DE102018215233A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Stefan Beck
Johannes Kaltenbach
Matthias Horn
Uwe Griesmeier
Fabian Kutter
Thomas Martin
Michael Wechs
Jens Moraw
Gerhard Niederbrucker
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine (EM1), eine erste Antriebswelle (GW1), eine zweite Antriebswelle (GW2), eine Abtriebswelle (GWA), zwei Planetenradsätze (P1, P2, P3) sowie zumindest fünf Schaltelemente (A, B, C, D, E), wobei durch selektives Betätigen der zumindest fünft Schaltelemente (A, B, C, D, E) unterschiedliche Gänge schaltbar und zudem im Zusammenspiel mit der Elektromaschine (EM1) unterschiedliche Betriebsmodi darstellbar sind, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe (G) und Verfahren zum Betreiben desselbigen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine, eine erste Antriebswelle, eine zweite Antriebswelle, eine Abtriebswelle, sowie einen ersten Planetenradsatz, einen zweiten Planetenradsatz und einen dritten Planetenradsatz, wobei die Planetenradsätze jeweils mehrere Elemente umfassen, wobei ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes und ein fünftes Schaltelement vorgesehen sind, und wobei ein Rotor der Elektromaschine mit der zweiten Antriebswelle in Verbindung steht. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, in welchem ein vorgenanntes Getriebe zur Anwendung kommt, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes.
  • 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 für ein Hybridfahrzeug hervor, welches neben einer ersten 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 ersten 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.
  • 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 22. Des Weiteren hat der Anspruch 23 ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes zum Gegenstand.
  • Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe eine Elektromaschine, eine erste Antriebswelle, eine zweite Antriebswelle, eine Abtriebswelle sowie einen ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz. Die Planetenradsätze umfassen dabei mehrere Elemente, wobei jedem der Planetenradsätze dabei bevorzugt jeweils ein erstes Element, jeweils ein zweites Element und jeweils ein drittes Element zugeordnet sind. Zudem sind ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes und ein fünftes Schaltelement vorgesehen, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Kraftflussführungen unter Schaltung unterschiedlicher Gänge dargestellt werden können. Besonders bevorzugt können dabei vom Übersetzungsverhältnis zumindest vier unterschiedliche Gänge zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle gebildet werden. Ferner steht ein Rotor der Elektromaschine mit der zweiten Antriebswelle in Verbindung.
  • Unter einer „Welle“ ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest miteinander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung bei Betätigung eines entsprechenden Schaltelements hergestellt wird. Die Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial angebunden wird.
  • Mit „axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Achse gemeint, entlang welcher die Planetenradsätze koaxial zueinander liegend angeordnet sind. Unter „radial“ ist dann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer Welle zu verstehen, die auf dieser Achse liegt.
  • Bevorzugt weist die Abtriebswelle des Getriebes eine Verzahnung auf, über welche die Abtriebswelle dann im Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem achsparallel zur Abtriebswelle angeordneten Differentialgetriebe in Wirkverbindung steht. Hierbei ist die Verzahnung bevorzugt an einer Anschlussstelle der Abtriebswelle vorgesehen, wobei diese Anschlussstelle der Abtriebswelle axial im Bereich eines Endes des Getriebes liegen kann, an welchem auch eine die Verbindung zur vorgeschalteten Antriebsmaschine herstellende Anschlussstelle der ersten 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 kann ein Abtrieb des Getriebes aber auch an einem entgegengesetzt zu einer Anschlussstelle der ersten 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 ersten 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 Planetenradsätze sind bevorzugt axial auf die Anschlussstelle der ersten Antriebswelle folgend in der Reihenfolge erster Planetenradsatz und zweiter Planetenradsatz angeordnet. Allerdings kann diese Reihenfolge im Rahmen der Erfindung auch umgekehrt sein, so dass dann zunächst der zweite Planetenradsatz axial auf die Anschlussstelle der ersten Antriebswelle folgt.
  • Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass ein erstes Element des zweiten Planetenradsatzes über das erste Schaltelement an einem drehfesten Bauelement festgesetzt werden kann, während ein erstes Element des ersten Planetenradsatzes über das zweite Schaltelement an dem drehfesten Bauelement festgesetzt werden kann. Die erste Antriebswelle kann über das dritte Schaltelement mit der Abtriebswelle drehfest verbunden werden. Zudem kann die erste Antriebswelle über das vierte Schaltelement mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes drehfest verbunden werden. Weiterhin kann die erste Antriebswelle über das fünfte Schaltelement mit der zweiten Antriebswelle drehfest verbunden werden.
  • Die Abtriebswelle des Getriebes ist sowohl mit einem dritten Element des ersten Planetenradsatzes als auch mit einem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbunden. Die zweite Antriebswelle ist sowohl mit einem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes als auch mit einem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbunden.
  • Das dritte, vierte und fünfte Schaltelement liegen bevorzugt als Kupplungen vor, die bei Betätigung die drehfest miteinander zu verbindenden Komponenten des Getriebes gegebenenfalls in ihren Drehbewegungen angleichen und anschließend drehfest miteinander verbinden. Eine Synchronisation des bei einer Schaltung zu schaltenden Schaltelements kann durch eine Verbrennungsmotor-Drehzahlregelung erfolgen oder durch synchronisierte Schaltelemente oder durch eine andere Zentralsynchronisierung erfolgen wie beispielsweise eine Getriebebremse oder eine weitere E-Maschine. Es kann eine Trennkupplung für den Verbrennungsmotor vorgesehen werden, um die Trägheitsmasse des Verbrennungsmotors während der Synchronisierung abzukoppeln. Zur Unterstützung der Synchronisation kann optional eine weitere E-Maschine verwendet werden, welche direkt oder indirekt mit der Antriebswelle wirkverbunden ist.
  • Das erste und zweite Schaltelement liegen insbesondere als Bremsen vor, welche bei Betätigung das erste Element des zweiten Planetenradsatzes festsetzt und in der Folge an einer Drehbewegung hindert.
  • 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 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 zweiten Antriebswelle des Getriebes ist im Sinne der Erfindung eine derartige Verbindung zwischen diesen zu verstehen, dass zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der zweiten Antriebswelle eine gleichbleibende Drehzahlabhängigkeit vorherrscht. Dabei kann die Elektromaschine entweder koaxial zu den Planetenradsätzen oder achsversetzt zu diesen liegend angeordnet sein. Im erstgenannten Fall kann der Rotor der Elektromaschine dabei entweder unmittelbar drehfest mit der zweiten Antriebswelle verbunden oder aber über eine oder auch mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen mit dieser gekoppelt sein, wobei Letzteres eine günstigere Auslegung der Elektromaschine mit höheren Drehzahlen und geringeren Drehmoment ermöglicht. Die mindestens eine Übersetzungsstufe kann dabei als Stirnradstufe und/oder als Planetenstufe ausgeführt sein. Bei einer koaxialen Anordnung der Elektromaschine sind die beiden Planetenradsätze dann zudem weiter bevorzugt axial im Bereich der Elektromaschine sowie radial innen liegend zu dieser angeordnet, 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.
  • Insgesamt zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Getriebe durch eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen, einen guten Verzahnungswirkungsgrad und geringe Verluste aus.
  • Besonders bevorzugt ergeben sich genau vier Gänge zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle. Dabei können diese vier Gänge weiter bevorzugt durch selektives Schließen, d.h. Betätigen der Schaltelemente, realisiert werden. Hierbei ergibt sich ein erster Gang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle durch Betätigen des ersten Schaltelements und des vierten Schaltelements, wobei hingegen ein zweiter Gang zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle durch Betätigen des ersten Schaltelements und des fünften Schaltelements geschaltet werden kann. Ein dritter Gang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle kann in einer ersten Variante durch Betätigen des ersten und des dritten Schaltelements geschaltet werden. Der dritte Gang kann in einer zweiten Variante durch Schließen des zweiten Schaltelements und des dritten Schaltelements geschaltet werden. Der dritte Gang kann in einer dritten Variante durch Schließen des dritten Schaltelements und des vierten Schaltelements geschaltet werden. In einer vierten Variante kann der dritte Gang durch Betätigen des dritten Schaltelements und des fünften Schaltelements getätigt werden. Schließlich kann in einer fünften Variante der dritte Gang durch Betätigen des vierten Schaltelements und des fünften Schaltelements geschaltet werden. Ein vierter Gang zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle ergibt sich durch Betätigen des zweiten Schaltelements und des fünften Schaltelements.
  • Bei geeigneter Wahl von Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze wird hierdurch eine für die Anwendung im Bereich eines Kraftfahrzeugs 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. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass für rein elektrisches Fahren keine Trennkupplung erforderlich ist.
  • Aufgrund der Verbindung der Elektromaschine mit der zweiten Antriebswelle des Getriebes lassen sich unterschiedliche Betriebsmodi auf einfache Art und Weise verwirklichen: So kann ein erster Gang zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle für ein rein elektrisches Fahren genutzt werden, wobei sich dieser erste Gang durch Betätigen des ersten Schaltelements ergibt. Dadurch ist der Rotor der Elektromaschine über den zweiten Planetenradsatz mit der Abtriebswelle verbunden, wobei eine Übersetzung dieses ersten Ganges einer Übersetzung des zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges entspricht.
  • Außerdem kann noch ein zweiter Gang zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle für ein rein elektrisches Fahren realisiert werden. Dabei ist zum Schalten dieses zweiten Ganges das zweite Schaltelement zu betätigen, sodass dann der Rotor der Elektromaschine über den ersten Planetenradsatz mit der Abtriebswelle in Verbindung steht. Eine Übersetzung dieses zweiten zwischen der zweiten Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Ganges entspricht dabei einer Übersetzung des vierten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges.
  • Darüber hinaus kann ein elektrodynamisches Anfahren (EDA-Modus) realisiert werden. Elektrodynamisches Anfahren bedeutet, dass über einen oder mehrere Planetenradsätze eine Drehzahlüberlagerung von der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, der Drehzahl der Elektromaschine und der Drehzahl der Abtriebswelle stattfindet, sodass ein Anfahren aus dem Stillstand bei laufendem Verbrennungsmotor möglich ist. Dabei stützt die Elektromaschine ein Drehmoment ab. Ist das vierte Schaltelement geschlossen, so entsteht ein elektrodynamischer Anfahrzustand an dem ersten Planetenradsatz. Der Verbrennungsmotor treibt das erste Element des ersten Planetenradsatzes an, die Elektromaschine stützt am zweiten Element des ersten Planetenradsatzes das Verbrennungsmotor-Drehmoment ab und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ist mit dem Abtrieb verbunden. So ist elektrodynamisches Anfahren rückwärts möglich.
  • Ausgehend von einem rein elektrischen Fahren im ersten, zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang, kann dann die vorgeschaltete Antriebsmaschine in den ersten oder in den zweiten oder in die erste Variante des dritten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang zugestartet werden, da an diesen jeweils das erste Schaltelement beteiligt ist. Ausgehend von einem rein elektrischen Fahren im zweiten, zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang kann dann die vorgeschaltete Antriebsmaschine in die zweite Variante des dritten Ganges oder in den vierten Gang zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle zugestartet werden, da an diesen jeweils das zweite Schaltelement beteiligt ist.
  • Als weiterer Betriebsmodus kann zudem ein Ladebetrieb eines elektrischen Energiespeichers verwirklicht werden, indem lediglich das fünfte Schaltelement geschlossen und damit eine Verbindung der ersten Antriebswelle mit der Elektromaschine und damit auch der vorgeschalteten Antriebsmaschine mit der Elektromaschine hergestellt wird. Gleichzeitig ist dabei kein Kraftschluss zur Abtriebswelle hergestellt, sodass sich das Getriebe in einer Neutralstellung befindet. Abgesehen von einem Ladebetrieb kann hierdurch auch ein Starten der vorgeschalteten Antriebsmaschine über die Elektromaschine verwirklicht werden.
  • Des Weiteren können Lastschaltungen mit Zugkraftstützung dargestellt werden: beim Gangwechsel zwischen dem ersten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang und dem zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Gang kann die Zugkraft bei geschlossenem, ersten 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 ersten 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 Gangwechsel unter Last zwischen dem zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang und der ersten Variante des dritten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges bei geschlossenem, ersten Schaltelement stattfinden.
