standübersetzung i0 von etwa -2,5 erzeugt werden, wenn das erste Getriebeglied 2.1 ein Sonnenrad ist, das zweite Getriebeglied 2.2 ein Planetenradträger, insbesondere Steg, ist und das dritte Getriebeglied 2.3 ein Hohlrad ist. Das Hohlrad hat dann die Funktion des Antriebes, der Steg die Funktion des Abtriebes und das Sonnenrad ist festgesetzt.
  • Ansonsten ist auch das Schaltgetriebe 100.2 bzw. der Hybridantrieb 500.2 in den vorstehend zu dem Schaltgetriebe 100' und dem Hybridantrieb 500' beschriebenen Betriebsweisen betreibbar. Bezüglich der Betriebsweise, bei der der Hybridantrieb 500.2 bei geschlossener Schalteinrichtung K0 betrieben wird und das erste Zusatzschaltelement M geöffnet und das zweite Zusatzschaltelement N geschlossen sind, wirkt die zusätzliche Vorübersetzung V2 als zusätzliche Übersetzungsstufe. Die Verbrennungskraftmaschine VM tritt dann bei gleicher Abtriebsdrehzahl um den Faktor der wirkenden Übersetzung der zusätzlichen Vorübersetzung V2 schneller. Auch ergibt sich in dieser Schaltposition der Schalteinrichtung K0 die gleiche Funktionalität wie bei der Schaltstellung mit geschlossenem ersten Zusatzschaltelement M und geöffnetem zweiten Zusatzschaltelement N, wobei sich durch die zusätzliche Vorübersetzung V2 eine höhere Verbrennungsmotordrehzahl ergibt.
  • 5 zeigt eine nochmals weitere mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 100.3, insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes, welches beispielsweise in oder an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, zum Einsatz kommen kann. Das Schaltgetriebe 100.3 ist ein Bestandteil eines Hybridantriebes 500.3. Das Schaltgetriebe 500.3 ist wie das Schaltgetriebe 500.2 eine Abwandlung von dem Schaltgetriebe 100'.
  • Es ist bei dem Schaltgetriebe 100.3 die zusätzliche Vorübersetzung V2 in einer nochmals anderen Art und Weise verschaltet. Bezüglich des Planetenradgetriebes für die zusätzliche Vorübersetzung V2 ist nunmehr das erste Getriebeglied 2.1 mit der zusätzlichen Elektromaschine EM2 wirkverbunden und über die Schalteinrichtung K0 mit der Verbrennungskraftmaschine VM wirkverbindbar, das zweite Getriebeglied 2.2 mit der Getriebeeingangswelle 1 wirkverbunden und das dritte Getriebeglied 2.3 gegen ein gehäusefestes Bauteil G festgesetzt. Durch diese Ankopplung der zusätzlichen Vorübersetzung V2 wird der gleiche Effekt wie bei dem Schaltgetriebe 100.2 erreicht, dass die zusätzliche Vorübersetzung V2 zur Erhöhung der Übersetzung genutzt wird. Die zusätzliche Vorübersetzung V2 dient auch in diesem Fall nicht mehr als Umkehrstufe.
  • Es ist durch die bei dem Schaltgetriebe 100.3 vorgesehene Ankopplung der zusätzlichen Vorübersetzung V2 beispielsweise ein Stufensprung von etwa 3,5 bei einer Standübersetzung i0 von etwa -2,5 zu realisieren, wenn das erste Getriebeglied 2.1 ein Sonnenrad ist, das zweite Getriebeglied 2.2 ein Planetenradträger, insbesondere Steg, ist und das dritte Getriebeglied 2.3 ein Hohlrad ist. Das Hohlrad ist dann gebremst, wohingegen der Steg den Abtrieb und das Sonnenrad den Antrieb bilden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Schaltgetriebe 100, 100', 100.1, 100.2 und 100.3 beispielhaft erläutert. Grundsätzlich kann die Erfindung auch bei anderen Getrieben Anwendung finden, welche beispielsweise zwei parallel geschaltete Teilgetriebe aufweisen.
