DE102017216320A1 - Transmission for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine (EM), eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2), zwei Planetenradsätze (P1, P2) sowie zumindest fünf Schaltelemente (K1, K2, K3, K4, K5), wobei durch selektives Betätigen der zumindest fünf Schaltelemente (K1, K2, K3, K4, K5) unterschiedliche Gänge zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) schaltbar und zudem im Zusammenspiel mit der Elektromaschine (EM) unterschiedliche Betriebsmodi darstellbar sind, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe (G) und Verfahren zum Betreiben derselbigen.The invention relates to a transmission (G) for a motor vehicle, comprising an electric machine (EM), a drive shaft (GW1), an output shaft (GW2), two planetary gear sets (P1, P2) and at least five shift elements (K1, K2, K3, K4 , K5), wherein by selectively operating the at least five switching elements (K1, K2, K3, K4, K5) different gears between the drive shaft (GW1) and the output shaft (GW2) switchable and also in conjunction with the electric machine (EM) different modes of operation can be represented, and drive train for a motor vehicle with such a transmission (G) and method for operating derselbigen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine, eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, sowie einen ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz, wobei die Planetenradsätze jeweils mehrere Elemente umfassen, wobei ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes und ein fünftes Schaltelement vorgesehen sind, und wobei ein Rotor der Elektromaschine an der Antriebswelle, an der Abtriebswelle oder zumindest einem der Elemente der Planetenradsätze angebunden ist.The invention relates to a transmission for a motor vehicle, comprising an electric machine, a drive shaft, an output shaft, and a first planetary gear set and a second planetary gear set, wherein the planetary gear sets each comprise a plurality of elements, wherein 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 wheelset, also have one or more electric machines. The transmission is usually designed to be more continuous, d. H. There are several different ratios as gears between a drive shaft and an output shaft by operating corresponding switching elements switchable, this is preferably done automatically. Depending on the arrangement of the switching elements, these are clutches or brakes. The transmission is used to implement a traction power supply of a prime mover of the motor vehicle in terms of various criteria suitable. The gears of the transmission are usually used in conjunction with the at least one electric machine to represent a purely electric driving. Often, the at least one electric machine can also be incorporated in the transmission to display different modes of operation in different ways.

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 goes out a gearbox for a motor vehicle, which is composed of two planetary gear sets and an electric machine. The two planetary gear sets are each formed by the elements sun gear, planet web and ring gear, wherein also a total of five switching elements are provided, via which different power flow guides can be represented on the planetary gear sets. Thus, several gears between a drive shaft and an output shaft of the transmission can be realized when driven by an upstream prime mover and 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 provide an alternative embodiment to the known from the prior art transmission for a motor vehicle, with which in a compact structure different operating modes can be displayed in a suitable manner.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang für ein Hybridfahrzeug ist zudem Gegenstand von Anspruch 13. Des Weiteren hat der Anspruch 14 ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes zum Gegenstand.This object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims give each advantageous embodiments of the invention. A motor vehicle drive train for a hybrid vehicle is also subject matter of claim 13. Furthermore, the claim 14, a method for operating a transmission to the object.

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.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 comprise several elements, wherein a first, a second, a third, a fourth and a fifth switching element are provided by their selective actuation different power flow guides can be represented by switching different gears.

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 understood to mean a rotatable component of the transmission via which associated components of the transmission are non-rotatably connected to one another or via which such a connection is produced upon actuation of a corresponding switching element. The shaft can connect the components axially or radially or both axially and radially with each other. Thus, 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.By "axial" in the context of the invention is meant an orientation in the direction of an axis along which the planetary gear sets are arranged coaxially to one another. By "radial" is then to be understood an orientation in the diameter direction of a shaft, which 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 im Bereich eines Endes 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.Preferably, the output shaft of the transmission has a toothing, via which the output shaft is then operatively connected in the motor vehicle drive train with an axially parallel to the output shaft arranged differential gear. Here, the toothing is preferably provided at a connection point of the output shaft, said connection point of the output shaft is preferably axially in the region of one end of the transmission, on which a connection point of the drive shaft is provided. This type of arrangement is particularly suitable for use in a motor vehicle with a transversely oriented to the direction of travel of the motor vehicle drive train.

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 the first planetary gearset and the second planetary gearset. For the purposes of the invention, however, can also be made a different arrangement.

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 dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung gebracht werden kann. Die Abtriebswelle steht drehfest mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung und kann mittels des zweiten Schaltelements drehfest mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden werden. Des Weiteren kann ein Rotor der Elektromaschine über das dritte Schaltelement mit der Antriebswelle verbunden sowie mittels des vierten Schaltelements mit der Abtriebswelle in Verbindung gebracht werden. Ferner können das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes über das fünfte Schaltelement drehfest miteinander verbunden werden. Schließlich sind das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes festgesetzt. The invention now includes the technical teaching that the drive shaft is rotatably connected to the first element of the second planetary gear set and can be rotatably connected via the first switching element with the second element of the first planetary gear in combination. The output shaft is non-rotatably connected to the third element of the first planetary gear set in connection and can be non-rotatably connected by means of the second switching element with the second element of the second planetary gear set. Furthermore, a rotor of the electric machine can be connected via the third switching element to the drive shaft and brought by means of the fourth switching element with the output shaft in connection. Further, the second element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set can be rotatably connected to each other via the fifth switching element. Finally, the first element of the first planetary gear set and the third element of the second planetary gear set are fixed.

Mit anderen Worten ist also die Antriebswelle permanent drehfest mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden, während die Abtriebswelle ständig drehfest mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung steht. Zudem sind das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes jeweils permanent festgesetzt und werden damit auch ständig an einer Drehbewegung gehindert. Besonders bevorzugt sind dabei das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden und gemeinsam festgesetzt.In other words, therefore, the drive shaft is permanently connected in a rotationally fixed manner to the first element of the second planetary gear set, while the output shaft is permanently non-rotatably connected to the third element of the first planetary gear set. In addition, the first element of the first planetary gear set and the third element of the second planetary gear set are each permanently fixed and are thus constantly prevented from rotating. In this case, the first element of the first planetary gear set and the third element of the second planetary gear set are particularly preferably non-rotatably connected to one another and fixed together.

Bei Betätigung des ersten Schaltelements wird die Antriebswelle drehfest mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden, wohingegen das zweite Schaltelement im geschlossenen Zustand die Abtriebswelle und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander in Verbindung bringt. Ein Schließen des dritten Schaltelements hat eine drehfeste Verbindung des Rotors der Elektromaschine mit der Antriebswelle zur Folge, während das vierte Schaltelement im geschlossenen Zustand den Rotor der Elektromaschine und die Abtriebswelle drehfest miteinander verbindet. Schließlich werden durch Schließen des fünften Schaltelements das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden.Upon actuation of the first switching element, the drive shaft is non-rotatably connected to the second element of the first planetary gear set, whereas the second switching element in the closed state, the output shaft and the second element of the second planetary gear rotatably connected to each other brings. A closing of the third switching element has a rotationally fixed connection of the rotor of the electric machine with the drive shaft result, while the fourth switching element in the closed state, the rotor of the electric machine and the output shaft rotatably connected to each other. Finally, by closing the fifth switching element, the second element of the first planetary gear set and the second element of the second planetary gear set rotatably connected to each other.

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.A respective rotationally fixed connection of the rotatable components of the transmission is realized according to the invention preferably via one or more intermediate waves, which may also be present as a short intermediate pieces in spatially dense position of the components. In concrete terms, the components which are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner can each be present either as individual components which are connected to one another in a torque-proof manner or also in one piece. In the second-mentioned case, the respective components and the possibly existing shaft are then formed by a common component, wherein this is especially realized just when the respective components are spatially close to each other in the transmission.

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.In the case of components of the transmission which are only connected to one another by actuation of a respective switching element, a connection is likewise preferably realized 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 sind dabei das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ständig festgesetzt.A setting is carried out in particular by non-rotatable connection with a non-rotatable 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 rotatably connected thereto component. In the present case, the first element of the first planetary gear set and the third element of the second planetary gear set are permanently fixed.

Bei dem Getriebe liegen das erste, das zweite, das dritte, das vierte und das fünfte Schaltelement als Kupplungen vor, welche bei Betätigung jeweils die je zugehörigen, rotierbaren Komponenten des Getriebes ggf. in ihren Drehbewegungen einander angleichen und im Folgenden drehfest miteinander verbinden.In the case of the transmission, the first, second, third, fourth and fifth shifting elements are in the form of clutches which, when actuated, respectively match the respective rotatable components of the transmission with respect to one another in their rotational movements and subsequently connect them to one another in a torque-proof manner.

Bevorzugt sind das erste, das dritte und das vierte Schaltelement axial auf einer der Anschlussstelle der Antriebswelle zugewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes angeordnet, wobei das erste Schaltelement hierbei insbesondere axial benachbart zum ersten Planetenradsatz liegt und hierauf dann axial das dritte und das vierte Schaltelement folgen. Dabei können das dritte und das vierte Schaltelement axial auch im Wesentlichen auf derselben Höhe liegen. Dagegen sind das zweite und das fünfte Schaltelement axial bevorzugt zwischen dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Planetenradsatz platziert, wobei das zweite Schaltelement hierbei insbesondere axial zwischen dem ersten Planetenradsatz und dem fünften Schaltelement liegt.Preferably, the first, the third and the fourth switching element are arranged axially on one of the connection point of the drive shaft facing side of the first planetary gear, in which case the first switching element in particular axially adjacent to the first planetary gear and then axially followed by the third and the fourth switching element. In this case, the third and the fourth switching element can also lie axially at substantially the same height. In contrast, the second and the fifth switching element are axially preferably placed between the first planetary gear set and the second planetary gear set, wherein the second switching element in this case lies in particular axially between the first planetary gear set and the fifth 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 additionally be provided which, in the actuated state, rotatably connects the drive shaft to a connecting shaft, which in turn is coupled to the drive machine arranged upstream of the transmission. This separating clutch can in principle be designed as a non-positive or as a form-locking switching element, but is particularly preferred as a friction clutch.

