DE102018200295B4 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Getriebe für ein Kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102018200295B4
DE102018200295B4 DE102018200295.9A DE102018200295A DE102018200295B4 DE 102018200295 B4 DE102018200295 B4 DE 102018200295B4 DE 102018200295 A DE102018200295 A DE 102018200295A DE 102018200295 B4 DE102018200295 B4 DE 102018200295B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
planetary gear
gear set
shifting
switching element
output shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102018200295.9A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102018200295A1 (de
Inventor
Stefan Beck
Matthias Horn
Johannes Kaltenbach
Michael Wechs
Uwe Griesmeier
Viktor Warth
Jens Moraw
Gerhard Niederbrucker
Fabian Kutter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102018200295.9A priority Critical patent/DE102018200295B4/de
Publication of DE102018200295A1 publication Critical patent/DE102018200295A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102018200295B4 publication Critical patent/DE102018200295B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K2006/381—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches characterized by driveline brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4816—Electric machine connected or connectable to gearbox internal shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H2003/442—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion comprising two or more sets of orbital gears arranged in a single plane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0052—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising six forward speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/201—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with three sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2046—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with six engaging means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2064—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes using at least one positive clutch, e.g. dog clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2094—Transmissions using gears with orbital motion using positive clutches, e.g. dog clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62—Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine (EM), eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GWA), sowie einen ersten Planetenradsatz (P1), einen zweiten Planetenradsatz (P2) und einen dritten Planetenradsatz (P3), wobei der erste, der zweite und der dritte Planetenradsatz (P1, P2, P3) je ein erstes Element (E11, E12, E13), je ein zweites Element (E21, E22, E23) und je ein drittes Element (E31, E32, E33) aufweisen, wobei das erste Element (E11, E12, E13) durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes (P1, P2, P3) gebildet ist, wobei das zweite Element (E21, E22, E23) im Falle eines Minus-Planetensatzes durch je einen Planetensteg und im Falle eines Plus-Planetensatzes durch je ein Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes (P1, P2, P3) gebildet ist, wobei das dritte Element (E31, E32, E33) im Falle eines Minus-Planetensatzes durch das jeweilige Hohlrad und im Falle eines Plus-Planetensatzes durch den jeweiligen Planetensteg des jeweiligen Planetenradsatzes (P1, P2, P3) gebildet ist, wobei ein erstes (A), ein zweites (B), ein drittes (C), ein viertes (D), ein fünftes (E) und ein sechstes Schaltelement (F) vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung sechs Gänge zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GWA) darstellbar sind, wobei ein Rotor (R) der Elektromaschine (EM) an der Antriebswelle (GW1), der Abtriebswelle (GWA) oder zumindest einem der Elemente (E11, E21, E31, E12, E22, E32, E13, E23, E33) der Planetenradsätze (P1, P2, P3) angebunden ist, und wobei das erste Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) über das erste Schaltelement (A) festsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet,- dass das dritte Element (E31) des ersten Planetenradsatzes (P1) und das erste Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest miteinander verbunden und gemeinsam mittels des zweiten Schaltelements (B) festsetzbar sind,- dass die Antriebswelle (GW1) drehfest mit dem zweiten Element (E23) des dritten Planetenradsatzes (P3) in Verbindung steht und über das dritte Schaltelement (C) drehfest mit der Abtriebswelle (GWA) verbindbar ist,- und dass die Abtriebswelle (GWA) das zweite Element (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) und das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest miteinander verbindet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine, eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, sowie einen ersten Planetenradsatz, einen zweiten Planetenradsatz und einen dritten Planetenradsatz, wobei der erste, der zweite und der dritte Planetenradsatz je ein erstes Element, je ein zweites Element und je ein drittes Element aufweisen, wobei das erste Element durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet ist, wobei das zweite Element im Falle eines Minus-Planetensatzes durch je einen Planetensteg und im Falle eines Plus-Planetensatzes durch je ein Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet ist, wobei das dritte Element im Falle eines Minus-Planetensatzes durch das jeweilige Hohlrad und im Falle eines Plus-Planetensatzes durch den jeweiligen Planetensteg des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet ist, wobei ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes, ein fünftes und ein sechstes Schaltelement vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung zumindest sechs Gänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle darstellbar sind, wobei ein Rotor der Elektromaschine an der Antriebswelle, der Abtriebswelle oder zumindest einem der Elemente der Planetenradsätze angebunden ist, und wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes über das erste Schaltelement festsetzbar ist.
  • Bei Hybridfahrzeugen sind Getriebe bekannt, welche neben einem Radsatz auch eine oder mehrere Elektromaschinen aufweisen. Das Getriebe ist dabei üblicherweise mehrgängig gestaltet, d. h. es sind mehrere unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse als Gänge zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle durch Betätigung entsprechender Schaltelemente schaltbar, wobei dies vorzugsweise automatisch vollzogen wird. Je nach Anordnung der Schaltelemente handelt es sich bei diesen um Kupplungen oder auch um Bremsen. Das Getriebe wird dabei dazu genutzt, ein Zugkraftangebot einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges in Hinblick auf verschiedene Kriterien geeignet umzusetzen. Dabei werden die Gänge des Getriebes zumeist auch im Zusammenspiel mit der zumindest einen Elektromaschine zur Darstellung eines rein elektrischen Fahrens verwendet. Häufig kann die zumindest eine Elektromaschine außerdem im Getriebe zur Darstellung verschiedener Betriebsmodi auf unterschiedliche Weisen eingebunden werden.
  • Aus der DE 10 2014 218 610 A1 geht ein Getriebe hervor, welches neben einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle drei Planetenradsätze sowie eine Elektromaschine umfasst. Des Weiteren sind bei einer Variante sechs Schaltelemente vorgesehen, über welche unterschiedliche Kraftflüsse von der Antriebswelle zur Abtriebswelle unter Darstellung unterschiedlicher Gänge verwirklicht und zudem unterschiedliche Einbindungen der Elektromaschine gestaltet werden können. Hierbei kann auch ein rein elektrisches Fahren durch alleinigen Antrieb über die Elektromaschine dargestellt werden.
  • Weitere Getriebe sind aus der DE 10 2015 223 290 A1 , der DE 10 2016 211 392 A1 und der DE 10 2016 211 878 A1 bekannt.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Ausgestaltung zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Getriebe für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, mit welchem bei kompaktem Aufbau unterschiedliche Betriebsmodi auf geeignete Art und Weise dargestellt werden können.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang ist zudem Gegenstand von Anspruch 12. Des Weiteren haben die Ansprüche 13 und 14 jeweils ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes zum Gegenstand.
  • Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe eine Elektromaschine, eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle sowie einen ersten Planetenradsatz, einen zweiten Planetenradsatz und einen dritten Planetenradsatz. Die Planetenradsätze umfassen mehrere Elemente, wobei jedem der Planetenradsätze dabei jeweils ein erstes Element, jeweils ein zweites Element und jeweils ein drittes Element zugeordnet sind. Das erste Element ist dabei durch ein jeweiliges Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet, während das zweite Element im Falle eines Minus-Planetensatzes durch einen jeweiligen Planetensteg und im Falle eines Plus-Planetensatzes durch ein jeweiliges Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes gebildet ist. Das dritte Element liegt im Falle eines Minus-Planetensatzes als Hohlrad und im Falle eines Plus-Planetensatzes als Planetensteg des jeweiligen Planetenradsatzes vor.
  • Die Planetenradsätze können, sofern es eine Anbindung der Elemente ermöglicht, also im Rahmen der Erfindung jeweils als Minus-Planetensatz vorliegen, wobei es sich bei dem ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes dann 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 dabei auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise aus den Elementen Sonnenrad, Planetensteg und Hohlrad zusammen, wobei der Planetensteg mindestens ein, bevorzugt aber mehrere Planetenräder drehbar gelagert führt, die im Einzelnen jeweils sowohl mit dem Sonnenrad, als auch dem umliegenden Hohlrad kämmen.
  • Alternativ dazu könnten aber einer oder auch mehrere der Planetenradsätze, sofern es die Anbindung der jeweiligen Elemente zulässt, als Plus-Planetensatz vorliegen, wobei es sich bei dem ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes dann um ein Sonnenrad, bei dem zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Hohlrad und bei dem dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen Planetensteg handelt. Bei einem Plus-Planetensatz sind ebenfalls die Elemente Sonnenrad, Hohlrad und Planetensteg vorhanden, wobei Letzterer mindestens ein Planetenradpaar führt, bei welchem das eine Planetenrad mit dem innenliegenden Sonnenrad und das andere Planetenrad mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder untereinander kämmen.
  • Wo es eine Anbindung der einzelnen Elemente zulässt, kann ein Minus-Planetensatz in einen Plus-Planetensatz überführt werden, wobei dann gegenüber der Ausführung als Minus-Planetensatz die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu erhöhen ist. Umgekehrt könnte auch ein Plus-Planetensatz durch einen Minus-Planetensatz ersetzt werden, sofern die Anbindung der Elemente des Getriebes dies ermöglicht. Dabei wären dann im Vergleich zu dem Plus-Planetensatz ebenfalls die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren. Besonders bevorzugt liegen aber alle drei Planetenradsätze als Minus-Planetensätze vor.
  • Zudem sind ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes, ein fünftes und ein sechstes Schaltelement vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung sechs Gänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle dargestellt werden können. Besonders bevorzugt können dabei vom Übersetzungsverhältnis her genau sechs unterschiedliche Gänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle gebildet werden. Ferner steht die Elektromaschine mit der Antriebswelle, mit der Abtriebswelle oder mindestens einem der Elemente der Planetenradsätze in Verbindung. Des Weiteren kann das erste Element des ersten Planetenradsatzes über das erste Schaltelement festgesetzt werden.
  • 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 jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial angebunden wird.
  • Mit „axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Längsmittelachse 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 Längsmittelachse liegt.
