DE102017216310B4 - Transmission for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

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 (K3), ein viertes (B1) 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, wobei- die Antriebswelle (GW1) drehfest mit dem ersten Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden und über das erste Schaltelement (K1) direkt drehfest mit der Abtriebswelle (GW2) in Verbindung bringbar ist,- die Abtriebswelle (GW2) zudem mittels des zweiten Schaltelements (K2) direkt drehfest mit dem zweiten Element (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) sowie über das dritte Schaltelement (K3) direkt drehfest mit dem dritten Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbindbar ist,- das dritte Element (E31) des ersten Planetenradsatzes (P1) und das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest miteinander in Verbindung stehen,- das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mittels des vierten Schaltelements (B1) durch drehfestes Verbinden mit einer permanent stillstehenden Komponente des Getriebes (G) festsetzbar ist,- über das fünfte Schaltelement (K4) entweder das erste Element (E12) und das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) oder das zweite Element (E22) und das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest miteinander verbindbar sind,- und das erste Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) festgesetzt ist.Transmission (G) for a motor vehicle, comprising an electric machine (EM), a drive shaft (GW1), an output shaft (GW2), and a first planetary gear set (P1) and a second planetary gear set (P2), the planetary gear sets (P1, P2) each include several elements (E11, E21, E31, E12, E22, E32), a first (K1), a second (K2), a third (K3), a fourth (B1) and a fifth switching element (K4) being provided are, and wherein a rotor (R) of the electric machine (EM) on the drive shaft (GW1), on the output shaft (GW2) or at least one of the elements (E11, E21, E31, E12, E22, E32) of the planetary gear sets (P1, P2). Output shaft (GW2) is also directly rotationally fixed to the second element (E21) of the first planetary gear set (P1) by means of the second switching element (K2) and directly rotationally fixed to the third element (E32) of the second planetary gear set (P2) via the third switching element (K3). can be connected, - the third element (E31) of the first planetary gear set (P1) and the second element (E22) of the second planetary gear set (P2) are connected to one another in a rotationally fixed manner, - the third element (E32) of the second planetary gear set (P2) by means of the fourth switching element (B1) can be fixed by non-rotatably connecting it to a permanently stationary component of the transmission (G), - via the fifth switching element (K4) either the first element (E12) and the third element (E32) of the second planetary gear set (P2) or the second element (E22) and the third element (E32) of the second planetary gear set (P2) can be connected to one another in a rotationally fixed manner, and the first element (E11) of the first planetary gear set (P1) is fixed.

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.The invention relates to a transmission for a motor vehicle, comprising an electric machine, a drive shaft, an output shaft, as well as a first planetary gear set and a second planetary gear set, the planetary gear sets each comprising a plurality of elements, a first, a second, a third, a fourth and a fifth switching element are provided, and wherein a rotor of the electric machine is connected to the drive shaft, to the output shaft or at least one of the elements of the planetary gear sets.

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.In hybrid vehicles, transmissions are known which, in addition to a set of wheels, also have one or more electric machines. The transmission is usually designed to have multiple gears, i.e. H. Several different transmission ratios can be switched as gears between a drive shaft and an output shaft by actuating corresponding switching elements, and this is preferably carried out automatically. Depending on the arrangement of the switching elements, these are clutches or brakes. The transmission is used to appropriately implement the tractive power offered by a drive engine of the motor vehicle with regard to various criteria. The gears of the transmission are usually also used in interaction with the at least one electric machine to represent purely electric driving. The at least one electric machine can often also be integrated in the transmission in different ways to represent different operating modes.

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.From the DE 10 2013 013 947 A1 creates a transmission for a motor vehicle that is composed of two planetary gear sets and an electric machine. The two planetary gear sets are each formed by the elements sun gear, planetary web and ring gear, with a total of five switching elements being provided, via which different power flows can be represented via the planetary gear sets. This means that several gears can be achieved between a drive shaft and an output shaft of the transmission when driven by an upstream drive machine, as well as two gears when driven by the electric machine.

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.It is the object of the present invention to create an alternative embodiment to the transmission for a motor vehicle known from the prior art, with which different operating modes can be represented in a suitable manner with a compact structure.

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 14. Des Weiteren haben die Ansprüche 15 und 16 jeweils ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes zum Gegenstand.This task is solved based on the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims each reflect advantageous developments of the invention. A motor vehicle drive train for a hybrid vehicle is also the subject of claim 14. Furthermore, claims 15 and 16 each relate to a method for operating a transmission.

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.According to the invention, a transmission comprises an electric machine, a drive shaft, an output shaft and a first planetary gear set and a second planetary gear set. The planetary gear sets include several elements, with a first, a second, a third, a fourth and a fifth switching element being provided, through the selective actuation of which different power flow routings can be represented by switching different gears. Furthermore, a rotor of the electric machine is connected to the drive shaft, to the output shaft or at least one of the elements of the planetary gear sets.

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.For the purposes of the invention, a “shaft” is to be understood as meaning a rotatable component of the transmission, via which associated components of the transmission are connected to one another in a rotationally fixed manner or via which such a connection is established when a corresponding switching element is actuated. The shaft can connect the components to one another axially or radially or both axially and radially. The respective shaft can also be present as an intermediate piece via which a respective component is connected radially, for example.

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.For the purposes of the invention, “axial” means an orientation in the direction of an axis along which the planetary gear sets are arranged coaxially with one another. “Radial” then means an orientation in the diameter direction of a shaft that lies on this axis.

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.The output shaft of the transmission preferably has teeth, via which the output shaft is then in operative connection in the motor vehicle drive train with a differential gear arranged axially parallel to the output shaft. Here, the toothing is preferably provided at a connection point of the output shaft, this connection point of the output shaft preferably being located axially at one end of the transmission, at which a connection point of the drive shaft is also provided. This type of arrangement is particularly suitable for use in a motor vehicle with a drive train aligned transversely to the direction of travel of the motor vehicle.

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.The planetary gear sets are preferably arranged axially following the connection point of the drive shaft in the order of first planetary gear set and second planetary gear set. However, within the meaning of the invention, a different arrangement can also be made.

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 kann zudem mittels des zweiten Schaltelements drehfest mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes sowie über das dritte Schaltelement drehfest mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden werden. Ferner stehen das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander in Verbindung, während das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes mittels des vierten Schaltelements festgesetzt werden kann. Des Weiteren können über das fünfte Schaltelement entweder das erste Element und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes oder das zweite Element und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden werden. Zudem ist das erste Element des ersten Planetenradsatzes festgesetzt.The invention now includes the technical teaching that the drive shaft is connected in a rotationally fixed manner to the first element of the second planetary gear set and can be connected in a rotationally fixed manner to the output shaft via the first switching element. The output shaft can also be non-rotatably connected to the second element of the first planetary gear set by means of the second switching element and non-rotatably connected to the third element of the second planetary gear set via the third switching element. Furthermore, the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set are connected to one another in a rotationally fixed manner, while the third element of the second planetary gear set can be fixed by means of the fourth switching element. Furthermore, either the first element and the third element of the second planetary gear set or the second element and the third element of the second planetary gear set can be connected to one another in a rotationally fixed manner via the fifth switching element. In addition, the first element of the first planetary gear set is fixed.

Mit anderen Worten ist also die Antriebswelle permanent drehfest mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden, während das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ständig drehfest miteinander in Verbindung stehen. Zudem ist das erste Element des ersten Planetenradsatzes permanent festgesetzt und wird damit ständig an einer Drehbewegung gehindert.In other words, the drive shaft is permanently connected to the first element of the second planetary gear set in a rotationally fixed manner, while the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set are constantly connected to one another in a rotationally fixed manner. In addition, the first element of the first planetary gear set is permanently fixed and is therefore constantly prevented from rotating.

Bei Betätigung des ersten Schaltelements wird die Antriebswelle drehfest mit der Abtriebswelle verbunden, wohingegen das zweite Schaltelement im geschlossenen Zustand die Abtriebswelle und das zweite Element des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander in Verbindung bringt. Ein Schließen des dritten Schaltelements zieht eine drehfeste Verbindung der Abtriebswelle und des dritten Elements des zweiten Planetenradsatzes nach sich, während das vierte Schaltelement im geschlossenen Zustand das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes festsetzt und damit an einer Drehbewegung hindert. Schließlich werden durch Schließen des fünften Schaltelements entweder das erste Element und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes oder das zweite Element und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden, was in beiden Fällen ein Verblocken des zweiten Planetenradsatzes zur Folge hat.When the first switching element is actuated, the drive shaft is connected to the output shaft in a rotationally fixed manner, whereas the second switching element, in the closed state, brings the output shaft and the second element of the first planetary gear set into connection with one another in a rotationally fixed manner. Closing the third switching element results in a rotationally fixed connection of the output shaft and the third element of the second planetary gear set, while the fourth switching element in the closed state fixes the third element of the second planetary gear set and thus prevents it from rotating. Finally, by closing the fifth switching element, either the first element and the third element of the second planetary gear set or the second element and the third element of the second planetary gear set are connected to one another in a rotationally fixed manner, which in both cases results in the second planetary gear set becoming blocked.

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.According to the invention, a respective rotation-proof connection of the rotatable components of the transmission is preferably implemented via one or more intermediate shafts, which can also be present as short intermediate pieces if the components are in a spatially close position. Specifically, the components that are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner can each be present either as individual components that are connected to one another in a rotationally fixed manner or in one piece. In the second-mentioned case, the respective components and the shaft, if any, are formed by a common component, this being achieved in particular when the respective components in the transmission are spatially close to one another.

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.For components of the transmission that are only connected to one another by actuating a respective switching element, a connection is also preferably implemented via one or more intermediate shafts.

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. Vorliegend ist dabei das erste Element des ersten Planetenradsatzes permanent festgesetzt und damit auch ständig drehfest mit der stillstehenden Komponente verbunden.Fixing is carried out in particular by a rotationally fixed connection to a rotationally fixed component of the transmission, which is preferably a permanently stationary component, preferably a housing of the transmission, a part of such a housing or a component connected to it in a rotationally fixed manner. In the present case, the first element of the first planetary gear set is permanently fixed and is therefore constantly connected to the stationary component in a rotationally fixed manner.

Bei dem Getriebe liegen das erste, das zweite, das dritte 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. Hingegen ist das vierte Schaltelement als Bremse ausgebildet, die im betätigten Zustand die zugehörige Komponente festsetzt und damit an einer Drehbewegung hindert.In the transmission, the first, the second, the third and the fifth switching element are present as clutches, which, when actuated, adjust the rotational movements of the associated rotatable components of the transmission and then connect them to one another in a rotationally fixed manner. On the other hand, the fourth switching element is designed as a brake, which in the actuated state fixes the associated component and thus prevents it from rotating.

Bevorzugt sind das erste, das zweite und das dritte Schaltelement axial zwischen dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Planetenradsatz angeordnet, wobei hierbei insbesondere das zweite Schaltelement axial benachbart zum ersten Planetenradsatz liegt und hierauf dann axial zunächst das dritte Schaltelement und dann das erste Schaltelement folgen. Dagegen sind das vierte Schaltelement und das fünfte Schaltelement bevorzugt axial auf einer der Anschlussstelle der Antriebswelle abgewandt liegenden Seite des zweiten Planetenradsatzes vorgesehen, wobei hierbei insbesondere das fünfte Schaltelement axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz und dem vierten Schaltelement liegt.The first, the second and the third switching elements are preferably arranged axially between the first planetary gear set and the second planetary gear set, in which case in particular the second switching element is axially adjacent to the first planetary gear set and this is then followed axially first by the third switching element and then the first switching element. In contrast, the fourth switching element and the fifth switching element are preferably axially on a side of the second planetary gear set that is remote from the connection point of the drive shaft zes provided, in which case in particular the fifth switching element lies axially between the second planetary gear set and the fourth switching element.

