DE102020216299B4 - Gearbox for a motor vehicle - Google Patents

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Germany
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input shaft
switching element
spur gear
countershaft
gear
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German (de)
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Fabian Kutter
Martin Brehmer
Matthias Horn
Oliver BAYER
Johannes Kaltenbach
Thomas Martin
Michael Wechs
Thomas Kroh
Max Bachmann
Peter Ziemer
Juri Pawlakowitsch
Ingo Pfannkuchen
Stefan Beck
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    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
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    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/006—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion power being selectively transmitted by either one of the parallel flow paths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/089—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears all of the meshing gears being supported by a pair of parallel shafts, one being the input shaft and the other the output shaft, there being no countershaft involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K2006/381—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches characterized by driveline brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H2003/0803—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with countershafts coaxial with input or output shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H2003/0807—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with gear ratios in which the power is transferred by axially coupling idle gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/12—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with means for synchronisation not incorporated in the clutches
    • F16H2003/123—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with means for synchronisation not incorporated in the clutches using a brake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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Abstract

Getriebe (4 bis 4V) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erste Eingangswelle (10; 10'), eine zweite Eingangswelle (11; 11') und eine Vorgelegewelle (12), wobei die Vorgelegewelle (12) permanent mit einer Abtriebsseite (14) in Verbindung steht, wobei eine erste Stirnradstufe (20) mit einem auf der ersten Eingangswelle (10; 10') platzierten Festrad (23) und einem hiermit kämmenden Losrad (24) vorgesehen ist, welches drehbar auf der Vorgelegewelle (12) gelagert und über ein erstes Schaltelement (S2) an der Vorgelegewelle (12) festsetzbar ist, wobei ferner eine zweite Stirnradstufe (19) mit einem auf der zweiten Eingangswelle (11; 11') platzierten Festrad (26) und einem hiermit kämmenden Losrad (25) vorgesehen ist, welches drehbar auf der Vorgelegewelle (12) gelagert und über ein zweites Schaltelement (S4) an der Vorgelegewelle (12) festsetzbar ist, wobei das Losrad (24) der ersten Stirnradstufe (20) und das Losrad (25) der zweiten Stirnradstufe (19) über ein drittes Schaltelement (S3) drehfest miteinander verbindbar sind, wobei zum unmittelbaren Koppeln der ersten Eingangswelle (10; 10') mit der Vorgelegewelle (12) neben der ersten Stirnradstufe (20) nur noch eine dritte Stirnradstufe (18) vorgesehen ist, die ein Festrad (21) und ein Losrad (22) aufweist und welcher ein viertes Schaltelement (S1) zugeordnet ist, welches bei Betätigung das Losrad (22) der dritten Stirnradstufe (18) festsetzt und dabei die erste Eingangswelle (10; 10') und die Vorgelegewelle (12) miteinander koppelt, wobei die zweite Eingangswelle (11; 11') und die Vorgelegewelle (12) unmittelbar nur über die zweite Stirnradstufe (19) koppelbar sind, und wobei die erste Eingangswelle (10; 10') und die zweite Eingangswelle (11; 11') koaxial zu einer Antriebswelle (9; 9'; 9'') angeordnet sind, wobei die Antriebswelle (9; 9'; 9'') über eine erste Schaltkupplung (K1) drehfest mit der ersten Eingangswelle (10; 10') verbindbar sowie über eine zweite Schaltkupplung (K2) drehfest mit der zweiten Eingangswelle (11; 11') in Verbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zudem eine Bremseinrichtung (35) vorgesehen ist, die mit der Antriebswelle (9'') gekoppelt ist.Transmission (4 to 4V) for a motor vehicle, comprising a first input shaft (10; 10'), a second input shaft (11; 11') and a countershaft (12), the countershaft (12) being permanently connected to an output side (14), a first spur gear stage (20) being provided with a fixed gear (23) placed on the first input shaft (10; 10') and a loose gear (24) meshing therewith, which is rotatably mounted on the countershaft (12) and can be fixed to the countershaft (12) via a first switching element (S2), a second spur gear stage (19) being provided with a fixed gear (26) placed on the second input shaft (11; 11') and a loose gear (25) meshing therewith, which is rotatably mounted on the countershaft (12) and can be fixed to the countershaft (12) via a second switching element (S4). (12) can be fixed, wherein the idler gear (24) of the first spur gear stage (20) and the idler gear (25) of the second spur gear stage (19) can be connected to one another in a rotationally fixed manner via a third switching element (S3), wherein for the direct coupling of the first input shaft (10; 10') with the countershaft (12), in addition to the first spur gear stage (20), only a third spur gear stage (18) is provided, which has a fixed gear (21) and an idler gear (22) and to which a fourth switching element (S1) is assigned, which, when actuated, fixes the idler gear (22) of the third spur gear stage (18) and in the process couples the first input shaft (10; 10') and the countershaft (12) to one another, wherein the second input shaft (11; 11') and the countershaft (12) can only be coupled directly via the second spur gear stage (19), and wherein the first input shaft (10; 10') and the second input shaft (11; 11') are arranged coaxially to a drive shaft (9; 9'; 9''), wherein the drive shaft (9; 9'; 9'') is connected in a rotationally fixed manner to the first input shaft (10; 10') and can be connected in a rotationally fixed manner to the second input shaft (11; 11') via a second clutch (K2), characterized in that a braking device (35) is also provided which is coupled to the drive shaft (9'').

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erste Eingangswelle, eine zweite Eingangswelle und eine Vorgelegewelle, wobei die Vorgelegewelle permanent mit einer Abtriebsseite in Verbindung steht, wobei eine erste Stirnradstufe mit einem auf der ersten Eingangswelle platzierten Festrad und einem hiermit kämmenden Losrad vorgesehen ist, welches drehbar auf der Vorgelegewelle gelagert und über ein erstes Schaltelement an der Vorgelegewelle festsetzbar ist, wobei ferner eine zweite Stirnradstufe mit einem auf der zweiten Eingangswelle platzierten Festrad und einem hiermit kämmenden Losrad vorgesehen ist, welches drehbar auf der Vorgelegewelle gelagert und über ein zweites Schaltelement an der Vorgelegewelle festsetzbar ist, wobei das Losrad der ersten Stirnradstufe und das Losrad der zweiten Stirnradstufe über ein drittes Schaltelement drehfest miteinander verbindbar sind, wobei zum unmittelbaren Koppeln der ersten Eingangswelle mit der Vorgelegewelle neben der ersten Stirnradstufe nur noch eine dritte Stirnradstufe vorgesehen ist, die ein Festrad und ein Losrad aufweist und welcher ein viertes Schaltelement zugeordnet ist, welches bei Betätigung das Losrad der dritten Stirnradstufe festsetzt und dabei die erste Eingangswelle und die Vorgelegewelle miteinander koppelt, wobei die zweite Eingangswelle und die Vorgelegewelle unmittelbar nur über die zweite Stirnradstufe koppelbar sind, und wobei die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle koaxial zu einer Antriebswelle angeordnet sind, wobei die Antriebswelle über eine erste Schaltkupplung drehfest mit der ersten Eingangswelle verbindbar sowie über eine zweite Schaltkupplung drehfest mit der zweiten Eingangswelle in Verbindung bringbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem vorgenannten Getriebe.The invention relates to a transmission for a motor vehicle, comprising a first input shaft, a second input shaft and a countershaft, the countershaft being permanently connected to an output side, a first spur gear stage being provided with a fixed gear placed on the first input shaft and an idler gear meshing therewith, which is rotatably mounted on the countershaft and can be secured to the countershaft via a first switching element, a second spur gear stage being provided with a fixed gear placed on the second input shaft and an idler gear meshing therewith, which is rotatably mounted on the countershaft and can be secured to the countershaft via a second switching element, the idler gear of the first spur gear stage and the idler gear of the second spur gear stage being rotatably connected to one another via a third switching element, in order to directly couple the first input shaft to the countershaft, only a third spur gear stage is provided in addition to the first spur gear stage, which has a fixed gear and an idler gear and which is assigned a fourth switching element, which, when actuated, Idler gear of the third spur gear stage and thereby couples the first input shaft and the countershaft to one another, wherein the second input shaft and the countershaft can only be coupled directly via the second spur gear stage, and wherein the first input shaft and the second input shaft are arranged coaxially to a drive shaft, wherein the drive shaft can be connected to the first input shaft in a rotationally fixed manner via a first clutch and can be connected to the second input shaft in a rotationally fixed manner via a second clutch. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle drive train with an aforementioned transmission.

Bei Kraftfahrzeugen sind mehrgängige Getriebe bekannt, bei welchen mehrere unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse als Gänge durch Betätigung entsprechender Schaltelemente geschaltet werden können, wobei dies vorzugsweise automatisch vollzogen wird. Das Getriebe wird dabei dazu genutzt, ein Zugkraftangebot einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges in Hinblick auf verschiedene Kriterien geeignet umzusetzen. Bei Getrieben für Hybridfahrzeuge wird ein vorgenanntes Getriebe häufig auch mit einer oder mehreren Elektromaschinen kombiniert, wobei die zumindest eine Elektromaschine dabei im Getriebe zur Darstellung verschiedener Betriebsmodi, wie einem rein elektrischen Fahren, auf unterschiedliche Weisen eingebunden werden kann.Multi-speed transmissions are known in motor vehicles, in which several different transmission ratios can be switched as gears by operating corresponding switching elements, whereby this is preferably done automatically. The transmission is used to suitably implement the traction offered by a drive engine of the motor vehicle with regard to various criteria. In transmissions for hybrid vehicles, the aforementioned transmission is often also combined with one or more electric machines, whereby the at least one electric machine can be integrated in the transmission in different ways to represent various operating modes, such as purely electric driving.

Aus der DE 10 2013 211 591 A1 geht ein Getriebe hervor, welches eine erste Eingangswelle und eine zweite Eingangswelle aufweist, die koaxial zueinander liegen. Jede der Eingangswellen kann dabei durch Betätigung eines zugehörigen Schaltelements drehfest mit einer Welle verbunden werden, die koaxial zu den Eingangswellen angeordnet ist und drehfest mit einem Rotor einer Elektromaschine in Verbindung steht. Des Weiteren sind zwei Vorgelegewellen vorgesehen, die achsparallel zueinander und auch zu den Eingangswellen liegen. Das Getriebe umfasst mehrere Stirnradstufen, welche sich jeweils aus je einem Festrad und je einem, mit dem jeweiligen Festrad kämmenden Losrad zusammensetzen. Die Festräder der Stirnradstufen sind dabei jeweils drehfest auf einer der Eingangswellen angeordnet, während die zugehörigen Losräder jeweils drehbar auf einer der Vorgelegewellen gelagert sind und dort über ein zugehöriges Schaltelement festgesetzt werden können. Zudem können zwei Losräder, die axial nebeneinanderliegend auf einer der Vorgelegewellen drehbar gelagert sind, über ein Schaltelement drehfest miteinander verbunden werden.From the EN 10 2013 211 591 A1 This results in a transmission which has a first input shaft and a second input shaft which are arranged coaxially to one another. Each of the input shafts can be connected in a rotationally fixed manner to a shaft which is arranged coaxially to the input shafts and is connected in a rotationally fixed manner to a rotor of an electric machine by actuating an associated switching element. In addition, two countershafts are provided which are axially parallel to one another and also to the input shafts. The transmission comprises several spur gear stages, each of which is made up of a fixed gear and an idler gear which meshes with the respective fixed gear. The fixed gears of the spur gear stages are each arranged in a rotationally fixed manner on one of the input shafts, while the associated idler gears are each rotatably mounted on one of the countershafts and can be fixed there via an associated switching element. In addition, two idler gears which are rotatably mounted axially next to one another on one of the countershafts can be connected in a rotationally fixed manner to one another via a switching element.

Des Weiteren gehen Getriebe auch aus der DE 10 2018 220 592 A1 , der DE 10 2013 009 310 A1 , der DE 10 2011 005 562 A1 und auch aus der DE 10 2018 217 818 B3 jeweils hervor.Furthermore, gearboxes also come from the EN 10 2018 220 592 A1 , the EN 10 2013 009 310 A1 , the EN 10 2011 005 562 A1 and also from the EN 10 2018 217 818 B3 in each case.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe zu schaffen, bei welchem bei einem kompakten Aufbau und einem niedrigen Herstellungsaufwand eine hohe Anzahl an Gängen auf geeignete Weise schaltbar ist.Based on the prior art described above, it is now the object of the present invention to provide a transmission in which a large number of gears can be switched in a suitable manner with a compact design and low manufacturing costs.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang, in welchem ein vorgenanntes Getriebe vorgesehen ist, ist ferner Gegenstand von Anspruch 13.This object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The dependent claims that follow thereon each give advantageous further developments of the invention. A motor vehicle drive train in which an aforementioned transmission is provided is also the subject of claim 13.

Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe eine erste Eingangswelle, eine zweite Eingangswelle und eine Vorgelegewelle, welche permanent mit einer Abtriebsseite in Verbindung steht. Dabei ist eine erste Stirnradstufe mit einem auf der ersten Eingangswelle platzierten Festrad und einem hiermit kämmenden Losrad vorgesehen, welches drehbar auf der Vorgelegewelle gelagert ist und über ein erstes Schaltelement an der Vorgelegewelle festgesetzt werden kann. Zudem ist eine zweite Stirnradstufe mit einem auf der zweiten Eingangswelle platzierten Festrad und einem hiermit kämmenden Losrad vorgesehen, welches drehbar auf der Vorgelegewelle gelagert ist und über ein zweites Schaltelement an der Vorgelegewelle festgesetzt werden kann. Dabei können das Losrad der ersten Stirnradstufe und das Losrad der zweiten Stirnradstufe über ein drittes Schaltelement drehfest miteinander verbunden werden.According to the invention, a transmission comprises a first input shaft, a second input shaft and a countershaft, which is permanently connected to an output side. A first spur gear stage is provided with a fixed gear placed on the first input shaft and a loose gear meshing therewith, which is rotatably mounted on the countershaft and can be fixed to the countershaft via a first switching element. In addition, a second spur gear stage is provided with a fixed gear placed on the second input shaft and a loose gear meshing therewith, which is rotatably mounted on the countershaft and can be fixed to the countershaft via a second switching element. The loose gear of the first spur gear stage and the Idler gear of the second spur gear stage are connected to each other in a rotationally fixed manner via a third switching element.

Unter einer „Welle“ ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches eine Kraftflussführung zwischen Komponenten ggf. bei gleichzeitiger Betätigung eines entsprechenden Schaltelements vorgenommen werden kann. Die jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial angebunden wird.In the sense of the invention, a "shaft" is understood to mean a rotatable component of the transmission, via which a force flow can be guided between components, possibly with the simultaneous actuation of a corresponding switching element. The respective shaft can connect the components axially or radially, or both axially and radially. The respective shaft can also be an intermediate piece, via which a respective component is connected radially, for example.

Mit „axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Längsmittelachse des Getriebes gemeint, parallel zu welcher auch Rotationsachsen von Wellen des Getriebes orientiert sind. Unter „radial“ ist dann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer jeweiligen Komponente des Getriebes, insbesondere einer jeweiligen Welle zu verstehen.In the sense of the invention, "axial" means an orientation in the direction of a longitudinal center axis of the transmission, parallel to which the rotation axes of shafts of the transmission are also oriented. "Radial" is then understood to mean an orientation in the diameter direction of a respective component of the transmission, in particular of a respective shaft.

Das erfindungsgemäße Getriebe verfügt über eine erste Eingangswelle und eine zweite Eingangswelle, wobei die beiden Eingangswellen dabei bevorzugt koaxial zueinander liegen. Insbesondere sind die Eingangswellen dabei jeweils je einem Teilgetriebe des Getriebes zugeordnet, über welches eine Kraftflussführung ausgehend von der jeweils zugehörigen Eingangswelle zu der Vorgelegewelle und damit auch zu der hiermit permanent gekoppelten Abtriebsseite vorgenommen werden kann. Die Vorgelegewelle ist hierbei achsparallel zu den beiden Eingangswellen angeordnet und kann mit der ersten Eingangswelle über die erste Stirnradstufe durch Betätigung des ersten Schaltelements sowie mit der zweiten Eingangswelle über die zweite Stirnradstufe durch Betätigung des zweiten Schaltelements jeweils gekoppelt werden. Im Rahmen der Erfindung können dabei neben der Vorgelegewelle ggf. noch eine oder mehrere weitere, achsparallele Vorgelegewellen vorgesehen sein. Besonders bevorzugt verfügt das erfindungsgemäße Getriebe aber über genau eine Vorgelegewelle.The transmission according to the invention has a first input shaft and a second input shaft, with the two input shafts preferably being coaxial with one another. In particular, the input shafts are each assigned to a partial transmission of the transmission, via which a power flow can be guided from the respective associated input shaft to the countershaft and thus also to the output side permanently coupled to it. The countershaft is arranged axially parallel to the two input shafts and can be coupled to the first input shaft via the first spur gear stage by actuating the first switching element and to the second input shaft via the second spur gear stage by actuating the second switching element. Within the scope of the invention, in addition to the countershaft, one or more further axially parallel countershafts can be provided. However, the transmission according to the invention particularly preferably has exactly one countershaft.

Die erste Stirnradstufe setzt sich aus einem Festrad und einem hiermit kämmenden Losrad zusammen, wobei das Festrad hierbei drehfest auf der ersten Eingangswelle angeordnet ist, wohingegen das Losrad der ersten Stirnradstufe drehbar auf der Vorgelegewelle gelagert und durch Schließen des ersten Schaltelements an der Vorgelegewelle festgesetzt werden kann. Dies hat dann zur Folge, dass die erste Eingangswelle und die Vorgelegewelle über die erste Stirnradstufe unmittelbar miteinander gekoppelt werden. Auch die zweite Stirnradstufe wird durch ein Festrad und ein hiermit kämmendes Losrad gebildet, von welchen das Festrad drehfest auf der zweiten Eingangswelle angeordnet ist, während das Losrad der zweiten Stirnradstufe drehbar auf der Vorgelegewelle gelagert und durch Betätigen des zweiten Schaltelements an der Vorgelegewelle festsetzbar ist. Somit hat ein Schließen des zweiten Schaltelements eine unmittelbare Koppelung der zweiten Eingangswelle und der Vorgelegewelle über die zweite Stirnradstufe zur Folge.The first spur gear stage is made up of a fixed gear and a meshing loose gear, with the fixed gear being arranged on the first input shaft in a rotationally fixed manner, whereas the loose gear of the first spur gear stage is rotatably mounted on the countershaft and can be fixed to the countershaft by closing the first switching element. This then results in the first input shaft and the countershaft being directly coupled to one another via the first spur gear stage. The second spur gear stage is also formed by a fixed gear and a meshing loose gear, of which the fixed gear is arranged on the second input shaft in a rotationally fixed manner, while the loose gear of the second spur gear stage is rotatably mounted on the countershaft and can be fixed to the countershaft by operating the second switching element. Closing the second switching element therefore results in a direct coupling of the second input shaft and the countershaft via the second spur gear stage.

