DE102017216308A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine (EM), eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2), zwei Planetenradsätze (P1, P2) sowie zumindest fünf Schaltelemente (K1, K2, B1, K3, K4), wobei durch selektives Betätigen der zumindest fünf Schaltelemente (K1, K2, B1, K3, K4) unterschiedliche Gänge zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) schaltbar und zudem im Zusammenspiel mit der Elektromaschine (EM) unterschiedliche Betriebsmodi darstellbar sind, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe (G) und Verfahren zum Betreiben derselbigen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine, eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, sowie einen ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz, wobei die Planetenradsätze jeweils mehrere Elemente umfassen, wobei ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes und ein fünftes Schaltelement vorgesehen sind, und wobei ein Rotor der Elektromaschine an der Antriebswelle, an der Abtriebswelle oder zumindest einem der Elemente der Planetenradsätze angebunden ist.
  • Bei Hybridfahrzeugen sind Getriebe bekannt, welche neben einem Radsatz auch eine oder mehrere Elektromaschinen aufweisen. Das Getriebe ist dabei üblicherweise mehrgängig gestaltet, d. h. es sind mehrere unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse als Gänge zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle durch Betätigung entsprechender Schaltelemente schaltbar, wobei dies vorzugsweise automatisch vollzogen wird. Je nach Anordnung der Schaltelemente handelt es sich bei diesen um Kupplungen oder auch um Bremsen. Das Getriebe wird dabei dazu genutzt, ein Zugkraftangebot einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges in Hinblick auf verschiedene Kriterien geeignet umzusetzen. Dabei werden die Gänge des Getriebes zumeist auch im Zusammenspiel mit der zumindest einen Elektromaschine zur Darstellung eines rein elektrischen Fahrens verwendet. Häufig kann die zumindest eine Elektromaschine außerdem im Getriebe zur Darstellung verschiedener Betriebsmodi auf unterschiedliche Weisen eingebunden werden.
  • Aus der DE 10 2013 013 947 A1 geht ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug hervor, das sich aus zwei Planetenradsätzen und einer Elektromaschine zusammensetzt. Die beiden Planetenradsätze sind jeweils durch die Elemente Sonnenrad, Planetensteg und Hohlrad gebildet, wobei zudem insgesamt fünf Schaltelemente vorgesehen sind, über welche unterschiedliche Kraftflussführungen über die Planetenradsätze dargestellt werden können. So können mehrere Gänge zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle des Getriebes bei Antrieb über eine vorgeschaltete Antriebsmaschine sowie zwei Gänge bei Antrieb über die Elektromaschine realisiert werden.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Ausgestaltung zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Getriebe für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, mit welchem bei kompaktem Aufbau unterschiedliche Betriebsmodi auf geeignete Art und Weise dargestellt werden können.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang für ein Hybridfahrzeug ist zudem Gegenstand von Anspruch 13. Des Weiteren haben die Ansprüche 14 bis 16 jeweils ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes zum Gegenstand.
  • Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe eine Elektromaschine, eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle sowie einen ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz. Die Planetenradsätze umfassen dabei mehrere Elemente, wobei ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes und ein fünftes Schaltelement vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Kraftflussführungen unter Schaltung unterschiedlicher Gänge dargestellt werden können. Des Weiteren ist ein Rotor der Elektromaschine an der Antriebswelle, an der Abtriebswelle oder zumindest einem der Elemente der Planetenradsätze angebunden.
  • Unter einer „Welle“ ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest miteinander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung bei Betätigung eines entsprechenden Schaltelements hergestellt wird. Die Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial angebunden wird.
  • Mit „axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Achse gemeint, entlang welcher die Planetenradsätze koaxial zueinander liegend angeordnet sind. Unter „radial“ ist dann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer Welle zu verstehen, die auf dieser Achse liegt.
  • Bevorzugt weist die Abtriebswelle des Getriebes eine Verzahnung auf, über welche die Abtriebswelle dann im Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem achsparallel zur Abtriebswelle angeordneten Differentialgetriebe in Wirkverbindung steht. Hierbei ist die Verzahnung bevorzugt an einer Anschlussstelle der Abtriebswelle vorgesehen, wobei diese Anschlussstelle der Abtriebswelle bevorzugt axial an einem Ende des Getriebes liegt, an welchem auch eine Anschlussstelle der Antriebswelle vorgesehen ist. Diese Art der Anordnung eignet sich besonders zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang.
  • Die Planetenradsätze sind bevorzugt axial auf die Anschlussstelle der Antriebswelle folgend in der Reihenfolge erster Planetenradsatz und zweiter Planetenradsatz angeordnet. Im Sinne der Erfindung kann jedoch auch eine anderweitige Anordnung vorgenommen sein.
  • Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die Antriebswelle drehfest mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist und über das erste Schaltelement drehfest mit der Abtriebswelle in Verbindung gebracht werden kann. Die Abtriebswelle steht zudem drehfest mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung und kann mittels des zweiten Schaltelements drehfest mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden werden. Des Weiteren kann das erste Element des ersten Planetenradsatzes über das dritte Schaltelement festgesetzt sowie mittels des vierten Schaltelements drehfest mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes in Verbindung gebracht werden. Das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes sind drehfest miteinander verbunden, während über das fünfte Schaltelement entweder das erste Element und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes oder das zweite Element und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden werden können.
  • Mit anderen Worten ist also die Antriebswelle permanent drehfest mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden, während die Abtriebswelle ständig drehfest mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung steht. Zudem sind das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes permanent drehfest miteinander verbunden.
  • Bei Betätigung des ersten Schaltelements wird die Antriebswelle drehfest mit der Abtriebswelle verbunden, wohingegen das zweite Schaltelement im geschlossenen Zustand die Abtriebswelle und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander in Verbindung bringt. Ein Schließen des dritten Schaltelements hat ein Festsetzen des ersten Elements des ersten Planetenradsatzes zur Folge, so dass dieses dann an einer Drehbewegung gehindert wird, während das vierte Schaltelement im geschlossenen Zustand das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet. Schließlich werden durch Schließen des fünften Schaltelements entweder das erste Element und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes oder das zweite Element und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden, was jeweils ein Verblocken des zweiten Planetenradsatzes zur Folge hat.
  • Eine jeweilige drehfeste Verbindung der rotierbaren Komponenten des Getriebes ist erfindungsgemäß bevorzugt über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen realisiert, die dabei bei räumlich dichter Lage der Komponenten auch als kurze Zwischenstücke vorliegen können. Konkret können die Komponenten, die permanent drehfest miteinander verbunden sind, dabei jeweils entweder als drehfest miteinander verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen. Im zweitgenannten Fall werden dann die jeweiligen Komponenten und die ggf. vorhandene Welle durch ein gemeinsames Bauteil gebildet, wobei dies insbesondere eben dann realisiert wird, wenn die jeweiligen Komponenten im Getriebe räumlich dicht beieinander liegen.
  • Bei Komponenten des Getriebes, die erst durch Betätigung eines jeweiligen Schaltelements miteinander verbunden werden, wird eine Verbindung ebenfalls bevorzugt über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen verwirklicht.
  • Ein Festsetzen erfolgt insbesondere durch drehfestes Verbinden mit einem drehfesten Bauelement des Getriebes, bei welchem es sich vorzugsweise um eine permanent stillstehende Komponente handelt, bevorzugt um ein Gehäuse des Getriebes, einen Teil eines derartigen Gehäuses oder ein damit drehfest verbundenes Bauelement.
  • Bei dem Getriebe liegen das erste, das zweite, das vierte und das fünfte Schaltelement als Kupplungen vor, welche bei Betätigung jeweils die je zugehörigen, rotierbaren Komponenten des Getriebes ggf. in ihren Drehbewegungen einander angleichen und im Folgenden drehfest miteinander verbinden. Dagegen ist das dritte Schaltelement als Bremse ausgeführt, welche die jeweilige Komponente bei Betätigung stillsetzt.
  • Bevorzugt sind das erste und das fünfte Schaltelement axial zwischen dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Planetenradsatz angeordnet, wobei das erste Schaltelement hierbei insbesondere axial zwischen dem ersten Planetenradsatz und dem fünften Schaltelement liegt. Des Weiteren sind das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement bevorzugt axial auf einer der Anschlussstelle der Antriebswelle zugewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes vorgesehen. Dabei liegt dann das zweite Schaltelement insbesondere axial am nächsten zum ersten Planetenradsatz, wobei hierauf dann axial zunächst das vierte Schaltelement und dann das dritte Schaltelement folgen.