Insgesamt zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Getriebe durch eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen, einen guten Verzahnungswirkungsgrad und geringe Verluste aus. Overall, an inventive transmission is characterized by a compact design, low component loads, good gear 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 in einer ersten Variante durch Betätigen des zweiten und des vierten Schaltelements, wobei der erste Gang zudem noch in einer zweiten Variante durch Schließen des zweiten und des dritten Schaltelements dargestellt werden kann. Ferner ist ein zweiter Gang zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle in einer ersten Variante durch Betätigen des vierten und des fünften Schaltelements sowie in einer zweiten Variante durch Schließen des dritten und des fünften Schaltelements schaltbar. Ferner kann ein dritter Gang zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle durch Betätigen des dritten und des vierten Schaltelements geschaltet werden. Schließlich ergibt sich ein vierter Gang zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle in einer ersten Variante durch Schließen des ersten und des vierten Schaltelements sowie in einer zweiten Variante durch Betätigen des ersten und des dritten Schaltelements.In the transmission according to the invention four gears between the drive shaft and the output shaft can be realized by selectively closing two switching elements. This results in a first gear between the drive shaft and the output shaft in a first variant by operating the second and the fourth switching element, wherein the first gear can also be represented in a second variant by closing the second and the third switching element. Furthermore, a second gear between the drive shaft and the output shaft in a first variant by actuation of the fourth and the fifth switching element and in a second variant by closing the third and the fifth switching element is switchable. Further, a third speed between the input shaft and the output shaft can be switched by operating the third and fourth shift elements. Finally, a fourth gear between the input shaft and the output shaft results in a first variant by closing the first and the fourth switching element and in a second variant by actuating the first and the third switching element.

Bei geeigneter Wahl von Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze wird hierdurch eine für die Anwendung im Bereich eines Kraftfahrzeuges geeignete Übersetzungsreihe realisiert. Dabei können Schaltungen zwischen den Gängen verwirklicht werden, bei welchen stets nur der Zustand von je zwei Schaltelementen zu variieren ist, indem eines der am vorhergehenden Gang beteiligten Schaltelemente zu öffnen und ein anderes Schaltelement zur Darstellung des nachfolgenden Ganges zu schließen ist. Dies hat dann auch zur Folge, dass ein Schalten zwischen den Gängen sehr zügig ablaufen kann.With a suitable choice of stationary gear ratios of the planetary gear sets this is a suitable for the application in the field of a motor vehicle translation series realized. In this case, circuits between the gears can be realized, in which always only the state of two switching elements is to be varied by one of the switching elements involved in the previous course to open and another switching element to represent the subsequent course is to close. This then has the consequence that a shift between the courses can proceed very quickly.

Aufgrund der Platzierung der Elektromaschine im Getriebe und der möglichen Anbindungen des Rotors der Elektromaschine lassen sich unterschiedliche Betriebsmodi auf einfache Art und Weise verwirklichen:Due to the placement of the electric machine in the transmission and the possible connections of the rotor of the electric machine, different operating modes can be realized in a simple manner:

So kann ein erster Gang zwischen dem Rotor und der Abtriebswelle für ein rein elektrisches Fahren genutzt werden. Dabei ergibt sich dieser erste Gang durch Schließen des vierten Schaltelements, so dass der Rotor der Elektromaschine direkt mit der Abtriebswelle verbunden ist. Dabei entspricht eine Übersetzung des ersten Ganges einer Übersetzung des dritten zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Ganges.Thus, a first gear between the rotor and the output shaft for a purely electric driving can be used. In this case, this first gear results by closing the fourth switching element, so that the rotor of the electric machine is connected directly to the output shaft. In this case, a translation of the first gear corresponds to a translation of the third between the drive shaft and output shaft effective gear.

Da für ein Fahren über eine dem Getriebe vorgeschaltete Antriebsmaschine stets noch ein weiteres Schaltelement zu schließen ist, kann hierbei ein Fahren über die Elektromaschine dargestellt werden, ohne dass die Antriebsmaschine angekoppelt ist. Von diesem rein elektrischen Fahren kann dann die vorgeschaltete Antriebsmaschine in die erste Variante des ersten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges, in die erste Variante des zweiten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges, in den dritten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Gang und in die erste Variante des vierten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges jeweils zugestartet werden, da das vierte Schaltelement an jedem dieser Gänge beteiligt ist.Since a further switching element must always be closed for driving via a prime mover upstream of the transmission, driving over the electric machine can be represented here without the prime mover being coupled. From this purely electric driving then the upstream prime mover in the first variant of the first between the input and output shaft effective gear, in the first variant of the second between the input and output shaft effective gear, in the third between input and output shaft effective gear and in the first variant of the fourth between the input and output shaft effective gear are each started, since the fourth switching element is involved in each of these courses.

Als weiterer Betriebsmodus kann zudem ein Ladebetrieb eines elektrischen Energiespeichers verwirklicht werden, indem lediglich das dritte Schaltelement geschlossen und damit eine Verbindung der Antriebswelle mit der Elektromaschine und damit auch der vorgeschalteten Antriebsmaschine mit der Elektromaschine hergestellt wird. Gleichzeitig ist dabei kein Kraftschluss zur Abtriebswelle hergestellt, so dass sich das Getriebe in einer Neutralstellung befindet. Abgesehen von einem Ladebetrieb kann hierdurch auch ein Starten der vorgeschalteten Antriebsmaschine über die Elektromaschine verwirklicht werden.As a further mode of operation also a charging operation of an electrical energy storage can be realized by only closed the third switching element and thus a connection of the drive shaft with the electric machine and thus also the upstream drive machine is made with the electric machine. At the same time no frictional connection to the output shaft is made, so that the transmission is in a neutral position. Apart from a loading operation, this can also be used to start the preceding drive machine via the electric machine.

Da die Elektromaschine im geschlossenen Zustand des vierten Schaltelements mit der Abtriebswelle gekoppelt ist, können zudem Lastschaltungen verwirklicht werden, bei welchen im Zuge der Schaltungen jeweils ein Abstützen über die Elektromaschine stattfinden kann. Dabei kann die Synchronisation des bei einer Schaltung zu schließenden Schaltelements durch Drehzahlregelung der vorgeschalteten Antriebsmaschine oder durch synchronisierte Schaltelemente oder auch durch eine andere, separate Synchronisationseinrichtung erfolgen, wie zum Beispiel eine Getriebebremse oder auch eine weitere Elektromaschine. Wird antriebsseitig der Antriebswelle zudem eine Trennkupplung vorgesehen, kann die Trägheitsmasse der vorgeschalteten Antriebsmaschine während der Synchronisierung abgekoppelt werden. Konkret können dabei Schaltungen zwischen der ersten Variante des ersten, zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges und der ersten Variante des zweiten, zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges unter Last bei geschlossenem vierten Schaltelement verwirklicht werden. Gleiches ist bei Lastschaltungen zwischen der ersten Variante des zweiten, zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges 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 vierten Schaltelements dargestellt werden.Since the electric machine is coupled in the closed state of the fourth switching element to the output shaft, load circuits can also be realized, in which in each case a support via the electric machine can take place in the course of the circuits. In this case, the synchronization of the closing element to be closed in a circuit element 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 a further electric machine. If on the drive side of the drive shaft also provided a disconnect clutch, the inertial mass of the upstream drive machine can be disconnected during synchronization. Specifically, circuits between the first variant of the first, effective between the input and output shaft and the first variant of the second, effective between the input and output shaft gear under load with closed fourth switching element can be realized. The same is possible in load circuits between the first variant of the second, between the input and output shaft effective gear and the third, effective between the input and output shaft gear. Further, load circuits between the third, between the input and output shaft effective gear and the first variant of the fourth, effective between the input and output shaft gear in the closed state of the fourth switching element can be represented.

Das erfindungsgemäße Getriebe kann zudem so betrieben werden, dass beim Fahren eine Drehzahlabsenkung der Elektromaschine erreicht wird. So kann zunächst hybridisch in der ersten Variante des vierten Ganges gefahren werden, indem entweder nach einer über die Elektromaschine drehmomentgestützten Schaltung vom dritten in den vierten Gang oder nach einem Zustarten der Antriebsmaschine in den vierten Gang das 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 zweite 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, vierte Schaltelement ausgelegt und im Folgenden das lastfreie, dritte 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 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. The transmission according to the invention can also be operated so that when driving a speed reduction of the electric machine is achieved. So can be driven first hybrid in the first variant of the fourth gear by the fourth switching element initially remains closed either by a torque-assisted via the electric machine circuit from third to fourth gear or after a states of the prime mover in the fourth gear. But now to lower a speed of the electric machine in fourth gear at higher speeds, can be switched from the first variant of the fourth gear in the second variant of the fourth gear, since the rotor of the electric machine has a lower speed than in the first variant of the fourth Ganges. This switching takes place while maintaining the traction over the upstream prime mover. First, while the load-free, fourth switching element is designed and subsequently loaded the load-free, third switching element, wherein the speed adjustment takes place by speed control of the electric machine. If, in addition, a separating clutch is provided, via which the drive shaft can be connected on the drive side to a connecting shaft, the upstream drive machine can also be decoupled. The latter makes sense, even if from higher speeds out a recuperation on the electric machine should be done while decoupling the prime mover and off.