Die Losräder der ersten Stirnradstufe und der zweiten Stirnradstufe können, neben einer jeweiligen Festsetzbarkeit an der Vorgelegewelle, zudem durch Betätigen des dritten Schaltelements auch drehfest miteinander verbunden werden, wodurch dann die Eingangswellen über die beiden Stirnradstufen miteinander gekoppelt sind. Dementsprechend kann von dem Teilgetriebe mit der einen Eingangswelle auf das Teilgetriebe mit der anderen Eingangswelle zugegriffen werden.The idler gears of the first spur gear stage and the second spur gear stage can, in addition to being able to be secured to the countershaft, also be connected to one another in a rotationally fixed manner by operating the third switching element, whereby the input shafts are then coupled to one another via the two spur gear stages. Accordingly, the partial transmission with one input shaft can be accessed from the partial transmission with the other input shaft.

Die Vorgelegewelle ist bei dem erfindungsgemäßen Getriebe permanent mit einer Abtriebsseite gekoppelt. Bevorzugt ist über die Abtriebsseite des Getriebes dabei im Weiteren eine Koppelung mit einem achsparallel zu den Eingangswellen des Getriebes angeordneten Differentialgetriebe hergestellt. Dabei liegt die Abtriebsseite bevorzugt axial im Bereich von oder nahe an einer Anschlussstelle des Getriebes, an welcher im verbauten Zustand des Getriebes eine Anbindung an eine vorgeschaltete Antriebsmaschine hergestellt ist oder hergestellt werden kann. Prinzipiell kann die Abtriebsseite aber auch in einem sonstigen Bereich zwischen axialen Enden des Getriebes platziert sein. Diese Art der Anordnung eignet sich besonders zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang.In the transmission according to the invention, the countershaft is permanently coupled to an output side. Preferably, a coupling is also established via the output side of the transmission to a differential gear arranged axially parallel to the input shafts of the transmission. The output side is preferably located axially in the area of or close to a connection point of the transmission, at which a connection to an upstream drive machine is or can be established when the transmission is installed. In principle, however, the output side can also be placed in another area between axial ends of the transmission. This type of arrangement is particularly suitable for use in a motor vehicle with a drive train aligned transversely to the direction of travel of the motor vehicle.

Alternativ dazu könnte die Abtriebsseite des Getriebes prinzipiell aber auch an einem entgegengesetzt zu einer Anschlussstelle des Getriebes liegenden, axialen Ende des Getriebes vorgesehen sein. Dabei sind ein Antrieb und ein Abtrieb des Getriebes insbesondere an einander entgegengesetzten axialen Enden des Getriebes platziert. Ein derartig gestaltetes Getriebe eignet sich dabei zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang.Alternatively, the output side of the transmission could in principle also be provided at an axial end of the transmission opposite to a connection point of the transmission. In this case, a drive and an output of the transmission are placed in particular at opposite axial ends of the transmission. A transmission designed in this way is suitable for use in a motor vehicle with a drive train aligned in the direction of travel of the motor vehicle.

Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass zum unmittelbaren Koppeln der ersten Eingangswelle mit der Vorgelegewelle neben der ersten Stirnradstufe nur noch eine dritte Stirnradstufe vorgesehen ist, die ein Festrad und ein Losrad aufweist und welcher ein viertes Schaltelement zugeordnet ist, welches bei Betätigung das Losrad der dritten Stirnradstufe festsetzt und dabei die erste Eingangswelle und die Vorgelegewelle miteinander koppelt. Ferner können die zweite Eingangswelle und die Vorgelegewelle unmittelbar nur über die zweite Stirnradstufe gekoppelt werden. Ferner liegen die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle koaxial zu einer Antriebswelle, wobei die Antriebswelle über eine erste Schaltkupplung mit der ersten Eingangswelle sowie über eine zweite Schaltkupplung mit der zweiten Eingangswelle verbunden werden kann. Zudem ist eine Bremseinrichtung vorgesehen, die mit der Antriebswelle gekoppelt ist.The invention now includes the technical teaching that, in addition to the first spur gear stage, only a third spur gear stage is provided for the direct coupling of the first input shaft with the countershaft, which has a fixed gear and an idler gear and to which a fourth switching element is assigned, which, when actuated, fixes the idler gear of the third spur gear stage and thereby input shaft and the countershaft are coupled to one another. Furthermore, the second input shaft and the countershaft can only be coupled directly via the second spur gear stage. Furthermore, the first input shaft and the second input shaft are coaxial to a drive shaft, whereby the drive shaft can be connected to the first input shaft via a first clutch and to the second input shaft via a second clutch. In addition, a braking device is provided which is coupled to the drive shaft.

Mit anderen Worten weist das erfindungsgemäße Getriebe also noch eine dritte Stirnradstufe auf, welche neben der ersten Stirnradstufe die einzige weitere Stirnradstufen ist, über welche die erste Eingangswelle unmittelbar mit der Vorgelegewelle gekoppelt werden kann. Dies wird dabei dadurch realisiert, dass ein Losrad der dritten Stirnradstufe durch Betätigen eines zugehörigen, vierten Schaltelements festgesetzt wird. In der Folge sind dann die erste Eingangswelle und die Vorgelegewelle über die dritte Stirnradstufe miteinander gekoppelt. Hingegen kann die zweite Eingangswelle nur über die zweite Stirnradstufe unmittelbar mit der Vorgelegewelle gekoppelt werden.In other words, the transmission according to the invention also has a third spur gear stage, which is the only other spur gear stage, in addition to the first spur gear stage, via which the first input shaft can be directly coupled to the countershaft. This is achieved by fixing an idler gear of the third spur gear stage by actuating an associated fourth switching element. As a result, the first input shaft and the countershaft are then coupled to one another via the third spur gear stage. In contrast, the second input shaft can only be directly coupled to the countershaft via the second spur gear stage.

Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe sind also zwischen den Eingangswellen und der Vorgelegewelle genau drei Stirnradstufen vorgesehen, wobei die erste Stirnradstufe und die dritte Stirnradstufe dabei einer unmittelbaren Koppelung der ersten Eingangswelle mit der Vorgelegewelle dienen, während die zweite Stirnradstufe für eine unmittelbare Koppelung der zweiten Eingangswelle mit der Vorgelegewelle vorgesehen ist. Dadurch kann ein Getriebe mit kompaktem Aufbau und niedrigem Herstellungsaufwand verwirklicht werden, bei welchem aufgrund der Koppelbarkeit der Losräder der ersten Stirnradstufe und der zweiten Stirnradstufe eine hohe Anzahl an Gängen darstellbar ist. Über die Bremseinrichtung kann zudem im Zuge von Schaltvorgängen eine Drehzahlsynchronisation unterstützt werden, insbesondere dann, wenn das oder die zu schließenden Schaltelemente als unsynchronisierte, formschlüssige Schaltelemente vorliegen. Denn die mit der Antriebswelle gekoppelte Bremseinrichtung kann die vorgeschaltete Antriebsmaschine bei einer Drehzahlanpassung unterstützen. So kann im Zuge von Hochschaltungen ein Abbremsen der vorgeschalteten Antriebsmaschine auf ein niedrigeres Drehzahlniveau durchgeführt werden, während die Bremseinrichtung bei Rückschaltungen kurz vor Erreichen einer jeweils angestrebten Synchrondrehzahl betätigt wird, um einen geringeren Drehzahlgradienten zu erhalten, bevor das jeweilige Schaltelement betätigt wird. Im Zuge der Rückschaltung muss die vorgeschaltete Antriebsmaschine zudem auf das jeweils höhere Drehzahlniveau beschleunigt werden.In the transmission according to the invention, exactly three spur gear stages are provided between the input shafts and the countershaft, with the first spur gear stage and the third spur gear stage serving to directly couple the first input shaft to the countershaft, while the second spur gear stage is provided for directly coupling the second input shaft to the countershaft. This makes it possible to create a transmission with a compact design and low manufacturing costs, in which a large number of gears can be provided due to the ability to couple the idler gears of the first spur gear stage and the second spur gear stage. The braking device can also support speed synchronization during gear shifting, particularly when the shifting element or elements to be closed are unsynchronized, positive-locking shifting elements. This is because the braking device coupled to the drive shaft can support the upstream drive machine in adjusting the speed. In the course of upshifts, the upstream drive motor can be braked to a lower speed level, while in the case of downshifts, the braking device is activated shortly before the desired synchronous speed is reached in order to obtain a lower speed gradient before the respective switching element is activated. In the course of the downshift, the upstream drive motor must also be accelerated to the higher speed level.

Unter einer „unmittelbaren Koppelbarkeit“ der jeweiligen Eingangswelle mit der Vorgelegewelle über die jeweilige Stirnradstufe ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass die jeweilige Stirnradstufe bei Einbindung in den Kraftfluss direkt für die Übertragung einer Drehbewegung zwischen der jeweiligen Eingangswelle und der Vorgelegewelle sorgt, also die Stirnräder dieser Stirnradstufe alleine die Koppelung zwischen der jeweiligen Eingangswelle und der Vorgelegewelle herstellen. Dies wird dabei insbesondere dadurch erreicht, dass sowohl das auf der jeweiligen Eingangswelle vorgesehene Stirnrad der jeweiligen Stirnradstufe, als auch das auf der Vorgelegewelle angeordnete Stirnrad der jeweiligen Stirnradstufe an der jeweiligen Welle festgesetzt ist.In the sense of the invention, the "direct coupling" of the respective input shaft with the countershaft via the respective spur gear stage is to be understood as meaning that the respective spur gear stage, when integrated into the power flow, directly ensures the transmission of a rotary motion between the respective input shaft and the countershaft, i.e. the spur gears of this spur gear stage alone establish the coupling between the respective input shaft and the countershaft. This is achieved in particular by both the spur gear of the respective spur gear stage provided on the respective input shaft and the spur gear of the respective spur gear stage arranged on the countershaft being fixed to the respective shaft.

Hingegen sind bei der DE 10 2013 211 591 A1 eine größere Anzahl an Stirnradstufen vorgesehen, was zum einen den Platzbedarf des Getriebes erhöht und außerdem den Herstellungsaufwand vergrößert.In contrast, the EN 10 2013 211 591 A1 A larger number of spur gear stages is provided, which on the one hand increases the space required for the gearbox and also increases the manufacturing effort.

Bevorzugt ist bei der dritten Stirnradstufe das Festrad drehfest auf der ersten Eingangswelle vorgesehen, während das Losrad der dritten Stirnradstufe drehbar auf der Vorgelegewelle gelagert ist und über das vierte Schaltelement an der Vorgelegewelle festgesetzt werden kann. Alternativ dazu ist das Festrad der dritten Stirnradstufe hingegen auf der Vorgelegewelle platziert, wohingegen das hiermit kämmende Losrad der dritten Stirnradstufe dann drehbar auf der ersten Eingangswelle vorgesehen ist und dort durch Schließen des vierten Schaltelements festgesetzt werden kann.Preferably, in the third spur gear stage, the fixed gear is provided in a rotationally fixed manner on the first input shaft, while the idler gear of the third spur gear stage is rotatably mounted on the countershaft and can be fixed to the countershaft via the fourth switching element. Alternatively, the fixed gear of the third spur gear stage is placed on the countershaft, whereas the idler gear of the third spur gear stage, which meshes with it, is then rotatably provided on the first input shaft and can be fixed there by closing the fourth switching element.

Besonders bevorzugt liegt die Bremseinrichtung als kraftschlüssige Bremse und hierbei insbesondere als Reibbremse vor, wobei im Rahmen der Erfindung aber auch eine Ausführung der Bremseinrichtung als Elektromaschine in Frage kommt. In diesem Fall kann über die Bremseinrichtung neben einem Abbremsen dann auch ein Beschleunigen der vorgeschalteten Antriebsmaschine unterstützt werden, indem die Elektromaschine als Elektromotor betrieben wird.The braking device is particularly preferably in the form of a force-locking brake, and in particular a friction brake, although within the scope of the invention, the braking device can also be designed as an electric machine. In this case, the braking device can be used to assist in not only braking, but also accelerating the upstream drive machine by operating the electric machine as an electric motor.

In Weiterbildung der Erfindung ergibt sich ein erster Gang zwischen der ersten Eingangswelle und der Abtriebsseite durch Schließen des vierten Schaltelements unter Kraftflussführung über die dritte Stirnradstufe. Ein zweiter Gang zwischen der ersten Eingangswelle und der Abtriebsseite wird durch Betätigen des ersten Schaltelements geschaltet, wobei eine Kraftflussführung dabei über die erste Stirnradstufe stattfindet.In a further development of the invention, a first gear between the first input shaft and the output side is achieved by closing the fourth switching element with power flow being guided via the third spur gear stage. A second gear between the first input shaft and the output side is engaged by actuating the first switching element, with power flow being guided via the first spur gear stage.

Zudem kann ein dritter Gang zwischen der zweiten Eingangswelle und der Abtriebsseite durch Schließen des dritten und des sechsten Schaltelements unter Kraftflussführung über die zweite Stirnradstufe, die erste Stirnradstufe und die dritte Stirnradstufe dargestellt werden. Der dritte, zwischen der zweiten Eingangswelle und der Abtriebsseite wirksame Gang ist dabei als Windungsgang konzipiert, in welchem der Kraftfluss von der zweiten Eingangswelle über die zweite Stirnradstufe und die erste Stirnradstufe auf die erste Eingangswelle und von dort ausgehend über die dritte Stirnradstufe auf die Vorgelegewelle geführt wird. Außerdem ergibt sich ein vierter Gang zwischen der zweiten Eingangswelle und der Abtriebsseite in einer ersten Variante durch Betätigen des zweiten Schaltelements, wobei der vierte Gang zwischen der zweiten Eingangswelle und der Abtriebsseiten noch in einer zweiten Variante durch Schließen des ersten und des dritten Schaltelements geschaltet werden kann. In beiden Fällen findet dabei eine Kraftflussführung über die zweite Stirnradstufe statt, wobei bei der zweiten Variante hierbei das Losrad der zweiten Stirnradstufe mittelbar über das Losrad der ersten Stirnradstufe an der Vorgelegewelle festgesetzt wird.In addition, a third gear can be established between the second input shaft and the output side by closing the third and sixth shift elements with power flow guided over the second face gear stage, the first spur gear stage and the third spur gear stage. The third gear, which is effective between the second input shaft and the output side, is designed as a winding gear in which the power flow is guided from the second input shaft via the second spur gear stage and the first spur gear stage to the first input shaft and from there via the third spur gear stage to the countershaft. In addition, a fourth gear is created between the second input shaft and the output side in a first variant by actuating the second switching element, whereby the fourth gear between the second input shaft and the output sides can be switched in a second variant by closing the first and third switching elements. In both cases, the power flow is guided via the second spur gear stage, whereby in the second variant the idler gear of the second spur gear stage is indirectly attached to the countershaft via the idler gear of the first spur gear stage.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Antriebswelle dazu eingerichtet, das Getriebe mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu verbinden. Entsprechend einer alternativen Weiterbildung kann die Antriebswelle über eine Trennkupplung hingegen drehfest mit einer Anschlusswelle verbunden werden, die dazu eingerichtet ist, das Getriebe mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu verbinden. Bei beiden Varianten können also die beiden Eingangswellen und damit auch die beiden Teilgetriebe des Getriebes jeweils mit einer Antriebswelle verbunden werden, über welche im verbauten Zustand des Getriebes die Verbindung zu einer vorgeschalteten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges - ggf. über die weitere Anschlusswelle -hergestellt ist oder hergestellt werden kann. Insofern können die jeweils zwischen der einzelnen Eingangswelle und der Abtriebsseite schaltbaren Gänge auch durch zusätzliches Schließen der jeweiligen Schaltkupplung und ggf. der zusätzlichen Trennkupplung auch für einen Antrieb über die vorgeschaltete Antriebsmaschine genutzt werden.In a further development of the invention, the drive shaft is designed to connect the transmission to a drive machine of the motor vehicle. According to an alternative development, however, the drive shaft can be connected in a rotationally fixed manner via a separating clutch to a connecting shaft which is designed to connect the transmission to a drive machine of the motor vehicle. In both variants, the two input shafts and thus also the two partial transmissions of the transmission can each be connected to a drive shaft via which, when the transmission is installed, the connection to an upstream drive machine of the motor vehicle - possibly via the additional connecting shaft - is or can be established. In this respect, the gears that can be switched between the individual input shaft and the output side can also be used for a drive via the upstream drive machine by additionally closing the respective shift clutch and, if necessary, the additional separating clutch.

Die jeweilige Schaltkupplung kann hierbei als kraftschlüssige Schaltkupplung ausgeführt sein, wobei es sich bei der einzelnen Schaltkupplung dann bevorzugt um eine nass- oder trockenlaufende Reibkupplung handelt. Dabei können die beiden Schaltkupplungen auch zu einer Doppelkupplung zusammengefasst sein. Auch die Trennkupplung kann im Sinne der Erfindung insbesondere als kraftschlüssige Schaltkupplung und hierbei insbesondere als nass- oder trockenlaufende Reibkupplung ausgeführt sein. Alternativ dazu kommt jedoch auch eine Ausführung der einzelnen Kupplung als Lamellenschaltelement in Frage. Ferner kann die jeweilige Schaltkupplung und auch die Trennkupplung zudem auch als formschlüssige Schaltkupplung vorliegen, wobei sie hierbei insbesondere als Sperrsynchronisation oder als unsynchronisierte Klauenkupplung ausgeführt ist.The respective clutch can be designed as a force-locking clutch, whereby the individual clutch is then preferably a wet or dry friction clutch. The two clutches can also be combined to form a double clutch. The separating clutch can also be designed in the sense of the invention in particular as a force-locking clutch and in this case in particular as a wet or dry friction clutch. Alternatively, however, the individual clutch can also be designed as a multi-disk switching element. Furthermore, the respective clutch and also the separating clutch can also be present as a form-locking clutch, whereby in this case it is designed in particular as a locking synchronization or as an unsynchronized claw clutch.

Besonders bevorzugt wird dabei bei einem Antrieb des Kraftfahrzeuges über die vorgeschaltete Antriebsmaschine alternierend zwischen den zwischen der ersten Eingangswelle und der Abtriebsseite und den zwischen der zweiten Eingangswelle und der Abtriebsseite jeweils darstellbaren Gängen geschaltet, so dass also bei einer aufeinanderfolgenden Schaltung die Antriebswelle abwechselnd mit der ersten Eingangswelle und mit der zweiten Eingangswelle durch Betätigen der jeweils zugehörigen Schaltkupplung und ggf. der Trennkupplung verbunden wird.Particularly preferably, when the motor vehicle is driven via the upstream drive machine, switching takes place alternately between the gears that can be represented between the first input shaft and the output side and between the second input shaft and the output side, so that in a successive switching operation the drive shaft is alternately connected to the first input shaft and to the second input shaft by actuating the respective associated shift clutch and, if applicable, the separating clutch.