  • Antriebsseitig kann zudem eine Trennkupplung vorgesehen sein, die im betätigten Zustand die Antriebswelle drehfest mit einer Anschlusswelle verbindet, welche wiederum mit der dem Getriebe vorgeschaltete Antriebsmaschine gekoppelt ist. Diese Trennkupplung kann dabei prinzipiell als kraftschlüssiges oder auch als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt sein, liegt aber besonders bevorzugt als Reibungskupplung vor.
  • Insgesamt zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Getriebe durch eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen, einen guten Verzahnungswirkungsgrad und geringe Verluste aus.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe können vier Gänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle durch selektives Schließen von je zwei Schaltelementen realisiert werden. Hierbei ergibt sich ein erster Gang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle durch Betätigen des dritten und des vierten Schaltelements, während ein zweiter Gang zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle durch Schließen des zweiten und des dritten Schaltelements darstellbar ist. Ferner kann ein dritter Gang zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle durch Betätigen des dritten und des fünften Schaltelements geschaltet werden. Schließlich ergibt sich ein vierter Gang zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle in einer ersten Variante durch Schließen des ersten und des dritten Schaltelements, in einer zweiten Variante durch Betätigen des ersten und des fünften Schaltelements, in einer dritten Variante durch Schließen des ersten und des zweiten Schaltelements, in einer vierten Variante durch Betätigen des ersten und des vierten Schaltelements, in einer fünften Variante durch Schließen des zweiten und des fünften Schaltelements, in einer sechsten Variante durch Betätigen des vierten und des fünften Schaltelements sowie in einer siebten Variante durch Schließen des zweiten und des vierten Schaltelements.
  • Bei geeigneter Wahl von Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze wird hierdurch eine für die Anwendung im Bereich eines Kraftfahrzeuges geeignete Übersetzungsreihe realisiert. Dabei können Schaltungen zwischen den Gängen verwirklicht werden, bei welchen stets nur der Zustand von je zwei Schaltelementen zu variieren ist, indem eines der am vorhergehenden Gang beteiligten Schaltelemente zu öffnen und ein anderes Schaltelement zur Darstellung des nachfolgenden Ganges zu schließen ist. Dies hat dann auch zur Folge, dass ein Schalten zwischen den Gängen sehr zügig ablaufen kann.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist der Rotor der Elektromaschine ständig mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden. Diese Anordnung der Elektromaschine in dem Getriebe ist vorteilhaft, da sich hierdurch unterschiedliche Betriebsmodi auf einfache Art und Weise verwirklichen lassen:
  • So kann ein erster Gang zwischen dem Rotor und der Abtriebswelle für ein rein elektrisches Fahren genutzt werden. Dabei ergibt sich dieser erste Gang durch Schließen des dritten Schaltelements, so dass die Elektromaschine durch Festsetzen des ersten Elements des ersten Planetenradsatzes mit einer konstanten Übersetzung über den ersten Planetenradsatz mit der Abtriebswelle verbunden ist. Dabei entspricht eine Übersetzung des ersten Ganges einer Übersetzung des dritten zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Ganges.
  • Da für ein Fahren über eine dem Getriebe vorgeschaltete Antriebsmaschine stets noch ein weiteres Schaltelement zu schließen ist, kann hierbei ein Fahren über die Elektromaschine dargestellt werden, ohne dass die Antriebsmaschine angekoppelt ist. Von diesem rein elektrischen Fahren kann dann die vorgeschaltete Antriebsmaschine in den ersten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Gang, in den zweiten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Gang, in den dritten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Gang und in die erste Variante des vierten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges jeweils zugestartet werden, da das dritte Schaltelement an jedem dieser Gänge beteiligt ist.
  • Als weiterer Betriebsmodus kann zudem ein Ladebetrieb eines elektrischen Energiespeichers verwirklicht werden, indem lediglich das fünfte Schaltelement geschlossen und damit eine Verbindung der Antriebswelle mit der Elektromaschine und damit auch der vorgeschalteten Antriebsmaschine mit der Elektromaschine hergestellt wird. Gleichzeitig ist dabei kein Kraftschluss zur Abtriebswelle hergestellt, so dass sich das Getriebe in einer Neutralstellung befindet. Abgesehen von einem Ladebetrieb kann hierdurch auch ein Starten der vorgeschalteten Antriebsmaschine über die Elektromaschine verwirklicht werden.
  • Da die Elektromaschine im geschlossenen Zustand des dritten Schaltelements mit der Abtriebswelle gekoppelt ist, können zudem Lastschaltungen verwirklicht werden, bei welchen im Zuge der Schaltungen jeweils ein Abstützen über die Elektromaschine stattfinden kann. Dabei kann die Synchronisation des bei einer Schaltung zu schließenden Schaltelements durch Drehzahlregelung der vorgeschalteten Antriebsmaschine oder durch synchronisierte Schaltelemente oder auch durch eine andere, separate Synchronisationseinrichtung erfolgen, wie zum Beispiel eine Getriebebremse oder auch eine weitere Elektromaschine. Wird antriebsseitig der Antriebswelle zudem eine Trennkupplung vorgesehen, kann die Trägheitsmasse der vorgeschalteten Antriebsmaschine während der Synchronisierung abgekoppelt werden.
  • Konkret können dabei Schaltungen zwischen dem ersten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Gang und dem zweiten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Gang unter Last bei geschlossenem dritten Schaltelement verwirklicht werden. Gleiches ist bei Lastschaltungen zwischen dem zweiten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Gang und dem dritten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Gang möglich. Ferner können Lastschaltungen zwischen dem dritten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Gang und der ersten Variante des vierten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges im geschlossenen Zustand des dritten Schaltelements dargestellt werden.
  • Das erfindungsgemäße Getriebe kann zudem so betrieben werden, dass beim Fahren eine Drehzahlabsenkung der Elektromaschine erreicht wird. So kann zunächst hybridisch in der ersten Variante des vierten Ganges gefahren werden, indem entweder nach einer über die Elektromaschine drehmomentgestützten Schaltung vom dritten in den vierten Gang oder nach einem Zustarten der Antriebsmaschine in den vierten Gang das dritte Schaltelement zunächst geschlossen bleibt. Um nun aber eine Drehzahl der Elektromaschine im vierten Gang bei höheren Fahrgeschwindigkeiten abzusenken, kann von der ersten Variante des vierten Ganges in die zweite Variante oder in die dritte Variante oder in die vierte Variante des vierten Ganges umgeschaltet werden, da hier der Rotor der Elektromaschine jeweils eine geringere Drehzahl aufweist als in der ersten Variante des vierten Ganges. Diese Umschaltung erfolgt dabei mit Erhaltung der Zugkraft über die vorgeschaltete Antriebsmaschine. Zunächst wird dabei das lastfreie, dritte Schaltelement ausgelegt und im Folgenden das jeweilige lastfreie Schaltelement - also das fünfte Schaltelement oder das zweite Schaltelement oder das vierte Schaltelement - eingelegt, wobei die Drehzahlanpassung dabei durch Drehzahlregelung der Elektromaschine erfolgt. Ist zudem eine Trennkupplung vorgesehen, über welche die Antriebswelle antriebsseitig mit einer Anschlusswelle verbunden werden kann, kann die vorgeschaltete Antriebsmaschine zudem in der zweiten Variante oder der dritten Variante oder der vierten Variante des vierten Ganges jeweils abgekoppelt werden. Letzteres ist sinnvoll, wenn auch aus höheren Fahrgeschwindigkeiten heraus ein Rekuperieren über die Elektromaschine erfolgen soll und dabei die Antriebsmaschine abzukoppeln und abzuschalten ist.
  • Als weiterer Betriebsmodus kann zudem ein Anfahrmodus für Rückwärtsfahrt bei Antrieb über die Antriebswelle und damit die vorgeschaltete Antriebsmaschine realisiert werden. Dazu wird in einer ersten Variante das vierte Schaltelement geschlossen, so dass die Antriebsmaschine über das erste Element des zweiten Planetenradsatzes antreibt und gleichzeitig die Elektromaschine sowohl am zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes als auch am dritten Element des ersten Planetenradsatzes abstützt, während ein Abtrieb über das zweite Element des ersten Planetenradsatzes erfolgt. Alternativ dazu wird bei einer zweiten Variante das zweite Schaltelement betätigt, wodurch die vorgeschaltete Antriebsmaschine über das erste Element des zweiten Planetenradsatzes antreibt und ein Stützen über die Elektromaschine am zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes stattfindet, wohingegen über das drehfest mit der Abtriebswelle verbundenen, dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ein Abtrieb erfolgt. Durch Abstützen des Drehmoments über die Elektromaschine kann dabei in beiden Fällen jeweils ein Anfahren für Rückwärtsfahrt verwirklicht werden.