  • Zudem kann ein Gangwechsel unter Last zwischen der zweiten Variante des dritten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges und dem vierten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang bei geschlossenem, zweiten Schaltelement stattfinden
  • Zudem ergibt sich die Möglichkeit der Drehzahlabsenkung der Rotorwelle im mechanischen oder im hybriden Betriebsmodus. Nach einer elektrisch gestützten Schaltung vom zweiten in den dritten Gang oder nach einem Zustart des Verbrennungsmotors in den dritten Gang ergibt sich zunächst ein Fahren im Hybridmodus in der ersten Variante des dritten Ganges, da das erste Schaltelement, welches für die vorausgegangene elektrische Zugkraftstützung bzw. für den vorausgegangenen rein elektrischen Fahrbetrieb geschlossen ist, zunächst geschlossen bleibt. Um die Rotordrehzahl im dritten Gang bei höheren Fahrgeschwindigkeiten abzusenken, kann von der ersten Variante des dritten Ganges in die zweite Variante des dritten Ganges umgeschaltet werden, da hier die Rotorwelle eine geringere Drehzahl aufweist als in der ersten Variante des dritten Ganges. Diese Umschaltung erfolgt mit Erhaltung der Zugkraft durch den Verbrennungsmotor. Es wird ein lastfreies Schaltelement ausgelegt, nämlich das erste Schaltelement und ein anderes lastfreies Schaltelement eingelegt, nämlich das zweite Schaltelement. Die Drehzahlanpassung erfolgt durch Drehzahlregelung mit der Elektromaschine. Durch die Umschaltung in die zweite Variante des dritten Ganges wird auch eine nachfolgende Schaltung in den vierten Gang vorbereitet. Der Vorteil liegt darin, dass der Verbrennungsmotor einerseits durch Öffnung des dritten Schaltelements auch ohne eine zusätzliche Trennkupplung jederzeit abgekoppelt werden kann, während die Elektromaschine das Fahrzeug antreibt oder bremst (Rekuperation). Andererseits kann bei langsamer werdendem Fahrzeug eine Rückschaltung vom dritten Gang in den zweiten Gang vorbereitet werden, indem von der zweiten Variante des dritten Ganges in die erste Variante des dritten Ganges gewechselt wird, während der Verbrennungsmotor die Zugkraft aufrechterhält (das dritte Schaltelement bleibt geschlossen). In der ersten Variante des dritten Ganges ist das erste Schaltelement geschlossen, welches benötigt wird, um bei der Rückschaltung vom dritten Gang in den zweiten Gang mit der Elektromaschine die Zugkraft abzustützen.
  • Zudem ist ein Fahren mit abgekoppelter Elektromaschine möglich. Im dritten verbrennungsmotorischen Gang, wenn das dritte Schaltelement geschlossen ist, kann die Elektromaschine abgekoppelt werden, da hier nur das dritte Schaltelement mit Drehmoment belastet ist und außerdem die Rotorwelle stillstehen kann. Hierdurch können Nulllastverluste der Elektromaschine beim rein verbrennungsmotorischen Fahren im dritten Gang, wie z.B. bei einer längeren Autobahnfahrt, vermieden werden.
  • Darüber hinaus kann bei langsamer werdendem Fahrzeug eine Rückschaltung vom dritten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang in den zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang vorbereitet werden, indem zunächst von der zweiten Variante in die erste Variante des dritten Ganges gewechselt und dabei die Zugkraft bei geschlossenem dritten Schaltelement über die vorgeschaltete Antriebsmaschine erhalten wird. In der ersten Variante des dritten Ganges ist dann wiederum das erste Schaltelement geschlossen, welches benötigt wird, um im Zuge der Rückschaltung vom dritten in den zweiten Gang die Zugkraft über die Elektromaschine zu stützen.
  • Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass eine weitere Elektromaschine vorgesehen ist, deren Rotor mit der Antriebswelle in Verbindung steht. Eine derartige Ausgestaltung hat dabei den Vorteil, dass hierdurch weitere Fahrzustände verwirklicht werden können. Zudem kann hierdurch gegebenenfalls unmittelbar ein Starten der vorgeschalteten Antriebsmaschine realisiert werden, wenn diese als Verbrennungskraftmaschine ausgestaltet ist. Darüber hinaus kann die zusätzliche Elektromaschine die vorgeschaltete Antriebsmaschine bei der Synchronisation von Schaltelementen unterstützen. Auch die weitere Elektromaschine kann koaxial oder achsversetzt angeordnet sein, wobei auch hier die Zwischenschaltung einer oder auch mehrerer Übersetzungsstufen denkbar ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die erste Antriebswelle über ein sechstes Schaltelement mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbunden werden. Durch Hinzufügen eines weiteren Schaltelements, das in betätigtem Zustand die erste Antriebswelle mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet, kann ein weiterer elektrodynamischer Zustand (EDA Modus) realisiert werden. Wenn das weitere Schaltelement geschlossen wird, so entsteht ein elektrodynamischer Zustand an dem zweiten Planetenradsatz. Die Antriebsmaschine treibt das erste Element des zweiten Planetenradsatzes an, die Elektromaschine stützt am dritten Element des zweiten Planetenradsatzes das Drehmoment der Antriebsmaschine ab und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ist mit der Abtriebswelle verbunden. So ist elektrodynamisches Anfahren vorwärts möglich.
  • Durch Hinzufügen des sechsten Schaltelements ergeben sich drei weitere Schaltkombinationen für den dritten Gang. Hierbei ergibt sich ein dritter Gang zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle in einer sechsten Variante durch Betätigen des sechsten und des dritten Schaltelements, wohingegen sich eine siebte Variante des dritten Ganges durch Betätigen des sechsten Schaltelements und des fünften Schaltelements ergibt, und eine achte Variante des dritten Ganges sich durch Betätigen des sechsten Schaltelements und des vierten Schaltelements ergibt.
  • Zusätzlich zum EDA-Anfahren ermöglicht das sechste Schaltelement einen weiteren zusätzlichen Gang zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein siebtes Schaltelement vorgesehen. Das siebte Schaltelement ist derart angeordnet und ausgebildet, dass es im betätigten Zustand zwei Elemente des ersten oder des zweiten Planetenradsatz drehfest miteinander verbindet, mit anderen Worten verblockt. Ist ein Planetenradsatz verblockt so ist die Übersetzung unabhängig von der Zähnezahl stets Eins. Anders ausgedrückt läuft der Planetenradsatz als Block um.
  • Bevorzugt erfolgt die Verblockung derart, dass mittels des siebten Schaltelements im betätigten Zustand entweder
    • - das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des ersten Planetenradsatzes,
    • - das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des ersten Planetenradsatzes,
    • - das erste Element des zweiten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes oder
    • - das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden sind.
  • Durch Hinzufügen des siebten Schaltelements kann ein zusätzlicher Gang zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle realisiert werden. Die Übersetzung des zusätzlichen elektrischen Ganges liegt dabei zwischen der Übersetzung des ersten zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges und der Übersetzung des zweiten, zwischen der zweiten Abtriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges. Bei diesem zusätzlichen elektrischen Gang ist lediglich das siebte Schaltelement betätigt.
  • An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass das sechste und siebte Schaltelement unabhängig voneinander dem Getriebe mit fünf Schaltelementen hinzugefügt werden kann. Das sechste und siebte Schaltelement kann also jeweils für sich mit den ersten fünf Schaltelementen oder sie können in Kombination mit diesen auftreten.
  • Darüber hinaus ist ein Getriebe bevorzugt, wobei ein achtes Schaltelement vorgesehen ist, das derart angeordnet und ausgebildet ist, im betätigten Zustand die zweite Antriebswelle mit dem drehfesten Bauelement drehfest zu verbinden. Durch Hinzufügen eines weiteren zusätzlichen Schaltelements, das im betätigten Zustand also die Rotorwelle mit beispielsweise dem Gehäuse des Getriebes verbindet, kann ein mechanischer Rückwärtsgang realisiert werden. Der mechanische Rückwärtsgang ergibt sich durch Schließen des vierten Schaltelements und des achten Schaltelements. Das achte Schaltelement ist dabei ebenfalls weder strukturell noch funktional an das sechste und/oder siebte Schaltelement gekoppelt. Es kann aber in Kombination mit diesen Verwendung finden.
  • Darüber hinaus ist ein Getriebe bevorzugt, wobei ein neuntes Schaltelement in der Form eines Schaltelementpaars oder eines Doppelschaltelements vorgesehen ist, welches angeordnet und ausgebildet ist, den Rotor der ersten Elektromaschine
    • - in einer ersten Schaltstellung mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung zu bringen oder
    • - in einer zweiten Schaltstellung mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung zu bringen oder
    • - in eine dritte, neutrale Stellung zu überführen.
  • In der neutralen Stellung ist der mit der zweiten Antriebswelle verbundene Rotor abgekoppelt, also weder mit dem ersten noch mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden.
  • Ein erster Vorteil des Schaltelementpaars liegt darin, dass durch die Ankopplung des Rotors an das erste Element des ersten Planetenradsatzes ein weiterer sogenannter kurzer elektrischer Gang bei geschlossenem ersten Schaltelement zur Verfügung gestellt wird. Dieser elektrische Gang hat eine höhere Übersetzung als der erste elektrische Gang, d.h. der erste Gang zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle. Er kann vorteilhafterweise dann gewählt werden, wenn besonders hohe Anforderungen an das Anfahrmoment gestellt werden. Auch beim längeren seriellen Fahren an Steigungen ist der zusätzliche kurze elektrische Gang vorteilhaft, weil die Elektromaschine weniger Drehmoment aufbringen muss als im ersten Gang zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle. Dadurch wird die Verlustwärme der Elektromaschine reduziert.
  • Ein weiterer Vorteil, der sich durch Hinzufügen des Schaltelementpaars ergibt, ist die Möglichkeit der Abkopplung der Elektromaschine. Dies erhöht die Effizienz, weil durch die Abkopplung Nulllastverluste der Elektromaschine vermieden werden können. Auch hier sei darauf hingewiesen, dass das neunte Schaltelement, also das Schaltelementpaar, weder strukturell noch funktionell mit dem sechsten, siebten und achten Schaltelement in Verbindung steht. Es kann in beliebiger Kombination mit den vorgenannten Schaltelementen verwendet werden.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die erste Antriebswelle über ein zehntes Schaltelement drehfest mit einer Anschlusswelle verbindbar ist. Die Anschlusswelle wiederum ist mit der dem Getriebe vorgeschalteten Antriebsmaschine gekoppelt. Das zehnte Schaltelement kann dabei prinzipiell als kraftschlüssiges oder auch als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt sein, liegt aber besonders bevorzugt als Klauenkupplung vor. Über das zehnte Schaltelement kann die vorgeschaltete Antriebsmaschine dementsprechend auch vollständig vom Getriebe abgekoppelt werden, sodass ein rein elektrischer Betrieb problemlos realisierbar ist. Das zehnte Schaltelement ist ebenfalls weder strukturell noch funktionell an das sechste, siebte, achte und/oder neunte Schaltelement gekoppelt.
  • 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, sodass sich ein besserer Wirkungsgrad des Getriebes erreichen lässt. Insbesondere sind bei dem erfindungsgemäßen Getriebe alle Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente verwirklicht, sodass sich möglichst geringe Schleppverluste erreichen lassen.
  • Bevorzugt ist ein Getriebe, wobei zumindest zwei Schaltelemente zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst sind, welchem ein Betätigungselement zugeordnet ist, wobei über das Betätigungselement aus einer Neutralstellung heraus einerseits das eine Schaltelement und andererseits das andere Schaltelement betätigbar ist.
  • Darüber hinaus ist ein Getriebe bevorzugt, wobei zumindest vier Schaltelemente zu zwei Schaltelementpaaren zusammengefasst sind, welchen jeweils ein Betätigungselement zugeordnet ist, wobei über das Betätigungselement aus einer Neutralstellung heraus einerseits das jeweils eine Schaltelement und andererseits das jeweils andere Schaltelement betätigbar ist.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, wenn zumindest sechs Schaltelemente zu drei Schaltelementpaaren zusammengefasst sind, welchem jeweils ein Betätigungselement zugeordnet ist, wobei über das Betätigungselement aus einer Neutralstellung heraus einerseits das jeweils eine Schaltelement und andererseits das jeweils andere Schaltelement betätigbar ist.
