DE102021200145A1

DE102021200145A1 - Getriebeanordnung, Hybrid-Getriebeanordnung, Hybrid-Antriebsstrang sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102021200145A1
Application number: DE102021200145.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Beck; Johannes Kaltenbach; Matthias Horn; Fabian Kutter; Michael Wechs; Thomas Martin; Thomas Kroh; Max Bachmann; Martin Brehmer; Peter Ziemer; Oliver BAYER; Ingo Pfannkuchen; Juri Pawlakowitsch
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-01-11
Filing date: 2021-01-11
Publication date: 2022-07-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung (4) mit einer ersten Getriebeeingangswelle (24), einer zweiten Getriebeeingangswelle (26), einer Vorgelegewelle (28), einem ersten Losrad (32) und einem zweiten Losrad (34), wobei die Getriebeanordnung (4) genau drei Gangstufen aufweist, denen genau drei Gangradpaare zugeordnet sind.Daneben betrifft die Erfindung eine Hybrid-Getriebeanordnung. Daneben betrifft die Erfindung einen Hybrid-Antriebsstrang.Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung mit einer ersten Getriebeeingangswelle, einer zweiten Getriebeeingangswelle, einer Vorgelegewelle, einem ersten Losrad und einem zweiten Losrad.
Aus der DE 10 2016 210 713 A1 geht ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Windungsgängen hervor. Das Koppelschaltelement ist dabei in einer zweiseitigen Schalteinrichtung angeordnet. In der zweiseitigen Schalteinrichtung sind neben dem Koppelschaltelement noch eine Schaltkupplung zur Verbindung des ersten Losrads mit der Vorgelegewelle angeordnet.
Dieses zweiseitige Schaltelement ist gegenüber einem anderen zweiseitigen Schaltelement auf der zweiten Vorgelegewelle angeordnet.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Getriebeanordnung anzugeben, die bauraumoptimiert ist.
Zur Lösung dieses Problems wird bei einer Getriebeanordnung der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung drei Gangstufen aufweist, denen drei Gangradpaare zugeordnet sind. Dadurch wird es möglich, eine Reduzierung von benötigten Elementen, insbesondere Gangrädern, vorzunehmen und die Verteilung der Zahnräder auf die Vorgelegewelle und die Getriebeeingangswellen abweichend zum Stand der Technik zu gestalten, wodurch insgesamt eine verbesserte Bauraumnutzung erfolgt.
Bevorzugt ist die zweite Getriebeeingangswelle auf der ersten Getriebeeingangswelle gelagert. Das heißt, dass sie als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Getriebeeingangswelle zumindest teilweise, bevorzugt auf ihrer gesamten Länge, umgreift. Die erste Getriebeeingangswelle kann als Vollwelle ausgebildet sein, sie kann aber ebenfalls eine Hohlwelle sein. Ebenso ist es möglich, dass die erste und die zweite Getriebeeingangswelle in Axialrichtung benachbart angeordnet sind. In jedem Fall sind die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle auf derselben Achse angeordnet.
Bei der Getriebeanordnung kann ferner vorgesehen sein, dass wenigstens ein Festrad auf einer der Getriebeeingangswellen und wenigstens ein Losrad auf der Vorgelegewelle angeordnet ist. Insbesondere können drei Festräder auf den Getriebeeingangswellen und wenigstens zwei Losräder auf der Vorgelegewelle angeordnet sein. Dabei ist es insbesondere möglich, sämtliche Losräder für das Ankoppeln der Gangräder auf der Vorgelegewelle anzuordnen und dementsprechend die Getriebeeingangswellen nur mit dazugehörigen Festrädern auszustatten.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass auf einer der Getriebeeingangswellen, insbesondere der zweiten Getriebeeingangswelle, ein Festrad und auf der anderen Getriebeeingangswelle zwei Losräder angeordnet sind. Dementsprechend sind auf der Vorgelegewelle wenigstens zwei Festräder angeordnet. Im Speziellen kann die zweite Getriebeeingangswelle genau ein Gangfestrad aufweisen. Als Gangfestrad wird im Rahmen dieser Anmeldung ein Festrad verstanden, das bei der Bildung bzw. Realisierung mindestens eines Getriebegangs beteiligt ist. Ein Zahnrad, das lediglich für den Abtrieb bzw. die Ankopplung eines Elements an eine Welle verwendet wird, wird nicht als Gangrad verstanden.