  • Unter einer „Verbindung“ des Rotors der Elektromaschine mit der jeweiligen Komponente des Getriebes ist im Sinne der Erfindung eine Koppelung zwischen diesen zu verstehen, so dass zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der jeweiligen Komponente eine gleichbleibende Drehzahlabhängigkeit vorherrscht. Diese Verbindung besteht dabei bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung permanent zwischen dem Rotor und dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes. Dabei kann die Elektromaschine entweder koaxial zu den Planetenradsätzen oder achsversetzt zu diesen liegend angeordnet sein. Im erstgenannten Fall kann der Rotor der Elektromaschine dabei entweder unmittelbar drehfest mit der Komponente verbunden oder aber über eine oder auch mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen mit dieser gekoppelt sein, wobei Letzteres eine günstigere Auslegung der Elektromaschine mit höheren Drehzahlen und geringerem Drehmoment ermöglicht. Die mindestens eine Übersetzungsstufe kann dabei als Stirnradstufe und/oder als Planetenstufe ausgeführt sein.
  • Ist die Elektromaschine hingegen achsversetzt zu den Planetenradsätzen vorgesehen, so erfolgt eine Koppelung über eine oder mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen und/oder einen Zugmitteltrieb. Die eine oder die mehreren Übersetzungsstufen können hierbei auch im Einzelnen entweder als Stirnradstufe oder als Planetenstufe realisiert sein. Bei einem Zugmitteltrieb kann es sich entweder um einen Riemen- oder einen Kettentrieb handeln.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist genau eine Elektromaschine vorgesehen, welche zum Antrieb der Abtriebswelle eingerichtet ist. In diesem Fall weist das erfindungsgemäße Getriebe also lediglich eine Elektromaschine auf, die auch als Antrieb der Abtriebswelle fungieren kann, wobei diese dann eben bevorzugt ständig mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass somit ein kompakter Aufbau und ein niedriger Herstellungsaufwand des Getriebes verwirklicht werden kann.
  • Alternativ dazu kann eine zweite Elektromaschine vorgesehen sein, deren Rotor mit der Antriebswelle ständig verbunden ist. Durch eine solche Ausgestaltung kann die Funktionalität des Getriebes weiter erhöht werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung können zwei der Elemente des ersten Planetenradsatzes mittels eines sechsten Schaltelements drehfest miteinander verbunden werden. Besonders bevorzugt ist dieses sechste Schaltelement dabei axial auf einer der Anschlussstelle der Antriebswelle zugewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes vorgesehen und liegt hierbei weiter bevorzugt axial zwischen der Anschlussstelle der Antriebswelle und dem dritten Schaltelement.
  • Das sechste Schaltelement verbindet im geschlossenen Zustand zwei der Elemente des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander und sorgt hierdurch für ein Verblocken des ersten Planetenradsatzes. Konkret kann dabei, sofern es eine Anbindung der Elemente ermöglicht, das sechste Schaltelement das erste Element und das zweite Element des ersten Planetenradsatzes oder das erste Element und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes oder das zweite Element und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes bei Betätigung drehfest miteinander verbinden.
  • Durch Vorsehen des zusätzlichen, sechsten Schaltelements können bei dem erfindungsgemäßen Getriebe dann weitere Varianten des vierten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges realisiert werden. So ergibt sich der vierte, zwischen An-und Abtriebswelle wirksame Gang in einer achten Variante durch Schließen des ersten und des sechsten Schaltelements, in einer neunten Variante durch Betätigen des fünften und des sechsten Schaltelements, in einer zehnten Variante durch Schließen des zweiten und des sechsten Schaltelements sowie in einer elften Variante durch Schließen des vierten und des sechsten Schaltelements.
  • Darüber hinaus kann, bei Anbindung des Rotors der Elektromaschine an das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und an das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes, zudem ein zweiter Gang realisiert werden, welcher zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle wirksam ist. Dieser zweite Gang wird dabei durch Schließen des sechsten Schaltelements geschaltet, so dass die Elektromaschine dann über den verblockten ersten Planetenradsatz direkt mit der Abtriebswelle verbunden ist. Ausgehend von diesem zweiten Gang kann dann ein Zustarten der vorgeschalteten Antriebsmaschine in die achte Variante, die neunte Variante, die zehnten Variante und die elfte Variante des vierten Ganges realisiert werden, da das sechste Schaltelement auch an jedem dieser Gänge beteiligt ist.
  • Ferner kann das erfindungsgemäße Getriebe bei Vorsehen des sechsten Schaltelements des Weiteren so betrieben werden, dass beim Fahren eine Drehzahlabsenkung der Elektromaschine erreicht wird. So kann zunächst hybridisch in der ersten Variante des vierten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges gefahren werden, indem entweder nach einer über die Elektromaschine drehmomentgestützten Schaltung vom dritten in den vierten Gang oder nach einem Zustarten der Antriebsmaschine in den vierten Gang das dritte Schaltelement zunächst geschlossen bleibt. Um nun aber eine Drehzahl der Elektromaschine im vierten Gang bei höheren Fahrgeschwindigkeiten abzusenken, kann von der ersten Variante des vierten Ganges in die achte Variante des vierten Ganges umgeschaltet werden, da hier der Rotor der Elektromaschine eine geringere Drehzahl aufweist, als in der ersten Variante des vierten Ganges. Diese Umschaltung erfolgt dabei mit Erhaltung der Zugkraft über die vorgeschaltete Antriebsmaschine. Zunächst wird dabei das lastfreie, dritte Schaltelement ausgelegt und im Folgenden das lastfreie, sechste Schaltelement eingelegt, wobei die Drehzahlanpassung dabei durch Drehzahlregelung der Elektromaschine erfolgt.
  • Dabei ist zur Abkoppelung der vorgeschalteten Antriebsmaschine keine Trennkupplung erforderlich, da die vorgeschaltete Antriebsmaschine in der achten Variante des vierten, zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges durch Öffnen des ersten Schaltelements abgekoppelt werden kann. Hierdurch wird dann der zweite Gang realisiert, welcher zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle wirksam ist. Darüber hinaus kann bei langsamer werdendem Fahrzeug eine Rückschaltung vom vierten zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Gang in den dritten zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Gang vorbereitet werden, indem zunächst von der achten Variante in die erste Variante des vierten Ganges gewechselt und dabei die Zugkraft bei geschlossenem ersten Schaltelement über die vorgeschaltete Antriebsmaschine erhalten wird. In der ersten Variante des vierten Ganges ist dann wiederum das dritte Schaltelement geschlossen, welches benötigt wird, um im Zuge der Rückschaltung vom vierten in den dritten Gang die Zugkraft über die Elektromaschine zu stützen.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist ein oder sind mehrere Schaltelemente jeweils als formschlüssiges Schaltelement realisiert. Hierbei ist das jeweilige Schaltelement bevorzugt entweder als Klauenschaltelement oder als Sperrsynchronisation ausgeführt. Formschlüssige Schaltelemente haben gegenüber kraftschlüssigen Schaltelementen den Vorteil, dass im geöffneten Zustand geringerer Schleppverluste auftreten, so dass sich ein besserer Wirkungsgrad des Getriebes erreichen lässt. Insbesondere sind bei dem erfindungsgemäßen Getriebe alle Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente verwirklicht, so dass sich möglichst geringe Schleppverluste erreichen lassen.
  • Die beiden Planetenradsätze können im Rahmen der Erfindung jeweils als Minus-Planetensatz vorliegen, wobei es sich bei dem ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Sonnenrad, bei dem zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen Planetensteg und bei dem dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Hohlrad handelt. Ein Minus-Planetensatz setzt sich auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise aus den Elementen Sonnenrad, Planetensteg und Hohlrad zusammen, wobei der Planetensteg mindestens ein, bevorzugt aber mehrere Planetenräder drehbar gelagert führt, die im Einzelnen jeweils sowohl mit dem Sonnenrad, als auch dem umliegenden Hohlrad kämmen.