Unter einer „Verbindbarkeit“ des Rotors der Elektromaschine mit den jeweiligen Komponenten des Getriebes über die Schaltelemente ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass der Rotor nach einer Betätigung des jeweiligen Schaltelements mit der jeweiligen Komponente des Getriebes gekoppelt wird, so dass dann zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der jeweiligen Komponente eine gleichbleibende Drehzahlabhängigkeit vorherrscht. Dabei kann die Elektromaschine entweder koaxial zu den Planetenradsätzen oder achsversetzt zu diesen liegend angeordnet sein. Im erstgenannten Fall kann der Rotor der Elektromaschine dabei über das jeweilige Schaltelement entweder unmittelbar drehfest mit der jeweiligen Komponente verbunden oder aber über eine oder auch mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen mit dieser gekoppelt werden, wobei Letzteres eine günstigere Auslegung der Elektromaschine mit höheren Drehzahlen und geringerem Drehmoment ermöglicht. Die mindestens eine Übersetzungsstufe kann dabei als Stirnradstufe und/oder als Planetenstufe ausgeführt sein.Under a "connectability" of the rotor of the electric machine with the respective components of the transmission via the switching elements is to be understood in the context of the invention that the rotor is coupled to an actuation of the respective switching element with the respective component of the transmission, so that then between the rotor the electric machine and the respective component prevails a constant speed dependence. In this case, the electric machine can be arranged either coaxially with the planetary gear sets or offset from the axis to these. In the former case, the rotor of the electric machine can be connected via the respective switching element either directly rotatably connected to the respective component or coupled via one or more intermediate gear ratios with this, the latter allows a cheaper design of the electric machine with higher speeds and lower torque. The at least one translation stage can be designed as a spur gear and / or as a planetary 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, however, the electric machine is provided offset in the axial direction with respect to the planetary gear sets, then a coupling takes place via one or more intermediate gear ratios and / or a traction drive. The one or more translation stages can also be realized in detail either as a spur gear or as a planetary stage. A traction drive may 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. Dies hat den Vorteil, dass somit ein kompakter Aufbau und ein niedriger Herstellungsaufwand des Getriebes verwirklicht werden kann.According to a further embodiment possibility 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 thus has only one electric machine, which can also act as a drive of the output shaft. This has the advantage that thus a compact design and a low production cost of the transmission can be realized.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung kann der Rotor der Elektromaschine zudem über ein sechstes Schaltelement mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden werden. Besonders bevorzugt ist dieses sechste Schaltelement dabei axial auf einer der Anschlussstelle der Antriebswelle zugewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes vorgesehen und liegt hierbei weiter bevorzugt axial zwischen der Anschlussstelle der Antriebswelle und dem vierten Schaltelement.According to a further embodiment of the invention, the rotor of the electric machine can also be connected via a sixth switching element with the second element of the first planetary gear set. Particularly preferably, this sixth switching element is provided axially on one of the connection point of the drive shaft facing side of the first planetary gear set and is further preferably axially between the junction of the drive shaft and the fourth switching element.

Durch Vorsehen des zusätzlichen, sechsten Schaltelements können bei dem erfindungsgemäßen Getriebe dann eine weitere Variante des ersten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges, eine weitere Variante des zweiten zwischen An-Abtriebswelle wirksamen Ganges sowie zwei weitere Varianten des vierten zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges realisiert werden. So ergibt sich der erste, zwischen An-und Abtriebswelle wirksame Gang in einer dritten Variante durch Schließen des zweiten und des sechsten Schaltelements, der zweite, zwischen An-und Abtriebswelle wirksame Gang in einer dritten Variante durch Betätigen des fünften und des sechsten Schaltelements, der vierte, zwischen An und Abtriebswelle wirksame Gang in einer dritten Variante durch Schließen des ersten und des sechsten Schaltelements sowie in einer vierten Variante durch Betätigen des dritten und des sechsten Schaltelements.By providing the additional, sixth switching element in the transmission according to the invention then a further variant of the first active between input and output shaft gear, another variant of the second between the output shaft effective gear and two other variants of the fourth between the input and output shaft effective gear will be realized. Thus, the first, effective between the input and output shaft gear in a third variant by closing the second and the sixth switching element, the second, between the input and output shaft effective gear results in a third variant by operating the fifth and the sixth switching element, the fourth, effective between input and output shaft gear in a third variant by closing the first and the sixth switching element and in a fourth variant by operating the third and the sixth switching element.

Darüber hinaus kann zudem ein zweiter Gang realisiert werden, welcher zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle wirksam ist. Dieser zweite Gang wird dabei durch Schließen des sechsten Schaltelements geschaltet, so dass die Elektromaschine dann über den ersten Planetenradsatz mit der Abtriebswelle verbunden ist. Ausgehend von diesem zweiten Gang kann dann ein Zustarten der vorgeschalteten Antriebsmaschine in die dritte Variante des ersten Ganges, die dritte Variante des zweiten Ganges und die dritte und die vierte Variante des vierten Ganges stattfinden, da das sechste Schaltelement auch an jedem dieser Gänge beteiligt ist.In addition, in addition, a second gear can be realized, which is effective between the rotor of the electric machine and the output shaft. This second gear is thereby switched by closing the sixth switching element, so that the electric machine is then connected via the first planetary gear set to the output shaft. Starting from this second gear can then take a states of the upstream engine in the third variant of the first gear, the third variant of the second gear and the third and the fourth variant of the fourth gear, 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 dritte 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, vierte Schaltelement ausgelegt und im Folgenden das lastfreie, sechste Schaltelement eingelegt, wobei die Drehzahlanpassung dabei durch Drehzahlregelung der Elektromaschine erfolgt.Furthermore, when the sixth switching element is provided, the transmission according to the invention can furthermore be operated in such a way that a speed reduction of the electric machine is achieved during driving. So can be driven first hybrid in the first variant of the fourth between the input and output shaft effective gear by the fourth switching element initially closed either by a torque-assisted via the electric machine circuit from third to fourth gear or after a states of the prime mover remains. But now to lower a speed of the electric machine in fourth gear at higher speeds, can be switched from the first variant of the fourth gear in the third variant of the fourth gear, since the rotor of the electric machine has a lower speed than in the first variant of the fourth gear. This switching takes place while maintaining the traction over the upstream prime mover. First, while the load-free, fourth switching element is designed and subsequently loaded the load-free, sixth switching element, wherein the speed adjustment takes place by speed control of the electric machine.

Dabei ist zur Abkoppelung der vorgeschalteten Antriebsmaschine keine Trennkupplung erforderlich, da die vorgeschaltete Antriebsmaschine in der dritten Variante des vierten, zwischen An-und Abtriebswelle wirksamen Ganges durch Öffnen des ersten Schaltelements abgekoppelt werden kann. Hierdurch wird dann der zweite Gang realisiert, welcher zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle wirksam ist. Darüber hinaus kann bei langsamer werdendem Fahrzeug eine Rückschaltung vom vierten zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Gang in den dritten zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Gang vorbereitet werden, indem zunächst von der dritten Variante in die erste Variante des vierten Ganges gewechselt und dabei die Zugkraft bei geschlossenem ersten Schaltelement über die vorgeschaltete Antriebsmaschine erhalten wird. In der ersten Variante des vierten Ganges ist dann wiederum das vierte Schaltelement geschlossen, welches benötigt wird, um im Zuge der Rückschaltung vom vierten in den dritten Gang die Zugkraft über die Elektromaschine zu stützen.In this case, to decouple the upstream prime mover no clutch is required because the upstream prime mover can be decoupled in the third variant of the fourth, effective between input and output shaft gear by opening the first switching element. As a result, the second gear is then realized, which is effective between the rotor of the electric machine and the output shaft. In addition, when the vehicle becomes slower, a downshift from the fourth gear active between the drive shaft and the output shaft to the third gear active between the drive shaft and the output shaft can be prepared by first changing from the third variant to the first variant of the fourth gear and thereby the traction force when the first one is closed Switching element is obtained via the upstream drive machine. In the first variant of the fourth gear, in turn, the fourth switching element is then closed, which is required to support the traction over the electric machine in the course of the downshift from fourth to third gear.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung zur Ausführung mit genau einer Elektromaschine 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.According to an alternative embodiment for execution with exactly one electric machine, a second electric machine may be provided, the rotor of which is permanently connected to the drive shaft. By such a configuration, the functionality of the transmission can be further increased.

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 realized as a form-locking switching element. In this case, the respective switching element is preferably designed either as a claw switching element or as a blocking synchronization. Form-locking switching elements have the advantage over non-positive switching elements that occur in the open state lower drag losses, so that it is possible to achieve a better efficiency of the transmission. In particular, in the transmission according to the invention all switching elements are realized as form-fitting switching elements, so that the lowest possible drag losses can be achieved.

Die beiden Planetenradsätze können, sofern es eine Anbindung der 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.The two planetary, if it allows a connection of the elements, in the context of the invention each present as a minus planetary gear set, wherein it is a sun gear at the first element of the respective planetary gear, at the second element of the respective planetary gear around a planet web and the third element of the respective planetary gear is a ring gear. A minus planetary set is composed in a manner known in principle to the person skilled in the art from the elements sun gear, planet carrier and ring gear, wherein the planet carrier at least one, but preferably several planetary gears rotatably mounted, in each case with both the sun gear, and the combing 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, but one or both planetary gear sets, if it allows the connection of the respective elements, as a plus-planetary gear, wherein it is the first element of the respective planetary gear then a sun gear, in the second element of the respective planetary gear around a ring gear and the third element of the respective planetary gear set is a planetary land. In a plus-planetary gear set the elements sun gear, ring gear and planetary gear are also present, the latter at least one pair of planetary leads, in which one planetary gear with the inner sun gear and the other planet gear meshing with the surrounding ring gear, and the planet 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 jedoch der erste Planetenradsatz als Minus-Planetensatz ausgeführt, während der zweite Planetenradsatz als Plus-Planetensatz vorliegt.Where there is a connection of the individual elements, a minus planetary gear set can be converted into a plus-planetary gear set, in which case compared to the design as a minus planetary gear set the Hohlrad- and the Planetensteganbindung to swap with each other, and a Getriebestandübersetzung is to increase by one. Conversely, a plus planetary gear set could be replaced by a minus planetary gear set, if the connection of the elements of the transmission makes this possible. It would then be compared to the plus-planetary gear set also to swap the Hohlrad- and the Planetensteganbindung with each other, and to reduce a Getriebestandübersetzung by one. Preferably, however, the first planetary gear set is designed 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 gemeinsames Betätigungselement zugeordnet ist, wobei über das je eine Betätigungselement aus einer jeweiligen Neutralstellung heraus einerseits das eine Schaltelement sowie andererseits das andere Schaltelement des jeweiligen Schaltelementpaares betätigt werden kann. Dies ist dabei bei Schaltelementen des Getriebes realisiert, die eine gemeinsame Welle aufweisen und nicht gleichzeitig in einem Gang betätigt sind, und hat den Vorteil, dass dadurch die Anzahl an Betätigungselementen reduziert und damit der Herstellungsaufwand vermindert werden kann.In a further development of the invention, at least two switching elements are each combined to a pair of switching elements, which is assigned to each a common actuator, wherein on the one actuating element from a respective neutral position on the one hand, the one switching element and on the other hand, the other switching element of the respective switching element pair can be actuated. This is realized in switching elements of the transmission, which have a common shaft and are not simultaneously operated in one gear, and has the advantage that thereby reduces the number of actuators and thus the manufacturing cost can be reduced.