  • 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 fünfte 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 fünfte Schaltelement betätigt wird. Hierdurch kann der Herstellungsaufwand reduziert werden, indem durch das Zusammenfassen der beiden Schaltelemente zu einem Schaltelementpaar eine Betätigungseinrichtung für beide Schaltelemente verwendet werden kann.
  • Besonders bevorzugt sind aber beide vorgenannten Schaltelementpaare realisiert, sodass die fünf Schaltelemente des Getriebes über drei Betätigungselemente betätigt werden können. Hierdurch lässt sich ein besonders niedriger Herstellungsaufwand verwirklichen.
  • Im Falle der Ausführungsform mit dem sechsten Schaltelement ist es bevorzugt, wenn das erste und zweite Schaltelement als ein Schaltelementpaar ausgeführt sind und/oder das dritte und fünfte Schaltelement als ein Schaltelementpaar ausgeführt sind und/oder das vierte und sechste Schaltelement als ein Schaltelementpaar ausgeführt sind.
  • Darüber hinaus ist es im Falle der Ausführungsform mit dem sechsten Schaltelement bevorzugt, wenn das erste und zweite Schaltelement als ein Schaltelementpaar ausgeführt sind und/oder das dritte und vierte Schaltelement als ein Schaltelementpaar ausgeführt sind und/oder das fünfte und sechste Schaltelement als ein Schaltelementpaar ausgeführt sind.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn die sechs Schaltelemente zu drei Schaltelementpaaren zusammengefasst sind, da dadurch die sechs Schaltelemente des Getriebes über drei Betätigungselemente betätigt werden können. Hierdurch lässt sich ein besonders niedriger Herstellungsaufwand verwirklichen.
  • Weist das erfindungsgemäße Getriebe ein sechstes und ein siebtes Schaltelement auf, so ist es bevorzugt, wenn zwei und/oder vier und/oder sechs Schaltelemente jeweils zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst sind. Ist das siebte Schaltelement derart angeordnet, dass es den ersten Planetenradsatz im betätigten Zustand verblockt, so ist bevorzugt, dass das zweite Schaltelement und das siebte Schaltelement und/oder das dritte Schaltelement und das fünfte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement und das sechste Schaltelement jeweils zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst sind. Zudem ist es bevorzugt, wenn das zweite Schaltelement und das siebte Schaltelement und/oder das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement jeweils zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst sind. In beiden Fällen ist das erste Schaltelement ein Einzelaktuator. Ist das siebte Schaltelement derart angeordnet, dass es im betätigten Zustand den zweiten Planetenradsatz verblockt, so ist bevorzugt, dass das erste Schaltelement und das achte Schaltelement, das dritte Schaltelement und das fünfte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement und das sechste Schaltelement jeweils als ein Schaltelementpaar zusammengefasst sind. Zudem ist es bevorzugt, wenn das erste Schaltelement und das achte Schaltelement und/oder das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement jeweils als Schaltelementpaar zusammengefasst sind. In den beiden letztgenannten Fällen ist das zweite Schaltelement als Einzelaktuator ausgeführt.
  • Die Planetenradsätze können, sofern es eine Anbindung der Elemente ermöglicht, im Rahmen der Erfindung jeweils als Minus-Planetensatz vorliegen, wobei es sich bei dem ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Sonnenrad, bei dem zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen Planetensteg und bei dem dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Hohlrad handelt. Ein Minus-Planetensatz setzt sich auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise aus den Elementen Sonnenrad, Planetensteg und Hohlrad zusammen, wobei der Planetensteg mindestens ein, bevorzugt aber mehrere Planetenräder drehbar gelagert führt, die im Einzelnen jeweils sowohl mit dem Sonnenrad, als auch dem umliegenden Hohlrad kämmen.
  • Alternativ dazu könnten aber einer oder auch mehrere Planetenradsätze, sofern es die Anbindung der jeweiligen Elemente zulässt, als Plus-Planetensatz vorliegen, wobei es sich bei dem ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes dann um ein Sonnenrad, bei dem zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Hohlrad und bei dem dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen Planetensteg handelt. Bei einem Plus-Planetensatz sind ebenfalls die Elemente Sonnenrad, Hohlrad und Planetensteg vorhanden, wobei Letzterer mindestens ein Planetenradpaar führt, bei welchem das eine Planetenrad mit dem innenliegenden Sonnenrad und das andere Planetenrad mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder untereinander kämmen.
  • Wo es eine Anbindung der einzelnen Elemente zulässt, kann ein Minus-Planetensatz in einen Plus-Planetensatz überführt werden, wobei dann gegenüber der Ausführung als Minus-Planetensatz die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu erhöhen ist. Umgekehrt könnte auch ein Plus-Planetensatz durch einen Minus-Planetensatz ersetzt werden, sofern die Anbindung der Elemente des Getriebes dies ermöglicht. Dabei wären dann im Vergleich zu dem Plus-Planetensatz ebenfalls die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren. Bevorzugt liegen der erste und der zweite Planetenradsatz als Minus-Planetensätze vor, wobei ein gegebenenfalls vorhandener, dritter Planetenradsatz ebenfalls bevorzugt als Minus-Planetensatz ausgeführt ist.
  • 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 ersten 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 erste 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 drehfest „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Insofern ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente der Planetenradsätze und/oder auch Wellen und/oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind starr miteinander gekoppelt.
  • Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent drehfest miteinander gekoppelt, sondern eine drehfeste Koppelung wird erst durch Betätigen des zwischenliegenden Schaltelements vorgenommen. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements im Sinne der Erfindung, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement bezeichnet.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen
    • 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges entsprechend einer ersten Ausführungsform;
    • 2, 3 jeweils eine schematische Ansicht je eines Getriebes, wie es bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang aus 1 zur Anwendung kommen kann;
    • 4 ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebe aus den 2 und 3;
    • 5, 6 jeweils eine schematische Ansicht je eines Getriebes, wie es ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang aus 1 zur Anwendung kommen kann;
    • 7 ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebe aus den 5 und 6;
    • 8 bis 11 jeweils eine schematische Ansicht je eines Getriebes, wie es ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang aus 1 zur Anwendung kommen kann;
    • 12, 13 jeweils eine schematische Ansicht je eines Getriebes, wie es ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang aus 1 zur Anwendung kommen kann;
    • 14, 15 jeweils eine schematische Ansicht je eines Getriebes, wie es ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang aus 1 zur Anwendung kommen kann;
    • 16 eine schematische Darstellung eines Getriebes, wie es jeweils bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang aus 1 zur Anwendung kommen kann;
    • 17 bis 23 jeweils eine schematische Darstellung je einer Abwandlungsmöglichkeit der vorstehenden Getriebe.
    • 24 einen Ausschnitt der des Getriebes aus 4 und 9; und
    • 25 bis 30 eine beispielhafte Betätigungseinrichtung für ein Getriebe.
  • 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 in 2 zu erkennen ist, weist das Getriebe G eine erste Antriebswelle GW1, eine zweite Antriebswelle GW2 und eine Abtriebswelle GWA auf, die koaxial zueinander liegen. Zudem verfügt das Getriebe G über zwei Planetenradsätze P1 und P2, die sich jeweils aus je einem ersten Element E11 bzw. E12, je einem zweiten Element E21 bzw. E22 sowie einem dritten Element E31 bzw. E32 zusammensetzen und ebenfalls koaxial zu den Antriebswellen GW1 und GW2 sowie der Abtriebswelle GWA angeordnet sind. Das jeweilige erste Element E11 bzw. E12 des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 ist dabei durch ein jeweiliges Sonnenrad gebildet, während das jeweilige zweite Element E21 bzw. E22 des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 als ein jeweiliger Planetensteg vorliegt. Schließlich wird noch das jeweilige dritte Element E31 bzw. E32 des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 durch ein jeweiliges Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 gebildet.
  • Die beiden Planetenradsätze P1 und P2 sind vorliegend jeweils als Minus-Planetenradsätze ausgestaltet, indem der jeweilige Planetensteg mindestens ein Planetenrad drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem jeweiligen, radial innen liegenden Sonnenrad, als auch dem jeweiligen, umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht. Bevorzugt werden aber sowohl bei dem ersten Planetenradsatz P1 als auch bei dem zweiten Planetenradsatz P2 jeweils mehrere Planetenräder durch den jeweiligen Planetensteg geführt, die dann im Einzelnen mit dem jeweiligen Sonnenrad und auch dem jeweiligen Hohlrad kämmen.
  • Wie aus 2 ferner hervorgeht, kann das Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 über ein erstes Schaltelement A an einem drehfesten Bauteil GG des Getriebes G festgesetzt werden. Im festgesetzten Zustand wird das Element E12 permanent an einer Drehbewegung gehindert. Das Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 ist hingegen mit einem zweiten Schaltelement B an dem drehfesten Bauteil GG des Getriebes G festsetzbar. Ist das Element E11 festgesetzt, so wird es permanent an einer Drehbewegung gehindert.
  • Die Antriebswelle GW1 kann über ein drittes Schaltelement C mit der Abtriebswelle GWA drehfest verbunden werden. Die Antriebswelle GW1 kann zudem über ein viertes Schaltelement D mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest verbunden werden. Zudem kann die Antriebswelle GW1 über ein fünftes Schaltelement E mit dem zweiten Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 und mit dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest verbunden werden.
  • Die zweite Antriebswelle GW2 ist drehfest mit einem Rotor R1 einer Elektromaschine EM1 des Getriebes G verbunden, wobei die Elektromaschine EM1 koaxial zu den beiden Planetenradsätzen P1 und P2 vorgesehen ist. Die Elektromaschine EM1 ist axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 angeordnet, sodass sich ausgehend von einem Getriebeeingang eine axiale Reihenfolge erste Elektromaschine EM1, erster Planetenradsatz P1 und zweiter Planetenradsatz P2 ergibt. Ein Stator S1 der Elektromaschine EM1 ist an einem drehfesten Bauelement GG des Getriebes G festgesetzt, bei welchem es sich insbesondere um das Gehäuse des Getriebes G oder einen Teil des Gehäuses handelt. Ferner ist die zweite Antriebswelle GW2 ständig drehfest mit dem zweiten Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden, sodass auch der Rotor R1 der Elektromaschine EM1 permanent drehfest mit diesen beiden Elementen E21 und E32 in Verbindung steht.
  • Zudem ist in 2 zu erkennen, dass die Abtriebswelle GWA mit dem dritten Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 sowie mit dem zweiten Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest verbunden ist.
  • Die Schaltelemente A, B, C, D und E sind vorliegend jeweils als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt. Die Schaltelemente C, D und E liegen konkret jeweils als Klauenkupplungen vor. Das erste und zweite Schaltelement A, B liegen hingegen jeweils als Bremse vor.
  • Das dritte Schaltelement C, das vierte Schaltelement D sowie das fünfte Schaltelement E sind axial zwischen dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Planetenradsatz angeordnet. Das erste Schaltelement A ist axial gesehen an einer dem Getriebeeingang abgewandten Seite des zweiten Planetenradsatzes P2 angeordnet. Das zweite Schaltelement B hingegen ist axial gesehen an einer dem Getriebeeingang zugewandten Seite des ersten Planetenradsatzes P1 angeordnet.
  • Das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B sind zu einem Schaltelementpaar SP1 zusammengefasst, indem dem ersten Schaltelement A und dem zweiten Schaltelement B ein gemeinsames Betätigungselement zugeordnet ist. Über dieses kann aus einer Neutralstellung heraus zum einen das erste Schaltelement A und zum anderen das zweite Schaltelement B betätigt werden.
  • Das dritte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement E sind axial unmittelbar nebeneinanderliegend platziert und ebenfalls zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst, nämlich zu einem Schaltelementpaar SP2, indem dem dritten Schaltelement C und dem fünften Schaltelement E ein gemeinsames Betätigungselement zugeordnet ist. Über dieses kann aus einer Neutralstellung heraus zum einen das dritte Schaltelement C und zum anderen das fünfte Schaltelement E betätigt werden. Das vierte Schaltelement D ist als ein Einzelaktuator ausgebildet.