  • Alternativ dazu könnten aber einer oder auch beide Planetenradsätze, sofern es die Anbindung der jeweiligen Elemente zulässt, als Plus-Planetensatz vorliegen, wobei es sich bei dem ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes dann um ein Sonnenrad, bei dem zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Hohlrad und bei dem dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen Planetensteg handelt. Bei einem Plus-Planetensatz sind ebenfalls die Elemente Sonnenrad, Hohlrad und Planetensteg vorhanden, wobei Letzterer mindestens ein Planetenradpaar führt, bei welchem das eine Planetenrad mit dem innenliegenden Sonnenrad und das andere Planetenrad mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder untereinander kämmen.
  • Wo es eine Anbindung der einzelnen Elemente zulässt, kann ein Minus-Planetensatz in einen Plus-Planetensatz überführt werden, wobei dann gegenüber der Ausführung als Minus-Planetensatz die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu erhöhen ist. Umgekehrt könnte auch ein Plus-Planetensatz durch einen Minus-Planetensatz ersetzt werden, sofern die Anbindung der Elemente des Getriebes dies ermöglicht. Dabei wären dann im Vergleich zu dem Plus-Planetensatz ebenfalls die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren. Bevorzugt sind jedoch beide Planetenradsätze als Minus-Planetensätze ausgeführt.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind zumindest zwei Schaltelemente zu je einem Schaltelementpaar zusammengefasst, welchem je ein gemeinsames Betätigungselement zugeordnet ist, wobei über das je eine Betätigungselement aus einer jeweiligen Neutralstellung heraus einerseits das eine Schaltelement sowie andererseits das andere Schaltelement des jeweiligen Schaltelementpaares betätigt werden kann. Dies ist dabei bei Schaltelementen des Getriebes realisiert, die eine gemeinsame Welle aufweisen und nicht gleichzeitig in einem Gang betätigt sind, und hat den Vorteil, dass dadurch die Anzahl an Betätigungselementen reduziert und damit der Herstellungsaufwand vermindert werden kann.
  • Je nach konkreter Ausgestaltung des Getriebes können dabei das erste und das fünfte Schaltelement und/oder das zweite und das vierte Schaltelement und/oder das dritte und das sechste Schaltelement paarweise zusammengefasst sein und über je ein gemeinsames Betätigungselement verfügen.
  • Im Rahmen der Erfindung kann dem Getriebe ein Anfahrelement vorgeschaltet sein, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Dieses Anfahrelement kann dann auch Bestandteil des Getriebes sein und dient der Gestaltung eines Anfahrvorgangs, indem es eine Schlupfdrehzahl zwischen der Brennkraftmaschine und der Antriebswelle des Getriebes ermöglicht. Hierbei kann auch eines der Schaltelemente des Getriebes oder die evtl. vorhandene Trennkupplung als ein solches Anfahrelement ausgebildet sein, indem es bzw. sie als Reibschaltelement vorliegt. Zudem kann auf jeder Welle des Getriebes prinzipiell ein Freilauf zum Getriebegehäuse oder zu einer anderen Welle angeordnet werden.
  • Das erfindungsgemäße Getriebe ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugantriebsstranges für ein Hybridfahrzeug und ist dann zwischen einer insbesondere als Verbrennungskraftmaschine gestalteten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges und weiteren, in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges folgenden Komponenten des Antriebsstranges angeordnet. Hierbei ist die Antriebswelle des Getriebes entweder permanent drehfest mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine gekoppelt oder über eine zwischenliegende Trennkupplung bzw. ein Anfahrelement mit dieser verbindbar, wobei zwischen Verbrennungskraftmaschine und Getriebe zudem ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen sein kann. Abtriebsseitig ist das Getriebe innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges dann bevorzugt mit einem Differentialgetriebe einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges gekoppelt, wobei hier allerdings auch eine Anbindung an ein Längsdifferential vorliegen kann, über welches eine Verteilung auf mehrere angetriebene Achsen des Kraftfahrzeuges stattfindet. Das Differentialgetriebe bzw. das Längsdifferential kann dabei mit dem Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Ebenso kann auch ein Torsionsschwingungsdämpfer mit in dieses Gehäuse integriert sein.
  • Dass zwei Bauelemente des Getriebes drehfest „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Insofern ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente der Planetenradsätze und/oder auch Wellen und/oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind starr miteinander gekoppelt.
  • Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent drehfest miteinander gekoppelt, sondern eine drehfeste Koppelung wird erst durch Betätigen des zwischenliegenden Schaltelements vorgenommen. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements im Sinne der Erfindung, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement bezeichnet.
  • Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
    • 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, in welchem ein erfindungsgemäßes Getriebe zur Anwendung kommt;
    • 2 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
    • 3 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes aus 2;
    • 4 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
    • 5 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes aus 4; und
    • 6 bis 11 jeweils eine schematische Darstellung je einer Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe aus den 2 und 4.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges eines Hybridfahrzeuges, wobei in dem Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Verbrennungskraftmaschine VKM über einen zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfer TS mit einem Getriebe G verbunden ist. Dem Getriebe G ist abtriebsseitig ein Differentialgetriebe AG nachgeschaltet, über welches eine Antriebsleistung auf Antriebsräder DW einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges verteilt wird. Das Getriebe G und der Torsionsschwingungsdämpfer TS sind dabei in einem gemeinsamen Gehäuse des Getriebes G angeordnet, in welches dann auch das Differentialgetriebe AG integriert sein kann. Wie zudem in 1 zu erkennen ist, sind die Verbrennungskraftmaschine VKM, der Torsionsschwingungsdämpfer TS, das Getriebe G und auch das Differentialgetriebe AG quer zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet.
  • Aus 2 geht eine schematische Darstellung des Getriebes G gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung hervor. Wie zu erkennen ist, setzt sich das Getriebe G aus einem Radsatz RS und einer Elektromaschine EM zusammen, die gemeinsam in dem Gehäuse des Getriebes G angeordnet sind. Der Radsatz RS umfasst zwei Planetenradsätze P1 und P2, wobei jeder der Planetenradsätze P1 und P2 je ein erstes Element E11 bzw. E12, je ein zweites Element E21 bzw. E22 und je ein drittes Element E31 bzw. E32 aufweist. Das jeweilige erste Element E11 bzw. E12 ist dabei jeweils durch je ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 gebildet, während das jeweilige zweite Element E21 bzw. E22 des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 als Planetensteg und das jeweilige dritte Element E31 bzw. E32 des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 als Hohlrad vorliegt.
  • Im vorliegenden Fall liegen also die beiden Planetenradsätze P1 und P2 als Minus-Planetensätze vor, deren jeweiliger Planetensteg zumindest ein Planetenrad drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem jeweiligen radial innenliegenden Sonnenrad, als auch dem jeweiligen radial umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht. Besonders bevorzugt sind aber bei beiden Planetenradsätzen P1 und P2 mehrere Planetenräder vorgesehen.
  • Sofern es die Anbindung zulässt, könnte aber auch einer oder beide Planetenradsätze P1 und P2 jeweils als Plus-Planetensatz ausgeführt werden, wobei im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetensatz dann das jeweilige zweite Element E21 bzw. E22 durch das jeweilige Hohlrad und das jeweilige dritte Element E31 bzw. E32 durch den jeweiligen Planetensteg gebildet und zudem eine Getriebestandübersetzung um eins erhöht werden muss. Bei einem Plus-Planetensatz führt dann der jeweilige Planetensteg mindestens ein Planetenradpaar, von dessen Planetenrädern ein Planetenrad mit dem jeweiligen radial innenliegenden Sonnenrad und ein Planetenrad mit dem jeweiligen radial umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder untereinander kämmen.
  • Wie in 2 zu erkennen ist, umfasst das Getriebe G insgesamt fünf Schaltelemente in Form eines ersten Schaltelements K1, eines zweiten Schaltelements K2, eines dritten Schaltelements B1, eines vierten Schaltelements K3 und eines fünften Schaltelements K4. Dabei sind die Schaltelemente K1, K2, B1, K3 und K4 jeweils als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt und liegen bevorzugt als Klauenschaltelemente vor. Zudem sind das erste Schaltelement K1, das zweite Schaltelement K2, das vierte Schaltelement K3 und das fünfte Schaltelement K4 vorliegend als Kupplungen gestaltet, während das dritte Schaltelement B1 als Bremse vorliegt.
