DE102021207607A1 - Transmission device for a hybrid drive train for a motor vehicle - Google Patents

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Fabian Kutter
Johannes Kaltenbach
Michael Wechs
Thomas Martin
Martin Brehmer
Peter Ziemer
Thomas Kroh
Matthias Horn
Max Bachmann
Oliver BAYER
Juri Pawlakowitsch
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Abstract

Getriebevorrichtung (1) für einen Hybridantriebsstrang (2) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine mit einem Verbrennungsmotor (4) gekoppelte oder koppelbare erste Welle (3) und zwei Vorgelegewellen (5, 6) und eine elektrische Maschine (11), wobei die Getriebevorrichtung (1) vier in Axialrichtung hintereinander angeordnete Schaltebenen (7 - 10) aufweist, wobei die elektrische Maschine (11) mit einem Planetengetriebe (12) in der vierten Schaltebene (7 - 10) angeordnet ist.Transmission device (1) for a hybrid drive train (2) for a motor vehicle, comprising a first shaft (3) which is or can be coupled to an internal combustion engine (4) and two countershafts (5, 6) and an electric machine (11), the transmission device ( 1) has four switching levels (7 - 10) arranged one behind the other in the axial direction, the electric machine (11) being arranged with a planetary gear (12) in the fourth switching level (7 - 10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung für einen Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine mit einem Verbrennungsmotor gekoppelte oder koppelbare erste Welle und zwei Vorgelegewellen und eine elektrische Maschine.The invention relates to a transmission device for a hybrid drive train for a motor vehicle, comprising a first shaft that is or can be coupled to an internal combustion engine and two countershafts, and an electric machine.

Getriebevorrichtungen für Hybridantriebsstränge für Kraftfahrzeuge sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Getriebevorrichtungen sind in einem Kraftfahrzeug bzw. dessen Antriebsstrang mit wenigstens einem Verbrennungsmotor und wenigstens einer elektrischen Maschine gekoppelt und ermöglichen beispielsweise einen wahlweisen Antrieb des Kraftfahrzeugs über den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine. Hierbei können verschiedene Betriebsmodi bzw. Fahrmodi realisiert werden, insbesondere kann die elektrische Maschine zur Unterstützung des Fahrbetriebs oder zur Ausführung eines rein elektrischen Fahrbetriebs verwendet werden. Die elektrische Maschine kann ferner als Anfahrelement dienen und ein sogenanntes elektrodynamisches Anfahrelement („EDA“) bilden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, im Rahmen eines Lastschaltverfahrens die Zugkraft elektromotorisch zu unterstützen oder aufzubringen, beispielsweise um den Verbrennungsmotor lastfrei zu stellen und einen entsprechenden Schaltvorgang durchzuführen.Transmission devices for hybrid drive trains for motor vehicles are basically known from the prior art. Transmission devices of this type are coupled in a motor vehicle or its drive train to at least one internal combustion engine and at least one electric machine and enable the motor vehicle to be selectively driven via the internal combustion engine and the electric machine, for example. Various operating modes or driving modes can be implemented here; in particular, the electric machine can be used to support driving operation or to carry out purely electric driving operation. The electric machine can also serve as a starting element and form a so-called electrodynamic starting element ("EDA"). Furthermore, there is the possibility of using an electric motor to support or apply the tractive force as part of a load shifting process, for example in order to de-energize the combustion engine and carry out a corresponding shifting process.

Bei bekannten Getriebevorrichtungen wird zumeist eine Vielzahl an Radebenen bzw. Schaltebenen benötigt, um eine entsprechend große Anzahl an Gängen bereitzustellen. Ferner stellt regelmäßig die Anordnung der elektrischen Maschine eine Herausforderung dar. Diese wird üblicherweise über wenigstens ein Zahnrad an eine von mehreren Wellen, beispielsweise Vorgelegewellen, angekoppelt.In the case of known transmission devices, a large number of wheel planes or shift planes is usually required in order to provide a correspondingly large number of gears. Furthermore, the arrangement of the electrical machine regularly poses a challenge. This is usually coupled to one of several shafts, for example countershafts, via at least one gear wheel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine demgegenüber kompaktere Getriebevorrichtung anzugeben.The invention is based on the object of specifying a more compact transmission device in comparison.

Die Aufgabe wird durch eine Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by a transmission device having the features of claim 1. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims.

Wie zuvor beschrieben, betrifft die Erfindung eine Getriebevorrichtung für einen Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, welche Getriebevorrichtung eine erste Welle und zwei Vorgelegewellen umfasst, wobei die Getriebevorrichtung über die erste Welle mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt oder koppelbar ist. Ferner weist die Getriebevorrichtung eine elektrische Maschine auf, die, wie zuvor beschrieben, für verschiedene Fahrmodi des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann. Im Speziellen weist die Getriebevorrichtung vier in Axialrichtung hintereinander angeordnete Schaltebenen auf, wobei die elektrische Maschine mit einem Planetengetriebe gekoppelt in der vierten Schaltebene angeordnet ist.As described above, the invention relates to a transmission device for a hybrid drive train for a motor vehicle, which transmission device comprises a first shaft and two countershafts, the transmission device being coupled or capable of being coupled to the internal combustion engine via the first shaft. Furthermore, the transmission device has an electric machine which, as described above, can be used for different driving modes of the motor vehicle. In particular, the transmission device has four shifting levels arranged one behind the other in the axial direction, with the electrical machine coupled to a planetary gear being arranged in the fourth shifting level.

