DE102019216621A1 - Getriebeanordnung, Hybrid-Getriebeanordnung, Hybrid-Antriebsstrang sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Getriebeanordnung, Hybrid-Getriebeanordnung, Hybrid-Antriebsstrang sowie Kraftfahrzeug Download PDF

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Juri Pawlakowitsch
Ingo Pfannkuchen
Oliver BAYER
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Martin Brehmer
Peter Ziemer
Thomas Martin
Michael Wechs
Fabian Kutter
Johannes Kaltenbach
Matthias Horn
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung (4) mit einer ersten Getriebeeingangswelle (24), einer zweiten Getriebeeingangswelle (26), einer ersten Vorgelegewelle (28), einer zweiten Vorgelegewelle (30), einem ersten Losrad (32) und einem zweiten Losrad (34), wobei das erste Losrad (32) und das zweite Losrad (34) auf der ersten Vorgelegewelle (30) angeordnet sind, und einem Koppelschaltelement (W), wobei mittels des Koppelschaltelementes (W) das erste Losrad (32) und das zweite Losrad (34) drehfest verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelschaltelement (W) als Einzelschaltelement zwischen dem ersten Losrad (32) und dem zweiten Losrad (34) angeordnet ist.Daneben betrifft die Erfindung eine Hybrid-Getriebeanordnung.Daneben betrifft die Erfindung einen Hybrid-Antriebsstrang.Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung mit einer ersten Getriebeeingangswelle, einer zweiten Getriebeeingangswelle, einer Vorgelegewelle, einem ersten Losrad und einem zweiten Losrad, wobei das erste Losrad und das zweite Losrad auf der Vorgelegewelle angeordnet sind, und ein Koppelschaltelement, wobei mittels des Koppelschaltelementes das erste Losrad und das zweite Losrad drehfest verbindbar sind.
  • Aus der DE 10 2016 210 713 A1 geht ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Windungsgängen hervor. Das Koppelschaltelement ist dabei in einer zweiseitigen Schalteinrichtung angeordnet. Das Koppelschaltelement kann zwei Losräder verbinden, über die zwei Vorgelegewellen verknüpft werden.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Getriebeanordnung anzugeben, die Bauraum optimiert ist.
  • Zur Lösung dieses Problems wird bei einer Getriebeanordnung der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung eine einzigen Vorgelegewelle aufweist. Mit anderen Worten ist die Vorgelegewelle die einzige Vorgelegewelle der Getriebeanordnung.
  • Eine Vorgelegewelle ist eine Welle in einer Getriebeanordnung, die wenigstens ein Zahnrad aufweist, das mit einem Zahnrad auf einer der Getriebeeingangswellen kämmt. Weiterhin weist eine Vorgelegewelle ein Abtriebszahnrad auf, um das über das Gangzahnrad erhaltene Antriebsmoment abzutreiben. Eine Vorgelegewelle besitzt also wenigstens ein angetriebenes und ein abtreibendes Zahnrad. Vorgelegewellen werden manchmal auch als Abtriebswellen bezeichnet. In der vorliegenden Erfindung wird diejenige Welle als Vorgelegewelle bezeichnet, die im Drehmomentfluss auf die Getriebeeingangswellen folgt. Ob auf die Vorgelegewelle weitere Wellen folgen und wie diese bezeichnet sind ist dabei unerheblich. D. h., die Vorgelegewelle kann direkt auf ein Differenzial abtreiben oder auch über eine weitere Welle.
  • Die Losräder auf der Vorgelegewelle sind zur Bildung eines Windungsganges miteinander koppelbar.
  • Bevorzugt kann das Koppelschaltelement in einem Doppelschaltelement angeordnet sein. Dadurch ergibt sich eine sehr kompakte Anordnung aller Bauteile.
  • Vorzugsweise kann das erste Losrad mit der ersten Getriebeeingangswelle und das zweite Losrad mit der zweiten Getriebeeingangswelle wirkverbunden sein. D. h., dass das erste Losrad mit einem Zahnrad auf der ersten Getriebeeingangswelle und das zweite Losrad mit einem Zahnrad auf der zweiten Getriebeeingangswelle kämmt. Eine Drehmomentübertragung findet aber erst statt, wenn das erste Losrad oder das zweite Losrad mit der Vorgelegewelle drehfest verbunden sind oder wenn das erste Losrad und das zweite Losrad bei der Bildung des Windungsganges miteinander gekoppelt sind. Vorteilhafterweise kann ausschließlich das Koppelschaltelement zwischen dem ersten Losrad und dem zweiten Losrad angeordnet sein. Dadurch wird es möglich, die Verteilung der Zahnräder auf der Vorgelegewelle und den Getriebeeingangswellen bauraumoptimiert zu gestalten. Vorzugsweise kann das Koppelschaltelement in einem Doppelschaltelement angeordnet sein. Dadurch kann ein Aktuator eingespart werden. Vorteilhafterweise ist eine Verbindung des Koppelschaltelementes durch eine Öffnung in einem der Losräder zu dem zweiten Schaltelement des Doppelschaltelementes vorhanden. Bevorzugt kann die Verbindung durch das zweite Losrad erfolgen.
  • Die Losräder sind also Zahnrädern unterschiedlicher Getriebeeingangswellen zugeordnet.
  • Bevorzugt ist die zweite Getriebeeingangswelle auf der ersten Getriebeeingangswelle gelagert. D. h., dass sie als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Getriebeeingangswelle zumindest teilweise, bevorzugt auf ihrer gesamten Länger, umgreift. Die erste Getriebeeingangswelle kann als Vollwelle ausgebildet sein, sie kann aber ebenfalls als eine Hohlwelle sein.
  • Alternativ hierzu können die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle auf der selben Achse aber in axialer Richtung versetzt angeordnet sein. Dann können beide Getriebeeingangswellen als Vollwellen ausgebildet sein.
  • Vorteilhafterweise kann die erste Getriebeeingangswelle und/oder die zweite Getriebeeingangswelle schaltkupplungsfrei ausgebildet sein. In einer ersten Alternative sind sowohl die erste Getriebeeingangswelle als auch die zweite Getriebeeingangswelle schaltkupplungsfrei ausgebildet. In einer zweiten Alternative kann auf einer der Getriebeeingangswellen eine, insbesondere eine enizige, Schaltkupplung angeordnet sein. Eine Schaltkupplung verbindet dabei ein Losrad mit einer Welle, eine Kupplung zwei Wellen miteinander. Das Koppelschaltelement verbindet, wie weiter oben beschrieben, zwei Losräder miteinander.
  • Bevorzugt kann bei geschlossenem Koppelschaltelement ein erster Vorwärtsgang für einen Vorwärts-Fahrbetrieb realisiert sein. Der erste Vorwärtsgang ist also als Windungsgang ausgebildet. Das heißt, dass beide Teilgetriebe zur Realisierung verwendet werden, weil beide Getriebeeingangswellen im Drehmomentfluss stehen.
  • Bevorzugt kann bei einem geöffneten Koppelschaltelement dem ersten Losrad ein dritter Vorwärtsgang zugeordnet sein. Weiterhin kann bei einem geöffneten Koppelschaltelement dem zweiten Losrad ein vierter Vorwärtsgang zugeordnet sein. Die Losräder des dritten und vierten Ganges werden also bei der Bildung des ersten Ganges mitverwendet.
  • Vorzugsweise können auf der ersten Getriebeeingangswelle und/oder der zweiten Getriebeeingangswelle genau ein Festrad angeordnet sein. Insbesondere kann auf der ersten Getriebeeingangswelle und/oder der zweiten Getriebeeingangswelle ausschließlich genau ein Festrad angeordnet sein. Es befindet sich dann kein Losrad auf dieser Welle.
  • Weiterhin können auf der zweiten Getriebeeingangswelle und/oder der ersten Getriebeeingangswelle genau zwei Festräder angeordnet sein. Insbesondere kann auf der ersten Getriebeeingangswelle und/oder der zweiten Getriebeeingangswelle ausschließlich genau zwei Festräder angeordnet sein. Es befindet sich dann kein Losrad auf diesen Wellen.
  • Es kann also bevorzugt vorgesehen sein, dass sich genau drei Festräder auf die beiden Getriebeeingangswellen verteilen.
  • Alternativ können auf der einen Getriebeeingangswelle genau ein Festrad und der anderen Getriebeeingangswelle genau zwei Festräder angeordnet sein. Insbesondere kann auf der einen Getriebeeingangswelle ausschließlich genau ein Festrad angeordnet sein. Weiterhin können auf der anderen Welle ausschließlich genau zwei Festräder angeordnet sein. In einer ersten Ausgestaltung ist die eine Getriebeeingangswelle die erste Getriebeeingangswelle und die andere Getriebeeingangswelle die zweite Getriebeeingangswelle. Alternativ ist die eine Getriebeeingangswelle die zweite Getriebeeingangswelle und die andere Getriebeeingangswelle die erste Getriebeeingangswelle.
  • Weiter alternativ können auf der einen Getriebeeingangswelle genau ein Festrad und der anderen Getriebeeingangswelle genau ein Festrad und genau ein Losrad angeordnet sein. Insbesondere kann auf der einen Getriebeeingangswelle ausschließlich genau ein Festrad angeordnet sein. Weiterhin können auf der anderen Welle ausschließlich genau ein Festrad und genau ein Losrad angeordnet sein. In einer ersten Ausgestaltung ist die eine Getriebeeingangswelle die erste Getriebeeingangswelle und die andere Getriebeeingangswelle die zweite Getriebeeingangswelle. Alternativ ist die eine Getriebeeingangswelle die zweite Getriebeeingangswelle und die andere Getriebeeingangswelle die erste Getriebeeingangswelle.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Getriebeanordnung rückwärtsgangradfrei ausgebildet sein. Der Rückwärtsgang ist dann nicht mechanisch realisiert. Dann kann die Getriebeanordnung in einer Hybrid-Getriebeanordnung realisiert sein und der Rückwärtsgang elektrisch gebildet werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Getriebeanordnung eine Kupplungsanordnung. Die Kupplungsanordnung weist bevorzugt wenigstens zwei Kupplungen auf. Diese sind vorteilhafterweise als Doppelkupplung angeordnet und dienen der wahlweisen Verbindung eines Antriebs, insbesondere eines Verbrennungsmotors und/oder Elektromotors, mit einer der Getriebeeingangswellen.