  • Die Zusammenfassung zu einem Schaltelementpaar ist deswegen möglich, da die Schaltelemente nicht in einem Gang gleichzeitig geschaltet werden müssen.
  • 3 zeigt eine Abwandlungsmöglichkeit, die weitestgehend der Variante der vorhergehenden 2 entspricht. Im Unterschied dazu ist jedoch die Reihenfolge der beiden Planetenradsätze P1. P2 vertauscht. Dies hat eine andere Anordnung der ersten Elektromaschine EM1 zur Folge. Diese ist nunmehr axial im Wesentlichen auf Höhe der beiden Planetenradsätze P1 und P2 sowie radial umliegend zu diesen platziert. Unter Beibehaltung der jeweiligen Verbindungen ergibt sich die axiale Reihenfolge nun wie folgt: erstes Schaltelement A, zweiter Planetenradsatz P2, drittes Schaltelement C, fünftes Schaltelement E, viertes Schaltelement D, erster Planetenradsatz P1 und zweites Schaltelement B, wobei das zweite Schaltelement B an einem der ersten Antriebswelle GW1 gegenüberliegenden axialen Ende des Getriebes G angeordnet ist. Im Übrigen entspricht die Variante nach 3 der Ausgestaltung nach 2, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • In 4 ist ein beispielhaftes Schaltschema für die Getriebe der Kraftfahrzeugantriebsstränge aus den 2 und 3 tabellarisch dargestellt. Wie zu erkennen ist, können hierbei zwischen der ersten Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA jeweils insgesamt vier Gänge 1 bis 4 realisiert werden, wobei in den Spalten des Schaltschemas mit einem x jeweils gekennzeichnet ist, welches der Schaltelemente A, B, C, D und E in welchem der Gänge 1 bis 4 jeweils geschlossen ist. In jedem der Gänge 1 bis 4 sind dabei jeweils zwei der Schaltelemente A, B, C, D und E geschlossen.
  • Wie in 4 zu erkennen ist, wird ein erster Gang 1 zwischen der ersten Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA durch Betätigen des ersten und vierten Schaltelements A bzw. D geschaltet. Hiervon ausgehend wird ein zweiter, zwischen der ersten Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA wirksamer Gang 2 gebildet, indem das vierte Schaltelement D geöffnet wird und das fünfte Schaltelement E geschlossen wird.
  • Ausgehend vom zweiten Gang 2 wird ein dritter, zwischen der ersten Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA wirksamer Gang in einer ersten Variante H3.1 gebildet, indem das fünfte Schaltelement E geöffnet und das dritte Schaltelement C geschlossen wird. Zur Vorbereitung einer Schaltung in den vierten, zwischen der ersten Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA wirksamen Gang 4 wird im Vorfeld in eine zweite Variante 3.2, anschließend in eine dritte Variante 3.3, anschließend in eine vierte Variante 3.4 und anschließend in eine fünfte Variante 3.8 des dritten Ganges umgeschaltet. Die zweite Variante 3.2 wird dadurch geschaltet, dass das erste Schaltelement A geöffnet und das zweite Schaltelement B geschlossen wird. Die dritte Variante 3.3 wird dadurch realisiert, dass das zweite Schaltelement B geöffnet wird und das vierte Schaltelement D geschlossen wird. Die vierte Variante 3.4 wird dadurch geschaltet, dass das vierte Schaltelement D geöffnet und das fünfte Schaltelement E geschlossen wird. Ausgehend von der vierten Variante 3.4 wird die fünfte Variante 3.8 dadurch geschaltet, dass das dritte Schaltelement C geöffnet und das vierte Schaltelement D geschlossen wird. Ausgehend von der fünften Variante 3.8 wird dann in den vierten Gang 4 geschaltet, indem das vierte Schaltelement D geöffnet wird und das zweite Schaltelement B geschlossen wird.
  • Obwohl die Schaltelemente A, B, C, D und E jeweils als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sind, kann ein Schalten zwischen dem ersten Gang 1 und dem zweiten Gang 2 sowie zwischen dem zweiten Gang 2 und der ersten Variante 3.1 des dritten Ganges 3 sowie zwischen der zweiten Variante 3.2 des dritten Ganges und dem vierten Gang 4 unter Last realisiert werden. Dabei wird bei einem Gangwechsel zwischen dem ersten Gang 1 und dem zweiten Gang 2 bei geschlossenem ersten Schaltelement A die Zugkraft über die Elektromaschine EM1 gestützt. Bei einem Wechsel zwischen dem zweiten Gang 2 und der ersten Variante 3.1 des dritten Ganges wird bei geschlossenem ersten Schaltelement A die Zugkraft ebenfalls über die Elektromaschine EM1 gestützt. Bei einem Wechsel von der zweiten Variante 3.2 des dritten Ganges in den vierten Gang 4 wird bei geschlossenem zweiten Schaltelement B die Zugkraft ebenfalls über die Elektromaschine EM1 gestützt. Die Synchronisation des jeweils zu schließenden Schaltelements C bzw. E wird mittels einer Drehzahlregelung der Verbrennungskraftmaschine VKM realisiert. Die zuvor beschriebenen Gänge 1 bis 4 sind hybridische Gänge, da sie unter Zuhilfenahme der Verbrennungskraftmaschine VKM und der Elektromaschine EM1 realisiert werden.
  • Die Getriebe G der 2 und 3 können zudem noch in anderweitigen Betriebsmodi unter Zuhilfenahme der Elektromaschine EM1 betrieben werden: So kann ein rein elektrisches Fahren in einem ersten Gang E2 stattfinden, welcher zwischen der zweiten Antriebswelle GW2 und der Abtriebswelle GWA wirksam ist und zu dessen Darstellung das erste Schaltelement A in einen geschlossenen Zustand zu überführen ist. Durch Schließen des ersten Schaltelements A ist die erste Elektromaschine EM1 mit einer konstanten Übersetzung mit dem Abtrieb verbunden. Das heißt, die Drehzahl des Rotors R1 wird bei festgehaltenem ersten Element E12 vom dritten Element E32 auf das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes übertragen. Das rein elektrische Fahren im ersten Gang E2 wird dann mit einer Übersetzung realisiert, die einer Übersetzung des zweiten Ganges 2 entspricht. In diesem Betriebsmodus ist, da lediglich das erste Schaltelement aktiviert ist, die Verbrennungskraftmaschine vom Antriebsstrang abgekoppelt. Ausgehend vom ersten Gang E2 kann ein Zustarten der Verbrennungskraftmaschine VKM in die Gänge 1, 2 und 3.1 stattfinden, da auch an diesen jeweils das erste Schaltelement A beteiligt ist. Insofern kann zügig vom rein elektrischen Fahren in ein Fahren über die Verbrennungskraftmaschine bzw. ein hybridisches Fahren übergegangen werden.
  • Zudem kann ein zweiter Gang E4 für ein rein elektrisches Fahren genutzt werden, welcher ebenfalls zwischen der zweiten Antriebswelle GW2 und damit dem Rotor R1 der Elektromaschine EM1 und der Abtriebswelle GWA wirksam ist. Zum Schalten des zweiten Ganges E4 ist das zweite Schaltelement B zu schließen, sodass dann der Rotor R1 über eine konstante Übersetzung mit dem Abtrieb, d.h. der Abtriebswelle GWA, verbunden ist. Das heißt, die Drehzahl des Rotors R1 wird bei festgehaltenem Element E11 vom zweiten Element E21 auf das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes übertragen. Das rein elektrische Fahren wird dann mit einer Übersetzung realisiert, die dem vierten Gang entspricht. In diesem Betriebsmodus ist die Verbrennungskraftmaschine VKM vom Antriebsstrang abgekoppelt.
  • Ausgehend vom zweiten Gang E4 kann ein Zustarten der Verbrennungskraftmaschine VKM in die Gänge 3.2 und 4 erfolgen, da auch an diesen jeweils das zweite Schaltelement B beteiligt ist.
  • Schließlich kann durch Schließen des fünften Schaltelements E eine Lade- oder Startfunktion realisiert werden. Denn im geschlossenen Zustand des fünften Schaltelements E ist die erste Antriebswelle GW1 direkt mit der zweiten Antriebswelle GW2 und damit auch dem Rotor R1 der Elektromaschine EM1 gekoppelt, sodass innerhalb des jeweiligen Antriebsstranges auch die Verbrennungskraftmaschine VKM mit der Elektromaschine EM1 gekoppelt ist. Gleichzeitig besteht dabei aber kein Kraftschluss zur Abtriebswelle GWA, wobei der Rotor R1 und die erste Antriebswelle GW1 gleich schnell laufen, d.h. rotieren. Im generatorischen Betrieb der Elektromaschine EM1 kann dabei ein elektrischer Energiespeicher über die Verbrennungskraftmaschine VKM geladen werden, während im elektromotorischen Betrieb der Elektromaschine EM1 ein Starten der Verbrennungskraftmaschine VKM über die Elektromaschine EM1 realisierbar ist.
  • Aus 4 ist zudem ersichtlich, dass ein rein verbrennungsmotorischer Gang V3 durch Schließen des dritten Schaltelements C darstellbar ist. Im verbrennungsmotorischen Gang V3 ist die Elektromaschine EM1 vom Antriebsstrang abgekoppelt. Durch Fahren im verbrennungsmotorischen Gang V3 können in vorteilhafter Weise Nulllastverluste der Elektromaschine EM1 vermieden werden, wie beispielsweise bei einer längeren Autobahnfahrt.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebes entsprechend einer weiteren Variante, welche dabei weitestgehend der Ausführung aus 2 und 3 entspricht. Im Unterschied zu den vorstehend genannten Ausführungen ist nun ein sechstes Schaltelement F vorgesehen. Das sechste Schaltelement F ist dabei derart angeordnet, dass es im betätigten Zustand die erste Antriebswelle GW1 mit dem ersten Element E12 des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbindet. Ist das sechste Schaltelement F betätigt, d.h. geschlossen, so entsteht ein sogenannter elektrodynamischer Zustand (EDA-Modus) an dem zweiten Planetenradsatz P2. Die Verbrennungskraftmaschine VKM treibt dabei das Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 an, während die Elektromaschine EM1 am dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine VKM abstützt. Da das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der Abtriebswelle GWA drehfest verbunden ist, ist ein elektrodynamisches Anfahren vorwärts möglich (EDA-V).
  • Die sechs Schaltelemente sind zu drei Schaltelementpaketen bzw. -paaren zusammengefasst. Hierbei bilden das erste und zweite Schaltelement A, B ein erstes Schaltelementpaar SP1, das dritte und fünfte Schaltelement C, E das Schaltelementpaar SP2 sowie das vierte Schaltelement und sechste Schaltelement D, F das Schaltelementpaar SP3. Ebenso ist es denkbar, dass die Schaltelemente C und F zu einem Schaltelementpaar SP2 und die Schaltelemente D und E zu einem Schaltelementpaar SP3 zusammengefasst werden. Im Übrigen entspricht die Variante nach 5 der Ausgestaltung nach 2, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird. Zur Betätigung der vier Schaltelemente C, D, E und F mittels lediglich zwei Aktuatoren wird auf die Ausführung gem. 24 bis 30 verwiesen.