Als Axialrichtung wird im Sinne vorliegender Anmeldung die Erstreckungsrichtung der Drehachsen betrachtet, also beispielsweise die Erstreckungsrichtung, in der sich die erste Welle und die beiden Vorgelegewellen erstrecken. Die Anordnung der einzelnen Schaltebenen hintereinander in Axialrichtung ist somit vom Getriebeeingang zu verstehen, beispielsweise an einem Anbindungspunkt, an dem die erste Welle mit dem Verbrennungsmotor koppelbar bzw. gekoppelt ist. Von diesem Punkt aus erstrecken sich die Schaltebenen somit als erste, zweite, dritte und vierte Schaltebene, wobei die elektrische Maschine und das beschriebene Planetengetriebe in der vierten Schaltebene angeordnet sind. Hierbei weist die Getriebevorrichtung insbesondere genau vier Schaltebenen auf. Zwischen dem Getriebeeingang und dem Planetengetriebe sind somit drei weitere Schaltebenen angeordnet. In den drei Schaltebenen, die zwischen dem Getriebeeingang und der vierten Schaltebene liegen, befindet sich somit jeweils wenigstens ein Zahnrad auf der ersten Welle, das mit wenigstens einem entsprechenden Zahnrad auf einer der Vorgelegewellen in Eingriff steht.In the sense of the present application, the direction in which the axes of rotation extend is considered to be the axial direction, ie, for example, the direction in which the first shaft and the two countershafts extend. The arrangement of the individual switching levels one behind the other in the axial direction is thus to be understood from the transmission input, for example at a connection point at which the first shaft can be coupled or is coupled to the internal combustion engine. From this point, the switching levels thus extend as a first, second, third and fourth switching level, with the electrical machine and the described planetary gear being arranged in the fourth switching level. In this case, the transmission device has, in particular, precisely four shifting levels. Three further switching levels are thus arranged between the transmission input and the planetary gear. In each of the three shifting levels, which lie between the transmission input and the fourth shifting level, there is at least one gear wheel on the first shaft, which meshes with at least one corresponding gear wheel on one of the countershafts.

Da vorliegend vier Schaltebenen verwendet werden, wobei drei der Schaltebenen auf der ersten Welle bzw. den Vorgelegewellen angeordnet sind und die elektrische Maschine über das Planetengetriebe angekoppelt ist, ergibt sich eine in Axialrichtung vergleichsweise kompakte Bauform. Hierbei können durch das Planetengetriebe bevorzugt genau zwei elektrische Gänge bereitgestellt werden, wobei die elektrischen Gänge ebenfalls auf den Vorgelegewellen angeordnete Gangräder, insbesondere einer einzigen Vorgelegewelle, nutzen können.Since four switching levels are used here, with three of the switching levels being arranged on the first shaft or the countershafts and the electric machine being coupled via the planetary gear, a comparatively compact design results in the axial direction. Precisely two electric gears can be provided by the planetary gear, with the electric gears also being able to use gear wheels arranged on the countershafts, in particular a single countershaft.

Nach einer Ausgestaltung der Getriebevorrichtung kann vorgesehen sein, dass das Planetengetriebe zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, in Axialrichtung innerhalb des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet ist. Nach dieser Ausgestaltung sind das Planetengetriebe und die elektrische Maschine, insbesondere der Rotor der elektrischen Maschine „geschachtelt“ ausgebildet, d.h., dass das Planetengetriebe zumindest abschnittsweise in einem von dem Rotor der elektrischen Maschine begrenzten Raumvolumen angeordnet ist. Hierbei kann das Planetengetriebe größtenteils, insbesondere vollständig, innerhalb des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet sein, d.h., dass das Planetengetriebe in radialer Richtung zumindest abschnittsweise von dem Rotor der elektrischen Maschine umgeben ist. Durch die Anordnung des Planetengetriebes innerhalb des Rotors kann weiter in Axialrichtung Bauraum eingespart werden. Dadurch kann die kompakte Ausführung der Getriebevorrichtung weiter verbessert werden.According to one configuration of the transmission device, it can be provided that the planetary gear is arranged at least in sections, in particular completely, in the axial direction inside the rotor of the electrical machine. According to this configuration, the planetary gear and the electric machine, in particular the rotor of the electric machine, are “nested” in design, ie the planetary gear is arranged at least in sections in a spatial volume delimited by the rotor of the electric machine. In this case, the planetary gear can be arranged largely, in particular completely, within the rotor of the electric machine, ie the planetary gear is at least partially surrounded in the radial direction by the rotor of the electric machine. By arranging the planetary gear within the rotor more space can be saved in the axial direction. As a result, the compact design of the transmission device can be further improved.

Die elektrische Maschine kann insbesondere konzentrisch auf der ersten Welle angeordnet sein. Somit können Planetengetriebe und elektrische Maschine in der dritten Schaltebene koaxial zueinander und konzentrisch auf der ersten Welle angeordnet sein. Die elektrische Maschine muss somit nicht separat auf der ersten Welle oder einer der Vorgelegewellen über einen Zahneingriff angekoppelt werden, sondern die elektrische Maschine kann bereits konzentrisch auf der ersten Welle angeordnet werden, wobei, wie zuvor beschrieben, das Planetengetriebe ebenfalls auf der ersten Welle angeordnet sein kann, nämlich insbesondere zumindest abschnittsweise innerhalb des Rotors der elektrischen Maschine.The electrical machine can in particular be arranged concentrically on the first shaft. Thus planetary gear and electrical machine in the third switching level can be arranged coaxially to each other and concentrically on the first shaft. The electrical machine therefore does not have to be coupled separately on the first shaft or on one of the countershafts via a toothed engagement, but the electrical machine can already be arranged concentrically on the first shaft, with the planetary gear also being arranged on the first shaft, as described above can, namely in particular at least partially within the rotor of the electrical machine.