  • Vorteilhafterweise kann die Kupplungsanordnung drei Kupplungen aufweisen. Eine der Kupplungen kann als Trennkupplung angeordnet sein. Die Trennkupplung dient der Abkopplung eines Verbrennungsmotors vom Antriebsstrang.
  • Weiterhin kann die Kupplungsanordnung zwei Lastschalkupplungen aufweisen. Dabei kann der Ausgang jeweils einer der Kupplungen mit einer der Getriebeeingangswellen verbunden sein. Die Lastschaltkupplungen bilden dann eine Doppelkupplungsanordnung. Die Kupplungen können als Lamellenkupplungen ausgebildet sein.
  • Alternativ kann wenigstens eine der Kupplungen als Konuskupplung ausgebildet sein. Derartige Kupplungen sind aus Synchronisiereinrichtungen bekannt. Bevorzugt sind beide Kupplungen der Doppelkupplungsanordnung als Konuskupplung ausgebildet. Im Gegensatz zu einer Synchronisierng ist aber keine Klauenkupplung vorgesehen.
  • Vorteilhafterweise kann die Getriebeanordnung genau zwei Teilgetriebe aufweisen. Dies ermöglicht eine erhöhte Funktionalität und bspw. Zugkraftunterstützung sowohl beim Gangwechsel, insbesondere einem verbrennungsmotorischen als auch einem elektrischen Gangwechsel.
  • Bevorzugt kann wenigstens eines der Teilgetriebe als Gangwechselgetriebe ausgebildet sein. Insbesondere kann genau eines der beiden Teilgetriebe als Gangwechselgetriebe ausgebildet sein. Es umfasst dann wenigstens zwei Gangstufen. Dabei wird ein Windungsgang nicht mitgezählt.
  • Die Zahnräder der Getriebeanordnung sind bevorzugt als Stirnräder ausgebildet.
  • Weiterhin kann die Getriebeanordnung genau zwei Getriebeeingangswellen aufweisen.
  • Eine Gangstufe ist eine mechanisch realisierte Übersetzung zwischen zwei Wellen. Die Gesamtübersetzung zwischen Verbrennungsmotor oder Antriebseinrichtung und Rad weist weitere Übersetzungen auf, wobei die Übersetzungen vor einer Gangstufe, die sogenannten Vorübersetzungen, vom verwendeten Abtrieb abhängen können. Die Nachübersetzungen sind üblicherweise gleich. In einer weiter unten gezeigten Ausführungsform wird die Drehzahl und das Drehmoment einer Antriebseinrichtung mehrmals übersetzt, nämlich durch wenigstens ein Zahnradpaar zwischen der Ausgangswelle der Antriebseinrichtung und einer Getriebeeingangswelle. Dies ist eine Vorübersetzung. Dann folgt ein Zahnradpaar einer Gangstufe mit einer von der Gangstufe abhängigen Übersetzung. Schließlich folgt ein Zahnradpaar zwischen Vorgelegewelle und Differenzial als Nachübersetzung. Ein Gang weist dann eine Gesamtübersetzung auf, die vom Antrieb und der Gangstufe abhängt. Ohne weitere Angaben bezieht sich ein Gang dann auf die eingesetzte Gangstufe.
  • Lediglich der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die aufsteigenden Ziffern der Gangstufen wie üblich auf eine sinkende Übersetzung verweisen. Eine zweite Gangstufe G2 hat eine größere Übersetzung als eine dritte Gangstufe G3, etc.
  • Dies gilt auch bei Windungsgängen, allerdings ermittelt sich die Gesamtübersetzung zwischen den Wellen aufwendiger, da noch mehr Wellen und Übersetzungen zu berücksichtigen sind. Am Ende ermittelt man aber eine Übersetzung zwischen der ersten Welle, auf der angetrieben wird, und der letzten Welle, auf der abgetrieben wird.
  • Wird Drehmoment vom Verbrennungsmotor über die zweite Gangstufe G2 übertragen, so wird dies als verbrennungsmotorischer Gang V2 bezeichnet. Übertragen die zweite Antriebseinrichtung und der Verbrennungsmotor gleichzeitig über die erste Gangstufe G2 Drehmoment, wird dies als hybridischer Gang H22 bezeichnet. Überträgt nur die zweite Antriebseinrichtung Drehmoment über die zweite Gangstufe G2 wird von einem elektrischen Gang E2 gesprochen. Die erste Gangstufe G1 oder die vierte Gangstufe G4 sind in mehreren weiter unten gezeigten Ausführungsformen als Windungsgang ausgebildet und daher aus den untenstehenden Figuren nicht direkt ersichtlich, weswegen exemplarisch auf die zweite Gangstufe G2 verwiesen wurde.
  • In der vorliegenden Erfindung wird unter einer Schalteinrichtung eine Anordnung mit einem oder zwei Schaltelementen verstanden. Die Schalteinrichtung ist dann einseitig oder zweiseitig ausgebildet. Ein Schaltelement kann eine Kupplung oder eine Schaltkupplung sein. Eine Kupplung dient der drehfesten Verbindung zweier Wellen und eine Schaltkupplung der drehfesten Verbindung einer Welle mit einer auf ihr drehbar gelagerten Nabe, bspw. einem Losrad. Die Kupplungen zur Verbindung der Getriebeeingangswellen mit dem Verbrennungsmotor verbinden die jeweilige Getriebeeingangswelle mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors. Eine zweiseitige Schalteinrichtung wird auch Doppelschaltelement genannt.
  • Zwischen den genannten Kupplungen und der Kurbelwelle können einen Trennkupplung und/oder eine Dämpfungsanordnung angebunden sein. Die Trennkupplung dient der Abkopplung des Verbrennungsmotors während einer rein elektrischen Fahrt und die Dämpfungsanordnung der Filterung von Schwingungen.
  • Vorzugsweise kann zumindest ein Teil der Kupplungen und/oder Schaltkupplungen als Klauenkupplungen ausgebildet sein.
  • Daneben betrifft die Erfindung eine Hybrid-Getriebeanordnung mit einer Getriebeanordnung und wenigstens einer an die Getriebeanordnung angebundenen Antriebseinrichtung. Die Hybrid-Getriebeanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Getriebeanordnung wie beschrieben ausgebildet ist.
  • Vorzugsweise kann die Antriebseinrichtung als Elektromotor ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann die Antriebseinrichtung achsparallel zu den Getriebeeingangswellen angeordnet sein. Sie ist damit üblicherweise auch achsparallel zu den Vorgelegewellen angeordnet.
  • Bevorzugt kann die Antriebseinrichtung mit der Kupplungsanordnung wirkverbunden sein, insbesondere auf deren Antriebsseite. Weiterhin kann sich bei Verwendung einer Dreifachkupplungsanordnung mit einer Trennkupplung und einer Doppelkupplung der Angriffspunkt auf der Abtriebsseite der Trennkupplung und der Antriebsseite der Doppelkupplungsanordnung befinden. Dadurch können beide Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes mit einem einzigen Elektromotor angetrieben bzw. mit Drehmoment beaufschlagt werden.
  • Alternativ kann die Antriebseinrichtung mit einer der Getriebeeingangswellen wirkverbunden sein. Dies kann über ein Gangzahnrad realisiert werden oder über ein eigenes Ankoppelzahnrad. Das Ankoppelzahnrad ist drehfest mit einer der Getriebeeingangswellen verbunden. Bevorzugt ist das Ankoppelzahnrad axial außen auf einer der Getriebeeingangswellen angeordnet. Dann ist es das in Einbauposition dem Verbrennungsmotor nächste oder entfernteste Zahnrad auf den Getriebeeingangswellen.
  • Daneben ist es weiterhin möglich, dass die Hybrid-Getriebeeinrichtung zwei Antriebseinrichtungen aufweist. Dabei kann jeweils eine Antriebseinrichtung einem der Teilgetriebe zugeordnet sein, wodurch eine erhöhte Funktionalität erzeugt wird.
  • Daneben betrifft die Erfindung einen Hybrid-Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor und einer Hybrid-Getriebeanordnung. Der Hybrid-Antriebsstrang zeichnet sich dadurch aus, dass die Hybrid-Getriebeanordnung wie beschrieben ausgebildet ist.
  • Vorteilhafterweise kann der Hybrid-Antriebsstrang eine Dämpfeinrichtung, bspw. zwischen Kurbelwelle und erster Getriebeeingangswelle, aufweisen. Die Dämpfungseinrichtung kann einen Torsionsdämpfer und/oder einen Tilger und/oder eine Rutschkupplung aufweisen. Der Torsionsdämpfer kann als Zweimassenschwungrad ausgebildet sein. Der Tilger kann als drehzahladaptiver Tilger ausgebildet sein.
  • Bevorzugt kann der Hybrid-Antriebsstrang eine elektrische Achse aufweisen. Diese ist vorteilhafterweise eine andere Achse als die, der die Hybrid-Getriebeeinrichtug zugeordnet ist. Dann weist der Hybrid-Antriebsstrang zwei separat antreibbare Achsen auf.
  • Vorzugsweise kann der Hybrid-Antriebsstrang ein Differenzial in axialer Richtung zwischen der Kupplungsanordnung und den Radsätzen der Getriebeanordnung aufweisen. Die Radebene des Abtriebs befindet sich also auf der Seite der Kupplungsanordnung. Vorteilhafterweise kann ein Zahnrad zur Anbindung des Differenzials jeweils axial außen auf den Vorgelegewellen angeordnet sein.
  • Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Hybrid-Getriebeanordnung und/oder einem Hybrid-Antriebsstrang. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass die Getriebeanordnung und/oder der Hybrid-Antriebsstrang wie beschrieben ausgebildet sind.
  • Vorteilhafterweise ist die Hybrid-Getriebeanordnung als Front-Quer-Getriebeanordnung im Kraftfahrzeug anordnet.
  • Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Getriebeanordnung und/oder der Hybrid-Getriebeanordnung und/oder des Hybrid-Antriebsstranges auf. Die Steuerungseinrichtung kann also Teil der Getriebeanordnung oder der Hybrid-Getriebeanordnung sein, muss es aber nicht.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
    • 1 ein Kraftfahrzeug,
    • 2 eine Getriebeanordnung in einer ersten Ausführungsform,
    • 3 eine Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 2,
    • 4 eine Getriebeanordnung in einer zweiten Ausführungsform,
    • 5 eine Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 4,
    • 6 eine Getriebeanordnung in einer dritten Ausführungsform,
    • 7 eine Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 6,
    • 8 eine Getriebeanordnung in einer vierten Ausführungsform,
    • 9 eine Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 8,
    • 10 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer ersten Ausführungsform,
    • 11 eine erste Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 10,
    • 12 eine zweite Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 10,
    • 13 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer zweiten Ausführungsform,
    • 14 eine erste Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 13,
    • 15 eine zweite Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 13,
    • 16 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer dritten Ausführungsform,
    • 17 eine erste Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 16,
    • 18 eine zweite Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 16,
    • 19 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer vierten Ausführungsform,
    • 20 eine erste Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 19,
    • 21 eine zweite Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 19,
    • 22 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer fünften Ausführungsform,
    • 23 eine erste Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 22,
    • 24 eine zweite Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 22,
    • 25 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer sechsten Ausführungsform,
    • 26 eine erste Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 25,
    • 27 eine zweite Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 25,
    • 28 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer siebten Ausführungsform,
    • 29 eine erste Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 28,
    • 30 eine zweite Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 28,
    • 31 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer achten Ausführungsform,
    • 32 eine erste Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 31,
    • 33 eine zweite Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 31,
    • 34 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer neunten Ausführungsform,
    • 35 eine erste Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 34,
    • 36 eine zweite Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 34,
    • 37 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer zehnten Ausführungsform,
    • 38 eine erste Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 37,
    • 39 eine zweite Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 37,
    • 40 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer elften Ausführungsform,
    • 41 eine erste Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 40,
    • 42 eine zweite Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 40,
    • 43 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer elften Ausführungsform,
    • 44 eine erste Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 43,
    • 45 eine zweite Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 43,
    • 46 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer elften Ausführungsform,
    • 47 eine erste Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 46,
    • 48 eine zweite Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 46,
    • 49 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer elften Ausführungsform,
    • 50 eine erste Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 49, und
    • 51 eine zweite Schaltmatrix zur Getriebeanordnung nach 49.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Verbrennungsmotor 2 und einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Die Hybrid-Getriebeanordnung 3 weist eine Getriebeanordnung 4 und eine Antriebseinrichtung 5 auf. Die Getriebeanordnung 4 kann eine Kupplungsanordnung 6 sowie eine Radsatzanordnung 7 aufweisen. Der Ausgang der Getriebeanordnung 4 ist mit einem Differenzial 8 verbunden. Über das Differenzial 8 ist wenigstens eine der Achsen 9 oder 10 antreibbar. Treibt das Differenzial 8 beispielsweise die Vorderachse 9 an, kann die Hinterachse 10 bevorzugt als elektrische Achse ausgebildet sein. Auch dann weist das Kraftfahrzeug 1 zwei Elektromotoren auf, wodurch eine erhöhte Funktionalität zur Verfügung steht.
  • Beispielsweise können der Elektromotor 5 und der Elektromotor der elektrischen Hinterachse 10 eine rein elektrische Lastschaltung ermöglichen. Weiterhin kann eine Steuerungseinrichtung 12 zur Steuerung der Getriebeanordnung 4 und/oder der Hybrid-Getriebeanordnung 3 vorhanden sein. Die Steuerungseinrichtung 12 kann dann Aktuatoren für das Getriebe sowie die Kupplungen der Kupplungsanordnung 6 und auch den Elektromotor 5 steuern. Die beschriebenen Bestandteile vom Verbrennungsmotor 2 bis zum Differenzial 8 bilden dabei einen Hybrid-Antriebsstrang 14.
  • 2 zeigt die Radsatzanordnung 7 in einer ersten Ausgestaltung. Diese ist als Basisausgestaltung ohne die Anbindung an den Verbrennungsmotor 2 und ohne Elektromotor 5 dargestellt. Diese werden weiter unten beschrieben. Zusätzlich ist lediglich das Differenzial 8 dargestellt.
  • Die Radsatzanordnung 7 weist zwei Getriebeeingangswellen auf, nämlich die erste Getriebeeingangswelle 24 und die zweite Getriebeeingangswelle 26. Auf den Getriebeeingangswellen 24 und 26 sind insgesamt drei Festräder angeordnet, eines auf der zweiten Getriebeeingangswelle 26 und zwei auf der ersten Getriebeeingangswelle 24. Das Festrad 28 ist als einziges Zahnrad auf der zweiten Getriebeeingangswelle 26 angeordnet. Es ist das Festrad der dritten Gangstufe G3.
  • Das Festrad 30 und das Festrad 32 sind auf der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet. Das Festrad 30 ist das Festrad der vierten Gangstufe G4 und das Festrad 32 das Festrad der zweiten Gangstufe G2.
  • Auf der einzigen Vorgelegewelle 34 sind dementsprechend drei Losräder 36, 38 und 40 angeordnet. Dabei ist das Losrad 38 das erste Losrad und das Losrad 40 das zweite Losrad des Windungsganges. Auf der Vorgelegewelle 34 sind zwei Schalteinrichtungen S1 und S2 angeordnet. Die Schalteinrichtung S1 ist als Doppelschalteinrichtung ausgebildet und weist als Schaltelemente die Schaltungkupplungen A und C auf. Die Schalteinrichtung S2 ist ebenfalls eine Doppelschalteinrichtung und weist als Schaltelemente die Schaltkupplung B und das Koppelschaltelement W auf. Die drei Losräder 36, 38 und 40 sind dabei die einzigen Gangzahnräder auf der Vorgelegewelle 34. Daneben befinden sich vorzugsweise aber noch ein Parksperrenrad 42 und ein Abtriebsrad 44 auf der Vorgelegewelle 34. Statt des Parksperrenrades 42 kann die Parksperre auch über andere Sperrelemente realisiert werden. Das Parksperrenrad ist also optional.
  • Das Abtriebsrad 44 ist vorteilhafterweise das einzige Abtriebsrad der Getriebeanordnung 4. Es kämmt mit einem Zahnrad 46 des Differenzials 8.
  • 3 zeigt eine Schaltmatrix für die Radsatzanordnung 7 nach 2. Dabei sind im ersten verbrennungsmotorischen Gang V1 die Schaltelemente A und W geschlossen. Der verbrennungsmotorische Gang V1 ist also als Windungsgang ausgebildet. Dabei ist die zweite Getriebeeingangswelle mit einem Antrieb gekoppelt und das Drehmoment geht über das Festrad 28 auf das Losrad 40 und von dort aufgrund des geschlossenen Koppelschaltelementes W auf das Losrad 38. Das Zahnrad 38 kämmt wiederum mit dem Festrad 30, dass das Drehmoment auf die erste Getriebeeingangswelle 24 überträgt. Da auch das Festrad 32 drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 verbunden ist kann das Drehmoment von hier aus über das Losrad 36 und die geschlossene Schaltkupplung A auf die Vorgelegewelle 34 übertragen werden. Von der Vorgelegewelle 34 aus wird das Drehmoment dann über das Abtriebsrad 44 und das Zahnrad 46 auf das Differenzial 8 übertragen. Zu beachten ist bei der Ausgestaltung des Windungsganges V1, dass weder das Losrad 40 noch das Losrad 38 mit der Vorgelegewelle 34 drehfest verbunden sind. Die einzige geschlossene Schaltkupplung, die ein Losrad mit der Vorgelegewelle 34 verbindet ist die Schaltkupplung A. Das Koppelschaltelement W verbindet nur die Losräder 38 und 40, diese aber nicht mit der Vorgelegewelle 34.
  • Die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V2, V3 und V4 ergeben sich durch das Schließen einer einzigen Schaltkupplung, nämlich einer der Schaltkupplungen A, B oder C.
  • 4 zeigt eine zu 2 alternative Ausgestaltung. Der grundlegende Unterschied besteht dabei darin, dass statt der ersten Gangstufe G1 die vierte Gangstufe G4 als Windungsgang ausgebildet ist und dementsprechend die Zahnräder der zweiten Gangstufe G2 und der dritten Gangstufe G3 umgeordnet sind. Die Zahnräder 30 und 38 der vierten Gangstufe wurden dementsprechend durch das Festrad 48 und das Losrad 50 der ersten Gangstufe G1 ersetzt. Auf der Vorgelegewelle 34 sind aber weiterhin zwei Doppelschaltelemente S1 und S2 angeordnet. Dabei ergibt sich eine Schaltmatrix wie in 5 gezeigt.
  • Auch bei dieser Ausgestaltung gelangt das Drehmoment im Windungsgang, hier im vierten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang V4, über die zweite Getriebeeingangswelle 26 in das Getriebe. Es wird dann über die Zahnräder 32, 36, 50 und 48 auf die erste Getriebeeingangswelle 24 umgeleitet und dann über die Zahnräder 28 und 40 auf die Vorgelegewelle 34 gebracht. Über die geschlossene Schaltkupplung C und das Abtriebszahnrad 44 gelangt das Drehmoment dann zum Differenzial 8. Die Vorwärtsgänge V1 bis V3 ergeben sich selbsterklärend.
  • 6 zeigt eine dritte Ausgestaltung einer Radsatzanordnung 7. Bei dieser sind das erste Teilgetriebe T1 und das zweite Teilgetriebe T2 bezüglich der ersten Getriebeeingangswelle 24 und der zweiten Getriebeeingangswelle 26 gespiegelt. Dementsprechend befinden sich auf der ersten Getriebeeingangswelle die Festräder 30 und 32 der Gangstufen G2 und G4 und auf der ersten Getriebeeingangswelle 24 das Festrad 28 der dritten Gangstufe G3. Entsprechend ist die Abfolge der Zahnräder 36, 38 und 40 im Vergleich zu 2 gespiegelt und auch die Schalteinrichtungen S1 und S2 mit den Schaltelementen A, B, C und W sind gespiegelt. Nicht gespiegelt wurde die Anordnung der Zahnräder 42 und 44, also das Parksperrenrades und des Abtriebrades.