Die Losräder für den ersten und dritten Gang können entsprechend auf der Vorgelegewelle oder auf der ersten Getriebeeingangswelle angeordnet sein. Wenn die Losräder für den ersten und dritten Gang auf derselben Welle, beispielsweise der Vorgelegewelle oder der ersten Getriebeeingangswelle angeordnet sind, können diese bzw. die zugeordneten Schaltkupplungen können ein Doppelschaltelement bilden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Losrad für den zweiten Gang auf der Vorgelegewelle angeordnet ist oder dass der zweite Gang Gangräder aufweist, die die zweite Getriebeeingangswelle fest mit der Vorgelegewelle verbinden. Dem entsprechend kann die zweite Getriebeeingangswelle fest mit der Vorgelegewelle verbunden werden, nämlich über die Gangräder, die für den zweiten Getriebegang vorgesehen sind. Stattdessen kann ebenso eine Schaltkupplung vorgesehen sein, die ein Losrad für den zweiten Gang an die Vorgelegewelle koppelt, beispielsweise um zur Reduzierung des Verbrauchs und der Emissionen die zweite Getriebeeingangswelle aus dem Drehmomentfluss abzukoppeln, wenn der zweite Gang nicht eingelegt werden soll.
Die Getriebeanordnung kann ferner mit einer Antriebseinrichtung, beispielsweise mit einem Elektromotor, gekoppelt werden. Dies geschieht bevorzugt mittels eines Festrads, insbesondere mittels eines Gangfestrads. Dabei kann das Festrad auf der ersten Getriebeeingangswelle angeordnet sein, beispielsweise in Form eines separaten Festrads oder eines Festrads einer Gangradpaarung. Ferner ist es möglich, dass die zweite Getriebeeingangswelle das Festrad zur Anbindung der Antriebseinrichtung aufweist oder dass das Festrad an einem Getriebeeingang angeordnet ist. Dabei kann das Festrad insbesondere vor wenigstens einer Kupplungseinrichtung angeordnet sein, insbesondere zwischen einer Trennkupplung und einer Doppelkupplung.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Getriebeanordnung kann die Getriebeanordnung eine Verbindungskupplung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle mit der zweiten Getriebeeingangswelle zu verbinden.
Daneben betrifft die Erfindung eine Hybrid-Getriebeanordnung mit einer Getriebeanordnung und wenigstens einer an die Getriebeanordnung angebundenen Antriebseinrichtung. Die Hybrid-Getriebeanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Getriebeanordnung wie beschrieben ausgebildet ist.
Vorzugsweise kann die Antriebseinrichtung als Elektromotor ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann die Antriebseinrichtung achsparallel zu den Getriebeeingangswellen angeordnet sein. Sie ist damit üblicherweise auch achsparallel zu der Vorgelegewelle angeordnet. Bevorzugt kann die Antriebseinrichtung mit einer Kupplungsanordnung wirkverbunden sein, insbesondere auf deren Antriebsseite. Weiterhin kann sich bei Verwendung einer Dreifachkupplungsanordnung mit einer Trennkupplung und einer Doppelkupplung der Angriffspunkt auf der Abtriebsseite der Trennkupplung und der Antriebsseite der Doppelkupplungsanordnung befinden. Dadurch können beide Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes mit einem einzigen Elektromotor angetrieben bzw. mit Drehmoment beaufschlagt werden.
Daneben ist es weiterhin möglich, dass die Hybrid-Getriebeanordnung zwei Antriebseinrichtungen aufweist. Dabei kann jeweils eine Antriebseinrichtung einem der Teilgetriebe zugeordnet sein, wodurch eine erhöhte Funktionalität erzeugt wird.