  • Eine Antriebswelle GW1 des Getriebes G ist drehfest mit dem ersten Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden und kann über das erste Schaltelement K1 drehfest mit einer Abtriebswelle GW2 des Getriebes G in Verbindung gebracht werden. Die Abtriebswelle GW2 steht drehfest mit dem zweiten Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 in Verbindung und kann durch Schließen des zweiten Schaltelements K2 drehfest mit dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden werden. Das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 kann darüber hinaus durch Betätigen des vierten Schaltelements K3 drehfest mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 in Verbindung gebracht werden, welches durch Betätigen des dritten Schaltelements B1 an einem drehfesten Bauelement GG des Getriebes G festgesetzt werden kann und in der Folge an einer Drehbewegung gehindert wird. Bei dem drehfesten Bauelement GG handelt es sich insbesondere um das Gehäuse oder einen Teil des Gehäuses des Getriebes G.
  • Wie des Weiteren in 2 zu erkennen ist, sind das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 und das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest miteinander verbunden und stehen gemeinsam drehfest mit einem Rotor R der Elektromaschine EM in Verbindung, deren Stator S ständig am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist. Die Elektromaschine EM ist dabei koaxial zu den Planetenradsätzen P1 und P2 angeordnet. Ferner können das erste Element E12 und das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 durch Betätigen des fünften Schaltelements K4 drehfest miteinander verbunden werden, was ein Verblocken des zweiten Planetenradsatzes P2 zur Folge hat.
  • Sowohl die Antriebswelle GW1, als auch die Abtriebswelle GW2 bilden jeweils je eine Anschlussstelle GW1-A bzw. GW2-A aus, wobei die Anschlussstelle GW1-A im Kraftfahrzeugantriebsstrang aus 1 einer Anbindung an die Verbrennungskraftmaschine VKM dient, während das Getriebe G an der Anschlussstelle GW2-A mit dem nachfolgenden Differentialgetriebe AG verbunden ist. Die Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 ist dabei an einem axialen Ende des Getriebes G ausgestaltet, wobei die Anschlussstelle GW2-A der Abtriebswelle GW2 an demselben axialen Ende liegt und hierbei quer zur Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 ausgerichtet ist. Die beiden Planetenradsätze P1 und P2 sind auf die Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 axial folgend in der Reihenfolge erster Planetenradsatz P1 und zweiter Planetenradsatz P2 angeordnet.
  • Wie zudem aus 2 hervorgeht, sind das erste Schaltelement K1 und das fünfte Schaltelement K4 axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 platziert, wobei das erste Schaltelement K1 dabei axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P 1 vorgesehen ist und hierauf dann axial das fünfte Schaltelement K4 folgt. Dabei weisen das erste Schaltelement K1 und das fünfte Schaltelement K4 ein gemeinsames - vorliegend nicht weiter dargestelltes - Betätigungselement auf, über welches aus einer Neutralstellung heraus einerseits das erste Schaltelement K1 und andererseits das fünfte Schaltelement K4 betätigt werden kann. Insofern sind das erste Schaltelement K1 und das fünfte Schaltelement K4 zu einem Schaltelementpaar SP1 zusammengefasst.
  • Hingegen sind das zweite Schaltelement K2, das dritte Schaltelement B1 und das vierte Schaltelement K3 axial auf einer der Anschlussstelle GW 1 -A zugewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes P1 platziert, wobei das zweite Schaltelement K2 dabei axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 liegt und axial hierauf dann zunächst das vierte Schaltelement K3 und dann das dritte Schaltelement B1 folgen. Zudem sind das zweite Schaltelement K2 und das vierte Schaltelement K3 axial unmittelbar nebeneinanderliegend angeordnet und zu einem Schaltelementpaar SP2 zusammengefasst, indem dem zweiten Schaltelement K2 und dem vierten Schaltelement K3 ein gemeinsames - vorliegend ebenfalls nicht dargestelltes - Betätigungselement zugeordnet ist, über welches aus einer Neutralstellung heraus zum einen das zweite Schaltelement K2 und zum anderen das vierte Schaltelement K3 betätigt werden kann.
  • Die Elektromaschine EM ist axial auf einer der Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 abgewandt liegenden Seite des zweiten Planetenradsatzes P2 angeordnet.
  • In 3 ist ein beispielhaftes Schaltschema für das Getriebe G aus 2 tabellarisch dargestellt. Wie zu erkennen ist, können hierbei zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 jeweils insgesamt vier Gänge 1 bis 4.7 realisiert werden, wobei in den Spalten des Schaltschemas mit einem X jeweils gekennzeichnet ist, welches der Schaltelemente K1, K2, B1, K3 und K4 in welchem der Gänge 1 bis 4.7 jeweils geschlossen ist. In jedem der Gänge 1 bis 4.7 sind dabei jeweils zwei der Schaltelemente K1, K2, B1, K3 und K4 geschlossen.
  • Wie in 3 zu erkennen ist, wird ein erster Gang 1 zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 durch Betätigen des dritten Schaltelements B1 und des vierten Schaltelements K3 geschaltet, wobei hiervon ausgehend ein zweiter zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 wirksamer Gang 2 gebildet wird, indem das vierte Schaltelement K3 geöffnet und das zweite Schaltelement K2 geschlossen wird. Des Weiteren kann dann in einen dritten, zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 wirksamen Gang 3 geschaltet werden, indem das zweite Schaltelement K2 geöffnet und im Folgenden das fünfte Schaltelement K4 geschlossen wird.
  • Des Weiteren ergibt sich ein vierter, zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 wirksamer Gang in einer ersten Variante 4.1 durch Betätigen des ersten Schaltelements K1 und des dritten Schaltelements B1, wobei der vierte Gang noch in einer zweiten Variante 4.2 durch Schließen des ersten Schaltelements K1 und des fünften Schaltelements K4, in einer dritten Variante 4.3 durch Betätigen des ersten Schaltelements K1 und des zweiten Schaltelements K2, in einer vierten Variante 4.4 durch Betätigen des ersten Schaltelements K1 und des vierten Schaltelements K3, in einer fünften Variante 4.5 durch Schließen des zweiten Schaltelements K2 und des fünften Schaltelements K4, in einer sechsten Variante 4.6 durch Betätigen des vierten Schaltelements K3 und des fünften Schaltelements K4 sowie in einer siebten Variante 4.7 durch Schließen des zweiten Schaltelements K2 und des vierten Schaltelements K3 dargestellt werden kann.
  • Obwohl die Schaltelemente K1, K2, B1, K3 und K4 jeweils als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sind, kann ein Schalten zwischen dem ersten Gang 1 und dem zweiten Gang 2, zwischen dem zweiten Gang 2 und dem dritten Gang 3 sowie zwischen dem dritten Gang 3 und der ersten Variante 4.1 des vierten Ganges unter Last realisiert werden. Grund dafür ist, dass das dritte Schaltelement B1 an allen diesen Gängen beteiligt ist, so dass im Zuge der Schaltungen der Abtrieb über die Elektromaschine EM gestützt werden kann, die im geschlossenen Zustand des dritten Schaltelements B1 über den ersten Planetenradsatz P1 mit der Abtriebswelle GW2 gekoppelt ist. Eine Synchronisation bei den Schaltungen kann dabei durch eine entsprechende Regelung der vorgeschalteten Verbrennungskraftmaschine VKM erfolgen, so dass das jeweils auszulegende Schaltelements lastfrei geöffnet und das im Folgenden zu schließende Schaltelement lastfrei geschlossen werden kann.
  • Das Getriebe G aus 2 kann zudem noch in anderweitigen Betriebsmodi unter Zuhilfenahme der Elektromaschine EM betrieben werden: so kann ein rein elektrisches Fahren in einem ersten Gang E1 stattfinden, welcher zwischen dem Rotor R der Elektromaschine EM und der Abtriebswelle GW2 wirksam ist und zu dessen Darstellung das dritte Schaltelement B1 in einen geschlossenen Zustand zu überführen ist, wie aus 4 hervorgeht. Dadurch wird bei geschlossenem dritten Schaltelement B1 die Elektromaschine EM über den ersten Planetenradsatz P 1 mit einer konstanten Übersetzung mit der Abtriebswelle GW2 verbunden, wobei die Übersetzung des ersten Ganges E1 hierbei der Übersetzung des dritten, zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 wirksamen Ganges 3 entspricht.