Die erste Welle kann in einer ersten Schaltebene ein Festrad aufweisen, das mit jeweils einem Losrad auf jeder der beiden Vorgelegewellen in Eingriff steht. Folglich kann vom Verbrennungsmotor in die Getriebevorrichtung eingeleitetes Drehmoment wahlweise auf die erste Vorgelegewelle oder die zweite Vorgelegewelle geleitet werden, je nachdem, welches der beiden Losräder mit der jeweiligen Vorgelegewelle gekoppelt wird.The first shaft can have a fixed wheel in a first switching level, which meshes with a loose wheel on each of the two countershafts. Consequently, torque introduced into the transmission device by the internal combustion engine can be selectively routed to the first countershaft or the second countershaft, depending on which of the two loose wheels is coupled to the respective countershaft.

Die erste Welle kann mit einer zweiten Welle und wenigstens einer dritten und vierten Welle verbindbar oder verbunden sein, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. The first shaft can be connectable or connected to a second shaft and at least a third and fourth shaft arranged concentrically to each other.

Dabei kann eine dritte Welle vorgesehen sein, die in der zweiten Schaltebene ein Festrad aufweist, das mit einem Zahnrad, insbesondere mit einem Festrad, auf der zweiten Vorgelegewelle in Eingriff steht. Ferner kann eine vierte Welle vorgesehen sein, die in der dritten Schaltebene ein Festrad aufweist, das in Eingriff mit einem auf der ersten Vorgelegewelle angeordneten Zahnrad, insbesondere Losrad, steht. Die Begriffe „erste“ und „zweite“ in Bezug auf die erste und die zweite Vorgelegewelle sind übertragbar bzw. austauschbar. Durch die Anordnung der einzelnen Räder, die mit den unterschiedlichen Vorgelegewellen koppelbar oder gekoppelt sind, auf einander umgreifenden Hohlwellen ist eine in Axialrichtung besonders kompakte Bauweise möglich. Bevorzugt kann die vierte Welle die dritte Welle und/oder die zweite Welle umgreifen.In this case, a third shaft can be provided which has a fixed wheel in the second switching level, which meshes with a gear wheel, in particular with a fixed wheel, on the second countershaft. Furthermore, a fourth shaft can be provided, which has a fixed wheel in the third switching level, which is in engagement with a gear wheel, in particular a loose wheel, arranged on the first countershaft. The terms "first" and "second" in relation to the first and second countershafts are interchangeable. By arranging the individual wheels, which can be coupled or are coupled to the different countershafts, on hollow shafts that engage around one another, a particularly compact design in the axial direction is possible. The fourth shaft can preferably encompass the third shaft and/or the second shaft.

Die dritte Welle kann ferner mit einem Hohlrad des Planetengetriebes oder mit einem Planetenträger des Planetengetriebes und die vierte Welle kann mit einem Sonnenrad des Planetengetriebes gekoppelt sein. Dadurch ergeben sich verschiedene Möglichkeiten, beispielsweise durch Verblocken des Planetengetriebes, Drehmoment an die verschiedenen Vorgelegewellen zu leiten, beispielsweise über die dritte Welle an die zweite Vorgelegewelle oder über die vierte Welle an die erste Vorgelegewelle. Die Begriffe „erste“, „zweite“ „dritte“ und „vierte“ Wellesind ebenfalls austauschbar. Die einzelnen Wellen können, je nach konkreter Anordnung wahlweise als Vollwellen oder Hohlwellen ausgeführt werden. Insbesondere kann die zweite Welle als Vollwelle und/oder die dritte Welle und/oder die vierte Welle als Hohlwelle ausgebildet sein.The third shaft can also be coupled to a ring gear of the planetary gear or to a planet carrier of the planetary gear and the fourth shaft can be coupled to a sun gear of the planetary gear. This results in various possibilities, for example by blocking the planetary gear, to conduct torque to the various countershafts, for example via the third shaft to the second countershaft or via the fourth shaft to the first countershaft. The terms "first", "second", "third" and "fourth" wave are also interchangeable. Depending on the specific arrangement, the individual shafts can be designed as either solid shafts or hollow shafts. In particular, the second shaft can be designed as a solid shaft and/or the third shaft and/or the fourth shaft can be designed as a hollow shaft.