  • Bei den dargestellten Schaltgetrieben 100, 100', 100.1, 100.2 und 100.3 sind der Einfachheit halber die koaxial bezüglich der Getriebeeingangswelle 1 angeordneten Getriebeglieder lediglich zur Hälfte dargestellt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Getriebeeingangswelle (erste Welle)
    2
    Getriebeausgangswelle (zweite Welle)
    3
    weitere Getriebeeingangswelle (dritte Welle)
    4
    vierte Welle
    5
    fünfte Welle
    6
    sechste Welle
    EW1
    Eingangswelle
    EW2
    Eingangswelle
    AW
    Ausgangswelle
    HG
    Hauptgetriebe
    GP
    Bereichsgruppe
    EMG1
    Elektromaschinengruppe
    EMG2
    weitere Elektromaschinengruppe
    VM
    Verbrennungskraftmaschine
    TD
    Torsionsdämpfer
    1'
    Antriebswelle
    EM1
    Elektromaschine
    EM2
    zusätzliche Elektromaschine
    R
    Rotor
    S
    Stator
    V1
    Vorübersetzung
    V2
    Vorübersetzung
    PS
    Planetenradsatz
    G
    Gehäuse, gehäusefestes Bauteil
    1.1
    erstes Getriebeglied
    1.2
    zweites Getriebeglied
    1.3
    drittes Getriebeglied
    2.1
    erstes Getriebeglied
    2.2
    zweites Getriebeglied
    2.3
    drittes Getriebeglied
    3.1
    erstes Getriebeglied
    3.2
    zweites Getriebeglied
    3.3
    drittes Getriebeglied
    R1
    erste Radebene
    R2
    zweite Radebene
    R3
    dritte Radebene
    R4
    vierte Radebene
    R5
    fünfte Radebene
    11
    erstes Losrad
    12
    zweites Losrad
    13
    drittes Losrad
    14
    viertes Losrad
    15
    fünftes Losrad
    11'
    erstes Festrad
    12'
    zweites Festrad
    13'
    drittes Festrad
    14'
    viertes Festrad
    15'
    fünftes Festrad
    10
    erstes Schaltelement
    20
    zweites Schaltelement
    30
    drittes Schaltelement
    40
    viertes Schaltelement
    50
    fünftes Schaltelement
    60
    sechstes Schaltelement
    70
    siebtes Schaltelement
    80
    achtes Schaltelement
    L
    neuntes Schaltelement
    S
    zehntes Schaltelement
    K0
    Schalteinrichtung
    M
    erstes Zusatzschaltelement
    N
    zweites Zusatzschaltelement
    SE
    weitere Schalteinrichtung
    I
    drittes Zusatzschaltelement
    J
    viertes Zusatzschaltelement
    100
    Schaltgetriebe
    100'
    Schaltgetriebe
    100.1
    Schaltgetriebe
    100.2
    Schaltgetriebe
    100.3
    Schaltgetriebe
    500
    Hybridantrieb
    500'
    Hybridantrieb
    500.1
    Hybridantrieb
    500.2
    Hybridantrieb
    500.3
    Hybridantrieb
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010063582 A1 [0002]

Claims (32)

  1. Schaltgetriebe (100; 100'; 100.1; 100.2; 100.3) für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, mit einer Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle und einer Elektromaschine (EM1), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), umfassend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5), welche wenigstens zwei Teilgetriebe bilden, von denen ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle (EW1, EW2) und eine gemeinsame Ausgangswelle (AW) haben, mit mehreren dem Hauptgetriebe (HG) zugeordneten Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, und mit einer Vorübersetzung (V1), mittels welcher in einem Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle (1) und die weitere Getriebeeingangswelle (3) drehzahlüberlagernd auf die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes wirken, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteinrichtung (K0) zum antriebsmäßigen Koppeln einer treibenden Antriebswelle (1') mit der Getriebeeingangswelle (1), wenigstens eine zusätzliche Elektromaschine (EM2) und eine zusätzliche Vorübersetzung (V2) vorgesehen sind, wobei die zusätzliche Elektromaschine (EM2) über die zusätzliche Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist und mittels der Schalteinrichtung (K0) die Antriebswelle (1') wahlweise unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) oder unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbindbar ist.