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

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. In the context 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 serves to design a start-up process by allowing a slip speed between the internal combustion engine and the drive shaft of the transmission. In this case, one of the switching elements of the transmission or the possibly existing separating clutch can be designed as such a starting element by being present as a friction switching element. In addition, a freewheel to the transmission housing or to another shaft can in principle 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 designed in particular as an internal combustion engine and further components of the drive train following in the direction of force flow to drive wheels of the motor vehicle. Here, the drive shaft of the transmission is either permanently rotatably coupled to a crankshaft of the internal combustion engine or connected via an intermediate disconnect clutch or a starting element with this, between the internal combustion engine and transmission also a torsional vibration damper can be provided. 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 also a connection to a longitudinal differential may be present, via which a distribution takes place on a plurality of driven axles of the motor vehicle. The differential gear or the longitudinal differential can be arranged with the transmission in a common housing. Likewise, 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 non-rotatably "connected" or "coupled" or "communicate with one another" means, for the purposes of the invention, a permanent coupling of these components, so that they can not rotate independently of each other. In this respect, no switching element is provided between these components, in which it may be elements of the planetary gear sets and / or shafts and / or a non-rotatable component of the transmission, but the corresponding components are rigidly coupled together.

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, by contrast, a switching element is provided between two components, then these components are not permanently coupled to one another in a rotationally fixed manner, but instead a rotationally fixed coupling is made by actuating the intermediate switching element. In this case, an actuation of the switching element in the sense of the invention means that the relevant switching element is transferred into a closed state and, as a result, the components directly coupled to it in their rotational movements equal to one another. In the case of an embodiment of the relevant switching element as a form-locking switching element on this directly rotatably interconnected components are running at the same speed, while in the case of a non-positive switching element can also exist after pressing desselbigen speed differences between the components. This intentional or unwanted state is still referred to in the context of the invention 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. It also results in ways to combine individual features, even if they emerge from the claims, the following description of preferred embodiments of the invention or directly from the drawings. The reference of 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 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes aus 2;
  • 4 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 5 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes aus 4; und
  • 6 bis 11 jeweils eine schematische Darstellung je einer Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe aus den 2 und 4.
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 a schematic view of a transmission according to a first embodiment of the invention;
  • 3 an exemplary circuit diagram of the transmission 2 ;
  • 4 a schematic view of a transmission according to a second embodiment of the invention;
  • 5 an exemplary circuit diagram of the transmission 4 ; and
  • 6 to 11 in each case a schematic representation depending on a modification possibility of the transmission from the 2 and 4 ,

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges eines Hybridfahrzeuges, wobei in dem Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Verbrennungskraftmaschine VKM über einen zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfer TS mit einem Getriebe G verbunden ist. Dem Getriebe G ist abtriebsseitig ein Differentialgetriebe AG nachgeschaltet, über welches eine Antriebsleistung auf Antriebsräder DW einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges verteilt wird. Das Getriebe G und der Torsionsschwingungsdämpfer TS sind dabei in einem gemeinsamen Gehäuse des Getriebes G angeordnet, in welches dann auch das Differentialgetriebe AG integriert sein kann. Wie zudem in 1 zu erkennen ist, sind die Verbrennungskraftmaschine VKM, der Torsionsschwingungsdämpfer TS, das Getriebe G und auch das Differentialgetriebe AG quer zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet. 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 via an intermediate torsional vibration damper TS with a gear G connected is. The transmission G on the output side is a differential gear AG downstream, via which a drive power on drive wheels DW a drive axle of the motor vehicle is distributed. The gear G and the torsional vibration damper TS are doing in a common housing of the transmission G arranged, in which then the differential gear AG can be integrated. As well as in 1 it can be seen, are the internal combustion engine VKM , the torsional vibration damper TS , The gear G and also the differential gear AG 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 2 is a schematic representation of the transmission G according to a first embodiment of the invention. As can be seen, the gearbox sits down G from a wheelset RS and an electric machine EM together, in common in the housing of the transmission G are arranged. The wheelset RS includes two planetary gear sets P1 and P2 where each of the planetary gear sets P1 and P2 one first element each E11 respectively. E12 , a second element each E21 respectively. E22 and a third element each E31 respectively. E32 having. The respective first element E11 respectively. E12 is in each case by a respective sun gear of the respective planetary gear set P1 respectively. P2 formed while the second element E21 of the first planetary gear set P1 as a planetary bridge and the third element E31 of the first planetary gear set P1 is present as a ring gear. On the other hand, that's the second element E22 of the second planetary gear set P2 as a ring gear and the third element E32 of the second planetary gear set P2 designed as a planetary bridge.

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, therefore, is the first planetary gear P1 as a minus planetary gear set, the planetary web at least one planetary gear rotatably mounted, which is in mesh with both the radially inner sun gear, as well as the radially surrounding ring gear. But are particularly preferred in the first planetary gear P1 provided several planetary gears. In contrast, the second planetary gear set P2 realized as a plus planetary gear, in which case the planetary gear at least one planetary rotatably mounted, from the planetary gears a planetary gear with the radially inner sun gear and a planet gear with the radially surrounding ring gear meshing, and the planet gears mesh with each other. However, even the second planetary gear set P2 in particular provided several Planetenradpaare.

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 it allows the connection, the first planetary gear set could P1 be executed as a plus-planetary gear set, in which compared to the execution as a minus planetary gear set then the second element E21 through the ring gear and the third element E31 formed by the planetary bridge and also a gearbox ratio must be increased by one. Conversely, could also be the second planetary gear P2 if it allows a connection of the elements to be realized as a minus planetary gear. Compared to the version as a plus-planetary gear set, however, would then be the second element E22 through the planetary bridge and the third element E32 formed by the ring gear and also a Getriebestandübersetzung 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 K4 und eines fünften Schaltelements K5. Dabei sind die Schaltelemente K1, K2, K3, K4 und K5 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, das vierte Schaltelement K4 und das fünfte Schaltelement K5 vorliegend als Kupplungen gestaltet.As in 2 can be seen, includes the gearbox G 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 K4 and a fifth switching element K5 , Here are the switching elements K1 . K2 . K3 . K4 and K5 each designed as a form-fitting switching elements and are preferably before as claw switching elements. In addition, the first switching element K1 , the second switching element K2 , the third switching element K3 , the fourth switching element K4 and the fifth switching element K5 designed here as couplings.

Eine Antriebswelle GW1 des Getriebes G ist drehfest mit dem ersten Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden und kann über das erste Schaltelement K1 drehfest mit dem zweiten Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 in Verbindung gebracht werden. Eine Abtriebswelle GW2 des Getriebes steht drehfest mit dem dritten Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 in Verbindung und kann zudem durch Schließen des zweiten Schaltelements K2 drehfest mit dem zweiten Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden werden. Ferner kann die Antriebswelle GW1 durch Schließen des dritten Schaltelements K3 drehfest mit einem Rotor R der Elektromaschine EM in Verbindung gebracht werden, welche koaxial zu den Planetenradsätzen P1 und P2 angeordnet ist und deren Stator S permanent an einem drehfesten Bauelement GG des Getriebes G festgesetzt ist, wobei es sich bei dem drehfesten Bauelement GG insbesondere um das Gehäuse oder einen Teil des Gehäuses des Getriebes G handelt. Darüber hinaus kann der Rotor R der Elektromaschine EM noch mittels des vierten Schaltelements K4 drehfest mit der Abtriebswelle GW2 in Verbindung gebracht werden.A drive shaft LV1 of the transmission G is non-rotatable with the first element E12 of the second planetary gear set P2 connected and can via the first switching element K1 rotatably with the second element E21 of the first planetary gear set P1 be associated. An output shaft GW2 of the gearbox is rotationally fixed with the third element E31 of the first planetary gear set P1 in conjunction and can also by closing the second switching element K2 rotatably with the second element E22 of the second planetary gear set P2 get connected. Furthermore, the drive shaft LV1 by closing the third switching element K3 rotatably with a rotor R the electric machine EM which are coaxial with the planetary gear sets P1 and P2 is arranged and its stator S permanently on a non-rotatable component GG of the transmission G is fixed, wherein it is in the rotationally fixed component GG in particular to the housing or a part of the housing of the transmission G is. In addition, the rotor can R the electric machine EM still by means of the fourth switching element K4 rotatably with the output shaft GW2 be associated.

Wie des Weiteren in 2 zu erkennen ist, können das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 und das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 durch Schließen des fünften Schaltelements K5 drehfest miteinander verbunden werden. Schließlich sind noch das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest miteinander verbunden und gemeinsam am drehfesten Bauelement GG festgesetzt, so dass sowohl das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 als auch das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 ständig an einer Drehbewegung gehindert werden.As further in 2 it can be seen, the second element E21 of the first planetary gear set P1 and the second element E22 of the second planetary gear set P2 by closing the fifth switching element K5 rotatably connected to each other. Finally, the first element E11 of the first planetary gear set P1 and the third element E32 of the second planetary gear set P2 rotatably connected to each other and together on the non-rotatable component GG fixed so that both the first element E11 of the first planetary gear set P1 as well as the third element E32 of the second planetary gear set P2 constantly be prevented from rotating.

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 im Bereich desselben axialen Endes 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 LV1 , as well as the output shaft GW2 each form one connection point Level 1-A respectively. GW2-A out, with the connection point Level 1-A in the motor vehicle drive train 1 a connection to the internal combustion engine VKM serves while the gearbox G at the junction GW2-A with the following differential gear AG connected is. The connection point Level 1-A the drive shaft LV1 is at one axial end of the transmission G designed, with the connection point GW2-A the output shaft GW2 is in the range of the same axial end and this transverse to the junction Level 1-A the drive shaft LV1 is aligned. The two planetary gear sets P1 and P2 are on the connection point Level 1-A the drive shaft LV1 axially following in the order of the first planetary gear set P1 and second planetary gear set P2 arranged.