  • 6 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer weiteren Variante, wobei im Unterschied zu der Variante nach 5 die Reihenfolge der Planetenradsätze P1 und P2 vertauscht ist. Ein weiterer Unterschied liegt in der Anbindung der ersten Elektromaschine EM1, die nicht axial benachbart zu den beiden Planetenradsätzen P1 und P2 angeordnet ist, sondern axial im Wesentlichen auf Höhe der beiden Planetenradsätze P1 und P2 sowie radial umliegend zu diesen platziert ist. Unter Beibehaltung der Anbindung der anderen Elemente ergibt sich eine axiale Reihenfolge wie folgt: erstes Schaltelement A, zweiter Planetenradsatz P2, sechstes Schaltelement F, drittes Schaltelement C, fünftes Schaltelement E, viertes Schaltelement D, erster Planetenradsatz P1 und zweites Schaltelement B, wobei das zweite Schaltelement B an einem der ersten Antriebswelle GW1 gegenüberliegenden axialen Ende des Getriebes G angeordnet ist. Im Übrigen entspricht die Variante nach 6 der Ausgestaltung nach 5, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • 7 zeigt ein beispielhaftes Schaltschema für die Getriebe der Ausführungsform gemäß 5 und 6. Da das Schaltschema der 7 bis auf wenige Unterschiede dem Schaltschema der 4 gleicht, soll lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden, die durch das Hinzufügen des sechsten Schaltelements F bewirkt werden. Durch das sechste Schaltelement F ergeben sich drei weitere Varianten bzw. Schaltkombinationen für den Gang 3 sowie ein zusätzlicher Gang Z1. Der dritte Gang 3 weist somit eine sechste Variante 3.5, eine siebte Variante 3.6 sowie eine achte Variante 3.7 auf. Ausgehend von der aus 4 bekannten vierten Variante wird zum Wechsel in die sechste Variante 3.5 das fünfte Schaltelement ausgelegt und das sechste Schaltelement eingelegt. Für den Wechsel von der sechsten Variante 3.5 in die siebte Variante 3.6 wird das dritte Schaltelement C geöffnet und das fünfte Schaltelement E geschlossen. Für den Wechsel von der siebten Variante 3.6 in die achte Variante 3.7 des dritten Ganges 3 wird das fünfte Schaltelement E geöffnet und das vierte Schaltelement D geschlossen. Die Drehzahlanpassung kann auch in diesem Fall über die Verbrennungskraftmaschine vorgenommen werden. Der zusätzliche Gang Z1 wird geschaltet, indem das sechste Schaltelement F sowie das zweite Schaltelement B geschlossen werden.
  • Zusätzlich zum elektrodynamisches Anfahren rückwärts (EDA-R) kann durch Hinzufügen eines sechsten Schaltelements F ein elektrodynamisches Anfahren vorwärts (EDA-V) realisiert werden, indem das sechste Schaltelement F geschlossen wird, während die anderen Schaltelemente A bis E geöffnet bleiben. Im Übrigen wird auf die Ausführungen gemäß 4 verwiesen.
  • 8 bis 11 zeigen jeweils eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer weiteren Variante, wobei im Unterschied zu der Variante nach 5 und 6 ein siebtes Schaltelement K vorgesehen ist. Das siebte Schaltelement K ist derart angeordnet und ausgebildet, dass es im betätigten Zustand entweder den ersten Planetenradsatz oder den zweiten Planetenradsatz verblockt. Der Vorteil des siebten Schaltelements K liegt unter anderem darin, dass ein zusätzlicher elektrischer Gang E3 realisiert werden kann. Der dritte elektrische Gang E3 entspricht hinsichtlich seiner Übersetzung dabei dem dritten Gang 3, welcher ein Direktgang ist. Liegt ein rein elektrisches Fahren im dritten Gang E3 vor, so ist lediglich das siebte Schaltelement K geschlossen, während die anderen Schaltelemente geöffnet bleiben. Auch bei dieser Ausführungsform ist das siebte Schaltelement K vorzugsweise als ein formschlüssiges Schaltelement wie beispielsweise eine Klaue ausgeführt.
  • An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die 8 bis 11 ein Getriebe mit genau sieben Schaltelementen zeigt, es aber durchaus denkbar ist, auf das sechste Schaltelement F zu verzichten. So ist ein Getriebe denkbar, welche die Schaltelemente A, B, C, D, E und G aufweist. Dies ist deswegen möglich, da das sechste und siebte Schaltelement in keinem strukturellen oder funktionalen Zusammenhang stehen.
  • 8 zeigt eine Ausführung des Getriebes, bei welchem das siebte Schaltelement K derart angeordnet ist, dass es im betätigten Zustand den ersten Planetenradsatz P1 verblockt. Wie gut zu erkennen ist, erfolgt die Verblockung gemäß 8 dadurch, dass das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden werden. Im verblockten Zustand des ersten Planetenradsatzes P1 sind also das erste Element E11 sowie das zweite Element E21 drehfest mit der zweiten Antriebswelle GW2 verbunden. Ferner sind das zweite Schaltelement B und das siebte Schaltelement K zu einem ersten Schaltelementpaar SP1 zusammengefasst. Ferner sind das dritte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement E zu einem zweiten Schaltelementpaar SP2 zusammengefasst. Zudem sind das erste Schaltelement A und das vierte Schaltelement D zu einem dritten Schaltelementpaar SP3 zusammengefasst. Das sechste Schaltelement F ist als ein Einzelaktuator ausgebildet. Im Übrigen entspricht die Ausführung nach 8 der Ausgestaltung nach 2 bzw. 5, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Im Gegensatz zu 8 zeigt 9 ein Getriebe mit einem siebten Schaltelement K', wobei das siebte Schaltelement K' derart angeordnet ist, dass es im betätigten Zustand den zweiten Planetenradsatz P2 verblockt. Das siebte Schaltelement K' verbindet dann das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes und das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander. In diesem Zustand sind das erste Element E12 und das zweite Element E22 drehfest mit der Abtriebswelle GWA verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel sind das erste Schaltelement A und das siebte Schaltelement K' zu einem ersten Schaltelement SP1 zusammengefasst. Ferner sind das dritte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement E zu einem zweiten Schaltelementpaar SP2 zusammengefasst. Zudem sind das vierte Schaltelement D und das sechste Schaltelement F zu einem dritten Schaltelementpaar SP3 zusammengefasst. In diesem Ausführungsbeispiel ist das zweite Schaltelement B als ein Einzelaktuator ausgeführt. Im Übrigen entspricht die Variante nach 9 der Ausgestaltung nach 8, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Wie in 8 verblockt das siebte Schaltelement K beim Getriebe gemäß 10 den ersten Planetenradsatz, indem es im betätigten Zustand das erste Element E11 und das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet. Im Unterschied zur 8 sind die Schaltelemente anders zusammengefasst. So sind bei der Ausgestaltung gemäß 10 das zweite Schaltelement B und das siebte Schaltelement K zu einem ersten Schaltelementpaar SP1 zusammengefasst. Zudem sind das dritte Schaltelement C und das vierte Schaltelement D zu einem zweiten Schaltelementpaar SP2 zusammengefasst. Das dritte Schaltelementpaar SP3 wird durch die Schaltelemente E und F gebildet. Das erste Schaltelement A ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Einzelaktuator ausgeführt. Im Übrigen entspricht die Variante nach 10 der Ausgestaltung nach 8, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • 11 zeigt wie 9 ein Getriebe mit einem siebten Schaltelement K', das angeordnet ist, im betätigten Zustand den zweiten Planetenradsatz P2 zu verblocken. Ist das siebte Schaltelement K' betätigt, so sind das erste Element E12 und das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden. In diesem Zustand sind also das erste Element E12 und das zweite Element E22 drehfest mit der Abtriebswelle GWA verbunden. Im Unterschied zu 9 sind die Schaltelemente anders zusammengefasst. So bilden das erste Schaltelement A und das siebte Schaltelement K' ein erstes Schaltelementpaar SP1. Das dritte Schaltelement C und das vierte Schaltelement D sind zu einem zweiten Schaltelementpaar SP2 zusammengefasst. Das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement F sind zu einem dritten Schaltelementpaar SP3 zusammengefasst. Das zweite Schaltelement B ist wie bei der Ausführung gemäß 9 als ein Einzelaktuator ausgeführt. Im Übrigen entspricht die Variante nach 11 der Ausgestaltung nach 10, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Gemäß den Ausführungen nach 8 und 10 wird der erste Planetenradsatz dadurch verblockt, dass das siebte Schaltelement K im betätigten Zustand das erste Element E11 mit dem zweiten Element E21 des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet. Nicht dargestellt, aber denkbar ist es, das siebte Schaltelement K derart anzuordnen, dass es das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes mit dem dritten Element E31 des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet.
  • Die Ausführungsformen gemäß 9 und 11 zeigen hingegen ein Getriebe mit einem siebten Schaltelement K', das derart angeordnet ist, dass es im betätigten Zustand den zweiten Planetenradsatz verblockt. Gemäß den 9 und 11 erfolgt die Verblockung dadurch, dass das siebte Schaltelement K' im betätigten Zustand das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 und das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest miteinander verbindet. Nicht dargestellt, aber denkbar, ist eine Anordnung des siebten Schaltelements K' derart, dass es im betätigten Zustand das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet.
  • 12 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer weiteren Variante, wobei im Unterschied zu den vorstehend genannten Varianten ein achtes Schaltelement H vorgesehen ist. Das achte Schaltelement H ist derart angeordnet und ausgebildet, dass es im betätigten Zustand die zweite Antriebswelle GW2 (und damit auch das zweite Element E21 sowie das dritte Element E32) mit einem drehfesten Bauteil GG drehfest verbindet, also an dem drehfesten Bauteil GG festsetzt. Durch das Bereitstellen eines solchen achten Schaltelements kann ein mechanischer Rückwärtsgang realisiert werden. Hierfür sind die Schaltelemente D und H geschlossen. Die Funktionen des achten Schaltelements können mit den Funktionen des sechsten Schaltelements und/oder des siebten Schaltelements kombiniert werden. Auch das achte Schaltelement H ist hierbei vorzugsweise als ein formschlüssiges Schaltelement in Form einer Klaue ausgeführt. Im Übrigen entspricht die Ausführung nach 12 der Ausgestaltung nach 2, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • 13 zeigt eine schematische Ansicht eines weiterhin bevorzugten Getriebes, wobei im Unterschied zu dem Getriebe nach 12 die Planetenradsätze P1 und P2 vertauscht sind. Diese Änderung bewirkt, dass die erste Elektromaschine EM1 nicht axial benachbart zu den beiden Planetenradsätzen P1, P2 angeordnet ist, sondern im Wesentlichen axial auf Höhe der beiden Planetenradsätze P1 und P2 sowie radial umliegend zu diesen platziert ist. Im Übrigen entspricht die Variante nach 13 der Ausgestaltung nach 12, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • 14 zeigt eine schematische Ansicht eines bevorzugten Getriebes, wobei im Unterschied zu der Ausführung nach 2 ein neuntes Schaltelement in Form eines Doppelschaltelements I/J vorgesehen ist. Das Doppelschaltelement I/J verbindet in einer ersten Schaltstellung den Rotor R1 (und damit die zweite Antriebswelle GW2) mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1. Hingegen verbindet das Doppelschaltelement I/J in einer zweiten Schaltstellung den Rotor R1 (und damit die zweite Antriebswelle GW2) mit dem zweiten Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1.
  • Gemäß der Ausführungsform nach 14 sind der Rotor R1 und das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest miteinander verbunden, wenn das Schaltelement I des Doppelschaltelements I/J betätigt ist (zweite Schaltstellung). Hingegen steht der Rotor R1 der Elektromaschine EM1 mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 in Verbindung, wenn das Schaltelement J des Doppelschaltelements I/J betätigt ist (erste Schaltstellung).
  • In einer Neutralstellung des Doppelschaltelements I/J ist die Elektromaschine EM1 vollständig abgekoppelt, d.h. der mit der zweiten Antriebswelle verbundene Rotor R1 ist weder mit dem ersten Element E11 noch mit dem zweiten Element E21 verbunden. Hierdurch können Nulllastverluste an der Elektromaschine EM1 vermieden werden. Das Vorsehen eines Doppelschaltelements I/J hat ferner den Vorteil, dass ein weiterer kurzer elektrischer Gang E1 bei geschlossenem ersten Schaltelement A dargestellt werden kann.
  • Es ist ein Zustart in die Gänge 1, 2 und in die erste Variante 3.1 des dritten Ganges 3 möglich, da bei diesen Gängen ebenfalls das erste Schaltelement A betätigt ist. Der kurze E-Gang E1 zeichnet sich durch eine höhere Übersetzung als der E-Gang E2 aus. Er kann insbesondere dann gewählt werden, wenn besonders hohe Anforderungen an das Anfahrmoment gestellt werden. Der kurze E-Gang E1 ist auch besonders dann zweckmäßig, wenn an Steigungen länger in einem seriellen Betriebsmodus gefahren werden soll, weil die erste Elektromaschine EM1 weniger Drehmoment aufbringen muss als im ersten Gang E2 und somit weniger Verlustwärme an der ersten Elektromaschine EM1 entsteht.