  • Bevorzugt weist die Abtriebswelle des Getriebes eine Verzahnung auf, über welche die Abtriebswelle dann im Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem achsparallel zur Abtriebswelle angeordneten Differentialgetriebe in Wirkverbindung steht. Hierbei ist die Verzahnung bevorzugt an einer Anschlussstelle der Abtriebswelle vorgesehen, wobei diese Anschlussstelle der Abtriebswelle insbesondere axial im Bereich eines Endes des Getriebes liegt, an welchem auch eine die Verbindung zur vorgeschalteten Antriebsmaschine herstellende 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.
  • Alternativ dazu könnte ein Abtrieb des Getriebes prinzipiell aber auch an einem entgegengesetzt zu einer Anschlussstelle der Antriebswelle liegenden, axialen Ende des Getriebes vorgesehen sein. Dabei ist eine Anschlussstelle der Abtriebswelle dann an einem axialen Ende der Abtriebswelle koaxial zu einer Anschlussstelle der Antriebswelle ausgestaltet, so dass Antrieb und Abtrieb des Getriebes an einander entgegengesetzten axialen Enden des Getriebes platziert sind. Ein derartig gestaltetes Getriebe eignet sich dabei zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang. Die Antriebswelle, und die Abtriebswelle liegen in beiden vorgenannten Fällen bevorzugt koaxial zueinander.
  • Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden sind und gemeinsam mittels des zweiten Schaltelements festgesetzt werden können. Die Antriebswelle steht drehfest mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes in Verbindung und kann über das dritte Schaltelement drehfest mit der Abtriebswelle verbunden werden, die das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet.
  • Mit anderen Worten ist bei dem erfindungsgemäßen Getriebe also die Antriebswelle ständig drehfest mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden, wohingegen die Abtriebswelle permanent drehfest mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes und auch dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes in Verbindung steht. Zudem sind das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ständig drehfest miteinander verbunden.
  • Durch Schließen des ersten Schaltelements wird das erste Element des ersten Planetenradsatzes festgesetzt und in der Folge an einer Drehbewegung gehindert, während ein Betätigen des zweiten Schaltelements ein gemeinsames Festsetzen des dritten Elements des ersten Planetenradsatzes und des ersten Elements des zweiten Planetenradsatzes nach sich zieht. Das dritte Schaltelement verbindet im betätigten Zustand die Antriebswelle und die Abtriebswelle drehfest miteinander.
  • Die Planetenradsätze sind im Rahmen einer ersten Variante der Erfindung bevorzugt axial auf die Anschlussstelle der Antriebswelle folgend in der Reihenfolge erster Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz und dritter Planetenradsatz angeordnet. Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung sind hingegen der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet, indem der erste Planetenradsatz axial weitestgehend auf Höhe des zweiten Planetenradsatzes sowie radial innen liegend zu diesem platziert ist. Axial sind der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz dabei zwischen der Anschlussstelle der Antriebswelle und dem dritten Planetenradsatz vorgesehen. Bei beiden Varianten sind die Planetenradsätze bevorzugt koaxial zu der Antriebswelle und der Abtriebswelle vorgesehen.
  • Das dritte Schaltelement liegt als Kupplung vor, die bei Betätigung die hieran unmittelbar anknüpfenden Komponenten des Getriebes gegebenenfalls in ihren Drehbewegungen angleicht und anschließend drehfest miteinander verbindet. Hingegen sind das erste Schaltelement und auch das zweite Schaltelement jeweils als Bremse ausgeführt, welche jeweils die hieran unmittelbar anknüpfende Komponente bzw. die hieran unmittelbar anknüpfenden Komponenten bei Betätigung festsetzt und in der Folge an einer Drehbewegung hindert.
  • Das erste Schaltelement ist bevorzugt axial auf einer der Anschlussstelle der Antriebswelle zugewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes vorgesehen, während das dritte Schaltelement insbesondere axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz und dem dritten Planetenradsatz angeordnet ist. Das zweite Schaltelement ist bei Platzierung des ersten Planetenradsatzes und des zweiten Planetenradsatzes in einer Ebene bevorzugt axial zwischen dem ersten Schaltelement einerseits und dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Planetenradsatz andererseits vorgesehen. Sind der erste und der zweite Planetenradsatz dagegen nicht in einer Ebene platziert, so liegt das zweite Schaltelement insbesondere in einer Ebene mit dem ersten Planetenradsatz, indem es im Wesentlichen axial auf Höhe des ersten Planetenradsatzes sowie radial umliegend zu diesem angeordnet ist.
  • Eine jeweilige drehfeste Verbindung der rotierbaren Komponenten des Getriebes ist erfindungsgemäß bevorzugt über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen realisiert, die dabei bei räumlich dichter Lage der Komponenten auch als kurze Zwischenstücke vorliegen können. Konkret können die Komponenten, die permanent drehfest miteinander verbunden sind, dabei jeweils entweder als drehfest miteinander verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen. Im zweitgenannten Fall werden dann die jeweiligen Komponenten und die ggf. vorhandene Welle durch ein gemeinsames Bauteil gebildet, wobei dies insbesondere eben dann realisiert wird, wenn die jeweiligen Komponenten im Getriebe räumlich dicht beieinander liegen.
  • Bei Komponenten des Getriebes, die erst durch Betätigung eines jeweiligen Schaltelements miteinander verbunden werden, wird eine Verbindung ebenfalls bevorzugt über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen verwirklicht.
  • Ein Festsetzen erfolgt insbesondere durch drehfestes Verbinden mit einem drehfesten Bauelement des Getriebes, bei welchem es sich vorzugsweise um eine permanent stillstehende Komponente handelt, bevorzugt um ein Gehäuse des Getriebes, einen Teil eines derartigen Gehäuses oder ein damit drehfest verbundenes Bauelement.
  • Unter der „Verbindung“ des Rotors der Elektromaschine mit der Antriebswelle, der Abtriebswelle oder zumindest einem der Elemente der Planetenradsätze ist im Sinne der Erfindung eine derartige Verbindung zu verstehen, dass zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der oder den rotierbaren Komponenten des Getriebes eine gleichbleibende Drehzahlabhängigkeit vorherrscht.
  • Insgesamt zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Getriebe durch eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen, einen guten Verzahnungswirkungsgrad und geringe Verluste aus.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist das erste Element des dritten Planetenradsatzes drehfest mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden, wobei durch Betätigung des vierten Schaltelements das erste Element und das zweite Element des dritten Planetenradsatzes oder das zweite Element und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes drehfest miteinander in Verbindung gebracht werden. Ferner kann das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes über das fünfte Schaltelement drehfest mit der Antriebswelle verbunden sowie mittels des sechsten Schaltelements drehfest mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes in Verbindung gebracht werden.
  • Bei dieser Ausführungsform sind also das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des dritten Planetenradsatzes ständig drehfest miteinander verbunden, so dass ein Schließen des ersten Schaltelements auch ein Festsetzen des ersten Elements des dritten Planetenradsatzes nach sich zieht. Bei Betätigung des vierten Schaltelements wird ein Verblocken des dritten Planetenradsatzes herbeigeführt, indem das vierte Schaltelement entweder das erste Element und das zweite Element des dritten Planetenradsatzes oder aber das zweite Element und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet. Ein Schließen des fünften Schaltelements hat eine drehfeste Verbindung der Antriebswelle mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes zur Folge, wohingegen das sechste Schaltelement bei Betätigung das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet.
  • Das vierte Schaltelement, das fünfte Schaltelement und auch das sechste Schaltelement liegen als Kupplungen vor, wobei das vierte Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement hierbei bevorzugt axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz und dem dritten Planetenradsatz angeordnet sind.
  • Gemäß einer hierzu alternativen Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung sind das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden. Ferner kann das erste Element des ersten Planetenradsatzes mittels des vierten Schaltelements drehfest mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden sowie über das sechste Schaltelement drehfest mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes in Verbindung gebracht werden. Das fünfte Schaltelement verbindet bei Betätigung das erste Element und das zweite Element des dritten Planetenradsatzes oder das zweite Element und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes drehfest miteinander.
  • Bei dieser Ausgestaltungsmöglichkeit sind also das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes permanent drehfest miteinander verbunden, wohingegen das erste Element des ersten Planetenradsatzes erst durch Schließen des sechsten Schaltelements drehfest mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden wird. Zudem bewirkt das vierte Schaltelement bei Betätigung eine drehfeste Verbindung des ersten Elements des ersten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes und damit mit der Antriebswelle, während eine Betätigung des fünften Schaltelements ein Verblocken des dritten Planetenradsatzes nach sich zieht, indem entweder das erste Element und das zweite Element des dritten Planetenradsatzes oder alternativ dazu das zweite Element und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes über das fünfte Schaltelement drehfest miteinander verbunden werden.
  • Auch in diesem Fall liegen das vierte Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement als Kupplungen vor, wobei das vierte Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement hierbei bevorzugt axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz und dem dritten Planetenradsatz vorgesehen sind. Besonders bevorzugt liegen die drei Schaltelemente dabei axial zwischen dem dritten Schaltelement und dem dritten Planetenradsatz.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Rotor der Elektromaschine drehfest mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden, wobei es alternativ dazu auch denkbar ist, dass der Rotor der Elektromaschine mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes über mindestens eine Übersetzungsstufe in Verbindung steht.
  • Die Elektromaschine kann dabei entweder koaxial zu den Planetenradsätzen oder achsversetzt zu diesen liegend angeordnet sein. Im erstgenannten Fall kann der Rotor der Elektromaschine dabei entweder unmittelbar drehfest mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden oder aber über eine oder auch mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen mit diesem gekoppelt sein, wobei Letzteres eine günstigere Auslegung der Elektromaschine mit höheren Drehzahlen und geringeren Drehmoment ermöglicht. Die mindestens eine Übersetzungsstufe kann dabei als Stirnradstufe und/oder als Planetenstufe ausgeführt sein. Bei einer koaxialen Anordnung der Elektromaschine können die Planetenradsätze dann zudem weiter bevorzugt zumindest zum Teil axial im Bereich der Elektromaschine sowie radial innen liegend zu dieser angeordnet sein, so dass sich die axiale Baulänge des Getriebes verkürzen lässt.