Wie zudem aus 2 hervorgeht, sind das erste Schaltelement K1, das dritte Schaltelement K3 und das vierte Schaltelement K4 axial auf einer der Anschlussstelle GW1-A zugewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes P1 platziert, wobei das erste Schaltelement K1 dabei axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 liegt und hierauf dann zunächst das dritte Schaltelement K3 und dann das vierte Schaltelement K4 folgen. Zudem liegen das erste Schaltelement K1 und das dritte Schaltelement K3 axial unmittelbar nebeneinander sowie radial auf derselben Höhe und weisen 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.As well as out 2 shows, are the first switching element K1 , the third switching element K3 and the fourth switching element K4 axially on one of the connection points Level 1-A facing side of the first planetary gear set P1 placed, wherein the first switching element K1 while axially adjacent to the first planetary gear P1 is and then then first the third switching element K3 and then the fourth switching element K4 consequences. In addition, the first switching element lie K1 and the third switching element K3 axially adjacent to each other and radially at the same height and have a common - not shown here in the further - actuating element, via which from a neutral position, on the one hand, the first switching element K1 and on the other hand, the third switching element K3 can be operated. In this respect, the first switching element K1 and the third switching element K3 to a pair of switching elements SP1 summarized.

Hingegen sind das zweite Schaltelement K2 und das fünfte Schaltelement K5 axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 vorgesehen, wobei das zweite Schaltelement K2 dabei axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem fünften Schaltelement K5 liegt. Zudem sind das zweite Schaltelement K2 und das fünfte Schaltelement K5 axial unmittelbar nebeneinanderliegend sowie radial im Wesentlichen auf derselben Höhe angeordnet und zu einem Schaltelementpaar SP2 zusammengefasst, indem dem zweiten Schaltelement K2 und dem fünften Schaltelement K5 ein gemeinsames - vorliegend ebenfalls nicht dargestelltes - Betätigungselement zugeordnet ist, über welches aus einer Neutralstellung heraus zum einen das zweite Schaltelement K2 und zum anderen das fünfte Schaltelement K5 betätigt werden kann.On the other hand, the second switching element K2 and the fifth switching element K5 axially between the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2 provided, wherein the second switching element K2 while axially between the first planetary gear P1 and the fifth switching element K5 lies. In addition, the second switching element K2 and the fifth switching element K5 axially immediately adjacent to each other and arranged radially substantially at the same height and to a switching element pair SP2 summarized by the second switching element K2 and the fifth switching element K5 a common - also not shown here - is assigned actuating element, via which from a neutral position on the one hand, the second switching element K2 and on the other hand, the fifth switching element K5 can be operated.

Die Elektromaschine EM ist axial auf einer der Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 zugewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes P1 angeordnet und liegt dabei axial zwischen der Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 und der Anschlussstelle GW2-A der Abtriebswelle GW2.The electric machine EM is axially on one of the connection point Level 1-A the drive shaft LV1 facing side of the first planetary gear set P1 arranged and lies axially between the junction Level 1-A the drive shaft LV1 and the connection point GW2-A the output shaft GW2 ,

In 3 ist ein beispielhaftes Schaltschema für das Getriebe G aus 2 tabellarisch dargestellt. Wie zu erkennen ist, können hierbei zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 jeweils insgesamt vier Gänge 1 bis 4.2 realisiert werden, wobei in den Spalten des Schaltschemas mit einem X jeweils gekennzeichnet ist, welches der Schaltelemente K1, K2, K3, K4 und K5 in welchem der Gänge 1 bis 4.2 jeweils geschlossen ist. In jedem der Gänge 1 bis 4.2 sind dabei jeweils zwei der Schaltelemente K1, K2, K3, K4 und K5 geschlossen.In 3 is an exemplary circuit diagram for the transmission G out 2 tabulated. As can be seen, this case between the drive shaft LV1 and the output shaft GW2 a total of four courses 1 to 4.2 be realized, which is marked in the columns of the circuit diagram with an X respectively, which of the switching elements K1 . K2 . K3 . K4 and K5 in which of the corridors 1 to 4.2 each is closed. In each of the courses 1 to 4.2 are each two of the switching elements K1 . K2 . K3 . K4 and K5 closed.

Wie in 3 zu erkennen ist, wird ein erster Gang zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 in einer ersten Variante 1.1 durch Betätigen des zweiten Schaltelements K2 und des vierten Schaltelements K4 geschaltet, wobei der erste Gang zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 zudem noch in einer zweiten Variante 1.2 durch Schließen des zweiten Schaltelements K2 und des dritten Schaltelements K3 dargestellt werden kann. Des Weiteren ergibt sich ein zweiter Gang zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 in einer ersten Variante 2.1 durch Betätigen des vierten Schaltelements K4 und des fünften Schaltelements K5 sowie in einer zweiten Variante 2.2 durch Schließen des dritten Schaltelements K3 und des fünften Schaltelements K5. Zudem kann ein dritter Gang 3 zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 durch Betätigen des dritten Schaltelements K3 und des vierten Schaltelements K4 geschaltet werden.As in 3 can be seen, a first gear between the drive shaft LV1 and output shaft GW2 in a first variant 1.1 by actuating the second switching element K2 and the fourth switching element K4 switched, with the first gear between drive shaft LV1 and output shaft GW2 also in a second variant 1.2 by closing the second switching element K2 and the third switching element K3 can be represented. Furthermore, there is a second gear between the drive shaft LV1 and output shaft GW2 in a first variant 2.1 by actuating the fourth switching element K4 and the fifth switching element K5 as well as in a second variant 2.2 by closing the third switching element K3 and the fifth switching element K5 , In addition, a third gear 3 between drive shaft LV1 and output shaft GW2 by actuating the third switching element K3 and the fourth switching element K4 be switched.

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 vierten Schaltelements K4, wobei der vierte Gang noch in einer zweiten Variante 4.2 durch Schließen des ersten Schaltelements K1 und des dritten Schaltelements K3 dargestellt werden kann.Furthermore, there is a fourth, between the drive shaft LV1 and the output shaft GW2 effective gear in a first variant 4.1 by actuating the first switching element K1 and the fourth switching element K4 , where the fourth gear is still in a second variant 4.2 by closing the first switching element K1 and the third switching element K3 can be represented.

Obwohl die Schaltelemente K1, K2, K3, K4 und K5 jeweils als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sind, kann ein Schalten zwischen der ersten Variante 1.1 des ersten Ganges und der ersten Variante 2.1 des zweiten Ganges, zwischen der ersten Variante 2.1 des zweiten Ganges und dem dritten Gang 3 sowie zwischen dem dritten Gang 3 und der ersten Variante 4.1 des vierten Ganges jeweils unter Last realisiert werden. Grund dafür ist, dass das vierte Schaltelement K4 an allen diesen Gängen beteiligt ist, so dass im Zuge der Schaltungen der Abtrieb über die Elektromaschine EM gestützt werden kann, die im geschlossenen Zustand des vierten Schaltelements K4 direkt mit der Abtriebswelle GW2 gekoppelt ist. Eine Synchronisation bei den Schaltungen kann dabei durch eine entsprechende Regelung der vorgeschalteten Verbrennungskraftmaschine VKM erfolgen, so dass das jeweils auszulegende Schaltelements lastfrei geöffnet und das im Folgenden zu schließende Schaltelement lastfrei geschlossen werden kann.Although the switching elements K1 . K2 . K3 . K4 and K5 Each designed as a form-locking switching elements, a switching between the first variant 1.1 the first gear and the first variant 2.1 second gear, between the first variant 2.1 the second gear and the third gear 3 as well as between the third gear 3 and the first variant 4.1 the fourth gear are each realized under load. Reason is that the fourth switching element K4 involved in all these gears, so that in the course of the circuits the output via the electric machine EM can be supported, in the closed state of the fourth switching element K4 directly with the output shaft GW2 is coupled. A synchronization in the circuits can be achieved by an appropriate regulation of the upstream internal combustion engine VKM take place, so that the respective switching element to be interpreted load-free and the closing element to be closed below can be closed without load.

Das Getriebe G aus 2 kann zudem noch in anderweitigen Betriebsmodi unter Zuhilfenahme der Elektromaschine EM betrieben werden: so kann ein rein elektrisches Fahren in einem ersten Gang E1 stattfinden, welcher zwischen dem Rotor R der Elektromaschine EM und der Abtriebswelle GW2 wirksam ist und zu dessen Darstellung das vierte Schaltelement K4 in einen geschlossenen Zustand zu überführen ist, wie aus 4 hervorgeht. Dadurch wird bei geschlossenem vierten Schaltelement K4 die Elektromaschine EM direkt drehfest 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.The gear G out 2 can also be used in other operating modes with the help of the electric machine EM operated: so can a purely electric driving in a first gear E1 take place, which between the rotor R the electric machine EM and the output shaft GW2 is effective and the representation of the fourth switching element K4 to convert into a closed state is how out 4 evident. This is when the fourth switching element is closed K4 the electric machine EM directly against rotation with the output shaft GW2 connected, the translation of the first gear E1 Here the translation of the third, between drive shaft LV1 and output shaft GW2 effective gear 3 equivalent.

In vorteilhafter Weise kann ausgehend vom ersten Gang E1 ein Zustarten der Verbrennungskraftmaschine VKM in einen der Gänge 1.1, 2.1, 3 und 4.1 vorgenommen werden, da ja auch in jedem dieser Gänge jeweils das vierte Schaltelement K4 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 a states of the internal combustion engine VKM in one of the corridors 1.1 . 2.1 . 3 and 4.1 be made, since in each of these courses in each case the fourth switching element K4 closed is. In this respect, it is possible to move quickly from purely electric driving to driving via the internal combustion engine or hybrid driving.

Des Weiteren kann durch Schließen des dritten Schaltelements K3 eine Lade- oder Startfunktion realisiert werden. Denn im geschlossenen Zustand des dritten Schaltelements K3 ist der Rotor R der Elektromaschine EM direkt drehfest mit der Antriebswelle GW1 gekoppelt und damit auch mit der Verbrennungskraftmaschine VKM. Gleichzeitig besteht dabei aber kein Kraftschluss zur Abtriebswelle GW2, wobei der Rotor R und die Antriebswelle GW1 gleich schnell laufen. Im generatorischen Betrieb der Elektromaschine EM kann dabei ein elektrischer Energiespeicher über die Verbrennungskraftmaschine VKM geladen werden, während im elektromotorischen Betrieb der Elektromaschine EM ein Starten der Verbrennungskraftmaschine VKM über die Elektromaschine EM realisierbar ist.Furthermore, by closing the third switching element K3 a charging or starting function can be realized. Because in the closed state of the third switching element K3 is the rotor R the electric machine EM directly against rotation with the drive shaft LV1 coupled and thus with the internal combustion engine VKM , At the same time, however, there is no frictional connection to the output shaft GW2 , where the rotor R and the drive shaft LV1 run fast. In generator operation of the electric machine EM can be an electrical energy storage via the internal combustion engine VKM be charged while in the electric motor operation of the electric machine EM starting the internal combustion engine VKM over the electric machine EM is feasible.