  2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (K0) wenigstens ein Schaltelement als Zusatzschaltelement des Schaltgetriebes (100; 100'; 100.1; 100.2; 100.3) aufweist, welches in wenigstens zwei Schaltstellungen bringbar ist, wobei in einer Schaltstellung die Antriebswelle (1') unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist und in einer weiteren Schaltstellung die Antriebswelle (1') unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist.
  3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (K0) wenigstens zwei Schaltelemente (M, N) als Zusatzschaltelemente des Schaltgetriebes (100; 100'; 100.1; 100.2; 100.3) aufweist, von denen ein erstes Zusatzschaltelement (M) zum Wirkverbinden der Antriebswelle (1') mit der Getriebeeingangswelle (1) unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) dient und ein zweites Zusatzschaltelement (N) zum Wirkverbinden der Antriebswelle (1') mit der Getriebeeingangswelle (1) unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) dient.
  4. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzschaltelemente (M, N) in einem Doppelschaltelement zusammengefasst sind.
  5. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (K0) eine Neutralstellung aufweist, in welcher die Antriebswelle (1') von dem Schaltgetriebe (100; 100'; 100.1; 100.2; 100.3) antriebsmäßig abgekoppelt ist.
  6. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorübersetzung (V1) und die zusätzliche Vorübersetzung (V2) durch jeweils ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied (1.1, 2.1), einem zweiten Getriebeglied (1.2, 2.2) und einem dritten Getriebeglied (1.3, 2.3) gebildet ist.
  7. Schaltgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des Planetenradgetriebes für die Vorübersetzung (V1) das erste Getriebeglied (1.1) mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3), das zweite Getriebeglied (1.2) mit der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes und das dritte Getriebeglied (1.3) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden sind und bezüglich des Planetenradgetriebes für die zusätzliche Vorübersetzung (V2) das erste Getriebeglied (2.1) mit der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) wirkverbunden ist und über die Schalteinrichtung (K0) mit der Antriebswelle (1') wirkverbindbar ist, das zweite Getriebeglied (2.2) gegen ein gehäusefestes Bauteil (G) festgesetzt ist und das dritte Getriebeglied (2.3) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist.
  8. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Schalteinrichtung (SE) vorgesehen ist, mittels welcher die Vorübersetzung (V1) wahlweise in den Überlagerungsbetrieb oder einen Übersetzungsbetrieb schaltbar ist, wobei in dem Übersetzungsbetrieb die weitere Getriebeeingangswelle (3) auf die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes wirkt und die Getriebeeingangswelle (1) von der Vorübersetzung (V1) antriebsmäßig abgekoppelt ist.
  9. Schaltgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schalteinrichtung (SE) wenigstens ein Schaltelement als Zusatzschaltelement des Schaltgetriebes (100; 100'; 100.1; 100.2; 100.3) aufweist, welches in wenigstens zwei Schaltstellungen bringbar ist, wobei in einer Schaltstellung die Vorübersetzung (V1) in den Überlagerungsbetrieb geschaltet ist, in welchem die Vorübersetzung (V1) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist, und in einer weiteren Schaltstellung die Vorübersetzung (V1) in den Übersetzungsbetrieb geschaltet ist, in welchem die Vorübersetzung (V1) von der Getriebeeingangswelle (1) antriebsmäßig abgekoppelt ist.
  10. Schaltgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schalteinrichtung (SE) wenigstens zwei Schaltelemente (I, J) als Zusatzschaltelemente des Schaltgetriebes (100; 100'; 100.1; 100.2; 100.3) aufweist, von denen ein drittes Zusatzschaltelement (I) zum Schalten der Vorübersetzung (V1) in den Überlagerungsbetrieb und ein viertes Zusatzschaltelement (J) zum Schalten der Vorübersetzung (V1) in den Übersetzungsbetrieb dient.