Dem Planetengetriebe kann dabei insbesondere eine Schalteinrichtung zugeordnet sein, die dazu ausgebildet ist, das Planetengetriebe zu sperren bzw. zu verblocken. Die Schalteinrichtung, die für die Verblockung des Planetengetriebes ausgebildet ist, kann dabei ebenfalls zumindest abschnittsweise innerhalb des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet sein, insbesondere axial benachbart zu dem Planetengetriebe. Für die Verblockung des Planetengetriebes sind mehrere Varianten möglich die grundsätzlich darauf basieren, je zwei der drei Elemente des Planetengetriebes, d.h. Sonnenrad, Hohlrad oder Planetenträger, miteinander zu verbinden. Beispielsweise kann das Sonnenrad mit dem Hohlrad oder das Sonnenrad mit dem Planetenträger oder der Planetenträger mit dem Hohlrad verbunden werden, um die Verblockung bzw. Sperrung des Planetensatzes zu erreichen.The planetary gear can in particular be assigned a switching device which is designed to block or block the planetary gear. The switching device, which is designed for locking the planetary gear, can also be arranged at least in sections inside the rotor of the electrical machine, in particular axially adjacent to the planetary gear. Several variants are possible for blocking the planetary gear, which are basically based on connecting two of the three elements of the planetary gear, i.e. sun gear, ring gear or planet carrier, with each other. For example, the sun gear can be connected to the ring gear or the sun gear can be connected to the planet carrier or the planet carrier can be connected to the ring gear in order to lock or block the planetary gearset.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass ein Abtriebsrad auf wenigstens einer Vorgelegewelle, insbesondere auf beiden Vorgelegewellen mittig, in Axialrichtung zwischen der ersten und der zweiten Schaltebene angeordnet ist. Das Abtriebsrad kann somit an einer oder beiden Vorgelegewellen mittig zwischen der ersten und der zweiten Schaltebene angeordnet sein. Insbesondere können beide Abtriebsräder, die das Drehmoment von den Vorgelegewellen wegleiten, beispielsweise zu einem nachgeschalteten Differenzial, zwischen der ersten oder zweiten Schaltebene angeordnet sein, insbesondere mittig auf den Vorgelegewellen in Bezug auf die Axialrichtung. Je nach Ausgestaltung des Differenzials bzw. der Abtriebselemente kann eine derartige Anordnung in Bezug auf die Zahnlänge vorteilhaft sein. Das Planetengetriebe kann nach einer weiteren Ausgestaltung als Plussatz oder als Minussatz ausgebildet sein. Dies bietet weitere Möglichkeiten in Bezug auf die Übersetzung des Planetengetriebes beim Betrieb der Getriebevorrichtung.According to a further embodiment, it can be provided that an output gear is arranged on at least one countershaft, in particular centrally on both countershafts, in the axial direction between the first and the second shift level. The output gear can thus be arranged on one or both countershafts in the middle between the first and the second shift level. In particular, both output gears, which divert the torque from the countershafts, for example to a downstream differential, can be arranged between the first or second shift level, in particular centrally on the countershafts with respect to the axial direction. Depending on the design of the differential or the output elements, such an arrangement can be advantageous with regard to the tooth length. According to a further embodiment, the planetary gear can be designed as a plus set or as a minus set. This offers further possibilities with regard to the translation of the planetary gear when operating the gear device.

Zusätzlich kann optional eine zweite elektrische Maschine vorgesehen sein. Die zweite elektrische Maschine kann insbesondere achsparallel zu der ersten Welle bzw. den Vorgelegewellen angeordnet sein. Hierbei ist insbesondere eine Anbindung der zweiten elektrischen Maschine an der ersten Schaltebene möglich. Das zuvor beschriebene Festrad, das in Eingriff mit den Losrädern auf den Vorgelegewellen steht, kann folglich einen dritten Zahneingriff aufweisen, durch den das Abtriebsrad der elektrischen Maschine an die erste Welle gekoppelt ist.In addition, a second electrical machine can optionally be provided. The second electrical machine can in particular be arranged axially parallel to the first shaft or the countershafts. A connection of the second electrical machine to the first switching level is particularly possible here. The festival described above rad, which is in engagement with the idler gears on the countershafts, can consequently have a third meshing, through which the output gear of the electric machine is coupled to the first shaft.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Getriebevorrichtung eine Trennkupplung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, die erste Welle lösbar an einen Verbrennungsmotor zu koppeln, wobei die Trennkupplung in Axialrichtung vor der ersten Schaltebene angeordnet ist. Dadurch wird ermöglicht, den Verbrennungsmotor vollständig von der Getriebevorrichtung abzukoppeln. Im abgekoppelten Zustand ist dennoch ein rein elektrischer Betrieb über die elektrische Maschine oder die zweite elektrische Maschine oder beide elektrischen Maschinen möglich. Insbesondere kann die zweite elektrische Maschine auch als Startergenerator dienen und den Verbrennungsmotor insbesondere basierend auf der Massenträgheit der zweiten elektrischen Maschine zustarten. Die Trennkupplung kann grundsätzlich als Klauenkupplung oder als Reibkupplung ausgebildet sein. In der Ausgestaltung als Reibkupplung kann insbesondere ein Öffnen und Schließen unter Drehzahldifferenz bzw. unter Last ermöglicht werden.According to a further configuration, the transmission device can have a separating clutch which is designed to detachably couple the first shaft to an internal combustion engine, the separating clutch being arranged in the axial direction in front of the first shift level. This makes it possible to completely decouple the internal combustion engine from the transmission device. In the decoupled state, however, purely electrical operation via the electric machine or the second electric machine or both electric machines is possible. In particular, the second electrical machine can also serve as a starter generator and start the internal combustion engine, in particular based on the mass inertia of the second electrical machine. In principle, the separating clutch can be designed as a claw clutch or as a friction clutch. In the configuration as a friction clutch, opening and closing under a speed difference or under load can be enabled in particular.