Daneben betrifft die Erfindung einen Hybrid-Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor und einer Hybrid-Getriebeanordnung. Der Hybrid-Antriebsstrang zeichnet sich dadurch aus, dass die Hybrid-Getriebeanordnung wie beschrieben ausgebildet ist.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Hybrid-Getriebeanordnung und/oder einem Hybrid-Antriebsstrang. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass die Getriebeanordnung und/oder der Hybrid-Antriebsstrang wie beschrieben ausgebildet sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:

1 ein Kraftfahrzeug,
2 eine Getriebeanordnung in einer ersten Ausführungsform,
3 eine Getriebeanordnung in einer zweiten Ausführungsform,
4 eine Getriebeanordnung in einer dritten Ausführungsform,
5 eine erste Schaltmatrix,
6 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer vierten Ausführungsform,
7 eine zweite Schaltmatrix,
8 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer fünften Ausführungsform,
9 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer sechsten Ausführungsform,
10 eine dritte Schaltmatrix,
11 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer siebten Ausführungsform,
12 eine vierte Schaltmatrix,
13 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer achten Ausführungsform,
14 eine fünfte Schaltmatrix,
15 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer neunten Ausführungsform,
16 eine sechste Schaltmatrix,
17 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer zehnten Ausführungsform,
18 eine siebte Schaltmatrix,
19 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer elften Ausführungsform,
20 eine achte Schaltmatrix,
21 eine Hybrid-Getriebeanordnung in einer zwölften Ausführungsform, und
22 eine neunte Schaltmatrix.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Verbrennungsmotor 3 und einer Hybrid-Getriebeanordnung 3. Die Hybrid-Getriebeanordnung 3 weist eine Getriebeanordnung 4 und eine Antriebseinrichtung 5 auf. Die Getriebeanordnung 4 kann eine Kupplungsanordnung 6 sowie eine Radsatzanordnung 7 aufweisen. Der Ausgang der Getriebeanordnung 4 ist mit einem Differenzial 8 verbunden. Das Differenzial ist wenigstens eine der Achsen 9 oder 10 antreibbar. Treibt das Differenzial 8 beispielsweise die Vorderachse 9 an, kann die Hinterachse 10 bevorzugt als elektrische Achse ausgebildet sein. Auch dann weist das Kraftfahrzeug 1 zwei Elektromotoren auf, wodurch eine erhöhte Funktionalität zur Verfügung steht. Beispielsweise können die Elektromotoren 5 und der Elektromotor der elektrischen Hinterachse 10 eine rein elektrische Lastschaltung ermöglichen. Weiterhin kann eine Steuerungseinrichtung 12 zur Steuerung der Getriebeanordnung 4 und/oder der Hybrid-Getriebeanordnung 3 vorhanden sein. Die Steuerungseinrichtung 12 kann dann Aktuatoren für das Getriebe sowie die Kupplungen der Kupplungsanordnung 6 und auch den Elektromotor 5 steuern. Die beschriebenen Bestandteile vom Verbrennungsmotor 2 bis zum Differenzial 8 bilden dabei einen Hybrid-Antriebsstrang 14.
2 zeigt die Hybrid-Getriebeanordnung 3 in einer ersten Ausgestaltung. Dabei kann an die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 2 eine Dämpfungsanordnung zur Eliminierung unerwünschter Schwingungen angeschlossen sein. Die Dämpfungseinrichtung kann beispielsweise als Zweimassenschwungrad, als Torsionsdämpfer, als Tilger, als Rutschkupplung oder als Kombination zweier oder dreier oder aller vier Dämpfungsarten ausgebildet sein. Auf die Dämpfungsanordnung kann die Kupplungsanordnung 6 folgen. Die Kupplungsanordnung 6 kann eine oder mehrere Kupplungseinrichtungen aufweisen. Beispielsweise kann, wie nachfolgend beschrieben wird, die Kupplungsanordnung 6 eine Trennkupplung K0 und/oder eine Doppelkupplung K1, K2 und/oder eine Verbindungskupplung KE aufweisen.
Auf die Kupplungseinrichtung 6 folgt eine erste Getriebeeingangswelle 24 und eine zweite Getriebeeingangswelle 26, die, wie zuvor beschrieben, beispielsweise mittels einer Doppelkupplung K1, K2 an den Verbrennungsmotor 2 angebunden werden können. Die Getriebeeingangswelle 24 wird dabei als erste Getriebeeingangswelle 24 und die zweite Getriebeeingangswelle 26 als zweite Getriebeeingangswelle 26 bezeichnet. Die Bezeichnungen sind selbstverständlich austauschbar.
Neben den Getriebeeingangswellen 24 und 26 weist die Radsatzanordnung 7 eine Vorgelegewelle 28 auf. Auf der Vorgelegewelle 28 sind in dieser Ausführungsform ein erstes Losrad 32 und ein zweites Losrad 34 angeordnet. Weiterhin sind auf der Vorgelegewelle 28 eine Schaltkupplung A und eine Schaltkupplung C zur Verbindung des Losrads 32 bzw. 34 mit der Vorgelegewelle 28 vorhanden. Weiterhin befindet sich auf der Vorgelegewelle 28 ein Abtriebsrad 36, das an ein Antriebsrad 38 des Differenzials 8 angebunden ist.