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.On the drive side, a separating clutch can also be provided, which in the actuated state connects the drive shaft in a rotationally fixed manner to a connecting shaft, which in turn is coupled to the drive machine connected upstream of the transmission. This separating clutch can in principle be designed as a non-positive or positive switching element, but is particularly preferably in the form of a friction clutch.

Insgesamt zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Getriebe durch eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen, einen guten Verzahnungswirkungsgrad und geringe Verluste aus.Overall, a transmission according to the invention is characterized by a compact design, low component loads, good gearing efficiency and low losses.

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 zweiten 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 zweiten 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 zweiten Schaltelements, in einer zweiten Variante durch Betätigen des ersten und des vierten Schaltelements, in einer dritten Variante durch Schließen des ersten und des dritten Schaltelements, in einer vierten Variante durch Betätigen des ersten und des fünften Schaltelements sowie in einer fünften Variante durch Schließen des dritten und des fünften Schaltelements.In the transmission according to the invention, four gears can be achieved between the drive shaft and the output shaft by selectively closing two shift elements each. This results in a first gear between the drive shaft and the output shaft by actuating the second and fourth switching elements, while a second gear between the drive shaft and the output shaft can be achieved by closing the second and third switching elements. Furthermore, a third gear can be switched between the input shaft and the output shaft by actuating the second and fifth switching elements. Finally, a fourth gear results between the drive shaft and the output shaft in a first variant by closing the first and second switching elements, in a second variant by actuating the first and fourth switching elements, in a third variant by closing the first and third switching elements, in a fourth variant by actuating the first and fifth switching elements and in a fifth variant by closing the third and fifth switching elements.

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 verändern 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.With a suitable choice of stationary gear ratios for the planetary gear sets, a series of ratios suitable for use in a motor vehicle is achieved. Shifts between the gears can be implemented in which only the state of two shift elements each has to be changed by opening one of the shift elements involved in the previous gear and closing another shift element to represent the subsequent gear. This also means that switching between gears can happen very quickly.

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. Gemäß einer hierzu alternativen Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist der Rotor der Elektromaschine ständig mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden. Beide Anordnungen der Elektromaschine in dem Getriebe sind jeweils vorteilhaft, da sich hierdurch jeweils unterschiedliche Betriebsmodi auf einfache Art und Weise verwirklichen lassen:

  • So kann ein erster Gang zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle für ein rein elektrisches Fahren genutzt werden. Dabei ergibt sich dieser erste Gang durch Schließen des zweiten Schaltelements. Bei der ersten Variante der Erfindung, bei welcher der Rotor ständig mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, wird der Rotor bei geschlossenem zweiten Schaltelement über den ersten Planetenradsatz mit der Abtriebswelle gekoppelt, wobei eine Übersetzung des ersten Ganges dabei einer Übersetzung des dritten, zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Ganges entspricht.
According to one embodiment of the invention, the rotor of the electric machine is constantly connected to the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set. According to an alternative embodiment of the invention, the rotor of the electric machine is constantly connected to the second element of the first planetary gear set. Both arrangements of the electric machine in the transmission are advantageous because different operating modes can be implemented in a simple manner:
  • A first gear between the rotor of the electric machine and the output shaft can be used for purely electric driving. This first gear results from closing the second switching element. In the first variant of the invention, in which the rotor is constantly connected to the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set, the rotor is coupled to the output shaft via the first planetary gear set when the second switching element is closed, with a translation of the first Gear corresponds to a translation of the third gear effective between the drive shaft and output shaft.

Bei der alternativen Variante der Erfindung, bei welcher der Rotor ständig mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, findet dagegen bei Schließen des zweiten Schaltelements eine unmittelbare Verbindung des Rotors mit der Abtriebswelle statt. Dabei entspricht die Übersetzung des ersten Ganges der Übersetzung des vierten, zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Ganges.In the alternative variant of the invention, in which the rotor is constantly connected to the second element of the first planetary gear set, on the other hand, when the second switching element is closed, the rotor is directly connected to the output shaft. The ratio of the first gear corresponds to the ratio of the fourth gear, which is effective between the drive shaft and the output shaft.

Da für ein Fahren über eine dem Getriebe vorgeschaltete Antriebsmaschine stets noch ein weiteres Schaltelement zu schließen ist, kann bei beiden Varianten 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 Ganges und in die erste Variante des vierten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges jeweils zugestartet werden, da das zweite Schaltelement an jedem dieser Gänge beteiligt ist.Since a further switching element always has to be closed for driving via a drive machine upstream of the transmission, driving via the electric machine can be represented in both variants without the drive machine being coupled. From this purely electric driving, the upstream drive machine can then go into the first gear effective between the input and output shafts, into the second gear effective between the input and output shafts, into the third gear effective between the input and output shafts and into the first variant of the fourth gear The input and output shafts of the effective gears are each started, since the second switching element is involved in each of these gears.

Als weiterer Betriebsmodus kann bei beiden Varianten zudem ein Ladebetrieb eines elektrischen Energiespeichers verwirklicht werden, indem lediglich das fünfte Schaltelement geschlossen und damit eine Koppelung der Antriebswelle und damit auch der vorgeschalteten Antriebsmaschine mit der Elektromaschine hergestellt wird. Dabei ist die Elektromaschine bei der ersten Variante, bei welcher der Rotor ständig mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, dann direkt mit der Antriebswelle gekoppelt. Dagegen wird im Falle der zweiten Variante, bei welcher der Rotor ständig mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung steht, eine Koppelung zur Antriebswelle über den ersten Planetenradsatz hergestellt. Gleichzeitig ist bei beiden Varianten 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.As a further operating mode, charging operation of an electrical energy storage device can also be implemented in both variants by only closing the fifth switching element and thereby establishing a coupling of the drive shaft and thus also the upstream drive machine with the electric machine. The electric machine is in the first variant, in which the Rotor is constantly connected to the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set, then coupled directly to the drive shaft. In contrast, in the case of the second variant, in which the rotor is constantly connected to the second element of the first planetary gear set, a coupling to the drive shaft is established via the first planetary gear set. At the same time, in both variants there is no frictional connection to the output shaft, so that the transmission is in a neutral position. Apart from charging operation, the upstream drive machine can also be started via the electric machine.

Alternativ dazu kann ein Ladebetrieb oder ein Starten der vorgeschalteten Antriebsmaschine aber auch durch Schließen des vierten Schaltelements realisiert werden. Denn im geschlossenen Zustand des vierten Schaltelements ist die Antriebswelle bei der ersten Variante der Erfindung über den zweiten Planetenradsatz mit der Elektromaschine gekoppelt, wohingegen im Falle der zweiten Variante bei Betätigung des vierten Schaltelements beide Planetenradsätze zur Koppelung der Antriebswelle mit der Elektromaschine genutzt werden.Alternatively, charging operation or starting the upstream drive machine can also be realized by closing the fourth switching element. In the closed state of the fourth switching element, the drive shaft in the first variant of the invention is coupled to the electric machine via the second planetary gear set, whereas in the case of the second variant, when the fourth switching element is actuated, both planetary gear sets are used to couple the drive shaft to the electric machine.

Da die Elektromaschine im geschlossenen Zustand des zweiten 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. Since the electric machine is coupled to the output shaft in the closed state of the second switching element, power shifts can also be implemented, in which support can take place via the electric machine during the shifts. The synchronization of the switching element to be closed during a shift can be carried out by speed control of the upstream drive machine or by synchronized switching elements or by another, separate synchronization device, such as a transmission brake or another electric machine. If a separating clutch is also provided on the drive side of the drive shaft, the inertial mass of the upstream drive machine can be decoupled during synchronization.

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 zweiten 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 zweiten Schaltelements dargestellt werden.Specifically, shifts between the first gear effective between the input and output shafts and the second gear effective between the input and output shafts can be implemented under load with the second switching element closed. The same is possible with power shifts between the second gear effective between the input and output shafts and the third gear effective between the input and output shafts. Furthermore, power shifts between the third gear effective between the input and output shafts and the first variant of the fourth gear effective between the input and output shafts can be represented in the closed state of the second switching element.

Das erfindungsgemäße Getriebe kann bei beiden Varianten 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 zweite 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 vierte 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, zweite Schaltelement ausgelegt und im Folgenden das lastfreie, fünfte 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 vierten Variante des vierten Ganges 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.In both variants, the transmission according to the invention can also be operated in such a way that the speed of the electric machine is reduced when driving. So you can initially drive hybrid in the first variant of fourth gear, either after a torque-assisted shift from third to fourth gear via the electric machine or after starting the drive machine into fourth gear, the second switching element initially remains closed. In order to reduce the speed of the electric machine in fourth gear at higher driving speeds, you can switch from the first variant of the fourth gear to the fourth variant of the fourth gear, since the rotor of the electric machine has a lower speed here than in the first variant of the fourth Ganges. This switchover takes place while maintaining the tractive force via the upstream drive machine. First, the load-free, second switching element is laid out and then the load-free, fifth switching element is inserted, with the speed adjustment being carried out by speed control of the electric machine. If a separating clutch is also provided, via which the drive shaft can be connected to a connecting shaft on the drive side, the upstream drive machine can also be decoupled in the fourth variant of fourth gear. The latter makes sense if recuperation is to take place via the electric machine even at higher driving speeds and the drive machine has to be decoupled and switched off.

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 ersten Variante der Erfindung permanent zwischen dem Rotor und dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes, wohingegen bei der zweiten Variante der Erfindung eine ständige Verbindung des Rotors zum zweiten Element des ersten Planetenradsatzes hergestellt ist. Dabei kann die Elektromaschine jeweils 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 oder den Komponenten verbunden oder aber über eine oder auch mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen mit dieser bzw. diesen gekoppelt sein, wobei Letzteres eine günstigere Auslegung der Elektromaschine mit höheren Drehzahlen und geringeren Drehmoment ermöglicht. Die mindestens eine Übersetzungsstufe kann dabei als Stirnradstufe und/oder als Planetenradstufe ausgeführt sein.For the purposes of the invention, a “connection” of the rotor of the electric machine with the respective component of the transmission is to be understood as a coupling between them, so that a constant speed dependency prevails between the rotor of the electric machine and the respective component. In the first variant of the invention, this connection exists permanently between the rotor and the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set, whereas in the second variant of the invention a permanent connection of the rotor to the second element of the first planetary gear set is established. The electric machine can be arranged either coaxially with the planetary gear sets or axially offset from them. In the first-mentioned case, the rotor of the electric machine can either be directly connected in a rotationally fixed manner to the component or components or can be coupled to this or these via one or more intermediate transmission stages, the latter enabling a more favorable design of the electric machine with higher speeds and lower torque. The at least one about The setting stage can be designed as a spur gear stage and/or as a planetary gear stage.

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.If, on the other hand, the electric machine is provided with an axial offset to the planetary gear sets, a coupling takes place via one or more intermediate transmission stages and/or a traction drive. The one or more transmission stages can also be implemented individually either as a spur gear stage or as a planetary stage. A traction drive can be either a belt drive or a chain drive.

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 oder aber ständig mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass somit ein kompakter Aufbau und ein niedriger Herstellungsaufwand des Getriebes verwirklicht werden kann.According to a further possible embodiment of the invention, exactly one electric machine is provided, which is set up to drive the output shaft. In this case, the transmission according to the invention only has an electric machine, which can also act as a drive for the output shaft, which is then preferably constantly connected to the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set or constantly connected to the second element of the first planetary gear set is connected. This has the advantage that a compact structure and low manufacturing costs for the transmission can be achieved.

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.Alternatively, a second electric machine can be provided, the rotor of which is constantly connected to the drive shaft. The functionality of the transmission can be further increased by such a design.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung kann die Abtriebswelle mittels eines sechsten Schaltelements zudem drehfest mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden werden. Es ist in diesem Fall also ein weiteres, sechstes Schaltelement vorgesehen, welches im geschlossenen Zustand die Abtriebswelle und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes sowie das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet. Besonders bevorzugt ist dieses sechste Schaltelement dabei axial zwischen dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Planetenradsatz vorgesehen und liegt hierbei insbesondere axial zwischen dem zweiten Schaltelement und dem dritten Schaltelement.According to a further possible embodiment of the invention, the output shaft can also be connected in a rotationally fixed manner to the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set by means of a sixth switching element. In this case, a further, sixth switching element is provided, which in the closed state connects the output shaft and the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set to one another in a rotationally fixed manner. This sixth switching element is particularly preferably provided axially between the first planetary gear set and the second planetary gear set and lies in particular axially between the second switching element and the third switching element.