  11. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schalteinrichtung (SE) eine Neutralstellung aufweist, in welcher die Vorübersetzung (V1) aus dem Überlagerungsbetrieb und dem Übersetzungsbetrieb herausgebracht ist und die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes von der Getriebeeingangswelle (1) und der Elektromaschine (EM1) antriebsmäßig abgekoppelt ist.
  12. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorübersetzung (V1) und die zusätzliche Vorübersetzung (V2) durch jeweils ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied (1.1, 2.1), einem zweiten Getriebeglied (1.2, 2.2) und einem dritten Getriebeglied (1.3, 2.3) gebildet ist.
  13. Schaltgetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des Planetenradgetriebes für die Vorübersetzung (V1) das erste Getriebeglied (1.1) mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und das zweite Getriebeglied (1.2) mit der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes wirkverbunden sind und das dritte Getriebeglied (1.3) mittels der weiteren Schalteinrichtung (SE) wahlweise mit der Getriebeeingangswelle (1) oder einem gehäusefesten Bauteil (G) wirkverbindbar ist und bezüglich des Planetenradgetriebes für die zusätzliche Vorübersetzung (V2) das erste Getriebeglied (2.1) mit der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) wirkverbunden ist und über die Schalteinrichtung (K0) mit der Antriebswelle (1') wirkverbindbar ist, das zweite Getriebeglied (2.2) gegen ein gehäusefestes Bauteil (G) festgesetzt ist und das dritte Getriebeglied (2.3) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist.
  14. Schaltgetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des Planetenradgetriebes für die Vorübersetzung (V1) das erste Getriebeglied (1.1) mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und das zweite Getriebeglied (1.2) mit der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes wirkverbunden sind und das dritte Getriebeglied (1.3) mittels der weiteren Schalteinrichtung (SE) wahlweise mit der Getriebeeingangswelle (1) oder einem gehäusefesten Bauteil (G) wirkverbindbar ist und bezüglich des Planetenradgetriebes für die zusätzliche Vorübersetzung (V2) das erste Getriebeglied (2.1) gegen ein gehäusefestes Bauteil (G) festgesetzt ist, das zweite Getriebeglied (2.2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist und das dritte Getriebeglied (2.3) mit der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) wirkverbunden ist und über die Schalteinrichtung (K0) mit der Antriebswelle (1') wirkverbindbar ist.
  15. Schaltgetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des Planetenradgetriebes für die Vorübersetzung (V1) das erste Getriebeglied (1.1) mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und das zweite Getriebeglied (1.2) mit der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes wirkverbinden sind und das dritte Getriebeglied (1.3) mittels der weiteren Schalteinrichtung (SE) wahlweise mit der Getriebeeingangswelle (1) oder einem gehäusefesten Bauteil (G) wirkverbindbar ist und bezüglich des Planetenradgetriebes für die zusätzliche Vorübersetzung (V2) das erste Getriebeglied (2.1) mit der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) wirkverbunden ist und über die Schalteinrichtung (K0) mit der Antriebswelle (1') wirkverbindbar ist, das zweite Getriebeglied (2.2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist und das dritte Getriebeglied (2.3) gegen ein gehäusefestes Bauteil (G) festgesetzt ist.
  16. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des Hauptgetriebes (HG) eine erste Radebene (R1), eine zweite Radebene (R2), eine dritte Radebene (R3), eine vierte Radebene (R4) und eine fünfte Radebene (R5) mit jeweils wenigstens einem Festrad (11', 12', 13', 14', 15') und einem zugehörigen Losrad (11, 12, 13, 14, 15) vorgesehen sind, wobei das jeweilige Festrad (11', 12', 13', 14', 15') der vierten Welle (4) zugeordnet ist, wobei die erste Radebene (R1) über ein erstes Schaltelement (10) und die zweite Radebene (R2) über ein zweites Schaltelement (20) jeweils mit einer fünften Welle (5) koppelbar sind, welche mit der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes drehfest verbunden oder daraus gebildet ist, die fünfte Welle (5) über ein drittes Schaltelement (30) mit der Getriebeeingangswelle (1) koppelbar ist, die dritte Radebene (R3) über ein viertes Schaltelement (40) und die vierte Radebene (R4) über ein fünftes Schaltelement (50) jeweils mit der Getriebeeingangswelle (1) koppelbar sind, die Getriebeeingangswelle (1) über ein sechstes Schaltelement (60) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar ist und die fünfte Radebene (R5) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbunden ist oder über ein siebtes Schaltelement (70) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar ist.