  • 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. Auch bei der achsversetzten Anordnung der Elektromaschine können die Planetenradsätze zumindest zum Teil axial auf Höhe der Elektromaschine platziert sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, insbesondere in Kombination mit der vorstehend beschriebenen Anordnung der Elektromaschine, ergeben sich durch selektives Schließen der sechs Schaltelemente sechs Gänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle. So kann ein erster Gang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle durch Betätigen des zweiten und des vierten Schaltelements dargestellt werden, während sich ein zweiter Gang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle durch Schließen des zweiten und des sechsten Schaltelements ergibt. Ein dritter Gang wird zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle durch Betätigen des zweiten Schaltelements und des fünften Schaltelements geschaltet, wohingegen sich ein vierter Gang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle in einer ersten Variante durch Schließen des zweiten Schaltelements und des dritten Schaltelements ergibt.
  • Darüber hinaus kann der vierte Gang noch in einer zweiten Variante durch Betätigen des ersten und des dritten Schaltelements, in einer dritten Variante durch Schließen des dritten und des vierten Schaltelements, in einer vierten Variante durch Betätigen des dritten und des fünften Schaltelements, in einer fünften Variante durch Schließen des dritten und des sechsten Schaltelements, in einer sechsten Variante durch Betätigen des vierten und des fünften Schaltelements, in einer siebten Variante durch Schließen des vierten und des sechsten Schaltelements, in einer achten Variante durch Betätigen des fünften und des sechsten Schaltelements sowie in einer neunten Variante durch Schließen des dritten Schaltelements geschaltet werden.
  • Bei der neunten Variante ergibt sich bereits der vierte Gang, da dann die Antriebswelle und die Abtriebswelle drehfest miteinander verbunden sind. In vorteilhafter Weise ist dabei dann eine an dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes angebundene Elektromaschine abgekoppelt, so dass ein reines Fahren über die vorgeschaltete Antriebsmaschine realisiert und somit Nulllastverluste der Elektromaschine vermieden werden können. Allerdings ist bei den ersten acht Varianten des vierten Ganges die Elektromaschine mit eingebunden, so dass Hybridfunktionen dargestellt werden können.
  • Ein fünfter Gang kann zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle durch Schließen des ersten Schaltelements und des fünften Schaltelements geschaltet werden, wohingegen sich ein sechster Gang zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle durch Betätigen des ersten Schaltelements und des sechsten Schaltelements ergibt.
  • 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.
  • Bei Anbindung der Elektromaschine an dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes lassen sich außerdem unterschiedliche Betriebsmodi auf einfache Art und Weise verwirklichen:
    • So kann ein erster Gang zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle für ein rein elektrisches Fahren genutzt werden, wobei sich dieser erste Gang durch Schließen des zweiten Schaltelements ergibt. Dadurch ist der Rotor der Elektromaschine über den zweiten Planetenradsatz mit der Abtriebswelle gekoppelt, wobei eine Übersetzung dieses ersten Ganges dabei einer Übersetzung des dritten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges entspricht.
  • Außerdem kann noch ein zweiter Gang zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle für ein rein elektrisches Fahren realisiert werden. Dabei ist zum Schalten dieses zweiten Ganges das erste Schaltelement zu betätigen, so dass dann der Rotor der Elektromaschine über den ersten und den zweiten Planetenradsatz mit der Abtriebswelle in Verbindung steht. Eine Übersetzung dieses zweiten, zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle wirksamen Ganges entspricht dabei der Übersetzung des fünften, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges.
  • Ausgehend von einem rein elektrischen Fahren im ersten, zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle wirksamen Gang kann dann die vorgeschaltete Antriebsmaschine in den ersten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang oder in den zweiten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang oder in den dritten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang oder in die erste Variante des vierten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges jeweils zugestartet werden, da an diesen jeweils ebenfalls das zweite Schaltelement beteiligt ist.
  • Ebenso kann auch aus dem zweiten, zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle wirksamen Gang ein Zustarten der vorgeschalteten Antriebsmaschine in die zweite Variante des vierten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges, in den fünften, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang sowie in den sechsten zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang erfolgen, da bei diesen ebenfalls jeweils das erste Schaltelement geschlossen ist.
  • Als weiterer Betriebsmodus kann zudem ein Ladebetrieb eines elektrischen Energiespeichers verwirklicht werden, indem lediglich das fünfte Schaltelement geschlossen und damit eine drehfeste Verbindung der Antriebswelle mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes und damit auch der Elektromaschine hergestellt wird. Dabei läuft der Rotor der Elektromaschine bei drehfester Verbindung mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes gleich schnell wie die Antriebswelle. 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.
  • Als weiterer Betriebsmodus kann zudem ein Anfahrmodus für Rückwärtsfahrt bei Antrieb über die Antriebswelle und damit die vorgeschaltete Antriebsmaschine realisiert werden. Dazu wird das vierte Schaltelement geschlossen, so dass die Antriebsmaschine über das erste Element des ersten Planetenradsatzes antreibt und gleichzeitig die Elektromaschine am dritten Element des zweiten Planetenradsatzes abstützt, während ein Abtrieb über das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das drehfest hiermit verbundene, zweite Element des zweiten Planetenradsatzes erfolgt. Die drehfeste Verbindung zwischen dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes bewirkt dabei eine Koppelung des ersten und des zweiten Planetenradsatzes. Durch Abstützen des Drehmoments über die Elektromaschine kann dabei ein Anfahren für Rückwärtsfahrt verwirklicht werden. Aus diesem Anfahrmodus heraus kann die vorgeschaltete Antriebsmaschine dabei in den ersten Gang oder in die dritte Variante oder in die sechste Variante oder in die siebte Variante des vierten Ganges gelangen.
  • Des Weiteren können Lastschaltungen mit Zugkraftstützung dargestellt werden: beim Gangwechsel zwischen dem ersten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang und dem zweiten, zwischen der Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Gang kann die Zugkraft bei geschlossenem, zweiten Schaltelement über die Elektromaschine gestützt werden, wobei die Synchronisation des zu schließenden Schaltelements dabei über eine Drehzahlregelung der vorgeschalteten Antriebsmaschine erfolgt. Alternativ kann dies aber auch durch synchronisierte Schaltelemente oder auch durch eine andere, separate Synchronisationseinrichtung erfolgen, wie zum Beispiel eine Getriebebremse oder auch eine weitere Elektromaschine, die direkt oder indirekt mit der Antriebswelle wirkverbunden sein kann. Wird antriebsseitig der Antriebswelle zudem ein weiteres Schaltelement als Trennkupplung vorgesehen, kann die Trägheitsmasse der vorgeschalteten Antriebsmaschine während der Synchronisierung abgekoppelt werden. Ebenso kann auch ein Schalten zwischen dem zweiten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang und dem dritten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang sowie zwischen dem dritten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang und der ersten Variante des vierten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges bei geschlossenem, zweiten Schaltelement verwirklicht werden.
  • Vor einem weiteren Hochschalten in den fünften, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang muss dann zunächst zwischen der ersten Variante und der zweiten Variante des vierten Ganges umgeschaltet werden. Im Anschluss daran kann dann ein Gangwechsel unter Last zwischen der zweiten Variante des vierten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges und dem fünften, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang bei geschlossenem, ersten Schaltelement stattfinden, wobei die Zugkraft dabei über die Elektromaschine gestützt und eine Synchronisation des zu schließenden Schaltelements durch Drehzahlregelung der vorgeschalteten Antriebsmaschine realisiert wird.
  • Gleiches ist auch bei einem Gangwechsel zwischen dem fünften, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang und dem sechsten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang darstellbar.
  • 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 zweite Schaltelement zunächst geschlossen bleibt. Um nun aber eine Drehzahl der Elektromaschine im vierten Gang bei höheren Fahrgeschwindigkeiten abzusenken, kann von der ersten Variante des vierten Ganges in die 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 bei geschlossenem, dritten Schaltelement. Zunächst wird dabei das lastfreie, zweite Schaltelement ausgelegt und im Folgenden das lastfreie, erste Schaltelement eingelegt, wobei die Drehzahlanpassung dabei durch Drehzahlregelung der Elektromaschine erfolgt.
  • Dabei ist zur Abkoppelung der vorgeschalteten Antriebsmaschine kein separates Schaltelement erforderlich, da die vorgeschaltete Antriebsmaschine in der zweiten Variante des vierten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges durch Öffnen des dritten Schaltelements abgekoppelt werden kann. Hierdurch wird dann der zweite Gang realisiert, welcher zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle wirksam ist. Außerdem wird die zweite Variante des vierten Ganges benötigt, um unter Last in den fünften Gang schalten zu können. Darüber hinaus kann bei langsamer werdendem Fahrzeug eine Rückschaltung vom vierten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang in den dritten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang vorbereitet werden, indem zunächst von der zweiten Variante in die erste Variante des vierten Ganges gewechselt und dabei die Zugkraft bei geschlossenem dritten Schaltelement über die vorgeschaltete Antriebsmaschine erhalten wird. In der ersten Variante des vierten Ganges ist dann wiederum das zweite Schaltelement geschlossen, welches benötigt wird, um im Zuge der Rückschaltung vom vierten in den dritten Gang die Zugkraft über die Elektromaschine zu stützen.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist ein oder sind mehrere Schaltelemente jeweils als formschlüssiges Schaltelement realisiert. Hierbei ist das jeweilige Schaltelement bevorzugt entweder als Klauenschaltelement oder als Sperrsynchronisation ausgeführt. Formschlüssige Schaltelemente haben gegenüber kraftschlüssigen Schaltelementen den Vorteil, dass im geöffneten Zustand geringere 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.
  • Es ist allerdings auch eine denkbare Variante der Erfindung, dass das zweite Schaltelement als kraftschlüssiges Schaltelement ausgeführt ist, wobei dieses dabei konkret als Lamellenschaltelement vorliegen kann. Dies hat den Vorteil, dass aus einem Ladebetrieb bei geschlossenem, fünften Schaltelement ein Anfahren oder Kriechen des Kraftfahrzeuges durch schlupfendes Schließen des zweiten Schaltelements verwirklicht werden kann, wobei das zweite Schaltelement dabei als integriertes Anfahrelement fungiert. Insofern kann ein verzögerungsfreies Anfahren aus dem Ladebetrieb dargestellt werden.