  • In vorteilhafter Weise kann ausgehend vom ersten Gang E1 ein Zustarten der Verbrennungskraftmaschine VKM in einen der Gänge 1, 2, 3 und 4.1 vorgenommen werden, da ja auch in jedem dieser Gänge jeweils das dritte Schaltelement B1 geschlossen ist. Insofern kann zügig vom rein elektrischen Fahren in ein Fahren über die Verbrennungskraftmaschine bzw. ein hybridisches Fahren übergegangen werden.
  • Des Weiteren kann durch Schließen des fünften Schaltelements K4 eine Lade- oder Startfunktion realisiert werden. Denn im geschlossenen Zustand des fünften Schaltelements K4 ist der Rotor R der Elektromaschine EM über den dann verblockten zweiten Planetenradsatz P2 direkt mit der Antriebswelle GW1 gekoppelt und damit auch mit der Verbrennungskraftmaschine VKM. Gleichzeitig besteht dabei aber kein Kraftschluss zur Abtriebswelle GW2, wobei der Rotor R und die Antriebswelle GW1 gleich schnell laufen. Im generatorischen Betrieb der Elektromaschine EM kann dabei ein elektrischer Energiespeicher über die Verbrennungskraftmaschine VKM geladen werden, während im elektromotorischen Betrieb der Elektromaschine EM ein Starten der Verbrennungskraftmaschine VKM über die Elektromaschine EM realisierbar ist.
  • Als weiterer Betriebsmodus kann zudem eine Anfahrfunktion für Rückwärtsfahrt EDA-R1 verwirklicht werden. Hierzu ist das vierte Schaltelement K3 zu schließen, wodurch über die Antriebswelle GW1 mittels des ersten Elements E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 angetrieben wird, während die Elektromaschine EM sowohl am zweiten Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 als auch am dritten Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine VKM abstützen kann. Ein Abtrieb erfolgt dann über das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 auf die Abtriebswelle GW2.
  • Alternativ dazu kann auch eine Anfahrfunktion für Rückwärtsfahrt EDA-R2 realisiert werden, wobei hierzu das zweite Schaltelement K2 zu betätigen ist. In der Folge wird über die Antriebswelle GW1 mittels des ersten Elements E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 angetrieben, wobei ein Stützen des Drehmoments der Verbrennungskraftmaschine VKM über die Elektromaschine EM am zweiten Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 stattfindet. Der Abtrieb erfolgt dann über das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2, welches ja im geschlossenen Zustand des zweiten Schaltelements K2 drehfest mit der Abtriebswelle GW2 verbunden ist.
  • Schließlich kann noch eine Drehzahlabsenkung der Elektromaschine EM im mechanischen bzw. hybriden Betrieb gestaltet werden: nach einer über die Elektromaschine EM drehmomentgestützten Schaltung vom dritten Gang in den vierten Gang oder nach einem Zustart der Verbrennungskraftmaschine VKM in den vierten Gang ergibt sich ein hybridisches Fahren im vierten Gang 4.1. Um die Drehzahl der Elektromaschine EM im vierten Gang bei höheren Fahrgeschwindigkeiten abzusenken, kann von der ersten Variante 4.1 des vierten Ganges in die zweite Variante 4.2, in die dritte Variante 4.3 oder in die vierte Variante 4.4 des vierten Ganges umgeschaltet werden, in welchen der Rotor R jeweils eine geringere Drehzahl aufweist. Diese Umschaltung erfolgt dabei mit Erhaltung der Zugkraft über die Verbrennungskraftmaschine VKM. Dazu wird das dann lastfreie, dritte Schaltelement B1 ausgelegt und das jeweilige, ebenfalls lastfreie Schaltelement - also das fünfte Schaltelement K4 bzw. das zweite Schaltelement K2 bzw. das vierte Schaltelement K3 - eingelegt, wobei die Drehzahlanpassung jeweils durch Drehzahlregelung der Elektromaschine EM erfolgt.
  • Ferner zeigt 4 eine schematische Darstellung eines Getriebes G entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform entspricht wieder weitestgehend der Variante aus 2, wobei aber im Unterschied dazu nun zusätzlich ein sechstes Schaltelement K5 vorgesehen ist, welches im betätigten Zustand die Abtriebswelle GW2 drehfest mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 verbindet, was aufgrund der damit einhergehenden drehfesten Verbindung des zweiten Elements E21 des ersten Planetenradsatzes P1 mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 ein Verblocken des ersten Planetenradsatzes P1 zur Folge hat. Dadurch ist dann auch die Abtriebswelle GW2 direkt drehfest mit dem Rotor R der Elektromaschine EM gekoppelt. Das sechste Schaltelement K5, welches vorliegend als Kupplung gestaltet ist, ist dabei axial auf einer der Anschlussstelle GW 1-A der Antriebswelle zugewandt liegenden Seite des dritten Schaltelements B1 vorgesehen. Vorliegend sind dabei das dritte Schaltelement B1 und das sechste Schaltelement K5 zu einem Schaltelementpaar SP3 zusammengefasst, indem dem dritten Schaltelement B1 und dem sechsten Schaltelement K5 ein gemeinsames - nicht dargestelltes - Betätigungselement zugeordnet ist, über welches aus einer Neutralstellung heraus einerseits das dritte Schaltelement B1 und andererseits das sechste Schaltelement K5 betätigt werden kann. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 4 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • In 5 ist ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes G aus 4 dargestellt, wobei dieses Schaltschema dabei im Wesentlichen dem Schaltschema aus 3 entspricht. Unterschiedlich ist, dass durch das zusätzliche sechste Schaltelement K5 nun noch weitere Varianten eines vierten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges realisiert werden können. So ergibt sich eine achte Variante 4.8 des vierten Ganges durch Betätigen des ersten Schaltelements K1 und des sechsten Schaltelements K5, eine neunte Variante 4.9 durch Schließen des fünften Schaltelements K4 und des sechsten Schaltelements K5, eine zehnte Variante 4.10 durch Betätigen des zweiten Schaltelements K2 und des sechsten Schaltelements K5 sowie eine elfte Variante 4.11 durch Schließen des vierten Schaltelements K3 und des sechsten Schaltelements K5.
  • Auch bei dem Getriebe G aus 4 können die unterschiedlichen, in 3 beschriebenen Betriebsmodi verwirklicht werden. Darüber hinaus kann nun noch ein zweiter Gang E2 durch Schließen des sechsten Schaltelements K5 dargestellt werden, wobei der zweite Gang E2 zwischen dem Rotor R und der Abtriebswelle GW2 wirksam ist. Dadurch ist der Rotor R der Elektromaschine EM dann direkt drehfest mit der Abtriebswelle GW2 verbunden. Ausgehend vom zweiten Gang E2 kann dabei die Verbrennungskraftmaschine VKM in die Gänge 4.8, 4.9, 4.10 oder 4.11 jeweils zugestartet werden, da an diesen jeweils ebenfalls das sechste Schaltelement K5 beteiligt ist.
  • Darüber hinaus kann bei dem Getriebe G aus 4 auch eine Drehzahlabsenkung der Elektromaschine EM durch Umschalten von der ersten Variante 4.1 in die achte Variante 4.8 des vierten Ganges realisiert werden. Dazu wird ausgehend von der ersten Variante 4.1 unter Erhaltung der Zugkraft über die Verbrennungskraftmaschine VKM zunächst das lastfreie dritte Schaltelement B1 ausgelegt und das ebenfalls lastfreie, sechste Schaltelement K5 eingelegt, wobei eine Drehzahlanpassung zur Darstellung der Lastfreiheiten durch Drehzahlregelung der Elektromaschine EM erfolgt. Abgesehen davon, dass sich durch das Umschalten in die achte Variante 4.8 des vierten Ganges eine Drehzahlabsenkung des Rotors R der Elektromaschine EM erreichen lässt, ist es hierdurch zudem möglich, die Verbrennungskraftmaschine VKM durch Öffnen des ersten Schaltelements K1 jederzeit abzukoppeln, wenn über die Elektromaschine EM angetrieben oder gebremst (Rekuperation) werden soll.