Schließlich kann noch eine Drehzahlabsenkung der Elektromaschine EM im mechanischen bzw. hybriden Betrieb gestaltet werden: nach einer über die Elektromaschine EM drehmomentgestützten Schaltung vom dritten Gang in den vierten Gang oder nach einem Zustart der Verbrennungskraftmaschine VKM in den vierten Gang ergibt sich ein hybridisches Fahren im vierten Gang 4.1. Um die Drehzahl der Elektromaschine EM im vierten Gang bei höheren Fahrgeschwindigkeiten abzusenken, kann von der ersten Variante 4.1 des vierten Ganges in die zweite Variante 4.2 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, vierte Schaltelement K4 ausgelegt und das ebenfalls lastfreie, dritte Schaltelement K3 eingelegt, wobei die Drehzahlanpassung jeweils durch Drehzahlregelung der Elektromaschine EM erfolgt.Finally, even a speed reduction of the electric machine EM be designed in mechanical or hybrid operation: after a via the electric machine EM torque-based circuit from third gear to fourth gear or after a start of the internal combustion engine VKM in the fourth gear results in a hybrid driving in fourth gear 4.1 , To the speed of the electric machine EM Lowering in fourth gear at higher speeds, can from the first variant 4.1 the fourth gear in the second variant 4.2 be switched, in which the rotor R has a lower speed. This switching takes place while maintaining the traction over the internal combustion engine VKM , This is then the load-free, fourth switching element K4 designed and also load-free, third switching element K3 inserted, the speed adjustment in each case by speed control of the electric machine EM he follows.

Ferner zeigt 4 eine schematische Darstellung eines Getriebes G entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform entspricht weitestgehend der Variante aus 2, wobei aber im Unterschied dazu nun zusätzlich ein sechstes Schaltelement K6 vorgesehen ist, welches im betätigten Zustand den Rotor R der Elektromaschine EM und das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest miteinander verbindet. Das sechste Schaltelement K6, welches vorliegend als Kupplung gestaltet ist, ist dabei axial auf einer der Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 zugewandt liegenden Seite des vierten Schaltelements K4 vorgesehen, wobei das vierte Schaltelement K4 nun axial im Wesentlichen auf Höhe des dritten Schaltelements K3 liegt. Vorliegend sind dabei das vierte Schaltelement K4 und das sechste Schaltelement K6 axial unmittelbar nebeneinanderliegend sowie radial im Wesentlichen auf derselben Höhe platziert und zu einem Schaltelementpaar SP3 zusammengefasst, indem dem vierten Schaltelement K4 und dem sechsten Schaltelement K6 ein gemeinsames - nicht dargestelltes - Betätigungselement zugeordnet ist, über welches aus einer Neutralstellung heraus einerseits das vierte Schaltelement K4 und andererseits das sechste Schaltelement K6 betätigt werden kann. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 4 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Further shows 4 a schematic representation of a transmission G according to a second embodiment of the invention. This embodiment largely corresponds to the variant 2 , but in contrast to now additionally a sixth switching element K6 is provided, which in the actuated state, the rotor R the electric machine EM and the second element E21 of the first planetary gear set P1 rotatably connected. The sixth switching element K6 , which is designed here as a clutch, is axially on one of the connection point Level 1-A the drive shaft LV1 facing side of the fourth switching element K4 provided, wherein the fourth switching element K4 now axially substantially at the level of the third switching element K3 lies. In the present case are the fourth switching element K4 and the sixth switching element K6 axially immediately adjacent to each other as well as placed radially substantially at the same height and to a pair of switching elements SP3 summarized by the fourth switching element K4 and the sixth switching element K6 a common - not shown - - actuating element is assigned, via which from a neutral position, on the one hand, the fourth switching element K4 and on the other hand, the sixth switching element K6 can be operated. Otherwise, the embodiment corresponds to 4 according to the variant 2 so that reference is made to what has been described.

In 5 ist ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes G aus 4 dargestellt, wobei dieses Schaltschema dabei im Wesentlichen dem Schaltschema aus 3 entspricht. Unterschiedlich ist, dass durch das zusätzliche sechste Schaltelement K6 nun noch eine weitere Variante des ersten zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 wirksamen Ganges, eine weitere Variante des zweiten zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 wirksamen Ganges sowie zwei weitere Varianten des vierten zwischen Antriebswelle GW1 und Abtriebswelle GW2 wirksamen Ganges dargestellt werden können. So ergibt sich eine dritte Variante 1.3 des ersten Ganges durch Betätigen des zweiten Schaltelements K2 und des sechsten Schaltelements K6, eine dritte Variante 2.3 des zweiten Ganges durch Schließen des fünften Schaltelements K5 und des sechsten Schaltelements K6, eine dritte Variante 4.3 des vierten Ganges durch Betätigen des ersten Schaltelements K1 und des sechsten Schaltelements K6 sowie eine vierte Variante 4.4 des vierten Ganges durch Schließen des dritten Schaltelements K3 und des sechsten Schaltelements K6.In 5 is an exemplary circuit diagram of the transmission G out 4 in this case, this circuit diagram substantially corresponds to the circuit diagram 3 equivalent. It is different that by the additional sixth switching element K6 now another variant of the first between drive shaft LV1 and output shaft GW2 effective gear, another variant of the second between drive shaft LV1 and output shaft GW2 effective gear and two other variants of the fourth between drive shaft LV1 and output shaft GW2 effective gear can be displayed. This results in a third variant 1.3 the first gear by operating the second switching element K2 and the sixth switching element K6 , a third variant 2.3 of the second gear by closing the fifth switching element K5 and the sixth switching element K6 , a third variant 4.3 of the fourth gear by operating the first switching element K1 and the sixth switching element K6 and a fourth variant 4.4 of the fourth gear by closing the third switching element K3 and the sixth switching element K6 ,

Auch bei dem Getriebe G aus 4 können die unterschiedlichen, in 3 beschriebenen Betriebsmodi verwirklicht werden. Darüber hinaus kann nun noch ein zweiter Gang E2 durch Schließen des sechsten Schaltelements K6 dargestellt werden, wobei der zweite Gang E2 zwischen dem Rotor R und der Abtriebswelle GW2 wirksam ist. Dadurch ist der Rotor R der Elektromaschine EM dann über den ersten Planetenradsatz P1 mit der Abtriebswelle GW2 gekoppelt. Ausgehend vom zweiten Gang E2 kann dabei die Verbrennungskraftmaschine VKM in die Gänge 1.3, 2.3, 4.3 und 4.4 jeweils zugestartet werden, da an diesen jeweils ebenfalls das sechste Schaltelement K6 beteiligt ist.Also with the transmission G out 4 can the different, in 3 described operating modes are realized. In addition, now can a second gear E2 by closing the sixth switching element K6 be represented, wherein the second gear E2 between the rotor R and the output shaft GW2 is effective. This is the rotor R the electric machine EM then over the first planetary gear set P1 with the output shaft GW2 coupled. Starting from second gear E2 can the internal combustion engine VKM in the corridors 1.3 . 2.3 . 4.3 and 4.4 to be started in each case, as to each of these also the sixth switching element K6 is involved.

Darüber hinaus kann bei dem Getriebe G aus 4 auch eine Drehzahlabsenkung der Elektromaschine EM durch Umschalten von der ersten Variante 4.1 in die dritte Variante 4.3 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 vierte Schaltelement K4 ausgelegt und das ebenfalls lastfreie, sechste Schaltelement K6 eingelegt, wobei eine Drehzahlanpassung zur Darstellung der Lastfreiheiten durch Drehzahlregelung der Elektromaschine EM erfolgt. Abgesehen davon, dass sich durch das Umschalten in die dritte Variante 4.3 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, in the transmission G out 4 also a speed reduction of the electric machine EM by switching from the first variant 4.1 in the third variant 4.3 the fourth gear are realized. This is done starting from the first variant 4.1 while maintaining the traction over the internal combustion engine VKM first the load-free fourth switching element K4 designed and also load-free, sixth switching element K6 inserted, with a speed adjustment for representing the load freedoms by speed control of the electric machine EM he follows. Apart from that, by switching to the third variant 4.3 the fourth gear a speed reduction of the rotor R the electric machine EM can achieve this, it is also possible, the internal combustion engine VKM by opening the first switching element K1 Disconnect at any time, if over the electric machine EM driven or braked (recuperation) is to be.

Zudem kann bei langsamer werdendem Fahrzeug eine Rückschaltung vom vierten Gang in den dritten Gang 3 vorbereitet werden, indem zunächst von der dritten Variante 4.3 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 vierte Schaltelement K4 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 shift from fourth gear to third gear 3 be prepared by first of the third variant 4.3 in the first variant 4.1 the fourth gear is changed, while on the internal combustion engine VKM when the first switching element is closed K1 the tensile force is obtained. In the first variant 4.1 the fourth gear is then the fourth switching element K4 closed, over which in the course of the downshift into third gear 3 a support of the tensile force can take place.

Schließlich zeigen noch die 6 bis 11 Abwandlungsmöglichkeiten der Getriebe G aus den 2 und 4. Diese Abwandlungsmöglichkeiten betreffen dabei anderweitige Einbindungsmöglichkeiten einer Elektromaschine EM. So ist in 6 die Elektromaschine EM nicht koaxial zu dem jeweiligen - vorliegend nicht weiter dargestellten - Radsatz RS des Getriebes G platziert, sondern achsversetzt angeordnet. Eine Anbindung erfolgt dabei über eine Stirnradstufe SRS, die sich aus einem ersten Stirnrad SR1 und einem zweiten Stirnrad SR2 zusammensetzt. Das erste Stirnrad SR1 ist dabei seitens des Radsatzes RS dort drehfest angebunden, wo bei den Varianten der 2 und 4 der Rotor R drehfest angebunden war. Das Stirnrad SR1 steht dann mit dem Stirnrad SR2 im Zahneingriff, welches drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM platziert ist, die innerhalb der Elektromaschine EM die Anbindung an den - vorliegend nicht weiter dargestellten - Rotor der Elektromaschine EM herstellt.Finally show the 6 to 11 Modifications of the transmission G from the 2 and 4 , These modification options relate to other ways of integrating an electric machine EM , So is in 6 the electric machine EM not coaxial with the respective - not shown here - wheelset RS of the transmission G placed but arranged off-axis. A connection is made via a spur gear SRS made up of a first spur gear SR1 and a second spur gear SR2 composed. The first spur gear SR1 is part of the wheelset RS there rotatably connected, where in the variants of 2 and 4 the rotor R was rotatably connected. The spur gear SR1 then stands with the spur gear SR2 in tooth engagement, which rotatably on an input shaft EW of the electric machine EM is placed inside the electric machine EM the connection to the - not shown here - rotor of the electric machine EM manufactures.