Die Bremseinrichtung ist bei einer Variante der Erfindung achsversetzt zu der Antriebswelle angeordnet und über eine Übersetzungsstufe mit dieser gekoppelt. Dies hat den Vorteil, dass somit ein modularer Aufbau des Getriebes realisiert werden kann, bei welchem unterschiedliche Ausführungen einer Bremseinrichtung angebunden werden können. Bei der Übersetzungsstufe kann es sich im Rahmen der Erfindung um eine Stirnradstufe oder auch einen Zugmitteltrieb handeln, wobei Letzterer dabei insbesondere als Kettentrieb vorliegen kann. Alternativ dazu ist die Bremseinrichtung koaxial zu der Antriebswelle angeordnet und drehfest mit dieser verbunden. In one variant of the invention, the braking device is arranged offset from the drive shaft and coupled to it via a transmission stage. This has the advantage that a modular design of the transmission can be realized, to which different versions of a braking device can be connected. In the context of the invention, the transmission stage can be a spur gear stage or a traction drive, the latter being in particular a chain drive. Alternatively, the braking device is arranged coaxially to the drive shaft and connected to it in a rotationally fixed manner.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zudem eine Elektromaschine vorgesehen, deren Rotor permanent mit der zweiten Eingangswelle gekoppelt ist. Aufgrund der permanenten Koppelung des Rotors der Elektromaschine mit der zweiten Eingangswelle kann die Elektromaschine die, zwischen der zweiten Eingangswelle und der Abtriebsseite wirksamen Gänge unmittelbar nutzen. Hierbei kann jeweils ein rein elektrisches Fahren verwirklicht werden, wobei hierbei je nach eingeleiteter Drehrichtung entweder eine Vorwärtsfahrt oder eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges darstellbar ist. In einem generatorischen Betrieb der Elektromaschine kann diese zudem bei Einbindung über einen der Gänge zum Bremsen des Kraftfahrzeuges herangezogen werden (Rekuperation).According to an advantageous embodiment of the invention, an electric machine is also provided, the rotor of which is permanently coupled to the second input shaft. Due to the permanent coupling of the rotor of the electric machine to the second input shaft, the electric machine can directly use the gears that are active between the second input shaft and the output side. In this case, purely electric driving can be achieved, whereby either forward or reverse travel of the motor vehicle can be represented depending on the direction of rotation initiated. In a generator operation of the electric machine, it can also be used to brake the motor vehicle when connected via one of the gears (recuperation).

Bevorzugt ist die Elektromaschine dabei koaxial zu der zweiten Eingangswelle angeordnet, wobei der Rotor der Elektromaschine dann drehfest mit der zweiten Eingangswelle verbunden sein kann. Alternativ dazu ist aber auch eine Koppelung zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der koaxial liegenden, zweiten Eingangswelle über mindestens eine zwischenliegende Übersetzungsstufe denkbar, bei welcher es sich um je eine Planetenstufe und/oder je eine Stirnradstufe handeln kann. Weiter alternativ kann die Elektromaschine prinzipiell aber auch achsversetzt zu der zweiten Eingangswelle angeordnet sein, wobei eine Koppelung des Rotors der Elektromaschine mit der zweiten Eingangswelle dann über mindestens eine zwischenliegende Übersetzungsstufe vorgenommen ist, bei der es sich um je eine Planetenstufe und/oder je eine Stirnradstufe und/oder auch einen Zugmitteltrieb handeln kann.Preferably, the electric machine is arranged coaxially to the second input shaft, whereby the rotor of the electric machine can then be connected to the second input shaft in a rotationally fixed manner. Alternatively, however, a coupling between the rotor of the electric machine and the coaxially arranged second input shaft via at least one intermediate gear stage is also conceivable, which can be a planetary stage and/or a spur gear stage. Alternatively, the electric machine can in principle but can also be arranged axially offset from the second input shaft, wherein the rotor of the electric machine is then coupled to the second input shaft via at least one intermediate gear ratio stage, which can be a planetary gear stage and/or a spur gear stage and/or a traction drive.

Gemäß einer hierzu alternativen Ausführungsform der Erfindung ist zudem eine Elektromaschine vorgesehen, deren Rotor über eine Planetenstufe mit der zweiten Eingangswelle gekoppelt werden kann. Dabei weist die Planetenstufe ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element in Form eines Sonnenrades, eines Planetenstegs und eines Hohlrades auf, von welchen das zweite Element drehfest mit der zweiten Eingangswelle verbunden und das dritte Element mit dem Rotor der Elektromaschine gekoppelt ist. Ferner können zwei der Elemente der Planetenstufe über ein fünftes Schaltelement drehfest miteinander verbunden werden. In diesem Fall kann also die Elektromaschine über die zwischenliegende Planetenstufe mit der zweiten Eingangswelle dadurch gekoppelt werden, dass zwei der Elemente der Planetenstufe drehfest miteinander verbunden werden, was ein Verblocken der Planetenstufe zur Folge hat und eine Koppelung des Rotors der Elektromaschine mit der zweiten Eingangswelle nach sich zieht. In der Folge kann die Elektromaschine dann auch die Gänge nutzen, welche zwischen der zweiten Eingangswelle und der Abtriebsseite des Getriebes geschaltet werden können. Zudem kann die Elektromaschine auch von der zweiten Eingangswelle entkoppelt werden, so dass diese bei Kraftflussführung über die zweite Eingangswelle nicht mitgeschleppt werden muss.According to an alternative embodiment of the invention, an electric machine is also provided, the rotor of which can be coupled to the second input shaft via a planetary stage. The planetary stage has a first element, a second element and a third element in the form of a sun gear, a planetary web and a ring gear, of which the second element is connected to the second input shaft in a rotationally fixed manner and the third element is coupled to the rotor of the electric machine. Furthermore, two of the elements of the planetary stage can be connected to one another in a rotationally fixed manner via a fifth switching element. In this case, the electric machine can be coupled to the second input shaft via the intermediate planetary stage by connecting two of the elements of the planetary stage to one another in a rotationally fixed manner, which results in the planetary stage being blocked and the rotor of the electric machine being coupled to the second input shaft. As a result, the electric machine can then also use the gears that can be switched between the second input shaft and the output side of the transmission. In addition, the electric motor can also be decoupled from the second input shaft so that it does not have to be dragged along when the power flow is routed via the second input shaft.

Besonders bevorzugt ist die Elektromaschine koaxial zu der zweiten Eingangswelle platziert, wobei der Rotor drehfest mit dem dritten Element der Planetenstufe verbunden ist. Durch eine koaxiale Anordnung der Elektromaschine zu der zweiten Eingangswelle und damit auch der Planetenstufe kann ein kompakter Aufbau realisiert werden. Besonders bevorzugt ist die Planetenstufe dabei axial auf Höhe der Elektromaschine sowie radial innenliegend zu dieser platziert. Dadurch sind die Elektromaschine und die Planetenstufe ineinander geschachtelt. Alternativ dazu ist es im Rahmen der Erfindung aber auch denkbar, dass der Rotor der Elektromaschine über mindestens eine zwischenliegende Übersetzungsstufe mit dem dritten Element der Planetenstufe gekoppelt ist. Bei der mindestens einen Übersetzungsstufe kann es sich dabei um je eine Planetenstufe und/oder je eine Stirnradstufe handeln. Weiter alternativ könnte die Elektromaschine prinzipiell auch achsversetzt zu der zweiten Eingangswelle und auch der Planetenstufe angeordnet sein, wobei dann eine Koppelung des Rotors der Elektromaschine mit dem dritten Element der Planetenstufe über mindestens eine zwischenliegende Übersetzungsstufe vollzogen ist.The electric machine is particularly preferably placed coaxially to the second input shaft, with the rotor being connected in a rotationally fixed manner to the third element of the planetary stage. A compact structure can be achieved by arranging the electric machine coaxially to the second input shaft and thus also to the planetary stage. The planetary stage is particularly preferably placed axially at the level of the electric machine and radially inwardly to it. As a result, the electric machine and the planetary stage are nested within one another. Alternatively, within the scope of the invention, it is also conceivable that the rotor of the electric machine is coupled to the third element of the planetary stage via at least one intermediate gear stage. The at least one gear stage can be one planetary stage and/or one spur gear stage. As an alternative, the electric machine could in principle also be arranged axially offset from the second input shaft and also the planetary stage, in which case the rotor of the electric machine is coupled to the third element of the planetary stage via at least one intermediate gear stage.

In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform kann das erste Element der Planetenstufe zudem über ein weiteres Schaltelement festgesetzt werden. Durch das Festsetzen des ersten Elements der Planetenstufe einerseits und durch das Verblocken der Planetenstufe andererseits können die zwischen der zweiten Eingangswelle und der Abtriebsseite schaltbaren Gänge für die Elektromaschine verdoppelt werden, so dass sich die Anzahl an Gangübersetzungen, die durch die Elektromaschine nutzbar sind, vergrößert.In a further development of the aforementioned embodiment, the first element of the planetary stage can also be fixed using a further switching element. By fixing the first element of the planetary stage on the one hand and by blocking the planetary stage on the other hand, the gears that can be switched between the second input shaft and the output side for the electric machine can be doubled, so that the number of gear ratios that can be used by the electric machine is increased.

Alternativ oder ergänzend dazu kann zudem ein zusätzliches Schaltelement vorgesehen sein, über das das erste Element der Planetenstufe drehfest mit der Antriebswelle verbunden werden kann. Durch die drehfeste Verbindung des ersten Elements der Planetenstufe mit der Antriebswelle kann an der Planetenstufe dadurch eine Antriebsbewegung der Antriebswelle mit einer Antriebsbewegung der Elektromaschine überlagert werden, so dass die Planetenstufe als Summierstufe zur Aufsummierung von Antriebsbewegungen der Elektromaschine und der an der Antriebswelle angebundenen Antriebsmaschine genutzt werden kann. Darüber ist es unter anderem auch möglich, die Elektromaschine zur Realisierung eines Anfahrvorganges des Kraftfahrzeuges zu nutzen, so dass ein separates Anfahrelement zwischen Antriebsmaschine und Antriebswelle ggf. entfallen kann.Alternatively or in addition to this, an additional switching element can also be provided, via which the first element of the planetary stage can be connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner. Due to the rotationally fixed connection of the first element of the planetary stage to the drive shaft, a drive movement of the drive shaft can be superimposed on a drive movement of the electric machine at the planetary stage, so that the planetary stage can be used as a summing stage for summing the drive movements of the electric machine and the drive machine connected to the drive shaft. In addition, it is also possible, among other things, to use the electric machine to carry out a starting process of the motor vehicle, so that a separate starting element between the drive machine and the drive shaft can be omitted if necessary.

Bei den vorgenannten Varianten kann aufgrund der permanenten Koppelung der Elektromaschine mit der zweiten Eingangswelle bzw. der über die Planetenstufe vornehmbaren Koppelung der Elektromaschine mit der zweiten Eingangswelle die Elektromaschine dazu genutzt werden, bei einem Fahren über die vorgeschaltete Antriebsmaschine und im Zuge einer aufeinanderfolgenden Schaltung von Gängen die Zugkraft in jeweils einem der Gänge stützen, welche zwischen der Abtriebsseite und der zweiten Eingangswelle darstellbar sind. Hierdurch kann erreicht werden, dass vorgeschaltete Antriebsmaschine lastfrei zwischen den Gängen wechseln kann.In the aforementioned variants, due to the permanent coupling of the electric machine to the second input shaft or the coupling of the electric machine to the second input shaft that can be carried out via the planetary stage, the electric machine can be used to support the tractive force in one of the gears that can be represented between the output side and the second input shaft when driving via the upstream drive machine and during a successive gear shift. This means that the upstream drive machine can change between the gears without load.

Das erfindungsgemäße Getriebe kann außerdem in einem Lade- oder Startbetrieb betrieben werden, um im erstgenannten Fall in einem generatorischen Betrieb der Elektromaschine einen elektrischen Energiespeicher über die Elektromaschine zu laden sowie im zweitgenannten Fall ein Starten der vorgeschalteten und hierbei insbesondere als Verbrennungskraftmaschine ausgeführten Antriebsmaschine herbeizuführen. Bei der permanenten Koppelung der Elektromaschine mit der zweiten Eingangswelle wird dazu - ggf. neben einem zeitgleichen Schließen der Trennkupplung - entweder lediglich die zweite Schaltkupplung betätigt oder aber eine Betätigung der ersten Schaltkupplung mit einem gleichzeitigen Schließen des dritten Schaltelements kombiniert. Ist die Elektromaschine über die zwischenliegende Planetenstufe mit der zweiten Eingangswelle koppelbar, so kann ein Lade- oder Startbetrieb durch Koppelung des Rotors der Elektromaschine mit der zweiten Eingangswelle und eine gleichzeitige Verbindung der zweiten Eingangswelle mit der Antriebswelle sowie ggf. deren Verbindung mit der Anschlusswelle verwirklicht werden.The transmission according to the invention can also be operated in a charging or starting mode in order to charge an electrical energy storage device via the electric machine in the first case when the electric machine is operating as a generator, and in the second case to start the drive machine connected upstream, which is designed in particular as an internal combustion engine. With the permanent coupling of the electric machine with the two For this purpose, either only the second clutch is actuated - possibly in addition to a simultaneous closing of the separating clutch - or an actuation of the first clutch is combined with a simultaneous closing of the third switching element. If the electric machine can be coupled to the second input shaft via the intermediate planetary stage, charging or starting operation can be achieved by coupling the rotor of the electric machine to the second input shaft and simultaneously connecting the second input shaft to the drive shaft and, if necessary, connecting it to the connecting shaft.

In Weiterbildung der Erfindung liegt das einzelne Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klauenschaltelement vor. Alternativ dazu kann es sich bei einem formschlüssigen Schaltelement aber auch um eine Sperrsynchronisation handeln. Formschlüssige Schaltelemente haben prinzipiell den Vorteil, dass sie im geöffneten Zustand nur niedrige Schleppmomente aufweisen und sich dementsprechend durch einen hohen Wirkungsgrad auszeichnen. Das einzelne Schaltelement könnte alternativ dazu aber auch als kraftschlüssige Schaltelement ausgeführt sein, beispielsweise als Lamellenschaltelement, wobei ein kraftschlüssiges Schaltelement in vorteilhafter Weise auch unter Last in einen betätigten Zustand überführt werden kann. Besonders bevorzugt sind das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement jeweils als unsynchronisierte Klauenschaltelemente ausgeführt.In a further development of the invention, the individual switching element is a positive switching element, in particular a claw switching element. Alternatively, a positive switching element can also be a locking synchronization. Positive switching elements have the advantage in principle that they only have low drag torques when opened and are therefore characterized by a high degree of efficiency. Alternatively, the individual switching element could also be designed as a non-positive switching element, for example as a multi-disk switching element, whereby a non-positive switching element can advantageously be transferred to an actuated state even under load. The first switching element, the second switching element, the third switching element and the fourth switching element are particularly preferably each designed as unsynchronized claw switching elements.

Insbesondere sind das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement im Falle der Ausführung als formschlüssige Schaltelemente zu einer Schalteinrichtung zusammengefasst, die eine Betätigungseinrichtung aufweist. Über die Betätigungseinrichtung kann dabei aus einer Neutralstellung heraus zum einen das zweite Schaltelement sowie zum anderen das dritte Schaltelement in einen jeweils betätigten Zustand überführt werden. Alternativ oder ergänzend zu dem Vorgenannten sind auch das erste Schaltelement und das vierte Schaltelement zu einer Schalteinrichtung zusammengefasst, über deren Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus einerseits das erste Schaltelement sowie andererseits das vierte Schaltelement in einen jeweils betätigten Zustand überführt werden kann.In particular, the second switching element and the third switching element are combined to form a switching device in the case of the design as form-fitting switching elements, which has an actuating device. The actuating device can be used to transfer the second switching element and the third switching element from a neutral position into an actuated state. Alternatively or in addition to the above, the first switching element and the fourth switching element are also combined to form a switching device, the actuating device of which can be used to transfer the first switching element and the fourth switching element from a neutral position into an actuated state.

Sind zudem das fünfte Schaltelement und/oder das weitere Schaltelement vorgesehen, so ist das fünfte Schaltelement oder das weitere Schaltelement oder sowohl das fünfte Schaltelement, als auch das weitere Schaltelement jeweils als kraftschlüssiges Schaltelement ausgehführt, bei welchem es sich bevorzugt um eine Lamellenschaltelement handelt. Das weitere Schaltelement kann aber auch als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Ist zudem das zusätzliche Schaltelement vorgesehen, welches bevorzugt als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist, so können das weitere Schaltelement und das zusätzliche Schaltelement bei einer Variante der Erfindung zu einer Schalteinrichtung zusammengefasst sein, bei welcher über eine gemeinsame Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus zum einen das weitere Schaltelement sowie zum anderen das zusätzliche Schaltelement in einen jeweils betätigten Zustand überführt werden kann.If the fifth switching element and/or the further switching element are also provided, the fifth switching element or the further switching element or both the fifth switching element and the further switching element are each designed as a force-locking switching element, which is preferably a lamella switching element. However, the further switching element can also be designed as a form-locking switching element. If the additional switching element is also provided, which is preferably designed as a form-locking switching element, the further switching element and the additional switching element can be combined in a variant of the invention to form a switching device in which the further switching element and the additional switching element can be transferred from a neutral position into an actuated state via a common actuating device.

Entsprechend einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist die Vorgelegewelle mit der Abtriebsseite über eine Stirnradstufe gekoppelt. Hierdurch kann eine weitere Übersetzung einer auf die Vorgelegewelle geleiteten Antriebsbewegung zu der Abtriebsseite des Getriebes vorgenommen werden. Alternativ dazu ist es im Rahmen der Erfindung aber auch denkbar, dass die Abtriebsseite an einem axialen Ende der Vorgelegewelle ausgebildet ist, so dass die Vorgelegewelle quasi eine Ausgangswelle des Getriebes bildet. Bei Koppelung der Vorgelegewelle mit der Abtriebsseite über die Stirnradstufe kann das abtriebsseitiges Stirnrad zudem auf einer Ausgangswelle liegen oder aber auch als Antriebstellerrad eines achsparallel liegenden Differentialgetriebes ausgestaltet sein.According to one possible embodiment of the invention, the countershaft is coupled to the output side via a spur gear stage. This allows a further transmission of a drive movement directed to the countershaft to the output side of the transmission. Alternatively, within the scope of the invention, it is also conceivable that the output side is formed at an axial end of the countershaft, so that the countershaft essentially forms an output shaft of the transmission. When the countershaft is coupled to the output side via the spur gear stage, the output-side spur gear can also be located on an output shaft or can also be designed as a drive ring gear of a differential gear lying parallel to the axis.

In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit kann bei der Stirnradstufe, über welche die Vorgelegewelle und die Abtriebsseite miteinander gekoppelt sind, ein Stirnrad gleichzeitig auch das Festrad einer der Stirnradstufen sein, über welche die Vorgelegewelle mit einer der Eingangswellen gekoppelt werden kann. Hierdurch kann eine Übersetzung einer auf die Vorgelegewelle geleiteten Antriebsbewegung über die zusätzliche Stirnradstufe erfolgen, wobei hierfür lediglich ein weiteres Stirnrad notwendig ist. Dementsprechend kann der Herstellungsaufwand niedrig gehalten werden.In a further development of the aforementioned design option, in the spur gear stage via which the countershaft and the output side are coupled to one another, a spur gear can simultaneously be the fixed gear of one of the spur gear stages via which the countershaft can be coupled to one of the input shafts. This allows a drive movement directed to the countershaft to be translated via the additional spur gear stage, whereby only one additional spur gear is required for this. Accordingly, the manufacturing costs can be kept low.