Neben der Getriebevorrichtung betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine beschriebene Getriebevorrichtung. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die Getriebevorrichtung beschrieben wurden, sind auf das Kraftfahrzeug übertragbar.In addition to the transmission device, the invention relates to a motor vehicle comprising a described transmission device. All advantages, details and features that have been described in relation to the transmission device can be transferred to the motor vehicle.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:

  • 1 eine Getriebevorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 2 eine Getriebevorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 3 eine Getriebevorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel;
  • 4 eine Getriebevorrichtung nach einem vierten Ausführungsbeispiel;
  • 5 eine Getriebevorrichtung nach einem fünften Ausführungsbeispiel;
  • 6 eine Getriebevorrichtung nach einem sechsten Ausführungsbeispiel; und
  • 7 eine Getriebevorrichtung nach einem siebten Ausführungsbeispiel.
The invention is explained below using exemplary embodiments with reference to the figures. The figures are schematic representations and show:
  • 1 a transmission device according to a first embodiment;
  • 2 a transmission device according to a second embodiment;
  • 3 a transmission device according to a third embodiment;
  • 4 a transmission device according to a fourth embodiment;
  • 5 a transmission device according to a fifth embodiment;
  • 6 a transmission device according to a sixth embodiment; and
  • 7 a transmission device according to a seventh embodiment.

1 zeigt eine Getriebevorrichtung 1 für einen Hybridantriebsstrang 2 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs. Die Getriebevorrichtung 1 weist eine erste Welle 3 auf, die mit einem Verbrennungsmotor 4 koppelbar oder gekoppelt ist. Achsparallel zu der ersten Welle 3 verlaufen zwei Vorgelegewellen 5, 6, wobei eine beispielhaft als „erste Vorgelegewelle 5“ und die andere als „zweite Vorgelegewelle 6“ bezeichnet wird, wobei die Bezeichnungen ebenso austauschbar sind. Die Getriebevorrichtung 1 weist vier Schaltebenen 7-10 auf, die in Axialrichtung beginnend am Getriebeeingang, an dem die erste Welle 3 mit dem Verbrennungsmotor 4 gekoppelt ist, gezählt werden. 1 shows a transmission device 1 for a hybrid drive train 2 of a motor vehicle, not shown in detail. The transmission device 1 has a first shaft 3 which can be coupled or is coupled to an internal combustion engine 4 . Two countershafts 5, 6 run axially parallel to the first shaft 3, one being referred to as “first countershaft 5” and the other as “second countershaft 6”, the designations also being interchangeable. The transmission device 1 has four shift levels 7-10, which are counted in the axial direction starting at the transmission input, at which the first shaft 3 is coupled to the internal combustion engine 4.

Ersichtlich weist die Getriebevorrichtung 1 daher in der vierten Schaltebene 10 eine elektrische Maschine 11 auf. Die elektrische Maschine 11 ist dabei konzentrisch in Bezug auf die erste Welle 3 angeordnet, wobei ein Planetengetriebe 12 zumindest abschnittsweise innerhalb des Rotors 13 der elektrischen Maschine 11 angeordnet ist. Mit anderen Worten umgibt der Rotor 13 das Planetengetriebe 12 in radialer Richtung. Insbesondere ist hierbei, wie in 1 dargestellt, kann das Planetengetriebe 12 vollständig innerhalb des Rotors 13 angeordnet werden. Die zumindest teilweise Anordnung des Planetengetriebes 12 innerhalb des Rotors 13, sowie die Anordnung von Planetengetriebe 12 und elektrischer Maschine 11 konzentrisch auf der ersten Welle 3 erlaubt eine besonders kompakte Bauform, da die elektrische Maschine 11 nicht achsparallel angeordnet und entsprechend an die erste Welle 3 angebunden werden muss.As can be seen, the transmission device 1 therefore has an electric machine 11 in the fourth shift level 10 . The electrical machine 11 is arranged concentrically with respect to the first shaft 3 , a planetary gear 12 being arranged at least in sections within the rotor 13 of the electrical machine 11 . In other words, the rotor 13 surrounds the planetary gear 12 in the radial direction. In particular, as in 1 shown, the planetary gear 12 can be arranged completely within the rotor 13. The at least partial arrangement of the planetary gear 12 within the rotor 13 and the arrangement of the planetary gear 12 and electric machine 11 concentrically on the first shaft 3 allows a particularly compact design, since the electric machine 11 is not arranged axially parallel and is accordingly connected to the first shaft 3 must become.

In der ersten Schaltebene 7 weist die Getriebevorrichtung 1 auf der ersten Welle 3 ein Festrad 14 auf, das mit jeweils einem Losrad 15, 16 in Eingriff steht, wobei die Losräder 15, 16 auf den Vorgelegewellen 5, 6 angeordnet sind. Hierbei ist dem Losrad 15 eine erste Schalteinrichtung B zugeordnet, die dazu ausgebildet ist, das Losrad 15 wahlweise mit der Vorgelegewelle 5 zu koppeln. Dementsprechend ist dem Losrad 16 eine zweite Schalteinrichtung C zugeordnet, die das Losrad 16 mit der zweiten Vorgelegewelle 6 koppeln kann.In the first shift level 7, the transmission device 1 on the first shaft 3 has a fixed wheel 14 which is in mesh with a respective idler wheel 15, 16, with the idler wheels 15, 16 being arranged on the countershafts 5, 6. In this case, the loose wheel 15 is assigned a first shifting device B, which is designed to selectively couple the loose wheel 15 to the countershaft 5 . Accordingly, the idler gear 16 is assigned a second shifting device C, which can couple the idler gear 16 to the second countershaft 6 .