  17. Schaltgetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (100; 100'; 100.1; 100.2; 100.3) eine mit dem Hauptgetriebe (HG) gekoppelte oder koppelbare Bereichsgruppe (GP) aufweist, welche wenigstens einen Planetenradsatz (PS) mit einem ersten Getriebeglied (3.1), einem zweiten Getriebeglied (3.2) und einem dritten Getriebeglied (3.3) hat, wobei das erste Getriebeglied (3.1) mit einer sechsten Welle (6) drehfest verbunden ist, welche über das sechste Schaltelement (60) mit der Getriebeeingangswelle (1) und über das siebte Schaltelement (70) mit der fünften Radebene (R5) koppelbar ist, das zweite Getriebeglied (3.2) mit der Getriebeausgangswelle (2) drehfest verbunden ist und über ein achtes Schaltelement (80) mit der fünften Radebene (R5) koppelbar ist und das dritte Getriebeglied (3.3) über ein neuntes Schaltelement (L) mit einem gehäusefesten Bauteil (G) und über ein zehntes Schaltelement (S) mit der Getriebeausgangswelle (2) jeweils koppelbar ist.
  18. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes (500; 500', 500.1; 500.2; 500.3) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Verbrennungskraftmaschine (VM) und ein Schaltgetriebe (100; 100'; 100.1; 100.2; 100.3), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17, mit einer Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle und einer Elektromaschine (EM1), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), umfassend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5), welche wenigstens zwei Teilgetriebe bilden, von denen ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle (EW1, EW2) und eine gemeinsame Ausgangswelle (AW) haben, mit mehreren dem Hauptgetriebe (HG) zugeordneten Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, mit einer Vorübersetzung (V1), mittels welcher in einem Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle (1) und die weitere Getriebeeingangswelle (3) drehzahlüberlagernd auf die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes wirken, und mit einer Schalteinrichtung (K0) zum antriebsmäßigen Koppeln der Verbrennungskraftmaschine (VM) mit der Getriebeeingangswelle (1), wenigstens einer zusätzlichen Elektromaschine (EM2) und einer zusätzlichen Vorübersetzung (V2), wobei die zusätzliche Elektromaschine (EM2) über die zusätzliche Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist und mittels der Schalteinrichtung (K0) die Verbrennungskraftmaschine (VM) wahlweise unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) oder unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbindbar ist, wobei bei dem Verfahren vorgesehen ist, dass mittels der Schalteinrichtung (K0) die Verbrennungskraftmaschine (VM) unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) oder unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist oder wirkverbunden wird und die zusätzliche Elektromaschine (EM2) generatorisch betrieben wird, indem die Verbrennungskraftmaschine (VM) die zusätzliche Elektromaschine (EM2) antreibt.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Schaltvorgang die Elektromaschine (EM1) zur Zugkraftstützung motorisch betrieben wird und dazu die von der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) erzeugte elektrische Energie von der Elektromaschine (EM1) genutzt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Schaltvorgang die Elektromaschine (EM1) zur Zugkraftstützung motorisch betrieben wird und der durch die Getriebeeingangswelle (1) erzeugte Überlagerungsanteil an der Vorübersetzung (V1) mittels Regelung der Drehzahl der Rotorwelle (R) der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) eingestellt wird.