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 wirksamen Gang in einer sechsten Variante durch Schließen des ersten und des sechsten Schaltelements, in einer siebten Variante durch Betätigen des dritten und des sechsten Schaltelements sowie in einer achten Variante durch Schließen des fünften und des sechsten Schaltelements. Schließlich kann noch ein Zusatzgang durch Betätigen des vierten und des sechsten Schaltelements dargestellt werden.By providing the additional, sixth switching element, further variants of the fourth gear effective between the input and output shaft can then be implemented in the transmission according to the invention. This results in the fourth gear effective between the input and output shafts in a sixth variant by closing the first and sixth switching elements, in a seventh variant by actuating the third and sixth switching elements and in an eighth variant by closing the fifth and sixth switching elements . Finally, an additional gear can be displayed by operating the fourth and sixth switching elements.

Darüber hinaus kann, bei Anbindung des Rotors der Elektromaschine entweder an das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes oder an das zweite Element des ersten 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 bei der Variante, bei welcher der Rotor ständig mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, direkt mit der Abtriebswelle gekoppelt ist. Ist dagegen der Rotor der Elektromaschine bei der zweiten Variante ständig mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden, so wird im zweiten Gang bei geschlossenem sechsten Schaltelement eine Koppelung des Rotors mit der Abtriebswelle über den ersten Planetenradsatz dargestellt.In addition, when the rotor of the electric machine is connected either to the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set or to the second element of the first planetary gear set, a second gear can also be realized, which is between the rotor of the electric machine and the output shaft is effective. This second gear is switched by closing the sixth switching element, so that the electric machine is then directly coupled to the output shaft in the variant in which the rotor is constantly connected to the third element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set. If, on the other hand, the rotor of the electric machine in the second variant is constantly connected to the second element of the first planetary gear set, then in second gear with the sixth switching element closed, the rotor is coupled to the output shaft via the first planetary gear set.

Ausgehend vom zweiten Gang kann dann ein Zustarten der vorgeschalteten Antriebsmaschine in die sechste, die siebte oder die achte Variante des vierten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges realisiert werden, da das sechste Schaltelement auch an jedem dieser Gänge beteiligt ist.Starting from second gear, the upstream drive machine can then be started in the sixth, seventh or eighth variant of the fourth gear effective between the input and output shafts, since the sixth switching element is also involved in each of these gears.

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 vierte 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 sechste 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, zweite Schaltelement ausgelegt und im Folgenden das lastfreie, sechste Schaltelement eingelegt, wobei die Drehzahlanpassung dabei durch Drehzahlregelung der Elektromaschine erfolgt.Furthermore, if the sixth switching element is provided, the transmission according to the invention can be operated in such a way that the speed of the electric machine is reduced when driving. So you can initially drive in a hybrid manner in the first variant of the fourth gear effective between the input and output shafts, either after a torque-assisted shift from third to fourth gear via the electric machine or after starting the drive machine into fourth gear, the fourth switching element is initially closed remains. In order to reduce the speed of the electric machine in fourth gear at higher driving speeds, you can switch from the first variant of fourth gear to the sixth variant of fourth gear, since the rotor of the electric machine has a lower speed here than in the first variant fourth course. This switchover takes place while maintaining the tractive force via the upstream drive machine. First, the load-free, second switching element is laid out and then the load-free, sixth switching element is inserted placed, with the speed adjustment being carried out by speed control of the electric machine.

Dabei ist zur Abkoppelung der vorgeschalteten Antriebsmaschine keine Trennkupplung erforderlich, da die vorgeschaltete Antriebsmaschine in der sechsten 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.No separating clutch is required to decouple the upstream drive machine, since the upstream drive machine can be decoupled in the sixth variant of the fourth gear, which is effective between the input and output shafts, by opening the first switching element. This then creates the second gear, which is effective between the rotor of the electric machine and the output shaft.

Darüber hinaus kann bei langsamer werdendem Fahrzeug eine Rückschaltung vom vierten, zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Gang in den dritten, zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Gang vorbereitet werden. Dazu muss zunächst von der sechsten Variante des vierten Ganges in die erste Variante des vierten Ganges gewechselt werden, wobei hierbei über die vorgeschaltete Antriebsmaschine die Zugkraft durch das geschlossene, erste Schaltelement aufrechterhalten wird. Da das zweite Schaltelement bei der ersten Variante des vierten Ganges und auch beim dritten, zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Gang jeweils geschlossen ist, kann in der Folge eine Rückschaltung durchgeführt werden.In addition, when the vehicle slows down, a downshift from the fourth gear, which is effective between the input and output shafts, to the third gear, which is effective between the input and output shafts, can be prepared. To do this, you must first change from the sixth variant of the fourth gear to the first variant of the fourth gear, with the tractive force being maintained by the closed, first switching element via the upstream drive machine. Since the second switching element is closed in the first variant of the fourth gear and also in the third gear, which is effective between the input and output shafts, a downshift can subsequently be carried out.

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.In a further development of the invention, one or more switching elements are each implemented as a positive switching element. The respective switching element is preferably designed either as a claw switching element or as a locking synchronization. Positive switching elements have the advantage over non-positive switching elements that lower drag losses occur in the open state, so that better transmission efficiency can be achieved. In particular, in the transmission according to the invention, all switching elements are implemented as positive switching elements, so that the lowest possible drag losses can be achieved.

Die beiden Planetenradsätze können, sofern es eine Anbindung der einzelnen Elemente ermöglicht, 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.Within the scope of the invention, the two planetary gear sets can each be present as a negative planetary gear set, provided that the individual elements can be connected, with the first element of the respective planetary gear set being a sun gear, the second element of the respective planetary gear set being a planetary web and the third element of the respective planetary gear set is a ring gear. A minus planetary set is composed, in a manner known in principle to those skilled in the art, of the elements sun gear, planetary web and ring gear, with the planetary web having at least one, but preferably several, planetary gears rotatably mounted, each of which is connected to both the sun gear and the comb the surrounding ring gear.

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.Alternatively, one or both planetary gear sets could, if the connection of the respective elements allows it, be present as a plus planetary gear set, with the first element of the respective planetary gear set then being a sun gear and the second element of the respective planetary gear set being a ring gear and the third element of the respective planetary gear set is a planetary web. In a plus planetary set, the elements sun gear, ring gear and planetary web are also present, with the latter leading at least one pair of planetary gears, in which one planetary gear meshes with the internal sun gear and the other planetary gear meshes with the surrounding ring gear, and the planetary gears mesh with each other.

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 ist aber der erste Planetenradsatz als Minus-Planetensatz realisiert, während der zweite Planetenradsatz als Plus-Planetensatz vorliegt.Where it is possible to connect the individual elements, a minus planetary set can be converted into a plus planetary set, whereby the ring gear and the planetary web connection must then be swapped with each other compared to the version as a minus planetary set, and a gear ratio must be increased by one. Conversely, a plus planetary set could also be replaced by a minus planetary set, provided the connection of the transmission elements allows this. In comparison to the plus planetary set, the ring gear and the planetary web connection would also have to be exchanged with each other, and a gear ratio would have to be reduced by one. However, the first planetary gear set is preferably implemented as a minus planetary gear set, while the second planetary gear set is present as a plus planetary gear set.

In Weiterbildung der Erfindung sind zumindest zwei Schaltelemente zu je einem Schaltelementpaar zusammengefasst, welchem je ein Betätigungselement zugeordnet ist, wobei über das je eine Betätigungselement aus einer jeweiligen Neutralstellung heraus einerseits das eine Schaltelement und 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.In a further development of the invention, at least two switching elements are combined to form a pair of switching elements, each of which is assigned an actuating element, whereby one switching element and the other switching element of the respective switching element pair can be actuated from a respective neutral position. This is implemented in switching elements of the transmission that have a common shaft and are not operated in one gear at the same time, and has the advantage that the number of actuating elements can be reduced and thus the manufacturing effort can be reduced.

Je nach konkreter Ausgestaltung des Getriebes können dabei das erste und das dritte Schaltelement und/oder das vierte und das fünfte Schaltelement und/oder das zweite und das sechste Schaltelement und/oder das erste und das fünfte Schaltelement und/oder das dritte und das vierte Schaltelement paarweise zusammengefasst sein und über je ein gemeinsames Betätigungselement verfügen.Depending on the specific design of the transmission, the first and the third shifting element and/or the fourth and the fifth shifting element and/or the second and the sixth shifting element and/or the first and the fifth shifting element and/or the third and the fourth shifting element be combined in pairs and each have a common actuating element.

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.Within the scope of the invention, the transmission can be preceded by a starting element, for example a hydrodynamic torque converter or a friction clutch. This starting element can then also be part of the transmission and is used to design a starting process by allowing a slip speed between the internal combustion engine and the drive shaft of the transmission. One of the switching elements of the transmission or the possibly existing separating clutch can also be designed as such a starting element in that it is present as a friction switching element. In addition, in principle, a freewheel to the gearbox housing or to another shaft can be arranged on each shaft of the transmission.

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.The transmission according to the invention is in particular part of a motor vehicle drive train for a hybrid vehicle and is then arranged between a drive engine of the motor vehicle, which is designed in particular as an internal combustion engine, and further components of the drive train following in the direction of power flow to the drive wheels of the motor vehicle. Here, the drive shaft of the transmission is either permanently coupled in a rotationally fixed manner to a crankshaft of the internal combustion engine or can be connected to it via an intermediate separating clutch or a starting element, whereby a torsional vibration damper can also be provided between the internal combustion engine and the transmission. On the output side, the transmission within the motor vehicle drive train is then preferably coupled to a differential gear of a drive axle of the motor vehicle, although here there can also be a connection to a longitudinal differential, via which distribution to several driven axles of the motor vehicle takes place. The differential gear or the longitudinal differential can be arranged with the gear in a common housing. A torsional vibration damper can also be integrated into this housing.

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.The fact that two components of the transmission are "connected" or "coupled" in a rotationally fixed manner or are "connected to one another" means, in the sense of the invention, a permanent coupling of these components so that they cannot rotate independently of one another. In this respect, no switching element is provided between these components, which can be elements of the planetary gear sets and/or shafts and/or a non-rotatable component of the transmission, but rather the corresponding components are rigidly coupled to one another.

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.If, on the other hand, a switching element is provided between two components, these components are not permanently coupled to one another in a rotationally fixed manner, but a rotationally fixed coupling is only carried out by actuating the intermediate switching element. Actuation of the switching element in the sense of the invention means that the switching element in question is transferred to a closed state and as a result the components directly coupled thereto align their rotational movements with one another. If the switching element in question is designed as a positive switching element, the components that are directly connected to one another in a rotationally fixed manner will run at the same speed, while in the case of a non-positive switching element, speed differences can exist between the components even after the same has been actuated. In the context of the invention, this desired or unwanted state is nevertheless referred to as a rotationally fixed connection of the respective components via the switching element.

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.The invention is not limited to the specified combination of the features of the main claim or the claims dependent thereon. There are also possibilities to combine individual features with one another, including those that emerge from the claims, the following description of preferred embodiments of the invention or directly from the drawings. Reference in the claims to the drawings by use of reference numerals is not intended to limit the scope of the claims.