  • Alternativ oder ergänzend dazu kann das erste Schaltelement als kraftschlüssiges Schaltelement und hier insbesondere als Lamellenschaltelement ausgeführt werden. Hierdurch können Zughoch- und Zugrückschaltungen zwischen dem ersten, zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle wirksamen Gang und dem zweiten, zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle wirksamen Gang unter Last dargestellt werden. Wenn zudem das zweite Schaltelement als kraftschlüssiges Schaltelement ausgeführt ist, sind die beiden Gänge zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle volllastschaltbar, es sind also Zughoch-, Zugrück-, Schubhoch- und Schubrückschaltungen möglich.
  • Sofern außerdem zwischen der vorgeschalteten Antriebsmaschine und dem Getriebe eine reibschlüssige Trennkupplung vorgesehen ist, kann aus den beiden, zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Abtriebswelle wirksamen Gängen jeweils ein Schleppstart der vorgeschalteten Antriebsmaschine dargestellt werden.
  • Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst, welchem ein Betätigungselement zugeordnet ist. Dabei kann über das Betätigungselement aus einer Neutralstellung heraus einerseits das erste Schaltelement und andererseits das zweite Schaltelement betätigt werden. Dies hat den Vorteil, dass durch dieses Zusammenfassen die Anzahl an Betätigungselementen reduziert und damit auch der Herstellungsaufwand gemindert werden kann.
  • Alternativ oder auch ergänzend zu der vorgenannten Variante sind das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst, welchem ein Betätigungselement zugeordnet ist. Über dieses Betätigungselement kann dabei aus einer Neutralstellung heraus einerseits das dritte Schaltelement und andererseits das vierte Schaltelement betätigt werden. Hierdurch kann der Herstellungsaufwand reduziert werden, indem durch das Zusammenfassen der beiden Schaltelemente zu einem Schaltelementpaar eine Betätigungseinrichtung für beide Schaltelemente verwendet werden kann. Allerdings kann in diesem Fall dann nicht die dritte Variante des vierten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges dargestellt werden, da hierfür ein gleichzeitiges Betätigen des dritten Schaltelements und des vierten Schaltelements notwendig ist.
  • Weiter alternativ oder auch ergänzend zu den beiden vorgenannten Varianten sind das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst, welchem ein Betätigungselement zugeordnet ist. Dabei kann über das Betätigungselement aus einer Neutralstellung heraus einerseits das fünfte Schaltelement und andererseits das sechste Schaltelement betätigt werden. Auch hierbei ist eine Reduzierung des Herstellungsaufwandes möglich, indem ein gemeinsames Betätigungselement für die Betätigung der beiden Schaltelemente herangezogen wird. Dabei kann dann allerdings nicht die achte Variante des vierten, zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges realisiert werden, da hierfür ein gleichzeitiges Betätigen des fünften und des sechsten Schaltelements stattzufinden hat.
  • Besonders bevorzugt sind alle vorgenannten Schaltelementpaare realisiert, so dass die sechs Schaltelemente des Getriebes über drei Betätigungselemente betätigt werden können. Hierdurch lässt sich ein besonders niedriger Herstellungsaufwand verwirklichen.
  • 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 insbesondere als Brennkraftmaschine gestalteten Antriebsmaschine und der Antriebswelle des Getriebes ermöglicht. Hierbei kann auch eines der Schaltelemente des Getriebes oder die evtl. vorhandene Trennkupplung als ein solches Anfahrelement ausgebildet sein, indem es bzw. sie als Reibschaltelement vorliegt. Zudem kann auf jeder Welle des Getriebes prinzipiell ein Freilauf zum Getriebegehäuse oder zu einer anderen Welle angeordnet werden.
  • Das erfindungsgemäße Getriebe ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugantriebsstranges für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug und ist dann zwischen einer als Verbrennungskraftmaschine oder als Elektromaschine 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 bzw. der Rotorwelle der Elektromaschine gekoppelt oder über eine zwischenliegende Trennkupplung bzw. ein Anfahrelement mit dieser verbindbar, wobei zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und dem 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 ggf. vorhandener Torsionsschwingungsdämpfer mit in dieses Gehäuse integriert sein.
  • Dass zwei Bauelemente des Getriebes „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 mit gleichbleibender Drehzahlabhängigkeit miteinander gekoppelt.
  • Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent miteinander gekoppelt, sondern eine 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 angebundenen Bauelemente ggf. in ihren Drehbewegungen aneinander angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement bezeichnet.
  • Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
    • 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges;
    • 2 bis 10 jeweils eine schematische Ansicht je eines Getriebes, wie es jeweils bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang aus 1 zur Anwendung kommen kann;
    • 11 ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebe aus den 2 bis 10; und
    • 12 bis 17 jeweils eine schematische Darstellung je einer Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe aus den 2 bis 10.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges eines Hybridfahrzeuges, wobei in dem Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Verbrennungskraftmaschine VKM über einen zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfer TS mit einem Getriebe G verbunden ist. Dem Getriebe G ist abtriebsseitig ein Differentialgetriebe AG nachgeschaltet, über welches eine Antriebsleistung auf Antriebsräder DW einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges verteilt wird. Das Getriebe G und der Torsionsschwingungsdämpfer TS sind dabei in einem gemeinsamen Gehäuse des Getriebes G angeordnet, in welches dann auch das Differentialgetriebe AG integriert sein kann. Wie zudem in 1 zu erkennen ist, sind die Verbrennungskraftmaschine VKM, der Torsionsschwingungsdämpfer TS, das Getriebe G und auch das Differentialgetriebe AG quer zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet.
  • 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 drei Planetenradsätze P1, P2 und P3, wobei jeder der Planetenradsätze P1, P2 und P3 je ein erstes Element E11 bzw. E12 bzw. E13, je ein zweites Element E21 bzw. E22 bzw. E23 und je ein drittes Element E31 bzw. E32 bzw. E33 aufweist. Das jeweilige erste Element E11 bzw. E12 bzw. E13 ist dabei jeweils durch je ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 bzw. P3 gebildet, während das jeweilige zweite Element E21 bzw. E22 bzw. E23 des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 bzw. P3 als je ein Planetensteg und das jeweilige dritte Element E31 bzw. E32 bzw. E33 des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 bzw. P3 als je ein Hohlrad vorliegt.
  • Im vorliegenden Fall liegen also der erste Planetenradsatz P1, der zweite Planetenradsatz P2 und auch der dritte Planetenradsatz P3 jeweils als Minus-Planetensatz vor, dessen jeweiliger Planetensteg zumindest ein Planetenrad drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem jeweiligen radial innenliegenden Sonnenrad, als auch dem jeweiligen radial umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht. Besonders bevorzugt sind aber bei dem ersten Planetenradsatz P1, bei dem zweiten Planetenradsatz P2 und auch bei dem dritten Planetenradsatz P3 jeweils mehrere Planetenräder vorgesehen.
  • Sofern es die Anbindung zulässt, könnten der erste Planetenradsatz P1, der zweite Planetenradsatz P2 und der dritte Planetenradsatz P3 jeweils auch als Plus-Planetensatz ausgeführt werden, wobei im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetensatz dann das jeweilige zweite Element E21 bzw. E22 bzw. E23 durch das jeweilige Hohlrad und das jeweilige dritte Element E31 bzw. E32 bzw. E33 durch den jeweiligen Planetensteg gebildet und zudem eine jeweilige Getriebestandübersetzung um eins erhöht werden muss. Bei einem Plus-Planetensatz führt der Planetensteg dann mindestens ein Planetenradpaar drehbar gelagert, 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.
  • Wie in 2 zu erkennen ist, umfasst das Getriebe G insgesamt sechs Schaltelemente in Form eines ersten Schaltelements A, eines zweiten Schaltelements B, eines dritten Schaltelements C, eines vierten Schaltelements D, eines fünften Schaltelements E und eines sechsten Schaltelements F. Dabei sind die Schaltelemente A, B, C, D, E und F jeweils als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt und liegen bevorzugt als Klauenschaltelemente vor. Zudem sind das dritte Schaltelement C, das vierte Schaltelement D, das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement F jeweils als Kupplungen gestaltet, während das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B als Bremsen vorliegen.
  • Das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und das erste Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 sind permanent drehfest miteinander verbunden und können gemeinsam durch Schließen des ersten Schaltelements A an einem drehfesten Bauelement GG festgesetzt werden, bei welchem es sich insbesondere um das Getriebegehäuse des Getriebes G oder einen Teil des Getriebegehäuses handelt. Des Weiteren stehen das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 und das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 permanent drehfest miteinander in Verbindung, wobei das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 und das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 über das zweite Schaltelement B gemeinsam am drehfesten Bauelement GG festgesetzt werden können. Eine Abtriebswelle GWA des Getriebes G verbindet das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 und das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 und kann durch Schließen des dritten Schaltelements C drehfest mit einer Antriebswelle GW1 des Getriebes G in Verbindung gebracht werden.
  • Wie zudem in 2 zu erkennen ist, ist die Antriebswelle GW1 ständig drehfest mit dem zweiten Element E23 des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden und kann über das vierte Schaltelement D drehfest mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem ersten Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 in Verbindung gebracht werden. Letzteres hat aufgrund der damit einhergehenden, drehfesten Verbindung des ersten Elements E13 des dritten Planetenradsatzes P3 und des zweiten Elements E23 des dritten Planetenradsatzes P3 ein Verblocken des dritten Planetenradsatzes P3 zur Folge. Das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist ständig drehfest mit einem Rotor R der Elektromaschine EM verbunden, deren Stator S permanent am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist. Das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 und damit auch der Rotor R kann außerdem durch Schließen des fünften Schaltelements E drehfest mit der Antriebswelle GW1 verbunden sowie mittels des sechsten Schaltelements F drehfest mit dem dritten Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 in Verbindung gebracht werden.