  21. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes (500; 500', 500.1; 500.2; 500.3) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Verbrennungskraftmaschine (VM) und ein Schaltgetriebe (100; 100'; 100.1; 100.2; 100.3), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17, mit einer Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle und einer Elektromaschine (EM1), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), umfassend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5), welche wenigstens zwei Teilgetriebe bilden, von denen ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle (EW1, EW2) und eine gemeinsame Ausgangswelle (AW) haben, mit mehreren dem Hauptgetriebe (HG) zugeordneten Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, mit einer Vorübersetzung (V1), mittels welcher in einem Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle (1) und die weitere Getriebeeingangswelle (3) drehzahlüberlagernd auf die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes wirken, und mit einer Schalteinrichtung (K0) zum antriebsmäßigen Koppeln der Verbrennungskraftmaschine (VM) mit der Getriebeeingangswelle (1), wenigstens einer zusätzlichen Elektromaschine (EM2) und einer zusätzlichen Vorübersetzung (V2), wobei die zusätzliche Elektromaschine (EM2) über die zusätzliche Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist und mittels der Schalteinrichtung (K0) die Verbrennungskraftmaschine (VM) wahlweise unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) oder unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbindbar ist, wobei bei dem Verfahren vorgesehen ist, dass mittels der Schalteinrichtung (K0) die Verbrennungskraftmaschine (VM) von der Wirkverbindung mit der Getriebeeingangswelle (1) und der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) abgekoppelt ist oder abgekoppelt wird, mittels eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) ein Gang des Hauptgetriebes (HG), vorzugsweise der 1. Gang oder der 2. Gang, geschaltet wird, ein Anfahrwunsch mit einem Soll-Anfahrmoment bezogen auf die Getriebeausgangswelle (2) festgestellt wird und hierzu ein von der Elektromaschine (EM1) und von der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) jeweils aufzubringendes Drehmoment ermittelt wird und anschließend die Drehzahl der Elektromaschine (EM1) und die Drehzahl der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) derart eingestellt werden, dass das jeweils aufzubringende Drehmoment erreicht wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die eingestellte Drehzahl für die Elektromaschine (EM1) und/oder die zusätzliche Elektromaschine (EM2) dem Größenwert einer vorgegebenen Mindestdrehzahl entspricht oder überschreitet.
  23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorübersetzung (V1) als Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied (1.1), einem zweiten Getriebeglied (1.2) und einem dritten Getriebeglied (1.3) ausgebildet ist und zwei der Getriebeglieder (1.1, 1.2, 1.3) gegeneinander verblockt werden, um das Anfahren zu beenden.
  24. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes (500; 500', 500.1; 500.2; 500.3) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Verbrennungskraftmaschine (VM) und ein Schaltgetriebe (100; 100'; 100.1; 100.2; 100.3), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17, mit einer Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle und einer Elektromaschine (EM1), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), umfassend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5), welche wenigstens zwei Teilgetriebe bilden, von denen ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle (EW1, EW2) und eine gemeinsame Ausgangswelle (AW) haben, mit mehreren dem Hauptgetriebe (HG) zugeordneten Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, mit einer Vorübersetzung (V1), mittels welcher in einem Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle (1) und die weitere Getriebeeingangswelle (3) drehzahlüberlagernd auf die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes wirken, und mit einer Schalteinrichtung (K0) zum antriebsmäßigen Koppeln der Verbrennungskraftmaschine (VM) mit der Getriebeeingangswelle (1), wenigstens einer zusätzlichen Elektromaschine (EM2) und einer zusätzlichen Vorübersetzung (V2), wobei die zusätzliche Elektromaschine (EM2) über die zusätzliche Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist und mittels der Schalteinrichtung (K0) die Verbrennungskraftmaschine (VM) wahlweise unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) oder unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbindbar ist, wobei bei dem Verfahren vorgesehen ist, dass mittels der Schalteinrichtung (K0) die Verbrennungskraftmaschine (VM) von der Wirkverbindung mit der Getriebeeingangswelle (1) und der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) abgekoppelt ist oder abgekoppelt wird, und mittels wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) eine dem ersten Teilgetriebe zugeordnete Gangstufe geschaltet wird, über welche eine Kraft zur Stützung der Zugkraft während eines Schaltvorganges bereitgestellt wird, indem die Elektromaschine (EM1) und die zusätzliche Elektromaschine (EM2) motorisch betrieben werden.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Elektromaschine (EM1) und die Drehzahl der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) jeweils auf einen solchen Größenwert eingestellt werden, dass der Größenwert der Standgetriebeübersetzung der Vorübersetzung (V1) vorliegt, anschließend wenigstens ein lastfrei gewordenes Schaltelement ausgelegt wird und dann die Drehzahl der Elektromaschine (EM1) und die Drehzahl der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) jeweils auf einen solchen Größenwert eingestellt werden, dass das wenigstens eine einzulegende Schaltelement des zu schaltenden Ganges synchron wird, und dann das Schaltelement eingelegt wird.