Im Rahmen der Erfindung kann dem Getriebe ein Anfahrelement vorgeschaltet sein, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Dieses Anfahrelement kann dann auch Bestandteil des Getriebes sein und dient der Gestaltung eines Anfahrvorgangs, indem es eine Schlupfdrehzahl zwischen einer als Verbrennungskraftmaschine ausgeführten Antriebsmaschine und der Antriebswelle des Getriebes ermöglicht. Hierbei kann auch eines der Schaltelemente des Getriebes als ein solches Anfahrelement ausgebildet sein, indem es als Reibschaltelement vorliegt. Besonders bevorzugt ist die Antriebswelle bzw. die Anschlusswelle aber für eine direkte Verbindung mit der vorgeschalteten Antriebsmaschine, d.h. ohne zwischenliegendes Anfahrelement, ausgebildet. Zudem kann auf jeder Welle des Getriebes prinzipiell ein Freilauf zum Getriebegehäuse oder zu einer anderen Welle angeordnet werden.Within the scope of the invention, a starting element can be connected upstream of the transmission, for example a hydrodynamic torque converter or a friction clutch. This starting element can then also be part of the transmission and serves to design a starting process by enabling a slip speed between a drive machine designed as an internal combustion engine and the drive shaft of the transmission. In this case, one of the switching elements of the transmission can also be designed as such a starting element by being present as a friction switching element. However, the drive shaft or the connecting shaft is particularly preferably designed for a direct connection to the upstream drive machine, ie without an intermediate starting element. det. In addition, a freewheel to the gearbox housing or to another shaft can in principle be arranged on each shaft of the gearbox.

Das erfindungsgemäße Getriebe ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugantriebsstranges für ein Kraftfahrzeug, bei welchem es sich um ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug handeln kann. Dabei ist das erfindungsgemäße Getriebe dann zwischen einer als Verbrennungskraftmaschine oder als Elektromaschine gestalteten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges und weiteren, in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges folgenden Komponenten des Antriebsstranges angeordnet. Hierbei ist die Antriebswelle bzw. die Anschlusswelle des Getriebes entweder permanent drehfest mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine gekoppelt oder über eine zwischenliegende Trennkupplung bzw. ein Anfahrelement mit dieser verbindbar, wobei zwischen Verbrennungskraftmaschine und Getriebe zudem ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen sein kann. Auch im Falle einer Ausführung der Antriebsmaschine als Elektromaschine kann eine direkte drehfeste Verbindung der Antriebswelle bzw. der Anschlusswelle mit einem Rotor dieser Elektromaschine vollzogen sein. Abtriebsseitig ist das Getriebe innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges dann bevorzugt mit einem Differentialgetriebe einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges gekoppelt, wobei hier allerdings auch eine Anbindung an ein Längsdifferential vorliegen kann, über welches eine Verteilung auf mehrere angetriebenen Achsen des Kraftfahrzeuges stattfindet. Das Differentialgetriebe bzw. das Längsdifferential kann dabei mit dem Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Ebenso kann auch ein Torsionsschwingungsdämpfer mit in dieses Gehäuse integriert sein.The transmission according to the invention is in particular part of a motor vehicle drive train for a motor vehicle, which can be a hybrid or electric vehicle. The transmission according to the invention is then arranged between a drive machine of the motor vehicle designed as an internal combustion engine or as an electric machine and other components of the drive train that follow in the direction of power flow to the drive wheels of the motor vehicle. The drive shaft or the connection shaft of the transmission is either permanently coupled to a crankshaft of the internal combustion engine in a rotationally fixed manner or can be connected to it via an intermediate separating clutch or a starting element, whereby a torsional vibration damper can also be provided between the internal combustion engine and the transmission. Even if the drive machine is designed as an electric machine, a direct rotationally fixed connection of the drive shaft or the connection shaft to a rotor of this electric machine can be made. On the output side, the transmission within the motor vehicle drive train is then preferably coupled to a differential gear of a drive axle of the motor vehicle, although here there can also be a connection to a longitudinal differential, via which distribution takes place over several driven axles of the motor vehicle. The differential gear or the longitudinal differential can be arranged in a common housing with the gearbox. A torsional vibration damper can also be integrated into this housing.

Dass zwei Bauelemente des Getriebes drehfest „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Insofern ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente der Planetenstufe und/oder Stirnräder der Stirnradstufen und/oder Wellen und/oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind starr miteinander gekoppelt.The fact that two components of the transmission are "connected" or "coupled" or "connected to one another" in a rotationally fixed manner means, in the sense of the invention, a permanent coupling of these components so that they cannot rotate independently of one another. In this respect, no switching element is provided between these components, which can be elements of the planetary stage and/or spur gears of the spur gear stages and/or shafts and/or a rotationally fixed component of the transmission, but the corresponding components are rigidly coupled to one another.

Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent drehfest miteinander gekoppelt, sondern eine drehfeste Koppelung wird erst durch Betätigen des zwischenliegenden Schaltelements vorgenommen. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements im Sinne der Erfindung, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement bezeichnet.If, however, a switching element is provided between two components, these components are not permanently coupled to one another in a rotationally fixed manner, but a rotationally fixed coupling is only established by actuating the intermediate switching element. Actuating the switching element within the meaning of the invention means that the switching element in question is transferred to a closed state and, as a result, the components directly coupled to it align their rotational movements with one another. If the switching element in question is designed as a form-fitting switching element, the components directly connected to one another in a rotationally fixed manner will run at the same speed, whereas in the case of a force-fitting switching element, speed differences can exist between the components even after the switching element has been actuated. This intended or unintended state is nevertheless referred to within the scope of the invention as a rotationally fixed connection of the respective components via the switching element.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.The invention is not limited to the specified combination of the features of the main claim or the dependent claims. There are also possibilities to combine individual features with one another, even if they emerge from the claims, the following description of preferred embodiments of the invention or directly from the drawings. The reference of the claims to the drawings by using reference symbols is not intended to limit the scope of protection of the claims.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

  • 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges;
  • 2 und 3 jeweils eine schematische Darstellung je eines Teils des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus 1 mit je einem nicht zur Erfindung gehörenden Getriebe;
  • 4 bis 6 jeweils eine schematische Darstellung je eines Teils des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus 1 mit je einem Getriebe entsprechend jeweils einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 7 eine schematische Darstellung eines Teils des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus 1 mit einem nicht zur Erfindung gehörenden Getriebe;
  • 8 ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebe aus den 2 bis 7;
  • 9 eine tabellarische Darstellung unterschiedlicher Betriebsmodi des Kraftfahrzeugantriebsstranges mit einem Getriebe nach den 4 und 5;
  • 10 eine tabellarische Darstellung unterschiedlicher Betriebsmodi des Kraftfahrzeugantriebsstranges mit einem Getriebe nach 6; und
  • 11 eine tabellarische Darstellung unterschiedlicher Betriebsmodi des Kraftfahrzeugantriebsstranges mit einem Getriebe nach 7.
Advantageous embodiments of the invention, which are explained below, are shown in the drawings. It shows:
  • 1 a schematic view of a motor vehicle drive train;
  • 2 and 3 each a schematic representation of a part of the motor vehicle drive train from 1 each with a gear not belonging to the invention;
  • 4 to 6 each a schematic representation of a part of the motor vehicle drive train from 1 each with a transmission corresponding to an embodiment of the invention;
  • 7 a schematic representation of a part of the motor vehicle drive train from 1 with a transmission not belonging to the invention;
  • 8th an example gearshift diagram of the gearboxes from the 2 to 7 ;
  • 9 a tabular representation of different operating modes of the motor vehicle drive train with a transmission according to the 4 and 5 ;
  • 10 a tabular representation of different operating modes of the motor vehicle drive train with a transmission according to 6 ; and
  • 11 a tabular representation of different operating modes of the motor vehicle drive train with a transmission according to 7 .

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 eines Kraftfahrzeuges, wobei in dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 eine Verbrennungskraftmaschine 2 über einen zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfer 3 mit einem Getriebe 4 verbunden ist. Dem Getriebe 4 ist abtriebsseitig ein Differentialgetriebe 5 nachgeschaltet, über welches eine Antriebsleistung auf Antriebsräder 6 und 7 einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges verteilt wird. Das Getriebe 4 und der Torsionsschwingungsdämpfer 3 sind dabei in einem gemeinsamen Getriebegehäuse 8 des Getriebes 4 zusammengefasst, in welches dann auch das Differentialgetriebe 5 integriert sein kann. Wie zudem in 1 zu erkennen ist, sind die Verbrennungskraftmaschine 2, der Torsionsschwingungsdämpfer 3, das Getriebe 4 und auch das Differentialgetriebe 5 quer zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet. 1 shows a schematic view of a motor vehicle drive train 1 of a motor vehicle, wherein in the motor vehicle drive train 1 an internal combustion engine 2 is connected to a transmission 4 via an intermediate torsional vibration damper 3. The transmission 4 is followed on the output side by a differential gear 5, via which a drive power is distributed to drive wheels 6 and 7 of a drive axle of the motor vehicle. The transmission 4 and the torsional vibration damper 3 are combined in a common transmission housing 8 of the transmission 4, in which the differential gear 5 can then also be integrated. As also shown in 1 As can be seen, the internal combustion engine 2, the torsional vibration damper 3, the transmission 4 and also the differential gear 5 are aligned transversely to a direction of travel of the motor vehicle.

Aus 2 geht eine schematische Darstellung eines Teils des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 aus 1 im Bereich des Getriebes 4 hervor, wobei dieses Getriebe 4 dabei nicht Gegenstand der Erfindung ist. Dabei umfasst das Getriebe 4 eine Antriebswelle 9, eine erste Eingangswelle 10 und eine zweite Eingangswelle 11, die koaxial zueinander angeordnet sind. Die Antriebswelle 9 ist dabei als Vollwelle ausgeführt, welche sich im Wesentlichen über die komplette axiale Baulänge des Getriebes 4 erstreckt. Die erste Eingangswelle 10 und die zweite Eingangswelle 11 liegen als Hohlwellen vor, die jeweils axial mit einem Abschnitt der Antriebswelle 9 überdecken sowie jeweils radial umliegend zu dieser angeordnet sind.Out of 2 A schematic representation of a part of the motor vehicle drive train 1 is shown 1 in the area of the transmission 4, whereby this transmission 4 is not the subject of the invention. The transmission 4 comprises a drive shaft 9, a first input shaft 10 and a second input shaft 11, which are arranged coaxially to one another. The drive shaft 9 is designed as a solid shaft, which extends essentially over the complete axial length of the transmission 4. The first input shaft 10 and the second input shaft 11 are hollow shafts, which each axially overlap with a section of the drive shaft 9 and are each arranged radially surrounding it.

Die Antriebswelle 9 kann mit jeder der Eingangswellen 10 und 11 über je eine zwischenliegende Schaltkupplung K1 bzw. K2 drehfest in Verbindung gebracht werden. Dabei verbindet die Schaltkupplung K1 im geschlossenen Zustand die Antriebswelle 9 und die erste Eingangswelle 10 drehfest miteinander, während ein geschlossener Zustand der Schaltkupplung K2 eine drehfeste Verbindung zwischen der Antriebswelle 9 und der zweiten Eingangswelle 11 zur Folge hat. Die Schaltkupplungen K1 und K2 sind dabei jeweils als formschlüssige Schaltkupplungen ausgeführt und liegen dabei insbesondere als Sperrsynchronisationen vor.The drive shaft 9 can be connected to each of the input shafts 10 and 11 in a rotationally fixed manner via an intermediate clutch K1 or K2. In the closed state, the clutch K1 connects the drive shaft 9 and the first input shaft 10 to one another in a rotationally fixed manner, while a closed state of the clutch K2 results in a rotationally fixed connection between the drive shaft 9 and the second input shaft 11. The clutches K1 and K2 are each designed as positive clutches and are particularly present as locking synchronizations.

Neben der Antriebswelle 9 und den Eingangswellen 10 und 11 weist das Getriebe 4 aus 2 noch eine Vorgelegewelle 12 und eine Ausgangswelle 13 auf, die jeweils als Vollwellen ausgeführt sind und achsversetzt zu der Antriebswelle 9 und den Eingangswellen 10 und 11 und auch zueinander liegen. Dabei bildet die Ausgangswelle 13 eine Abtriebsseite 14 des Getriebes 4, an welcher innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 im Weiteren die Koppelung zu dem nachfolgenden Differentialgetriebe 5 hergestellt ist.In addition to the drive shaft 9 and the input shafts 10 and 11, the gearbox 4 has 2 a countershaft 12 and an output shaft 13, which are each designed as solid shafts and are axially offset from the drive shaft 9 and the input shafts 10 and 11 and also from each other. The output shaft 13 forms an output side 14 of the transmission 4, on which the coupling to the subsequent differential gear 5 is made within the motor vehicle drive train 1.

Die Vorgelegewelle 12 und die Ausgangswelle 13 sind permanent über eine Stirnradstufe 15 gekoppelt, welche sich aus einem Stirnrad 16 und einem Stirnrad 17 zusammensetzt. Das Stirnrad 16 ist hierbei drehfest auf der Vorgelegewelle 12 angeordnet und kämmt mit dem Stirnrad 17, welches drehfest auf der Ausgangswelle 13 platziert ist.The countershaft 12 and the output shaft 13 are permanently coupled via a spur gear stage 15, which consists of a spur gear 16 and a spur gear 17. The spur gear 16 is arranged in a rotationally fixed manner on the countershaft 12 and meshes with the spur gear 17, which is arranged in a rotationally fixed manner on the output shaft 13.

Das Getriebe 4 umfasst des Weiteren mehrere Stirnradstufen 18, 19 und 20, wobei die erste Eingangswelle 10 dabei über die Stirnradstufen 18 und 20 unmittelbar mit der achsparallelen Vorgelegewelle 12 gekoppelt werden kann, während bei der zweiten Eingangswelle 11 eine unmittelbare Koppelung mit der Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 19 darstellbar ist. Insofern sind die Stirnradstufen 18 und 20 Teil eines Teilgetriebes des Getriebes 4, welchem die erste Eingangswelle 10 zugeordnet ist. Hingegen ist die Stirnradstufe 19 Teil eines anderen Teilgetriebes des Getriebes 4, dem die zweite Eingangswelle 11 zugeordnet ist.The transmission 4 further comprises several spur gear stages 18, 19 and 20, whereby the first input shaft 10 can be coupled directly to the axially parallel countershaft 12 via the spur gear stages 18 and 20, while the second input shaft 11 can be directly coupled to the countershaft 12 via the spur gear stage 19. In this respect, the spur gear stages 18 and 20 are part of a partial transmission of the transmission 4, to which the first input shaft 10 is assigned. In contrast, the spur gear stage 19 is part of another partial transmission of the transmission 4, to which the second input shaft 11 is assigned.

Die Stirnradstufe 18 setzt sich aus einem Festrad 21 und einem Losrad 22 zusammen, die miteinander im Zahneingriff stehen und von denen das Festrad 21 drehfest auf der ersten Eingangswelle 10 platziert ist. Das Losrad 22 ist drehbar auf der Vorgelegewelle 12 gelagert und kann über ein Schaltelement S1 an der Vorgelegewelle 12 festgesetzt werden, so dass die Stirnradstufe 18 in der Folge die erste Eingangswelle 10 und die Vorgelegewelle 12 miteinander koppelt.The spur gear stage 18 is composed of a fixed gear 21 and an idler gear 22, which mesh with each other and of which the fixed gear 21 is placed in a rotationally fixed manner on the first input shaft 10. The idler gear 22 is rotatably mounted on the countershaft 12 and can be fixed to the countershaft 12 via a switching element S1, so that the spur gear stage 18 subsequently couples the first input shaft 10 and the countershaft 12 to each other.

Auch die Stirnradstufe 20 ist zwischen der ersten Eingangswelle 10 und der Vorgelegewelle 12 vorgesehen und wird durch ein Festrad 23 und einem Losrad 24 gebildet. Das Festrad 23 und das Losrad 24 kämmen dabei permanent miteinander, wobei das Festrad 23 drehfest auf der ersten Eingangswelle 10 platziert ist, während das Losrad 24 drehbar auf der Vorgelegewelle 12 gelagert ist und dabei über ein Schaltelement S2 an der Vorgelegewelle 12 festgesetzt werden kann. Dieses Festsetzen hat dann eine Koppelung der ersten Eingangswelle 10 mit der Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 20 zur Folge.The spur gear stage 20 is also provided between the first input shaft 10 and the countershaft 12 and is formed by a fixed gear 23 and an idler gear 24. The fixed gear 23 and the idler gear 24 mesh with each other permanently, with the fixed gear 23 being placed on the first input shaft 10 in a rotationally fixed manner, while the idler gear 24 is rotatably mounted on the countershaft 12 and can be fixed to the countershaft 12 via a switching element S2. This fixing then results in a coupling of the first input shaft 10 with the countershaft 12 via the spur gear stage 20.

Außerdem kann das Losrad 24 der Stirnradstufe 20 noch über ein Schaltelement S3 drehfest mit einem axial benachbart liegenden Losrad 25 verbunden werden, welches Teil der Stirnradstufe 19 ist. Dabei ist das Losrad 25 der Stirnradstufe 19 ebenfalls drehbar auf der Vorgelegewelle 12 gelagert und kämmt permanent mit einem Festrad 26 der Stirnradstufe 19, welches drehfest auf der zweiten Eingangswelle 11 angeordnet ist. Ein Schließen des Schaltelements S3 hat aufgrund der damit einhergehenden drehfesten Verbindung der Losräder 24 und 25 eine Koppelung der beiden Eingangswellen 10 und 11 über die Stirnradstufen 19 und 20 zur Folge. Daneben kann über die Stirnradstufe 19 auch eine unmittelbare Koppelung der zweiten Eingangswelle 11 mit der Vorgelegewelle 12 erreicht werden, indem das Losrad 25 über ein Schaltelement S4 an der Vorgelegewelle 12 festgesetzt wird.In addition, the idler gear 24 of the spur gear stage 20 can be connected in a rotationally fixed manner to an axially adjacent idler gear 25, which is part of the spur gear stage 19, via a switching element S3. The idler gear 25 of the spur gear stage 19 is also rotatably mounted on the countershaft 12. and permanently meshes with a fixed gear 26 of the spur gear stage 19, which is arranged in a rotationally fixed manner on the second input shaft 11. Closing the switching element S3 results in a coupling of the two input shafts 10 and 11 via the spur gear stages 19 and 20 due to the associated rotationally fixed connection of the loose gears 24 and 25. In addition, a direct coupling of the second input shaft 11 to the countershaft 12 can also be achieved via the spur gear stage 19 by fixing the loose gear 25 to the countershaft 12 via a switching element S4.