  • Zudem kann bei langsamer werdendem Fahrzeug eine Rückschaltung vom vierten Gang in den dritten Gang 3 vorbereitet werden, indem zunächst von der achten Variante 4.8 in die erste Variante 4.1 des vierten Ganges gewechselt wird, während über die Verbrennungskraftmaschine VKM bei geschlossenem ersten Schaltelement K1 die Zugkraft erhalten wird. In der ersten Variante 4.1 des vierten Ganges ist dann das dritte Schaltelement B1 geschlossen, über welches im Zuge der Rückschaltung in den dritten Gang 3 ein Stützen der Zugkraft erfolgen kann.
  • Schließlich zeigen noch die 6 bis 11 Abwandlungsmöglichkeiten der Getriebe G aus den 2 und 4. Diese Abwandlungsmöglichkeiten betreffen dabei anderweitige Einbindungsmöglichkeiten einer Elektromaschine EM. So ist in 6 die Elektromaschine EM nicht koaxial zu dem jeweiligen - vorliegend nicht weiter dargestellten - Radsatz RS des Getriebes G platziert, sondern achsversetzt angeordnet. Eine Anbindung erfolgt dabei über eine Stirnradstufe SRS, die sich aus einem ersten Stirnrad SR1 und einem zweiten Stirnrad SR2 zusammensetzt. Das erste Stirnrad SR1 ist dabei seitens des Radsatzes RS dort drehfest angebunden, wo bei den Varianten der 2 und 4 der Rotor R drehfest angebunden war. Das Stirnrad SR1 steht dann mit dem Stirnrad SR2 im Zahneingriff, welches drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM platziert ist, die innerhalb der Elektromaschine EM die Anbindung an den - vorliegend nicht weiter dargestellten - Rotor der Elektromaschine EM herstellt.
  • Auch bei der Abwandlungsmöglichkeit nach 7 ist die Elektromaschine EM achsversetzt zu dem jeweiligen Radsatz RS des jeweiligen Getriebes G platziert. Im Unterschied zu der vorhergehenden Variante nach 6 ist eine Anbindung dabei aber nicht über eine Stirnradstufe SRS, sondern über einen Zugmitteltrieb ZT vorgenommen. Dieser Zugmitteltrieb ZT kann dabei als Riemen-oder auch Kettentrieb ausgestaltet sein. Seitens des Radsatzes RS ist der Zugmitteltrieb ZT dann an der Stelle angebunden, an welcher bei den Getrieben G aus den 2 und 4 jeweils eine drehfeste Anbindung des Rotors R vollzogen war. Über den Zugmitteltrieb ZT wird dabei dann eine Koppelung zu einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM hergestellt, die wiederum innerhalb der Elektromaschine EM eine Anbindung an den Rotor der Elektromaschine vornimmt.
  • Im Falle der Abwandlungsmöglichkeit nach 8 ist eine Einbindung der achsversetzt zu dem jeweiligen Radsatz RS platzierten Elektromaschine EM über eine Planetenstufe PS und eine Stirnradstufe SRS realisiert. Dabei ist die Planetenstufe PS dem Radsatz RS nachgeschaltet, wobei abtriebsseitig der Planetenstufe PS dann die Stirnradstufe SRS vorgesehen ist, über welche die Verbindung zu der Elektromaschine EM hergestellt ist. Die Planetenstufe PS setzt sich dabei aus einem Hohlrad HO, einem Planetensteg PT und einem Sonnenrad SO zusammen, wobei der Planetensteg PT mindestens ein Planetenrad PR drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem Sonnenrad SO als auch dem Hohlrad HO im Zahneingriff steht.
  • Vorliegend ist der Planetensteg PT seitens des Radsatzes RS dort drehfest angebunden, wo bei den Getrieben G aus den 2 und 4 jeweils eine drehfeste Anbindung des Rotors R vollzogen war. Dagegen ist das Hohlrad HO permanent am drehfesten Bauelement GG festgesetzt, während das Sonnenrad SO drehfest mit einem ersten Stirnrad SR1 der Stirnradstufe SRS verbunden ist. Das erste Stirnrad SR1 kämmt dann mit einem zweiten Stirnrad SR2 der Stirnradstufe SRS, welches drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM vorgesehen ist. In diesem Fall ist die Elektromaschine EM also seitens des Radsatzes RS über zwei Übersetzungsstufen angebunden.
  • Auch bei der Abwandlungsmöglichkeit aus 9 ist eine Einbindung der Elektromaschine EM seitens des Radsatzes RS über eine Planetenstufe PS und eine Stirnradstufe SRS vorgenommen. Dabei entspricht die Abwandlungsmöglichkeit weitestgehend der Variante nach 8, mit dem Unterschied, dass bei der Planetenstufe PS nun das Sonnenrad SO am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist, während das Hohlrad HO drehfest mit dem ersten Stirnrad SR1 der Stirnradstufe SRS verbunden ist. Konkret sind dabei das Hohlrad HO und das erste Stirnrad SR1 bevorzugt einstückig ausgebildet, indem das Hohlrad an einem Außenumfang mit einer Verzahnung ausgestattet ist. Im Übrigen entspricht die Abwandlungsmöglichkeit nach 9 sonst der Variante nach 8, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Des Weiteren zeigt 10 eine weitere Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe G aus den 2 und 4, wobei auch hier eine Einbindung der Elektromaschine EM über eine Stirnradstufe SRS und eine Planetenstufe PS vorgenommen. Im Unterschied zu der vorhergehenden Variante nach 9 folgt auf den Radsatz RS hierbei aber zunächst die Stirnradstufe SRS, während die Planetenstufe PS im Kraftfluss zwischen Stirnradstufe SRS und Elektromaschine EM vorgesehen ist. Die Planetenstufe PS umfasst ebenfalls wieder die Elemente Hohlrad HO, Planetensteg PT und Sonnenrad SO, wobei der Planetensteg PT mehrere Planetenräder PR1 und PR2 drehbar gelagert führt, die jeweils sowohl mit dem Sonnenrad SO als auch dem Hohlrad HO im Zahneingriff stehen.
  • Wie in 10 zu erkennen ist, ist ein erstes Stirnrad SR1 der Stirnradstufe SRS seitens des Radsatzes RS drehfest angebunden, wobei diese Anbindung dabei an der Stelle vorgenommen ist, an welcher bei den Getrieben aus den 2 und 4 jeweils eine drehfeste Anbindung des Rotors R vollzogen war. Das erste Stirnrad SR1 kämmt mit einem zweiten Stirnrad SR2 der Stirnradstufe SRS, welches drehfest mit dem Planetensteg PT der Planetenstufe PS verbunden ist. Das Hohlrad HO ist permanent am drehfesten Bauelement GG festgesetzt, während das Sonnenrad SO drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM vorgesehen ist.