  26. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes (500; 500'; 500.2; 500.3) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Verbrennungskraftmaschine (VM) und ein Schaltgetriebe (100; 100'; 100.2; 100.3), insbesondere nach einem der Ansprüche 8 bis 17, mit einer Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle und einer Elektromaschine (EM1), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), umfassend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5), welche wenigstens zwei Teilgetriebe bilden, von denen ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle (EW1, EW2) und eine gemeinsame Ausgangswelle (AW) haben, mit mehreren dem Hauptgetriebe (HG) zugeordneten Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, mit einer schaltbaren Vorübersetzung (V1), welche wahlweise in einem Überlagerungsbetrieb oder einem Übersetzungsbetrieb betreibbar ist, wobei in dem Übersetzungsbetrieb die weitere Getriebeeingangswelle (3) auf die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes wirkt und die Getriebeeingangswelle (1) von der Vorübersetzung (V1) antriebsmäßig abgekoppelt ist und in dem Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle (1) und die weitere Getriebeeingangswelle (3) drehzahlüberlagernd auf die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes wirken, mit einer Schalteinrichtung (K0) zum antriebsmäßigen Koppeln der Verbrennungskraftmaschine (VM) mit der Getriebeeingangswelle (1), wenigstens einer zusätzlichen Elektromaschine (EM2) und einer zusätzlichen Vorübersetzung (V2), wobei die zusätzliche Elektromaschine (EM2) über die zusätzliche Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist und mittels der Schalteinrichtung (K0) die Verbrennungskraftmaschine (VM) wahlweise unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) oder unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbindbar ist, und mit einer weiteren Schalteinrichtung (SE) zum wahlweisen Schalten der Vorübersetzung (V1) in den Übersetzungsbetrieb oder Überlagerungsbetrieb, wobei bei dem Verfahren vorgesehen ist, dass mittels der Schalteinrichtung (K0) die Verbrennungskraftmaschine (VM) unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) oder unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist oder wirkverbunden wird, mittels der weiteren Schalteinrichtung (SE) die Vorübersetzung (V1) in den Übersetzungsbetrieb geschaltet ist oder geschaltet wird, mittels wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) die Getriebeeingangswelle (1) und damit die Verbrennungskraftmaschine (VM) und die zusätzliche Elektromaschine (EM2) von einer Wirkverbindung mit der Getriebeausgangswelle (2) abgekoppelt werden und die zusätzliche Elektromaschine (EM2) mittels der Verbrennungskraftmaschine (VM) generatorisch betrieben wird.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (EM1) motorisch betrieben wird, um das Kraftfahrzeug rein elektrisch anzufahren, und dazu die von der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) erzeugte elektrische Energie von der Elektromaschine (EM1) genutzt wird.
  28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Schaltvorgang die Elektromaschine (EM1) zur Zugkraftstützung motorisch betrieben wird und dazu die von der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) erzeugte elektrische Energie von der Elektromaschine (EM1) genutzt wird.