  • Entsprechend ergibt sich die Schaltmatrix nach 7, die der Schaltmatrix nach 3 entspricht. Dies zeigt, dass die Spiegelung der Teilgetriebe keinen Einfluss auf die Schaltstrategie hat.
  • Entsprechend zeigt 8 eine Spiegelung der Radsatzanordnung 7 nach 4. Es gilt das zu 6 Ausgeführte analog. Die Schaltmatrix in 9 ist entsprechend identisch zu der Schaltmatrix in 5 ausgebildet.
  • 10 zeigt eine erste Ausgestaltung einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Diese umfasst eine Radsatzanordnung 7 wie in 2 dargestellt. Zusätzlich weist die Getriebeanordnung 4 eine Kupplungsanordnung 6 mit Kupplungen K1 und K2 sowie eine Trennkupplung K0 auf. Weiterhin findet sich ein Elektromotor 5. Zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und der Trennkupplung K0 findet sich vorzugsweise eine Dämpfungsanordnung 18, die als Zweimassenschwungrad und/oder Tilger und/oder Torsionsdämpfer ausgebildet sein kann. An die Dämpfungsanordnung 18 ist über ein Wellenstück 17 dann die Trennkupplung K0 angeschlossen. Zwischen dem Ausgang der Trennkupplung K0 und dem Eingang der Doppelkupplungsanordnung mit den Kupplungen K1 und K2 befindet sich ein Zahnrad 22 zur Anbindung des Elektromotors 5 an die Getriebeanordnung 4. Der Elektromotor 5 kann über ein Zahnrad oder einer Kette am Zahnrad 22 angebunden sein. Bezüglich der weiteren Elemente der Hybrid-Getriebeanordnung wird auf 2 verwiesen.
  • Die Schaltmatrizen in den 11 und 12 zeigen die Schaltungen für die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1 bis V4 und die elektromotorischen Vorwärtsgängen E1 bis E4. Im Unterschied zu 3 zeigt 11 zusätzlich die Schaltung der Kupplungen K0, K1 und K2. Die Trennkupplung K0 ist für die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1 bis V4 dabei durchgängig geschlossen während die Kupplungen K1 und K2 der Doppelkupplungsanordnung wechselweise geöffnet sind. Das Rückwärtsfahren kann rein elektrisch unter Nutzung des Ganges E1 realisiert werden, wobei der Elektromotor gegenläufig gedreht wird. Bevorzugt sind alle Schaltelemente A, B und C und W als Synchronisierungen ausgeführt.
  • Hybridische Gänge sind nicht explizit ausgewiesen, ergeben sich aber durch Addition. Alle elektrischen genutzten Gangstufen können, unabhängig von der Nomenklatur der elektrischen Gänge, auch verbrennungsmotorisch unterstützt und damit hybridisch genutzt werden. Zu den aufgelisteten elektrischen Gängen E1 bis E4 kommen also hybridische Gänge H11 bis H44. Dabei steht der erste Index für den Verbrennungsmotorischen Gang (V1 bis V4) und der zweite für den elektrischen Gang (E1 bis E4). Zur Realisierung der hybridischen Gänge ist die Kupplung K1 bzw. K2 aber, im Gegensatz zur Schaltmatrix in 12, zu schließen, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 zu übertragen.
  • 13 zeigt eine Hybrid-Getriebeanordnung 3, die durch Ergänzungen der Getriebeanordnung 4 nach 4 erzeugt wurde. Analog zu den Ergänzungen wie in 10 beschrieben kommen zu der Getriebeanordnung 4 nach 4 eine Kupplungsanordnung 6 mit Kupplungen K1 und K2 und einer Trennkupplung K0, ein Zahnrad 22 zur Anbindung des Elektromotors 5 und eine Dämpfungsanordnung 18 hinzu. Entsprechend ergeben sich die Schaltmatrizen nach den 14 und 15 für die Hybrid-Getriebeanordnung 3 nach 13. Auch bei der Ausgestaltung nach 13 sind vorteilhafterweise alle Schaltelemente A, B, C und W als Synchronisierungen ausgeführt. Auch hier kann der Rückwärtsgang über den elektrischen Gang E1 und ein Umdrehen der Drehrichtung des Elektromotors 5 erreicht werden.
  • Die hybridischen Gänge H11 bis H44 ergeben sich wie zu 10 beschrieben.
  • 16 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Diese unterscheidet sich von der Ausgestaltung nach 10 darin, dass keine Trennkupplung K0 vorgesehen wird. Auch die Hybrid-Getriebeanordnung nach 16 geht also aus der Radsatzanordnung 7 nach 2 hervor. Es werden allerdings lediglich die Kupplungsanordnung 6 mit den Kupplungen K1 und K2, die Dämpfungsanordnung 18, das Zahnrad 22 und der Elektromotor 5 ergänzt, aber nicht die Trennkupplung K0. Um dennoch eine Abkopplung des Elektromotors 5 vom Verbrennungsmotor 2 erreichen zu können ist der Elektromotor 5 auf der zweiten Getriebeeingangswelle 26 angeordnet und damit dem zweiten Teilgetriebe T2 zugeordnet. Entsprechend ist die Anzahl der elektrischen Vorwärtsgänge E1 und E2 wie in 18 dargestellt reduziert. Die Schaltmatrix für die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1 bis V4 entspricht in Bezug auf die Schaltelemente A, B, C und W den Matrizen in den 3 und 11, es sind aber die Kupplungen K1 und K2 hinzugefügt. Auch bei dieser Ausgestaltung sind bevorzugt die Schaltelemente A und C als Synchronisierungen ausgeführt. Die Schaltelemente B und W können als Klauenkupplungen oder als Synchronisierungen ausgeführt sein. Sie können im Bedarfsfall über den Elektromotor 5 synchronisiert werden.
  • Die mit dieser Ausführungsform nutzbaren hybridischen Gänge nutzen, wie die elektrischen Gänge E1 und E2, die Gangstufen G1 und G3, wobei hier die erste Gangstufe G1 als Windungsgang ausgebildet ist. Die hybridischen Gänge werden dann als H11 und H32 bezeichnet. Der erste elektrische Vorwärtsgang E1 nutzt dann wie der erste verbrennungsmotorische Vorwärtsgang V1 die Gangstufe G1, der zweite elektrische Vorwärtsgang E2 zusammen mit dem dritten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang V3 die Gangstufe G3. Zur Realisierung der hybridischen Gänge ist die Kupplung K2 aber, im Gegensatz zur Schaltmatrix in 18, zu schließen, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 zu übertragen.
  • 19 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung 4. Diese Ausführungsform ergibt sich grundsätzlich wie zu 16 beschrieben durch Ergänzungen aus der Radsatzanordnung 7 nach 2. Im Unterschied zu der dritten Ausführungsform nach 16 wurde dabei der Elektromotor 4 an das erste Teilgetriebe T1 angekoppelt, wobei das Zahnrad 22 dadurch eingespart werden konnte, in dem der Elektromotor 5 direkt am Festrad 30 der vierten Gangstufe G4 angreift. Dementsprechend ergeben sich die Schaltmatrizen der 20 und 21. Die elektrischen Vorwärtsgänge E1 und E2 verwenden dabei dieselben Bestandteile der Radsatzanordnung 7 wie die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V2 und V4. Die Schaltmatrix in 20 entspricht der Schaltmatrix in 17, da die Positionierung bzw. Anbindung des Elektromotors 5 keinen Einfluss auf die Ausgestaltung der verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1 bis V4 hat.
  • Die mit dieser Ausführungsform nutzbaren hybridischen Gänge nutzen, wie die elektrischen Gänge E1 und E2, die Gangstufen G2 und G4, wobei hier die erste Gangstufe G1 als Windungsgang ausgebildet ist. Die hybridischen Gänge werden dann als H21 und H42 bezeichnet. Der erste elektrische Vorwärtsgang E1 nutzt dann wie der zweite verbrennungsmotorische Vorwärtsgang V2 die Gangstufe G2, der zweite elektrische Vorwärtsgang E2 zusammen mit dem vierten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang V4 die Gangstufe G4. Zur Realisierung der hybridischen Gänge ist die Kupplung K1 aber, im Gegensatz zur Schaltmatrix in 21 zu schließen, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 zu übertragen.
  • 22 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Der Radsatz 7 der Getriebeanordnung 4 entspricht dabei der Radsatzanordnung 7 wie in 4 gezeigt. Die Ergänzungen erfolgten wie zu 16 beschrieben, also mit einem Zahnrad 22 auf der zweiten Getriebeeingangswelle 26, einem daran gekoppelten Elektromotor 5, einer Getriebeanordnung 6 mit Kupplungen K1 und K2 sowie einer Dämpfungsanordnung 18. Somit ergeben sich die Schaltmatrizen der 23 und 24. Die Schaltmatrix in 23 zeigt die Stellung der Schaltelemente für die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1 bis V4. Sie entspricht hinsichtlich der Schaltelemente A, B, C und W der Schaltmatrix nach 5. Zusätzlich kommen die Stellungen der Kupplungen K1 und K2 dazu. Die Schaltmatrix in 24 entspricht keiner der bis dahin gezeigten Schaltmatrizen.
  • Die mit dieser Ausführungsform nutzbaren hybridischen Gänge nutzen die Gangstufen G2 und G4, wobei hier die vierte Gangstufe G4 als Windungsgang ausgebildet ist. Diese werden dann als H21 und H42 bezeichnet. Der erste elektrische Vorwärtsgang E1 nutzt die Gangstufe G2 und der zweite elektrische Vorwärtsgang die Gangstufe G4. Zur Realisierung der hybridischen Gänge ist die Kupplung K2 aber, im Gegensatz zur Schaltmatrix in 24, zu schließen, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 zu übertragen.
  • 25 zeigt eine sechste Ausgestaltung einer Hybrid-Getriebeanordnung 3, die ebenfalls aus der Getriebeanordnung 4 nach 4 hervorgeht. Diese wurde wie bereits zu 22 um die beschriebenen Komponenten ergänzt. Im Unterschied zu 22 wird der Elektromotor 5 allerdings an das Festrad 28 des dritten Gangs G3 angebunden, weswegen das Zahnrad 22 zur Anbindung des Elektromotors nicht benötigt wird. Dementsprechend ergeben sich für die Hybrid-Getriebeanordnung nach 25 die Schaltmatrixen in den 26 und 27. Die Schaltmatrix in 26 entspricht der in 23, da die abgeänderte Teilkupplung des Elektromotors keinen Einfluss auf die Schaltung der verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1 bis V4 hat. Die in 27 dargestellten elektrischen Gänge unterscheiden sich allerdings von denen nach 24, da der Elektromotor nunmehr am anderen Teilgetriebe angreift.