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 bis 5 jeweils eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend je einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 6 ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebe aus den 2 bis 5;
  • 7 bis 10 jeweils eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend je einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 11 ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebe aus den 7 bis 10; und
  • 12 bis 17 jeweils eine schematische Darstellung je einer Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe aus den 2 bis 5 und 7 bis 10.
Advantageous embodiments of the invention, which are explained below, are shown in the drawings. It shows:
  • 1 a schematic view of a motor vehicle drive train in which a transmission according to the invention is used;
  • 2 until 5 each a schematic view of a transmission corresponding to an embodiment of the invention;
  • 6 an example switching diagram of the transmission from the 2 until 5 ;
  • 7 until 10 each a schematic view of a transmission corresponding to an embodiment of the invention;
  • 11 an example switching diagram of the transmission from the 7 until 10 ; and
  • 12 until 17 each a schematic representation of a possible modification of the gears from the 2 until 5 and 7 until 10 .

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. 1 shows a schematic view of a motor vehicle drive train of a hybrid vehicle, wherein in the motor vehicle drive train an internal combustion engine VKM is connected to a transmission G via an intermediate torsional vibration damper TS. The transmission G is followed by a differential gear AG on the output side, via which drive power is distributed to drive wheels DW of a drive axle of the motor vehicle. The gear G and the torsional vibration damper TS are arranged in a common housing of the gear G, into which the differential gear AG can then also be integrated. As also in 1 can be seen, the internal combustion engine VKM, the torsional vibration damper TS, the transmission G and also the differential gear AG are aligned transversely to a direction of travel of the motor vehicle.

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 zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 als Planetensteg und das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 als Hohlrad vorliegt. Hingegen ist das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 als Hohlrad und das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 als Planetensteg ausgeführt.Out of 2 shows a schematic representation of the transmission G according to a first embodiment of the invention. As can be seen, the transmission G is composed of a gear set RS and an electric machine EM, which are arranged together in the housing of the transmission G. The gear set RS includes two planetary gear sets P1 and P2, each of the planetary gear sets P1 and P2 having a first element E11 or E12, a second element E21 or E22 and a third element E31 or E32. The respective first element E11 or E12 is each formed by a sun gear of the respective planetary gear set P1 or P2, while the second element E21 of the first planetary gear set P1 is present as a planetary web and the third element E31 of the first planetary gear set P1 is present as a ring gear. On the other hand, the second element E22 of the second planetary gear set P2 is designed as a ring gear and the third element E32 of the second planetary gear set P2 is designed as a planetary web.

Im vorliegenden Fall liegt also der erste Planetenradsatz P1 als Minus-Planetensatz vor, dessen Planetensteg zumindest ein Planetenrad drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem radial innenliegenden Sonnenrad, als auch dem radial umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht. Besonders bevorzugt sind aber bei dem ersten Planetenradsatz P1 mehrere Planetenräder vorgesehen. Im Unterschied dazu ist der zweite Planetenradsatz P2 als Plus-Planetenradsatz realisiert, wobei hier der Planetensteg mindestens ein Planetenradpaar drehbar gelagert führt, von dessen Planetenrädern ein Planetenrad mit dem radial innenliegenden Sonnenrad und ein Planetenrad mit dem radial umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder untereinander kämmen. Allerdings sind auch beim zweiten Planetenradsatz P2 insbesondere mehrere Planetenradpaare vorgesehen.In the present case, the first planetary gear set P1 is a negative planetary gear set, the planetary web of which rotatably guides at least one planet gear, which is in mesh with both the radially inner sun gear and the radially surrounding ring gear. However, it is particularly preferred for several planetary gears to be provided in the first planetary gear set P1. In contrast to this, the second planetary gear set P2 is implemented as a plus planetary gear set, in which case the planetary web rotatably guides at least one pair of planetary gears, of which a planetary gear meshes with the radially inner sun gear and a planetary gear meshes with the radially surrounding ring gear, as well as the planetary gears comb among themselves. However, several pairs of planetary gears are also provided in the second planetary gear set P2.

Sofern es die Anbindung zulässt, könnte der erste Planetenradsatz P1 auch als Plus-Planetensatz ausgeführt werden, wobei im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetensatz dann das zweite Element E21 durch das Hohlrad und das dritte Element E31 durch den Planetensteg gebildet und zudem eine Getriebestandübersetzung um eins erhöht werden muss. Umgekehrt könnte auch der zweite Planetenradsatz P2, sofern es eine Anbindung der Elemente ermöglicht, als Minus-Planetenradsatz verwirklicht sein. Im Vergleich zu der Ausführung als Plus-Planetensatz müsste dann jedoch das zweite Element E22 durch den Planetensteg und das dritte Element E32 durch das Hohlrad gebildet und zudem eine Getriebestandübersetzung um eins reduziert werden.If the connection allows it, the first planetary gear set P1 could also be designed as a plus planetary gear set, whereby, compared to the design as a minus planetary gear set, the second element E21 is then formed by the ring gear and the third element E31 by the planetary web and also a gear ratio must be increased by one. Conversely, the second planetary gear set P2 could also be implemented as a minus planetary gear set, provided that the elements can be connected. In comparison to the version as a plus planetary set, however, the second element E22 would then have to be formed by the planetary web and the third element E32 by the ring gear and a gear ratio would also have to be reduced by one.

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 K3, eines vierten Schaltelements B1 und eines fünften Schaltelements K4. Dabei sind die Schaltelemente K1, K2, K3, B1 und K4 jeweils als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt und liegen bevorzugt als Klauenschaltelemente vor. Zudem sind das erste Schaltelement K1, das zweite Schaltelement K2, das dritte Schaltelement K3 und das fünfte Schaltelement K4 vorliegend als Kupplungen gestaltet, während das vierte Schaltelement B1 als Bremse vorliegt.As in 2 can be seen, the transmission G comprises a total of five switching elements in the form of a first switching element K1, a second switching element K2, a third switching element K3, a fourth switching element B1 and a fifth switching element K4. The switching elements K1, K2, K3, B1 and K4 are each designed as positive switching elements and are preferably in the form of claw switching elements. In addition, the first switching element K1, the second switching element K2, the third switching element K3 and the fifth switching element K4 are designed as clutches, while the fourth switching element B1 is designed as a brake.

Eine Antriebswelle GW 1 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 kann darüber hinaus durch Schließen des zweiten Schaltelements K2 drehfest mit dem zweiten Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 sowie durch Betätigen des dritten Schaltelements K3 drehfest mit dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden werden. Zudem kann das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 noch mittels des vierten Schaltelements B1 an einem drehfesten Bauelement GG des Getriebes G festgesetzt werden, bei welchem es sich insbesondere um das Gehäuse oder einen Teil des Gehäuses des Getriebes G handelt.A drive shaft GW 1 of the transmission G is connected in a rotationally fixed manner to the first element E12 of the second planetary gear set P2 and can be connected in a rotationally fixed manner to an output shaft GW2 of the transmission G via the first switching element K1. The output shaft GW2 can also be non-rotatably connected to the second element E21 of the first planetary gear set P1 by closing the second switching element K2 and non-rotatably connected to the third element E32 of the second planetary gear set P2 by actuating the third switching element K3. In addition, the third element E32 of the second planetary gear set P2 can also be fixed to a rotationally fixed component GG of the transmission G by means of the fourth switching element B1, which is in particular the housing or part of the housing of the transmission G.

Wie zudem 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 zudem ständig drehfest mit einem Rotor R der Elektromaschine EM in Verbindung. Die Elektromaschine EM ist dabei koaxial zu den beiden Planetenradsätzen P1 und P2 angeordnet, wobei ein Stator S der Elektromaschine EM am drehfesten Bauelement GG des Getriebes G festgesetzt ist. Ferner können das dritte Element E32 und das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 durch Betätigen des fünften Schaltelements K4 drehfest miteinander in Verbindung gebracht werden, was ein Verblocken des zweiten Planetenradsatzes P2 zur Folge hat. Schließlich ist noch das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 ständig am drehfesten Bauelement GG festgesetzt.As also in 2 As can be seen, the third element E31 of the first planetary gear set P1 and the second element E22 of the second planetary gear set P2 are connected to one another in a rotationally fixed manner and are also constantly connected in a rotationally fixed manner to a rotor R of the electric machine EM. The electric machine EM is arranged coaxially to the two planetary gear sets P1 and P2, with a stator S of the electric machine EM being the most rotationally fixed Component GG of the transmission G is fixed. Furthermore, the third element E32 and the first element E12 of the second planetary gear set P2 can be connected to one another in a rotationally fixed manner by actuating the fifth switching element K4, which results in the second planetary gear set P2 being blocked. Finally, the first element E11 of the first planetary gear set P1 is permanently fixed to the rotationally fixed component GG.

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.Both the drive shaft GW1 and the output shaft GW2 each form a connection point GW1-A or GW2-A, with the connection point GW1-A in the motor vehicle drive train 1 serves to connect to the internal combustion engine VKM, while the transmission G is connected to the subsequent differential gear AG at the connection point GW2-A. The connection point GW1-A of the drive shaft GW1 is designed at an axial end of the transmission G, with the connection point GW2-A of the output shaft GW2 lying at the same axial end and being aligned transversely to the connection point GW1-A of the drive shaft GW1. The two planetary gear sets P1 and P2 are arranged axially following the connection point GW1-A of the drive shaft GW1 in the order of the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2.

Wie zudem aus 2 hervorgeht, sind das erste Schaltelement K1, das zweite Schaltelement K2 und das dritte Schaltelement K3 axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 platziert, wobei das zweite Schaltelement K2 dabei axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 vorgesehen ist und hierauf dann axial zunächst das dritte Schaltelement K3 und dann das erste Schaltelement K1 folgen. Dabei weisen das erste Schaltelement K1 und das dritte Schaltelement K3 ein gemeinsames - vorliegend nicht weiter dargestelltes - Betätigungselement auf, über welches aus einer Neutralstellung heraus einerseits das erste Schaltelement K1 und andererseits das dritte Schaltelement K3 betätigt werden kann. Insofern sind das erste Schaltelement K1 und das dritte Schaltelement K3 zu einem Schaltelementpaar SP1 zusammengefasst.How also from 2 As can be seen, the first switching element K1, the second switching element K2 and the third switching element K3 are placed axially between the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2, the second switching element K2 being provided axially adjacent to the first planetary gear set P1 and then axially first third switching element K3 and then the first switching element K1 follow. The first switching element K1 and the third switching element K3 have a common actuating element - not shown here - via which the first switching element K1 and the third switching element K3 can be actuated from a neutral position. In this respect, the first switching element K1 and the third switching element K3 are combined to form a pair of switching elements SP1.

Hingegen sind das vierte Schaltelement B1 und das fünfte Schaltelement K4 axial auf einer der Anschlussstelle GW1-A abgewandt liegenden Seite des zweiten Planetenradsatzes P2 platziert, wobei das fünfte Schaltelement K4 dabei axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und dem vierten Schaltelement B1 liegt. Zudem sind das vierte Schaltelement B1 und das fünfte Schaltelement K4 axial unmittelbar nebeneinanderliegend angeordnet und zu einem Schaltelementpaar SP2 zusammengefasst, indem dem vierten Schaltelement B1 und dem fünften Schaltelement K4 ein gemeinsames - vorliegend ebenfalls nicht dargestelltes - Betätigungselement zugeordnet ist, über welches aus einer Neutralstellung heraus zum einen das vierte Schaltelement B1 und zum anderen das fünfte Schaltelement K4 betätigt werden kann.On the other hand, the fourth switching element B1 and the fifth switching element K4 are placed axially on a side of the second planetary gear set P2 that is remote from the connection point GW1-A, with the fifth switching element K4 lying axially between the second planetary gear set P2 and the fourth switching element B1. In addition, the fourth switching element B1 and the fifth switching element K4 are arranged axially directly next to one another and combined to form a switching element pair SP2, in that a common actuating element - also not shown here - is assigned to the fourth switching element B1 and the fifth switching element K4, via which from a neutral position on the one hand the fourth switching element B1 and on the other hand the fifth switching element K4 can be actuated.

Die Elektromaschine EM ist axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 platziert.The electric machine EM is placed axially between the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2.