Weiter befindet sich auf der Vorgelegewelle 28 ein Losrad 42, das mittels einer Schaltkupplung B an die Vorgelegewelle 28 angekoppelt werden kann. Dementsprechend befinden sich auf den Getriebeeingangswellen 24, 26 drei Festräder 40, 44, 46, die mit den Losrädern 32, 34 und 42 in Eingriff stehen. Dabei befinden sich die Festräder 40, 44 auf der ersten Getriebeeingangswelle 24 und das Festrad 46 befindet sich auf der zweiten Getriebeeingangswelle 26. In dieser Ausführungsform sind das Losrad 32 und das Festrad 40 dem ersten Getriebegang, das Losrad 34 und das Festrad 44 dem dritten Getriebegang und das Losrad 42 und das Festrad 46 dem zweiten Getriebegang zugeordnet. Ersichtlich bilden die Schaltkupplungen A und C ein Doppelschaltelement.
Auf der Vorgelegewelle 28 ist neben dem Abtriebsrad 36, den Schaltkupplungen A, B und C sowie den Losrädern 32, 34 und 42 ein Parksperrenzahnrad 52 angeordnet. Das Parksperrenzahnrad 52 kann mittels einer Parksperrenvorrichtung blockiert werden, wodurch auch der Abtrieb insgesamt blockiert ist. Statt eines Parksperrenzahnrads 52 auf der Vorgelegewelle 28 können aber auch andere Parksperrenanordnungen zur Blockierung des Abtriebs vorgesehen werden. Das Parksperrenzahnrad 52 ist in den nachfolgenden Ausgestaltungen ebenfalls dargestellt. Die Beschreibung ist entsprechend übertragbar.
3 zeigt eine zu 2 ähnliche Darstellung einer Getriebeanordnung 4. Die Verwendung der Bezugszeichen bzw. die grundsätzliche Funktionsbeschreibung ist daher von 2 übertragbar. Im Unterschied zu der in 2 dargestellten Getriebeanordnung 4 sind die Anordnungen der Festräder 40, 44 sowie der Losräder 32, 34 vertauscht. Die Gangräder bzw. Gangradpaare des ersten und dritten Gangs sind folglich anders angeordnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Losräder 32, 34 des ersten und dritten Gangs auf der ersten Getriebeeingangswelle 24 und nicht auf der Vorgelegewelle 28 angeordnet. Dabei sind die Schaltkupplungen A und C ebenfalls auf der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet. Entsprechend sind die Festräder 40 und 44 auf der Vorgelegewelle 28 und nicht mehr auf der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet. Das Losrad 42 und das Festrad 46, die dem zweiten Getriebegang zugeordnet sind, sowie die Schaltkupplung B für das Losrad 42 verbleiben unverändert.
4 zeigt eine weitere Variante der in den 2 und 3 gezeigten Getriebeanordnung 4. Hierbei ist die Anordnung der Losräder 32, 34 und 42 sowie der Festräder 40, 44 und 46 in Bezug auf die Getriebeingangswellen 24, 26 und die Vorgelegewelle 28 wie in 2 gewählt, wobei die beiden Radpaare für den ersten und dritten Gang in Axialrichtung vertauscht sind. Mit anderen Worten ist in den Ausgestaltungen nach 2 und 3 der erste Gang in Axialrichtung zwischen dem zweiten und dem dritten Gang angeordnet, wohingegen in der Ausgestaltung nach 4 der dritte Gang in Axialrichtung zwischen dem zweiten und dem ersten Gang angeordnet ist. Mit anderen Worten wird die axiale Reihenfolge der Gangradpaare von 2-1-3 auf 2-3-1 verändert.
5 zeigt eine erste Schaltmatrix, die die Schaltstrategie für die Getriebeanordnungen 4 gemäß 2 bis 4 abbildet. Entsprechend wird für die drei zur Verfügung stehenden Vorwärtsgänge V1-V3 jeweils eine der Schaltkupplungen A-C geschlossen, um den jeweiligen Getriebegang zu realisieren.
6 zeigt eine Hybrid-Getriebeanordnung 3, umfassend eine Getriebeanordnung 4, insbesondere eine Getriebeanordnung 4 gemäß 2. Dabei weist die Kupplungsanordnung 6 eine auf die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 2 folgende Trennkupplung K0 auf, der ein Festrad 22 zur Anbindung der Antriebseinrichtung 5, beispielsweise ein Elektromotor, und auf das Festrad 22 eine Doppelkupplung K1, K2 folgt. Der übrige Aufbau entspricht dem mit Bezug auf 2 beschriebenen Aufbau. Insbesondere weisen die Getriebeeingangswellen 24, 26 wiederum die Festräder 40, 44 und 46 auf, wobei die Vorgelegewelle 28 die Losräder 32, 34, 42 mit den zugehörigen Schaltkupplungen A-C, das Parksperrenrad 52 sowie das Abtriebsrad 36 trägt, das mit dem Antriebsrad 38 des Differenzials 8 verbunden ist.