Die Schaltelemente S1 bis S4 sind im vorliegenden Fall jeweils als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt, wobei das einzelne Schaltelement S1 bzw. S2 bzw. S3 bzw. S4 dabei als Sperrsynchronisation vorliegt. Zudem sind das Schaltelement S1 und das Schaltelement S2 zu einer Schalteinrichtung 27 zusammengefasst, über deren Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus zum einen das Schaltelement S1 sowie zum anderen das Schaltelement S2 in einen jeweils betätigten Zustand überführt werden kann. Ebenso sind auch das Schaltelement S3 und das Schaltelement S4 zu einer Schalteinrichtung 28 zusammengefasst, deren Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus einerseits das Schaltelement S3 sowie andererseits das Schaltelement S4 in einen jeweils betätigten Zustand überführen kann. Schließlich bilden auch die beiden Schaltkupplungen K1 und K2 gemeinsam eine Schalteinrichtung 29 mit einer gemeinsamen Betätigungseinrichtung, über welche aus einer Neutralstellung heraus zum einen die erste Schaltkupplung K1 sowie zum anderen die zweite Schaltkupplung K2 in einen jeweils geschlossenen Zustand bewegt werden kann.In the present case, the switching elements S1 to S4 are each designed as positive-locking switching elements, with the individual switching elements S1 or S2 or S3 or S4 being present as a locking synchronization. In addition, the switching element S1 and the switching element S2 are combined to form a switching device 27, via the actuating device of which the switching element S1 and the switching element S2 can be transferred from a neutral position into an actuated state. The switching element S3 and the switching element S4 are also combined to form a switching device 28, whose actuating device can transfer the switching element S3 and the switching element S4 into an actuated state from a neutral position. Finally, the two switching clutches K1 and K2 together form a switching device 29 with a common actuating device, via which the first switching clutch K1 and the second switching clutch K2 can be moved from a neutral position into a closed state.

Neben einer drehfesten Verbindbarkeit der Antriebswelle 9 mit den Eingangswellen 10 und 11 kann die Antriebswelle 9 noch drehfest mit einer Anschlusswelle 30 des Getriebes 4 verbunden werden, welche als Vollwelle ausgestaltet ist und innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 drehfest mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 in Verbindung steht. Die Anschlusswelle 30 ist dabei koaxial zu der Antriebswelle 9 und auch den Eingangswellen 10 und 11 platziert, wobei die Anschlusswelle 30 dabei stirnseitig zu der Antriebswelle 9 und axial zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 und der Antriebswelle 9 vorgesehen ist. Eine drehfeste Verbindung zwischen der Antriebswelle 9 und der Anschlusswelle 30 kann dabei über eine Trennkupplung K0 hergestellt werden, welche im vorliegenden Fall als kraftschlüssige Kupplung ausgeführt ist. Insbesondere handelt es sich bei der Trennkupplung K0 dabei um eine nass- oder trockenlaufende Reibkupplung.In addition to a rotationally fixed connection of the drive shaft 9 to the input shafts 10 and 11, the drive shaft 9 can also be rotationally fixedly connected to a connecting shaft 30 of the transmission 4, which is designed as a solid shaft and is rotationally fixedly connected to the torsional vibration damper 3 within the motor vehicle drive train 1. The connecting shaft 30 is placed coaxially to the drive shaft 9 and also to the input shafts 10 and 11, with the connecting shaft 30 being provided on the front side of the drive shaft 9 and axially between the torsional vibration damper 3 and the drive shaft 9. A rotationally fixed connection between the drive shaft 9 and the connecting shaft 30 can be established via a separating clutch K0, which in the present case is designed as a force-locking clutch. In particular, the separating clutch K0 is a wet or dry running friction clutch.

Axial folgt auf die Trennkupplung K0 zunächst die Stirnradstufe 15, wobei im Anschluss daran dann axial zunächst die Stirnradstufe 18, dann die Stirnradstufe 20 und schließlich die Stirnradstufe 19 vorgesehen sind. Die Schalteinrichtung 27 ist dabei axial zwischen den Stirnradstufen 18 und 20 angeordnet und koaxial zu der Vorgelegewelle 12 platziert. Ferner liegen die Schalteinrichtung 28 und die Schalteinrichtung 29 jeweils axial zwischen den Stirnradstufen 20 und 19, wobei die Schalteinrichtung 28 dabei koaxial zu der Vorgelegewelle 12 und die Schalteinrichtung 29 koaxial zu der Antriebswelle 9 und den Eingangswellen 10 und 11 platziert ist.Axially, the separating clutch K0 is followed first by the spur gear stage 15, followed axially by the spur gear stage 18, then the spur gear stage 20 and finally the spur gear stage 19. The switching device 27 is arranged axially between the spur gear stages 18 and 20 and is placed coaxially to the countershaft 12. Furthermore, the switching device 28 and the switching device 29 are each located axially between the spur gear stages 20 and 19, with the switching device 28 being placed coaxially to the countershaft 12 and the switching device 29 being placed coaxially to the drive shaft 9 and the input shafts 10 and 11.

Des Weiteren zeigt 3 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 aus 1, wobei dieser in diesem Fall ein Getriebe 4' entsprechend einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung aufweist. Dabei entspricht diese Ausgestaltungsmöglichkeit im Wesentlichen der Variante nach 2, mit dem Unterschied, dass eine Antriebswelle 9' nun unmittelbar drehfest mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 verbunden ist. Insofern sind in diesem Fall eine Anschlusswelle und eine zwischenliegende Trennkupplung entfallen. Des Weiteren ist eine zweite Eingangswelle 11' nun als Vollwelle ausgebildet und stirnseitig zu der ebenfalls als Vollwelle ausgestalteten Antriebswelle 9' vorgesehen, wobei eine erste Eingangswelle 10' als Hohlwelle axial mit einem Teil der zweiten Eingangswelle 11' überdeckt, sowie radial umliegend zu dieser angeordnet ist. Die beiden Schaltkupplungen K1 und K2 sind dabei axial zwischen der Antriebswelle 9' einerseits und den beiden Eingangswellen 10' und 11' andererseits platziert und liegen als kraftschlüssige Kupplungen vor. Konkret handelt es sich dabei bei der einzelnen Schaltkupplung K1 bzw. K2 um eine nass- oder trockenlaufende Reibkupplung. Hierbei sind die beiden Schaltkupplungen K1 und K2 zu einer Doppelkupplung 31 zusammengefasst. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach 3 sonst der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Furthermore, 3 a schematic representation of the motor vehicle drive train 1 from 1 , which in this case has a gear 4' according to a possible embodiment of the invention. This possible embodiment essentially corresponds to the variant according to 2 , with the difference that a drive shaft 9' is now directly connected to the torsional vibration damper 3 in a rotationally fixed manner. In this case, a connecting shaft and an intermediate separating clutch are omitted. Furthermore, a second input shaft 11' is now designed as a solid shaft and is provided on the front side of the drive shaft 9', which is also designed as a solid shaft, with a first input shaft 10' as a hollow shaft axially covering part of the second input shaft 11' and being arranged radially around it. The two clutches K1 and K2 are placed axially between the drive shaft 9' on the one hand and the two input shafts 10' and 11' on the other hand and are present as force-locking clutches. Specifically, the individual clutches K1 and K2 are a wet or dry friction clutch. The two clutches K1 and K2 are combined to form a double clutch 31. Otherwise, the design option according to 3 otherwise according to the variant 2 , so that reference is made to what has been described in this regard.

Ferner geht aus 4 eine schematische Ansicht des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 aus 1 mit einem Getriebe 4'' hervor, welches entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist. Dabei entspricht diese Ausführungsform weitestgehend der Variante nach 2, wobei im Unterschied dazu nun eine Antriebswelle 9" unmittelbar drehfest mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 in Verbindung steht. Dementsprechend ist in diesem Fall keine Anschlusswelle und auch keine zwischenliegende Trennkupplung vorhanden. Die Antriebswelle 9" ist dabei als Vollwelle ausgebildet, welche sich im Wesentlichen über die komplette axiale Baulänge des Getriebes 4'' erstreckt und zu der die als Hohlwellen ausgebildeten Eingangswellen 10 und 11 koaxial liegen. Als weiterer Unterschied sind zudem die Schaltelemente S1 bis S4 und auch die beiden Schaltkupplungen K1 und K2 jeweils als unsynchronisierte Klauenschaltelemente bzw. Klauenkupplungen ausgeführt.Furthermore, 4 a schematic view of the motor vehicle drive train 1 from 1 with a gear 4'', which is designed according to an embodiment of the invention. This embodiment largely corresponds to the variant according to 2 , whereby, in contrast, a drive shaft 9" is now directly connected to the torsional vibration damper 3 in a rotationally fixed manner. Accordingly, in this case there is no connecting shaft and no intermediate separating clutch. The drive shaft 9" is designed as a solid shaft, which extends essentially over the entire axial length of the gearbox 4'' and to which the input shafts designed as hollow shafts len 10 and 11 are coaxial. As a further difference, the switching elements S1 to S4 and also the two switching clutches K1 and K2 are each designed as unsynchronized claw switching elements or claw clutches.

Das Getriebe 4'' weist zudem eine Elektromaschine 32 auf, welche koaxial zu der Antriebswelle 9'' und den Eingangswellen 10 und 11 angeordnet ist. Dabei setzt sich die Elektromaschine 32 aus einem Rotor 33 und einem Stator 34 zusammen, von welchen der Stator 34 permanent an dem Getriebegehäuse 8 des Getriebes 4" festgesetzt ist. Hingegen ist der Rotor 33 drehfest mit der zweiten Eingangswelle 11 verbunden. Die Elektromaschine 32 kann dabei einerseits als Generator sowie andererseits als Elektromotor betrieben werden und ist axial auf einer dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 abgewandt liegenden Seite der Stirnradstufe 19 platziert. Insofern liegt die Elektromaschine 32 axial an einem Ende des Getriebes 4''. Durch die Integration der Elektromaschine 32 in das Getriebe 4'' ist der Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 für die Anwendung bei einem Hybridfahrzeug konzipiert.The transmission 4'' also has an electric machine 32, which is arranged coaxially to the drive shaft 9'' and the input shafts 10 and 11. The electric machine 32 is composed of a rotor 33 and a stator 34, of which the stator 34 is permanently fixed to the transmission housing 8 of the transmission 4". In contrast, the rotor 33 is connected in a rotationally fixed manner to the second input shaft 11. The electric machine 32 can be operated as a generator on the one hand and as an electric motor on the other hand and is placed axially on a side of the spur gear stage 19 facing away from the torsional vibration damper 3. In this respect, the electric machine 32 is located axially at one end of the transmission 4''. By integrating the electric machine 32 into the transmission 4'', the motor vehicle drive train 1 is designed for use in a hybrid vehicle.

Außerdem ist noch eine Bremseinrichtung 35 vorgesehen, die als Reibbremse ausgebildet und dabei permanent mit der Antriebswelle 9'' gekoppelt ist. Die Koppelung ist hierbei über eine Übersetzungsstufe 36 realisiert, welche als Zugmitteltrieb in Form eines Kettentriebes vorliegt und ein Kettenrad 37 und ein Kettenrad 38 aufweist. Während das Kettenrad 37 drehfest mit der Bremseinrichtung 35 verbunden ist, ist das Kettenrad 38 drehfest auf der Antriebswelle 9'' platziert. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 4 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.In addition, a braking device 35 is provided, which is designed as a friction brake and is permanently coupled to the drive shaft 9''. The coupling is implemented via a transmission stage 36, which is a traction drive in the form of a chain drive and has a sprocket 37 and a sprocket 38. While the sprocket 37 is connected to the braking device 35 in a rotationally fixed manner, the sprocket 38 is placed on the drive shaft 9'' in a rotationally fixed manner. Otherwise, the embodiment according to 4 the variant according to 2 , so that reference is made to what has been described in this regard.

5 zeigt eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 aus 1, welcher in diesem Fall ein Getriebe 4''' gemäß einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung aufweist. Dabei entspricht diese Variante weitestgehend dem Getriebe 4'' nach 4, mit dem einzigen Unterschied, dass die Bremseinrichtung 35 nun koaxial zu der Antriebswelle 9" angeordnet und unmittelbar drehfest mit dieser verbunden ist. Axial ist die Bremseinrichtung 35 dabei auf Höhe der Elektromaschine 32 sowie radial innenliegend zu dieser platziert. Ansonsten entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach 5 der Variante nach 4, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird. 5 shows a schematic representation of the motor vehicle drive train 1 from 1 , which in this case has a gear 4''' according to a possible embodiment of the invention. This variant largely corresponds to the gear 4'' according to 4 , with the only difference that the braking device 35 is now arranged coaxially to the drive shaft 9" and is directly connected to it in a rotationally fixed manner. The braking device 35 is placed axially at the level of the electric machine 32 and radially inwardly to it. Otherwise, the design option according to 5 the variant according to 4 , so that reference is made to what has been described in this regard.

Zudem geht aus 6 eine schematische Ansicht des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 aus 1 mit einem Getriebe 4IV hervor, welches entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist. Dabei entspricht diese Ausführungsform ebenfalls weitestgehend der Variante nach 4, wobei im Unterschied dazu der Rotor 33 der Elektromaschine 32 nicht permanent drehfest mit der zweiten Eingangswelle 11 verbunden ist, sondern über eine Planetenstufe 39 mit der zweiten Eingangswelle 11 gekoppelt werden kann. Die Planetenstufe 39 umfasst ein erstes Element 40, ein zweites Element 41 und ein drittes Element 42, wobei das erste Element 40 dabei als Sonnenrad 43, das zweite Element 41 als Planetensteg 44 und das dritte Element 42 als Hohlrad 45 vorliegt.In addition, 6 a schematic view of the motor vehicle drive train 1 from 1 with a gear 4 IV , which is designed according to an embodiment of the invention. This embodiment also largely corresponds to the variant according to 4 , in contrast to this, the rotor 33 of the electric machine 32 is not permanently connected to the second input shaft 11 in a rotationally fixed manner, but can be coupled to the second input shaft 11 via a planetary stage 39. The planetary stage 39 comprises a first element 40, a second element 41 and a third element 42, the first element 40 being a sun gear 43, the second element 41 being a planetary web 44 and the third element 42 being a ring gear 45.

Die Planetenstufe 39 ist vorliegend als Minus-Planetensatz realisiert, indem der Planetensteg 44 mehrere Planetenräder 46 drehbar gelagert führt, die jeweils sowohl mit dem Sonnenrad 43, als auch dem Hohlrad 45 im Zahneingriff stehen. Im Rahmen der Erfindung könnte die Planetenstufe 39 prinzipiell aber auch als Plus-Planetensatz verwirklicht sein, bei welchem der Planetensteg mindestens ein Planetenradpaar drehbar gelagert führt, von dessen Planetenrädern eines mit dem Sonnenrad und eines mit dem Hohlrad kämmt, wobei die Planetenräder des mindestens einen Planetenradpaares zudem untereinander im Zahneingriff stehen. Im Vergleich zu der Ausführung als Plus-Planetensatz wäre dann die Anbindung des Hohlrades und die Anbindung des Planetenstegs miteinander zu tauschen sowie eine Standübersetzung der Planetenstufe um Eins zu erhöhen.The planetary stage 39 is here implemented as a minus planetary set, in that the planetary web 44 rotatably guides several planetary gears 46, each of which meshes with both the sun gear 43 and the ring gear 45. Within the scope of the invention, the planetary stage 39 could in principle also be implemented as a plus planetary set, in which the planetary web rotatably guides at least one planetary gear pair, of which one of the planetary gears meshes with the sun gear and one with the ring gear, wherein the planetary gears of the at least one planetary gear pair also mesh with one another. In comparison to the design as a plus planetary set, the connection of the ring gear and the connection of the planetary web would then have to be swapped with one another and the stationary gear ratio of the planetary stage would have to be increased by one.

Von der Planetenstufe 39 ist das zweite Element 41 drehfest mit der zweiten Eingangswelle 11 verbunden, während das dritte Element 42 der Planetenstufe 39 ständig drehfest mit dem Rotor 33 der Elektromaschine 32 in Verbindung steht. Zudem sind der Planetenstufe 39 zwei Schaltelemente K und B zugeordnet, wobei das Schaltelement K bei Betätigung für eine drehfeste Verbindung des ersten Elements 40 der Planetenstufe 39 mit dem Rotor 33 und damit auch dem dritten Element 42 der Planetenstufe 39 sorgt, was dementsprechend ein Verblocken der Planetenstufe 39 zur Folge hat. Hingegen bewirkt das Schaltelement B im geschlossenen Zustand ein Festsetzen des ersten Elements 40 der Planetenstufe 39 am Getriebegehäuse 8, so dass das erste Element 40 in der Folge an einer Drehbewegung gehindert wird.Of the planetary stage 39, the second element 41 is connected in a rotationally fixed manner to the second input shaft 11, while the third element 42 of the planetary stage 39 is constantly connected in a rotationally fixed manner to the rotor 33 of the electric machine 32. In addition, the planetary stage 39 is assigned two switching elements K and B, whereby the switching element K, when actuated, ensures a rotationally fixed connection of the first element 40 of the planetary stage 39 to the rotor 33 and thus also to the third element 42 of the planetary stage 39, which accordingly results in the planetary stage 39 becoming blocked. In contrast, the switching element B, when closed, causes the first element 40 of the planetary stage 39 to become stuck on the transmission housing 8, so that the first element 40 is subsequently prevented from rotating.

Die Schaltelemente B und K sind im vorliegenden Fall jeweils als kraftschlüssige Schaltelemente ausgeführt, wobei die beiden Schaltelemente B und K dabei insbesondere als Lamellenschaltelemente vorliegen. Während das Schaltelement B dabei als Bremse ausgestaltet ist, handelt es sich bei dem Schaltelement K um eine Kupplung. Die Elektromaschine 32 und die Planetenstufe 39 sind koaxial zueinander und auch zu der Antriebswelle 9'' und den beiden Eingangswellen 10 und 11 platziert. Dabei ist die Planetenstufe 39 gemeinsam mit dem Schaltelement K axial auf Höhe der Elektromaschine 32 sowie radial innenliegend zu dieser angeordnet. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 6 der Variante nach 4, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.In the present case, the switching elements B and K are each designed as force-locking switching elements, with the two switching elements B and K being present in particular as multi-disk switching elements. While the switching element B is designed as a brake, the switching element K is a clutch. The electric machine 32 and the planetary stage 39 are placed coaxially to each other and also to the drive shaft 9'' and the two input shafts 10 and 11. The planetary stage 39, together with the switching element K, is axially at the level of the electric machine. machine 32 and arranged radially inwardly to it. Otherwise, the embodiment according to 6 the variant according to 4 , so that reference is made to what has been described in this regard.