Zwischen der ersten Schaltebene 7 und der zweiten Schaltebene 8 weisen die Vorgelegewellen 5, 6 Abtriebsräder 17, 18 auf, die mit einem Differenzial in Eingriff stehen bzw. Drehmoment von den Vorgelegewellen 5, 6 an das Differenzial leiten können. Die Anordnung der Abtriebsräder 17, 18 mittig auf den Vorgelegewellen 5, 6 bietet insbesondere Vorteile im Hinblick auf die Zahnlänge beim Eingriff der Abtriebsräder 17, 18 mit dem Differenzial.Between the first shifting level 7 and the second shifting level 8, the countershafts 5, 6 have driven gears 17, 18 which are in engagement with a differential or can conduct torque from the countershafts 5, 6 to the differential. The arrangement of the driven gears 17, 18 in the center of the countershafts 5, 6 offers particular advantages with regard to the tooth length when the driven gears 17, 18 engage with the differential.

In der dritten Schaltebene 8 ist die erste Welle mit einer zweiten Welle 19 verbindbar oder verbunden, die von einer dritten Welle 20 umgeben bzw. umgriffen ist. Die dritte Welle 20 weist ein Festrad 21 auf, das in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Festrad 22 auf der zweiten Vorgelegewelle 6 in Eingriff steht. In der dritten Schaltebene 9 ist die erste Welle 3 mit einer vierten Welle 23 verbindbar oder verbunden, die die dritte Welle 20 und die zweite Welle 19 umgreift. An der vierten Wellevierten Welle 23 ist ein Zahnrad 24, insbesondere ein Festrad, in der dritten Schaltebene 9 angeordnet, das mit einem Zahnrad 25, in diesem Ausführungsbeispiel ein Losrad, auf der ersten Vorgelegewelle 5 in Eingriff steht. Dem Losrad 25 auf der ersten Vorgelegewelle 5 ist eine Schalteinrichtung E zugeordnet, die das Losrad 25 an die Vorgelegewelle 5 koppeln kann.In the third switching level 8, the first shaft can be connected or is connected to a second shaft 19, which is surrounded or encompassed by a third shaft 20. The third shaft 20 has a fixed wheel 21 which is in engagement with a fixed wheel 22 on the second countershaft 6 in this exemplary embodiment. In the third switching level 9, the first shaft 3 can be connected to a fourth shaft 23 or connected, which surrounds the third shaft 20 and the second shaft 19. On the fourth shaft fourth shaft 23 is a gear 24, in particular a fixed wheel, arranged in the third switching level 9, which is in engagement with a gear 25, a loose wheel in this embodiment, on the first countershaft 5. The loose wheel 25 on the first countershaft 5 is assigned a switching device E, which can couple the loose wheel 25 to the countershaft 5 .

Ferner ist die zweite Welle 19 mit einem Planetenträger 26 gekoppelt, wobei die dritte Welle 20 mit einem Hohlrad 27 gekoppelt ist und die vierte Welle 23 ein Sonnenrad 28 des Planetengetriebes 12 trägt. Dem Planetengetriebe 12 ist ferner eine Schalteinrichtung F zugeordnet, die dazu ausgebildet ist, das Planetengetriebe 12 zu sperren bzw. zu verblocken. Wird die Schalteinrichtung F geschlossen, wird letztlich die dritte Welle 20 mit der vierten Wellevierten Welle 23 verbunden, sodass das Sonnenrad 28 mit dem Hohlrad 27 verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Getriebevorrichtung 1 ferner eine Schalteinrichtung D auf, die dazu ausgebildet ist, den Eingang der ersten Welle 3 mit der zweiten Welle 19 zu verbinden. Ferner ist eine Schalteinrichtung A vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, den Eingang der ersten Welle 3 mit dem ersten Hohlrad 20 zu koppeln.Furthermore, the second shaft 19 is coupled to a planet carrier 26 , the third shaft 20 being coupled to a ring gear 27 and the fourth shaft 23 carrying a sun gear 28 of the planetary gear 12 . The planetary gear 12 is also assigned a switching device F, which is designed to block or block the planetary gear 12 . If the switching device F is closed, the third shaft 20 is finally connected to the fourth shaft 23 , so that the sun gear 28 is connected to the ring gear 27 . In this exemplary embodiment, the transmission device 1 also has a shifting device D, which is designed to connect the input of the first shaft 3 to the second shaft 19 . Furthermore, a switching device A is provided, which is designed to couple the input of the first shaft 3 to the first ring gear 20 .

Die einzelnen Schalteinrichtungen A-F können als Einzelschaltelemente ausgebildet sein. Alternativ ist es ebenso möglich, jeweils zwei Schalteinrichtungen A-F zu einem Doppelschaltelement zusammenzufassen. Insbesondere können die Schalteinrichtungen B und C, die Schalteinrichtungen A und D sowie die Schalteinrichtungen E und F als Doppelschaltelemente ausgeführt sein. Ferner kann die Getriebevorrichtung 1 optional eine zweite elektrische Maschine 29 aufweisen. Diese ist beispielsweise, wie in 1 gezeigt, achsparallel zu der ersten Welle 3 und den Vorgelegewellen 5, 6 angeordnet, wobei diese über ein Abtriebselement mit dem Festrad 14 in der ersten Schaltebene 7 gekoppelt sein kann. Das Festrad 14 in der ersten Schaltebene weist somit drei Zahneingriffe auf.The individual switching devices AF can be designed as individual switching elements. Alternatively, it is also possible to combine two switching devices AF to form a double switching element. In particular, the switching devices B and C, the switching devices A and D and the switching devices E and F can be designed as double switching elements. Furthermore, the transmission device 1 can optionally have a second electric machine 29 . This is, for example, as in 1 shown, arranged axially parallel to the first shaft 3 and the countershafts 5, 6, which can be coupled via an output element with the fixed wheel 14 in the first switching level 7. The fixed wheel 14 in the first switching level thus has three tooth meshes.