7 zeigt die zugehörige Schaltmatrix. Die drei verbrennungsmotorischen Gänge V1-V3 werden durch Schließen der Trennkupplung K0 und wahlweises Schließen der Doppelkupplung K1, K2 sowie Schließen der jeweils zugehörigen Schaltkupplung A-C realisiert. Ersichtlich ist hierbei der zweiten Kupplung K2 der Doppelkupplung K1, K2 lediglich der zweite Gang bzw. das Losrad 42, das Festrad 46 und die entsprechende Schaltkupplung B zugeordnet. Rein elektrischer Betrieb ist in den elektrischen Gängen E1-E3 möglich, deren Stellung der Schaltelemente der bei geöffneter Trennkupplung K0 der in Bezug auf die verbrennungsmotorischen Gänge V1-V3 beschriebenen Stellung der Schaltelemente entspricht. Eine Rückwärtsfahrt ist rein elektrisch im Gang E1 möglich.
8 zeigt eine Variante der Hybrid-Getriebeanordnung 3 von 6. Gleiche Bezugszeichen werden daher für gleiche Bauteile verwendet. Die Ausführung nach 8 stellt eine weitere Vereinfachung dar, da auf die Schaltkupplung B sowie das Losrad 42 verzichtet wird. Stattdessen steht das Festrad 46 des dem zweiten Getriebegang zugeordneten Gangradpaars mit einem Festrad 42' in Eingriff, das auf der Vorgelegewelle 28 angeordnet ist. Mit anderen Worten wird die Vorgelegewelle 28 fest mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 gekoppelt. Die zweite Getriebeeingangswelle 26 ist somit stets mit der Vorgelegewelle 28 verbunden. Da der zweiten Getriebeeingangswelle 26 nur der zweite Getriebegang zugeordnet ist, wird die zweite Kupplung K2 der Doppelkupplung K1, K2 nur dann geschlossen, wenn der zweite Getriebegang eingelegt werden soll.
9 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Hybrid-Getriebeanordnung nach 2 in diesem Fall folgt dem Verbrennungsmotor 2 eine Kupplungsanordnung 6 mit einer Doppelkupplung K1, K2. Hierbei ist der Elektromotor bzw. die Antriebseinrichtung 5 nicht vor der Doppelkupplung K1, K2 angebunden, sondern das Festrad 22 ist auf der zweiten Getriebeeingangswelle 26 angeordnet. Die Getriebeanordnung 4 entspricht davon abgesehen der mit Bezug auf 2 beschriebenen Getriebeanordnung 4. Gleiche Bezugzeichen werden daher für gleiche Bauteile verwendet. Die grundsätzliche Funktion wurde bereits mit Bezug auf 2 beschrieben.
10 zeigt eine Schaltmatrix für die Ausgestaltung der Hybrid-Getriebeanordnung nach 9. Ersichtlich werden die drei verbrennungsmotorischen Gänge V1-V3 durch wechselweises Öffnen bzw. Schließen der Kupplungen K1, K2 der Doppelkupplung K1, K2 sowie Schließen der jeweils zugehörigen Schaltkupplung A-C realisiert. Der elektromotorischen Vorwärtsgang E1 wird durch Schließen der Schaltkupplung B erreicht. Die Doppelkupplung K1, K2 kann dabei geöffnet sein. Hierbei sind die Schaltkupplungen A und C als Synchronisierungen ausgeführt. Die Schaltkupplung B kann als Klauenschaltelement oder als Synchronisierung ausgeführt werden, da diese über die Antriebseinrichtung 5 synchronisiert werden kann.
11 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Hybrid-Getriebeanordnung 3 aus 2 bzw. 9, wobei die Antriebseinrichtung 5 nicht an die zweite Getriebeeingangswelle 26 gekoppelt ist, sondern an das Festrad 44, das dem dritten Gang zugeordnet ist. Entsprechend ergibt sich in 12 die Schaltmatrix, wobei die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge V1-V3 gleich zu der Schaltmatrix in 10 realisiert werden, die elektromotorischen Gänge E1 und E2 ändern sich jedoch, da die Antriebseinrichtung 5 nunmehr an die erste Getriebeeingangswelle 24 gekoppelt ist und nicht an die zweite Getriebeeingangswelle 26. Für den Betrieb in dem ersten elektrischen Gang E1 wird die Schaltkupplung A geschlossen und für den Betrieb in dem zweiten elektrischen Gang E2 wird die Schaltkupplung C geschlossen.