Schließlich zeigt 7 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 aus 1, welcher in diesem Fall ein nicht zur Erfindung gehörendes Getriebe 4V aufweist. Dabei entspricht das Getriebe 4V im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach 6, mit dem Unterschied, dass der Planetenstufe 39 nun zusätzlich noch ein Schaltelement S5 zugeordnet ist, welches bei Betätigung das erste Element 40 der Planetenstufe 39 drehfest mit der Antriebswelle 9" verbindet. Das Schaltelement S5 ist hierbei als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt und liegt insbesondere als unsynchronisiertes Klauenschaltelement vor. Ebenso ist in diesem Fall auch das Schaltelement B als Klauenschaltelement verwirklicht, wobei die Schaltelemente B und S5 dabei zu einer Schalteinrichtung 47 zusammengefasst sind, über deren Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus zum einen das Schaltelement B sowie zum anderen das Schaltelement S5 in einen jeweils betätigten Zustand überführt werden kann. Schließlich ist noch eine Bremseinrichtung entfallen. Ansonsten entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach 7 der Variante nach 6, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Finally, 7 a schematic representation of the motor vehicle drive train 1 from 1 , which in this case has a 4 V gearbox not belonging to the invention. The 4 V gearbox essentially corresponds to the previous variant according to 6 , with the difference that the planetary stage 39 is now additionally assigned a switching element S5 which, when actuated, connects the first element 40 of the planetary stage 39 to the drive shaft 9" in a rotationally fixed manner. The switching element S5 is designed as a positive switching element and is in particular an unsynchronized claw switching element. In this case, the switching element B is also implemented as a claw switching element, with the switching elements B and S5 being combined to form a switching device 47, via the actuating device of which the switching element B and the switching element S5 can be transferred from a neutral position into an actuated state. Finally, a braking device has been omitted. Otherwise, the design option according to 7 the variant according to 6 , so that reference is made to what has been described in this regard.

In 8 ist ein beispielhaftes Schaltschema für die Getriebe 4 bis 4V aus den 2 bis 7 tabellarisch dargestellt. Wie zu erkennen ist, können hierbei vier unterschiedliche Gänge G1 bis G4.2 geschaltet werden, wobei in den Spalten des Schaltschemas mit einem X jeweils gekennzeichnet ist, welches der Schaltelemente S1 bis S4 jeweils geschlossen ist.In 8th is an example circuit diagram for the gearboxes 4 to 4 V from the 2 to 7 shown in tabular form. As can be seen, four different gears G1 to G4.2 can be switched, whereby in the columns of the switching diagram an X indicates which of the switching elements S1 to S4 is closed.

Wie in 8 zu erkennen ist, wird ein Gang G1 durch Schließen des Schaltelements S1 geschaltet, wobei dieser Gang G1 dabei zwischen der ersten Eingangswelle 10 bzw. 10' und der Abtriebsseite 14 wirksam ist. Dabei erfolgt in dem ersten Gang G1 eine Kraftflussführung ausgehend von der ersten Eingangswelle 10 bzw. 10' über die Stirnradstufe 18 auf die Vorgelegewelle 12 und hiervon ausgehend über die Stirnradstufe 15 zu der Abtriebsseite 14. Zudem kann ein Gang G2 zwischen der ersten Eingangswelle 10 bzw. 10' und der Abtriebsseite 14 durch Schließen des Schaltelements S2 dargestellt werden, wodurch der Kraftfluss ausgehend von der ersten Eingangswelle 10 bzw. 10' über die Stirnradstufe 20 auf die Vorgelegewelle 12 geführt wird. Ausgehend von der Vorgelegewelle 12 findet dann eine weitere Übertragung zu der Abtriebsseite 14 mittels der Stirnradstufe 15 statt.As in 8th As can be seen, a gear G1 is engaged by closing the switching element S1, with this gear G1 being effective between the first input shaft 10 or 10' and the output side 14. In the first gear G1, power flow is guided from the first input shaft 10 or 10' via the spur gear stage 18 to the countershaft 12 and from there via the spur gear stage 15 to the output side 14. In addition, a gear G2 can be represented between the first input shaft 10 or 10' and the output side 14 by closing the switching element S2, whereby the power flow is guided from the first input shaft 10 or 10' via the spur gear stage 20 to the countershaft 12. Starting from the countershaft 12, further transmission to the output side 14 then takes place by means of the spur gear stage 15.

Zwischen der zweiten Eingangswelle 11 bzw. 11' und der Abtriebsseite 14 kann ein Gang G3 dadurch geschaltet werden, dass die Schaltelemente S1 und S3 betätigt werden. Dadurch wird der Kraftfluss ausgehend von der zweiten Eingangswelle 11 bzw. 11' über die Stirnradstufen 19 und 20 auf die erste Eingangswelle 10 bzw. 10' geführt, ausgehend von welcher dann eine Koppelung mit der Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 18 vorgenommen ist. Die Vorgelegewelle 12 ist dabei dann wiederum über die Stirnradstufe 15 mit der Abtriebsseite 14 gekoppelt. Der Gang G3 ist dementsprechend als Windungsgang realisiert, in welchem eine Kraftflussführung über die Koppelung beider Teilgetriebe durch Koppelung der beiden Eingangswellen 10 bzw. 10' und 11 bzw. 11' stattfindet.A gear G3 can be switched between the second input shaft 11 or 11' and the output side 14 by operating the switching elements S1 and S3. As a result, the power flow is guided from the second input shaft 11 or 11' via the spur gear stages 19 and 20 to the first input shaft 10 or 10', from which a coupling is then carried out with the countershaft 12 via the spur gear stage 18. The countershaft 12 is then in turn coupled to the output side 14 via the spur gear stage 15. The gear G3 is accordingly implemented as a winding gear in which a power flow is guided via the coupling of the two partial transmissions by coupling the two input shafts 10 or 10' and 11 or 11'.

Zudem kann noch ein, zwischen der zweiten Eingangswelle 11 bzw. 11' und der Abtriebsseite 14 wirksamer Gang in einer ersten Variante G4.1 realisiert werden, indem das Schaltelement S4 betätigt wird, was eine Koppelung der zweiten Eingangswelle 11 bzw. 11' und der Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 19 zur Folge hat. Analog zu den vorherigen Gängen erfolgt dann eine weitere Kraftflussführung zu der Abtriebsseite 14 über die Stirnradstufe 15. Alternativ dazu kann der Gang auch in einer zweiten Variante G4.2 durch Betätigen der Schaltelemente S2 und S3 verwirklicht werden, wodurch ebenfalls eine Koppelung der zweiten Eingangswelle 11 bzw. 11' mit der Abtriebsseite 14 über die Stirnradstufe 19 stattfindet. Allerdings ist das Losrad 25 der Stirnradstufe 19 diesem Fall dann mittelbar über das Losrad 24 der Stirnradstufe 20 an der Vorgelegewelle 12 festgesetzt.In addition, a gear that is effective between the second input shaft 11 or 11' and the output side 14 can be implemented in a first variant G4.1 by actuating the switching element S4, which results in a coupling of the second input shaft 11 or 11' and the countershaft 12 via the spur gear stage 19. Analogous to the previous gears, a further power flow is then guided to the output side 14 via the spur gear stage 15. Alternatively, the gear can also be implemented in a second variant G4.2 by actuating the switching elements S2 and S3, which also results in a coupling of the second input shaft 11 or 11' with the output side 14 via the spur gear stage 19. However, the idler gear 25 of the spur gear stage 19 is then indirectly fixed to the countershaft 12 via the idler gear 24 of the spur gear stage 20.

Die Gänge G1 bis G4.2 können bei den Getrieben 4 bis 4V jeweils durch die vorgeschaltete Verbrennungskraftmaschine 2 genutzt werden, wozu die jeweilige Antriebswelle 9 bzw. 9' bzw. 9'' durch Betätigen der jeweiligen Schaltkupplung K1 oder K2 mit der jeweiligen Eingangswelle 10 bzw. 10' oder 11 bzw. 11' drehfest verbunden wird. Bei dem Getriebe 4 aus 2 ist dabei dann jeweils noch zusätzlich die Trennkupplung K0 zu schließen.The gears G1 to G4.2 can be used in the gearboxes 4 to 4 V by the upstream internal combustion engine 2, for which the respective drive shaft 9 or 9' or 9'' is connected in a rotationally fixed manner to the respective input shaft 10 or 10' or 11 or 11' by actuating the respective clutch K1 or K2. In the gearbox 4 from 2 In this case, the separating clutch K0 must also be closed.

Bei den Getrieben 4'' bis 4V können darüber hinaus weitere Betriebsmodi realisiert werden, da bei diesen zusätzlich auch noch die Elektromaschine 32 zur Verfügung steht. So sind in 9 unterschiedliche Betriebsmodi I bis X dargestellt, welche durch die Getriebe 4'' und 4''' nach den 4 und 5 verwirklicht werden können. So kann in einem Betriebsmodus I eine Lade- oder Startfunktion verwirklicht werden, indem die Schaltkupplung K2 betätigt wird, wodurch die Verbrennungskraftmaschine 2 über den zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfer 3 durch die drehfeste Verbindung der Antriebswelle 9" mit der zweiten Eingangswelle 11 dann auch mit der Elektromaschine 32 gekoppelt ist. Gleichzeitig besteht dabei aber kein Kraftschluss zur Abtriebsseite 14. Im generatorischen Betrieb der Elektromaschine 32 kann dabei bei Antrieb der Elektromaschine 32 über die Verbrennungskraftmaschine 2 ein - vorliegend nicht weiter dargestellter - elektrischer Energiespeicher geladen werden, während im elektromotorischen Betrieb der Elektromaschine 32 ein Starten der Verbrennungskraftmaschine 2 über die Elektromaschine 32 realisierbar ist.In the case of gearboxes 4'' to 4 V , further operating modes can be implemented, as the electric motor 32 is also available. 9 different operating modes I to X are shown, which are controlled by the gearboxes 4'' and 4''' according to the 4 and 5 can be implemented. In an operating mode I, a charging or starting function can be implemented by operating the clutch K2, whereby the internal combustion engine 2 is then coupled to the electric machine 32 via the intermediate torsional vibration damper 3 through the rotationally fixed connection of the drive shaft 9" to the second input shaft 11. At the same time, however, there is no frictional connection to the output side 14. In generator operation When the electric machine 32 is driven by the internal combustion engine 2, an electrical energy storage device (not shown in more detail here) can be charged, while when the electric machine 32 is in electromotor operation, the internal combustion engine 2 can be started by the electric machine 32.

Auch in einem Betriebsmodus II kann eine Lade- oder Startfunktion verwirklicht werden, wobei in diesem Fall die Schaltkupplung K1 und das Schaltelement S3 zu betätigen sind. In der Folge ist die Antriebswelle 9'' drehfest mit der ersten Eingangswelle 10 verbunden, die über die beiden Stirnradstufen 20 und 19 mit der zweiten Eingangswelle 11 gekoppelt ist. Somit wird hierdurch auch eine Koppelung zwischen der Verbrennungskraftmaschine 2 und der Elektromaschine 32 hergestellt, so dass analog zu Betriebsmodus I ein Laden im generatorischen Betrieb der Elektromaschine 32 sowie ein Starten der Verbrennungskraftmaschine 2 im elektromotorischen Betrieb der Elektromaschine 32 realisiert werden kann.A charging or starting function can also be implemented in operating mode II, in which case the clutch K1 and the switching element S3 must be operated. As a result, the drive shaft 9'' is connected in a rotationally fixed manner to the first input shaft 10, which is coupled to the second input shaft 11 via the two spur gear stages 20 and 19. This also creates a coupling between the internal combustion engine 2 and the electric machine 32, so that, analogously to operating mode I, charging in generator mode of the electric machine 32 and starting of the internal combustion engine 2 in electromotor mode of the electric machine 32 can be implemented.

In den Betriebsmodi III bis VII findet dann jeweils ein reines Fahren über die vorgeschaltete Verbrennungskraftmaschine 2 statt, indem jeweils einer der Gänge G1 bis G4.2, wie zu 8 beschrieben, geschaltet und zudem eine jeweilige drehfeste Verbindung der zugehörigen Eingangswelle 10 oder 11 mit der Antriebswelle 9" durch Schließen der zugehörigen Schaltkupplung K1 oder K2 vorgenommen wird. So wird in Betriebsmodus V der Gang G3, in Betriebsmodus VI der Gang G1, in Betriebsmodus VII der Gang G4.1, in Betriebsmodus VIII der Gang G4.2 sowie in Betriebsmodus IX der Gang G2 geschaltet. Bei einem Wechsel zwischen den Gängen kann dabei die Elektromaschine 32 jeweils die Zugkraft stützen, indem im Zuge des Gangwechsels eine Einbindung der Elektromaschine 32 durch Schaltung einer der zwischen der zweiten Eingangswelle 11 und der Abtriebsseite 14 wirksamen Gänge vorgenommen wird. Eine Synchronisation der beteiligten Schaltelemente erfolgt dabei durch Drehzahlregelung an der Verbrennungskraftmaschine, wobei die Bremseinrichtung 35 hierbei unterstützen kann. Letztere kann dabei im Rahmen einer Hochschaltung die Verbrennungskraftmaschine auf ein niedrigeres Drehzahlniveau abbremsen, während die Bremseinrichtung im Zuge einer Rückschaltung kurz vor Erreichen einer jeweiligen Synchrondrehzahl betätigt werden kann, um einen geringeren Drehzahlgradienten zu erhalten, bevor das jeweilige Schaltelement betätigt wird. Die Verbrennungskraftmaschine 2 muss hierbei auf das höhere Drehzahlniveau beschleunigt werden.In operating modes III to VII, pure driving takes place via the upstream internal combustion engine 2, in which one of the gears G1 to G4.2, as shown in 8th described, and a respective rotationally fixed connection of the associated input shaft 10 or 11 with the drive shaft 9" is made by closing the associated clutch K1 or K2. Thus, in operating mode V, gear G3 is engaged, in operating mode VI, gear G1, in operating mode VII, gear G4.1, in operating mode VIII, gear G4.2 and in operating mode IX, gear G2 is engaged. When changing between the gears, the electric machine 32 can support the traction force in each case by integrating the electric machine 32 by switching one of the gears active between the second input shaft 11 and the output side 14 during the gear change. The switching elements involved are synchronized by speed control on the internal combustion engine, whereby the braking device 35 can assist in this. The latter can brake the internal combustion engine to a lower speed level during an upshift, while the braking device can be actuated during a downshift shortly before a respective synchronous speed is reached in order to to obtain a lower speed gradient before the respective switching element is actuated. The internal combustion engine 2 must be accelerated to the higher speed level.

In den Betriebsmodi VIII bis X erfolgt hingegen ein rein elektrisches Fahren über die Elektromaschine 32, wozu diese als Elektromotor betrieben und dabei jeweils einer der Gänge G3 oder G4.1 oder G4.2 geschaltet wird.In operating modes VIII to X, however, purely electric driving takes place via the electric machine 32, for which purpose it is operated as an electric motor and one of the gears G3 or G4.1 or G4.2 is switched.

10 zeigt eine tabellarische Darstellung unterschiedlicher Betriebsmodi I' bis XV', welche durch einen Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 mit dem Getriebe 4IV nach 6 realisiert werden können. So kann in einem Betriebsmodus I' eine Lade- oder Startfunktion realisiert werden, indem die Schaltkupplung K2 geschlossen und das Schaltelement K betätigt wird. Denn im geschlossenen Zustand der Schaltkupplung K2 ist die zweite Eingangswelle 11 drehfest mit der Antriebswelle 9" verbunden und damit über den zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfer 3 auch mit der Verbrennungskraftmaschine 2 gekoppelt, wobei die zweite Eingangswelle 11 außerdem über die durch Betätigung des Schaltelements K verblockte Planetenstufe 39 drehfest mit dem Rotor 33 der Elektromaschine 32 in Verbindung steht. Gleichzeitig besteht dabei aber kein Kraftschluss zur Abtriebsseite 14. Im generatorischen Betrieb der Elektromaschine 32 kann dabei bei Antrieb der Elektromaschine 32 über die Verbrennungskraftmaschine 2 ein - vorliegend nicht weiter dargestellter - elektrischer Energiespeicher geladen werden, während im elektromotorischen Betrieb der Elektromaschine 32 ein Starten der Verbrennungskraftmaschine 2 über die Elektromaschine 30 realisierbar ist. 10 shows a tabular representation of different operating modes I' to XV', which are achieved by a motor vehicle drive train 1 with the transmission 4 IV according to 6 can be realized. In an operating mode I', a charging or starting function can be realized by closing the clutch K2 and actuating the switching element K. This is because when the clutch K2 is closed, the second input shaft 11 is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 9" and is thus also coupled to the internal combustion engine 2 via the torsional vibration damper 3 located between them, with the second input shaft 11 also being connected in a rotationally fixed manner to the rotor 33 of the electric machine 32 via the planetary stage 39 blocked by actuating the switching element K. At the same time, however, there is no frictional connection to the output side 14. In generator mode of the electric machine 32, an electrical energy storage device - not shown in more detail here - can be charged when the electric machine 32 is driven by the internal combustion engine 2, while in electromotor mode of the electric machine 32, the internal combustion engine 2 can be started via the electric machine 30.

In dem Betriebsmodus II' kann ebenfalls eine Lade- oder Startfunktion realisiert werden, wobei im Unterschied zu dem Betriebsmodus I' hierbei neben der Schaltkupplung K2 noch das Schaltelement B zu betätigen ist. In der Folge wird die zweite Eingangswelle 11 nicht drehfest mit dem Rotor 33 der Elektromaschine 32 verbunden, sondern durch die Betätigung des Schaltelements B erfolgt eine Koppelung der zweiten Eingangswelle 11 und des Rotors 33 unter Übersetzung über die Planetenstufe 39. Bei geeigneter Wahl einer Standübersetzung der Planetenstufe 39 kann hierdurch in vorteilhafter Weise eine höhere Drehzahl des Rotors 33 im Vergleich zu einer Drehzahl der zweiten Eingangswelle 11 und damit auch der Antriebswelle 9'' erreicht werden.In operating mode II', a charging or starting function can also be implemented, whereby, in contrast to operating mode I', in addition to the clutch K2, the switching element B must also be actuated. As a result, the second input shaft 11 is not connected in a rotationally fixed manner to the rotor 33 of the electric machine 32, but by actuating the switching element B, the second input shaft 11 and the rotor 33 are coupled with a transmission via the planetary stage 39. With a suitable selection of a stationary transmission ratio of the planetary stage 39, a higher speed of the rotor 33 can advantageously be achieved in comparison to a speed of the second input shaft 11 and thus also of the drive shaft 9''.

Ebenso kann auch in einem Betriebsmodus III' eine Lade- oder Startfunktion verwirklicht werden, wobei in diesem Fall die Schaltkupplung K1 und die Schaltelemente S3 und K zu schließen sind. In der Folge wird die zweite Eingangswelle 11 aufgrund der Betätigung des Schaltelements S3 über die Stirnradstufen 20 und 19 mit der ersten Eingangswelle 10 gekoppelt, welche über die Schaltkupplung K1 drehfest mit der Antriebswelle 9'' verbunden ist. Durch das gleichzeitige Schließen des Schaltelements K ist die zweite Eingangswelle 11 zudem über die verblockte Planetenstufe 39 drehfest mit dem Rotor 33 der Elektromaschine 32 verbunden. Dadurch ist dann auch die Elektromaschine 32 mit der Verbrennungskraftmaschine 2 gekoppelt, so dass analog zu den Betriebsmodi I' und II' ein Laden im generatorischen Betrieb der Elektromaschine 32 sowie ein Starten der Verbrennungskraftmaschine 2 im elektromotorischen Betrieb der Elektromaschine 32 realisiert werden kann.Likewise, a charging or starting function can also be implemented in an operating mode III', in which case the clutch K1 and the switching elements S3 and K must be closed. As a result, the second input shaft 11 is coupled to the first input shaft 10 via the spur gear stages 20 and 19 due to the actuation of the switching element S3, which is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 9'' via the clutch K1. By simultaneously closing the switching element K, the second input shaft 11 is also connected in a rotationally fixed manner to the rotor 33 of the electric machine 32 via the blocked planetary stage 39. As a result, the electric machine 32 is then also connected to the combustion ation engine 2, so that, analogous to the operating modes I' and II', charging in generator mode of the electric machine 32 and starting of the internal combustion engine 2 in electromotor mode of the electric machine 32 can be realized.