  • Sowohl die Antriebswelle GW1, als auch die Abtriebswelle GWA bilden jeweils je eine Anschlussstelle GW1-A bzw. GWA-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 GWA-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 GWA-A der Abtriebswelle GWA im Bereich desselben axialen Endes liegt und hierbei quer zur Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 ausgerichtet ist. Konkret ist die Anschlussstelle GWA-A der Abtriebswelle GWA dabei axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 vorgesehen. Zudem sind die Antriebswelle GW1 und die Abtriebswelle GWA koaxial zueinander liegend angeordnet.
  • Die Planetenradsätze P1, P2 und P3 liegen ebenfalls koaxial zu der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA, wobei sie auf die Anschlussstelle GW1 -A der Antriebswelle GW1 axial folgend in der Reihenfolge erster Planetenradsatz P1, zweiter Planetenradsatz P2 und schließlich dritter Planetenradsatz P3 angeordnet sind. Ebenso ist auch die Elektromaschine EM koaxial zu den Planetenradsätzen P1, P2 und P3 und damit auch der Antriebswelle GW1 sowie der Abtriebswelle GWA platziert, wobei die Elektromaschine EM dabei axial im Wesentlichen auf Höhe des zweiten Planetenradsatzes P2 vorgesehen ist.
  • Wie zudem in 2 zu erkennen ist, ist das erste Schaltelement A axial auf einer der Anschlussstelle GW1-A zugewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes P1 vorgesehen, während das zweite Schaltelement B weitestgehend in einer Ebene mit dem ersten Planetenradsatz P1 liegt, indem es axial im Wesentlichen auf Höhe des ersten Planetenradsatzes P1 sowie radial umliegend zu diesem angeordnet ist. Hingegen sind das dritte Schaltelement C, das vierte Schaltelement D, das fünfte Schaltelement E und auch das sechste Schaltelement F axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und dem dritten Planetenradsatz P3 platziert, wobei hierbei das dritte Schaltelement C axial benachbart zum zweiten Planetenradsatz P2 liegt und hierauf dann axial zunächst das vierte Schaltelement D und das fünfte Schaltelement E im Wesentlichen auf derselben axialen Höhe und schließlich das sechste Schaltelement F folgen.
  • Das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B sind axial unmittelbar nebeneinander sowie radial auf derselben Höhe platziert und weisen ein gemeinsames Betätigungselement auf, über welches aus einer Neutralstellung heraus einerseits das erste Schaltelement A und andererseits das zweite Schaltelement B betätigt werden kann. Insofern sind das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B zu einem Schaltelementpaar SP1 zusammengefasst.
  • Ebenso sind das dritte Schaltelement C und das vierte Schaltelement D axial unmittelbar nebeneinanderliegend sowie radial im Wesentlichen auf derselben Höhe angeordnet und zu einem Schaltelementpaar SP2 zusammengefasst, indem dem dritten Schaltelement C und dem vierten Schaltelement D ein gemeinsames Betätigungselement zugeordnet ist, über welches aus einer Neutralstellung heraus zum einen das dritte Schaltelement C und zum anderen das vierte Schaltelement D betätigt werden kann.
  • Schließlich sind auch das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement F zu einem Schaltelementpaar SP3 zusammengefasst, indem sie axial unmittelbar nebeneinanderliegend sowie radial im Wesentlichen auf derselben Höhe platziert sind und ein gemeinsames Betätigungselement aufweisen. Über dieses Betätigungselement kann dabei aus einer Neutralstellung heraus einerseits das fünfte Schaltelement E sowie andererseits das sechste Schaltelement F in einen betätigten Zustand überführt werden.
  • Aus 3 geht eine schematische Ansicht eines Getriebes G entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung hervor, wie sie ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang in 1 Anwendung finden kann. Dabei entspricht diese Ausführungsform im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach 2, mit dem Unterschied, dass der erste Planetenradsatz P1 und der zweite Planetenradsatz P2 nun in einer Ebene angeordnet sind, indem der erste Planetenradsatz P1 Wesentlichen axial auf Höhe des zweiten Planetenradsatzes P2 sowie radial innen liegend zu diesem platziert ist. Des Weiteren liegen das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B axial nun auf einer der Anschlussstelle GW1 -A der Antriebswelle GW1 zugewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes P1, wobei das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B dabei nach wie vor zu einem Schaltelementpaar SP1 zusammengefasst sind. Schließlich ist noch die Elektromaschine EM axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und dem dritten Planetenradsatz P3 angeordnet. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 3 sonst der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebes G gemäß einer dritten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung. Diese Ausgestaltungsmöglichkeit kann dabei bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang in 1 zur Anwendung kommen und entspricht weitestgehend der vorhergehenden Variante nach 3. Unterschiedlich ist dabei aber, dass das zweite Schaltelement B nun als kraftschlüssiges Schaltelement ausgeführt ist, wobei das zweite Schaltelement B hierbei bevorzugt als Lamellenschaltelement vorliegt. Dabei sind das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B dann auch nicht mehr zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst. Axial liegt das zweite Schaltelement B zwischen der Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 und dem ersten Schaltelement A. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach 4 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Ferner geht aus 5 eine schematische Ansicht eines Getriebes G entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung hervor, wie sie ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang in 1 Anwendung finden kann. Diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Variante nach 3, mit dem Unterschied, dass nun das erste Schaltelement A als kraftschlüssiges Schaltelement ausgeführt ist und konkret als Lamellenschaltelement vorliegt. Dabei sind das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B nicht mehr zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 5 der Variante nach 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Zudem zeigt 6 eine schematische Darstellung eines Getriebes G gemäß einer fünften Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung. Auch diese kann bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang in 1 zur Anwendung kommen, wobei die Ausgestaltungsmöglichkeit weitestgehend der Variante nach 3 entspricht. Im Unterschied dazu sind nun sowohl das erste Schaltelement A als auch das zweite Schaltelement B als kraftschlüssige Schaltelemente realisiert, wobei die Schaltelemente A und B dabei jeweils als Lamellenschaltelemente vorliegen. In der Folge sind die beiden Schaltelemente A und B dann auch nicht zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach 6 sonst der Variante nach 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Aus 7 geht eine schematische Ansicht eines Getriebes G entsprechend einer sechsten Ausführungsform der Erfindung hervor, wie sie ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang in 1 Anwendung finden kann. Diese Ausführungsform entspricht dabei im Wesentlichen der Variante nach 2, wobei im Unterschied dazu nun das dritte Schaltelement C und das vierte Schaltelement D nicht mehr zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst sind. Insofern können das dritte Schaltelement C und das vierte Schaltelement D unabhängig voneinander betätigt werden. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 7 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebes G gemäß einer siebten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, die ebenfalls im Wesentlichen der Ausführungsform nach 2 entspricht. Dabei kann auch diese Ausgestaltungsmöglichkeit bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang in 1 zur Anwendung kommen und unterscheidet sich von der Ausführungsform nach 2 dadurch, dass nun das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement F nicht mehr zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst sind. Dies hat dann auch zur Folge, dass das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement F auch unabhängig voneinander und damit auch gleichzeitig betätigt werden können. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 8 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Des Weiteren geht aus 9 eine schematische Ansicht eines Getriebes G entsprechend einer achten Ausführungsform der Erfindung hervor, die ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang in 1 Anwendung finden kann und weitestgehend der Variante nach 2 entspricht. Unterschiedlich ist nun, dass das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 und das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 ständig drehfest miteinander verbunden sind, während das erste Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 nicht permanent drehfest mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 in Verbindung steht, sondern erst durch Schließen eines sechsten Schaltelements F drehfest mit diesem verbunden wird. Ein viertes Schaltelement D verbindet zwar bei Betätigung nach wie vor die Antriebswelle GW1 mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1, dies bewirkt aber nicht ein Verblocken des dritten Planetenradsatzes P3, da das erste Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 ja nicht mehr ständig drehfest mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 in Verbindung steht. Ein Verblocken des dritten Planetenradsatzes P3 wird nun durch Schließen eines fünften Schaltelements E herbeigeführt, welches bei Betätigung das zweite Element E23 des dritten Planetenradsatzes P3 und das erste Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 drehfest miteinander verbindet.
  • Nach wie vor sind das dritte Schaltelement C und das vierte Schaltelement D zu einem Schaltelementpaar SP2 sowie das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement F zu einem Schaltelementpaar SP3 zusammengefasst, wobei die Schaltelemente C bis F axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und dem dritten Planetenradsatz P3 liegen. Konkret ist dabei das dritte Schaltelement C axial benachbart zum zweiten Planetenradsatz P2 vorgesehen, wobei hierauf dann axial zunächst das vierte Schaltelement D, dann das fünfte Schaltelement E und schließlich das sechste Schaltelement F folgen. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 9 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • 10 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G entsprechend einer neunten Ausführungsform der Erfindung, wie sie ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang in 1 Anwendung finden kann. Dabei entspricht diese Ausführungsform im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach 9, mit dem Unterschied, dass der erste Planetenradsatz P1 und der zweite Planetenradsatz P2 nun in einer Ebene angeordnet sind, indem der erste Planetenradsatz P1 im Wesentlichen axial auf Höhe des zweiten Planetenradsatzes P2 sowie radial innen liegend zu diesem platziert ist. Des Weiteren liegen das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B axial nun auf einer der Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 zugewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes P1, wobei das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B dabei nach wie vor zu einem Schaltelementpaar SP1 zusammengefasst sind. Schließlich ist noch die Elektromaschine EM axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und dem dritten Planetenradsatz P3 angeordnet. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 10 sonst der Variante nach 9, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • In 11 ist ein beispielhaftes Schaltschema für die Getriebe G aus den 2 bis 10 tabellarisch dargestellt. Wie zu erkennen ist, können hierbei zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA insgesamt sechs Gänge 1 bis 6 realisiert werden, wobei in den Spalten des Schaltschemas mit einem X jeweils gekennzeichnet ist, welches der Schaltelemente A bis F in welchem der Gänge 1 bis 6 jeweils geschlossen ist.