Zudem geht aus 3 eine schematische Darstellung eines Getriebes G entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung hervor, welche dabei im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach 2 entspricht. Unterschiedlich ist dabei aber, dass ein fünftes Schaltelement K4 in diesem Fall im betätigten Zustand das zweite Element E22 und das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest miteinander verbindet und hierdurch das Verblocken des zweiten Planetenradsatzes P2 hervorruft. Zudem haben das vierte Schaltelement B1 und das fünfte Schaltelement K4 von ihrer axialen Anordnung her die Plätze getauscht, indem nun das vierte Schaltelement B1 axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und dem fünften Schaltelement K4 platziert ist. Hierbei sind das vierte Schaltelement B1 und das fünfte Schaltelement K4 erneut zu dem Schaltelementpaar SP2 zusammengefasst. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform aus 3 der vorhergehenden Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Also goes out 3 a schematic representation of a transmission G according to a second embodiment of the invention, which is essentially the same as the previous variant 2 corresponds. What is different, however, is that in this case, in the actuated state, a fifth switching element K4 connects the second element E22 and the third element E32 of the second planetary gear set P2 to one another in a rotationally fixed manner and thereby causes the second planetary gear set P2 to lock. In addition, the fourth switching element B1 and the fifth switching element K4 have swapped places in terms of their axial arrangement, in that the fourth switching element B1 is now placed axially between the second planetary gear set P2 and the fifth switching element K4. Here, the fourth switching element B1 and the fifth switching element K4 are again combined to form the switching element pair SP2. Otherwise, the embodiment corresponds 3 according to the previous variant 2 , so that reference is made to what has been described.

4 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G gemäß einer dritten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, die dabei weitestgehend der Variante nach 2 entspricht. Im Unterschied zu der Ausführungsform nach 2 ist der Rotor R der koaxial zu den Planetenradsätzen P1 und P 2 liegenden Elektromaschine EM nun aber drehfest mit dem zweiten Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden. Ansonsten entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach 4 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird. 4 shows a schematic view of a transmission G according to a third possible embodiment of the invention, which is largely based on the variant 2 corresponds. In contrast to the embodiment according to 2 The rotor R of the electric machine EM, which is coaxial with the planetary gear sets P1 and P 2, is now connected in a rotationally fixed manner to the second element E21 of the first planetary gear set P1. Otherwise the design options correspond 4 according to the variant 2 , so that reference is made to what has been described.

Des Weiteren geht aus 5 eine schematische Darstellung eines Getriebes G entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung hervor. Diese entspricht dabei im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach 4, wobei aber im Unterschied dazu nun ein fünftes Schaltelement K4 - wie schon bei der Variante nach 3 - im betätigten Zustand das zweite Element E22 und das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest miteinander verbindet und hierdurch das Verblocken des zweiten Planetenradsatzes P2 hervorruft. Axial ist dabei das vierte Schaltelement B1 zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und dem fünften Schaltelement K4 vorgesehen und ebenfalls wieder mit dem fünften Schaltelement K4 zu einem Schaltelementpaar SP2 zusammengefasst. Ansonsten entspricht die Ausführungsform aus 5 der vorhergehenden Variante nach 4, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Furthermore goes out 5 a schematic representation of a transmission G according to a fourth embodiment of the invention. This essentially corresponds to the previous variant 4 , but in contrast to this there is now a fifth switching element K4 - as in the variant 3 - In the actuated state, the second element E22 and the third element E32 of the second planetary gear set P2 are connected to one another in a rotationally fixed manner and thereby cause the second planetary gear set P2 to lock. Axially, the fourth switching element B1 is provided between the second planetary gear set P2 and the fifth switching element K4 and also again combined with the fifth switching element K4 to form a switching element pair SP2. Otherwise the embodiment corresponds 5 according to the previous variant 4 , so that reference is made to what has been described.

In 6 ist ein beispielhaftes Schaltschema für die Getriebe G aus den 2 bis 5 tabellarisch dargestellt. Wie zu erkennen ist, können hierbei zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 jeweils insgesamt vier Gänge 1 bis 4.5 realisiert werden, wobei in den Spalten des Schaltschemas mit einem X jeweils gekennzeichnet ist, welches der Schaltelemente K1, K2, K3, B1 und K4 in welchem der Gänge 1 bis 4.5 jeweils geschlossen ist. In jedem der Gänge 1 bis 4.5 sind dabei jeweils zwei der Schaltelemente K1, K2, K3, B1 und K4 geschlossen.In 6 is an exemplary shift diagram for the transmission G from the 2 until 5 presented in tabular form. As can be seen, a total of four gears 1 to 4.5 can be achieved between the drive shaft GW1 and the output shaft GW2, with an in which aisles 1 to 4.5 are closed. In each of gears 1 to 4.5, two of the switching elements K1, K2, K3, B1 and K4 are closed.

Wie in 6 zu erkennen ist, wird ein erster Gang 1 zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 durch Betätigen des zweiten Schaltelements K2 und des vierten Schaltelements B1 geschaltet, wobei hiervon ausgehend ein zweiter zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 wirksamer Gang 2 gebildet wird, indem das vierte Schaltelement B1 geöffnet und das dritte Schaltelement K3 geschlossen wird. Des Weiteren kann dann in einen dritten zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 wirksamen Gang 3 geschaltet werden, indem das dritte Schaltelement K3 geöffnet und im Folgenden das fünfte Schaltelement K4 geschlossen wird.As in 6 can be seen, a first gear 1 is switched between the drive shaft GW1 and the output shaft GW2 by actuating the second switching element K2 and the fourth switching element B1, from which a second gear 2 effective between the drive shaft GW1 and the output shaft GW2 is formed by the fourth switching element B1 is opened and the third switching element K3 is closed. Furthermore, it is then possible to shift into a third gear 3, which is effective between the drive shaft GW1 and the output shaft GW2, by opening the third switching element K3 and subsequently closing the fifth switching element K4.

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 zweiten Schaltelements K2, wobei der vierte Gang noch in einer zweiten Variante 4.2 durch Schließen des ersten Schaltelements K1 und des vierten Schaltelements B1, in einer dritten Variante 4.3 durch Betätigen des ersten Schaltelements K1 und des dritten Schaltelements K3, in einer vierten Variante 4.4 durch Betätigen des ersten Schaltelements K1 und des fünften Schaltelements K4 sowie in einer fünften Variante 4.5 durch Schließen des dritten Schaltelements K3 und des fünften Schaltelements K4 dargestellt werden kann.Furthermore, a fourth gear, effective between the drive shaft GW1 and the output shaft GW2, results in a first variant 4.1 by actuating the first switching element K1 and the second switching element K2, with the fourth gear still in a second variant 4.2 by closing the first switching element K1 and the fourth switching element B1, in a third variant 4.3 by actuating the first switching element K1 and the third switching element K3, in a fourth variant 4.4 by actuating the first switching element K1 and the fifth switching element K4 and in a fifth variant 4.5 by closing the third switching element K3 and the fifth switching element K4 can be represented.

Obwohl die Schaltelemente K1, K2, K3, B1 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 zweite Schaltelement K2 an allen diesen Gängen beteiligt ist, so dass im Zuge der Schaltungen der Abtrieb über die Elektromaschine EM gestützt werden kann. Die Elektromaschine EM ist bei den Varianten nach den 2 und 3 bei geschlossenem zweiten Schaltelement K2 über den ersten Planetenradsatz P1 mit der Abtriebswelle GW2 gekoppelt, wohingegen bei den Varianten nach den 4 und 5 im betätigten Zustand des zweiten Schaltelements K2 eine direkte Verbindung des Rotors R der Elektromaschine EM mit der Abtriebswelle GW2 vorliegt. 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.Although the switching elements K1, K2, K3, B1 and K4 are each designed as positive switching elements, switching between the first gear 1 and the second gear 2, between the second gear 2 and the third gear 3 and between the third gear 3 and the first variant 4.1 of fourth gear can be realized under load. The reason for this is that the second switching element K2 is involved in all of these gears, so that the output can be supported via the electric machine EM during the gear changes. The EM electric machine is available according to the variants 2 and 3 when the second switching element K2 is closed, it is coupled to the output shaft GW2 via the first planetary gear set P1, whereas in the variants according to 4 and 5 In the actuated state of the second switching element K2, there is a direct connection of the rotor R of the electric machine EM to the output shaft GW2. Synchronization of the circuits can be achieved by appropriate control of the upstream internal combustion engine VKM, so that the switching element to be designed can be opened without load and the switching element to be closed subsequently can be closed without load.

Die Getriebe G der 2 bis 5 können 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 zweite Schaltelement K2 in einen geschlossenen Zustand zu überführen ist, wie aus 4 hervorgeht. So wird bei den Getrieben G aus den 2 und 3 bei geschlossenem zweiten Schaltelement K2 die Elektromaschine EM über den ersten Planetenradsatz P1 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. Stattdessen wird bei den Varianten der Getriebe G aus den 4 und 5 im geschlossenen Zustand des zweiten Schaltelements K2 eine direkte drehfeste Verbindung des Rotors R der Elektromaschine EM mit der Abtriebswelle GW2 hervorgerufen. In diesem Fall entspricht die Übersetzung des ersten Ganges E1 dann der Übersetzung des vierten, zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 wirksamen Ganges.The gear G of the 2 until 5 can also be operated in other operating modes with the help of the electric machine EM: purely electric driving can take place in a first gear E1, which is effective between the rotor R of the electric machine EM and the output shaft GW2 and is represented by the second switching element K2 in to transfer to a closed state is how 4 emerges. In the case of the gearboxes G becomes 2 and 3 When the second switching element K2 is closed, the electric machine EM is connected to the output shaft GW2 via the first planetary gear set P1 with a constant gear ratio, the gear ratio of the first gear E1 corresponding to the gear ratio of the third gear 3 effective between the drive shaft GW1 and the output shaft GW2. Instead, the transmission G is used in the variants 4 and 5 In the closed state of the second switching element K2, a direct, rotationally fixed connection of the rotor R of the electric machine EM to the output shaft GW2 is caused. In this case, the translation of the first gear E1 then corresponds to the translation of the fourth gear effective between the drive shaft GW1 and the output shaft GW2.

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 zweite Schaltelement K2 geschlossen ist. Insofern kann zügig vom rein elektrischen Fahren in ein Fahren über die Verbrennungskraftmaschine bzw. ein hybridisches Fahren übergegangen werden.Advantageously, starting from the first gear E1, the internal combustion engine VKM can be started in one of the gears 1, 2, 3 and 4.1, since the second switching element K2 is also closed in each of these gears. In this respect, you can quickly switch from purely electric driving to driving using the internal combustion engine or hybrid driving.

Des Weiteren kann durch Schließen des fünften Schaltelements K4 eine Lade- oder Startfunktion realisiert werden. Denn bei den Getrieben G aus den 2 und 3 ist der Rotor R der Elektromaschine EM im geschlossenen Zustand des fünften Schaltelements K4 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 dabei 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. Bei den Getrieben G aus den 4 und 5 wird dagegen bei Betätigung des fünften Schaltelements K4 eine Koppelung des Rotors R der Elektromaschine EM mit der Antriebswelle GW1 über den ersten Planetenradsatz P1 dargestellt, wobei auch hier bei eine Lade-oder Startfunktion realisiert werden kann.Furthermore, a charging or starting function can be implemented by closing the fifth switching element K4. Because with the gearboxes G from the 2 and 3 is the rotor R of the electric machine EM in the closed state of the fifth switching element K4 via the then blocked second planetary gear set P2 directly to the drive shaft GW1 coupled and thus also with the internal combustion engine VKM. At the same time, however, there is no adhesion to the output shaft GW2, with the rotor R and the drive shaft GW1 running at the same speed. In generator operation of the electric machine EM, an electrical energy storage device can be charged via the internal combustion engine VKM, while in electromotive operation of the electric machine EM, starting the internal combustion engine VKM via the electric machine EM is possible. For the gearboxes G from the 4 and 5 On the other hand, when the fifth switching element K4 is actuated, a coupling of the rotor R of the electric machine EM with the drive shaft GW1 via the first planetary gear set P1 is shown, whereby a charging or starting function can also be implemented here.