Betriebsmodus IV' unterscheidet sich von dem Betriebsmodus III' lediglich dadurch, dass anstelle des Schaltelements K das Schaltelement B betätigt ist. Hierdurch ist der Rotor 33 der Elektromaschine 32 nicht drehfest mit der zweiten Eingangswelle 11 verbunden, sondern wird über die Planetenstufe 39 aufgrund des dann festgesetzten, ersten Elements 40 mit der zweiten Eingangswelle 11 gekoppelt. Auch hier kann bei geeigneter Wahl einer Standübersetzung der Planetenstufe 39 eine höhere Drehzahl des Rotors 33 im Vergleich zu der zweiten Eingangswelle 11 und damit auch der Antriebswelle 9'' erreicht werden.Operating mode IV' differs from operating mode III' only in that switching element B is activated instead of switching element K. As a result, rotor 33 of electric machine 32 is not connected to the second input shaft 11 in a rotationally fixed manner, but is coupled to the second input shaft 11 via planetary stage 39 due to the first element 40 which is then fixed. Here too, with a suitable choice of a stationary gear ratio of planetary stage 39, a higher speed of rotor 33 can be achieved in comparison to the second input shaft 11 and thus also the drive shaft 9''.

In den Betriebsmodi V' ist IX' kann jeweils ein reines Fahren über die Verbrennungskraftmaschine 2 realisiert werden, indem jeweils einer der Gänge G1 bis G4.2, wie zu 8 beschrieben, geschaltet und zudem eine jeweilige drehfeste Verbindung der zugehörigen Eingangswelle 10 oder 11 mit der Antriebswelle 9'' durch Schließen der zugehörigen Schaltkupplung K1 oder K2 vorgenommen wird. So wird in Betriebsmodus V der Gang G3, in Betriebsmodus VI der Gang G1, in Betriebsmodus VII der Gang G4.1, in Betriebsmodus VIII der Gang G4.2 sowie in Betriebsmodus IX der Gang G2 geschaltet.In the operating modes V' and IX', pure driving via the internal combustion engine 2 can be realized by selecting one of the gears G1 to G4.2, as shown in 8th described, and in addition a respective rotationally fixed connection of the corresponding input shaft 10 or 11 with the drive shaft 9'' is made by closing the corresponding clutch K1 or K2. Thus, in operating mode V, gear G3 is engaged, in operating mode VI, gear G1, in operating mode VII, gear G4.1, in operating mode VIII, gear G4.2 and in operating mode IX, gear G2 is engaged.

Bei einem Wechsel zwischen den Gängen könnte dabei jeweils entweder das Schaltelement B oder das Schaltelement K zusätzlich betätigt werden, um die Zugkraft im Zuge des jeweiligen Gangwechsels jeweils über die Elektromaschine 32 zu stützen. Eine Synchronisation der beteiligten Schaltelemente erfolgt dabei durch Drehzahlregelung an der Verbrennungskraftmaschine, wobei die Bremseinrichtung 35 hierbei unterstützen kann. Letztere kann dabei im Rahmen einer Hochschaltung die Verbrennungskraftmaschine auf ein niedrigeres Drehzahlniveau abbremsen, während die Bremseinrichtung im Zuge einer Rückschaltung kurz vor Erreichen einer jeweiligen Synchrondrehzahl betätigt werden kann, um einen geringeren Drehzahlgradienten zu erhalten, bevor das jeweilige Schaltelement betätigt wird. Die Verbrennungskraftmaschine 2 muss hierbei auf das höhere Drehzahlniveau beschleunigt werden.When changing between gears, either the switching element B or the switching element K could be additionally actuated in order to support the traction during the respective gear change via the electric machine 32. The switching elements involved are synchronized by speed control on the internal combustion engine, with the braking device 35 being able to assist in this. The latter can brake the internal combustion engine to a lower speed level during an upshift, while the braking device can be actuated during a downshift shortly before a respective synchronous speed is reached in order to obtain a lower speed gradient before the respective switching element is actuated. The internal combustion engine 2 must be accelerated to the higher speed level.

In den Betriebsmodi X' bis XV' erfolgt hingegen ein rein elektrisches Fahren über die Elektromaschine 32, wozu diese als Elektromotor betrieben und dabei jeweils einer der Gänge G3 oder G4.1 oder G4.2 geschaltet wird. Dabei kann die Anzahl an durch die Elektromaschine 32 nutzbaren Übersetzungsverhältnissen entsprechend verdoppelt werden, indem in dem einzelnen Gang G3 bzw. G4.1 bzw. G4.2 jeweils zum einen das Schaltelement K sowie zum anderen das Schaltelement B betätigt wird. Bei Ausführung der beiden Schaltelemente B und K als kraftschlüssige Schaltelemente kann ein Schalten zwischen den Gangübersetzungen des einzelnen Ganges G3 bzw. G4.1 bzw. G4.2 dabei jeweils unter Last erfolgen. Wäre hingegen das Schaltelement B als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt, so wären nur Zughoch- und Zugrückschaltungen zwischen den Gangübersetzungen des einzelnen Ganges G3 bzw. G4.1 bzw. G4.2 als Lastschaltungen möglich.In the operating modes X' to XV', however, purely electric driving takes place via the electric machine 32, for which purpose it is operated as an electric motor and one of the gears G3 or G4.1 or G4.2 is switched. The number of gear ratios that can be used by the electric machine 32 can be doubled accordingly by operating the switching element K and the switching element B in the individual gear G3 or G4.1 or G4.2. If the two switching elements B and K are designed as non-positive switching elements, switching between the gear ratios of the individual gear G3 or G4.1 or G4.2 can take place under load. If, on the other hand, the switching element B were designed as a positive switching element, only pull upshifts and pull downshifts between the gear ratios of the individual gear G3 or G4.1 or G4.2 would be possible as load shifts.

Auch das Getriebe 4V aus 7 kann bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 zur Darstellung unterschiedlicher Betriebsmodi I'' bis XIX'' genutzt werden, welche in 11 tabellarisch dargestellt sind. So kann in einem Betriebsmodus I'' eine Lade- oder Startfunktion realisiert werden, indem die Schaltkupplung K2 geschlossen und das Schaltelement B betätigt wird. Denn im geschlossenen Zustand der Schaltkupplung K2 ist die zweite Eingangswelle 11 drehfest mit der Antriebswelle 9'' verbunden und damit über den zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfer 3 auch mit der Verbrennungskraftmaschine 2 gekoppelt. Zudem erfolgt durch die Betätigung des Schaltelements B eine Koppelung der zweiten Eingangswelle 11 und des Rotors 33 unter Übersetzung über die Planetenstufe 39. Bei geeigneter Wahl einer Standübersetzung der Planetenstufe 39 kann hierdurch in vorteilhafter Weise eine höhere Drehzahl des Rotors 33 gegenüber der Antriebswelle 9'' erreicht werden. Gleichzeitig besteht dabei aber kein Kraftschluss zur Abtriebsseite 14. Im generatorischen Betrieb der Elektromaschine 32 kann dabei bei Antrieb der Elektromaschine 32 über die Verbrennungskraftmaschine 2 ein - vorliegend nicht weiter dargestellter - elektrischer Energiespeicher geladen werden, während im elektromotorischen Betrieb der Elektromaschine 32 ein Starten der Verbrennungskraftmaschine 2 über die Elektromaschine 32 realisierbar ist.The gearbox 4 V from 7 can be used in the motor vehicle drive train 1 to display different operating modes I'' to XIX'', which in 11 are shown in tabular form. For example, in an operating mode I'', a charging or starting function can be implemented by closing the clutch K2 and activating the switching element B. This is because when the clutch K2 is closed, the second input shaft 11 is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 9'' and is thus also coupled to the internal combustion engine 2 via the torsional vibration damper 3 located between them. In addition, actuation of the switching element B couples the second input shaft 11 and the rotor 33 with a transmission via the planetary stage 39. With a suitable selection of a stationary transmission ratio for the planetary stage 39, this can advantageously achieve a higher speed of the rotor 33 than the drive shaft 9''. At the same time, however, there is no frictional connection to the output side 14. In the generator mode of the electric machine 32, an electrical energy storage device (not shown in more detail here) can be charged when the electric machine 32 is driven by the internal combustion engine 2, while in the electromotor mode of the electric machine 32, the internal combustion engine 2 can be started by the electric machine 32.

In dem Betriebsmodus II'' kann ebenfalls eine Lade- oder Startfunktion realisiert werden, wobei im Unterschied zu dem Betriebsmodus I'' hierbei die zweite Eingangswelle 11 drehfest mit dem Rotor 33 der Elektromaschine 32 verbunden ist, da die Planetenstufe 39 durch die Betätigung des Schaltelements K verblockt ist. Ebenso kann auch in einem Betriebsmodus III'' eine Lade- oder Startfunktion verwirklicht werden, wobei in diesem Fall die Schaltkupplung K2 und das Schaltelement S5 zu betätigen sind. Da hierdurch über die Schaltkupplung K2 die Antriebswelle 9'' drehfest mit dem zweiten Element 41 der Planetenstufe 39 verbunden ist und gleichzeitig auch über das Schaltelement S5 drehfest mit dem ersten Element 40 der Planetenstufe 39 in Verbindung steht, hat dies ebenfalls ein Verblocken der Planetenstufe 39 und damit auch eine drehfeste Verbindung der Antriebswelle 9'' mit dem Rotor 33 der Elektromaschine 32 zur Folge.In operating mode II'', a charging or starting function can also be implemented, whereby, in contrast to operating mode I'', the second input shaft 11 is connected in a rotationally fixed manner to the rotor 33 of the electric machine 32, since the planetary stage 39 is blocked by the actuation of the switching element K. Likewise, a charging or starting function can also be implemented in an operating mode III'', whereby in this case the switching clutch K2 and the switching element S5 are to be actuated. Since the drive shaft 9'' is thereby connected in a rotationally fixed manner to the second element 41 of the planetary stage 39 via the switching clutch K2 and at the same time is also connected in a rotationally fixed manner to the first element 40 of the planetary stage 39 via the switching element S5, this also results in the planetary stage being blocked. 39 and thus also a rotationally fixed connection of the drive shaft 9'' with the rotor 33 of the electric machine 32.

In dem Betriebsmodus IV'' werden die Antriebsmaschine 2 und die Elektromaschine 32 dadurch miteinander gekoppelt, dass die Schaltkupplung K1 und die Schaltelemente S3 und B betätigt werden. Dementsprechend wird die Antriebswelle 9'' über die erste Eingangswelle 10 und die beiden Stirnradstufen 19 und 20 mit der zweiten Eingangswelle 11 gekoppelt, welche dann im Weiteren in analoger Weise zu Betriebsmodus I'' über die Planetenstufe 39 mit dem Rotor 33 der Elektromaschine 32 gekoppelt ist. Somit kann auch hier bei geeigneter Wahl einer Standübersetzung der Planetenstufe 39 eine höhere Drehzahl des Rotors 33 im Vergleich zu der Antriebswelle 9'' erreicht werden.In operating mode IV'', the drive machine 2 and the electric machine 32 are coupled to one another by actuating the clutch K1 and the switching elements S3 and B. Accordingly, the drive shaft 9'' is coupled to the second input shaft 11 via the first input shaft 10 and the two spur gear stages 19 and 20, which is then further coupled to the rotor 33 of the electric machine 32 via the planetary stage 39 in a manner analogous to operating mode I''. Thus, here too, with a suitable choice of a stationary gear ratio of the planetary stage 39, a higher speed of the rotor 33 can be achieved in comparison to the drive shaft 9''.

Betriebsmodus V'' unterscheidet sich von dem Betriebsmodus IV'' lediglich dadurch, dass anstelle des Schaltelements B das Schaltelement K betätigt ist. Hierdurch ist der Rotor 33 der Elektromaschine 32, wie schon bei Betriebsmodus II'', drehfest mit der zweiten Eingangswelle 11 verbunden, wobei eine Koppelung der zweiten Eingangswelle 11 unter Betätigung des Schaltelements S3 über die Stirnradstufen 19 und 20 mit der ersten Eingangswelle 10 gekoppelt ist, die über die Schaltkupplung K1 drehfest mit der Antriebswelle 9'' in Verbindung steht.Operating mode V'' differs from operating mode IV'' only in that switching element K is activated instead of switching element B. As a result, rotor 33 of electric machine 32 is connected in a rotationally fixed manner to second input shaft 11, as in operating mode II'', whereby a coupling of second input shaft 11 is coupled to first input shaft 10 via spur gear stages 19 and 20 by actuation of switching element S3, which is connected in a rotationally fixed manner to drive shaft 9'' via clutch K1.

In den Betriebsmodi VI'' bis VIII'' kann jeweils je ein Anfahrmodus verwirklicht werden, in welchem durch Zusammenspiel der Verbrennungskraftmaschine 2 mit der Elektromaschine 32 angefahren werden kann. In Betriebsmodus VI'' sind dazu die Schaltelemente S1, S3 und S5 zu schließen, so dass die Verbrennungskraftmaschine 2 aufgrund des geschlossenen Schaltelements S5 über das erste Element 40 der Planetenstufe 39 antreiben kann und diese Antriebsbewegung mit einer Antriebsbewegung der Elektromaschine 32 am dritten Element 42 der Planetenstufe 39 überlagert wird, während ein Abtrieb über das zweite Element 41 der Planetenstufe 39 auf die zweite Eingangswelle 11 erfolgt. Diese ist dann im Weiteren über die geschlossenen Schaltelemente S1 und S3 über die Stirnradstufen 19 und 20 mit der ersten Eingangswelle 10 sowie im Weiteren über die Stirnradstufe 18 mit der Vorgelegewelle 12 gekoppelt. Die Vorgelegewelle 12 steht dann über die Stirnradstufe 15 permanent mit der Ausgangswelle 13 in Verbindung. Im Zuge des Anfahrens arbeitet die Elektromaschine 32 dabei zumindest zu Beginn generatorisch, wodurch ein Anfahren auch bei einem leeren elektrischen Energiespeicher möglich ist. Durch entsprechendes Abstützen des Drehmoments über die Elektromaschine 32 kann dadurch ein Anfahren in Vorwärtsrichtung realisiert werden.In operating modes VI'' to VIII'', a starting mode can be implemented in each case, in which the internal combustion engine 2 can start up through the interaction of the electric machine 32. In operating mode VI'', the switching elements S1, S3 and S5 must be closed for this purpose, so that the internal combustion engine 2 can drive via the first element 40 of the planetary stage 39 due to the closed switching element S5 and this drive movement is superimposed on a drive movement of the electric machine 32 on the third element 42 of the planetary stage 39, while an output takes place via the second element 41 of the planetary stage 39 to the second input shaft 11. This is then further coupled via the closed switching elements S1 and S3 via the spur gear stages 19 and 20 to the first input shaft 10 and further via the spur gear stage 18 to the countershaft 12. The countershaft 12 is then permanently connected to the output shaft 13 via the spur gear stage 15. During the start-up, the electric machine 32 operates as a generator, at least at the beginning, which means that starting is possible even when the electrical energy storage device is empty. By appropriately supporting the torque via the electric machine 32, starting in the forward direction can be achieved.

Dies ist in analoger Weise auch in den Betriebsmodi VII'' und VIII'' möglich, welche sich nur durch die abtriebsseitige Koppelung der zweiten Eingangswelle 11 vom Betriebsmodus VI'' unterscheiden. So ist in Betriebsmodus VII'' die zweite Ausgangswelle 11 über die Stirnradstufe 19 mit der Vorgelegewelle 12 gekoppelt, während im Betriebsmodus VIII'' eine Koppelung der zweiten Ausgangswelle 11 ebenfalls über die Stirnradstufe 19 hergestellt ist, in diesem Fall aber das Losrad 25 mittelbar über das Losrad 20 an der Vorgelegewelle 12 festgesetzt ist.This is also possible in an analogous manner in operating modes VII'' and VIII'', which differ from operating mode VI'' only in the output-side coupling of the second input shaft 11. In operating mode VII'', the second output shaft 11 is coupled to the countershaft 12 via the spur gear stage 19, while in operating mode VIII'' a coupling of the second output shaft 11 is also established via the spur gear stage 19, but in this case the idler gear 25 is indirectly fixed to the countershaft 12 via the idler gear 20.

In den Betriebsmodi IX'' bis XIII'' kann jeweils ein reines Fahren über die Verbrennungskraftmaschine 2 realisiert werden, indem jeweils einer der Gänge G1 bis G4.2, wie zu 8 beschrieben, geschaltet und zudem eine jeweilige drehfeste Verbindung der zugehörigen Eingangswelle 10 oder 11 mit der Antriebswelle 9'' durch Schließen der zugehörigen Schaltkupplung K1 oder K2 vorgenommen wird. So wird in Betriebsmodus IX'' der Gang G3, in Betriebsmodus X'' der Gang G1, in Betriebsmodus XI'' der Gang G4.1, in Betriebsmodus XII'' der Gang G4.2 sowie in Betriebsmodus XIII'' der Gang G2 geschaltet.In the operating modes IX'' to XIII'', pure driving via the internal combustion engine 2 can be realized by selecting one of the gears G1 to G4.2, as shown in 8th described, and in addition a respective rotationally fixed connection of the corresponding input shaft 10 or 11 with the drive shaft 9'' is made by closing the corresponding clutch K1 or K2. Thus, in operating mode IX'' the gear G3 is engaged, in operating mode X'' the gear G1, in operating mode XI'' the gear G4.1, in operating mode XII'' the gear G4.2 and in operating mode XIII'' the gear G2 is engaged.

Bei einem Wechsel zwischen den Betriebsmodi IX'' bis XIII'' und damit auch zwischen den Gängen könnte dabei jeweils entweder das Schaltelement K oder das Schaltelement B zusätzlich betätigt werden, um die Zugkraft im Zuge des jeweiligen Gangwechsels jeweils über die Elektromaschine 32 zu stützen. Eine Synchronisation der beteiligten Schaltelemente erfolgt dabei durch Drehzahlregelung an der Verbrennungskraftmaschine. Hierbei wäre es ggf. auch denkbar, eine weitere zusätzliche Elektromaschine vorzusehen, welche die Verbrennungskraftmaschine 2 bei der Synchronisation unterstützt.When changing between the operating modes IX'' to XIII'' and thus also between the gears, either the switching element K or the switching element B could be additionally operated in order to support the traction during the respective gear change via the electric machine 32. The switching elements involved are synchronized by speed control on the internal combustion engine. It would also be conceivable to provide another additional electric machine that supports the internal combustion engine 2 during synchronization.