  • Wie in 11 zu erkennen ist, wird ein erster Gang 1 zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA durch Betätigen des zweiten Schaltelements B und des vierten Schaltelements D geschaltet. Des Weiteren ergibt sich ein zweiter Gang 2 zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA durch Schlie-ßen des zweiten Schaltelements B und des sechsten Schaltelements F, während ein dritter Gang 3 zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA durch Betätigen des zweiten Schaltelements B und des fünften Schaltelements E dargestellt wird.
  • Ein vierter Gang zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA wird in einer ersten Variante 4.1 durch Betätigen des zweiten Schaltelements B und des dritten Schaltelements C geschaltet, wobei sich der vierte Gang zudem noch in einer zweiten Variante 4.2 durch Betätigen des ersten Schaltelements A und des dritten Schaltelements C, in einer dritten Variante 4.3 durch Schließen des dritten Schaltelements C und des vierten Schaltelements D, in einer vierten Variante 4.4 durch Betätigen des dritten Schaltelements C und des fünften Schaltelements E, in einer fünften Variante 4.5 durch Schließen des dritten Schaltelements C und des sechsten Schaltelements F, in einer sechsten Variante 4.6 durch Betätigen des vierten Schaltelements D und des fünften Schaltelements E, in einer siebten Variante 4.7 durch Schließen des vierten Schaltelements D und des sechsten Schaltelements F, in einer achten Variante 4.8 durch Betätigen des fünften Schaltelements E und des sechsten Schaltelements F sowie in einer neunten Variante 4.9 durch Schließen des dritten Schaltelements C ergibt.
  • Während bei den ersten acht Varianten 4.1 bis 4.8 die Elektromaschine EM jeweils mit eingebunden ist, so dass hybridisch unter gleichzeitigem Einsatz der Verbrennungskraftmaschine VKM gefahren werden kann, ist die Elektromaschine EM im Fall der letzten Variante 4.9 abgekoppelt. Dadurch können Nulllastverluste der Elektromaschine EM vermieden werden, während die Antriebswelle GW1 über das dritte Schaltelement C direkt drehfest mit der Abtriebswelle GWA verbunden ist. Die dritte Variante 4.3 kann außerdem nur bei der Variante nach 7 realisiert werden, bei welcher ein gleichzeitiges Betätigen des dritten Schaltelements C und des vierten Schaltelements D möglich ist. Zudem kann die achte Variante 4.8 nur bei dem Getriebe G nach 8 geschaltet werden, da nur hier ein gleichzeitiges Betätigen des fünften Schaltelements E und des sechsten Schaltelements F stattfinden kann.
  • Zudem wird ein fünfter Gang 5 zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA durch Schließen des ersten Schaltelements A und des fünften Schaltelements E dargestellt, wohingegen sich ein sechster Gang 6 durch Betätigen des ersten Schaltelements A und des sechsten Schaltelements F ergibt.
  • Obwohl die Schaltelemente A bis F jeweils als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sind, kann ein Schalten zwischen dem ersten Gang 1 und dem zweiten Gang 2 unter Last realisiert werden, da an beiden jeweils das zweite Schaltelement B beteiligt ist. Ebenso kann auch ein Gangwechsel zwischen dem zweiten Gang 2 und dem dritten Gang 3 sowie zwischen dem dritten Gang 3 und der ersten Variante 4.1 des vierten Ganges unter Last stattfinden, da auch hier jeweils das zweite Schaltelement B geschlossen ist. Im vierten Gang muss dann vor einer weiteren Hochschaltung in den fünften Gang 5 zwischen den Varianten 4.1 und 4.2 gewechselt werden, wobei die Verbrennungskraftmaschine VKM hierbei die Zugkraft über das geschlossene dritte Schaltelement C aufrecht erhält und zwischen dem zweiten Schaltelement B und dem ersten Schaltelement A gewechselt wird.
  • Nach einem Wechsel in die Variante 4.2 des vierten Ganges kann dann unter Last zwischen der zweiten Variante 4.2 des vierten Ganges und dem fünften Gang 5, sowie im Weiteren auch zwischen dem fünften Gang 5 und dem sechsten Gang 6 unter Last gewechselt werden, da an diesen jeweils das erste Schaltelement A beteiligt ist. Eine Synchronisation bei den Schaltungen kann dabei jeweils durch eine entsprechende Regelung der vorgeschalteten Verbrennungskraftmaschine VKM erfolgen, so dass das jeweils auszulegende Schaltelement lastfrei geöffnet und das im Folgenden zu schließende Schaltelement lastfrei geschlossen werden kann.
  • Die Getriebe G aus den 2 bis 10 können zudem noch in anderweitigen Betriebsmodi unter Zuhilfenahme der Elektromaschine EM betrieben werden: so kann ein rein elektrisches Fahren in einem ersten Gang E1 stattfinden, welcher zwischen dem Rotor R der Elektromaschine EM und der Abtriebswelle GWA wirksam ist und zu dessen Darstellung das zweite Schaltelement B in einen geschlossenen Zustand zu überführen ist. Dadurch wird der Rotor R über den zweiten Planetenradsatz P2 mit der Abtriebswelle GWA gekoppelt, wobei die Übersetzung des ersten Ganges E1 der Übersetzung des dritten, zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA wirksamen Ganges 3 entspricht.
  • In vorteilhafter Weise kann ausgehend vom ersten Gang E1 jeweils ein Zustarten der Verbrennungskraftmaschine VKM in den ersten Gang 1, in den zweiten Gang 2, in den dritten Gang 3 und auch in die erste Variante 4.1 des vierten Ganges vorgenommen werden, da auch in jedem dieser Gänge jeweils das zweite Schaltelement B geschlossen ist. Insofern kann zügig vom rein elektrischen Fahren in ein Fahren über die Verbrennungskraftmaschine bzw. ein hybridisches Fahren übergegangen werden.
  • Zudem kann noch zwischen dem Rotor R der Elektromaschine EM und der Abtriebswelle GWA ein zweiter Gang E2 dargestellt werden, zu dessen Darstellung das erste Schaltelement A zu schließen ist. Dadurch wird die Abtriebswelle GWA über den ersten Planetenradsatz P1 und den zweiten Planetenradsatz P2 mit dem Rotor R der Elektromaschine EM gekoppelt. Eine Übersetzung dieses Ganges E2 entspricht dabei der Übersetzung des fünften Ganges 5 zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA.
  • Ausgehend vom zweiten Gang E2 kann ein Zustarten der Verbrennungskraftmaschine VKM in die zweite Variante 4.2 des vierten Ganges, in den fünften Gang 5 und in den sechsten Gang 6 vollzogen werden, da an diesen jeweils das erste Schaltelement A beteiligt ist. Dadurch kann auch hier von einem rein elektrischen Fahren zügig in ein Fahren über die Verbrennungskraftmaschine bzw. ein hybridisches Fahren übergegangen werden.
  • Des Weiteren kann durch Schließen des fünften Schaltelements E eine Lade- oder Startfunktion realisiert werden. Denn im geschlossenen Zustand des fünften Schaltelements E ist das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 und damit auch der Rotor R der Elektromaschine EM direkt drehfest mit der Antriebswelle GW1 verbunden und damit auch mit der Verbrennungskraftmaschine VKM. Gleichzeitig besteht dabei aber kein Kraftschluss zur Abtriebswelle GWA, wobei der Rotor R dabei gleich schnell dreht wie die Antriebswelle GW1. Im generatorischen Betrieb der Elektromaschine EM kann dabei ein elektrischer Energiespeicher über die Verbrennungskraftmaschine VKM geladen werden, während im elektromotorischen Betrieb der Elektromaschine EM ein Starten der Verbrennungskraftmaschine VKM über die Elektromaschine EM realisierbar ist.
  • Als weiterer Betriebsmodus kann zudem eine Anfahrfunktion für Rückwärtsfahrt EDA-R verwirklicht werden. Hierzu ist das vierte Schaltelement D zu schließen, wodurch über die Antriebswelle GW1 mittels des ersten Elements E11 des ersten Planetenradsatzes P1 angetrieben wird, während die Elektromaschine EM am dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine VKM abstützen kann. Ein Abtrieb erfolgt dann über das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 und das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 auf die Abtriebswelle GWA. Hierdurch kann ein Anfahren für Rückwärtsfahrt dargestellt werden.
  • Zudem 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 3 in den vierten Gang oder nach einem Zustart der Verbrennungskraftmaschine VKM in den vierten Gang ergibt sich ein hybridisches Fahren in der ersten Variante 4.1 des vierten Ganges. 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 bei geschlossenem, dritten Schaltelement C. Dazu wird das dann lastfreie, zweite Schaltelement B ausgelegt und das ebenfalls lastfreie, erste Schaltelement A eingelegt, wobei die Drehzahlanpassung jeweils durch Drehzahlregelung der Elektromaschine EM erfolgt.
  • Die Umschaltung in die zweite Variante 4.2 hat zudem den Vorteil, dass die Verbrennungskraftmaschine VKM durch Öffnen des dritten Schaltelements C auch ohne Vorhandensein einer zusätzlichen Trennkupplung jederzeit abgekoppelt werden kann, während die Elektromaschine EM das Fahrzeug antreibt oder bremst. Des Weiteren wird die zweite Variante 4.2 des vierten Ganges benötigt, um eine Lastschaltung in den fünften Gang 5 realisieren zu können. Zudem kann bei langsamer werdendem Fahrzeug eine Rückschaltung vom vierten Gang in den dritten Gang 3 vorbereitet werden, indem zunächst von der zweiten Variante 4.2 in die erste Variante 4.1 gewechselt wird, während die Verbrennungskraftmaschine VKM die Zugkraft bei geschlossenem, dritten Schaltelement C erhält. In der ersten Variante 4.1 des vierten Ganges ist dann wiederum das zweite Schaltelement B geschlossen, welches benötigt wird, um bei der Rückschaltung vom vierten Gang in den dritten Gang 3 die Zugkraft über die Elektromaschine EM zu stützen.