  • Auch die Schaltelemente I und J werden vorzugsweise als formschlüssige Schaltelemente wie beispielsweise eine Klaue ausgeführt. Anstelle des Doppelschaltelements I/J können auch zwei Einzelschaltelemente I bzw. J vorgesehen werden. Der Vorteil des Doppelschaltelements liegt darin, dass dieses mit nur einem Aktuator betätigt werden kann.
  • Die Funktionen des Doppelschaltelements I/J bzw. der Schaltelemente I und J können mit den Funktionen des sechsten Schaltelements und/oder des siebten Schaltelements und/oder des achten Schaltelements kombiniert werden.
  • 15 zeigt eine Variante der Ausführungsform gemäß 14. Im Unterschied zur 14 sind bei der Ausführungsform gemäß 15 die beiden Planetenradsätze P1 und P2 vertauscht. Unter Beibehaltung der sonstigen Anbindungen der Elemente ist die erste Elektromaschine EM1 nun nicht mehr axial beabstandet zu den beiden Planetenradsätzen angeordnet, sondern axial im Wesentlichen auf Höhe der beiden Planetenradsatze P1 und P2 sowie radial umliegend zu diesen platziert. Im Übrigen entspricht die Variante nach 15 der Ausgestaltung nach 14, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • 16 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung. Auch diese Ausgestaltungsmöglichkeit kann dabei bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang in 1 Anwendung finden, wobei die Ausgestaltungsmöglichkeit weitestgehend der Variante aus 2 entspricht. Unterschiedlich ist dabei aber nun, dass die erste Antriebswelle GW1 an ihrer Anschlussstelle GW1-A über ein zehntes Schaltelement K0 drehfest mit einer Anschlusswelle AN in Verbindung gebracht werden kann, die dann mit der vorgeschalteten Verbrennungskraftmaschine VKM im Kraftfahrzeugantriebsstrang in Verbindung steht. Hierbei ist das zehnte Schaltelement K0 als formschlüssiges Schaltelement und hierbei bevorzugt als Klauenschaltelement ausgeführt. Darüber hinaus ist noch eine weitere Elektromaschine EM2 vorgesehen, deren Rotor R2 drehfest mit der ersten Antriebswelle verbunden ist, während ein Stator S2 der weiteren Elektromaschine EM2 am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist. Eine Anbindung des Rotors R2 der weiteren Elektromaschine EM2 an der ersten Antriebswelle GW1 ist dabei axial zwischen dem zehnten Schaltelement K0 und dem ersten Planetenradsatz P1 vollzogen. Ansonsten entspricht die Variante nach 16 der Ausführungsform nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • In 17 sind unterschiedliche Zustände des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus 1 bei Verwendung des Getriebes G aus 16 tabellarisch dargestellt, wobei diese unterschiedlichen Zustände durch unterschiedliche Einbindungen der beiden Elektromaschinen EM1 und EM2 sowie der Verbrennungskraftmaschine VKM verwirklicht werden. Die obere Tabelle zeigt verschiedene Schaltzustände unter Zuschaltung nur einer der beiden Elektromaschinen, wobei die Anfahrkupplung K0 offen ist. Die untere Tabelle zeigt eine Vielzahl von weiteren Schaltzuständen, die sich aus der Verwendung der beiden Elektromaschinen EM1 und EM2 ergeben, wobei die Anfahrkupplung K0 offen ist.
  • Rein elektrisches Fahren mittels einer einzigen Elektromaschine und offenem Schaltelement K0:
  • Im Gang E2 wird rein elektrisch über die Elektromaschine EM1 gefahren, indem im Getriebe G der erste Gang E2 auf die bereits zu 4 beschriebene Art und Weise geschaltet ist. Im Gang E4 wird ebenfalls rein elektrisch über die Elektromaschine EM1 gefahren, indem im Getriebe G der zweite Gang E4 auf die bereits zu 4 beschriebene Art und Weise geschaltet ist. Im Gang E3 wird rein elektrisch über die Elektromaschine EM2 gefahren, indem im Getriebe G der dritte Gang E3 durch Betätigen des dritten Schaltelements C geschaltet wird.
  • Bei diesen Zuständen kann dabei besonders effektiv gefahren werden, da bei niedriger Lastanforderung nur mit einer der beiden Elektromaschinen EM1, EM2 gefahren wird.
  • Rein elektrisches Fahren mittels der beiden Elektromaschinen und offenem Schaltelement KP:
  • Wie aus der Tabelle ersichtlich wird, können dieselben Gangstufen geschaltet werden, wie in 4 beschrieben, wobei diese nunmehr rein elektrisch gefahren werden können.
  • Ab dem Gang E1 wird dann sowohl über die Elektromaschine EM1 als auch die zweite Elektromaschine EM2 gefahren, indem beide Elektromaschinen EM1 und EM2 durch Schaltung der entsprechenden Gänge im Getriebe G gemeinsam eingebunden sind. So wird ein erster Gang E1 durch Schließen der Schaltelemente A und D geschaltet. Ein zweiter Gang E2 wird durch Schließen der Schaltelemente A und E geschaltet. Ein dritter Gang in einer ersten Variante E3.1 wird durch Schließen der Schaltelemente A und C geschaltet. Eine zweite Variante E3.2 des dritten Ganges wird durch Schließen der Schaltelemente B und C geschaltet. Eine dritte Variante E3.3 des dritten Ganges wird durch Schließen der Schaltelemente C und D geschaltet. Durch Schließen der Schaltelemente C und E wird eine vierte Variante E3.4 des dritten Ganges geschaltet. Eine sechste Variante E3.5 des dritten Ganges wird durch Schließen der Schaltelemente C und F geschaltet. Eine siebte Variante E3.6 des dritten Ganges wird durch Schließen der Schaltelemente E und F geschaltet. Eine achte Variante E3.7 des dritten Ganges wird durch Schließen der Schaltelemente D und F geschaltet. Eine fünfte Variante E3.8 wird durch Schließen der Schaltelemente D und E geschaltet. Ein vierter Gang E4 wird durch Schließen der Schaltelemente B und E geschaltet. Der zusätzliche Vorwärtsgang EZ1 wird durch Schließen der Schaltelemente B und F geschaltet.
  • Die Vorteile zweier Elektromaschinen lassen sich wie folgt zusammenfassen:
    • - rein elektrische Lastschaltung, da die zweite Elektromaschine EM2 bei offenem Schaltelement K0 die Funktionen der Verbrennungskraftmaschine übernimmt
    • - die zweite Elektromaschine EM2 kann bei offenem Schaltelement K0 zur Synchronisation verwendet werden, während die erste Elektromaschine EM1 die Zugkraft unterstützt
    • - es ist eine größere elektrische Gesamtleistung bei offenem Schaltelement K0 darstellbar
    • - bei einem Hybridbetrieb ist eine größere Reichweite möglich
    • - die Verbrennungskraftmaschine VKM kann durch die zweite Elektromaschine EM2 gestartet werden
    • - die zweite Elektromaschine EM2 kann das Schaltelement K0 synchronisieren
    • - es ist ein batterieunabhängiger serieller Fahrbetrieb möglich
    • - die zweite Elektromaschine EM2 kann als Generator, die erste Elektromaschine kann als Motor verwendet werden
  • Durch das Vorsehen der zweiten Elektromaschine auf der Antriebswelle ergeben sich zudem unterschiedliche elektrische Zusatzfunktionen: In einem rein elektrischen EDA-Modus ist eine elektrische EDS-Schaltung möglich, wobei hier die dargestellte Anfahrkupplung K0 offen ist, während hingegen das sechste Schaltelement F geschlossen ist, d.h. die E-Gänge der Elektromaschine EM1 sind untereinander lastschaltbar. Dies hat den Vorteil, dass die erste Elektromaschine EM1 auch während der Schaltung den größten Teil der Antriebsleistung beiträgt und die zweite Elektromaschine EM2 deutlich kleiner als die erste Elektromaschine EM1 dimensioniert werden kann. So kann beispielsweise die Leistung der zweiten Elektromaschine EM2 etwa ein Drittel der Leistung der ersten Elektromaschine EM1 betragen.
  • Zudem ist rein elektrisches EDA-Anfahren möglich, wobei hier ebenfalls die Anfahrkupplung K0 offen ist, während das sechste Schaltelement F geschlossen ist. Vorteilhaft ist, dass das Fahrzeug mit einem solchen Getriebe mit hohem Drehmoment und sehr niedrigen Fahrgeschwindigkeiten auch über längere Zeit gefahren werden kann, ohne dass es zu einer Überhitzung der Elektromaschine oder des Wechselrichters kommt, da beide Elektromaschinen bei geeigneten Drehzahlen betrieben werden können. Dadurch wird ein Betrieb bei sehr niedrigen Elektromaschinendrehzahlen vermieden.
  • Bei geschlossener Kupplung K0 sind dieselben Schaltzustände beim hybriden und beim verbrennungsmotorischen Fahren realisierbar, wie sie in 4 und 7 erläutert sind, sodass auf das dort Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Die Elektromaschinen EM1 und EM2 können entweder koaxial zum Radsatz als auch achsparallel zur Antriebswelle positioniert sein. Die Elektromaschinen können mit der jeweiligen Getriebewelle direkt oder über weitere Übersetzungsstufen, wie beispielsweise einem Planetenradsatz oder einer Stirnradstufe, verbunden sein. Eine zusätzliche Übersetzungsstufe kann deswegen sinnvoll sein, um eine günstigere Auslegung der jeweiligen Elektromaschine zu erhalten. So kann beispielsweise eine höhere Drehzahl und ein geringeres Drehmoment erreicht werden.
  • So zeigen schließlich noch die 18 bis 23 Abwandlungsmöglichkeiten der Getriebe G aus den 2, 3, 5, 6, 8 bis 15 sowie 16. Diese Abwandlungsmöglichkeiten betreffen dabei anderweitige Einbindungsmöglichkeiten der Elektromaschine EM1 können aber bei dem Getriebe G nach den 16 in analoger Weise auch bei der weiteren Elektromaschine EM2 Anwendung finden.
  • So ist in 18 die Elektromaschine EM1 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 drehfest an der zweiten Antriebswelle GW2 angebunden. Das Stirnrad SR1 steht dann mit dem Stirnrad SR2 im Zahneingriff, welches drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM1 platziert ist, die innerhalb der Elektromaschine EM1 die Anbindung an den - vorliegend nicht weiter dargestellten - Rotor der Elektromaschine EM1 herstellt.
  • Auch bei der Abwandlungsmöglichkeit nach 19 ist die Elektromaschine EM1 achsversetzt zu dem jeweiligen Radsatz RS des jeweiligen Getriebes G platziert. Im Unterschied zu der vorhergehenden Variante nach 18 ist eine Anbindung dabei aber nicht über eine Stirnradstufe SRS, sondern über einen Zugmitteltrieb ZT vorgenommen. Dieser Zugmitteltrieb ZT kann dabei als Riemen- oder auch Kettentrieb ausgestaltet sein. Seitens des jeweiligen Radsatzes RS ist der Zugmitteltrieb ZT dann an der zweiten Antriebswelle GW2 angebunden. Über den Zugmitteltrieb ZT wird dabei dann eine Koppelung zu einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM1 hergestellt, die wiederum innerhalb der Elektromaschine EM1 eine Anbindung an den Rotor der Elektromaschine vornimmt.
  • Im Falle der Abwandlungsmöglichkeit nach 20 ist eine Einbindung der achsversetzt zu dem jeweiligen Radsatz RS platzierten Elektromaschine EM1 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 EM1 hergestellt ist. Die Planetenstufe PS setzt sich dabei aus einem Hohlrad HO, einem Planetensteg PT und einem Sonnenrad SO zusammen, wobei der Planetensteg PT mindestens ein Planetenrad PR drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem Sonnenrad SO als auch dem Hohlrad HO im Zahneingriff steht.
  • Vorliegend ist der Planetensteg PT seitens des Radsatzes RS aus den 2, 3, 5, 6, 8 bis 15 sowie 16 drehfest an der zweiten Antriebswelle GW2 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 EM1 vorgesehen ist. In diesem Fall ist die Elektromaschine EM1 also seitens des Radsatzes RS über zwei Übersetzungsstufen angebunden.