Hierbei kann die Schaltkupplung B als Synchronisierung ausgeführt sein und die Schaltkupplungen A und C können als Klauenschaltelemente oder als Synchronisierungen ausgeführt werden, da diese über die Antriebseinrichtung 5 synchronisiert werden können.
13 zeigt eine weitere Vereinfachung der in 11 gezeigten Ausführungsform. Der grundsätzliche Aufbau entspricht der in 11 gezeigten Hybrid-Getriebeanordnung 3, wobei statt dem Losrad 42, wie bereits in Bezug auf 8 beschrieben wurde, ein Festrad 42' verwendet wird, das mit dem Festrad 46 auf der zweiten Getriebeeingangswelle 26 in Eingriff steht. Entsprechend ergibt sich die Schaltmatrix in 14, indem für die Realisierung des zweiten Getriebegangs lediglich die zweite Kupplung K2 der Doppelkupplung K1, K2 geschlossen werden muss. Eine weitere Schaltkupplung ist nicht erforderlich, da dem Teilgetriebe der Kupplung K2 nur der zweite Getriebegang zugeordnet ist. Die beiden Getriebegänge V1 und V3 entsprechen den zuvor beschriebenen. Die elektrischen Gänge E1 und E2 entsprechen ebenfalls denen aus der Schaltmatrix von 12, da sich in diesem Teilgetriebe keine Änderung ergeben hat.
In den mit Bezug auf 9, 11 und 13 beschriebenen Anordnungen kann eine konventionelle Doppelkupplung K1, K2 vor die beiden Getriebeeingangswellen 24, 26 angeordnet werden. Ersichtlich kann die Antriebseinrichtung 5 mit einem der beiden Teilgetriebe wirkverbunden werden. Rein elektrisch sind jeweils diejenigen Gänge fahrbar, die auf dem Teilgetriebe liegen, an die die Antriebseinrichtung 5 angebunden ist.
15 zeigt wiederum eine Ausgestaltung der Hybrid-Getriebeanordnung 3 nach einer weiteren Variante. Grundsätzlich wird die Getriebeanordnung 4, die beispielsweise bereits in Bezug auf 2 beschrieben wurde, verwendet. Hierbei umfasst die Kupplungseinrichtung 6 eine Verbindungskupplung K3, die dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle 24 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 zu verbinden. Im Übrigen besteht keine Änderung zu der Getriebeanordnung 4 von 2. Die grundsätzliche Funktion wurde daher bereits mit Bezug auf 2 beschrieben.
Die Schaltmatrix aus 16, die zu der Hybrid-Getriebeanordnung 3 von 15 gehört, verdeutlicht, dass die drei verbrennungsmotorischen Gänge V1-V3 durch Öffnen bzw. Schließen der Verbindungskupplung K3 und Schließen der dem jeweiligen Getriebegang zugehörigen Schaltkupplung A-C realisiert werden. Durch die Anbindung der Antriebseinrichtung 5 an dem Festrad 22 der zweiten Getriebeeingangswelle 26 kann ein rein elektrischer Betrieb in einem Gang E1 bei Schließen der Schaltkupplung B erfolgen.
Ersichtlich ist bei der gezeigten Variante ein Teilgetriebe mit dem Verbrennungsmotor 2 und ein Teilgetriebe mit der Antriebseinrichtung 5 verbunden. Eine Zugkraftunterstützung bei verbrennungsmotorischen Schaltungen kann daher über die Antriebseinrichtung 5 erfolgen. Eine Zugkraftunterstützung bei elektromotorischen Vorwahlschaltungen im Hybrid-Betrieb kann über den Verbrennungsmotor 2 erfolgen. Wenn die Verbindungskupplung K3 geschlossen ist, ist der Verbrennungsmotor 2 mit der Antriebseinrichtung 5 gekoppelt, sodass die Antriebseinrichtung 5 den Verbrennungsmotor 2 starten kann bzw. kann die Antriebseinrichtung 5 bei neutralem Getriebe generatorisch betrieben werden.