Darüber hinaus kann eine Lade-oder Startfunktion auch durch Schließen des vierten Schaltelements B1 verwirklicht werden, was bei den Getrieben G aus den 2 und 3 eine Koppelung der Elektromaschine EM mit der Antriebswelle GW1 mittels des zweiten Planetenradsatzes P2 zur Folge hat, wohingegen bei den Getrieben G aus den 4 und 5 eine Koppelung über beide Planetenradsätze P1 und P2 stattfindet.In addition, a charging or starting function can also be implemented by closing the fourth switching element B1, which is the case with the transmissions G from the 2 and 3 This results in a coupling of the electric machine EM with the drive shaft GW1 by means of the second planetary gear set P2, whereas in the transmissions G from the 4 and 5 a coupling takes place via both planetary gear sets P1 and P2.

Als weiterer Betriebsmodus kann zudem eine Anfahrfunktion für Rückwärtsfahrt EDA-R verwirklicht werden. Hierzu ist das dritte Schaltelement K3 zu schließen, wodurch bei den Getrieben G aus den 2 und 3 über die Antriebswelle GW1 mittels des ersten Elements E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 angetrieben wird, während die Elektromaschine EM am zweiten Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine VKM abstützen kann. Ein Abtrieb erfolgt dann über das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 auf die Abtriebswelle GW2. Im Falle der Getriebe G aus den 4 und 5 wird ebenfalls über die Antriebswelle GW 1 mittels des ersten Elements E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 angetrieben und ein Abtrieb über das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 durch drehfeste Verbindung mit der Abtriebswelle GW2 realisiert, wobei allerdings im Unterschied dann ein Stützen des Drehmoments über die Elektromaschine EM am zweiten Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 bei Übersetzung über den ersten Planetenradsatz P1 erfolgt. In beiden Fällen kann hierdurch ein Anfahren für Rückwärtsfahrt dargestellt werden.A start-up function for reversing EDA-R can also be implemented as a further operating mode. For this purpose, the third switching element K3 must be closed, which means that in the transmissions G 2 and 3 is driven via the drive shaft GW1 by means of the first element E12 of the second planetary gear set P2, while the electric machine EM can support the torque of the internal combustion engine VKM on the second element E22 of the second planetary gear set P2. Output then takes place via the third element E32 of the second planetary gear set P2 onto the output shaft GW2. In the case of the gear G from the 4 and 5 is also driven via the drive shaft GW 1 by means of the first element E12 of the second planetary gear set P2 and an output via the third element E32 of the second planetary gear set P2 is realized through a rotationally fixed connection to the output shaft GW2, although the difference is that the torque is supported via the electric machine EM on the second element E22 of the second planetary gear set P2 takes place when gearing via the first planetary gear set P1. In both cases this can be used to represent a start for reverse travel.

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 vierte Variante 4.4 des vierten Ganges umgeschaltet werden, in welcher der Rotor R eine geringere Drehzahl aufweist. Diese Umschaltung erfolgt dabei mit Erhaltung der Zugkraft über die Verbrennungskraftmaschine VKM. Dazu wird das dann lastfreie, zweite Schaltelement K2 ausgelegt und das ebenfalls lastfreie fünfte Schaltelement K4 eingelegt, wobei die Drehzahlanpassung jeweils durch Drehzahlregelung der Elektromaschine EM erfolgt.Finally, a speed reduction of the electric machine EM can be designed in mechanical or hybrid operation: after a torque-assisted shift from third gear to fourth gear via the electric machine EM or after starting the internal combustion engine VKM into fourth gear, hybrid driving results in fourth gear Gear 4.1. In order to reduce the speed of the electric machine EM in fourth gear at higher driving speeds, it is possible to switch from the first variant 4.1 of the fourth gear to the fourth variant 4.4 of the fourth gear, in which the rotor R has a lower speed. This switchover takes place while maintaining the tractive force via the internal combustion engine VKM. For this purpose, the then load-free, second switching element K2 is designed and the also load-free fifth switching element K4 is inserted, with the speed adjustment being carried out by speed control of the electric machine EM.

Ferner zeigt 7 eine schematische Darstellung eines Getriebes G entsprechend einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Auch 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 dritten Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem zweiten Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbindet, so dass eine direkte drehfeste Verbindung der Abtriebswelle GW2 mit dem Rotor R der Elektromaschine EM hergestellt wird. Das sechste Schaltelement K5, welches vorliegend als Kupplung gestaltet ist, ist dabei axial zwischen dem zweiten Schaltelement K2 und dem dritten Schaltelement K3 vorgesehen. Vorliegend sind dabei das zweite Schaltelement K2 und das sechste Schaltelement K5 zu einem Schaltelementpaar SP3 zusammengefasst, indem dem zweiten Schaltelement K2 und dem sechsten Schaltelement K5 ein gemeinsames - nicht dargestelltes - Betätigungselement zugeordnet ist, über welches aus einer Neutralstellung heraus einerseits das zweite Schaltelement K2 und andererseits das sechste Schaltelement K5 betätigt werden kann. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 7 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Furthermore shows 7 a schematic representation of a transmission G according to a fifth embodiment of the invention. This embodiment also largely corresponds to the variant 2 , but in contrast to this, a sixth switching element K5 is now additionally provided, which in the actuated state connects the output shaft GW2 in a rotationally fixed manner with the third element E31 of the first planetary gear set P1 and the second element E22 of the second planetary gear set P2, so that a direct, rotationally fixed connection of the Output shaft GW2 is manufactured with the rotor R of the electric machine EM. The sixth switching element K5, which in the present case is designed as a clutch, is provided axially between the second switching element K2 and the third switching element K3. In the present case, the second switching element K2 and the sixth switching element K5 are combined to form a switching element pair SP3, in that a common actuating element - not shown - is assigned to the second switching element K2 and the sixth switching element K5, via which the second switching element K2 and on the other hand, the sixth switching element K5 can be actuated. Otherwise, the embodiment corresponds to 7 according to the variant 2 , so that reference is made to what has been described.

Ferner ist in 8 eine schematische Ansicht eines Getriebes G entsprechend einer sechsten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung dargestellt, wobei diese Ausgestaltungsmöglichkeit dabei weitestgehend der vorhergehenden Variante aus 7 entspricht. Einziger Unterschied ist dabei, dass nun, wie schon bei der Variante nach 3, ein fünftes Schaltelement K4 im betätigten Zustand nun das zweite Element E22 und das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest miteinander verbindet und hierdurch das Verblocken des zweiten Planetenradsatzes P2 hervorruft. Zudem ist das vierte Schaltelement B1 nun axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und dem fünften Schaltelement K4 platziert und nach wie vor mit dem fünften Schaltelement K4 zu dem Schaltelementpaar SP2 zusammengefasst. Ansonsten entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach 8 der Variante nach 7, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Furthermore, in 8th a schematic view of a transmission G corresponding to a sixth embodiment of the invention is shown, this embodiment being largely similar to the previous variant 7 corresponds. The only difference is that, as with the variant according to 3 , a fifth switching element K4 in the actuated state now connects the second element E22 and the third element E32 of the second planetary gear set P2 in a rotationally fixed manner and thereby causes the second planetary gear set P2 to lock. In addition, the fourth switching element B1 is now placed axially between the second planetary gear set P2 and the fifth switching element K4 and is still connected to the fifth switching element K4 summarized in the switching element pair SP2. Otherwise the design options correspond 8th according to the variant 7 , so that reference is made to what has been described.

9 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G gemäß einer siebten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, die dabei ebenfalls weitestgehend der Variante nach 7 entspricht. Unterschiedlich ist dabei aber, dass der Rotor R der Elektromaschine EM nun drehfest mit dem zweiten Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 in Verbindung steht. Ansonsten entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach 9 der Variante nach 7, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird. 9 shows a schematic view of a transmission G according to a seventh possible embodiment of the invention, which is also largely based on the variant 7 corresponds. What is different, however, is that the rotor R of the electric machine EM is now connected in a rotationally fixed manner to the second element E21 of the first planetary gear set P1. Otherwise the design options correspond 9 according to the variant 7 , so that reference is made to what has been described.

Zudem geht aus 10 eine schematische Darstellung eines Getriebes G entsprechend einer achten Ausführungsform der Erfindung hervor. Diese entspricht dabei im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach 9, wobei aber im Unterschied dazu nun ein fünftes Schaltelement K4 - wie schon bei der Variante nach 8 - im betätigten Zustand das zweite Element E22 und das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest miteinander verbindet. Dadurch wird wiederum ein Verblocken des zweiten Planetenradsatzes P2 hervorgerufen. Axial ist das vierte Schaltelement B1 zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und dem fünften Schaltelement K4 vorgesehen und erneut mit dem fünften Schaltelement K4 zu einem Schaltelementpaar SP2 zusammengefasst. Ansonsten entspricht die Ausführungsform aus 10 der vorhergehenden Variante nach 9, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Also goes out 10 a schematic representation of a transmission G according to an eighth embodiment of the invention. This essentially corresponds to the previous variant 9 , but in contrast to this there is now a fifth switching element K4 - as in the variant 8th - In the actuated state, the second element E22 and the third element E32 of the second planetary gear set P2 are connected to one another in a rotationally fixed manner. This in turn causes the second planetary gear set P2 to become blocked. Axially, the fourth switching element B1 is provided between the second planetary gear set P2 and the fifth switching element K4 and is again combined with the fifth switching element K4 to form a switching element pair SP2. Otherwise the embodiment corresponds 10 according to the previous variant 9 , so that reference is made to what has been described.

In 11 ist ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebe G aus den 7 bis 10 dargestellt, wobei dieses Schaltschema dabei im Wesentlichen dem Schaltschema aus 6 entspricht. Unterschiedlich ist, dass durch das zusätzliche sechste Schaltelement K5 nun noch weitere Varianten eines vierten zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 wirksamen Ganges realisiert werden können. So ergibt sich eine sechste Variante 4.6 des vierten Ganges durch Betätigen des ersten Schaltelements K1 und des sechsten Schaltelements K5, eine siebte Variante 4.7 durch Schließen des dritten Schaltelements K3 und des sechsten Schaltelements K5 sowie eine achte Variante 4.8 durch Betätigen des fünften Schaltelements K4 und des sechsten Schaltelements K5. Darüber hinaus kann noch ein Zusatzgang Z1 realisiert werden, welcher sich durch Schließen des vierten Schaltelements B1 und des sechsten Schaltelements K5 ergibt.In 11 is an exemplary shift diagram of the transmission G from the 7 until 10 shown, this circuit diagram essentially being the same as the circuit diagram 6 corresponds. What is different is that the additional sixth switching element K5 can now be used to realize further variants of a fourth gear effective between the drive shaft GW1 and the output shaft GW2. This results in a sixth variant 4.6 of the fourth gear by activating the first switching element K1 and the sixth switching element K5, a seventh variant 4.7 by closing the third switching element K3 and the sixth switching element K5 and an eighth variant 4.8 by activating the fifth switching element K4 and the sixth switching element K5. In addition, an additional gear Z1 can be implemented, which results from closing the fourth switching element B1 and the sixth switching element K5.

Auch bei den Getrieben G aus den 7 bis 10 können die unterschiedlichen, in 6 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. Bei den Getrieben G aus den 7 und 8 ist der Rotor R der Elektromaschine EM dann direkt drehfest mit der Abtriebswelle GW2 verbunden, wobei ein Übersetzungsverhältnis des zweiten Ganges E2 dabei einem Übersetzungsverhältnis des vierten, zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 wirksamen Ganges entspricht.Also with the G gearboxes from the 7 until 10 can the different, in 6 operating modes described can be implemented. In addition, a second gear E2 can now be represented by closing the sixth switching element K5, the second gear E2 being effective between the rotor R and the output shaft GW2. For the gearboxes G from the 7 and 8th the rotor R of the electric machine EM is then directly connected in a rotationally fixed manner to the output shaft GW2, a gear ratio of the second gear E2 corresponding to a gear ratio of the fourth gear effective between the drive shaft GW1 and the output shaft GW2.