  • Auch bei der Abwandlungsmöglichkeit aus 21 ist eine Einbindung der Elektromaschine EM1 seitens des Radsatzes RS über eine Planetenstufe PS und eine Stirnradstufe SRS vorgenommen. Dabei entspricht die Abwandlungsmöglichkeit weitestgehend der Variante nach 20, 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 21 sonst der Variante nach 20, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Des Weiteren zeigt 22 eine weitere Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe G aus den 2, 3, 5, 6, 8 bis 15 sowie 16, wobei auch hier eine Einbindung der Elektromaschine EM1 über eine Stirnradstufe SRS und eine Planetenstufe PS vorgenommen. Im Unterschied zu der vorhergehenden Variante nach 21 folgt auf den Radsatz RS hierbei aber zunächst die Stirnradstufe SRS, während die Planetenstufe PS im Kraftfluss zwischen Stirnradstufe SRS und Elektromaschine EM1 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 22 zu erkennen ist, ist ein erstes Stirnrad SR1 der Stirnradstufe SRS seitens des Radsatzes RS der Getriebe G aus den 2, 3, 5, 6, 8 bis 15 sowie 16 drehfest angebunden, wobei diese Anbindung dabei an der zweiten Antriebswelle GW2 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 EM1 vorgesehen ist.
  • Schließlich zeigt noch 23 eine weitere Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe G aus den 2, 3, 5, 6, 8 bis 15 sowie 16, wobei diese Abwandlungsmöglichkeit im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach 22 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 EM1 verbunden ist. Im Übrigen entspricht die Abwandlungsmöglichkeit nach 23 sonst der Variante nach 22, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • 24 zeigt einen Ausschnitt der vier inneren Schaltelemente, nämlich das dritte C, vierte D, fünfte E und das sechste Schaltelement F aus dem Getriebe gem. 5, 6, sowie 8 bis 11 in einer vereinfachten schematischen Ansicht. Wie gut zu erkennen ist, sind die vier Schaltelemente derselben Welle, nämlich der ersten Antriebswelle GW1 zugeordnet, wobei die beiden „äußeren“ Schaltelemente D und F räumlich durch die Schaltelemente E und C getrennt sind. Wie solche vier Schaltelemente mittels lediglich zweier Aktuatoren beispielhaft betätigt werden können, ist Gegenstand der 25 bis 30.
  • 25 bis 30 zeigen jeweils eine schematische Darstellung einer Betätigungseinrichtung 10, wie sie bspw. für die Betätigung der vorstehend genannten vier Schaltelemente zur Anwendung kommen kann. So können die Schaltelemente von „innen“ heraus betätigt, d.h. aus der Antriebswelle GW1 heraus betätigt werden. Die vier Schaltelemente werden hierbei mittels zweier als Steuerstangen S1, S2 ausgeführten Betätigungselemente betätigt, welche wiederum durch je einen Aktuator A1, A2 aktuiert werden. Dabei erfolgt die Betätigung der Schaltelemente aus der Antriebswelle heraus, also von innen. Bei den Schaltelementen handelt es sich Klauenschaltelemente.
  • Zu 25: Die Antriebswelle GW1 des Getriebes G ist vorliegend als Hohlwelle ausgeführt. Eine erste Steuerstange S1 ist ebenfalls als eine Hohlwelle ausgeführt während eine zweite Steuerstange S2 hingegen als eine Vollwelle ausgeführt ist. Beide Steuerstangen S1, S2 sind innerhalb der Antriebswelle GW1 geführt, wobei die zweite Steuerstange S2 innerhalb der ersten Steuerstange S1 geführt ist. Von radial außen gesehen ergibt sich die Reihenfolge: Antriebswelle GW1, erste Steuerstange S1, zweite Steuerstange S2. Die erste Steuerstange S1 kann mittels eines ersten Aktuators A1 aktuiert werden, wohingegen die zweite Steuerstange S2 mittels eines zweiten Aktuators A2 aktuiert werden kann.
  • Die Aktuatoren A1, A2 sind auf einer dem dritten Schaltelement C abgewandten Seite des sechsten Schaltelements F angeordnet.
  • Im betätigten, d.h. geschlossenen Zustand verbinden die Schaltelemente D, E, C und F die Antriebswelle GW1 drehfest mit jeweils einer anderen Welle. So verbindet
    • - das vierte Schaltelement D die Antriebswelle GW1 mit einer zweiten Welle 22,
    • - das fünfte Schaltelement E die Antriebswelle GW1 mit einer dritten Welle 33,
    • - das dritte Schaltelement C die Antriebswelle GW1 mit einer vierten Welle 44 und
    • - das sechste Schaltelement F die Antriebswelle GW1 mit einer fünften Welle 55.
  • Die Welle 22 kann zumindest einen Teil des ersten Elements E21 des ersten Planetenradsatzes P1 bilden oder mit diesem verbunden sein. Die Welle 44 kann dabei zumindest einen Teil des dritten Elements E31 des ersten Planetenradsatzes P1 bilden oder mit diesem verbunden sein. Die Welle 55 kann dabei zumindest einen Teil des zweiten Elements E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 bilden oder mit diesem verbunden sein. Die Welle 33 kann dabei zumindest einen Teil des ersten Elements E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 bilden oder mit diesem verbunden sein.
  • Die Wellen 22, 33, 44 und 55 weisen zur formschlüssigen Verbindungen Verzahnungen 2a, 3a, 4a bzw. 5a auf, welche zu Verzahnungen 2b, 3b, 4b bzw. 5b der Klauen korrespondieren. Die Funktionsweise von Klauenkupplungen ist aus dem Stand der Technik bekannt, sodass hier nicht näher darauf einzugehen ist.
  • Jede Steuerstange S1, S2 kann genau zwei Schaltelemente betätigen. Wie 15 gut zu entnehmen ist, betätigt die erste Steuerstange S1 das dritte und fünfte Schaltelement C bzw. E, welche vorliegend als ein Doppelschaltelement ausgeführt sind. Wohingegen die zweite Steuerstange S2 die räumlich voneinander getrennten Schaltelemente D und F betätigt.
  • Zur Betätigung des fünften Schaltelements E bewegt der erste Aktuator A1 ausgehend von einem nicht betätigten Zustand die erste Schaltstange S1 in Pfeilrichtung 98, also in Blickrichtung nach links. Zur Betätigung des dritten Schaltelements C bewegt der erste Aktuator A1 ausgehend von einem nicht betätigten Zustand die erste Schaltstange S1 in Pfeilrichtung 99, also in Blickrichtung nach rechts.
  • Zur Betätigung des vierten Schaltelements D bewegt der zweite Aktuator A2 ausgehend von einem nicht betätigten Zustand die zweite Schaltstange S2 in Pfeilrichtung 96, also in Blickrichtung nach links. Zur Betätigung des sechsten Schaltelements F bewegt der zweite Aktuator A2 ausgehend von einem nicht betätigten Zustand die zweite Schaltstange S2 in Pfeilrichtung 97, also in Blickrichtung nach rechts.
  • Damit die Schaltelemente aus der Antriebswelle GW1 heraus betätigt werden können, weist die Antriebswelle GW1 drei Ausnehmungen auf, nämlich eine erste Ausnehmung 11, eine zweite Ausnehmung 12 und eine dritte Ausnehmung 13. Zudem weist die erste Steuerstange S1 eine Ausnehmung 21 auf. Die Ausnehmungen sind vorliegend Langlöcher.
  • Eine mechanische Kopplung oder Verbindung des Schaltelements D mit der zweiten Steuerstange S2 erfolgt durch das erste Langloch 11 der Antriebswelle GW1 hindurch. Eine mechanische Kopplung der Schaltelemente E, C mit der ersten Steuerstange S1 erfolgt durch das zweite Langloch 12 der Antriebswelle GW1 hindurch. Aufgrund der Ausführung als ein Doppelschaltelement ist die mechanische Anbindung zweier Schaltelemente durch lediglich ein Langloch hindurch möglich. Hingegen erfolgt die mechanische Kopplung des Schaltelements F durch die zwei zueinander korrespondierenden, d.h. im Wesentlichen fluchtenden Langlöcher 13, 21 der Antriebswelle GW1 bzw. der ersten Steuerstange S1 hindurch.
  • Das jeweilige Schaltelement D, E, C und F ist jeweils über einen nicht näher bezeichneten Abschnitt, welcher durch das jeweilige Langloch 11, 12, 13 bzw. 21 geführt ist, drehfest mit der Steuerstange S1, S2 verbunden.
  • Die Schaltelemente D und F einerseits sowie E und C andererseits werden kollektiv gesteuert. D.h., wenn Schaltelement D eingelegt wird, wird gleichzeitig Schaltelement F ausgelegt und umgekehrt. So verhält es sich auch mit den Schaltelementen E und C.
  • Damit die eine Steuerstange nicht versehentlich die andere Steuerstange bewegt und damit ggf. ein Schaltelement ein- oder auslegt, weist das Langloch 21 der ersten Steuerstange S1 einen größeren Durchmesser als das dritte Langloch 13 der Antriebswelle GW1 auf. Vorliegend ist der Durchmesser doppelt so groß. Wie zudem zu erkennen ist, sind die beiden Steuerstangen derart zueinander ausgerichtet, dass die beiden Langlöcher 13, 21 fluchtend zueinander liegen, wenn die Schaltelemente jeweils in einem nicht betätigten Zustand sind.
  • Mittels der Betätigungseinrichtung 10 lassen sich die beiden außen angeordneten Schaltelemente D, F mittels nur einer Schaltstange bzw. mittels nur eines Aktuators betätigen. Somit sind für die vier Schaltelemente C, D, E und F entsprechend nur zwei Aktuatoren A1, A2 erforderlich.
  • Aus 26 geht eine schematische Darstellung der Betätigungseinrichtung 10 in einer zweiten Ausführung hervor. Im Unterschied zur Ausführung nach 25 betätigt die erste Steuerstange S1 die zwei Schaltelemente D und F. Die Schaltelemente C und E werden hingegen von der zweiten Steuerstange S2 betätigt. Hierfür ist das Langloch 21 in der ersten Steuerstange S1 derart angeordnet, dass es mit dem zweiten Langloch 12 der Antriebswelle GW1 korrespondiert. Die Langlöcher 11, 12, 13 bleiben unverändert.
  • Zur Betätigung des Schaltelements E bewegt also der zweite Aktuator A2 ausgehend von einem nicht betätigten Zustand die zweite Schaltstange S2 in Pfeilrichtung 98, also in Blickrichtung nach links. Zur Betätigung des Schaltelements C bewegt der zweite Aktuator A2 ausgehend von einem nicht betätigten Zustand die zweite Schaltstange S2 in Pfeilrichtung 99, also in Blickrichtung nach rechts.
  • Zur Betätigung des Schaltelements D bewegt der erste Aktuator A1 ausgehend von einem nicht betätigten Zustand die erste Schaltstange S1 in Pfeilrichtung 96, also in Blickrichtung nach links. Zur Betätigung des Schaltelements F bewegt der erste Aktuator A1 ausgehend von einem nicht betätigten Zustand die erste Schaltstange S1 in Pfeilrichtung 97, also in Blickrichtung nach rechts. Im Übrigen entspricht die Variante nach 26 der Ausgestaltung nach 25, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Aus 27 geht eine schematische Darstellung der Betätigungseinrichtung 10 in einer dritten Ausführung hervor. Im Unterschied zur Ausführung nach 26 ist die zweite Steuerstange S2 als Hohlwelle ausgeführt. Dies ermöglicht ein geringeres Gewicht und bietet Platz für eine vorliegend nicht dargestellte Ölschmierung. Im Übrigen entspricht die Variante nach 27 der Ausgestaltung nach 25, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Aus 28 geht eine schematische Darstellung der Betätigungseinrichtung 10 in einer weiteren Ausführung hervor. Im Unterschied zur Ausführung nach 25 betätigt die erste Steuerstange S1 die zwei Schaltelemente D und F. Die Schaltelemente C und E werden hingegen von der zweiten Steuerstange S2 betätigt. Dies entspricht der Ausführungsform nach 26. Zudem ist die zweite Steuerstange S2 als Hohlwelle ausgeführt, vgl. Ausführung gem. 27. Mit anderen Worten handelt es sich um eine Kombination der Ausführungsform gem. der 26 und 27. Im Übrigen entspricht die Variante nach 28 der Ausgestaltung nach 26 bzw. 25, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Aus 29 geht eine schematische Darstellung der Betätigungseinrichtung 10 in einer weiteren Ausführung hervor. Im Unterschied zur Ausführung gem. 25 sind die Schaltelemente C und E jeweils als Einzelschaltelemente ausgeführt. Dies macht ein viertes Langloch 14 in der Antriebswelle GW1 erforderlich, das axial zwischen dem zweiten Langloch 12 und dem dritten Langloch 13 angeordnet ist.