Nachfolgend sollen die einzelnen Schaltvorgänge bzw. Fahrmodi mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel in 1 beschrieben werden. Das Schaltschema, d.h. insbesondere die einzelnen Schaltvorgänge und Fahrmodi sind auf alle nachfolgenden Ausführungsbeispiele übertragbar. In einem ersten Betriebsmodus kann durch alleiniges Schließen der Schalteinrichtung D die elektrische Maschine 11 als elektrodynamisches Anfahrelement verwendet werden, wobei das Planetengetriebe 12 als Überlagerungsgetriebe dient. Hierbei kann von dem Rotor 13, der ebenfalls mit der vierten Welle 23 gekoppelt ist, Drehmoment über das Sonnenrad 28 durch das Planetengetriebe 12, also über Planeten 30 an das Hohlrad 27 und von dort an die dritte Welle 20 übertragen werden. Somit kann das Drehmoment über die Festräder 21, 22 an die zweite Vorgelegewelle 6 und somit über das Abtriebsrad 18 and das Differenzial geleitet werden.The individual switching processes or driving modes with reference to the first exemplary embodiment in 1 to be discribed. The shift pattern, ie in particular the individual shift processes and driving modes, can be applied to all of the following exemplary embodiments. In a first operating mode, the electrical machine 11 can be used as an electrodynamic starting element by simply closing the switching device D, with the planetary gear 12 serving as a superposition gear. Here, torque can be transmitted from the rotor 13, which is also coupled to the fourth shaft 23, via the sun gear 28 through the planetary gear 12, ie via planet 30 to the ring gear 27 and from there to the third shaft 20. The torque can thus be transmitted via the fixed gears 21, 22 to the second countershaft 6 and thus via the output gear 18 and the differential.

Zur Realisierung eines ersten elektrischen Vorwärtsgangs kann alleinig die Schalteinrichtung E geschlossen werden, sodass der Rotor 13 die vierte Welle 23 antreibt, wobei Drehmoment über das Festrad 24 an das Losrad 25 und somit an die erste Vorgelegewelle 5 und von dort über das Abtriebsrad 17 an das Differenzial geleitet werden kann. Ein zweiter elektrischer Vorwärtsgang wird durch alleiniges Schließen der Schalteinrichtung F realisiert, sodass das Planetengetriebe 12 gesperrt ist und somit Drehmoment von dem Rotor 13 an die dritte Welle 20 über die Festräder 21, 22 an die zweite Vorgelegewelle 6 und somit über das Abtriebsrad 18 an das Differenzial geleitet werden können.To realize a first electric forward gear, only the switching device E can be closed, so that the rotor 13 drives the fourth shaft 23, with torque being transmitted via the fixed gear 24 to the idler gear 25 and thus to the first countershaft 5 and from there via the output gear 17 to the can be conducted differentially. A second electric forward gear is realized by simply closing the switching device F, so that the planetary gear 12 is locked and thus torque is transmitted from the rotor 13 to the third shaft 20 via the fixed gears 21, 22 to the second countershaft 6 and thus via the output gear 18 to the can be conducted differentially.

Zur Realisierung des ersten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgangs stehen zwei Alternativen zur Verfügung, wobei einmal durch alleiniges Schließen der Schalteinrichtung A ein erster Vorwärtsgang realisiert werden. Dazu kann von dem Verbrennungsmotor 4 Drehmoment in die erste Welle 3 eingeleitet werden, wobei durch Schließen der Schalteinrichtung A das Drehmoment vom Eingang der ersten Welle 3 an die dritte Welle 20 und somit ebenfalls über die Festräder 21, 22 auf die zweite Vorgelegewelle 6 und somit über das Abtriebsrad 18 an das Differenzial geleitet werden kann. Gemäß der zweiten Alternative werden statt der Schalteinrichtung A die Schalteinrichtungen D, F geschlossen, sodass das Drehmoment vom Verbrennungsmotor 4 über den Eingang der ersten Welle 3 an die zweite Welle 19 geleitet wird und aufgrund der geschlossenen Schalteinrichtung F durch das gesperrte Planetengetriebe 12 über die Festräder 21, 22 auf die zweite Vorgelegewelle 6 und somit über das Abtriebsrad 18 demselben Pfad folgt. Ersichtlich sind somit für die beiden elektrischen Vorwärtsgänge und den ersten bzw. zweiten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang unterschiedliche Übersetzungen einstellbar.Two alternatives are available for realizing the first internal combustion engine forward gear, with a first forward gear being realized simply by closing the switching device A. For this purpose, torque can be introduced from the internal combustion engine 4 into the first shaft 3, whereby by closing the switching device A the torque from the input of the first shaft 3 to the third shaft 20 and thus also via the fixed gears 21, 22 to the second countershaft 6 and thus can be passed via the output gear 18 to the differential. According to the second alternative, instead of the shifting device A, the shifting devices D, F are closed, so that the torque is transmitted from the internal combustion engine 4 via the input of the first shaft 3 to the second shaft 19 and, due to the closed shifting device F, through the locked planetary gear 12 via the fixed wheels 21, 22 on the second countershaft 6 and thus on the output gear 18 follows the same path. As can be seen, different translations can be set for the two electric forward gears and the first or second forward gear based on the internal combustion engine.