Auch bei der Abwandlungsmöglichkeit nach 7 ist die Elektromaschine EM achsversetzt zu dem jeweiligen Radsatz RS des jeweiligen Getriebes G platziert. Im Unterschied zu der vorhergehenden Variante nach 6 ist eine Anbindung dabei aber nicht über eine Stirnradstufe SRS, sondern über einen Zugmitteltrieb ZT vorgenommen. Dieser Zugmitteltrieb ZT kann dabei als Riemen-oder auch Kettentrieb ausgestaltet sein. Seitens des Radsatzes RS ist der Zugmitteltrieb ZT dann an der Stelle angebunden, an welcher bei den Getrieben G aus den 2 und 4 jeweils eine drehfeste Anbindung des Rotors R vollzogen war. Über den Zugmitteltrieb ZT wird dabei dann eine Koppelung zu einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM hergestellt, die wiederum innerhalb der Elektromaschine EM eine Anbindung an den Rotor der Elektromaschine vornimmt.Even with the possibility of modification 7 is the electric machine EM off-set to the respective wheelset RS of the respective transmission G placed. Unlike the previous variant 6 is a connection but not via a spur gear SRS , but via a traction mechanism drive ZT performed. This traction drive ZT can be configured as a belt or chain drive. On the side of the wheelset RS is the traction drive ZT then tied at the point where at the gears G from the 2 and 4 in each case a rotationally fixed connection of the rotor R was completed. About the traction mechanism drive ZT This will then be a coupling to an input shaft EW of the electric machine EM made, in turn, within the electric machine EM makes a connection to the rotor of the electric machine.

Im Falle der Abwandlungsmöglichkeit nach 8 ist eine Einbindung der achsversetzt zu dem jeweiligen Radsatz RS platzierten Elektromaschine EM über eine Planetenstufe PS und eine Stirnradstufe SRS realisiert. Dabei ist die Planetenstufe PS dem Radsatz RS nachgeschaltet, wobei abtriebsseitig der Planetenstufe PS dann die Stirnradstufe SRS vorgesehen ist, über welche die Verbindung zu der Elektromaschine EM hergestellt ist. Die Planetenstufe PS setzt sich dabei aus einem Hohlrad HO, einem Planetensteg PT und einem Sonnenrad SO zusammen, wobei der Planetensteg PT mindestens ein Planetenrad PR drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem Sonnenrad SO als auch dem Hohlrad HO im Zahneingriff steht.In case of modification possibility 8th is an integration of the off-axis to the respective wheelset RS placed electric machine EM about a planetary stage PS and a spur gear stage SRS realized. Here is the planetary stage PS the wheelset RS downstream, with the output side of the planetary stage PS then the spur gear SRS is provided, via which the connection to the electric machine EM is made. The planetary stage PS is made up of a ring gear HO , a planetary bridge PT and a sun wheel SO together, the planetary bridge PT at least one planetary gear PR rotatably mounted, which leads both to the sun gear SO as well as the ring gear HO is in meshing.

Vorliegend ist der Planetensteg PT seitens des Radsatzes RS dort drehfest angebunden, wo bei den Getrieben G aus den 2 und 4 jeweils eine drehfeste Anbindung des Rotors R vollzogen war. Dagegen ist das Hohlrad HO permanent am drehfesten Bauelement GG festgesetzt, während das Sonnenrad SO drehfest mit einem ersten Stirnrad SR1 der Stirnradstufe SRS verbunden ist. Das erste Stirnrad SR1 kämmt dann mit einem zweiten Stirnrad SR2 der Stirnradstufe SRS, welches drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM vorgesehen ist. In diesem Fall ist die Elektromaschine EM also seitens des Radsatzes RS über zwei Übersetzungsstufen angebunden.The present is the planetary bridge PT from the wheelset RS there rotatably connected, where in the gearboxes G from the 2 and 4 in each case a rotationally fixed connection of the rotor R was completed. In contrast, the ring gear HO permanently on the non-rotatable component GG fixed while the sun gear SO rotatably with a first spur gear SR1 the spur gear stage SRS connected is. The first spur gear SR1 then combs with a second spur gear SR2 the spur gear stage SRS , which rotatably on an input shaft EW of the electric machine EM is provided. In this case, the electric machine EM So on the part of the wheelset RS connected via two gear ratios.

Auch bei der Abwandlungsmöglichkeit aus 9 ist eine Einbindung der Elektromaschine EM seitens des Radsatzes RS über eine Planetenstufe PS und eine Stirnradstufe SRS vorgenommen. Dabei entspricht die Abwandlungsmöglichkeit weitestgehend der Variante nach 8, mit dem Unterschied, dass bei der Planetenstufe PS nun das Sonnenrad SO am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist, während das Hohlrad HO drehfest mit dem ersten Stirnrad SR1 der Stirnradstufe SRS verbunden ist. Konkret sind dabei das Hohlrad HO und das erste Stirnrad SR1 bevorzugt einstückig ausgebildet, indem das Hohlrad an einem Außenumfang mit einer Verzahnung ausgestattet ist. Im Übrigen entspricht die Abwandlungsmöglichkeit nach 9 sonst der Variante nach 8, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Even with the possibility of modification 9 is an integration of the electric machine EM from the wheelset RS about a planetary stage PS and a spur gear stage SRS performed. The Abwandlungsmöglichkeit largely corresponds to the variant 8th , with the difference that at the planetary stage PS now the sun wheel SO on the non-rotatable component GG is set while the ring gear HO rotatably with the first spur gear SR1 the spur gear stage SRS connected is. Specifically, are the ring gear HO and the first spur gear SR1 preferably integrally formed by the ring gear is equipped on an outer periphery with a toothing. Otherwise, the possibility of modification corresponds to 9 otherwise the variant 8th so that reference is made to what has been described.

Des Weiteren zeigt 10 eine weitere Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe G aus den 2 und 4, wobei auch hier eine Einbindung der Elektromaschine EM über eine Stirnradstufe SRS und eine Planetenstufe PS vorgenommen. Im Unterschied zu der vorhergehenden Variante nach 9 folgt auf den Radsatz RS hierbei aber zunächst die Stirnradstufe SRS, während die Planetenstufe PS im Kraftfluss zwischen Stirnradstufe SRS und Elektromaschine EM vorgesehen ist. Die Planetenstufe PS umfasst ebenfalls wieder die Elemente Hohlrad HO, Planetensteg PT und Sonnenrad SO, wobei der Planetensteg PT mehrere Planetenräder PR1 und PR2 drehbar gelagert führt, die jeweils sowohl mit dem Sonnenrad SO als auch dem Hohlrad HO im Zahneingriff stehen.Further shows 10 Another modification of the transmission G from the 2 and 4 , whereby also here an integration of the electric machine EM via a spur gear SRS and a planetary stage PS performed. Unlike the previous variant 9 follows the wheelset RS but first the spur gear stage SRS while the planetary stage PS in the power flow between spur gear SRS and electric machine EM is provided. The planetary stage PS also includes the elements ring gear again HO , Planetary bridge PT and sun gear SO , where the planetary bridge PT several planet wheels PR1 and PR2 rotatably mounted, each with both the sun gear SO as well as the ring gear HO in mesh.

Wie in 10 zu erkennen ist, ist ein erstes Stirnrad SR1 der Stirnradstufe SRS seitens des Radsatzes RS drehfest angebunden, wobei diese Anbindung dabei an der Stelle vorgenommen ist, an welcher bei den Getrieben aus den 2 und 4 jeweils eine drehfeste Anbindung des Rotors R vollzogen war. Das erste Stirnrad SR1 kämmt mit einem zweiten Stirnrad SR2 der Stirnradstufe SRS, welches drehfest mit dem Planetensteg PT der Planetenstufe PS verbunden ist. Das Hohlrad HO ist permanent am drehfesten Bauelement GG festgesetzt, während das Sonnenrad SO drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM vorgesehen ist.As in 10 can be seen, is a first spur gear SR1 the spur gear stage SRS from the wheelset RS rotatably connected, wherein this connection is made at the point where at the gears from the 2 and 4 in each case a rotationally fixed connection of the rotor R was completed. The first spur gear SR1 meshes with a second spur gear SR2 the spur gear stage SRS , which rotatably with the planet web PT the planetary stage PS connected is. The ring gear HO is permanently on the non-rotatable component GG fixed while the sun gear SO rotatably on an input shaft EW of the electric machine EM is provided.