Für die Gangwechsel zwischen den Betriebsmodi IX'' bis XIII'' könnte außerdem jeweils durch zusätzliches Schließen des Schaltelements S5 je eine elektrodynamische Schaltung verwirklicht werden, indem an der Planetenstufe 39 eine Überlagerung von Antriebsbewegungen der Verbrennungskraftmaschine 2 und der Elektromaschine 32 vorgenommen werden, wie dies für das Anfahren bereits zu den Betriebsmodi VI'' bis VIII'' beschrieben worden ist. Dadurch kann während einer Schaltung für die Verbrennungskraftmaschine 2 in einem der Betriebsmodi VI'' bis VIII'' die Zugkraft aufrechterhalten werden, wobei dabei nur die aktuell an der Kraftflussführung jeweils beteiligten Schaltelemente belastet sind, während alle anderen Schaltelemente lastfrei ausgelegt werden können. Hierbei kann die Elektromaschine 32 eine Synchronisation von Drehzahlen für den jeweiligen Zielgang aktiv unterstützen. So kann für einen Wechsel von dem Betriebsmodus IX'' in den Betriebsmodus X'' übergangsweise der Betriebsmodus VI'' gewählt, für einen Wechsel von dem Betriebsmodus X'' in den Betriebsmodus XI'' oder XII'' und damit von dem Gang G1 in den Gang G4.1 oder G4.2 übergangsweise der Betriebsmodus VII'' gewählt sowie für einen Wechsel von dem Betriebsmodus XI'' oder XII'' in den Betriebsmodus XIII'' und damit von dem Gang G4.1 oder G4.2 in den Gang G2 übergangsweise der Betriebsmodus VIII'' genutzt werden. Damit ist ein Schalten zwischen den Gängen bei einem Fahren über die Verbrennungskraftmaschine 2 letztendlich unter Last möglich.For the gear changes between the operating modes IX'' to XIII'', an electrodynamic shift could also be implemented by additionally closing the shifting element S5, by superimposing the drive movements of the internal combustion engine 2 and the electric machine 32 on the planetary stage 39, as has already been described for starting for the operating modes VI'' to VIII''. As a result, the tractive force can be maintained during a shift for the internal combustion engine 2 in one of the operating modes VI'' to VIII'', whereby only the shifting elements currently involved in the power flow control are loaded, while all other shifting elements can be designed to be load-free. The electric machine 32 can actively support a synchronization of speeds for the respective target gear. For example, for a change from the operating mode IX'' to operating mode X'', operating mode VI'' is temporarily selected, for a change from operating mode X'' to operating mode XI'' or XII'' and thus from gear G1 to gear G4.1 or G4.2, operating mode VII'' is temporarily selected and for a change from operating mode XI'' or XII'' to operating mode XIII'' and thus from gear G4.1 or G4.2 to gear G2, operating mode VIII'' is temporarily used. This ultimately makes it possible to shift between gears when driving via the internal combustion engine 2 under load.

In den Betriebsmodi XIV'' bis XIX'' erfolgt hingegen ein rein elektrisches Fahren über die Elektromaschine 32, wozu diese als Elektromotor betrieben und dabei jeweils einer der Gänge G3 oder G4.1 oder G4.2 geschaltet wird. Dabei kann die Anzahl an durch die Elektromaschine 32 nutzbaren Übersetzungsverhältnissen, wie schon bei dem Getriebe 4IV, entsprechend verdoppelt werden, indem in dem einzelnen Gang G3 bzw. G4.1 bzw. G4.2 jeweils zum einen das Schaltelement K sowie zum anderen das Schaltelement B betätigt wird.In the operating modes XIV'' to XIX'', however, purely electric driving takes place via the electric machine 32, for which purpose it is operated as an electric motor and one of the gears G3 or G4.1 or G4.2 is switched. The number of gear ratios that can be used by the electric machine 32 can be doubled accordingly, as with the transmission 4 IV , by operating the switching element K on the one hand and the switching element B on the other in the individual gear G3 or G4.1 or G4.2.

Die Varianten nach den 2 und 4 bis 7 können prinzipiell jeweils dahingehend abgewandelt werden, dass sich die Antriebswelle 9 bzw. 9'' axial nur bis in den Bereich der Schaltkupplungen K1 und K2 erstreckt und die zweite Eingangswelle 11 als stirnseitig hierzu liegende Vollwelle ausgeführt ist. Dadurch könnte eine Hohlwellenebene eingespart werden, was den Herstellungsaufwand reduziert. Prinzipiell kann es jedoch vorteilhaft sein, die Antriebswelle 9 bzw. 9'', wie gezeigt, axial über die komplette axiale Baulänge des Getriebes zu ziehen und dort zu lagern.The variants according to the 2 and 4 to 7 can in principle be modified in such a way that the drive shaft 9 or 9'' extends axially only into the area of the clutches K1 and K2 and the second input shaft 11 is designed as a solid shaft located on the front side. This would save a hollow shaft plane, which reduces the manufacturing effort. In principle, however, it can be advantageous to pull the drive shaft 9 or 9'' axially over the entire axial length of the gearbox, as shown, and to mount it there.

Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen eines Getriebes kann ein kompakt bauendes Getriebe mit niedrigem Herstellungsaufwand verwirklicht werden.By means of the inventive designs of a transmission, a compact transmission can be realized with low manufacturing costs.

BezugszeichenReference symbols

11
KraftfahrzeugantriebsstrangAutomotive powertrain
22
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
33
TorsionsschwingungsdämpferTorsional vibration damper
44
Getriebetransmission
4'4'
Getriebetransmission
4''4''
Getriebetransmission
4'''4'''
Getriebetransmission
4IV4IV
Getriebetransmission
4V4V
Getriebetransmission
55
DifferentialgetriebeDifferential gear
66
Antriebsraddrive wheel
77
Antriebsraddrive wheel
88th
GetriebegehäuseGearbox housing
99
Antriebswelledrive shaft
9'9'
Antriebswelledrive shaft
9''9''
Antriebswelledrive shaft
1010
erste Eingangswellefirst input shaft
10'10'
erste Eingangswellefirst input shaft
1111
zweite Eingangswellesecond input shaft
11'11'
zweite Eingangswellesecond input shaft
1212
VorgelegewelleCountershaft
1313
AusgangswelleOutput shaft
1414
AbtriebsseiteOutput side
1515
StirnradstufeSpur gear stage
1616
StirnradSpur gear
1717
StirnradSpur gear
1818
StirnradstufeSpur gear stage
1919
StirnradstufeSpur gear stage
2020
StirnradstufeSpur gear stage
2121
FestradFixed gear
2222
Losradidler gear
2323
FestradFixed gear
2424
Losradidler gear
2525
Losradidler gear
2626
FestradFixed gear
2727
SchalteinrichtungSwitching device
2828
SchalteinrichtungSwitching device
2929
SchalteinrichtungSwitching device
3030
AnschlusswelleConnecting shaft
3131
DoppelkupplungDouble coupling
3232
ElektromaschineElectric machine
3333
Rotorrotor
3434
Statorstator
3535
BremseinrichtungBraking device
3636
ÜbersetzungsstufeTranslation level
3737
KettenradSprocket
3838
KettenradSprocket
3939
PlanetenstufePlanetary stage
4040
erstes Elementfirst element
4141
zweites Elementsecond element
4242
drittes Elementthird element
4343
SonnenradSun gear
4444
PlanetenstegPlanetary Bridge
4545
HohlradRing gear
4646
PlanetenräderPlanetary gears
4747
Schalteinrichtung Switching device
S1S1
SchaltelementSwitching element
S2S2
SchaltelementSwitching element
S3S3
SchaltelementSwitching element
S4S4
SchaltelementSwitching element
S5S5
SchaltelementSwitching element
BB
SchaltelementSwitching element
KK
SchaltelementSwitching element
K0K0
TrennkupplungSeparating clutch
K1K1
SchaltkupplungClutch
K2K2
Schaltkupplung Shift clutch
G1 bis G4.2G1 to G4.2
GängeGears
I bis XI to X
BetriebsmodiOperating modes
I' bis XV'I' to XV'
BetriebsmodiOperating modes
I'' bis XIX''I'' to XIX''
BetriebsmodiOperating modes

Claims (13)

Getriebe (4 bis 4V) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erste Eingangswelle (10; 10'), eine zweite Eingangswelle (11; 11') und eine Vorgelegewelle (12), wobei die Vorgelegewelle (12) permanent mit einer Abtriebsseite (14) in Verbindung steht, wobei eine erste Stirnradstufe (20) mit einem auf der ersten Eingangswelle (10; 10') platzierten Festrad (23) und einem hiermit kämmenden Losrad (24) vorgesehen ist, welches drehbar auf der Vorgelegewelle (12) gelagert und über ein erstes Schaltelement (S2) an der Vorgelegewelle (12) festsetzbar ist, wobei ferner eine zweite Stirnradstufe (19) mit einem auf der zweiten Eingangswelle (11; 11') platzierten Festrad (26) und einem hiermit kämmenden Losrad (25) vorgesehen ist, welches drehbar auf der Vorgelegewelle (12) gelagert und über ein zweites Schaltelement (S4) an der Vorgelegewelle (12) festsetzbar ist, wobei das Losrad (24) der ersten Stirnradstufe (20) und das Losrad (25) der zweiten Stirnradstufe (19) über ein drittes Schaltelement (S3) drehfest miteinander verbindbar sind, wobei zum unmittelbaren Koppeln der ersten Eingangswelle (10; 10') mit der Vorgelegewelle (12) neben der ersten Stirnradstufe (20) nur noch eine dritte Stirnradstufe (18) vorgesehen ist, die ein Festrad (21) und ein Losrad (22) aufweist und welcher ein viertes Schaltelement (S1) zugeordnet ist, welches bei Betätigung das Losrad (22) der dritten Stirnradstufe (18) festsetzt und dabei die erste Eingangswelle (10; 10') und die Vorgelegewelle (12) miteinander koppelt, wobei die zweite Eingangswelle (11; 11') und die Vorgelegewelle (12) unmittelbar nur über die zweite Stirnradstufe (19) koppelbar sind, und wobei die erste Eingangswelle (10; 10') und die zweite Eingangswelle (11; 11') koaxial zu einer Antriebswelle (9; 9'; 9'') angeordnet sind, wobei die Antriebswelle (9; 9'; 9'') über eine erste Schaltkupplung (K1) drehfest mit der ersten Eingangswelle (10; 10') verbindbar sowie über eine zweite Schaltkupplung (K2) drehfest mit der zweiten Eingangswelle (11; 11') in Verbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zudem eine Bremseinrichtung (35) vorgesehen ist, die mit der Antriebswelle (9'') gekoppelt ist.Transmission (4 to 4 V ) for a motor vehicle, comprising a first input shaft (10; 10 '), a second input shaft (11; 11 ') and a countershaft (12), the countershaft (12) being permanently connected to an output side (14), a first spur gear stage (20) being provided with a fixed gear (23) placed on the first input shaft (10; 10 ') and a loose gear (24) meshing therewith, which is rotatably mounted on the countershaft (12) and can be fixed to the countershaft (12) via a first switching element (S2), a second spur gear stage (19) being provided with a fixed gear (26) placed on the second input shaft (11; 11 ') and a loose gear (25) meshing therewith, which is rotatably mounted on the countershaft (12) and can be fixed to the countershaft (12) via a second switching element (S4). (12) can be fixed, wherein the idler gear (24) of the first spur gear stage (20) and the idler gear (25) of the second spur gear stage (19) can be connected to one another in a rotationally fixed manner via a third switching element (S3), wherein for the direct coupling of the first input shaft (10; 10') with the countershaft (12), in addition to the first spur gear stage (20), only a third spur gear stage (18) is provided, which has a fixed gear (21) and an idler gear (22) and to which a fourth switching element (S1) is assigned, which, when actuated, fixes the idler gear (22) of the third spur gear stage (18) and in the process couples the first input shaft (10; 10') and the countershaft (12) to one another, wherein the second input shaft (11; 11') and the countershaft (12) can only be coupled directly via the second spur gear stage (19), and wherein the first input shaft (10; 10') and the second input shaft (11; 11') are arranged coaxially to a drive shaft (9; 9';9''), wherein the drive shaft (9; 9';9'') is connected in a rotationally fixed manner to the first input shaft (10; 10') and can be connected in a rotationally fixed manner to the second input shaft (11; 11') via a second clutch (K2), characterized in that a braking device (35) is also provided which is coupled to the drive shaft (9''). Getriebe (4 bis 4V) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich - ein erster Gang (G1) zwischen der ersten Eingangswelle (10; 10') und der Abtriebsseite (14) durch Schließen des vierten Schaltelements (S1) unter Kraftflussführung über die dritte Stirnradstufe (18), - ein zweiter Gang (G2) zwischen der ersten Eingangswelle (10; 10') und der Abtriebsseite (14) durch Betätigen des ersten Schaltelements (S2) unter Kraftflussführung über die erste Stirnradstufe (20), - ein dritter Gang (G3) zwischen der zweiten Eingangswelle (11; 11') und der Abtriebsseite (14) durch Schließen des dritten (S3) und des vierten Schaltelements (S1) unter Kraftflussführung über die zweite Stirnradstufe (19), die erste Stirnradstufe (20) und die dritte Stirnradstufe (18), sowie - ein vierter Gang zwischen der zweiten Eingangswelle (11; 11') und der Abtriebsseite (14) in einer ersten Variante (G4.1) durch Betätigen des zweiten Schaltelements (S4) sowie in einer zweiten Variante (G4.2) durch Schließen des ersten (S2) und des dritten Schaltelements (S3) jeweils unter Kraftflussführung über die zweite Stirnradstufe (19) ergibt.Gearbox (4 to 4 V ) after Claim 1 , characterized in that - a first gear (G1) between the first input shaft (10; 10') and the output side (14) by closing the fourth switching element (S1) with power flow via the third spur gear stage (18), - a second gear (G2) between the first input shaft (10; 10') and the output side (14) by actuating the first switching element (S2) with power flow via the first spur gear stage (20), - a third gear (G3) between the second input shaft (11; 11') and the output side (14) by closing the third (S3) and the fourth switching element (S1) with power flow via the second spur gear stage (19), the first spur gear stage (20) and the third spur gear stage (18), and - a fourth gear between the second input shaft (11; 11') and the output side (14) in a first variant (G4.1) by actuating the second switching element (S4) and in a second variant (G4.2) by closing the first (S2) and the third switching element (S3), each with power flow guided via the second spur gear stage (19). Getriebe (4' bis 4V) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (9'; 9'') dazu eingerichtet ist, das Getriebe (4'' bis 4IV) mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu verbinden.Gearbox (4' to 4 V ) according to Claim 1 , characterized in that the drive shaft (9';9'') is adapted to connect the transmission (4'' to 4 IV ) to a drive engine of the motor vehicle. Getriebe (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (9) über eine Trennkupplung (K0) drehfest mit einer Anschlusswelle (30) verbindbar ist, die dazu eingerichtet ist, das Getriebe (4) mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu verbinden.Gearbox (4) after Claim 1 , characterized in that the drive shaft (9) can be connected in a rotationally fixed manner via a separating clutch (K0) to a connecting shaft (30) which is designed to connect the transmission (4) to a drive engine of the motor vehicle. Getriebe (4'' und 4IV) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (35) achsversetzt zu der Antriebswelle (9'') angeordnet und über eine Übersetzungsstufe (36) mit dieser gekoppelt ist.Gearbox (4'' and 4 IV ) according to Claim 1 , characterized in that the braking device device (35) is arranged axially offset to the drive shaft (9'') and is coupled to the latter via a transmission stage (36). Getriebe (4''') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (35) koaxial zu der Antriebswelle (9'') angeordnet und drehfest mit dieser verbunden ist.Gearbox (4''') after Claim 1 , characterized in that the braking device (35) is arranged coaxially to the drive shaft (9'') and is connected to it in a rotationally fixed manner. Getriebe (4''; 4''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zudem eine Elektromaschine (32) vorgesehen ist, deren Rotor (33) permanent mit der zweiten Eingangswelle (11) gekoppelt ist.Transmission (4'';4''') according to one of the preceding claims, characterized in that an electric machine (32) is also provided, the rotor (33) of which is permanently coupled to the second input shaft (11). Getriebe (4IV; 4V) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zudem eine Elektromaschine (32) vorgesehen ist, deren Rotor (33) über eine Planetenstufe (39) mit der zweiten Eingangswelle (11) koppelbar ist, wobei die Planetenstufe (39) ein erstes Element (40), ein zweites Element (41) und ein drittes Element (42) in Form eines Sonnenrades (43), eines Planetenstegs (44) und eines Hohlrades (45) aufweist, von welchen das zweite Element (41) drehfest mit der zweiten Eingangswelle (11) verbunden und das dritte Element (42) mit dem Rotor (43) der Elektromaschine (32) gekoppelt ist, und wobei zwei der Elemente (40; 41; 42) der Planetenstufe (39) über ein fünftes Schaltelement (K) drehfest miteinander verbindbar sind.Transmission (4 IV ; 4 V ) according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that an electric machine (32) is also provided, the rotor (33) of which can be coupled to the second input shaft (11) via a planetary stage (39), the planetary stage (39) having a first element (40), a second element (41) and a third element (42) in the form of a sun gear (43), a planetary web (44) and a ring gear (45), of which the second element (41) is connected in a rotationally fixed manner to the second input shaft (11) and the third element (42) is coupled to the rotor (43) of the electric machine (32), and two of the elements (40; 41; 42) of the planetary stage (39) can be connected in a rotationally fixed manner to one another via a fifth switching element (K). Getriebe (4IV; 4V) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (40) der Planetenstufe (39) zudem über ein weiteres Schaltelement (B) festsetzbar ist.Gearbox (4 IV ; 4 V ) after Claim 8 , characterized in that the first element (40) of the planetary stage (39) can also be fixed via a further switching element (B). Getriebe (4V) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (40) der Planetenstufe (39) über ein zusätzliches Schaltelement (S5) drehfest mit der Antriebswelle (9'') verbindbar ist.Gearbox (4 V ) after Claim 8 or 9 , characterized in that the first element (40) of the planetary stage (39) can be connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft (9'') via an additional switching element (S5). Getriebe (4 bis 4V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Schaltelement (S1, S2, S3, S4; S1, S2, S3, S4, B, S5) als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt ist.Transmission (4 to 4 V ) according to one of the preceding claims, characterized in that the individual switching element (S1, S2, S3, S4; S1, S2, S3, S4, B, S5) is designed as a positive-locking switching element. Getriebe (4 bis 4V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgelegewelle (12) mit der Abtriebsseite (14) über eine Stirnradstufe (15) gekoppelt ist.Transmission (4 to 4 V ) according to one of the preceding claims, characterized in that the countershaft (12) is coupled to the output side (14) via a spur gear stage (15). Kraftfahrzeugantriebsstrang (1), insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, umfassend ein Getriebe (4 bis 4V) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12.Motor vehicle drive train (1), in particular for a hybrid or electric vehicle, comprising a transmission (4 to 4 V ) according to one or more of the Claims 1 until 12 .
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