  29. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes (500; 500'; 500.2; 500.3) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Verbrennungskraftmaschine (VM) und ein Schaltgetriebe (100; 100'; 100.2; 100.3), insbesondere nach einem der Ansprüche 8 bis 17, mit einer Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle und einer Elektromaschine (EM1), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), umfassend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5), welche wenigstens zwei Teilgetriebe bilden, von denen ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle (EW1, EW2) und eine gemeinsame Ausgangswelle (AW) haben, mit mehreren dem Hauptgetriebe (HG) zugeordneten Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, mit einer schaltbaren Vorübersetzung (V1), welche wahlweise in einem Überlagerungsbetrieb oder einem Übersetzungsbetrieb betreibbar ist, wobei in dem Übersetzungsbetrieb die weitere Getriebeeingangswelle (3) auf die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes wirkt und die Getriebeeingangswelle (1) von der Vorübersetzung (V1) antriebsmäßig abgekoppelt ist und in dem Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle (1) und die weitere Getriebeeingangswelle (3) drehzahlüberlagernd auf die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes wirken, mit einer Schalteinrichtung (K0) zum antriebsmäßigen Koppeln der Verbrennungskraftmaschine (VM) mit der Getriebeeingangswelle (1), wenigstens einer zusätzlichen Elektromaschine (EM2) und einer zusätzlichen Vorübersetzung (V2), wobei die zusätzliche Elektromaschine (EM2) über die zusätzliche Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbunden ist und mittels der Schalteinrichtung (K0) die Verbrennungskraftmaschine (VM) wahlweise unter Umgehung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) oder unter Einbindung der zusätzlichen Vorübersetzung (V2) mit der Getriebeeingangswelle (1) wirkverbindbar ist, und mit einer weiteren Schalteinrichtung (SE) zum wahlweisen Schalten der Vorübersetzung (V1) in den Übersetzungsbetrieb oder Überlagerungsbetrieb, wobei bei dem Verfahren vorgesehen ist, dass mittels der Schalteinrichtung (K0) die Verbrennungskraftmaschine (VM) von der Wirkverbindung mit der Getriebeeingangswelle (1) und der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) abgekoppelt ist oder abgekoppelt wird, mittels der weiteren Schalteinrichtung (SE) die Vorübersetzung (V1) in den Übersetzungsbetrieb geschaltet ist oder geschaltet wird und bei einem Gangwechsel in einem der beiden Teilgetriebe zur Zugkraftstützung die zusätzliche Elektromaschine (EM2) mittels wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) auf einen Gang des anderen Teilgetriebes geschaltet und motorisch betrieben wird und zum Synchronisieren des einen Teilgetriebes auf den zu schaltenden Gang die Elektromaschine (EM1) motorisch betrieben wird, oder bei einem Gangwechsel in einem der beiden Teilgetriebe zur Zugkraftstützung die Elektromaschine (EM1) wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) auf einen Gang des anderen Teilgetriebes geschaltet und motorisch betrieben wird und zum Synchronisieren des einen Teilgetriebes auf den zu schaltenden Gang die zusätzliche Elektromaschine (EM2) motorisch betrieben wird.
  30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Gangwechsel in dem ersten Teilgetriebe zur Zugkraftstützung die zusätzliche Elektromaschine (EM2) über das wenigstens eine der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) mit der einen der Radebenen (R3, R4, R5) des zweiten Teilgetriebes wirkverbunden und motorisch betrieben wird und zum Synchronisieren des ersten Teilgetriebes auf den zu schaltenden Gang die Elektromaschine (EM1) motorisch betrieben wird.
  31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Gangwechsel in dem zweiten Teilgetriebe zur Zugkraftstützung die Elektromaschine (EM1) über das wenigstens eine der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) mit der einen der Radebenen (R1, R2) des ersten Teilgetriebes wirkverbunden und motorisch betrieben wird und zum Synchronisieren des zweiten Teilgetriebes auf den zu schaltenden Gang die zusätzliche Elektromaschine (EM2) motorisch betrieben wird.
  32. Hybridantrieb (500; 500'; 500.1; 500.2; 500.3) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine (VM) und einem Schaltgetriebe (100; 100'; 100.1; 100.2; 100.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dessen Getriebeeingangswelle (1) mit der Verbrennungskraftmaschine (VM) triebverbunden oder triebverbindbar ist, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 18 bis 31.
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