  • Die mit dieser Ausführungsform nutzbaren hybridischen Gänge nutzen, wie die elektrische Gänge E1 und E2, die Gangstufen G1 und G3, wobei hier die vierte Gangstufe G4 als Windungsgang ausgebildet ist. Die hybridischen Gänge werden dann als H11 und H32 bezeichnet. Der erste elektrische Vorwärtsgang E1 nutzt die Gangstufe G1 und der zweite elektrische Vorwärtsgang die Gangstufe G3. Zur Realisierung der hybridischen Gänge ist die Kupplung K1 aber, im Gegensatz zur Schaltmatrix in 27, zu schließen, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 zu übertragen.
  • 28 zeigt eine siebte Ausgestaltung einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Diese basiert zwar auf dem Radsatz 7 nach 2, entspricht vom Aufbau der Ergänzungen aber keiner der gezeigten Varianten, da auf die Kurbelwelle 16 und eine Dämpfungsanordnung 18 eine Kupplungsanordnung 6 mit Kupplungen K1 und K2 und einer Trennkupplung K0 und dann erst ein Zahnrad zur Anbindung eines Elektromotors 5 auf der zweiten Getriebeeingangswelle 26 folgt. Dementsprechend ergeben sich für die Hybrid-Getriebeanordnung 3 nach 28 die in den 29 und 30 gezeigten Schaltmatrizen. Die Schaltmatrix der elektrischen Vorwärtsgänge E1 und E2 unterscheidet sich von der Schaltmatrix in 18 durch das Vorsehen der Trennkupplung K0. Ein entsprechender Unterschied ergibt sich auch zwischen den Schaltmatrizen in den 29 und 17. Ansonsten sind die Schaltstrategien gleich aufgebaut.
  • Was sich aus den Schaltstrategien allerdings nicht ergibt, ist dass bei dieser Ausführungsform die Kupplungen K1 und K2 konusförmig ausgebildet sind. Sie sind allerdings keine Synchronisiereinrichtungen, da sie keine Klauenkupplungen umfassen. Während in den bisher gezeigten Ausführungsformen davon ausgegangen worden ist, dass die Kupplung K1 und K2 vorzugsweise als Lamellenkupplungen ausgestaltet sind ist diese Ausführungsform ein neuer Ansatz, um Bauraum einzusparen. Die Ausführung der Kupplung K1 und K2 ist unabhängig vom Vorsehen einer Trennkupplung K0, der Anordnung des Zahnrads 22 oder des Vorhandenseins der Dämpfungsanordnung 18.
  • Bei der Ausführungsform nach 28 sind die Schaltelemente A und C vorzugsweise als Synchronisierungen ausgeführt. Die Schaltelemente B und W können als Klauenschaltelemente bzw. Klauenkupplungen oder Synchronisierungen ausgeführt sein. Bei den Gangwechseln des Verbrennungsmotors kann eine Zugkraftunterstützung durch ein Elektromotor erfolgen. Umgekehrt kann bei elektromotorischen Gangwechseln eine Zugkraftunterstützung durch den Verbrennungsmotor erfolgen.
  • Die mit dieser Ausführungsform nutzbaren hybridischen Gänge nutzen, wie die elektrischen Gänge E1 und E2, die Gangstufen G1 und G3, wobei hier die erste Gangstufe G1 als Windungsgang ausgebildet ist. Diese werden dann als H11 und H32 bezeichnet. Der erste elektrische Vorwärtsgang E1 nutzt dann wie der erste verbrennungsmotorische Vorwärtsgang V1 die Gangstufe G1 und der zweite elektrische Vorwärtsgang E2 zusammen mit dem dritten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang V3 die Gangstufe G3. Zur Realisierung der hybridischen Gänge sind die Kupplungen K0 und K2 aber, im Gegensatz zur Schaltmatrix in 30, zu schließen, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 zu übertragen.
  • 31 zeigt eine Hybrid-Getriebeanordnung 3 in einer achten Ausführungsform. Diese unterscheidet sich von der in 28 gezeigten Ausführungsform darin, dass das Zahnrad 22 entfallen ist und der Elektromotor 5 stattdessen an das Zahnrad 30 der Gangstufe G4 angebunden ist. Grundsätzlich geht die Hybrid-Getriebeanordnung in 31 also aus der Radsatzanordnung 7 in 2 hervor. Dementsprechend sind die Schaltmatrizen in den 32 und 29 identisch, während die Schaltmatrizen in den 30 und 33 Unterschiede aufweisen. Bei 31 ist der Elektromotor 5 nämlich an das erste Teilgetriebe angebunden, weswegen sich eine anderweitige Betätigung der Schaltelemente ergibt.
  • Die mit dieser Ausführungsform nutzbaren hybridischen Gänge nutzen, wie die elektrischen Gänge E1 und E2, die Gangstufen G2 und G4, wobei hier die erste Gangstufe G1 als Windungsgang ausgebildet ist. Die hybridischen Gänge werden dann als H21 und H42 bezeichnet. Der erste elektrische Vorwärtsgang E1 nutzt dann wie der zweite verbrennungsmotorische Vorwärtsgang V2 die Gangstufe G2 und der zweite elektrische Vorwärtsgang E2 zusammen mit dem vierten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang V4 die Gangstufe G4. Zur Realisierung der hybridischen Gänge H21 und H42 sind die Kupplungen K0 und K1 aber, im Gegensatz zur Schaltmatrix in 33, zu schließen, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 zu übertragen.
  • 34 zeigt eine neunte Ausgestaltung einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Diese geht aus der Radsatzanordnung 7 nach 4 hervor unter Vornahme von Ergänzungen wie in 28 beschrieben. Es wird also an die Kurbelwelle 16 eine Dämpfungsanordnung 18 angeschlossen, auf die eine Trennkupplung K0 folgt und an diese schließt eine Doppelkupplungsanordnung an. DieKupplungen K1 und K2 der Doppelkupplungsanordnung sind wie zu den Ausgestaltungen nach den 28 und 31 beschrieben vorteilhafterweise als Konuskupplungen ausgeführt. Der Elektromotor 5 ist über das Zahnrad 22 an der zweiten Getriebeeingangswelle 26 angeschlossen. Ansonsten weist die Hybrid-Getriebeeinrichtung 3 nach 34 die Elemente der Radsatzanordnung nach 4 auf, woraufhin hiermit verwiesen wird. Dementsprechend ergeben sich für die Hybrid-Getriebeanordnung 3 nach 34 die in den 35 und 36 gezeigten Schaltmatrizen. Die Schaltmatrix in 35 ergänzt die Schaltmatrix in 5 um die Schaltung der Kupplungen K0, K1 und K2. Die Schaltmatrix in 36 ähnelt der in 24 gezeigten Schaltmatrix, ergänzt diese aber um die Trennkupplung K0.
  • Die mit dieser Ausführungsform nutzbaren hybridischen Gänge nutzen, wie die elektrischen Gänge E1 und E2, die Gangstufen G2 und G4, wobei hier die vierte Gangstufe G4 als Windungsgang ausgebildet ist. Die hybridischen Gänge werden dann als H21 und H42 bezeichnet. Der erste elektrische Vorwärtsgang E1 nutzt dann wie der zweite verbrennungsmotorische Vorwärtsgang V2 die Gangstufe G2 und der zweite elektrische Vorwärtsgang E2 zusammen mit dem vierten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang V4 die Gangstufe G4. Zur Realisierung der hybridischen Gänge H21 und H42 sind die Kupplungen K0 und K2 aber, im Gegensatz zur Schaltmatrix in 36, zu schließen, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 zu übertragen.
  • 37 zeigt eine zehnte Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Auch diese geht grundsätzlich aus der Radsatzanordnung 7 nach 4 hervor. Die Ergänzungen erfolgen analog zu 31, es werden also eine Dämpfungsanordnung 18, eine Trennkupplung K0, eine Doppelkupplungsanordnung und ein Elektromotor 5 vorgesehen. Allerdings wird dieser an das Zahnrad 28 der Gangstufe G3 angebunden. Dementsprechend ergeben sich Schaltmatrizen wie in den 38 und 39 gezeigt. Dabei sind die Schaltelemente B und W vorzugsweise als Synchronisierungen ausgeführt. Die Schaltelemente A und C können als Klauenkupplungen oder als Synchronisierungen ausgeführt werden. Auch bei dieser Ausführungsform können die Kupplungen K1 und K2 der Doppelkupplungsanordnung als Konuskupplungen ausgeführt sein.
  • Die mit dieser Ausführungsform nutzbaren hybridischen Gänge nutzen, wie die elektrischen Gänge E1 und E2, die Gangstufen G1 und G3, wobei hier die vierte Gangstufe G4 als Windungsgang ausgebildet ist. Diese werden dann als H11 und H32 bezeichnet. Der erste elektrische Vorwärtsgang E1 nutzt dann wie der erste verbrennungsmotorische Vorwärtsgang V1 die Gangstufe G1 und der zweite elektrische Vorwärtsgang E2 zusammen mit dem dritten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang V3 die Gangstufe G3. Zur Realisierung der hybridischen Gänge sind die Kupplungen K0 und K2 aber, im Gegensatz zur Schaltmatrix in 39, zu schließen, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 zu übertragen.
  • 40 zeigt eine elfte Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Diese unterscheidet sich grundlegend von den bislang gezeigten Ausführungsformen dahingehend, dass die zweite Getriebeeingangswelle 26 nicht mehr die erste Getriebeeingangswelle umgreift sondern zu dieser axial versetzt angeordnet ist. Um die entsprechenden Gangstufen benutzen zu können, ist daher eine Verbindungskupplung K3 vorgesehen, die die Getriebeeingangswellen 24 und 26 verbinden kann. Der Elektromotor 5 ist bevorzugt am Festrad 30, und damit am Festrad der vierten Gangstufe G4 angebunden. Dementsprechend ergeben sich die Schaltmatrizen in den 41 und 42. 41 zeigt die Schaltung für die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1 bis V4 und dabei die Betätigung der Schaltelemente A, B, C und W und K3. Die Verbindungskupplung K3 ist zur Herstellung der verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1 bis V4 wechselseitig geöffnet und geschlossen. Die Schließung der Schaltkupplungen A, B und C sowie des Koppelschaltelements W ergibt sich aber analog zu der Ausgestaltung nach 2 wodurch die Analogie der Aufbauten gezeigt wird. Auch bei dieser Ausgestaltung hat die Anbindung an einen Verbrennungsmotor über eine Dämpfungsanordnung 18 erfolgen.
  • 42 zeigt die Betätigung der Schaltelemente zur Realisierung der elektrischen Vorwärtsgänge E1 bis E2. Die Verbindungskupplung K3 kann dabei wie eine Trennkupplung fungieren und den Verbrennungsmotor abkoppeln. Die verwendeten Gangstufen sind die Gangstufen G2 und G4 weswegen die Aktuierung der Schaltelemente der elektrischen Gänge E1 bis E2 wegen der Gänge V2 und V4 entspricht.
  • Die mit dieser Ausführungsform nutzbaren hybridischen Gänge nutzen, wie die elektrischen Gänge E1 und E2, die Gangstufen G2 und G4, wobei hier die erste Gangstufe G1 als Windungsgang ausgebildet ist. Die hybridischen Gänge werden dann als H21 und H42 bezeichnet. Der erste elektrische Vorwärtsgang E1 nutzt dann wie der zweite verbrennungsmotorische Vorwärtsgang V2 die Gangstufe G2 und der zweite elektrische Vorwärtsgang E2 zusammen mit dem vierten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang V4 die Gangstufe G4. Zur Realisierung der hybridischen Gänge H21 und H42 ist die Kupplung K3 aber, im Gegensatz zur Schaltmatrix in 42, zu schließen, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 zu übertragen.
  • 43 zeigt eine zwölfte Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Dabei wurde die Getriebeanordnung 4 nach 4 analog zu 40 abgewandelt. Also ist die zweite Getriebeeingangswelle 26 axial versetzt zur ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet der Elektromotor 5 wird dann am Festrad 28 der dritten Gangstufe G3 angekoppelt. 44 zeigt die Schaltmatrix der verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1 bis V4 zu der Hybrid-Getriebeanordnung nach 43. Diese entspricht hinsichtlich der Schaltelemente A, B, C und W 5, was die Analogie der Anordnung zeigt.
  • Die Schaltmatrix der elektrischen Vorwärtsgänge E1 und E2 in 45 entspricht hinsichtlich der Schaltelemente A, B, C und W der Schaltmatrix nach 39, wo der Elektromotor 5 ebenfalls an das Festrad 28 angekoppelt ist. Im Unterschied hierzu ist in der Hybrid-Getriebeanordnung 3 nach 43 dann die Verbindungskupplung K3 zu öffnen und nicht die Kupplungen K0 oder K1 oder K2.
  • Die hybridischen Gänge ergeben sich dann ebenfalls analog zu den 40 und 42.
  • 46 zeigt eine dreizehnte Ausgestaltung einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Ausgehend von der Ausführungsform nach 40 wurde diese um eine Trennkupplung K0 ergänzt. Dementsprechend ergeben sich die Schaltmatrizen der 47 und 48. 47 zeigt eine Schaltmatrix der verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1 bis V4. Diese ist im Vergleich zur Schaltmatrix nach 41 um die Stellung der Trennkupplung K0 ergänzt, die bei diesen Gängen immer geschlossen zu halten ist.
  • 48 zeigt die Schaltmatrix der elektromotorischen Gänge E1 bis E3. Durch das Vorsehen der Trennkupplung K0 kann ein zusätzlicher elektrischer Vorwärtsgang realisiert werden. Dieser ergibt sich durch das Schließen der Verbindungskupplung K3, wodurch der die Gangstufe E3 zusätzlich genutzt werden kann. Aufgrund des Vorhandenseins der Trennkupplung K0 kann aber der Verbrennungsmotor bei allen elektrischen Gängen abgekoppelt werden.
  • Die mit dieser Ausführungsform nutzbaren hybridischen Gänge nutzen, wie die elektrischen Gänge E1, E2 und E3, die Gangstufen G2, G3 und G4, wobei hier die erste Gangstufe G1 als Windungsgang ausgebildet ist. Die hybridischen Gänge werden dann als H21, H32 und H43 bezeichnet. Der erste elektrische Vorwärtsgang E1 nutzt dann wie der zweite verbrennungsmotorische Vorwärtsgang V2 die Gangstufe G2, der zweite elektrische Vorwärtsgang E2 zusammen mit dem dritten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang V3 die Gangstufe G3 und der dritte elektrische Vorwärtsgang E3 zusammen mit dem vierten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang V4 die Gangstufe G4. Zur Realisierung der hybridischen Gänge H21, H32 und H43 ist die Kupplung K0 aber, im Gegensatz zur Schaltmatrix in 48, zu schließen, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 zu übertragen.
  • 49 zeigt eine vierzehnte Ausgestaltung einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Diese weist im Vergleich zu der Ausgestaltung nach 43 zusätzlich eine Trennkupplung K0 auf. Die sich dadurch ergebenen Unterschiede wurden bereits in der Beschreibung zu 46 erläutert, weswegen darauf verwiesen wird. Dementsprechend ergeben sich die Schaltmatrizen in den 50 und 51 durch eine Ergänzung der Schaltmatrizen in den 44 und 45 um die Position der Trennkupplung K0. In 51 war weiterhin der zusätzliche elektromotorische Gang zu ergänzen.
  • Die mit dieser Ausführungsform nutzbaren hybridischen Gänge nutzen, wie die elektrischen Gänge E1, E2 und E3, die Gangstufen G1, G2 und G3, wobei hier die vierte Gangstufe G4 als Windungsgang ausgebildet ist. Die hybridischen Gänge werden dann als H11, H22 und H33 bezeichnet. Der erste elektrische Vorwärtsgang E1 nutzt dann wie der erste verbrennungsmotorische Vorwärtsgang V1 die Gangstufe G1, der zweite elektrische Vorwärtsgang E2 zusammen mit dem zweiten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang V2 die Gangstufe G2 und der dritte elektrische Vorwärtsgang E3 zusammen mit dem dritten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang V3 die Gangstufe G3. Zur Realisierung der hybridischen Gänge ist die Kupplung K0 aber, im Gegensatz zur Schaltmatrix in 51, zu schließen, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 zu übertragen.
  • Zusammenfassend lassen sich für alle Ausführungsformen folgende vorteilhaften Gemeinsamkeiten feststellen:
    • Die Getriebeanordnung 4 und Hybrid-Getriebeanordnungen 3 weisen drei Gangstufen umfasst ein Festrad und ein Losrad auf. Die Festräder sind auf den Getriebeeingangswellen angeordnet und die Losräder auf der Vorgelegewelle. Zusätzlich ist ein Windungsgang vorgesehen, der durch die Kupplung zweier der drei Losräder gebildet wird. Zur Betätigung der Schaltkupplungen und des Koppelschaltelementes sind zwei doppelseitige Schalteinrichtungen vorgesehen.
  • Ausgehend von den Ausgestaltungen des Radsatzes 7 können vorgesehen werden:
    1. 1. Eine Dämpfungsanordnung. Diese dient der Eliminierung von Schwingungen, die über den Verbrennungsmotor in den Antriebsstrang eingebracht werden. Dies erfolgt vorteilhafterweise direkt auf die Kurbelwelle 16.
    2. 2. Eine Trennkupplung K0. Diese ist nicht in allen Ausführungsformen enthalten. Sie dient der Abkopplung des Verbrennungsmotors. Wenn die Trennkupplung K0 vorhanden ist, kann der Elektromotor direkt auf die Trennkupplung K0 folgen und beide Teilgetriebe mit Drehmoment beaufschlagen. Dadurch wird eine größtmögliche Anzahl an elektromotorischen Gängen realisiert. Der Elektromotor 5 kann an der selben Stelle angekoppelt werden, auch wenn keine Trennkupplung vorhanden ist. Allerdings muss er an den Verbrennungsmotor 2 mitschleppen, was grundsätzlich als nachteilig anzusehen ist. Ohne Trennkupplung K0 ist daher eine Anbindung des Elektromotors 5 an eines der Teilgetriebe insbesondere hinter einer Kupplung K1, K2 oder K3 vorzuziehen.
  • Die Anbindung des Elektromotors kann mittels eines eigenen Zahnrades 22 oder über ein Gangzahnrad erfolgen.
  • Die beschriebene Getriebeanordnung ist daher extrem flexibel und modular einsetzbar. Insbesondere kann sie sowohl als nichthybridisierte Getriebeanordnung verwendet werden oder auch unter Hinzufügung eines Elektromotors und/oder einer Trennkupplung in einer Hybrid-Getriebeanordnung. Die beschriebene Ausführungsformvielhalt zeigt dabei, wie vielfältig die Getriebeanordnung 4 einsetzbar ist.
  • 2 zeigt die Hybrid-Getriebeanordnung 3 in einer ersten Ausgestaltung. Diese ist als Basisausgestaltung ohne die Anbindungselemente an den Verbrennungsmotor 2 und ohne Elektromotor 5 dargestellt. Diese werden weiter unten beschrieben.
  • Die Getriebeeingangswelle 24 wird dabei als erstes Getriebeeingangswelle 24 und die Getriebeeingangswelle 26 als zweite Getriebeeingangswelle 26 bezeichnet.
  • Neben den Getriebeeingangswellen 24 und 26 weist die Radsatzanordnung 7 und damit auch die Getriebeanordnung 4 zwei Vorgelegewellen 28 und 30 auf. Die Vorgelegewelle 28 wird dabei als erste Vorgelegewelle 28 und die Vorgelegewelle 30 als zweite Vorgelegewelle 30 bezeichnet.
  • Auf der ersten Vorgelegewelle 28 sind insbesondere ein erstes Losrad 32 und ein zweites Losrad 34 angeordnet, die über ein Koppelschaltelement W drehfest miteinander verbindbar sind. Weiterhin sind auf der ersten Vorgelegewelle 28 eine Schaltkupplung A und eine Schaltkupplung B zur Verbindung des Losrades 32 bzw. 34 mit der Vorgelegewelle 28 vorhanden. Weiterhin befindet sich auf der ersten Vorgelegewelle 28 ein Abtriebszahnrad 36, das an das Zahnrad 38 des Differenzials 8 angebunden ist.
  • Dabei ist auf der zweiten Getriebeeingangswelle 26 ein einziges Festrad 40 angeordnet, das mit dem zweiten Losrad 34 in Eingriff steht.
  • Auf der ersten Getriebeeingangswelle 24 ist bei der gezeigten Ausgestaltung ein einziges Festrad 44 angeordnet. Das Festrad 44 steht dabei mit dem ersten Losrad 32 in Eingriff. Weiterhin ist auf der ersten Getriebeeingangswelle 24 wenigstens ein, insbesondere genau ein, Losrad 48 angeordnet. Das Losrad 48 steht mit einem Festrad 46 auf der zweiten Vorgelegewelle 30 in Eingriff und wird bei der Realisierung der Vorwärtsgänge V3 und V4 verwendet. Zum Verbinden des Losrades 48 mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 ist eine Schaltkupplung C auf der ersten Getriebeeingangswelle angeordnet.
  • Auf der zweiten Vorgelgewelle 26 ist weiterhin ein Abtriebszahnrad 50 sowie vorteilhafterweise ein Parksperrenzahnrad 52 angeordnet. Das Losrad 48 ist damit das einzige Vorwärtsgangzahnrad auf der zweiten Vorgelegewelle 30. Das Abtriebszahnrad 50 steht ebenfalls mit dem Zahnrad 38 des Differenzials in Eingriff. Das Parksperrenzahnrad 52 kann mittels einer Parksperrenvorrichtung blockiert werden, wodurch auch der Abtrieb insgesamt blockiert ist. Statt eines Parksperrenzahnrades 52 auf der zweiten Vorgelegewelle können aber auch andere Parksperrenanordnungen zur Blockierung des Abtriebs vorgesehen werden.
  • 3 zeigt eine Schaltmatrix für die Hybrid-Getriebeanordnung 3 nach 2. Dabei erkennt man, dass zum einen Vorwärtsgänge V1 bis V4 erhalten werden und die Vorwärtsgänge V1 bis V3 durch das Schließen jeweils einer Schaltkupplung A, B und C realisiert werden. Den Gangstufen G1 bis G3 der Vorwärtsgänge V1 bis V3 ist also immer genau eine Paarung von Festrad und Losrad zugeordnet.
  • Zur Realisierung des Vorwärtsgangs V4 wird das Koppelschaltelement W geschlossen und dann zusätzlich die Schaltkupplung C. Der Vorwärtsgang V4 ist also als Windungsgang realisiert.
  • Das Losrad 48 wird bei der Realisierung zweier Vorwärtsgänge verwendet, wodurch sich eine kompakte Anordnung ergibt. Bei der Ausgestaltung nach 2 ist allerdings kein mechanischer Rückwärtsgang vorgesehen. Dieser wird über den - in 2 nicht dargestellten - Elektromotor 5 realisiert.
  • 4 zeigt eine zweite Ausgestaltung einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Diese geht aus der Hybrid-Getriebeanordnung 3 nach 2 durch das Hinzufügen eines mechanischen Rückwärtsganges hervor. Dabei wird ein Rückwärtsganglosrad 56 auf der zweiten Vorgelegewelle 30 angeordnet. Entsprechend ist eine Schaltkupplung R zur Verbindung des Rückwärtsganglosrades 56 mit der zweiten Vorgelegewelle 30 angeordnet.
  • Das Rückwärtsganglosrad 56 kämmt mit dem ersten Losrad 32, das seinerseits mit dem Festrad 44 kämmt. Somit ergibt sich eine Richtungsumkehr.
  • 5 zeigt die zu 4 gehörige Schaltmatrix. Bei dieser ergibt sich der Rückwärtsgang durch das Schließen der Schaltkupplung R. Ansonsten entspricht die Schaltmatrix nach 5 der Schaltmatrix nach 3.
  • 6 zeigt eine dritte Variante der Getriebeanordnung 4. Diese geht aus der Getriebeanordnung 4 nach 2 hervor, indem die Positionen des Losrades 48 und des Festrades 46 vertauscht werden. Entsprechend wandert auch die Schaltkupplung C auf die zweite Vorgelegewelle 30.
  • Die Schaltmatrix nach 5 gilt auch für die Getriebeanordnung 4 nach 6. Die Betätigung der Schaltkupplung C ist nämlich unabhängig von ihrer Position.
  • 7 zeigt eine vierte Ausgestaltung einer Getriebeanordnung 4. Diese geht aus der Getriebeanordnung 4 nach 6 durch das Hinzufügen eines mechanischen Rückwärtsganges hervor. Dann können die Schaltkupplung C und die Schaltkupplung R des Rückwärtsganglosrades 56 in einem Doppelschaltelement angeordnet werden.
  • 8 zeigt eine erste Ausgestaltung einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Bei dieser ist zusätzlich zur Getriebeanordnung 4 nach 2 ein Elektromotor 5, eine Dämpfungsanordnung 18, eine Kupplungsanordnung 6 und ein Anbindungszahnrad 22 zur Anbindung des Elektromotors 5 vorhanden. Die Dämpfungsanordnung 18 ist an die Kurbelwelle 16 angeschlossen zur Eliminierung unerwünschter Schwingungen. Die Dämpfungseinrichtung 18 kann beispielsweise als Zweimassenschwungrad, als Torsionsdämpfer, als Tilger, als Rutschkupplung oder als Kombination zweier oder dreier oder aller vier Dämpfungsarten ausgebildet sein.
  • Auf die Dämpfungsanordnung 18 folgt eine Trennkupplung K0 und das Festrad 22 zur Anbindung des Elektromotors 5. Dieses ist an dem Eingang der Kupplungen K1 und K2 der Kupplungsanordnung 6 angeordnet. Der Aufbau entspricht dementsprechend einer sogenannten P2-Anordnung. Statt einer Anbindung des Elektromotors über ein Festrad 22 kann die Anbindung auch über das Gehäuse der Kupplungen K1 und/oder K2 erfolgen. Bei dieser Anordnung kann der Elektromotor 5 beide Teilgetriebe mit Drehmoment beaufschlagen. Die Kupplung K1 ist der ersten Getriebeeingangswelle 24 und die Kupplung K2 der zweiten Getriebeeingangswelle 26 zugeordnet. Die Kupplungen K1 und K2 sind vorzugsweise in einer Doppelkupplungsanordnung angeordnet. Sie teilen sich dementsprechend die Eingangsseite und ermöglichen die wahlweise Verbindung des Verbrennungsmotors 2 und/oder des Elektromotors 5 mit einer der Getriebeeingangswellen 24 oder 26.
  • 9 zeigt die entsprechende Schaltmatrix zu der Hybrid-Getriebeanordnung 3 nach 8 für die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1 bis V4. Diese verhält sich wie zu 3 beschrieben. Zusätzlich ist aber die Schaltung der Kupplungen K0, K1 und K2 dargestellt. Diese zeichnet sich aus durch eine wechselseitige Betätigung der Kupplungen K1 und K2 beim Einlegen der Vorwärtsgänge V1 und V4.
  • 10 zeigt eine Schaltmatrix zu der Hybrid-Getriebeanordnung 3 nach 8 für die elektromotorischen Vorwärtsgänge E1 bis E4. Diese entspricht der Schaltmatrix nach 9 bis auf die Betätigung der Trennkupplung K0. Die Trennkupplung K0 ist bei einer rein elektromotorischen Fahrt geöffnet, um den Verbrennungsmotor 2 abzukoppeln.
  • 11 zeigt eine zweite Ausgestaltung einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Ausgehend von der Getriebeanordnung 4 nach 4 wurden, analog zu 8, ein Elektromotor 5, eine Dämpfungsanordnung 18, eine Kupplungsanordnung 6 und ein Anbindungszahnrad 22 zur Anbindung des Elektromotors 5 ergänzt. Entsprechend zeigt 12 eine Abwandlung der Schaltmatrix nach 5, die um die Betätigung der Kupplungen K0, K1 und K2 ergänzt ist. Zusätzlich existiert zu 11 eine Schaltmatrix von elektromotorischen Gängen E1 bis ER, die in 13 gezeigt ist. Die Schaltmatrix nach 13 unterscheidet sich nach der von 12 in der Öffnung der Trennkupplung K0.
  • 14 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Ausgehend von der Getriebeanordnung 4 nach 2 finden sich weiterhin eine Dämpfungsanordnung 18, eine Kupplungsanordnung 6 mit Kupplungen K1 und K2 sowie ein Elektromotor 5. Dieser ist ebenfalls an ein Zahnrad 22 gekoppelt. Dieses ist allerdings auf der zweiten Getriebeeingangswelle 26 angeordnet, weswegen der Elektromotor 5 lediglich die Gänge dieses Teilgetriebes antreiben kann. Im Vergleich zu 8 ergibt sich dementsprechend eine abgewandelte Schaltmatrix für die elektrischen Gänge, von denen nur noch zwei elektrische Vorwärtsgänge E1 und E2 vorhanden sind, wie 16 entnommen werden kann. Auch die in 15 gezeigte Schaltmatrix der verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1 bis V4 untertscheidet sich von der Schaltmatrix nach 9, da keine Trennkupplung mehr vorhanden ist. Durch die vorgenommenen Abwandlungen kann zwar die Trennkupplung K0 eingespart werden, dementsprechend kann bei einem elektromotorischen Antrieb aber der Verbrennungsmotor 2 nicht mehr abgekoppelt werden. Außerdem sind lediglich zwei elektrische Vorwärtsgänge E1 und E2 vorhanden. Nicht dargestellt ist ein elektrischer Rückwärtsgang, der aber durch Richtungsumkehr des Elektromotors in beiden elektrischen Gängen E1 und E2 realisiert werden kann.
  • 17 zeigt eine vierte Ausgestaltung einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Dabei sind ausgehend von 6 wiederum eine Dämpfungsanordnung 18, eine Kupplungsanordnung 6 ein Zahnrad 22 und ein Elektromotor 5 hinzugefügt worden. Im Unterschied zu 14 ist das Zahnrad 22 zur Anbindung des Elektromotors 5 aber auf der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet. Dadurch ergibt sich eine identische Schaltmatrix für die verbrennungsmotorischen Verbrennungsgänge V1 bis V4 wie in 18 gezeigt. Diese entspricht der Schaltmatrix nach 15. Die Schaltmatrix nach 19 für die elektromotorischen Gänge E1 und E2 unterscheidet sich aber von der Schaltmatrix nach 16 dahingehend, dass nunmehr die Gänge des anderen Teilgetriebes verwendet werden und dementsprechend auch andere Schaltkupplungen betätigt werden.
  • 20 zeigt eine fünfte Ausgestaltung einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Ausgehend von der Getriebeanordnung 4 nach 2 wurden eine Dämpfungsanordnung 18, eine Trennkupplung K0, eine Kupplungsanordnung 6 mit Kupplung K1 und K2 sowie ein Zahnrad 22 und ein Elektromotor 5 hinzugefügt. Das Zahnrad 22 ist bei dieser Ausgestaltung auf der zweiten Getriebeeingangswelle 26 angeordnet. Dementsprechend ergeben sich elektrische Gänge wie in der Schaltmatrix nach 22 gezeigt. Diese unterscheidet sich von der Schaltmatrix nach 16 durch die Trennkupplung K0 die geöffnet ist. Dabei sind die Schaltkupplungen A und C bevorzugt als Synchronisiereinrichtungen, also als kombinierte Reib- und Formschlusskupplung ausgeführt. Die Schaltkupplungen B und W können auch als reine Klauenkupplungen ausgeführt sein. Diese können durch den Elektromotor 5 synchronisiert werden. 20 zeigt dabei eine sogenannte P3A-Anordnung, also eine Anordnung, bei der der Elektromotor an ein Teilgetriebe angebunden ist.
  • Die Kupplungsanordnung 6 weist dabei auch eine Doppelsynchronisierung auf und keine klassische Doppelkupplung. Die Kupplungen K1 und K2 weisen sowohl eine Reibkupplung als auch eine Klauenkupplung auf. Bei den Schaltungen der verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1 bis V4 kann eine Zugkraftunterstützung mit dem Elektromotor 5 erfolgen. Im Hybridbetrieb kann auch der Verbrennungsmotor 2 eine Zugkraftunterstützung bei der Schaltung zwischen den elektromotorischen Gängen E1 und E2 geben.
  • 23 zeigt eine sechste Ausgestaltung einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Dabei wird grundsätzlich auf die Beschreibung zu 20 verwiesen. Ausgehend von der Getriebeanordnung 4 nach 6 wurden eine Dämpfungsanordnung 18, eine Trennkupplung K0, eine Kupplungsanordnung 6, einen Elektromotor 5 und ein Zahnrad 22 zur Anbindung des Elektromotors 5 hinzugefügt. Wie bei 20 ist die Kupplungsanordnung als Doppelsynchronisierung ausgestaltet.
  • Im Unterschied hierzu ist das Zahnrad 22 zur Anbindung des Elektromotors 5 allerdings auf der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet, weswegen sich die in 25 dargestellte Schaltmatrix der elektromotorischen Vorwärtsgänge entsprechend abgewandelt hat. Bei der Ausgestaltung nach 23 befinden sich die elektromotorischen Gänge E1 und E2 in anderen Teilgetriebe. Die Schaltkupplungen nach den 24 und 21 entsprechen sich aber, da trotz des Wechsels der Position der Schaltkupplung C sich die Funktionalität nicht geändert hat.
  • 26 zeigt eine siebte Ausgestaltung einer Hybrid-Getriebeeinrichtung 3. Ausgehend von der Getriebeanordnung 4 nach 6 sind dabei ein Elektromotor 5, ein Zahnrad 22 zur Anbindung des Elektromotors sowie einer Verbindungskupplung K3 zwischen der ersten Getriebeeingangswelle 24 und der zweiten Getriebeeingangswelle 26 angeordnet. Dadurch sind die Getriebeeingangswellen 24 und 26 nicht mehr koaxial angeordnet. Dementsprechend ergeben sich die Schaltmatrixen nach den 27 und 28, wobei die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1 und V4 ebenfalls als Windungsgänge anzusehen sind. Auch bei diesen sind beide Teilgetriebe zur Gangbildung involviert.
  • Außerdem ergibt sich durch die Verbindbarkeit der Teilgetriebe über die Verbindungskupplung K3 auch ein dritter elektrischer Gang. Die Schaltelemente K3, B und W sind vorzugsweise als Synchronisierungen ausgeführt, also als kombinierte Reibungs- und Klauenkupplung. Die Schaltkupplungen A und C können als Klauenkupplung oder als Synchronisiereinrichtung ausgeführt sein, da sie auch über den Elektromotor 5 synchronisiert werden können.
  • Zum rein elektrischen Fahren werden die Gänge E1 und E3 bevorzugt da dann der Verbrennungsmotor 2 in mehrere Gänge zugeschaltet werden kann. Aus dem elektromotorischen Gang E1 kann der Verbrennungsmotor in die verbrennungsmotorischen Gänge V1 und V2 zugeschaltet werden. Aus dem elektromotorischen Gang E3 kann der Verbrennungsmotor 2 in die verbrennungsmotorischen Gänge V2, V3, V4 zugeschaltet werden, wodurch sich die Hybridgänge H23, H33 und H34 ergeben.
  • Der Start des Verbrennungsmotors 2 kann über eine separate elektrische Maschine oder über die Trennkupplung K0 erfolgen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftfahrzeug
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    Hybrid-Getriebeanordnung
    4
    Getriebeanordnung
    5
    Antriebseinrichtung
    6
    Kupplungsanordnung
    7
    Radsatzanordnung
    8
    Differenzial
    9
    Vorderachse
    10
    Hinterachse
    12
    Steuerungseinrichtung
    14
    Hybrid-Antriebsstrang
    16
    Kurbelwelle
    18
    Dämpfungseinrichtung
    20
    Ausgang
    22
    Festrad
    24
    erste Getriebeeingangswelle
    26
    zweite Getriebeeingangswelle
    28
    Festrad
    30
    Festrad
    32
    Festrad
    34
    Vorgelegewelle
    36
    drittes Losrad
    38
    erstes Losrad
    40
    zweites Losrad
    42
    Parksperrenrad
    44
    Abtriebsrad
    46
    Zahnrad
    48
    viertes Losrad
    50
    Abtriebszahnrad
    52
    Parksperrenzahnrad
    54
    Rückwärtsgangwelle
    56
    Rückwärtsganglosrad
    58
    Abtriebszahnrad
    K0
    Trennkupplung
    K1
    Kupplung
    K2
    Kupplung
    A
    Schaltkupplung
    B
    Schaltkupplung
    C
    Schaltkupplung
    D
    Schaltkupplung
    R
    Schaltkupplung
    W
    Koppelschaltelement
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016210713 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Getriebeanordnung (4) mit einer ersten Getriebeeingangswelle (24), einer zweiten Getriebeeingangswelle (26), einer Vorgelegewelle (28), einem ersten Losrad (32) und einem zweiten Losrad (34), wobei das erste Losrad (32) und das zweite Losrad (34) auf der Vorgelegewelle (30) angeordnet sind, und einem Koppelschaltelement (W), wobei mittels des Koppelschaltelementes (W) das erste Losrad (32) und das zweite Losrad (34) drehfest verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgelegewelle die einzige Vorgelegewelle der Getriebeanordnung ist.
  2. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelschaltelement (W) in einem Doppelschaltelement angeordnet ist.
  3. Getriebeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Losrad (32) mit der ersten Getriebeeingangswelle (24) und das zweite Losrad (34) mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) wirkverbunden ist.
  4. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung genau zwei Doppelschaltelemente aufweist.
  5. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (4) genau vier Schaltelemente (A, B, C, W) für Vorwärtsgänge aufweist.
  6. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossenem Koppelschaltelement (W) ein erster Vorwärtsgang (V1) für einen Vorwärts-Fahrbetrieb realisiert ist.
  7. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem geöffneten Koppelschaltelement (W) dem ersten Losrad (32) ein vierter Vorwärtsgang (V4) zugeordnet ist.
  8. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem geöffneten Koppelschaltelement (W) dem zweiten Losrad (34) ein dritter Vorwärtsgang (V3) zugeordnet ist.
  9. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Getriebeeingangswelle (24) und/oder auf der zweiten Getriebeeingangswelle (26) ein einziges Gangfestrad (40) angeordnet ist.
  10. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zweiten Getriebeeingangswelle (24) und/oder der ersten Getriebeeingangswelle (26) genau zwei Festräder (40, 44), insbesondere Gang-Festräder, angeordnet sind.
  11. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung genau vier Vorwärtsgangstufen aufweist.
  12. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das genau eine Vorwärtsgangstufe als Windungsgang ausgebildet ist.
  13. Hybrid-Getriebeanordnung (3) mit einer Getriebeanordnung (4) und wenigstens einer an die Getriebeanordnung (4) angebundenen Antriebseinrichtung (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist
  14. Hybrid-Antriebsstrang (14) mit einem Verbrennungsmotor (2) und einer Hybrid-Getriebeanordnung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Hybrid-Getriebeanordnung (3) nach Anspruch 13 ausgebildet ist.
  15. Kraftfahrzeug mit einer Getriebeanordnung (4) und/oder einer Hybrid-Getriebeanordnung (3) und/oder einem Hybrid-Antriebsstrang (14), dadurch gekennzeichnet, dass Getriebeanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder die Hybrid-Getriebeanordnung (3) nach Anspruch 13 und/oder der Hybrid-Antriebsstrang (14) nach Anspruch 14 ausgebildet ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102011076386A1 (de) * 2011-05-24 2012-11-29 Zf Friedrichshafen Ag Doppelkupplungsgetriebe
DE102016210713A1 (de) * 2016-06-16 2017-12-21 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug

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