  • Bei den Getrieben G aus 4 und 6 kann darüber hinaus aufgrund der Ausführung des zweiten Schaltelements B als kraftschlüssiges Schaltelement zusätzlich im oben beschriebenen Ladebetrieb ein Anfahren über das zweite Schaltelement B realisiert werden, indem dieses im generatorischen Betrieb der Elektromaschine EM schlupfend geschlossen wird. Dementsprechend fungiert das zweite Schaltelement B in diesem Fall als integriertes Anfahrelement, so dass ein verzögerungsfreies Anfahren aus dem Ladebetrieb heraus möglich ist.
  • Bei den Getrieben G aus den 5 und 6, bei welchen das erste Schaltelement A jeweils als kraftschlüssiges Schaltelement vorliegt, ist ein Schalten zwischen den Gängen E1 und E2 zudem zumindest teillastschaltbar. So können bei der Variante aus 5 Zughoch- und Zugrückschaltungen zwischen den Gängen E1 und E2 jeweils unter Last erfolgen. Ist dann zudem auch das zweite Schaltelement B als kraftschlüssiges Schaltelement realisiert, wie dies bei dem Getriebe G aus 6 der Fall ist, so können Schaltungen zwischen den Gängen E1 und E2 volllastschaltbar gestaltet werden. In diesem Fall sind dann Zughoch-, Zugrück-, Schubhoch- und Schubrückschaltungen unter Last darstellbar.
  • Schließlich zeigen noch die 12 bis 17 Abwandlungsmöglichkeiten der Getriebe G aus den 2 bis 10. Diese Abwandlungsmöglichkeiten betreffen dabei anderweitige Einbindungsmöglichkeiten der Elektromaschine EM. So ist in 12 die Elektromaschine EM nicht koaxial zu dem jeweiligen - vorliegend nicht weiter im Detail 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 jeweiligen Radsatzes RS an dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 angebunden. Das Stirnrad SR1 steht dann mit dem Stirnrad SR2 im Zahneingriff, welches drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM platziert ist, die innerhalb der Elektromaschine EM die Anbindung an den - vorliegend nicht weiter dargestellten - Rotor der Elektromaschine EM herstellt.
  • Auch bei der Abwandlungsmöglichkeit nach 13 ist die Elektromaschine EM achsversetzt zu dem jeweiligen Radsatz RS des jeweiligen Getriebes G platziert. Im Unterschied zu der vorhergehenden Variante nach 12 ist eine Anbindung dabei aber nicht über eine Stirnradstufe, sondern über einen Zugmitteltrieb ZT vorgenommen. Dieser Zugmitteltrieb ZT kann dabei als Riemen-oder auch Kettentrieb ausgestaltet sein. Seitens des jeweiligen Radsatzes RS ist der Zugmitteltrieb ZT dann an dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 angebunden. Über den Zugmitteltrieb ZT wird dabei dann eine Koppelung zu einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM hergestellt, die wiederum innerhalb der Elektromaschine EM eine Anbindung an den Rotor der Elektromaschine vornimmt.
  • Im Falle der Abwandlungsmöglichkeit nach 14 ist eine Einbindung der achsversetzt zu dem jeweiligen Radsatz RS platzierten Elektromaschine EM über eine Planetenstufe PS und eine Stirnradstufe SRS realisiert. Dabei ist die Planetenstufe PS dem Radsatz RS nachgeschaltet, wobei abtriebsseitig der Planetenstufe PS dann die Stirnradstufe SRS vorgesehen ist, über welche die Verbindung zu der Elektromaschine EM hergestellt ist. Die Planetenstufe PS setzt sich dabei aus einem Hohlrad HO, einem Planetensteg PT und einem Sonnenrad SO zusammen, wobei der Planetensteg PT mindestens ein Planetenrad PR drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem Sonnenrad SO als auch dem Hohlrad HO im Zahneingriff steht.
  • Vorliegend ist der Planetensteg PT seitens des jeweiligen Radsatzes RS an dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 angebunden. Dagegen ist das Hohlrad HO permanent am drehfesten Bauelement GG festgesetzt, während das Sonnenrad SO drehfest mit einem ersten Stirnrad SR1 der Stirnradstufe SRS verbunden ist. Das erste Stirnrad SR1 kämmt dann mit einem zweiten Stirnrad SR2 der Stirnradstufe SRS, welches drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM vorgesehen ist. In diesem Fall ist die Elektromaschine EM also seitens des Radsatzes RS über zwei Übersetzungsstufen angebunden.
  • Auch bei der Abwandlungsmöglichkeit aus 15 ist eine Einbindung der Elektromaschine EM seitens des Radsatzes RS über eine Planetenstufe PS und eine Stirnradstufe SRS vorgenommen. Dabei entspricht die Abwandlungsmöglichkeit weitestgehend der Variante nach 14, mit dem Unterschied, dass bei der Planetenstufe PS nun das Sonnenrad SO am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist, während das Hohlrad HO drehfest mit dem ersten Stirnrad SR1 der Stirnradstufe SRS verbunden ist. Konkret sind dabei das Hohlrad HO und das erste Stirnrad SR1 bevorzugt einstückig ausgebildet, indem das Hohlrad HO an einem Außenumfang mit einer Verzahnung ausgestattet ist. Im Übrigen entspricht die Abwandlungsmöglichkeit nach 15 sonst der Variante nach 14, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Des Weiteren zeigt 16 eine weitere Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe G aus den 2 bis 10, wobei auch hier eine Einbindung der Elektromaschine EM über eine Stirnradstufe SRS und eine Planetenstufe PS vorgenommen ist. Im Unterschied zu der vorhergehenden Variante nach 15 folgt auf den Radsatz RS hierbei aber zunächst die Stirnradstufe SRS, während die Planetenstufe PS im Kraftfluss zwischen Stirnradstufe SRS und Elektromaschine EM vorgesehen ist. Die Planetenstufe PS umfasst ebenfalls wieder die Elemente Hohlrad HO, Planetensteg PT und Sonnenrad SO, wobei der Planetensteg PT mehrere Planetenräder PR1 und PR2 drehbar gelagert führt, die jeweils sowohl mit dem Sonnenrad SO als auch dem Hohlrad HO im Zahneingriff stehen.
  • Wie in 16 zu erkennen ist, ist ein erstes Stirnrad SR1 der Stirnradstufe SRS seitens des jeweiligen Radsatzes RS drehfest angebunden, wobei diese Anbindung dabei an dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 vollzogen ist. Das erste Stirnrad SR1 kämmt mit einem zweiten Stirnrad SR2 der Stirnradstufe SRS, welches drehfest mit dem Planetensteg PT der Planetenstufe PS verbunden ist. Das Hohlrad HO ist permanent am drehfesten Bauelement GG festgesetzt, während das Sonnenrad SO drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM vorgesehen ist.
  • Schließlich zeigt noch 17 eine weitere Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe G aus den 2 bis 10, wobei diese Abwandlungsmöglichkeit im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach 16 entspricht. Einziger Unterschied ist dabei, dass nun das Sonnenrad SO der Planetenstufe PS permanent am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist, während das Hohlrad HO der Planetenstufe PS drehfest mit der Eingangswelle EW der Elektromaschine EM verbunden ist. Im Übrigen entspricht die Abwandlungsmöglichkeit nach 17 sonst der Variante nach 16, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Die Ausführung des zweiten Schaltelements B und/oder des ersten Schaltelements A gemäß der 4 bzw. 5 bzw. 6 kann in analoger Weise auch bei den übrigen Varianten nach den 2 und 7 bis 10 Anwendung finden. Des Weiteren kann auch die in 7 bzw. in 8 gezeigte Ausführung des dritten Schaltelements C und des vierten Schaltelements D bzw. des fünften Schaltelements E und des sechsten Schaltelements F als Einzelschaltelemente ebenfalls bei den übrigen Varianten verwirklicht werden.