Dagegen bewirkt das Betätigen des sechsten Schaltelements K5 bei den Getrieben G aus den 9 und 10 eine Koppelung des Rotors R der Elektromaschine EM mit der Abtriebswelle GW2 über den ersten Planetenradsatz P1, da die Abtriebswelle GW2 im geschlossenen Zustand des sechsten Schaltelements K5 drehfest mit dem dritten Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden wird, während das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 festgesetzt ist und das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest mit dem Rotor R in Verbindung steht.In contrast, actuating the sixth switching element K5 causes the transmissions G to turn off 9 and 10 a coupling of the rotor R of the electric machine EM with the output shaft GW2 via the first planetary gear set P1, since the output shaft GW2 is connected in a rotationally fixed manner to the third element E31 of the first planetary gear set P1 in the closed state of the sixth switching element K5, while the first element E11 of the first planetary gear set P1 is fixed and the second element E21 of the first planetary gear set P1 is connected to the rotor R in a rotationally fixed manner.

Ausgehend vom zweiten Gang E2 kann dabei die Verbrennungskraftmaschine VKM in die Gänge 4.6, 4.7 oder 4.8 jeweils zugestartet werden, da an diesen jeweils ebenfalls das sechste Schaltelement K5 beteiligt ist.Starting from the second gear E2, the internal combustion engine VKM can be started in gears 4.6, 4.7 or 4.8, since the sixth switching element K5 is also involved in each of these.

Darüber hinaus kann bei den Getriebe G aus 5 und 6 auch eine Drehzahlabsenkung der Elektromaschine EM durch Umschalten von der ersten Variante 4.1 in die sechste Variante 4.6 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 zweite Schaltelement K2 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 sechste Variante 4.6 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.In addition, G can be used for gearboxes 5 and 6 A speed reduction of the electric machine EM can also be achieved by switching from the first variant 4.1 to the sixth variant 4.6 of the fourth gear. For this purpose, starting from the first variant 4.1, while maintaining the tractive force via the internal combustion engine VKM, the load-free second switching element K2 is first laid out and the also load-free, sixth switching element K5 is inserted, with a speed adjustment to represent the load freedoms taking place by speed control of the electric machine EM. Apart from the fact that a reduction in the speed of the rotor R of the electric machine EM can be achieved by switching to the sixth variant 4.6 of the fourth gear, it is also possible to decouple the internal combustion engine VKM at any time by opening the first switching element K1, if via the electric machine EM should be driven or braked (recuperation).

Zudem kann bei langsamer werdendem Fahrzeug eine Rückschaltung vom vierten Gang in den dritten Gang 3 vorbereitet werden, indem zunächst von der sechsten Variante 4.6 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 zweite Schaltelement K2 geschlossen, über welches im Zuge der Rückschaltung in den dritten Gang 3 ein Stützen der Zugkraft erfolgen kann.In addition, when the vehicle slows down, a downshift from fourth gear to third gear 3 can be prepared by first changing from the sixth variant 4.6 to the first variant 4.1 of the fourth gear, while the traction force is maintained via the internal combustion engine VKM with the first switching element K1 closed becomes. In the first variant 4.1 of fourth gear, the second switching element K2 is then closed, via which the tractive force can be supported during the downshift to third gear 3.

Schließlich zeigen noch die 12 bis 10 Abwandlungsmöglichkeiten der Getriebe G aus den 2 bis 5 und 7 bis 10. Diese Abwandlungsmöglichkeiten betreffen dabei anderweitige Einbindungsmöglichkeiten einer Elektromaschine EM. So ist in 12 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 bis 5 und 7 bis 10 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.Finally, they show 12 until 10 Possible modifications to the gear G from the 2 until 5 and 7 until 10 . These modification options relate to other integration options for an electric machine EM. That's how it is 12 the electric machine EM is not placed coaxially with the respective - not shown here - wheelset RS of the transmission G, but is arranged axially offset. A connection is made via a spur gear stage SRS, which is composed of a first spur gear SR1 and a second spur gear SR2. The first spur gear SR1 is connected to the RS wheel set in a rotationally fixed manner, where in the variants 2 until 5 and 7 until 10 the rotor R was connected in a rotationally fixed manner. The spur gear SR1 is then in mesh with the spur gear SR2, which is placed in a rotationally fixed manner on an input shaft EW of the electric machine EM, which establishes the connection within the electric machine EM to the rotor of the electric machine EM - not shown here.

Auch bei der Abwandlungsmöglichkeit nach 13 ist die Elektromaschine EM achsversetzt zu dem jeweiligen Radsatz RS des jeweiligen Getriebes G platziert. Im Unterschied zu der vorhergehenden Variante nach 12 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 bis 5 und 7 bis 10 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.Also with the possibility of modification 13 the electric machine EM is placed axially offset from the respective wheelset RS of the respective transmission G. In contrast to the previous variant 12 However, the connection is not made via a spur gear stage SRS, but rather via a traction drive ZT. This traction drive ZT can be designed as a belt or chain drive. On the part of the wheelset RS, the traction drive ZT is then connected to the point at which the gears G from the 2 until 5 and 7 until 10 in each case a rotationally fixed connection of the rotor R was completed. A coupling to an input shaft EW of the electric machine EM is then established via the traction drive ZT, which in turn makes a connection to the rotor of the electric machine within the electric machine EM.

Im Falle der Abwandlungsmöglichkeit nach 14 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.In the case of the possibility of modification 14 The electric machine EM, which is placed axially offset from the respective wheelset RS, is implemented via a planetary stage PS and a spur gear stage SRS. The planetary stage PS is connected downstream of the gear set RS, with the spur gear stage SRS being provided on the output side of the planetary stage PS, via which the connection to the electric machine EM is established. The planetary stage PS is composed of a ring gear HO, a planetary web PT and a sun gear SO, with the planetary web PT rotatably supporting at least one planetary gear PR, which meshes with both the sun gear SO and the ring gear HO.

Vorliegend ist der Planetensteg PT seitens des Radsatzes RS dort drehfest angebunden, wo bei den Getrieben G aus den 2 bis 5 und 7 bis 10 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.In the present case, the planetary web PT is connected to the gear set RS in a rotationally fixed manner, where in the gearboxes G from the 2 until 5 and 7 until 10 in each case a rotationally fixed connection of the rotor R was completed. In contrast, the ring gear HO is permanently fixed to the non-rotatable component GG, while the sun gear SO is non-rotatably connected to a first spur gear SR1 of the spur gear stage SRS. The first spur gear SR1 then meshes with a second spur gear SR2 of the spur gear stage SRS, which is provided in a rotationally fixed manner on an input shaft EW of the electric machine EM. In this case, the electric machine EM is connected to the RS wheelset via two gear ratios.

Auch bei der Abwandlungsmöglichkeit aus 15 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 14, 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 15 sonst der Variante nach 14, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Also with the possibility of modification 15 The electric machine EM is integrated into the RS gear set via a planetary stage PS and a spur gear stage SRS. The modification option largely corresponds to the variant 14 , with the difference that in the planetary stage PS the sun gear SO is now fixed to the rotationally fixed component GG, while the ring gear HO is connected in a rotationally fixed manner to the first spur gear SR1 of the spur gear stage SRS. Specifically, the ring gear HO and the first spur gear SR1 are preferably formed in one piece, in that the ring gear is equipped with teeth on an outer circumference. Otherwise, the modification option corresponds to 15 otherwise according to the variant 14 , so that reference is made to what has been described.

Des Weiteren zeigt 16 eine weitere Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe G aus den 2 bis 5 und 7 bis 10, wobei auch hier eine Einbindung der Elektromaschine EM über eine Stirnradstufe SRS und eine Planetenstufe PS vorgenommen. Im Unterschied zu der vorhergehenden Variante nach 15 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.Furthermore shows 16 another possible modification of the gear G from the 2 until 5 and 7 until 10 , whereby the electric machine EM was also integrated via a spur gear stage SRS and a planetary stage PS. In contrast to the previous variant 15 The gear set RS is followed first by the spur gear stage SRS, while the planetary stage PS is provided in the power flow between the spur gear stage SRS and the electric machine EM. The planetary stage PS also includes the elements ring gear HO, planetary web PT and sun gear SO, with the planetary web PT rotatably supporting several planetary gears PR1 and PR2, each of which meshes with both the sun gear SO and the ring gear HO.

Wie in 16 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 bis 5 und 7 bis 10 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.As in 16 can be seen, a first spur gear SR1 of the spur gear stage SRS is connected in a rotationally fixed manner by the gear set RS, this connection being made at the point at which the transmissions from the 2 until 5 and 7 until 10 each with a rotation-proof connection of the rotor R was completed. The first spur gear SR1 meshes with a second spur gear SR2 of the spur gear stage SRS, which is connected in a rotationally fixed manner to the planetary web PT of the planetary stage PS. The ring gear HO is permanently fixed to the non-rotatable component GG, while the sun gear SO is non-rotatably provided on an input shaft EW of the electric machine EM.

Schließlich zeigt noch 17 eine weitere Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe G aus den 2 bis 5 und 7 bis 10, wobei diese Abwandlungsmöglichkeit im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach 16 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 17 sonst der Variante nach 16, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Finally shows 17 another possible modification of the gear G from the 2 until 5 and 7 until 10 , with this modification option essentially following the previous variant 16 corresponds. The only difference is that the sun gear SO of the planetary stage PS is now permanently fixed to the non-rotatable component GG, while the ring gear HO of the planetary stage PS is non-rotatably connected to the input shaft EW of the electric machine EM. Otherwise, the modification option corresponds to 17 otherwise according to the variant 16 , so that reference is made to what has been described.

Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann ein Getriebe mit kompaktem Aufbau und mit gutem Wirkungsgrad realisiert werden.By means of the embodiments according to the invention, a transmission with a compact structure and good efficiency can be realized.