Aus dem elektrischen Gang E1 kann der Verbrennungsmotor in alle drei verbrennungsmotorischen Gänge V1-V3 zugeschaltet werden. Ein Motorstart kann vorteilhaft über eine separate elektrische Maschine, beispielsweise einen Anlasser, erfolgen. Ferner sind die Schaltkupplungen A-C sowie die Verbindungskupplung K3 bevorzugt als Klauenschaltelemente ausgeführt. Die Schaltkupplung B kann dabei durch die Antriebseinrichtung 5 synchronisiert werden. Die Verbindungkupplung K3 und die Schaltkupplungen A und C können durch den Verbrennungsmotor 2 synchronisiert werden, optional durch eine weitere elektrische Maschine, die mit dem Verbrennungsmotor 2 verbunden werden kann.
17 zeigt eine weitere Hybrid-Getriebeanordnung 3 mit einer Getriebeanordnung 4, insbesondere einer Getriebeanordnung 4, die auf 15 basiert. Die Kupplungsanordnung 6 weist dabei ebenfalls eine Verbindungskupplung K3 auf. Im Unterschied zu der in 15 gezeigten Variante sind die Getriebeeingangswellen 24, 26 nicht koaxial angeordnet, sondern in Axialrichtung benachbart in Bezug auf dieselbe Achse A1.
Hierbei trägt die zweite Getriebeeingangswelle 26 wiederum das Festrad 46, das beispielsweise mit dem Losrad 42 für den zweiten Gang in Eingriff steht. Die erste Getriebeeingangswelle 24 trägt wiederum die Festräder 40, 44 für die Gangradpaare des ersten und dritten Gangs, die nämlich in Eingriff mit den Losräder 32 und 34 stehen, wie dies zuvor in Bezug auf 2 beschrieben wurde. Die Anbindung der Antriebseinrichtung 5 erfolgt hierbei wiederum über das Festrad 44, das mit dem Losrad 34 der dritten Gangradstufe in Eingriff steht.
Entsprechend zeigt 18 die Schaltmatrix für die Hybrid-Getriebeanordnung 3 aus 17. Die drei verbrennungsmotorischen Gänge V1-V3 lassen sich durch wahlweises Öffnen oder Schließen der Verbindungkupplung K3 und Schließen der jeweils für den Gang zugehörigen Schaltkupplung A-C realisieren. Die elektrischen Gänge E1 oder E2 lassen sich bei geöffneter Verbindungskupplung K3 durch Schließen der Schaltkupplung A oder C realisieren.
Hier können wiederum die Verbindungkupplung K3 sowie die Schaltkupplungen A, B und C als Klauenschaltelemente ausgeführt werden, da sie über die Antriebseinrichtung 5 synchronisiert werden, und B und K3 über den Verbrennungsmotor 2 synchronisiert werden können. Eine Zugkraftunterstützung bei verbrennungsmotorischen Schaltungen kann wiederum über die Antriebseinrichtung 5 erfolgen. Eine Zugkraftunterstützung bei elektromotorischen Vorwahlschaltungen im Hybrid-Betrieb kann über den Verbrennungsmotor 2 erfolgen.
Bei geschlossener Verbindungkupplung K3 ist der Verbrennungsmotor 2 mit der Antriebseinrichtung 5 verbunden. Ein Zustarten des Verbrennungsmotors 2 über die Antriebseinrichtung 5 kann daher erfolgen. Ebenfalls kann bei neutralem Getriebe ein generatorischer Betrieb der Antriebseinrichtung 5 vorgenommen werden. Aus dem elektrischen Gang E1 kann der Verbrennungsmotor in die Gänge V1 und V2 zugeschaltet werden. Aus dem Gang E2 kann der Verbrennungsmotor 2 in die Gänge V2 und V3 zugeschaltet werden. Der Motorstart kann vorteilhafterweise über eine separate elektrische Maschine, beispielsweise ein Anlasser, erfolgen.
19 zeigt eine weitere Variante der Hybrid-Getriebeanordnung 3, mit einer Getriebeanordnung 4, die zuvor, beispielsweise in Bezug auf 15 beschrieben wurde. Die Variante in 19 unterscheidet sich von der in 15 gezeigten Variante durch eine Trennkupplung K0, die zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und der Verbindungskupplung K3 angeordnet ist. Die übrige Beschreibung ist vollständig von 15 übertragbar. Demnach ergibt sich die Schaltmatrix in 20, wobei die verbrennungsmotorischen Gänge selbstverständlich bei geschlossener Trennkupplung K0 erfolgen, um den Verbrennungsmotor 2 an die Getriebeanordnung 4 anzukoppeln. Die elektrischen Gänge E1 bis E3 können bei geöffneter Trennkupplung K0 realisiert werden. Im Hinblick auf die übrige Funktionsweise wird auf die Beschreibung zu 15 verwiesen.