  • Des Weiteren können die Getriebe G nach den 2 bis 8 im Rahmen der Erfindung dahingehend abgewandelt werden, dass das vierte Schaltelement D bei Betätigung das zweite Element E23 und das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 jeweils drehfest miteinander verbindet, was ebenfalls jeweils ein Verblocken des dritten Planetenradsatzes P3 zur Folge hat. In gleicher Weise können auch die Getriebe G nach den 9 und 10 dahingehend verändert werden, dass hier das fünfte Schaltelement E im geschlossenen Zustand jeweils das zweite Element E23 und das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 drehfest miteinander verbindet. Auch dies hat analog jeweils ein Verblocken des dritten Planetenradsatzes P3 zur Folge.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann ein Getriebe mit kompaktem Aufbau und mit gutem Wirkungsgrad realisiert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • G
    Getriebe
    RS
    Radsatz
    GG
    Drehfestes Bauelement
    P1
    Erster Planetenradsatz
    E11
    Erstes Element des ersten Planetenradsatzes
    E21
    Zweites Element des ersten Planetenradsatzes
    E31
    Drittes Element des ersten Planetenradsatzes
    P2
    Zweiter Planetenradsatz
    E12
    Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes
    E22
    Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes
    E32
    Drittes Element des zweiten Planetenradsatzes
    P3
    Dritter Planetenradsatz
    E13
    Erstes Element des dritten Planetenradsatzes
    E23
    Zweites Element des dritten Planetenradsatzes
    E33
    Drittes Element des dritten Planetenradsatzes
    A
    Erstes Schaltelement
    B
    Zweites Schaltelement
    C
    Drittes Schaltelement
    D
    Viertes Schaltelement
    E
    Fünftes Schaltelement
    F
    Sechstes Schaltelement
    SP1
    Schaltelementpaar
    SP2
    Schaltelementpaar
    SP3
    Schaltelementpaar
    1
    Erster Gang
    2
    Zweiter Gang
    3
    Dritter Gang
    4.1
    Vierter Gang
    4.2
    Vierter Gang
    4.3
    Vierter Gang
    4.4
    Vierter Gang
    4.5
    Vierter Gang
    4.6
    Vierter Gang
    4.7
    Vierter Gang
    4.8
    Vierter Gang
    4.9
    Vierter Gang
    5
    Fünfter Gang
    6
    Sechster Gang
    E1
    erster Gang
    E2
    zweiter Gang
    EDA-R
    Anfahrmodus für Rückwärtsfahrt
    GW1
    Antriebswelle
    GW1-A
    Anschlussstelle
    GWA
    Abtriebswelle
    GWA-A
    Anschlussstelle
    EM
    Elektromaschine
    S
    Stator
    R
    Rotor
    SRS
    Stirnradstufe
    SR1
    Stirnrad
    SR2
    Stirnrad
    PS
    Planetenstufe
    HO
    Hohlrad
    PT
    Planetensteg
    PR
    Planetenrad
    PR1
    Planetenrad
    PR2
    Planetenrad
    SO
    Sonnenrad
    ZT
    Zugmitteltrieb
    VKM
    Verbrennungskraftmaschine
    TS
    Torsionsschwingungsdämpfer
    AG
    Differentialgetriebe
    DW
    Antriebsräder

Claims (14)

  1. Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine (EM), eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GWA), sowie einen ersten Planetenradsatz (P1), einen zweiten Planetenradsatz (P2) und einen dritten Planetenradsatz (P3), wobei der erste, der zweite und der dritte Planetenradsatz (P1, P2, P3) je ein erstes Element (E11, E12, E13), je ein zweites Element (E21, E22, E23) und je ein drittes Element (E31, E32, E33) aufweisen, wobei das erste Element (E11, E12, E13) durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes (P1, P2, P3) gebildet ist, wobei das zweite Element (E21, E22, E23) im Falle eines Minus-Planetensatzes durch je einen Planetensteg und im Falle eines Plus-Planetensatzes durch je ein Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes (P1, P2, P3) gebildet ist, wobei das dritte Element (E31, E32, E33) im Falle eines Minus-Planetensatzes durch das jeweilige Hohlrad und im Falle eines Plus-Planetensatzes durch den jeweiligen Planetensteg des jeweiligen Planetenradsatzes (P1, P2, P3) gebildet ist, wobei ein erstes (A), ein zweites (B), ein drittes (C), ein viertes (D), ein fünftes (E) und ein sechstes Schaltelement (F) vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung sechs Gänge zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GWA) darstellbar sind, wobei ein Rotor (R) der Elektromaschine (EM) an der Antriebswelle (GW1), der Abtriebswelle (GWA) oder zumindest einem der Elemente (E11, E21, E31, E12, E22, E32, E13, E23, E33) der Planetenradsätze (P1, P2, P3) angebunden ist, und wobei das erste Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) über das erste Schaltelement (A) festsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, - dass das dritte Element (E31) des ersten Planetenradsatzes (P1) und das erste Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest miteinander verbunden und gemeinsam mittels des zweiten Schaltelements (B) festsetzbar sind, - dass die Antriebswelle (GW1) drehfest mit dem zweiten Element (E23) des dritten Planetenradsatzes (P3) in Verbindung steht und über das dritte Schaltelement (C) drehfest mit der Abtriebswelle (GWA) verbindbar ist, - und dass die Abtriebswelle (GWA) das zweite Element (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) und das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest miteinander verbindet.
  2. Getriebe (G) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (E13) des dritten Planetenradsatzes (P3) drehfest mit dem ersten Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) verbunden ist, wobei durch Betätigung des vierten Schaltelements (D) das erste Element (E13) und das zweite Element (E23) des dritten Planetenradsatzes (P3) oder das zweite Element (E23) und das dritte Element (E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) drehfest miteinander in Verbindung bringbar sind, und dass das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) über das fünfte Schaltelement (E) drehfest mit der Antriebswelle (GW1) verbindbar sowie mittels des sechsten Schaltelements (F) drehfest mit dem dritten Element (E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) in Verbindung bringbar ist.
  3. Getriebe (G) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) und das dritte Element (E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) drehfest miteinander verbunden sind, wobei das erste Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) mittels des vierten Schaltelements (D) drehfest mit dem zweiten Element (E23) des dritten Planetenradsatzes (P3) verbindbar sowie über das sechste Schaltelement (F) drehfest mit dem ersten Element (E13) des dritten Planetenradsatzes (P3) in Verbindung bringbar ist, und dass das fünfte Schaltelement (E) bei Betätigung das erste Element (E13) und das zweite Element (E23) des dritten Planetenradsatzes (P3) oder das zweite Element (E23) und das dritte Element (E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) drehfest miteinander verbindet.
  4. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (R) der Elektromaschine (EM) drehfest mit dem dritten Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden ist oder über mindestens eine Übersetzungsstufe mit dem dritten Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) in Verbindung steht.
  5. Getriebe (G) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch selektives Schließen der sechs Schaltelemente (A, B, C, D, E, F) - ein erster Gang (1) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GWA) durch Betätigen des zweiten (B) und des vierten Schaltelements (D), - ein zweiter Gang (2) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GWA) durch Schließen des zweiten (B) und des sechsten Schaltelements (F), - ein dritter Gang (3) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GWA) durch Betätigen des zweiten (B) und des fünften Schaltelements (E), - ein vierter Gang zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GWA) in einer ersten Variante (4.1) durch Schließen des zweiten (B) und des dritten Schaltelements (C), in einer zweiten Variante (4.2) durch Schließen des ersten (A) und des dritten Schaltelements (C), in einer dritten Variante (4.3) durch Betätigen des dritten (C) und des vierten Schaltelements (D), in einer vierten Variante (4.4) durch Schließen des dritten (C) und des fünften Schaltelements (E), in einer fünften Variante (4.5) durch Betätigen des dritten (C) und des sechsten Schaltelements (F), in einer sechsten Variante (4.6) durch Schließen des vierten (D) und des fünften Schaltelements (E), in einer siebten Variante (4.7) durch Betätigen des vierten (D) und des sechsten Schaltelements (F), in einer achten Variante (4.8) durch Schließen des fünften (E) und des sechsten Schaltelements (F) sowie in einer neunten Variante (4.9) durch Betätigen des dritten Schaltelements (C), - ein fünfter Gang (5) durch Betätigen des ersten (A) und des fünften Schaltelements (E), - sowie ein sechster Gang (6) durch Schließen des ersten (A) und des sechsten Schaltelements (F) ergibt.
  6. Getriebe (G) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein erster Gang (E1) zwischen dem Rotor (R) der Elektromaschine (EM) und der Abtriebswelle (GWA) durch Schließen des zweiten Schaltelements (B) sowie ein zweiter Gang (E2) zwischen dem Rotor (R) der Elektromaschine (EM) und der Abtriebswelle (GWA) durch Betätigen des ersten Schaltelements (A) ergibt.
  7. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere der Schaltelemente (A, B, C, D, E, F) jeweils als formschlüssiges Schaltelement realisiert sind.
  8. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (A) und/oder das zweite Schaltelement (B) als kraftschlüssiges Schaltelement ausgeführt ist.
  9. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (A) und das zweite Schaltelement (B) zu einem Schaltelementpaar (SP1) zusammengefasst sind, welchem ein Betätigungselement zugeordnet ist, wobei über das Betätigungselement aus einer Neutralstellung heraus einerseits das erste Schaltelement (A) und andererseits das zweite Schaltelement (B) betätigbar ist.
  10. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (C) und das vierte Schaltelement (D) zu einem Schaltelementpaar (SP2) zusammengefasst sind, welchem ein Betätigungselement zugeordnet ist, wobei über das Betätigungselement aus einer Neutralstellung heraus einerseits das dritte Schaltelement (C) und andererseits das vierte Schaltelement (D) betätigbar ist.
  11. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fünfte Schaltelement (E) und das sechste Schaltelement (F) zu einem Schaltelementpaar (SP3) zusammengefasst sind, welchem ein Betätigungselement zugeordnet ist, wobei über das Betätigungselement aus einer Neutralstellung heraus einerseits das fünfte Schaltelement (E) und andererseits das sechste Schaltelement (F) betätigbar ist.
  12. Kraftfahrzeugantriebsstrang für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, umfassend ein Getriebe (G) nach einem oder auch mehreren der Ansprüche 1 bis 11.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Getriebes (G) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung eines Ladebetriebes oder eines Startbetriebes lediglich das fünfte Schaltelement (E) geschlossen wird.
  14. Verfahren zum Betreiben eines Getriebes (G) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung eines Anfahrmodus für Rückwärtsfahrt bei Antrieb über die Antriebswelle (GW1) das vierte Schaltelement (D) geschlossen wird.
DE102018200295.9A 2018-01-10 2018-01-10 Getriebe für ein Kraftfahrzeug Expired - Fee Related DE102018200295B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018200295.9A DE102018200295B4 (de) 2018-01-10 2018-01-10 Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018200295.9A DE102018200295B4 (de) 2018-01-10 2018-01-10 Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102018200295A1 DE102018200295A1 (de) 2019-07-11
DE102018200295B4 true DE102018200295B4 (de) 2022-03-17

Family

ID=66995443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018200295.9A Expired - Fee Related DE102018200295B4 (de) 2018-01-10 2018-01-10 Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018200295B4 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11667189B1 (en) * 2022-04-22 2023-06-06 Dana Automotive Systems Group, Llc Electric drive axle with a gearbox and gearbox operating method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014218610A1 (de) 2014-09-17 2016-03-17 Zf Friedrichshafen Ag Lastschaltbares Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise
DE102015223290A1 (de) 2015-11-25 2017-06-01 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe
DE102016211878A1 (de) 2016-05-31 2017-11-30 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102016211392A1 (de) 2016-06-24 2017-12-28 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014218610A1 (de) 2014-09-17 2016-03-17 Zf Friedrichshafen Ag Lastschaltbares Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise
DE102015223290A1 (de) 2015-11-25 2017-06-01 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe
DE102016211878A1 (de) 2016-05-31 2017-11-30 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102016211392A1 (de) 2016-06-24 2017-12-28 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018200295A1 (de) 2019-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017216299B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017216305B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017216309B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017222719B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018202585B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeugantriebsstrang für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines Getriebes
DE102017222712B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017216294B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018217870A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018200295B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018202584A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017222723B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017222724B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017222710B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017222717B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017216308B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017222711B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018200296B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018200297B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018219624A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017223157A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018200294B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018215226A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017223159A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017223151A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017222722B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee