DE102020211063A1 - Motor vehicle transmission and method of operating same - Google Patents

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German (de)
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Stefan Beck
Michael Wechs
Fabian Kutter
Matthias Horn
Thomas Martin
Peter Ziemer
Martin Brehmer
Oliver BAYER
Johannes Kaltenbach
Thomas Kroh
Max Bachmann
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ZF Friedrichshafen AG
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ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

Kraftfahrzeuggetriebe (10) mit einer ersten Welle (14), die über eine Kupplung (K1) mit einer Antriebswelle (12) verbindbar ist; einer zweiten Welle (16), die mittels wenigstens eines schaltbaren Gangradsatzes (34, 38, 42) eines ersten Teilgetriebes (30) mit der ersten Welle (14) verbindbar ist und die mit einem Abtrieb (20) verbunden ist; einer dritten Welle (18), die mittels wenigstens eines weiteren schaltbaren Gangradsatzes (36, 40) eines zweiten Teilgetriebes (32) mit der zweiten Welle (16) verbindbar ist und die mittels eines Schaltelementes (K3) mit der ersten Welle (14) verbindbar ist; und einer ersten Elektromaschine (EM1), die mit der dritten Welle (18) verbunden ist; wobei die dritte Welle (18) als Hohlwelle ausgebildet ist, die konzentrisch zu der als Innenwelle ausgebildeten ersten Welle (14) angeordnet ist.Motor vehicle transmission (10) having a first shaft (14) which can be connected to a drive shaft (12) via a clutch (K1); a second shaft (16) which can be connected to the first shaft (14) by means of at least one shiftable gear wheel set (34, 38, 42) of a first partial transmission (30) and which is connected to an output (20); a third shaft (18) which can be connected to the second shaft (16) by means of at least one further shiftable gear wheel set (36, 40) of a second sub-transmission (32) and which can be connected to the first shaft (14) by means of a shifting element (K3). is; and a first electric machine (EM1) connected to the third shaft (18); wherein the third shaft (18) is designed as a hollow shaft which is arranged concentrically to the first shaft (14) designed as an inner shaft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer ersten Welle, die über eine Kupplung mit einer Antriebswelle verbindbar ist; mit einer zweiten Welle, die mittels wenigstens eines schaltbaren Gangradsatzes eines ersten Teilgetriebes mit der ersten Welle verbindbar ist und die mit einem Abtrieb verbunden ist; und mit einer dritten Welle, die mit einer ersten Elektromaschine verbunden ist.The present invention relates to a motor vehicle transmission with a first shaft which can be connected to a drive shaft via a clutch; with a second shaft which can be connected to the first shaft by means of at least one shiftable gear wheel set of a first partial transmission and which is connected to an output; and a third shaft connected to a first electric machine.

Das Kraftfahrzeuggetriebe ist folglich als Hybrid-Getriebe zum Einbau in einem Hybrid-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug geeignet.The motor vehicle transmission is consequently suitable as a hybrid transmission for installation in a hybrid drive train for a motor vehicle.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahrzeuggetriebes.Furthermore, the present invention relates to a method for operating such a motor vehicle transmission.

Hybrid-Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge weisen generell einen Verbrennungsmotor auf, der Antriebsleistung zum Antreiben des Kraftfahrzeuges bereitstellen kann, sowie eine Elektromaschine, die je nach Betriebsart alternativ oder zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor Antriebsleistung für das Kraftfahrzeug bereitstellen kann.Hybrid drive trains for motor vehicles generally have an internal combustion engine that can provide drive power for driving the motor vehicle, and an electric machine that can provide drive power for the motor vehicle as an alternative or in addition to the internal combustion engine, depending on the operating mode.

Bei Hybrid-Antriebssträngen wird zwischen einer Vielzahl von unterschiedlichen Konzepten unterschieden, die jeweils eine unterschiedliche Anbindung der Elektromaschine an eine Getriebeanordnung des Hybrid-Antriebsstranges vorsehen. Bei Doppelkupplungsgetrieben ist eine typische Variante darin zu sehen, eine elektrische Maschine konzentrisch zu einem Eingangsglied der Doppelkupplungsanordnung anzuordnen. Auch ist es bekannt, bei Doppelkupplungsgetrieben eine elektrische Maschine einem der zwei Teilgetriebe zuzuordnen.In the case of hybrid drive trains, a distinction is made between a large number of different concepts, each of which provides for a different connection of the electric machine to a transmission arrangement of the hybrid drive train. In the case of double clutch transmissions, a typical variant is to arrange an electric machine concentrically to an input element of the double clutch arrangement. It is also known to assign an electric machine to one of the two sub-transmissions in dual-clutch transmissions.

Ferner ist es bekannt, eine elektrische Maschine konzentrisch zu einer ersten Eingangswelle anzuordnen, wobei ein Rotor der elektrischen Maschine mit einer Hohlwelle verbunden ist, die um die Eingangswelle herum angeordnet ist.It is also known to arrange an electrical machine concentrically to a first input shaft, with a rotor of the electrical machine being connected to a hollow shaft which is arranged around the input shaft.

Aus dem Dokument DE 10 2013 215 114 A1 ist ein Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei dem eine Elektromaschine über einen Stirnradsatz an eine Ausgangswelle eines Hybrid-Getriebes anbindbar ist. Ferner ist es aus diesem Dokument bekannt, eine Elektromaschine koaxial zu einer Getriebeausgangswelle anzuordnen, und zwar axial versetzt zu einem Planetenradsatz, der als Überlagerungsgetriebe für elektromotorische Antriebsleistung und für verbrennungsmotorische Antriebsleistung ausgebildet ist.From the document DE 10 2013 215 114 A1 a hybrid drive of a motor vehicle is known, in which an electric machine can be connected to an output shaft of a hybrid transmission via a spur gear set. It is also known from this document to arrange an electric machine coaxially to a transmission output shaft, namely axially offset to a planetary gear set, which is designed as a superimposed transmission for electric motor drive power and for internal combustion engine drive power.

Hybrid-Getriebe sind dabei vorzugsweise als Lastschaltgetriebe ausgebildet. Insbesondere bei einem Einbau in einem Kraftfahrzeug quer zur Antriebsrichtung (front-quer oder heck-quer) ist die axiale Baulänge des Hybrid-Getriebes von großer Bedeutung. Ferner ist bei einem Einbau quer zur Fahrtrichtung häufig auf die Einbauumgebung Rücksicht zu nehmen. Engstellen sind ggf. ein Gelenk von Seitenwellen, eine Getriebeaufhängung und/oder ein unterer Fahrzeuglängsträger.Hybrid transmissions are preferably designed as power shift transmissions. The axial overall length of the hybrid transmission is of great importance, particularly when installed in a motor vehicle transversely to the drive direction (front-transverse or rear-transverse). Furthermore, when installing transversely to the direction of travel, the installation environment must often be taken into account. Bottlenecks may be a side shaft joint, a transmission mount and/or a lower longitudinal member of the vehicle.

In manchen Hybrid-Kraftfahrzeuggetrieben wird eine Elektromaschine koaxial zu einer Antriebswelle angeordnet. In anderen Konzepten wird eine Elektromaschine parallel versetzt zu einer Antriebswelle angeordnet und über einen Stirnradsatz mit dem Getriebe verbunden.In some hybrid vehicle transmissions, an electric machine is arranged coaxially with a driveshaft. In other concepts, an electric machine is offset parallel to a drive shaft and connected to the transmission via a set of spur gears.

Ferner weisen manche Hybrid-Kraftfahrzeuggetriebe eine Elektromaschine auf, wohingegen andere zwei Elektromaschinen beinhalten.Further, some hybrid automotive transmissions include one electric machine, while others include two electric machines.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere in Form eines Hybrid-Getriebes, sowie ein Verfahren zu dessen Betreiben anzugeben.Against this background, it is an object of the present invention to specify an improved motor vehicle transmission, in particular in the form of a hybrid transmission, and a method for operating it.

Die obige Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer ersten Welle, die über eine Kupplung mit einer Antriebswelle verbindbar ist; mit einer zweiten Welle, die mittels wenigstens eines schaltbaren Gangradsatzes eines ersten Teilgetriebes mit der ersten Welle verbindbar ist und die mit einem Abtrieb verbunden ist; mit einer dritten Welle, die mittels wenigstens eines weiteren schaltbaren Gangradsatzes eines zweiten Teilgetriebes mit der zweiten Welle verbindbar ist und die mittels eines Schaltelementes mit der ersten Welle verbindbar ist; und mit einer ersten Elektromaschine, die mit der dritten Welle verbunden ist; wobei die dritte Welle als Hohlwelle ausgebildet ist, die konzentrisch zu der als Innenwelle ausgebildeten ersten Welle angeordnet ist.The above object is achieved by a motor vehicle transmission with a first shaft which can be connected to a drive shaft via a clutch; with a second shaft which can be connected to the first shaft by means of at least one shiftable gear wheel set of a first partial transmission and which is connected to an output; with a third shaft which can be connected to the second shaft by means of at least one further shiftable gear wheel set of a second partial transmission and which can be connected to the first shaft by means of a shifting element; and a first electric machine connected to the third shaft; wherein the third shaft is designed as a hollow shaft which is arranged concentrically to the first shaft designed as an inner shaft.

Ferner wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes, wobei ausgehend von einem rein elektrischen Fahrbetrieb in einer elektrischen Vorwärtsgangstufe über das zweite Teilgetriebe die Antriebswelle zum Starten eines daran anschließbaren Verbrennungsmotors angetrieben wird, indem (i) die erste Welle und die dritte Welle mittels des Schaltelementes verbunden werden und die Kupplung geschlossen wird; oder (ii) einer der Gangradsätze des ersten Teilgetriebes geschaltet wird und die Kupplung geschlossen wird.Furthermore, the above object is achieved by a method for operating a motor vehicle transmission according to the invention, wherein, starting from a purely electric driving operation in an electric forward gear, the drive shaft for starting an internal combustion engine that can be connected to it is driven via the second sub-transmission by (i) the first shaft and the third shaft are connected by means of the switching element and the clutch is closed; or (ii) one of the gear wheel sets of the first partial transmission is shifted and the clutch is closed.

Das Kraftfahrzeuggetriebe ermöglicht eine Realisierung einer Mehrzahl von Vorwärtsgangstufen mittels jeweiliger schaltbarer Gangradsätze, wobei das Kraftfahrzeuggetriebe nur zwei Achsen aufweist. Die eine Achse ist der ersten Welle und der dritten Welle zugeordnet, sowie vorzugsweise der hierzu koaxial vorgesehenen Antriebswelle. Die zweite Achse ist der zweiten Welle zugeordnet.The motor vehicle transmission enables a plurality of forward gears to be implemented by means of respective switchable gear wheel sets, with the motor vehicle transmission having only two axes having. One axis is associated with the first shaft and the third shaft, and preferably with the drive shaft provided coaxially thereto. The second axis is associated with the second shaft.

Der Abtrieb kann dann direkt von der zweiten Welle zu einer Leistungsverteilungseinrichtung führen, die auf einer weiteren Achse angeordnet sein kann. Die erste Elektromaschine ist vorzugsweise nicht koaxial zu der ersten Achse oder der zweiten Achse angeordnet, sondern ist vorzugsweise parallel versetzt zu diesen Achsen angeordnet.The output can then lead directly from the second shaft to a power distribution device, which can be arranged on a further axle. The first electric machine is preferably not arranged coaxially to the first axis or the second axis, but is preferably arranged offset parallel to these axes.

Das Kraftfahrzeuggetriebe ist vorzugsweise eingerichtet für einen Einbau in einem Kraftfahrzeug quer zur Fahrtrichtung, also beispielsweise Front-quer oder Heck-quer.The motor vehicle transmission is preferably set up for installation in a motor vehicle transversely to the direction of travel, ie for example front transversely or rear transversely.

Die erste Elektromaschine ist in axialer Richtung vorzugsweise zwischen der Kupplung und einem gegenüberliegenden axialen Ende des Kraftfahrzeuggetriebes angeordnet, so dass eine kurze axiale Baulänge realisiert werden kann.The first electric machine is preferably arranged in the axial direction between the clutch and an opposite axial end of the motor vehicle transmission, so that a short axial overall length can be achieved.

Durch die Tatsache, dass das Kraftfahrzeuggetriebe zum Einrichten der Gangstufen nur zwei Achsen benötigt, kann zudem eine radial kompakte Bauweise erreicht werden, so dass Rücksicht genommen wird auf die Einbauumgebung.Due to the fact that the motor vehicle transmission only requires two axes to set up the gear steps, a radially compact design can also be achieved, so that the installation environment is taken into account.

Das Kraftfahrzeuggetriebe ist nach der Art eines Gruppengetriebes aufgebaut. Antriebsleistung, die über die Antriebswelle und die Kupplung in die erste Welle eingespeist wird, kann entweder direkt über einen schaltbaren Gangradsatz des ersten Teilgetriebes auf die zweite Welle und damit zum Abtrieb geführt werden. Bei geschlossenem Schaltelement kann Antriebsleistung, die von der Antriebswelle über die Kupplung in die erste Welle eingespeist wird, zunächst in die dritte Welle geführt werden, und von dort über den weiteren schaltbaren Gangradsatz zu der zweiten Welle und von dort zum Abtrieb.The motor vehicle transmission is constructed in the manner of a group transmission. Drive power, which is fed into the first shaft via the drive shaft and the clutch, can either be routed directly to the second shaft and thus to the output via a selectable gear wheel set of the first sub-transmission. When the shifting element is closed, drive power that is fed from the drive shaft via the clutch into the first shaft can first be routed to the third shaft and from there via the further shiftable gear wheel set to the second shaft and from there to the output.

Die Antriebswelle ist vorzugsweise ausgelegt zum Verbinden mit einem Verbrennungsmotor. In einem Hybrid-Antriebsstrang kann folglich ein rein verbrennungsmotorischer Fahrbetrieb eingerichtet werden unter Verwendung vorzugsweise sämtlicher Gangstufen des ersten Teilgetriebes und des zweiten Teilgetriebes.The drive shaft is preferably designed for connection to an internal combustion engine. In a hybrid drive train, purely internal combustion engine driving can be set up, preferably using all gears of the first sub-transmission and the second sub-transmission.

Ein elektromotorischer Fahrbetrieb kann eingerichtet werden über sämtliche Gangradsätze des zweiten Teilgetriebes und, bei geschlossenem Schaltelement, über zumindest einen Teil der Gangradsätze des ersten Teilgetriebes.Electromotive driving can be set up via all gear wheel sets of the second sub-transmission and, when the shifting element is closed, via at least some of the gear wheel sets of the first sub-transmission.

Ein Hybrid-Fahrbetrieb, bei dem sowohl verbrennungsmotorische als auch elektromotorische Antriebsleistung auf den Abtrieb geführt wird, kann in sämtlichen Gangstufen eingerichtet werden, die auch rein verbrennungsmotorisch realisierbar sind.Hybrid driving, in which both the internal combustion engine and the electric motor drive power is fed to the output, can be set up in all gears that can also be implemented purely with the internal combustion engine.

Eine elektrische Hauptgangstufe wird vorzugsweise mittels eines schaltbaren Radsatzes des zweiten Teilgetriebes eingerichtet. Vorzugsweise kann ausgehend von dieser rein elektrischen Fahrstufe ein Zustarten des Verbrennungsmotors in eben jener Gangstufe sowie in allen Gangstufen des ersten Teilgetriebes erfolgen.An electric main gear is preferably set up by means of a shiftable wheel set of the second partial transmission. Starting from this purely electric gear, the internal combustion engine can preferably be started in just that gear and in all gears of the first sub-transmission.

Der Abtrieb kann eine Leistungsverteilungseinrichtung wie ein Differential beinhalten.The output may include a power split device such as a differential.

Vorzugsweise weist das Hybrid-Kraftfahrzeuggetriebe keine mechanische Rückwärtsgangstufe auf. Ein Rückwärtsfahrbetrieb wird vorzugsweise ausschließlich mittels der ersten Elektromaschine (und/oder mittels einer optional vorgesehenen zweiten Elektromaschine) durchgeführt.The hybrid motor vehicle transmission preferably has no mechanical reverse gear stage. Reversing operation is preferably carried out exclusively by means of the first electric machine (and/or by means of an optionally provided second electric machine).

Die erste Elektromaschine kann auch zur Stützung der Zugkraft bei Gangwechseln im rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb genutzt werden.The first electric machine can also be used to support the traction when changing gears in purely combustion engine driving mode.

Dadurch, dass die dritte Welle mittels eines Schaltelementes mit der ersten Welle verbindbar ist, kann die erste Elektromaschine in einem rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb in Gangstufen des ersten Teilgetriebes abgekoppelt werden, so dass Schleppverluste vermieden werden.Because the third shaft can be connected to the first shaft by means of a switching element, the first electric machine can be decoupled in gear stages of the first sub-transmission in purely internal combustion engine driving mode, so that drag losses are avoided.

Die folgenden Begriffe lassen sich im Rahmen der vorliegenden Offenbarung insbesondere wie folgt verstehen:

  • Eine Radpaarung beinhaltet genau zwei Zahnräder, die miteinander in Eingriff stehen. Zwei miteinander in Eingriff stehende Zahnräder sind insbesondere als zwei Zahnräder zu verstehen, deren Verzahnungen kämmen. Die Zahnräder weisen vorzugsweise jeweils eine Stirnverzahnung auf, sind vorzugsweise in einer radialen Ebene angeordnet und sind vorzugsweise jeweils einer anderen Welle zugeordnet. Die Zahnräder der Radpaarung können zwei Festräder sein (sog. Konstanten-Radsatz). Bei einer schaltbaren Radpaarung können die zwei Zahnräder ein Festrad und ein Losrad (s.u.) sein, die vorzugsweise gemeinsam eine Gangstufe (s.u.) definieren.
In the context of the present disclosure, the following terms can be understood in particular as follows:
  • A pair of wheels contains exactly two gears that mesh with each other. Two meshing gears are to be understood in particular as two gears whose teeth mesh. The gear wheels preferably each have face teeth, are preferably arranged in a radial plane and are preferably each associated with a different shaft. The gears of the gear pair can be two fixed gears (so-called constant gear set). In a switchable pair of wheels, the two gears can be a fixed wheel and a loose wheel (see below), which preferably together define a gear (see below).

Ein Radsatz beinhaltet wenigstens zwei miteinander in Eingriff stehende (insbesondere kämmende) Zahnräder, und kann eine oder mehrere Radpaarungen beinhalten, die vorzugsweise in einer gemeinsamen radialen Radsatzebene liegen. Generell kann ein Radsatz auch ein Planetenradsatz sein.A wheel set contains at least two mutually meshing (in particular meshing) gears, and can contain one or more wheel pairs, which preferably lie in a common radial wheel set plane. In general, a gear set can also be a planetary gear set.

Ein Losrad ist ein drehbar an einer Welle gelagertes Zahnrad, das mittels eines Schaltelementes mit der Welle verbindbar oder davon entkoppelbar ist. Ein Festrad ist ein an einer Welle drehfest festgelegtes Zahnrad.A loose wheel is a gear wheel which is rotatably mounted on a shaft and which can be connected to or decoupled from the shaft by means of a switching element. A fixed wheel is a gear wheel fixed to a shaft in a rotationally fixed manner.

Ein Schaltelement dient zum Verbinden oder Lösen von Gliedern, wie einem Losrad und einer Welle oder von zwei Wellen, und ist vorliegend insbesondere durch eine Schaltkupplung gebildet, insbesondere eine formschlüssige Schaltkupplung, wie eine Klauenkupplung. Die Schaltkupplung kann jedoch auch eine Synchron-Schaltkupplung sein.A shifting element is used to connect or release members, such as a loose wheel and a shaft or two shafts, and is formed here in particular by a shifting clutch, in particular a positive shifting clutch, such as a claw clutch. However, the clutch can also be a synchronous clutch.

Ein Doppelschaltelement beinhaltet zwei Schaltelemente, die vorzugsweise unterschiedlichen Losrädern zugeordnet sind, oder anderen drehbar an der Welle gelagerten Gliedern, und die mittels einer einzelnen Betätigungseinrichtung alternativ schaltbar sind, um jeweils eines der Losräder/Glieder mit der Welle zu verbinden. Ferner beinhaltet das Doppelschaltelement eine Neutralstellung, in der keines der beiden Losräder/Glieder mit der Welle verbunden ist.A double switching element includes two switching elements, which are preferably assigned to different idler gears or other members rotatably mounted on the shaft, and which can be switched alternatively by means of a single actuating device in order to connect one of the idler gears/members to the shaft. Furthermore, the double switching element includes a neutral position in which neither of the two idler gears/members is connected to the shaft.

Zwei relativ zueinander drehbare Glieder sind verbunden, wenn sie zwangsläufig mit einer proportionalen Drehzahl drehen. Der Begriff verbunden ist gleichzusetzen mit „wirkverbunden“. Unter einer „drehfesten Verbindung“ ist zu verstehen, dass die zwei Glieder mit der gleichen Drehzahl drehen. Zwei Glieder sind dann verbindbar, wenn sie entweder miteinander verbunden oder voneinander entkoppelt werden können. Vorzugsweise sind die Glieder mittels eines Schaltelementes wie einer Kupplung oder einer Bremse miteinander verbindbar.Two relatively rotatable members are connected when they are positively rotating at a proportional speed. The term connected is to be equated with "effectively connected". A "rotational connection" means that the two links rotate at the same speed. Two members are connectable if they can either be connected or disconnected from each other. The links can preferably be connected to one another by means of a switching element such as a clutch or a brake.

Zwei Elemente sind axial ausgerichtet, wenn sie sich in axialer Richtung zumindest teilweise überlappen und/oder wenn sie in einer gemeinsamen Radialebene liegen.Two elements are axially aligned if they at least partially overlap in the axial direction and/or if they lie in a common radial plane.

Die Aufgabe wird vollkommen gelöst.The task is completely solved.

Vorzugsweise ist das erste Teilgetriebe ungeraden Vorwärtsgangstufen oder geraden Vorwärtsgangstufen zugeordnet, wobei das zweite Teilgetriebe den anderen Vorwärtsgangstufen von ungeraden und geraden Vorwärtsgangstufen zugeordnet ist.The first partial transmission is preferably assigned to odd forward gears or even forward gears, with the second partial transmission being assigned to the other forward gears of odd and even forward gears.

Hierdurch können beispielsweise ungerade Vorwärtsgangstufen bei geöffnetem Schaltelement eingerichtet werden, und gerade Vorwärtsgangstufen können beispielsweise bei geschlossenem Schaltelement zum Verbinden von erster und dritter Welle eingerichtet werden.As a result, for example, odd forward gears can be set up when the shifting element is open, and even forward gears can be set up, for example, with the shifting element closed for connecting the first and third shafts.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Kraftfahrzeuggetriebe eine Gesamtzahl von Vorwärtsgangstufen hat, wobei die Gesamtzahl von Vorwärtsgangstufen so auf das erste und das zweite Teilgetriebe verteilt ist, dass bei wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Hochschaltvorgängen Leistung abwechselnd über das erste Teilgetriebe und das zweite Teilgetriebe zum Abtrieb fließt.It is also advantageous if the motor vehicle transmission has a total number of forward gears, with the total number of forward gears being distributed between the first and second partial transmissions in such a way that, in the case of at least two consecutive upshifts, power flows alternately via the first partial transmission and the second partial transmission to the output.

Bei einem Leistungsfluss über das erste Teilgetriebe wird in der Regel ein Schaltelement betätigt, das einem Gangradsatz des ersten Teilgetriebes zugeordnet ist. Bei einem Leistungsfluss über das zweite Teilgetriebe werden vorzugsweise zwei Schaltelement betätigt, nämlich zum einen das Schaltelement, mittels dessen die erste Welle mit der dritten Welle verbunden werden kann, und zum anderen ein Schaltelement eines Gangradsatzes des zweiten Teilgetriebes.When power flows through the first partial transmission, a shifting element that is assigned to a gear wheel set of the first partial transmission is generally actuated. When power flows through the second partial transmission, two shifting elements are preferably actuated, namely the shifting element, by means of which the first shaft can be connected to the third shaft, and a shifting element of a gear wheel set of the second partial transmission.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn das erste Teilgetriebe den Vorwärtsgangstufen 1, 3, 5 zugeordnet ist und wenn das zweite Teilgetriebe den Vorwärtsgangstufen 2, 4 zugeordnet ist.It is particularly advantageous if the first sub-transmission is assigned to the forward gears 1, 3, 5 and when the second sub-transmission is assigned to the forward gears 2, 4.

Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist das Schaltelement, mittels dessen die dritte Welle mit der ersten Welle verbindbar ist, in einer axialen Position im Bereich eines axialen Endes der dritten Welle angeordnet.According to another embodiment that is preferred overall, the switching element, by means of which the third shaft can be connected to the first shaft, is arranged in an axial position in the region of an axial end of the third shaft.

Das Schaltelement kann dabei an der dritten Welle gelagert sein, ist jedoch vorzugsweise an der ersten Welle gelagert.The switching element can be mounted on the third shaft, but is preferably mounted on the first shaft.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Schaltelement, mittels dessen die dritte Welle mit der ersten Welle verbindbar ist, und ein Schaltelement, mittels dessen ein Gangradsatz des ersten Teilgetriebes schaltbar ist, ein Doppelschaltelement bilden.Furthermore, it is advantageous if the shifting element, by means of which the third shaft can be connected to the first shaft, and a shifting element, by means of which a gear wheel set of the first partial transmission can be shifted, form a double shifting element.

Bei dieser Ausführungsform ist ein verbrennungsmotorischer Fahrbetrieb oder ein Hybrid-Fahrbetrieb vorzugsweise in sämtlichen Vorwärtsgangstufen möglich, die mittels der Gangradsätze des ersten und des zweiten Teilgetriebes einrichtbar sind. Ein rein elektromotorischer Fahrbetrieb mittels der ersten Elektromaschine ist jedoch nicht in sämtlichen dieser Vorwärtsgangstufen einrichtbar. Vielmehr ist ein rein elektrischer Fahrbetrieb mittels der ersten Elektromaschine nur in allen Vorwärtsgangstufen außer jener realisierbar, die dem Gangradsatz zugeordnet ist, der mittels eines Schaltelementes des Doppelschaltelementes schaltbar ist.In this embodiment, internal combustion engine driving or hybrid driving is preferably possible in all forward gears that can be set up by means of the gear wheel sets of the first and second partial transmission. However, purely electric driving operation using the first electric machine cannot be set up in all of these forward gears. Rather, purely electric driving by means of the first electric machine can only be implemented in all forward gears apart from those assigned to the gear wheel set, which can be shifted by means of a shifting element of the double shifting element.

Das Bereitstellen des Doppelschaltelementes ermöglicht jedoch eine axial besonders kompakte Bauweise, die zudem nur wenige Betätigungselemente des Kraftfahrzeuggetriebes benötigt.However, the provision of the double shifting element enables a particularly compact design in the axial direction, which also requires only a few actuating elements of the motor vehicle transmission.

Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn das Schaltelement, mittels dessen der Gangradsatz des ersten Teilgetriebes schaltbar ist, einer mittleren Gangstufe einer ersten Mehrzahl von Vorwärtsgangstufen des ersten Teilgetriebes zugeordnet ist.It is of particular advantage if the switching element, by means of which the gear wheel set of the first sub-transmission can be shifted, is assigned to a middle gear of a first plurality of forward gears of the first sub-transmission.

Folglich kann ein elektromotorischer Fahrbetrieb sowohl in einer niedrigsten Vorwärtsgangstufe des ersten Teilgetriebes und/oder in einer höchsten Vorwärtsgangstufe des ersten Teilgetriebes eingerichtet werden. Da zudem ein rein elektromotorischer Fahrbetrieb in sämtlichen Gangstufen des zweiten Teilgetriebes realisierbar ist, wird die mittlere Gangstufe des ersten Teilgetriebes für den rein elektromotorischen Fahrbetrieb nicht benötigt.Consequently, electric motor driving can be set up both in a lowest forward gear of the first sub-transmission and/or in a highest forward gear of the first sub-transmission. In addition, since purely electric driving can be implemented in all gears of the second sub-transmission, the middle gear of the first sub-transmission is not required for purely electric driving.

Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn die dritte Welle in axialer Richtung zwischen dem ersten Teilgetriebe und der Kupplung angeordnet ist.Overall, it is also advantageous if the third shaft is arranged in the axial direction between the first sub-transmission and the clutch.

Auf diese Art und Weise lässt sich die erste Elektromaschine in großer axialer Überlappung mit anderen Komponenten des Kraftfahrzeuggetriebes anordnen.In this way, the first electric machine can be arranged with a large axial overlap with other components of the motor vehicle transmission.

Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform weist das Kraftfahrzeuggetriebe ausgehend von der Kupplung axial hintereinander die folgenden Radialebenen auf: Radialebene für einen Gangradsatz des zweiten Teilgetriebes; Radialebene für ein Doppelschaltelement des zweiten Teilgetriebes; und Radialebene für einen weiteren Gangradsatz des zweiten Teilgetriebes.According to another embodiment that is preferred overall, the motor vehicle transmission has the following radial planes, one behind the other, starting from the clutch: radial plane for a gear wheel set of the second partial transmission; Radial plane for a double switching element of the second partial transmission; and radial plane for another gear wheel set of the second partial transmission.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das zweite Teilgetriebe genau zwei Gangradsätze zum Einrichten von genau zwei Gangstufen beinhaltet.It is particularly preferred if the second sub-transmission contains exactly two gear wheel sets for setting up exactly two gears.

Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform weist das Kraftfahrzeuggetriebe ausgehend von einem der Kupplung gegenüberliegenden axialen Ende axial hintereinander die folgenden Radialebenen auf: Radialebene für einen Gangradsatz des ersten Teilgetriebes; Radialebene für ein Doppelschaltelement des ersten Teilgetriebes; Radialebene für einen weiteren Gangradsatz des ersten Teilgetriebes; Radialebene für noch einen weiteren Gangradsatz des ersten Teilgetriebes; und Radialebene für ein Doppelschaltelement, das ein dem ersten Teilgetriebe zugeordnetes Schaltelement und ein Schaltelement beinhaltet, mittels dessen die erste Welle und die dritte Welle verbindbar sind.According to another embodiment that is preferred overall, the motor vehicle transmission has the following radial planes, one behind the other, starting from an axial end opposite the clutch: radial plane for a gear wheel set of the first partial transmission; Radial plane for a double switching element of the first partial transmission; Radial plane for another gear wheel set of the first partial transmission; Radial plane for yet another gear wheel set of the first partial transmission; and a radial plane for a double shifting element, which contains a shifting element assigned to the first partial transmission and a shifting element, by means of which the first shaft and the third shaft can be connected.

Das erste Teilgetriebe weist folglich vorzugsweise genau drei Gangradsätze zum Einrichten von genau drei Vorwärtsgangstufen auf. Zwei der Vorwärtsgangstufen werden mittels eines Doppelschaltelementes betätigt. Die dritte Gangstufe wird mittels eines weiteren Doppelschaltelementes betätigt, mittels dessen auch die erste Welle und die dritte Welle verbindbar sind. Die Gangradsätze des zweiten Teilgetriebes sind vorzugsweise nicht unmittelbar aufeinander folgenden Vorwärtsgangstufen zugeordnet. In entsprechender Weise sind die Radsätze, die mittels des Doppelschaltelementes des ersten Teilgetriebes alternativ schaltbar sind, nicht unmittelbar benachbarten Vorwärtsgangstufen zugeordnet.Consequently, the first partial transmission preferably has exactly three gear wheel sets for setting up exactly three forward gears. Two of the forward gears are actuated by means of a double shift element. The third gear is actuated by means of a further double shifting element, by means of which the first shaft and the third shaft can also be connected. The gear wheel sets of the second sub-transmission are preferably not assigned to directly consecutive forward gears. Correspondingly, the wheel sets, which can be shifted alternatively by means of the double shifting element of the first partial transmission, are not assigned to directly adjacent forward gears.

Generell kann das Kraftfahrzeuggetriebe als Hybrid-Getriebe mit einer einzelnen Elektromaschine realisiert werden.In general, the motor vehicle transmission can be implemented as a hybrid transmission with a single electric machine.

Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn zusätzlich zu der ersten Elektromaschine eine zweite Elektromaschine vorgesehen ist, die vorzugsweise mit der Antriebswelle verbunden ist.However, it is particularly preferable if, in addition to the first electric machine, a second electric machine is provided, which is preferably connected to the drive shaft.

Die zweite Elektromaschine kann mit einem an die Antriebswelle angeschlossenen Verbrennungsmotor verbunden sein. Folglich kann die zweite Elektromaschine sowohl für einen Hybrid-Fahrbetrieb verwendet werden (z.B. ein Boost-Fahrbetrieb, aber auch ein rekuperativer Fahrbetrieb), bei dem Antriebsleistung des Verbrennungsmotors direkt zum Antrieb der zweiten Elektromaschine als Generator verwendet wird. Auch ist eine Lastpunktverschiebung des Verbrennungsmotors möglich, indem ein Teil der verbrennungsmotorischen Antriebsleistung zum Antreiben der zweiten Elektromaschine als Generator verwendet wird.The second electric machine can be connected to an internal combustion engine connected to the drive shaft. Consequently, the second electric machine can be used both for hybrid driving (e.g. boost driving, but also recuperative driving), in which the drive power of the internal combustion engine is used directly to drive the second electric machine as a generator. A shift in the load point of the internal combustion engine is also possible, in that part of the drive power generated by the internal combustion engine is used as a generator to drive the second electric machine.

Bei geschlossener Kupplung kann elektromotorische Leistung der ersten Elektromaschine und der zweiten Elektromaschine auch über das zweite Teilgetriebe bzw. das erste Teilgetriebe in der zweiten Welle aufsummiert werden.When the clutch is closed, the electromotive power of the first electric machine and the second electric machine can also be summed up via the second partial transmission or the first partial transmission in the second shaft.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die erste Elektromaschine über einen Stirnradsatz oder über ein Zugmittel, wie eine Kette oder ein Zahnriemen, mit der dritten Welle verbunden ist und/oder wenn eine zweite Elektromaschine über einen Stirnradsatz oder über ein Zugmittel mit der Antriebswelle verbunden ist.It is particularly preferred if the first electric machine is connected to the third shaft via a spur gear set or via a traction device, such as a chain or a toothed belt, and/or if a second electric machine is connected to the drive shaft via a spur gear set or via a traction device.

Bei dieser Ausführungsform liegen die erste Elektromaschine bzw. die zweite Elektromaschine auf Achsen, die sich von der ersten Achse und der zweiten Achse (s.o.) unterscheiden.In this embodiment, the first electric machine and the second electric machine lie on axes that differ from the first axis and the second axis (see above).

Der Stirnradsatz, mittels dessen die erste Elektromaschine mit der dritten Welle verbunden ist, ist vorzugsweise einer der Gangradsätze des zweiten Teilgetriebes. Mit anderen Worten kann ein Antriebsritzel der ersten Elektromaschine direkt oder über ein Zwischenrad an einem Zahnrad dieses Gangradsatzes angreifen.The spur gear set, by means of which the first electric machine is connected to the third shaft, is preferably one of the gear wheel sets of the second partial transmission. In other words, a drive pinion of the first electric machine can act on a gear wheel of this gear wheel set directly or via an intermediate wheel.

Folglich ist es bevorzugt, wenn erste Elektromaschine mit einem Zahnrad eines Gangradsatzes des zweiten Teilgetriebes verbunden ist, insbesondere mit einem Festrad eines solchen Gangradsatzes.Consequently, it is preferred if the first electric machine is connected to a gear wheel of a gear wheel set of the second sub-transmission, in particular others with a fixed wheel of such a gear wheel set.

Der Stirnradsatz, mittels dessen die zweite Elektromaschine mit der Antriebswelle verbunden ist, liegt in axialer Richtung auf einer den Gangradsätzen axial gegenüberliegenden Seite der Kupplung.The spur gear set, by means of which the second electric machine is connected to the drive shaft, is located in the axial direction on a side of the clutch that is axially opposite to the gear wheel sets.

Von besonderem Vorzug ist es, wenn dieser Stirnradsatz axial etwa ausgerichtet ist mit einem Abtriebsradsatz, mittels dessen die zweite Welle mit einer Leistungsverteilungseinrichtung verbunden ist.It is particularly advantageous if this spur gear set is approximately aligned axially with a driven gear set, by means of which the second shaft is connected to a power distribution device.

Der Stirnradsatz, mittels dessen die zweite Elektromaschine mit der Antriebswelle verbunden ist, beinhaltet vorzugsweise ein Ritzel der zweiten Elektromaschine und ein an der Antriebswelle festgelegtes Festrad, wobei diese Zahnräder entweder direkt miteinander in Eingriff stehen oder über ein Zwischenrad.The spur gear set, by means of which the second electric machine is connected to the drive shaft, preferably includes a pinion of the second electric machine and a fixed gear fixed to the drive shaft, these gears meshing either directly with one another or via an intermediate gear.

Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform überlappt die erste Elektromaschine in axialer Richtung mit wenigstens einem Gangradsatz des zweiten Teilgetriebes und/oder überlappt die zweite Elektromaschine in axialer Richtung mit wenigstens der Kupplung.According to a further overall preferred embodiment, the first electric machine overlaps in the axial direction with at least one gear wheel set of the second partial transmission and/or the second electric machine in the axial direction overlaps with at least the clutch.

Die zwei Elektromaschinen sind dabei vorzugsweise so ausgerichtet, dass ihre Ritzel in die gleiche axiale Richtung weisen. Folglich überlappen auch die erste Elektromaschine und die zweite Elektromaschine einander in axialer Richtung vorzugsweise zumindest teilweise.The two electric machines are preferably aligned in such a way that their pinions point in the same axial direction. Consequently, the first electric machine and the second electric machine also preferably at least partially overlap one another in the axial direction.

Die Kupplung ist entweder eine Reibkupplung oder ist ein formschlüssiges Schaltelement.The clutch is either a friction clutch or a positive-locking shifting element.

Sofern die Kupplung eine Reibkupplung ist, wird hierdurch bereits ein Sicherheitsmerkmal erfüllt, da eine Reibkupplung auch unter Last zu öffnen ist. Sofern die Kupplung als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt ist, entweder als Klauenkupplung oder als Synchron-Schaltkupplung, muss der o.g. Sicherheitsaspekt bei dieser Ausführungsform auf andere Art und Weise realisiert werden.If the clutch is a friction clutch, this already fulfills a safety feature, since a friction clutch can also be opened under load. If the clutch is designed as a positive-locking shifting element, either as a claw clutch or as a synchronous clutch, the above-mentioned safety aspect must be implemented in a different way in this embodiment.

Sofern die Kupplung als Klauenkupplung ausgeführt ist, ist es bevorzugt, wenn das Schaltelement, das die erste Welle und die zweite Welle verbinden kann, sowie die Schaltelemente der Gangradsätze des ersten Teilgetriebes als Synchron-Schaltkupplung ausgeführt werden.If the clutch is designed as a claw clutch, it is preferred if the shifting element, which can connect the first shaft and the second shaft, and the shifting elements of the gear wheel sets of the first partial transmission are designed as a synchronous shifting clutch.

Bei der Realisierung mit einer ersten Elektromaschine und einer zweiten Elektromaschine kann auch ein Kriechbetrieb eingerichtet werden, bei dem der Verbrennungsmotor bei geöffneter Kupplung ausschließlich dazu verwendet wird, um über die zweite Elektromaschine eine Batterie zu laden. Die erste Elektromaschine entnimmt der Batterie Ladung, um einen Kriechbetrieb einzurichten, der beispielsweise unterhalb einer Fahrgeschwindigkeit erfolgt, die eine im verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb bei geschlossener Kupplung minimale Fahrgeschwindigkeit ist.In the implementation with a first electric machine and a second electric machine, creep operation can also be set up, in which the internal combustion engine is used exclusively to charge a battery via the second electric machine when the clutch is disengaged. The first electric machine draws charge from the battery in order to set up creep operation, which takes place, for example, below a driving speed that is a minimum driving speed in internal combustion engine driving with the clutch engaged.

Sofern die Kupplung als formschlüssiges Schaltelement realisiert ist, ist ein Umschalten zwischen zwei elektromotorischen Gangstufen in einem solchen Kriechbetrieb nur mit Zugkraftunterbrechung möglich.If the clutch is implemented as a positive-locking shifting element, switching between two electric motor gears in such a creep mode is only possible with an interruption in traction.

Aus Bauraumgründen ist es bevorzugt, wenn das Doppelschaltelement des zweiten Teilgetriebes auf der zweiten Achse liegt, also auf der zweiten Welle angeordnet ist. In entsprechender Weise ist es bevorzugt, wenn das Doppelschaltelement, das zwei Gangradsätzen des ersten Teilgetriebes zugeordnet ist, ebenfalls auf der zweiten Achse liegt. Jenes Doppelschaltelement, das einem Gangradsatz des ersten Teilgetriebes zugeordnet ist und das Schaltelement beinhaltet, mittels dessen die erste Welle und die dritte Welle verbindbar sind, ist vorzugsweise auf der ersten Achse angeordnet.For reasons of space, it is preferred if the double shifting element of the second partial transmission lies on the second axis, that is to say is arranged on the second shaft. Correspondingly, it is preferred if the double shifting element, which is assigned to two gear wheel sets of the first sub-transmission, is also located on the second axis. That double shifting element that is assigned to a gear wheel set of the first partial transmission and contains the shifting element by means of which the first shaft and the third shaft can be connected is preferably arranged on the first axle.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuggetriebes;
  • 2 eine Schalttabelle zum Einrichten von verbrennungsmotorischen bzw. Hybrid-Gangstufen mittels des Kraftfahrzeuggetriebes der 1;
  • 3 eine Schalttabelle zum Einrichten von elektromotorischen Gangstufen mittels des Kraftfahrzeuggetriebes der 1;
  • 4 eine weitere schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuggetriebes;
  • 5 eine weitere schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuggetriebes; und
  • 6 eine weitere schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuggetriebes.
Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. Show it:
  • 1 a schematic representation of a motor vehicle transmission;
  • 2 a switching table for setting up internal combustion engine or hybrid gears by means of the motor vehicle transmission 1 ;
  • 3 a switching table for setting up electric motor gears by means of the motor vehicle transmission 1 ;
  • 4 another schematic representation of a motor vehicle transmission;
  • 5 another schematic representation of a motor vehicle transmission; and
  • 6 another schematic representation of a motor vehicle transmission.

In 1 ist eine erste Ausführungsform eines Kraftfahrzeuggetriebes in Form eines Hybrid-Getriebes schematisch dargestellt und generell mit 10 bezeichnet.In 1 a first embodiment of a motor vehicle transmission in the form of a hybrid transmission is shown schematically and generally designated 10 .

Das Kraftfahrzeuggetriebe 10 weist eine Antriebswelle 12 auf, die mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors verbindbar ist. Vorzugsweise ist in einem Hybrid-Antriebsstrang die Antriebswelle 12 drehfest mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden.The motor vehicle transmission 10 has a drive shaft 12 which can be connected to a crankshaft of an internal combustion engine. In a hybrid drive train, the drive shaft 12 is preferably connected in a torque-proof manner to the crankshaft of the internal combustion engine.

Ferner weist das Kraftfahrzeuggetriebe 10 eine erste Welle 14 auf, die auf einer ersten Achse A1 liegt. Die erste Welle 14 ist vorzugsweise koaxial zu der Antriebswelle 12 angeordnet. Die erste Welle 14 ist über eine Kupplung K1 mit der Antriebswelle 12 verbindbar. Die Kupplung K1 ist vorliegend eine Reibkupplung, die auch unter Last geöffnet werden kann.Furthermore, the motor vehicle transmission 10 has a first shaft 14 which lies on a first axis A1. The first shaft 14 is preferably arranged coaxially with the drive shaft 12 . The first shaft 14 can be connected to the drive shaft 12 via a clutch K1. In the present case, clutch K1 is a friction clutch that can also be opened under load.

Das Kraftfahrzeuggetriebe 10 weist ferner eine zweite Welle 16 auf, die auf einer zweiten Achse A2 angeordnet ist. Ferner weist das Kraftfahrzeuggetriebe 10 eine dritte Welle 18 auf, die als Hohlwelle ausgebildet ist und konzentrisch zu der Achse A1 angeordnet ist. Die dritte Welle 18 ist axial kürzer als die erste Welle 14 und umgibt diese für einen axialen Bereich. In diesem Bereich ist die erste Welle 14 eine Innenwelle für die dritte Welle 18. Die dritte Welle 18 ist mit einer ersten Elektromaschine EM1 verbunden, wie nachstehend noch im Detail erläutert werden wird.The motor vehicle transmission 10 also has a second shaft 16 which is arranged on a second axis A2. Furthermore, the motor vehicle transmission 10 has a third shaft 18, which is designed as a hollow shaft and is arranged concentrically to the axis A1. The third shaft 18 is axially shorter than the first shaft 14 and surrounds it for an axial area. In this area, the first shaft 14 is an inner shaft for the third shaft 18. The third shaft 18 is connected to a first electric machine EM1, as will be explained in more detail below.

Die zweite Welle 16 ist mit einem Abtrieb 20 verbunden. Genauer gesagt ist an der zweiten Welle 16 ein Abtriebszahnrad 22 festgelegt, das mit einem Eingangsglied einer Leistungsverteilungseinrichtung 24 wie eines Differentials in Eingriff steht. Die Leistungsverteilungseinrichtung 24 ist dazu ausgelegt, Antriebsleistung auf angetriebene Räder 26L, 26R zu verteilen. Die Leistungsverteilungseinrichtung 24 ist auf einer weiteren Achse angeordnet, die in 1 nicht näher bezeichnet ist.The second shaft 16 is connected to an output 20 . More specifically, an output gear 22 is fixed to the second shaft 16 and meshes with an input member of a power distribution device 24 such as a differential. The power distribution device 24 is designed to distribute drive power to driven wheels 26L, 26R. The power distribution device 24 is arranged on a further axis, which is 1 is not specified.

Das Kraftfahrzeuggetriebe 10 ist insbesondere für einen Einbau quer zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgebildet.The motor vehicle transmission 10 is designed in particular for installation transversely to a direction of travel of the motor vehicle.

Das Kraftfahrzeuggetriebe 10 beinhaltet ein erstes Teilgetriebe 30 und ein zweites Teilgetriebe 32. Das erste Teilgetriebe 30 beinhaltet einen ersten Gangradsatz 34, der einer ersten Vorwärtsgangstufe V1 zugeordnet ist. Der erste Gangradsatz 34 ist mittels eines Schaltelementes A schaltbar. Genauer gesagt weist der erste Gangradsatz 34 ein an der ersten Welle festgelegtes Festrad sowie ein Losrad auf, das drehbar an der zweiten Welle 16 gelagert ist und das mittels des Schaltelementes A mit der zweiten Welle 16 verbindbar ist.The motor vehicle transmission 10 includes a first sub-transmission 30 and a second sub-transmission 32. The first sub-transmission 30 includes a first gear wheel set 34, which is associated with a first forward gear stage V1. The first gear wheel set 34 can be shifted by means of a shifting element A. To put it more precisely, the first gear wheel set 34 has a fixed wheel fixed to the first shaft and a loose wheel which is rotatably mounted on the second shaft 16 and which can be connected to the second shaft 16 by means of the shifting element A.

Das zweite Teilgetriebe 32 weist einen zweiten Gangradsatz 36 auf, der einer Vorwärtsgangstufe V2 zugeordnet ist. Der zweite Gangradsatz 36 beinhaltet ein an der dritten Welle 18 festgelegtes Festrad und ein an der zweiten Welle 16 drehbar gelagertes Losrad, das mittels eines weiteren Schaltelementes B mit der zweiten Welle 16 verbindbar ist.The second partial transmission 32 has a second gear wheel set 36, which is associated with a forward gear stage V2. The second gear wheel set 36 includes a fixed wheel fixed to the third shaft 18 and a loose wheel which is rotatably mounted on the second shaft 16 and which can be connected to the second shaft 16 by means of a further shifting element B.

Das erste Teilgetriebe 30 beinhaltet ferner einen dritten Gangradsatz 38, der einer dritten Vorwärtsgangstufe V3 zugeordnet ist. Der dritte Gangradsatz 38 beinhaltet ein mit der zweiten Welle 16 verbundenes Festrad und ein an der ersten Welle 14 drehbar gelagertes Losrad, das mittels eines weiteren Schaltelementes C mit der ersten Welle 14 verbindbar ist.The first partial transmission 30 also includes a third gear set 38, which is associated with a third forward gear V3. The third gear wheel set 38 includes a fixed wheel connected to the second shaft 16 and a loose wheel which is rotatably mounted on the first shaft 14 and which can be connected to the first shaft 14 by means of a further shifting element C.

Das zweite Teilgetriebe 32 beinhaltet einen vierten Gangradsatz 40, der einer vierten Vorwärtsgangstufe V4 zugeordnet ist. Der vierte Gangradsatz 40 beinhaltet ein an der dritten Welle 18 festgelegtes Festrad und ein an der zweiten Welle 16 drehbar gelagertes Losrad, das mittels eines weiteren Schaltelementes D mit der zweiten Welle 16 verbindbar ist.The second partial transmission 32 includes a fourth gear set 40, which is associated with a fourth forward gear V4. The fourth gear wheel set 40 includes a fixed wheel fixed to the third shaft 18 and a loose wheel which is rotatably mounted on the second shaft 16 and which can be connected to the second shaft 16 by means of a further shifting element D.

Schließlich beinhaltet das erste Teilgetriebe 30 einen fünften Gangradsatz 42. Der fünfte Gangradsatz 42 ist einer fünften Vorwärtsgangstufe V5 zugeordnet und weist ein Festrad auf, das an der ersten Welle 14 festgelegt ist. Ferner beinhaltet der fünfte Gangradsatz 42 ein Losrad, das an der zweiten Welle 16 drehbar gelagert ist und das mittels eines weiteren Schaltelementes E mit der zweiten Welle 16 verbindbar ist.Finally, the first sub-transmission 30 includes a fifth gear set 42. The fifth gear set 42 is associated with a fifth forward gear V5 and has a fixed wheel that is fixed to the first shaft 14. Furthermore, the fifth gear wheel set 42 includes an idler wheel which is rotatably mounted on the second shaft 16 and which can be connected to the second shaft 16 by means of a further shifting element E.

Die oben beschriebenen Schaltelemente A und E bilden ein erstes Doppelschaltelement 46, das an der zweiten Welle 16 angeordnet ist. Die Schaltelemente B und D bilden ein zweites Doppelschaltelement 48, das an der zweiten Welle 16 angeordnet ist.The shifting elements A and E described above form a first double shifting element 46 which is arranged on the second shaft 16 . The shifting elements B and D form a second double shifting element 48 which is arranged on the second shaft 16 .

Das Doppelschaltelement 46 ist axial zwischen den Gangradsätzen 34 und 42 angeordnet. Das Doppelschaltelement 48 ist axial zwischen den Gangradsätzen 36, 40 angeordnet.The double shifting element 46 is arranged axially between the gear wheel sets 34 and 42 . The double shifting element 48 is arranged axially between the gear wheel sets 36 , 40 .

Ein drittes Doppelschaltelement 50 beinhaltet das Schaltelement C sowie ein weiteres Schaltelement K, mittels dessen die erste Welle 14 mit der dritten Welle 18 verbindbar ist. Das dritte Doppelschaltelement 50 liegt in axialer Richtung zwischen den Gangradsätzen 36, 38.A third double switching element 50 contains the switching element C and a further switching element K, by means of which the first shaft 14 can be connected to the third shaft 18 . The third double shifting element 50 is located in the axial direction between the gear wheel sets 36, 38.

Die Doppelschaltelemente 46, 48, 50 sind jeweils mittels eines einzigen Betätigungselementes betätigbar, derart, dass jeweils eines der in dem Doppelschaltelement enthaltenen Schaltelemente geschaltet werden kann oder eine Neutralstellung eingerichtet werden kann, bei der keines der zwei Schaltelemente des Doppelschaltelementes geschaltet ist.The double shifting elements 46, 48, 50 can each be actuated by means of a single actuating element in such a way that one of the shifting elements contained in the double shifting element can be shifted or a neutral position can be set up in which neither of the two shifting elements of the double shifting element is shifted.

Die erste Elektromaschine EM1 ist auf einer dritten Achse A3 angeordnet und ist über einen Stirnradsatz 52 mit der dritten Welle 18 verbunden. Genauer gesagt beinhaltet der Stirnradsatz 52 ein koaxial zu der dritten Achse A3 angeordnetes Ritzel, das direkt mit einem Zahnrad eines Radsatzes des zweiten Teilgetriebes 32 in Eingriff steht, vorliegend mit dem Festrad des Radsatzes 40 für die Vorwärtsgangstufe V4, also vorzugsweise dem Festrad des Radsatzes der höchsten Vorwärtsgangstufe des zweiten Teilgetriebes 32.The first electric machine EM1 is arranged on a third axis A3 and is connected to the third shaft 18 via a set of spur gears 52 . To be more precise, spur gearset 52 includes a pinion arranged coaxially with third axis A3, which is in direct engagement with a gearwheel of a gearset of second partial transmission 32, in this case with the fixed gearwheel of gearset 40 for the forward gear V4, i.e. preferably the fixed gearwheel of the gearset highest forward gear of the second partial transmission 32.

Die Verbindung der ersten Elektromaschine EM1 mit der dritten Welle 18 kann generell über einen Stirnradsatz oder ein Zugmittel wie eine Kette oder ein Zahnriemen realisiert sein. Der Stirnradsatz ist, wie erwähnt, vorzugsweise ein Gangradsatz des zweiten Teilgetriebes.The connection of the first electric machine EM1 to the third shaft 18 can generally be realized via a set of spur gears or a traction device such as a chain or a toothed belt. As mentioned, the spur gear set is preferably a gear set of the second partial transmission.

Das Kraftfahrzeuggetriebe beinhaltet ferner eine zweite Elektromaschine EM2, die mittels eines weiteren Stirnradsatzes 54 (alternativ mittels eines Zugmittels) mit der Antriebswelle 12 verbunden ist. Die zweite Elektromaschine EM2 liegt auf einer vierten Achse A4. Der Stirnradsatz 54 beinhaltet ein koaxial zu der vierten Achse A4 angeordnetes Ritzel der zweiten Elektromaschine EM2 und ein an der Antriebswelle 12 festgelegtes Festrad, das mit dem Ritzel direkt oder über ein Zwischenrad in Eingriff steht.The motor vehicle transmission also contains a second electric machine EM2, which is connected to the drive shaft 12 by means of a further spur gear set 54 (alternatively by means of a traction mechanism). The second electric machine EM2 is on a fourth axis A4. The spur gear set 54 includes a pinion of the second electric machine EM2 arranged coaxially to the fourth axis A4 and a fixed gear fixed to the drive shaft 12, which meshes with the pinion directly or via an intermediate gear.

Das Kraftfahrzeuggetriebe beinhaltet eine Mehrzahl von Radialebenen R1-R10.The automotive transmission includes a plurality of radial planes R1-R10.

Der Abtriebsradsatz des Abtriebs 20 liegt in einer ersten Radialebene R1. Der Stirnradsatz 54 für die zweite Elektromaschine EM2 liegt in etwa in der gleichen Radialebene, die vorliegend als Radialebene R1' angedeutet ist.The output gear set of the output 20 lies in a first radial plane R1. The spur gear set 54 for the second electric machine EM2 lies approximately in the same radial plane that is indicated here as the radial plane R1′.

In einer axial hierzu benachbarten zweiten Radialebene R2 ist die Kupplung K1 angeordnet.The clutch K1 is arranged in a second radial plane R2 axially adjacent to this.

In einer darauf folgenden Radialebene R3 liegt der vierte Gangradsatz 40 mit dem Ritzel des Stirnradsatzes 52. In einer darauf folgenden vierten Radialebene R4 liegt das zweite Doppelschaltelement 48. In einer daran anschließenden fünften Radialebene R5 liegt der zweite Gangradsatz 36. Hieran schließt sich eine Radialebene R6 an, in der das dritte Doppelschaltelement 50 angeordnet ist. Daran axial anschließend liegt die siebte Radialebene R7, in der der dritte Gangradsatz 38 angeordnet ist. In einer sich daran anschließenden achten Radialebene R8 liegt der erste Gangradsatz 34. Hieran schließt sich eine Radialebene R9 an, in der das erste Doppelschaltelement 46 liegt. In einer daran anschließenden letzten Radialebene R10 liegt der fünfte Gangradsatz 42.The fourth gear wheel set 40 with the pinion of the spur gear wheel set 52 is located in a subsequent radial plane R3. The second double shifting element 48 is located in a subsequent fourth radial plane R4. The second gear wheel set 36 is located in a subsequent fifth radial plane R5. This is followed by a radial plane R6 on, in which the third double switching element 50 is arranged. The seventh radial plane R7, in which the third gear wheel set 38 is arranged, is axially connected thereto. The first gear wheel set 34 is located in an adjoining eighth radial plane R8. This is followed by a radial plane R9 in which the first double shifting element 46 is located. The fifth gear wheel set 42 is located in a subsequent last radial plane R10.

Die erste Elektromaschine EM1 überlappt vorzugsweise wenigsten mit den Radialebenen R4, R5 und vorzugsweise auch R6, R7 und R8.The first electric machine EM1 preferably overlaps at least the radial planes R4, R5 and preferably also R6, R7 and R8.

Die zweite Elektromaschine EM2 überlappt mit den Radialebenen R2, R3 und vorzugsweise auch mit den Radialebenen R4, R5, R6.The second electric machine EM2 overlaps with the radial planes R2, R3 and preferably also with the radial planes R4, R5, R6.

In 2 ist eine Schalttabelle gezeigt, die angibt, welche Schaltelemente zum Einrichten der oben beschriebenen Vorwärtsgangstufen V1-V5 für den rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb oder für einen Hybrid-Fahrbetrieb zu schalten sind.In 2 a switching table is shown which indicates which switching elements are to be switched to set up the forward gears V1-V5 described above for purely internal combustion engine driving or for hybrid driving.

In sämtlichen verbrennungsmotorischen Vorwärtsgangstufen V1-V5 ist die erste Kupplung K1 geschlossen, so dass verbrennungsmotorische Antriebsleistung von der Antriebswelle 12 in die erste Welle 14 eingeleitet wird. In der ersten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgangstufe V1 ist zudem das Schaltelement A geschaltet, so dass Leistung über den ersten Gangradsatz 34 zu der zweiten Welle 16 fließt. In der zweiten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgangstufe V2 sind die Schaltelemente K3 und B geschlossen, so dass verbrennungsmotorische Antriebsleistung von der ersten Welle 14 zu der dritten Welle 18 und von dort über den zweiten Gangradsatz 36 zu der zweiten Welle 16 fließt.In all internal combustion engine forward gears V1-V5, the first clutch K1 is closed, so that internal combustion engine drive power is introduced from the drive shaft 12 into the first shaft 14. In the first forward gear V1 of the internal combustion engine, the shifting element A is also shifted, so that power flows to the second shaft 16 via the first gear wheel set 34 . In the second forward gear stage V2 driven by the combustion engine, the shifting elements K3 and B are closed, so that drive power from the combustion engine flows from the first shaft 14 to the third shaft 18 and from there via the second gear wheel set 36 to the second shaft 16 .

In der dritten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgangstufe K3 ist das Schaltelement C geschlossen, so dass Antriebsleistung über den dritten Gangradsatz 38 zu der zweiten Welle 16 fließt. In der vierten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgangstufe V4 sind die Schaltelemente K3 und D geschlossen, so dass Antriebsleistung von der ersten Welle 14 zu der dritten Welle 18 und von dort über den vierten Gangradsatz 40 zu der zweiten Welle 16 fließt. In der fünften verbrennungsmotorischen Vorwärtsgangstufe V5 ist das Schaltelement E geschlossen, so dass Antriebsleistung von der ersten Welle 14 über den fünften Gangradsatz 42 zu der zweiten Welle 16 fließt.In the third forward gear K3 of the internal combustion engine, the shifting element C is closed, so that drive power flows to the second shaft 16 via the third gear wheel set 38 . In the fourth internal combustion engine forward gear V4, the shifting elements K3 and D are closed, so that drive power flows from the first shaft 14 to the third shaft 18 and from there via the fourth gear wheel set 40 to the second shaft 16. In the fifth forward gear V5 of the internal combustion engine, the shifting element E is closed, so that drive power flows from the first shaft 14 via the fifth gear wheel set 42 to the second shaft 16 .

Das Kraftfahrzeuggetriebe 10 ist als Hybrid-Getriebe ausgebildet und ist dazu eingerichtet, vier elektromotorische Vorwärtsgangstufen zu realisieren, wie es der Schalttabelle der 3 zu entnehmen ist. Der elektromotorische Fahrbetrieb wird dabei jeweils als rein elektromotorischer Fahrbetrieb mittels der ersten Elektromaschine EM1 eingerichtet. Die Kupplung K1 ist in allen Fällen geöffnet.The motor vehicle transmission 10 is designed as a hybrid transmission and is set up to realize four electric motor forward gears, as the shift table 3 can be seen. The electric motor driving mode is set up in each case as a purely electric motor driving mode by means of the first electric machine EM1. Clutch K1 is open in all cases.

Eine Haupt-Gangstufe für den elektromotorischen Fahrbetrieb ist die Gangstufe E2, in der nur das Schaltelement B geschlossen ist, so dass Antriebsleistung von der ersten Elektromaschine EM1 über den Stirnradsatz 52 in die dritte Welle eingeleitet wird, und von dort über den zweiten Gangradsatz 36 in die zweite Welle 16.A main gear for electric motor driving is the gear E2, in which only the switching element B is closed, so that drive power from the first electric machine EM1 via the spur gear set 52 into the third shaft is conducted, and from there via the second gear wheel set 36 into the second shaft 16.

Eine erste elektromotorische Vorwärtsgangstufe E1 ist als Sonder-Gangstufe eingerichtet, bei der Antriebsleistung über den Stirnradsatz 52 in die dritte Welle 18 eingespeist wird, und von dort über das Schaltelement K3 in die erste Welle 14, und von dort über den ersten Gangradsatz 34 auf die zweite Welle 16. Dies ist ein Sonder-Anfahrgang für extreme Anforderungen.A first electromotive forward gear stage E1 is set up as a special gear stage, in which drive power is fed into the third shaft 18 via the spur gear set 52, and from there via the shifting element K3 into the first shaft 14, and from there via the first gear wheel set 34 to the second wave 16. This is a special starting gear for extreme requirements.

In dem elektrischen Hauptfahrgang E2 ist ein Zustarten des Verbrennungsmotors in den Gangstufen 1, 2, 3 und 5 möglich.In the electric main driving gear E2, the combustion engine can be started in gears 1, 2, 3 and 5.

Eine dritte elektromotorische Gangstufe E3 entspricht von der Übersetzung her der vierten verbrennungsmotorischen Gangstufe. Es ist ausschließlich das Schaltelement D geschaltet, so dass Antriebsleistung von der dritten Welle 18 über den vierten Gangradsatz 40 zu der zweiten Welle 16 geführt wird.A third electric motor gear E3 corresponds in terms of translation to the fourth internal combustion engine gear. Only shifting element D is shifted, so that drive power is routed from third shaft 18 via fourth gear wheel set 40 to second shaft 16 .

Eine vierte elektromotorische Gangstufe entspricht der fünften verbrennungsmotorischen Gangstufe V5. Hierbei sind die Schaltelemente K3 und E geschlossen, so dass elektromotorische Antriebsleistung von der dritten Welle 18 in die erste Welle 14 geführt wird, und von dort über den fünften Gangradsatz 42 zu der zweiten Welle 16.A fourth electric motor gear corresponds to the fifth internal combustion engine gear V5. Here, the shifting elements K3 and E are closed, so that electric motor drive power is routed from the third shaft 18 to the first shaft 14, and from there via the fifth gear wheel set 42 to the second shaft 16.

Vorliegend ist es folglich bevorzugt, wenn die Anbindung der ersten Elektromaschine EM1 an dem Gangradsatz des zweiten Teilgetriebes 32 erfolgt, der der höchsten Gangstufe des zweiten Teilgetriebes 32 zugeordnet ist. Im Vorliegenden ist dies die der vierten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgangstufe zugeordnete Radsatzanordnung 40.In the present case, it is therefore preferred if the first electric machine EM1 is connected to the gear wheel set of the second partial transmission 32 that is assigned to the highest gear of the second partial transmission 32 . In the present case, this is the wheel set arrangement 40 assigned to the fourth internal combustion engine forward gear.

In den nachfolgenden 4 bis 6 sind weitere Ausführungsformen von Kraftfahrzeuggetrieben gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Kraftfahrzeuggetriebe 10 der 1 entsprechen. Auch die Schalttabellen der 2 und 3 sind in gleicher Weise auf die Kraftfahrzeuggetriebe der 4 bis 6 anwendbar.In the following 4 until 6 further embodiments of motor vehicle transmissions are shown, which generally correspond to the motor vehicle transmission 10 in terms of structure and function 1 correspond. Also the switching tables of 2 and 3 are in the same way on the motor vehicle transmission 4 until 6 applicable.

Bei dem Kraftfahrzeuggetriebe 10' der 4 ist als einziger Unterschied zu dem Kraftfahrzeuggetriebe 10 der 1 die Kupplung K1' als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt, vorzugsweise als Synchron-Schaltelement. Das Schaltelement K1' kann auch als Klauenschaltelement ausgeführt sein. In diesem Fall sollten die Schaltelemente A, D, E und K3 jedoch als Synchron-Schaltelemente ausgeführt sein.In the motor vehicle transmission 10 'of 4 is the only difference to the motor vehicle transmission 10 of 1 the clutch K1 'designed as a positive shift element, preferably as a synchronous shift element. The shifting element K1' can also be designed as a claw shifting element. In this case, however, the switching elements A, D, E and K3 should be designed as synchronous switching elements.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform die einfache Ausgestaltung der Kupplung K1'. Im Gegensatz zu der Kupplung K1 der 1 ist jedoch ein Öffnen der Kupplung K1' unter Last nicht immer möglich. Zudem ist eine Umschaltung von E2 nach E1 im Fahrbetrieb vorwärts unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit von beispielsweise 11 km/h nur mit Zugkraftunterbrechung möglich.The advantage of this embodiment is the simple design of the clutch K1'. In contrast to the clutch K1 of 1 However, it is not always possible to open the clutch K1' under load. In addition, switching from E2 to E1 while driving forward below a minimum speed of, for example, 11 km/h is only possible with an interruption in traction.

In 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Kraftfahrzeuggetriebes 10" gezeigt, das hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Kraftfahrzeuggetriebe 10 der 1 entspricht. Im Unterschied hierzu ist das erste Doppelschaltelement 46" nicht an der zweiten Welle 16 angeordnet, sondern an der ersten Welle 14. Demzufolge beinhaltet der erste Gangradsatz 34" ein mit der zweiten Welle 16 verbundenes Festrad und ein an der ersten Welle 14 drehbar gelagertes Losrad. In entsprechender Weise beinhaltet der fünfte Gangradsatz 42" ein an der zweiten Welle 16 festgelegtes Festrad und ein an der ersten Welle drehbar gelagertes Losrad.In 5 a further embodiment of a motor vehicle transmission 10" is shown, which in terms of structure and function generally corresponds to the motor vehicle transmission 10 of 1 is equivalent to. In contrast to this, the first double shifting element 46" is not arranged on the second shaft 16, but on the first shaft 14. Accordingly, the first gear wheel set 34" contains a fixed wheel connected to the second shaft 16 and a loose wheel rotatably mounted on the first shaft 14. In a corresponding manner, the fifth gear wheel set 42'' includes a fixed wheel fixed to the second shaft 16 and a loose wheel rotatably mounted on the first shaft.

Bei dem Kraftfahrzeuggetriebe 10'" der 6 ist im Gegensatz zu dem Kraftfahrzeuggetriebe 10 der 1 eine andere axiale Anordnung der Gangradsätze für die Vorwärtsgangstufen 3 und 5 vorgesehen. Genauer gesagt liegt in der siebten Radialebene R7 der fünfte Gangradsatz 42'" für die Vorwärtsgangstufe V5, mit einem an der zweiten Welle festgelegten Festrad und einem an der ersten Welle 14 drehbar gelagerten Losrad, das mittels des Schaltelementes E mit der ersten Welle 14 verbindbar ist. Vorliegend ist das Doppelschaltelement 50'" durch dieses Schaltelement E und das Schaltelement K3 gebildet.In the motor vehicle transmission 10 '" of 6 is in contrast to the motor vehicle transmission 10 of 1 another axial arrangement of the gear sets for the forward gears 3 and 5 is provided. More precisely, in the seventh radial plane R7 is the fifth gear wheel set 42'" for the forward gear stage V5, with a fixed wheel fixed to the second shaft and a loose wheel rotatably mounted on the first shaft 14, which can be connected to the first shaft 14 by means of the switching element E In the present case, the double switching element 50''" is formed by this switching element E and the switching element K3.

Zum anderen liegt in der zehnten Radialebene R10 der dritte Gangradsatz 38"', mit einem an der ersten Welle 14 festgelegten Festrad und einem an der zweiten Welle 16 drehbar gelagerten Losrad, das mittels eines Schaltelementes C mit der zweiten Welle 16 verbindbar ist. Die Schaltelemente A und C bilden dabei das erste Doppelschaltelement 46"'.On the other hand, in the tenth radial plane R10 is the third gear set 38"', with a fixed gear fixed on the first shaft 14 and an idler gear rotatably mounted on the second shaft 16, which can be connected to the second shaft 16 by means of a shifting element C. The shifting elements A and C form the first double switching element 46"'.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Kraftfahrzeuggetriebemotor vehicle transmission
1212
Antriebswelledrive shaft
1414
erste Wellefirst wave
1616
zweite Wellesecond wave
1818
dritte Wellethird wave
2020
Abtriebdownforce
2222
Abtriebszahnradoutput gear
2424
Leistungsverteilungseinrichtungpower distribution device
26L/R26L/R
angetriebene Räderdriven wheels
3030
erstes Teilgetriebefirst partial transmission
3232
zweites Teilgetriebesecond sub-transmission
3434
erster Gangradsatzfirst gear set
3636
zweiter Gangradsatzsecond gear set
3838
dritter Gangradsatzthird gear set
4040
vierter Gangradsatzfourth gear set
4242
fünfter Gangradsatzfifth gear set
4646
erstes Doppelschaltelementfirst double switching element
4848
zweites Doppelschaltelementsecond double switching element
5050
drittes Doppelschaltelementthird double switching element
5252
Stirnradsatz EM1Spur gear set EM1
5454
Stirnradsatz EM2 Spur gear set EM2
K1K1
Kupplungcoupling
EM1EM1
erste Elektromaschinefirst electric machine
EM2EM2
zweite Elektromaschinesecond electric machine
A - EA - E
Schaltelemente für GangradsätzeShifting elements for gear sets
K3K3
Schaltelement für TeilgetriebeverbindungShift element for partial transmission connection
V1-V5V1-V5
verbrennungsmotorische Vorwärtsgangstufeninternal combustion engine forward gears
E1-E4E1-E4
elektromotorische Vorwärtsgangstufenelectromotive forward gears
A1-A4A1-A4
Achsenaxes
R1-R10R1-R10
Radialebenenradial planes

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102013215114 A1 [0007]DE 102013215114 A1 [0007]

Claims (15)

Kraftfahrzeuggetriebe (10) mit - einer ersten Welle (14), die über eine Kupplung (K1) mit einer Antriebswelle (12) verbindbar ist; - einer zweiten Welle (16), die mittels wenigstens eines schaltbaren Gangradsatzes (34, 38, 42) eines ersten Teilgetriebes (30) mit der ersten Welle (14) verbindbar ist und die mit einem Abtrieb (20) verbunden ist; - einer dritten Welle (18), die mittels wenigstens eines weiteren schaltbaren Gangradsatzes (36, 40) eines zweiten Teilgetriebes (32) mit der zweiten Welle (16) verbindbar ist und die mittels eines Schaltelementes (K3) mit der ersten Welle (14) verbindbar ist; und - einer ersten Elektromaschine (EM1), die mit der dritten Welle (18) verbunden ist; wobei die dritte Welle (18) als Hohlwelle ausgebildet ist, die konzentrisch zu der als Innenwelle ausgebildeten ersten Welle (14) angeordnet ist.Motor vehicle transmission (10) with - A first shaft (14) which can be connected to a drive shaft (12) via a clutch (K1); - A second shaft (16) which can be connected to the first shaft (14) by means of at least one switchable gear wheel set (34, 38, 42) of a first partial transmission (30) and which is connected to an output (20); - a third shaft (18) which can be connected to the second shaft (16) by means of at least one further shiftable gear wheel set (36, 40) of a second partial transmission (32) and which can be connected to the first shaft (14) by means of a shifting element (K3) is connectable; and - A first electric machine (EM1) connected to the third shaft (18); wherein the third shaft (18) is designed as a hollow shaft which is arranged concentrically to the first shaft (14) designed as an inner shaft. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, wobei das erste Teilgetriebe (30) ungeraden Vorwärtsgangstufen (1, 3, 5) oder geraden Vorwärtsgangstufen zugeordnet ist und wobei das zweite Teilgetriebe (32) den anderen Vorwärtsgangstufen (2, 4) von ungeraden und geraden Vorwärtsgangstufen zugeordnet ist.motor vehicle transmission claim 1 , wherein the first partial transmission (30) odd forward gears (1, 3, 5) or even forward gears is assigned and wherein the second partial transmission (32) is assigned to the other forward gears (2, 4) of odd and even forward gears. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kraftfahrzeuggetriebe (10) eine Gesamtzahl von Vorwärtsgangstufen (1-5) hat, wobei die Gesamtzahl von Vorwärtsgangstufen (1-5) so auf das erste und das zweite Teilgetriebe (30, 32) verteilt ist, dass bei wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Hochschaltvorgängen Leistung abwechselnd über das erste Teilgetriebe (30) und das zweite Teilgetriebe (32) zum Abtrieb fließt.motor vehicle transmission claim 1 or 2 , wherein the motor vehicle transmission (10) has a total number of forward gears (1-5), the total number of forward gears (1-5) being distributed between the first and the second sub-transmission (30, 32) such that at least two consecutive upshifts Power alternately flows through the first sub-transmission (30) and the second sub-transmission (32) to the output. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 2 oder 3, wobei das erste Teilgetriebe (30) den Vorwärtsgangstufen 1, 3, 5 zugeordnet ist und wobei das zweite Teilgetriebe (32) den Vorwärtsgangstufen 2, 4 zugeordnet ist.motor vehicle transmission claim 2 or 3 , wherein the first sub-transmission (30) is assigned to the forward gears 1, 3, 5 and wherein the second sub-transmission (32) is assigned to the forward gears 2, 4. Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1-4, wobei das Schaltelement (K3), mittels dessen die dritte Welle (18) mit der ersten Welle (14) verbindbar ist, in einer axialen Position im Bereich eines axialen Endes der dritten Welle (18) angeordnet ist.Motor vehicle transmission according to one of Claims 1 - 4 , wherein the switching element (K3), by means of which the third shaft (18) can be connected to the first shaft (14), is arranged in an axial position in the region of an axial end of the third shaft (18). Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1-5, wobei das Schaltelement (K3), mittels dessen die dritte Welle (18) mit der ersten Welle (14) verbindbar ist, und ein Schaltelement (C; E), mittels dessen ein Gangradsatz (38; 42''') des ersten Teilgetriebes (30; 30"') schaltbar ist, ein Doppelschaltelement (50; 50''') bilden.Motor vehicle transmission according to one of Claims 1 - 5 , wherein the switching element (K3), by means of which the third shaft (18) can be connected to the first shaft (14), and a switching element (C; E), by means of which a gear wheel set (38; 42''') of the first partial transmission (30; 30''') can be switched, form a double switching element (50; 50'''). Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 6, wobei das Schaltelement (C; E), mittels dessen der Gangradsatz (38; 42''') des ersten Teilgetriebes (30; 30''') schaltbar ist, einer mittleren Gangstufe (3) einer ersten Mehrzahl von Vorwärtsgangstufen (1, 3, 5) zugeordnet ist, die dem ersten Teilgetriebe (30) zugeordnet sind.motor vehicle transmission claim 6 , wherein the switching element (C; E), by means of which the gear wheel set (38; 42''') of the first partial transmission (30; 30''') can be shifted, a middle gear step (3) of a first plurality of forward gear steps (1, 3, 5) is assigned, which are assigned to the first sub-transmission (30). Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die dritte Welle (18) in axialer Richtung zwischen dem ersten Teilgetriebe (30) und der Kupplung (K1) angeordnet ist.Motor vehicle transmission according to one of Claims 1 - 7 , wherein the third shaft (18) is arranged in the axial direction between the first sub-transmission (30) and the clutch (K1). Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1-8, wobei das Kraftfahrzeuggetriebe (10) ausgehend von der Kupplung (K1) axial hintereinander die folgenden Radialebenen aufweist: - Radialebene (R3) für einen Gangradsatz (40) des zweiten Teilgetriebes (32); - Radialebene (R4) für ein Doppelschaltelement (48) des zweiten Teilgetriebes (32); und - Radialebene (R5) für einen weiteren Gangradsatz (36) des zweiten Teilgetriebes (32).Motor vehicle transmission according to one of Claims 1 - 8th , wherein the motor vehicle transmission (10), starting from the clutch (K1), has the following radial planes axially one behind the other: - radial plane (R3) for a gear wheel set (40) of the second partial transmission (32); - Radial plane (R4) for a double switching element (48) of the second partial transmission (32); and - radial plane (R5) for a further gear wheel set (36) of the second partial transmission (32). Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1-9, wobei das Kraftfahrzeuggetriebe (10) ausgehend von einem der Kupplung (K1) gegenüberliegenden axialen Ende axial hintereinander die folgenden Radialebenen aufweist: - Radialebene (R10) für einen Gangradsatz (42; 38''') des ersten Teilgetriebes (30); - Radialebene (R9) für ein Doppelschaltelement (46; 46"; 46''') des ersten Teilgetriebes (30); - Radialebene (R8) für einen weiteren Gangradsatz (34; 34") des ersten Teilgetriebes (30); - Radialebene (R7) für noch einen weiteren Gangradsatz (38; 42''') des ersten Teilgetriebes (30); und - Radialebene (R6) für ein Doppelschaltelement (50; 50"'), das ein dem ersten Teilgetriebe (30) zugeordnetes Schaltelement (C; E) und ein Schaltelement (K3) beinhaltet, mittels dessen die erste Welle (14) und die dritte Welle (18) verbindbar sind.Motor vehicle transmission according to one of Claims 1 - 9 , wherein the motor vehicle transmission (10), starting from an axial end opposite the clutch (K1), has the following radial planes axially one behind the other: - radial plane (R10) for a gear wheel set (42; 38''') of the first sub-transmission (30); - Radial plane (R9) for a double shifting element (46; 46";46''') of the first partial transmission (30); - Radial plane (R8) for a further gear wheel set (34; 34") of the first partial transmission (30); - Radial plane (R7) for yet another gear wheel set (38; 42''') of the first partial transmission (30); and - Radial plane (R6) for a double shifting element (50; 50"'), which includes a shifting element (C; E) assigned to the first partial transmission (30) and a shifting element (K3), by means of which the first shaft (14) and the third shaft (18) can be connected. Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1-10, wobei eine zweite Elektromaschine (EM2) mit der Antriebswelle (12) verbunden ist.Motor vehicle transmission according to one of Claims 1 - 10 , wherein a second electric machine (EM2) is connected to the drive shaft (12). Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche1 - 11, wobei die erste Elektromaschine (EM1) über einen Stirnradsatz (52) oder über ein Zugmittel mit der dritten Welle (18) verbunden ist und/oder wobei eine zweite Elektromaschine (EM2) über einen Stirnradsatz (54) oder über ein Zugmittel mit der Antriebswelle (12) verbunden ist.Motor vehicle transmission according to one of claims 1 - 11, wherein the first electric machine (EM1) is connected to the third shaft (18) via a spur gear set (52) or via a traction mechanism and/or wherein a second electric machine (EM2) is connected via a spur gear set (54) or is connected to the drive shaft (12) via a traction mechanism. Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1-12, wobei die erste Elektromaschine (EM1) mit einem Zahnrad eines Gangradsatzes (40) des zweiten Teilgetriebes (30) verbunden ist.Motor vehicle transmission according to one of Claims 1 - 12 , wherein the first electric machine (EM1) is connected to a gear wheel of a gear wheel set (40) of the second partial transmission (30). Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1-13, wobei die Kupplung eine Reibkupplung (K1) ist oder wobei die Kupplung ein formschlüssiges Schaltelement (K1') ist.Motor vehicle transmission according to one of Claims 1 - 13 , wherein the clutch is a friction clutch (K1) or wherein the clutch is a positive shifting element (K1 '). Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuggetriebes (10) nach einem der Ansprüche 1-14, wobei ausgehend von einem rein elektrischen Fahrbetrieb in einer elektrischen Vorwärtsgangstufe (E2) über das zweite Teilgetriebe (32) die Antriebswelle (12) zum Starten eines daran anschließbaren Verbrennungsmotors angetrieben wird, indem - die erste Welle (14) und die dritte Welle (18) mittels des Schaltelementes (K3) verbunden werden und die Kupplung (K1) geschlossen wird; oder - einer der Gangradsätze (34, 38, 42) des ersten Teilgetriebes (30) geschaltet wird und die Kupplung (K1) geschlossen wird.Method for operating a motor vehicle transmission (10) according to one of Claims 1 - 14 , starting from purely electric driving in an electric forward gear (E2) via the second sub-transmission (32), the drive shaft (12) is driven to start an internal combustion engine that can be connected to it, in that - the first shaft (14) and the third shaft (18 ) are connected by means of the switching element (K3) and the clutch (K1) is closed; or - one of the gear wheel sets (34, 38, 42) of the first partial transmission (30) is shifted and the clutch (K1) is closed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102013215114A1 (en) 2013-08-01 2015-02-05 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid drive of a motor vehicle

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102013215114A1 (en) 2013-08-01 2015-02-05 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid drive of a motor vehicle

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