21 zeigt eine Hybrid-Getriebeanordnung 3 mit einer Getriebeanordnung 4, wie diese beispielsweise mit Bezug auf 17 beschrieben wurde. Hierbei unterscheidet sich die in 21 gezeigte Getriebeanordnung 4 von der Getriebeanordnung 4 aus 17 durch eine Trennkupplung KO. Im Hinblick auf die grundsätzliche Funktionsweise wird daher auf die Beschreibung zu 17 verwiesen. Entsprechend ergibt sich aus der Schaltmatrix in 22 die Schaltstrategie für die drei verbrennungsmotorischen Gänge V1-V3 sowie die elektrischen Gänge E1-E3.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Verbrennungsmotor
3: Hybrid-Getriebeanordnung
4: Getriebeanordnung
5: Antriebseinrichtung
6: Kupplungsanordnung
7: Radsatzanordnung
8: Differenzial
9: Vorderachse
10: Hinterachse
12: Steuerungseinrichtung
14: Hybrid-Antriebsstrang
22: Festrad
24: erste Getriebeeingangswelle
26: zweite Getriebeeingangswelle
28: Vorgelegewelle
32: Losrad
34: Losrad
36: Abtriebsrad
38: Antriebsrad
40: Festrad
42: Losrad
44: Festrad
46: Festrad
52: Parksperrenzahnrad
K0: Trennkupplung
K1: Kupplung
K2: Kupplung
KE: Vebrindungskupplung
A: Schaltkupplung
B: Schaltkupplung
C: Schaltkupplung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016210713 A1 [0002]

Claims

Getriebeanordnung (4) mit einer ersten Getriebeeingangswelle (24), einer zweiten Getriebeeingangswelle (26), einer Vorgelegewelle (28), einem ersten Losrad (32) und einem zweiten Losrad (34), dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (4) drei Gangstufen aufweist, denen drei Gangradpaare zugeordnet sind.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Getriebeeingangswelle (24) und die zweite Getriebeeingangswelle (26) auf derselben Achse angeordnet sind, insbesondere koaxial oder axial benachbart.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Festrad auf einer der Getriebeeingangswellen (24, 26) und wenigstens ein Losrad auf der Vorgelegewelle (28) angeordnet ist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass drei Festräder auf den Getriebeeingangswellen (24, 26) und wenigstens zwei Losräder auf der Vorgelegewelle (28) angeordnet sind.
Getriebeanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Festrad und zwei Losräder auf den Getriebeeingangswellen (24, 26) und wenigstens zwei Festräder auf der Vorgelegewelle (28) angeordnet sind.
Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zweiten Getriebeeingangswelle (24, 26) genau ein Gangfestrad angeordnet ist.
Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Losräder für den ersten und dritten Gang auf der Vorgelegewelle (28) oder der ersten Getriebeeingangswelle (24) angeordnet sind.
Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Losrad für den zweiten Gang auf der Vorgelegewelle (28) angeordnet ist oder dass der zweite Gang Gangräder aufweist, die die zweite Getriebeeingangswelle (26) fest mit der Vorgelegewelle (28) verbinden.
Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebseinrichtung (5), insbesondere ein Elektromotor mittels eines Festrads (22), insbesondere mittels eines Gangfestrads (44), mit der ersten Getriebeeingangswelle (24) oder mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) oder mit einem Getriebeeingang, insbesondere zwischen einer Trennkupplung (K0) und einer Doppelkupplung (K1, K2), verbunden ist.
Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (4) eine Verbindungskupplung (KE) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle (24) mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) zu verbinden.
Hybrid-Getriebeanordnung (3) mit einer Getriebeanordnung (4) und wenigstens einer an die Getriebeanordnung (4) angebundenen Antriebseinrichtung (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist
Hybrid-Antriebsstrang (14) mit einem Verbrennungsmotor (2) und einer Hybrid-Getriebeanordnung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Hybrid-Getriebeanordnung (3) nach Anspruch 11 ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug mit einer Getriebeanordnung (4) und/oder einer Hybrid-Getriebeanordnung (3) und/oder einem Hybrid-Antriebsstrang (14), dadurch gekennzeichnet, dass Getriebeanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder die Hybrid-Getriebeanordnung (3) nach Anspruch 11 und/oder der Hybrid-Antriebsstrang (14) nach Anspruch 12 ausgebildet ist.