  • Anders als bei der Ausführung gem. 25 korrespondiert nunmehr das vierte Langloch 14 der Antriebswelle GW1 mit dem Langloch 21 der ersten Steuerstange S1. Die erste Steuerstange S1 betätigt das fünfte E und sechste Schaltelement F während hingegen die zweite Steuerstange S2 die Schaltelemente C und D betätigt.
  • Die mechanische Verbindung des dritten Schaltelements C mit der zweiten Steuerstange S2 erfolgt dabei durch einen nicht näher bezeichneten Abschnitt durch die zwei Langlöcher 14 bzw. 21 hindurch.
  • So können vier räumlich getrennte Schaltelemente, nämlich D und C einerseits sowie E und F andererseits, durch genau zwei Aktuatoren A1, A2 betätigt werden. Im Übrigen entspricht die Variante nach 29 der Ausgestaltung nach 25, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Aus 30 geht eine schematische Darstellung der Betätigungseinrichtung 10 in einer weiteren Ausführung hervor. Im Unterschied zur Ausführung gem. 25 sind die Schaltelemente E und C jeweils als Einzelschaltelemente ausgeführt. Dies macht ein viertes Langloch 14 in der Antriebswelle GW1 erforderlich, das axial zwischen dem zweiten Langloch 12 und dem dritten Langloch 13 angeordnet ist. Wie in 25 korrespondiert das Langloch 21 der ersten Steuerstange S1 mit dem dritten Langloch 13 der Antriebswelle GW1.
  • Die erste Steuerstange S1 betätigt wie bei der Ausführung nach 25 die Schaltelemente E und C, während hingegen die zweite Steuerstange S2 die Schaltelemente D und F betätigt. Im Übrigen entspricht die Variante nach 30 der Ausgestaltung nach 25, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • 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
    A
    Erstes Schaltelement
    B
    Zweites Schaltelement
    C
    Drittes Schaltelement
    D
    Viertes Schaltelement
    E
    Fünftes Schaltelement
    F
    Sechstes Schaltelement
    K
    Siebtes Schaltelement
    H
    Achtes Schaltelement
    I/J
    Neuntes Schaltelement
    K0
    Zehntes Schaltelement
    SP1
    Schaltelementpaar
    SP2
    Schaltelementpaar
    SP3
    Schaltelementpaar
    1
    Erster Gang
    2
    Zweiter Gang
    3.1
    Dritter Gang
    3.2
    Dritter Gang
    3.3
    Dritter Gang
    3.4
    Dritter Gang
    3.5
    Dritter Gang
    3.6
    Dritter Gang
    3.7
    Dritter Gang
    3.8
    Dritter Gang
    4
    Vierter Gang
    E2
    erster Gang
    E4
    zweiter Gang
    E3
    dritter Gang
    V3
    dritter Gang
    Z1
    zusätzlicher Gang
    EDA-V
    elektrodynamisches Vorwärtsfahren
    EDA-R
    elektrodynamisches Rückwärtsfahren
    GW1
    Erste Antriebswelle
    GW1-A
    Anschlussstelle
    GW2
    Zweite Antriebswelle
    GWA
    Abtriebswelle
    GWA-A
    Anschlussstelle
    AN
    Anschlusswelle
    EM1
    Elektromaschine
    S1
    Stator
    R1
    Rotor
    EM2
    Elektromaschine
    S2
    Stator
    R2
    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
    22
    Welle
    33
    Welle
    44
    Welle
    55
    Welle
    11
    Ausnehmung, Langloch, Bohrung
    12
    Ausnehmung, Langloch, Bohrung
    13
    Ausnehmung, Langloch, Bohrung
    14
    Ausnehmung, Langloch, Bohrung
    21
    Ausnehmung, Langloch, Bohrung
    96
    Richtung
    97
    Richtung
    98
    Richtung
    99
    Richtung
    A1
    Aktuator
    A2
    Aktuator
    S1
    Betätigungselement, Steuerstange
    S2
    Betätigungselement, Steuerstange
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014218610 A1 [0003]

Claims (23)

  1. Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine (EM1), eine erste Antriebswelle (GW1), eine zweite Antriebswelle (GW2), eine Abtriebswelle (GWA), sowie einen ersten Planetenradsatz (P1) und einen zweiten Planetenradsatz (P2), wobei die Planetenradsätze (P1, P2) jeweils mehrere Elemente (E11, E21, E31, E12, E22, E32) umfassen, wobei ein erstes (A), ein zweites (B), ein drittes (C), ein viertes (D) und ein fünftes Schaltelement (E) vorgesehen sind, und wobei ein Rotor (R1) der Elektromaschine (EM1) mit der zweiten Antriebswelle (GW2) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, - dass ein erstes Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) über das erste Schaltelement (A) an einem drehfesten Bauelement (GG) festsetzbar ist, - dass ein erstes Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) über das zweite Schaltelement (B) an dem drehfesten Bauelement (GG) festsetzbar ist, - dass die erste Antriebswelle (GW1) über das dritte Schaltelement (C) mit der Abtriebswelle (GWA) drehfest verbindbar ist, - dass die erste Antriebswelle (GW1) über das vierte Schaltelement (D) mit dem ersten Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) drehfest verbindbar ist, - dass die erste Antriebswelle (GW1) über das fünfte Schaltelement (E) mit der zweiten Antriebswelle (GW2) drehfest verbindbar ist, - dass die Abtriebswelle (GWA) sowohl mit einem dritten Element (E31) des ersten Planetenradsatzes (P1) als auch mit einem zweiten Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest verbunden ist, - dass die zweite Antriebswelle (GW2) sowohl mit einem zweiten Element (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) als auch mit einem dritten Element (E32) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest verbunden ist.
  2. Getriebe (G) nach Anspruch 1, wobei sich durch selektives Betätigen der Schaltelemente (A, B, C, D, E) genau vier Gänge zwischen der ersten Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GWA) ergeben.
  3. Getriebe (G) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich durch selektives Betätigen der fünf Schaltelemente (A, B, C, D, E) - ein erster Gang (1) zwischen der ersten Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GWA) durch Betätigen des ersten (A) und des vierten Schaltelements (D), - ein zweiter Gang zwischen der ersten Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GWA) Betätigen des ersten (A) und des fünften Schaltelements (E), - ein dritter Gang (3) zwischen der ersten Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GWA) ◯ in einer ersten Variante (3.1) durch Betätigen des ersten (A) und des dritten Schaltelements (C), ◯ in einer zweiten Variante (3.2) durch Betätigen des zweiten (B) und des dritten Schaltelements (C), ◯ in einer dritten Variante (3.3) durch Betätigen des dritten (C) und des vierten Schaltelements (D), ◯ in einer vierten Variante (3.4) durch Betätigen des dritten (C) und des fünften Schaltelements (E), ◯ in einer fünften Variante (3.8) durch Betätigen des vierten (D) und des fünften Schaltelements (E), - ein vierter Gang (4) zwischen der ersten Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GWA) durch Betätigen des zweiten (B) und des fünften Schaltelements (E) ergibt.
  4. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich zwischen der zweiten Antriebswelle (GW2) und der Abtriebswelle (GWA) - ein erster Gang (E2) durch Betätigen des ersten Schaltelements (A), - ein zweiter Gang (E4) durch Betätigen des zweiten Schaltelements (B) ergibt.
  5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich ein elektrodynamischer Anfahrmodus (EDA-R) für Rückwärtsfahren durch Betätigen des vierten Schaltelements (D) ergibt.
  6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine weitere Elektromaschine (EM2) vorgesehen ist, deren Rotor (R2) mit der ersten Antriebswelle (GW1) in Verbindung steht.
  7. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Antriebswelle (GW1) über ein sechstes Schaltelement (F) mit dem ersten Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest verbindbar ist.
  8. Getriebe nach Anspruch 7, wobei sich durch selektives Betätigen der sechs Schaltelemente (A, B, C, D, E, F) ein dritter Gang (3) zwischen der ersten Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GWA) - in einer sechsten Variante (3.5) durch Betätigen des dritten (C) und des sechsten Schaltelements (F), - in einer siebten Variante (3.6) durch Betätigen des fünften (E) und des sechsten Schaltelements (F), - in einer achten Variante (3.7) durch Betätigen des vierten (D) und des sechsten Schaltelements (F) ergibt.
  9. Getriebe nach Anspruch 7 oder 8, wobei sich ein zusätzlicher Gang (Z1) zwischen der ersten Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GWA) durch Betätigen des zweiten (B) und sechsten Schaltelements (F) ergibt.
  10. Getriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei sich ein elektrodynamischer Anfahrmodus (EDA-V) für Vorwärtsfahrt durch Betätigen des sechsten Schaltelements (F) ergibt.
  11. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein siebtes Schaltelement (K) vorgesehen ist, das derart angeordnet und ausgebildet ist, dass es im betätigten Zustand zwei Elemente des ersten Planetenradsatzes (P1) oder zweiten Planetenradsatzes (P2) drehfest miteinander verbindet.
  12. Getriebe nach Anspruch 11, wobei sich zwischen der zweiten Antriebswelle (GW2) und der Abtriebswelle (GWA) durch Betätigen des siebten Schaltelements (K) ein dritter Gang (E3) ergibt.
  13. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein achtes Schaltelement (H) vorgesehen ist, das derart angeordnet und ausgebildet ist, dass es im betätigten Zustand die zweite Antriebswelle (GW2) mit dem drehfesten Bauelement (GG) drehfest verbindet.
  14. Getriebe nach Anspruch 13, wobei zwischen erster Antriebswelle (GW1) und Abtriebswelle (GWA) durch Betätigen des vierten (D) und des achten Schaltelements (H) ein mechanischer Rückwärtsgang darstellbar ist.
  15. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein neuntes Schaltelement in der Form eines Doppeltschaltelements (I/J) vorgesehen ist, welches angeordnet und ausgebildet ist, den Rotor (R) der ersten Elektromaschine (EM1) - in einer ersten Schaltstellung mit dem ersten Element (E11) des ersten Planetenradsatzes (P1) in Verbindung zu bringen oder - in einer zweiten Schaltstellung mit dem zweiten Element (E21) des ersten Planetenradsatzes (P1) in Verbindung zu bringen oder - in eine dritte, neutrale Stellung zu überführen.
  16. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest zwei Schaltelemente zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst sind, welchem ein Betätigungselement zugeordnet ist, wobei über das Betätigungselement aus einer Neutralstellung heraus einerseits das eine Schaltelement und andererseits das andere Schaltelement betätigbar ist.
  17. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest vier Schaltelemente zu zwei Schaltelementpaaren zusammengefasst sind, welchen jeweils ein Betätigungselement zugeordnet ist, wobei über das Betätigungselement aus einer Neutralstellung heraus einerseits das jeweils eine Schaltelement und andererseits das jeweils andere Schaltelement betätigbar ist.
  18. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest sechs Schaltelemente zu drei Schaltelementpaaren zusammengefasst sind, welchem jeweils ein Betätigungselement zugeordnet ist, wobei über das Betätigungselement aus einer Neutralstellung heraus einerseits das jeweils eine Schaltelement und andererseits das jeweils andere Schaltelement betätigbar ist.
  19. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine weitere Elektromaschine (EM2) vorgesehen ist, deren Rotor (R2) mit der ersten Antriebswelle (GW1) in Verbindung steht.
  20. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Antriebswelle (GW1) über ein zehntes Schaltelement (K0) drehfest mit einer Anschlusswelle (AN) verbindbar ist.
  21. Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein oder mehrere der Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G, H, I/J, K0) jeweils als formschlüssiges Schaltelement realisiert sind.
  22. Kraftfahrzeugantriebsstrang, insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, umfassend ein Getriebe (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 21.
  23. Verfahren zum Betreiben eines Getriebes (G) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung eines Ladebetriebes oder eines Startbetriebes lediglich das fünfte Schaltelement (E) geschlossen wird.
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