Schließlich zeigt noch 11 eine weitere Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe G aus den 2 und 4, wobei diese Abwandlungsmöglichkeit im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach 10 entspricht. Einziger Unterschied ist dabei, dass nun das Sonnenrad SO der Planetenstufe PS permanent am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist, während das Hohlrad HO der Planetenstufe PS drehfest mit der Eingangswelle EW der Elektromaschine EM verbunden ist. Im Übrigen entspricht die Abwandlungsmöglichkeit nach 11 sonst der Variante nach 10, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Finally shows 11 Another modification of the transmission G from the 2 and 4 , this modification possibility essentially according to the previous variant 10 equivalent. The only difference is that now the sun wheel SO the planetary stage PS permanently on the non-rotatable component GG is set while the ring gear HO the planetary stage PS rotatably with the input shaft EW the electric machine EM connected is. Otherwise, the possibility of modification corresponds to 11 otherwise the variant 10 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 design and with good efficiency can be realized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

GG
Getriebetransmission
RSRS
Radsatzwheelset
GGGG
Drehfestes BauelementNon-rotating 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
E12 E12
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
K4K4
Viertes SchaltelementFourth switching element
K5K5
Fünftes SchaltelementFifth switching element
K6K6
Sechstes SchaltelementSixth switching element
SP1SP1
SchaltelementpaarSwitching element pair
SP2SP2
SchaltelementpaarSwitching element pair
SP3SP3
SchaltelementpaarSwitching element pair
1.11.1
Erster GangFirst course
1.21.2
Erster GangFirst course
1.31.3
Erster GangFirst course
2.12.1
Zweiter GangSecond gear
2.22.2
Zweiter GangSecond gear
2.32.3
Zweiter GangSecond gear
33
Dritter GangThird gear
4.14.1
Vierter GangFourth gear
4.24.2
Vierter GangFourth gear
4.34.3
Vierter GangFourth gear
4.44.4
Vierter GangFourth gear
E1E1
erster Gangfirst course
E2E2
zweiter Gangsecond gear
GW1LV1
Antriebswelledrive shaft
GW1-ALevel 1-A
Anschlussstellejunction
GW2GW2
Abtriebswelleoutput shaft
GW2-AGW2-A
Anschlussstellejunction
ANAT
Anschlusswelleconnecting shaft
EMEM
Elektromaschineelectric machine
SS
Statorstator
RR
Rotorrotor
SRSSRS
Stirnradstufespur gear
SR1SR1
Stirnradspur gear
SR2SR2
Stirnradspur gear
PSPS
Planetenstufeplanetary stage
HOHO
Hohlradring gear
PTPT
Planetenstegplanet spider
PRPR
Planetenradplanet
PR1PR1
Planetenradplanet
PR2PR2
Planetenradplanet
SOSO
Sonnenradsun
ZTZT
Zugmitteltriebtraction drive
VKMVKM
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
TSTS
Torsionsschwingungsdämpfertorsional vibration damper
AGAG
Differentialgetriebedifferential gear
DWDW
Antriebsräderdrive wheels

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013013947 A1 [0003]DE 102013013947 A1 [0003]

Claims (14)

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, und wobei ein erstes (K1), ein zweites (K2), ein drittes (K3), ein viertes (K4) und ein fünftes Schaltelement (K5) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, - dass die Antriebswelle (GW1) drehfest mit dem ersten Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden und über das erste Schaltelement (K1) drehfest mit dem zweiten Element (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) in Verbindung bringbar ist, - dass die Abtriebswelle (GW2) drehfest mit dem dritten Element (E31) des ersten Planetenradsatzes (P1) in Verbindung steht und mittels des zweiten Schaltelements (K2) drehfest mit dem zweiten Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbindbar ist, - dass ein Rotor (R) der Elektromaschine (EM) über das dritte Schaltelement (K3) mit der Antriebswelle (GW1) sowie mittels des vierten Schaltelements (K4) mit der Abtriebswelle (GW2) verbindbar ist, - dass das zweite Element (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) und das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) über das fünfte Schaltelement (K5) drehfest miteinander in Verbindung bringbar sind, - und dass das erste Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) und das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) festgesetzt sind.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 comprise a plurality of elements (E11, E21, E31, E12, E22, E32), and wherein a first (K1), a second (K2), a third (K3), a fourth (K4) and a fifth switching element (K5) are provided, characterized in that - the drive shaft (GW1) rotatably connected to the first element (E12) of the second planetary gear set (P2) and via the first switching element (K1) rotationally fixed to the second element (E21) of the first planetary gear set (P1) can be brought into connection, - that the output shaft (GW2) rotatably connected to the third element (E31) of the first planetary gear set (P1) and by means of the second switching element (K2) rotatably connected to the second element (E22) of the second planetary gear set (P2 ) is connectable, - that a rotor (R) the electric machine (EM) via the third switching element (K3) to the drive shaft (GW1) and by means of the fourth switching element (K4) to the output shaft (GW2) is connectable, - that the second element (E21) of the first planetary gear set (P1) and the second element (E22) of the second planetary gear set (P2) are rotatably connected to each other via the fifth switching element (K5), and in that the first element (E11) of the first planetary gear set (P1) and the third element (E32) of the second one Planetary gear set (P2) are fixed. Getriebe (G) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch selektives paarweises Schließen der fünf Schaltelemente (K1, K2, K3, K4, K5) ein erster Gang zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) - in einer ersten Variante (1.1) durch Betätigen des zweiten (K2) und des vierten Schaltelements (K4), - sowie in einer zweiten Variante (1.2) durch Schließen des zweiten (K2) und des dritten Schaltelements (K3), ein zweiter Gang zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) - in einer ersten Variante (2.1) durch Betätigen des vierten (K4) und des fünften Schaltelements (K5), - sowie in einer zweiten Variante (2.2) durch Schließen des dritten (K3) und des fünften Schaltelements (K5), ein dritter Gang (3) zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) durch Betätigen des dritten (K3) und des vierten 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 vierten Schaltelements (K4), - sowie in einer zweiten Variante (4.2) durch Schließen des ersten (K1) und des dritten Schaltelements (K3) ergibt.Transmission (G) to Claim 1 , characterized in that by selective pairwise closing of the five switching elements (K1, K2, K3, K4, K5) a first gear between the drive shaft (GW1) and output shaft (GW2) - in a first variant (1.1) by operating the second K2) and the fourth switching element (K4), - and in a second variant (1.2) by closing the second (K2) and the third switching element (K3), a second gear between the drive shaft (GW1) and output shaft (GW2) - in one first variant (2.1) by actuating the fourth (K4) and the fifth switching element (K5), - and in a second variant (2.2) by closing the third (K3) and the fifth switching element (K5), a third gear (3) between the drive shaft (GW1) and output shaft (GW2) by actuating the third (K3) and the fourth switching element (K4), and 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 fourth Scha Ltelements (K4), - and in a second variant (4.2) by closing the first (K1) and the third switching element (K3) results. Getriebe (G) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein erster Gang (E1) zwischen dem Rotor (R) der Elektromaschine (EM) und der Abtriebswelle (GW2) durch Schließen des vierten Schaltelements (K4) ergibt.Transmission (G) to Claim 1 or 2 , characterized in that a first speed (E1) between the rotor (R) of the electric machine (EM) and the output shaft (GW2) results by closing the fourth switching element (K4). 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 arranged to drive the output shaft (GW2). Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (R) der Elektromaschine (EM) zudem über ein sechstes Schaltelement (K6) mit dem zweiten Element (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) verbindbar ist.Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor (R) of the electric machine (EM) also via a sixth switching element (K6) with the second element (E21) of the first planetary gear set (P1) is connectable. Getriebe (G) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich - der erste Gang zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) zusätzlich in einer dritten Variante (1.3) durch Schließen des zweiten (K2) und des sechsten Schaltelements (K6), - der zweite Gang zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) in einer dritten Variante (2.3) durch Betätigen des fünften (K5) und des sechsten Schaltelements (K6), - der vierte Gang zwischen Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GW2) in einer dritten Variante (4.3) durch Betätigen des ersten (K1) und des sechsten Schaltelements (K6) sowie in einer vierten Variante (4.4) durch Schließen des dritten (K3) und des sechsten Schaltelements (K6) ergibt.Transmission (G) to Claim 5 , characterized in that - the first gear between the drive shaft (GW1) and the output shaft (GW2) additionally in a third variant (1.3) by closing the second (K2) and the sixth switching element (K6), - the second gear between the drive shaft ( GW1) and output shaft (GW2) in a third variant (2.3) by operating the fifth (K5) and the sixth switching element (K6), - the fourth gear between the drive shaft (GW1) and output shaft (GW2) in a third variant (4.3) by actuating the first (K1) and the sixth switching element (K6) and in a fourth variant (4.4) by closing the third (K3) and the sixth switching element (K6). Getriebe (G) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein zweiter Gang (E2) zwischen dem Rotor (R) der Elektromaschine (EM) und der Abtriebswelle (GW2) durch Schließen des sechsten Schaltelements (K6) ergibt.Transmission (G) to Claim 5 or 6 , characterized in that a second gear (E2) between the rotor (R) of the electric machine (EM) and the output shaft (GW2) results by closing the sixth switching element (K6). Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Elektromaschine vorgesehen ist, deren Rotor mit der Antriebswelle (GW1) ständig verbunden ist.Transmission (G) according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that a second electric machine is provided, whose rotor is permanently connected to the drive shaft (GW1). Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere der Schaltelemente (K1, K2, K3, K4, K5; K1, K2, K3, K4, K5, K6) jeweils als formschlüssiges Schaltelement realisiert sind.Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the switching elements (K1, K2, K3, K4, K5, K1, K2, K3, K4, K5, K6) are each realized as a form-locking switching element. 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, wherein it is at the respective first element (E11) of the respective planetary gear set (P1) about a respective sun gear at the respective second element (E21) of the respective planetary gear set (P1) about a respective planet web and at the respective third element (E31) of the respective planetary gear set (P1) a respective ring gear is. 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, wherein it is the respective first element (E12) of the respective planetary gear set (P2) to a respective sun gear, at 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 planet gear. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Schaltelemente (K1, K3; K2, K5; K4, K6) 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; K2; K4) sowie andererseits das andere Schaltelement (K3; K5; K6) 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, K2, K5, K4, K6) are each combined into one switching element pair (SP1, SP2, SP3), to which one actuating element is assigned in which one switching element (K1; K2; K4) as well as the other switching element (K3; K5; K6) of the respective switching element pair (SP1; SP2; SP3) can be actuated via the respective one actuating element from a respective neutral position. Kraftfahrzeugantriebsstrang für ein Hybridfahrzeug, umfassend ein Getriebe (G) nach einem oder auch mehreren der Ansprüche 1 bis 12.Motor vehicle drive train for a hybrid vehicle, comprising a transmission (G) after one or more of the Claims 1 to 12 , Verfahren zum Betreiben eines Getriebes (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung eines Ladebetriebes oder eines Startbetriebes lediglich das dritte Schaltelement (K3) geschlossen wird.Method for operating a transmission (G) according to one of Claims 1 to 12 , characterized in that only a third switching element (K3) is closed to represent a charging operation or a start operation.
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DE102013013947A1 (en) 2013-08-21 2015-02-26 Audi Ag Hybrid drive device for a motor vehicle
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