BezugszeichenReference symbols

GG
Getriebetransmission
RSRS
RadsatzWheelset
GGGG
Drehfestes BauelementTorsion-proof component
P1P1
Erster PlanetenradsatzFirst planetary gear set
E11E11
Erstes Element des ersten PlanetenradsatzesFirst element of the first planetary gear set
E21E21
Zweites Element des ersten PlanetenradsatzesSecond element of the first planetary gear set
E31E31
Drittes Element des ersten PlanetenradsatzesThird element of the first planetary gear set
P2P2
Zweiter PlanetenradsatzSecond planetary gear set
E12E12
Erstes Element des zweiten PlanetenradsatzesFirst element of the second planetary gear set
E22E22
Zweites Element des zweiten PlanetenradsatzesSecond element of the second planetary gear set
E32E32
Drittes Element des zweiten PlanetenradsatzesThird element of the second planetary gear set
K1K1
Erstes SchaltelementFirst switching element
K2K2
Zweites SchaltelementSecond switching element
K3K3
Drittes SchaltelementThird switching element
B1B1
Viertes SchaltelementFourth switching element
K4K4
Fünftes SchaltelementFifth switching element
K5K5
Sechstes SchaltelementSixth switching element
SP1SP1
SchaltelementpaarPair of switching elements
SP2SP2
SchaltelementpaarPair of switching elements
SP3SP3
SchaltelementpaarPair of switching elements
11
Erster GangFirst course
22
Zweiter GangSecond gear
33
Dritter GangThird gear
4.14.1
Vierter GangFourth course
4.24.2
Vierter GangFourth course
4.34.3
Vierter GangFourth course
4.44.4
Vierter GangFourth course
4.54.5
Vierter GangFourth course
4.64.6
Vierter GangFourth course
4.74.7
Vierter GangFourth course
4.84.8
Vierter GangFourth course
Z1Z1
ZusatzgangAdditional gear
E1E1
erster Gangfirst course
E2E2
zweiter Gangsecond gear
EDA-REDA-R
Anfahrfunktion für RückwärtsfahrtStart function for reversing
GW1GW1
Antriebswelledrive shaft
GW1-AGW1-A
AnschlussstelleConnection point
GW2GW2
Abtriebswelleoutput shaft
GW2-AGW2-A
AnschlussstelleConnection point
ANAT
Anschlusswelleconnecting shaft
EME.M
ElektromaschineElectric machine
SS
Statorstator
RR
Rotorrotor
SRSSRS
StirnradstufeSpur gear stage
SR1SR1
Stirnradspur gear
SR2SR2
Stirnradspur gear
PSP.S
PlanetenstufePlanetary stage
HOHO
Hohlradring gear
PTPT
Planetenstegplanetary bridge
PRPR
PlanetenradPlanetary gear
PR1PR1
PlanetenradPlanetary gear
PR2PR2
PlanetenradPlanetary gear
SOSO
Sonnenradsun gear
ZTZT
ZugmitteltriebTraction drive
VKMVKM
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
TST.S
TorsionsschwingungsdämpferTorsional vibration damper
AGAG
DifferentialgetriebeDifferential gear
DWDW
Antriebsräderdrive wheels

Claims (16)

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 (K3), ein viertes (B1) 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, wobei - die Antriebswelle (GW1) drehfest mit dem ersten Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden und über das erste Schaltelement (K1) direkt drehfest mit der Abtriebswelle (GW2) in Verbindung bringbar ist, - die Abtriebswelle (GW2) zudem mittels des zweiten Schaltelements (K2) direkt drehfest mit dem zweiten Element (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) sowie über das dritte Schaltelement (K3) direkt drehfest mit dem dritten Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbindbar ist, - das dritte Element (E31) des ersten Planetenradsatzes (P1) und das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest miteinander in Verbindung stehen, - das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mittels des vierten Schaltelements (B1) durch drehfestes Verbinden mit einer permanent stillstehenden Komponente des Getriebes (G) festsetzbar ist, - über das fünfte Schaltelement (K4) entweder das erste Element (E12) und das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) oder das zweite Element (E22) und das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest miteinander verbindbar sind, - und das erste Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) festgesetzt ist.Transmission (G) for a motor vehicle, comprising an electric machine (EM), a drive shaft (GW1), an output shaft (GW2), and a first planetary gear set (P1) and a second planetary gear set (P2), the planetary gear sets (P1, P2) each include several elements (E11, E21, E31, E12, E22, E32), a first (K1), a second (K2), a third (K3), a fourth (B1) and a fifth switching element (K4) being provided are, and wherein a rotor (R) of the electric machine (EM) on the drive shaft (GW1), on the output shaft (GW2) or at least one of the elements (E11, E21, E31, E12, E22, E32) of the planetary gear sets (P1, P2) is connected, where - the drive shaft (GW1) is connected in a rotationally fixed manner to the first element (E12) of the second planetary gear set (P2) and can be connected directly in a rotationally fixed manner to the output shaft (GW2) via the first switching element (K1), - the output shaft (GW2) is also directly rotationally fixed to the second element (E21) of the first planetary gear set (P1) by means of the second switching element (K2) and directly rotationally fixed to the third element (E32) of the second planetary gear set via the third switching element (K3) ( P2) can be connected, - the third element (E31) of the first planetary gear set (P1) and the second element (E22) of the second planetary gear set (P2) are connected to one another in a rotationally fixed manner, - the third element (E32) of the second planetary gear set (P2) can be fixed by means of the fourth switching element (B1) by means of a non-rotatable connection to a permanently stationary component of the transmission (G), - Either the first element (E12) and the third element (E32) of the second planetary gear set (P2) or the second element (E22) and the third element (E32) of the second planetary gear set (P2) are rotationally fixed to one another via the fifth switching element (K4). are connectable, - And the first element (E11) of the first planetary gear set (P1) is fixed. Getriebe (G) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch selektives paarweises Schließen der fünf Schaltelemente (K1, K2, K3, B1, K4) - ein erster Gang (1) zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) durch Betätigen des zweiten (K2) und des vierten Schaltelements (B1), - ein zweiter Gang (2) zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) durch Schließen des zweiten (K2) und des dritten Schaltelements (K3), - ein dritter Gang (3) zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) durch Betätigen des zweiten (K2) 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 zweiten Schaltelements (K2), - in einer zweiten Variante (4.2) durch Betätigen des ersten (K1) und des vierten Schaltelements (B1), - in einer dritten Variante (4.3) durch Schließen des ersten (K1) und des dritten Schaltelements (K3), - in einer vierten Variante (4.4) durch Betätigen des ersten (K1) und des fünften Schaltelements (K4) - sowie in einer fünften Variante (4.5) durch Schließen des dritten (K3) und des fünften Schaltelements (K4) ergibt.Gearbox (G) after Claim 1 , characterized in that by selectively closing the five switching elements (K1, K2, K3, B1, K4) in pairs - a first gear (1) is created between the drive shaft (GW1) and the output shaft (GW2) by actuating the second (K2) and the fourth switching element (B1), - a second gear (2) between the drive shaft (GW1) and the output shaft (GW2) by closing the second (K2) and the third switching element (K3), - a third gear (3) between the drive shaft (GW1) and output shaft (GW2) by actuating the second (K2) and the fifth switching element (K4), as well as a fourth gear between the drive shaft (GW1) and output shaft (GW2) - in a first variant (4.1) by closing the first (K1) and the second switching element (K2), - in a second variant (4.2) by actuating the first (K1) and the fourth switching element (B1), - in a third variant (4.3) by closing the first (K1) and the third switching element ( K3), - in a fourth variant (4.4) by actuating the first (K1) and the fifth switching element (K4) - and in a fifth variant (4.5) by closing the third (K3) and the fifth switching element (K4). 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.Gearbox (G) after Claim 1 or 2 , characterized in that the rotor (R) of the electric machine (EM) is constantly connected to the third element (E31) of the first planetary gear set (P1) and the second element (E22) of the second planetary gear set (P2). Getriebe (G) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (R) der Elektromaschine (EM) ständig mit dem zweiten Element (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) verbunden ist.Gearbox (G) after Claim 1 or 2 , characterized in that the rotor (R) of the electric machine (EM) is constantly connected to the second element (E21) of the first planetary gear set (P1). Getriebe (G) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein erster Gang (E1) zwischen dem Rotor (R) der Elektromaschine (EM) und der Abtriebswelle (GW2) durch Schließen des zweiten Schaltelements (K2) ergibt.Gearbox (G) after Claim 3 or 4 , characterized in that a first gear (E1) results between the rotor (R) of the electric machine (EM) and the output shaft (GW2) by closing the second switching element (K2). Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine Elektromaschine (EM) vorgesehen ist, welche zum Antrieb der Abtriebswelle (GW2) eingerichtet ist.Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that exactly one electric machine (EM) is provided, which is set up to drive the output shaft (GW2). Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Elektromaschine vorgesehen ist, deren Rotor mit der Antriebswelle (GW1) ständig verbunden ist.Gearbox (G) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that a second electric machine is provided, the rotor of which is constantly connected to the drive shaft (GW1). Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (GW2) mittels eines sechsten Schaltelements (K5) zudem drehfest mit dem dritten Element (E31) des ersten Planetenradsatzes (P1) und dem zweiten Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbindbar ist.Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that the output shaft (GW2) is also rotationally fixed to the third element (E31) of the first planetary gear set (P1) and the second element (E22) of the second by means of a sixth switching element (K5). Planetary gear set (P2) can be connected. Getriebe (G) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der vierte Gang zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) zusätzlich - in einer sechsten Variante (4.6) durch Schließen des ersten (K1) und des sechsten Schaltelements (K5), - in einer siebten Variante (4.7) durch Betätigen des dritten (K3) und des sechsten Schaltelements (K5), - sowie in einer achten Variante (4.8) durch Schließen des fünften (K4) und des sechsten Schaltelements (K5), sowie ein Zusatzgang (Z1) durch Schließen des vierten (B1) und des sechsten Schaltelements (K5) ergibt.Gearbox (G) after Claim 8 , characterized in that the fourth gear between the drive shaft (GW1) and the output shaft (GW2) is additionally - in a sixth variant (4.6) by closing the first (K1) and the sixth switching element (K5), - in a seventh variant (4.7) by actuating the third (K3) and the sixth switching element (K5), - and in an eighth variant (4.8) by closing the fifth (K4) and the sixth switching element (K5) , as well as an additional gear (Z1) by closing the fourth (B1) and the sixth switching element (K5). Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 3 bis 5 und Anspruch 8 oder 9, 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.Gearbox (G) according to one of the Claims 3 until 5 and Claim 8 or 9 , characterized in that a second gear (E2) results between the rotor (R) of the electric machine (EM) and the output shaft (GW2) by closing the sixth switching element (K5). Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Planetenradsätze (P1) als Minus-Planetensatz vorliegt, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element (E11) des jeweiligen Planetenradsatzes (P1) um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element (E21) des jeweiligen Planetenradsatzes (P1) um einen jeweiligen Planetensteg und bei dem jeweiligen dritten Element (E31) des jeweiligen Planetenradsatzes (P1) um ein jeweiliges Hohlrad handelt.Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the planetary gear sets (P1) is present as a minus planetary gear set, the respective first element (E11) of the respective planetary gear set (P1) being a respective sun gear the respective second element (E21) of the respective planetary gear set (P1) is a respective planetary web and the respective third element (E31) of the respective planetary gear set (P1) is a respective ring gear. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Planetenradsätze (P2) als Plus-Planetensatz vorliegt, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element (E12) des jeweiligen Planetenradsatzes (P2) um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element (E22) des jeweiligen Planetenradsatzes (P2) um ein jeweiliges Hohlrad und bei dem jeweiligen dritten Element (E32) des jeweiligen Planetenradsatzes (P2) um einen jeweiligen Planetensteg handelt.Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the planetary gear sets (P2) is present as a plus planetary gear set, the respective first element (E12) of the respective planetary gear set (P2) being a respective sun gear the respective second element (E22) of the respective planetary gear set (P2) is a respective ring gear and the respective third element (E32) of the respective planetary gear set (P2) is a respective planetary web. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Schaltelemente (K1, K3; B1, K4; K2, 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 einerseits das eine Schaltelement (K1; B1; K2) und andererseits das andere Schaltelement (K3; K4; K5) des jeweiligen Schaltelementpaares (SP1; SP2; SP3) betätigbar ist.Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two switching elements (K1, K3; B1, K4; K2, K5) are combined to form a pair of switching elements (SP1; SP2; SP3), each of which is assigned an actuating element , whereby one switching element (K1; B1; K2) and, on the other hand, the other switching element (K3; K4; K5) of the respective switching element pair (SP1; SP2; SP3) can be actuated via the one actuating element from a respective neutral position. Kraftfahrzeugantriebsstrang für ein Hybridfahrzeug, umfassend ein Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.Motor vehicle drive train for a hybrid vehicle, comprising a transmission (G) according to one of Claims 1 until 13 . Verfahren zum Betreiben eines Getriebes (G) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung eines Ladebetriebes oder eines Startbetriebes lediglich das fünfte Schaltelement (K4) oder das vierte Schaltelement (B1) geschlossen wird.Method for operating a transmission (G). Claim 3 or 4 , characterized in that to represent a charging operation or a starting operation, only the fifth switching element (K4) or the fourth switching element (B1) is closed. Verfahren zum Betreiben eines Getriebes (G) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung eines Anfahrmodus für Rückwärtsfahrt bei Antrieb über die Antriebswelle (GW1) das dritte Schaltelement (K3) geschlossen wird.Method for operating a transmission (G). Claim 3 or 4 , characterized in that the third switching element (K3) is closed to represent a starting mode for reversing when driven via the drive shaft (GW1).
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