  • Schließlich zeigt noch 11 eine weitere Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe G aus den 2 und 4, wobei diese Abwandlungsmöglichkeit im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach 10 entspricht. Einziger Unterschied ist dabei, dass nun das Sonnenrad SO der Planetenstufe PS permanent am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist, während das Hohlrad HO der Planetenstufe PS drehfest mit der Eingangswelle EW der Elektromaschine EM verbunden ist. Im Übrigen entspricht die Abwandlungsmöglichkeit nach 11 sonst der Variante nach 10, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Alternativ zu den in 2 und 4 gezeigten Ausführungsformen kann über das fünfte Schaltelement K4 auch ein Verblocken des zweiten Planetenradsatzes P2 herbeigeführt werden, indem das fünfte Schaltelement K4 im betätigten Zustand das zweite Element E22 und das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest miteinander verbindet. Ebenso kann auch im Falle der Variante nach 4 ein Verblocken des ersten Planetenradsatzes P1 über das sechste Schaltelement K5 herbeigeführt werden, indem dieses bei Betätigung das zweite Element E21 und das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 oder - sofern es die Anbindung zulässt - das erste Element E11 und das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest miteinander verbindet.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann ein Getriebe mit kompaktem Aufbau und mit gutem Wirkungsgrad realisiert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • G
    Getriebe
    RS
    Radsatz
    GG
    Drehfestes Bauelement
    P1
    Erster Planetenradsatz
    E11
    Erstes Element des ersten Planetenradsatzes
    E21
    Zweites Element des ersten Planetenradsatzes
    E31
    Drittes Element des ersten Planetenradsatzes
    P2
    Zweiter Planetenradsatz
    E12
    Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes
    E22
    Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes
    E32
    Drittes Element des zweiten Planetenradsatzes
    K1
    Erstes Schaltelement
    K2
    Zweites Schaltelement
    B1
    Drittes Schaltelement
    K3
    Viertes Schaltelement
    K4
    Fünftes Schaltelement
    K5
    Sechstes Schaltelement
    SP1
    Schaltelementpaar
    SP2
    Schaltelementpaar
    SP3
    Schaltelementpaar
    1
    Erster Gang
    2
    Zweiter Gang
    3
    Dritter Gang
    4.1
    Vierter Gang
    4.2
    Vierter Gang
    4.3
    Vierter Gang
    4.4
    Vierter Gang
    4.5
    Vierter Gang
    4.6
    Vierter Gang
    4.7
    Vierter Gang
    4.8
    Vierter Gang
    4.9
    Vierter Gang
    4.10
    Vierter Gang
    4.11
    Vierter Gang
    E1
    erster Gang
    E2
    zweiter Gang
    EDA-R1
    Anfahrfunktion für Rückwärtsfahrt
    EDA-R2
    Anfahrfunktion für Rückwärtsfahrt
    GW1
    Antriebswelle
    GW1-A
    Anschlussstelle
    GW2
    Abtriebswelle
    GW2-A
    Anschlussstelle
    AN
    Anschlusswelle
    EM
    Elektromaschine
    S
    Stator
    R
    Rotor
    SRS
    Stirnradstufe
    SR1
    Stirnrad
    SR2
    Stirnrad
    PS
    Planetenstufe
    HO
    Hohlrad
    PT
    Planetensteg
    PR
    Planetenrad
    PR1
    Planetenrad
    PR2
    Planetenrad
    SO
    Sonnenrad
    ZT
    Zugmitteltrieb
    VKM
    Verbrennungskraftmaschine
    TS
    Torsionsschwingungsdämpfer
    AG
    Differentialgetriebe
    DW
    Antriebsräder
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013013947 A1 [0003]

Claims (16)

  1. Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine (EM), eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2), sowie einen ersten Planetenradsatz (P1) und einen zweiten Planetenradsatz (P2), wobei die Planetenradsätze (P1, P2) jeweils mehrere Elemente (E11, E21, E31, E12, E22, E32) umfassen, wobei ein erstes (K1), ein zweites (K2), ein drittes (B1), ein viertes (K3) und ein fünftes Schaltelement (K4) vorgesehen sind, und wobei ein Rotor (R) der Elektromaschine (EM) an der Antriebswelle (GW1), an der Abtriebswelle (GW2) oder zumindest einem der Elemente (E11, E21, E31, E12, E22, E32) der Planetenradsätze (P1, P2) angebunden ist, dadurch gekennzeichnet, - dass die Antriebswelle (GW1) drehfest mit dem ersten Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden und über das erste Schaltelement (K1) drehfest mit der Abtriebswelle (GW2) in Verbindung bringbar ist, - dass die Abtriebswelle (GW2) drehfest mit dem zweiten Element (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) in Verbindung steht und mittels des zweiten Schaltelements (K2) drehfest mit dem dritten Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbindbar ist, - dass das erste Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) über das dritte Schaltelement (B1) festsetzbar sowie mittels des vierten Schaltelements (K3) drehfest mit dem dritten Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) in Verbindung bringbar ist, - dass das dritte Element (E31) des ersten Planetenradsatzes (P1) und das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest miteinander verbunden sind, - und dass über das fünfte Schaltelement (K4) entweder das erste Element (E12) und das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) oder das zweite Element (E22) und das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest miteinander verbindbar sind.
  2. Getriebe (G) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch selektives paarweises Schließen der fünf Schaltelemente (K1, K2, B1, K3, K4) - ein erster Gang (1) zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) durch Betätigen des dritten (B1) und des vierten Schaltelements (K3), - ein zweiter Gang (2) zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) durch Schließen des zweiten (K2) und des dritten Schaltelements (B1), - ein dritter Gang (3) zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) durch Betätigen des dritten (B1) und des fünften Schaltelements (K4), sowie ein vierter Gang zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) - in einer ersten Variante (4.1) durch Schließen des ersten (K1) und des dritten Schaltelements (B1), - in einer zweiten Variante (4.2) durch Betätigen des ersten (K1) und des fünften Schaltelements (K4), - in einer dritten Variante (4.3) durch Schließen des ersten (K1) und des zweiten Schaltelements (K2), - in einer vierten Variante (4.4) durch Betätigen des ersten (K1) und des vierten Schaltelements (K3), - in einer fünften Variante (4.5) durch Schließen des zweiten (K2) und des fünften Schaltelements (K4), - in einer sechsten Variante (4.6) durch Betätigen des vierten (K3) und des fünften Schaltelements (K4), - sowie in einer siebten Variante (4.7) durch Schließen des zweiten (K2) und des vierten Schaltelements (K3) ergibt.
  3. Getriebe (G) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (R) der Elektromaschine (EM) ständig mit dem dritten Element (E31) des ersten Planetenradsatzes (P1) und dem zweiten Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden ist.
  4. Getriebe (G) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein erster Gang (E1) zwischen dem Rotor (R) der Elektromaschine (EM) und der Abtriebswelle (GW2) durch Schließen des dritten Schaltelements (B1) ergibt.
  5. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine Elektromaschine (EM) vorgesehen ist, welche zum Antrieb der Abtriebswelle (GW2) eingerichtet ist.
  6. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Elektromaschine vorgesehen ist, deren Rotor mit der Antriebswelle (GW1) ständig verbunden ist.
  7. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zudem ein sechstes Schaltelement (K5) vorgesehen ist, über welches zwei der Elemente (E11, E21, E31) des ersten Planetenradsatzes (P1) drehfest miteinander verbindbar sind.
  8. Getriebe (G) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der vierte Gang zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) zusätzlich - in einer achten Variante (4.8) durch Schließen des ersten (K1) und des sechsten Schaltelements (K5), - in einer neunten Variante (4.9) durch Betätigen des fünften (K4) und des sechsten Schaltelements (K5), - in einer zehnten Variante (4.10) durch Schließen des zweiten (K2) und des sechsten Schaltelements (K5), - sowie in einer elften Variante (4.11) durch Betätigen des vierten (K3) und des sechsten Schaltelements (K5) ergibt.
  9. Getriebe (G) nach Anspruch 3 oder 4 und Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein zweiter Gang (E2) zwischen dem Rotor (R) der Elektromaschine (EM) und der Abtriebswelle (GW2) durch Schließen des sechsten Schaltelements (K5) ergibt.
  10. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Planetenradsätze (P1, P2) als Minus-Planetensatz vorliegt, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element (E11, E12) des jeweiligen Planetenradsatzes (P1, P2) um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element (E21, E22) des jeweiligen Planetenradsatzes (P1, P2) um einen jeweiligen Planetensteg und bei dem jeweiligen dritten Element (E31, E32) des jeweiligen Planetenradsatzes (P1, P2) um ein jeweiliges Hohlrad handelt.
  11. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Planetenradsätze als Plus-Planetensatz vorliegt, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Hohlrad und bei dem jeweiligen dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen jeweiligen Planetensteg handelt.
  12. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Schaltelemente (K1, K4; K2, K3; B1, K5) zu je einem Schaltelementpaar (SP1; SP2; SP3) zusammengefasst sind, welchem je ein Betätigungselement zugeordnet ist, wobei über das je eine Betätigungselement aus einer jeweiligen Neutralstellung heraus entweder das eine Schaltelement (K1; K2; B1) oder das andere Schaltelement (K4; K3; K5) des jeweiligen Schaltelementpaares (SP1; SP2; SP3) betätigbar ist.
  13. Kraftfahrzeugantriebsstrang für ein Hybridfahrzeug, umfassend ein Getriebe (G) nach einem oder auch mehreren der Ansprüche 1 bis 12.
  14. Verfahren zum Betreiben eines Getriebes (G) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung eines Ladebetriebes oder eines Startbetriebes lediglich das fünfte Schaltelement (K4) geschlossen wird.
  15. Verfahren zum Betreiben eines Getriebes (G) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung eines Anfahrmodus für Rückwärtsfahrt bei Antrieb über die Antriebswelle (GW1) das vierte Schaltelement (K3) geschlossen wird.
  16. Verfahren zum Betreiben eines Getriebes (G) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung eines Anfahrmodus für Rückwärtsfahrt bei Antrieb über die Antriebswelle (GW1) das zweite Schaltelement (K2) geschlossen wird.
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