Ein zweiter verbrennungsmotorischer Vorwärtsgang kann durch alleiniges Schließen der Schalteinrichtung B erreicht werden. Dadurch wird Drehmoment vom Verbrennungsmotor 4 auf den Eingang der ersten Welle 3 und über das Festrad 14 an das Losrad 15 über die geschlossen Schalteinrichtung B an das Abtriebsrad 17 der ersten Vorgelegewelle 5 und von dort in das Differenzial geleitet. Analog dazu kann ein dritter verbrennungsmotorischer Vorwärtsgang durch alleiniges Schließen der Schalteinrichtung C erreicht werden. Hierbei nimmt das Drehmoment vom Verbrennungsmotor 4 über den Eingang der ersten Welle 3 den Weg über das Festrad 14 auf das Losrad 16 über die geschlossene Schalteinrichtung C an das Abtriebsrad 18 der zweiten Vorgelegewelle 6 und somit zum Differenzial.A second internal combustion engine forward gear can be achieved by simply closing the switching device B. As a result, torque is passed from the internal combustion engine 4 to the input of the first shaft 3 and via the fixed gear 14 to the idler gear 15 via the closed switching device B to the output gear 17 of the first countershaft 5 and from there into the differential. Analogously, a third internal combustion engine forward gear can be achieved by simply closing the switching device C. Here, the torque from the engine 4 takes over the Input of the first shaft 3 travels via the fixed gear 14 to the idler gear 16 via the closed switching device C to the output gear 18 of the second countershaft 6 and thus to the differential.

Ausgehend von dem zuerst beschriebenen elektrodynamischen Anfahrmodus sind direkte Übergänge in sämtliche verbrennungsmotorische Gänge möglich. Hierbei ist der Verbrennungsmotor 4 über die Schalteinrichtung D mit dem Planetenträger 26 verbunden und das Hohlrad 27 ist mit dem Abtrieb verbunden. Dies ermöglicht insbesondere, dass auch bei leerem elektrischen Energiespeicher angefahren und gefahren werden kann. Zum direkten Übergang in den ersten verbrennungsmotorischen Gang kann die Schalteinrichtung A geschlossen werden vorausgesetzt die Schalteinrichtungen A, D sind nicht als Doppelschaltelement ausgeführt. Zum direkten Übergang in die zweite Variante des ersten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgangs kann die Schalteinrichtung F geschlossen werden.Starting from the electrodynamic drive-off mode described above, direct transitions to all internal combustion engine gears are possible. Here, the internal combustion engine 4 is connected to the planet carrier 26 via the switching device D and the ring gear 27 is connected to the output. In particular, this makes it possible to start and drive even when the electrical energy store is empty. For the direct transition to the first internal combustion engine gear, the shifting device A can be closed, provided that the shifting devices A, D are not designed as double shifting elements. For a direct transition to the second variant of the first internal combustion engine forward gear, the switching device F can be closed.

Ebenso ist ein direkter Übergang in den zweiten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang möglich, indem ausgehend von dem elektrodynamischen Anfahrmodus die Schalteinrichtung B geschlossen wird. Zum Übergang in den dritten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgang wird ausgehend von dem elektrodynamischen Anfahrmodus die Schalteinrichtung C geschlossen. Damit geht einher, dass der elektrodynamischen Anfahrmodus für verbrennungsmotorische Schaltungen zwischen den verbrennungsmotorischen Gängen genutzt werden kann.A direct transition to the second forward gear based on the internal combustion engine is also possible, in that switching device B is closed starting from the electrodynamic starting mode. For the transition to the third internal combustion engine forward gear, the switching device C is closed based on the electrodynamic starting mode. This means that the electrodynamic starting mode can be used for internal combustion engine shifts between the internal combustion engine gears.

Ebenso ist ein direkter Übergang in die verbrennungsmotorischen Gänge aus beiden elektrischen Gängen möglich, indem die entsprechende Schalteinrichtung A-C geschlossen wird, nämlich die Schalteinrichtung A für den ersten Gang, die Schalteinrichtung B für den zweiten Gang oder die Schalteinrichtung C für den dritten Gang. Dies erlaubt ebenfalls, dass Schaltungen zwischen den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgängen mit der elektrischen Maschine 11 zugkraftgestützt ausgeführt werden können, insbesondere da die elektrische Maschine 11 unabhängig vom Kopplungszustand des Verbrennungsmotors 4 mit dem Abtrieb verbunden ist. Wie beschrieben, können die Schalteinrichtungen A-F als Klauenschaltelemente ausgeführt sein, wobei die Synchronisierung insbesondere durch eine Drehzahlregelung der elektrischen Maschine 11 durchgeführt werden kann oder alternativ durch eine Drehzahlregelung am Verbrennungsmotor 4.A direct transition to the internal combustion engine gears from both electric gears is also possible by closing the corresponding shifting device AC, namely shifting device A for first gear, shifting device B for second gear or shifting device C for third gear. This also allows shifts between the internal combustion engine forward gears to be carried out with the electric machine 11 supported by traction, in particular since the electric machine 11 is connected to the output independently of the coupling state of the internal combustion engine 4 . As described, the switching devices A-F can be designed as claw switching elements, in which case the synchronization can be carried out in particular by controlling the speed of the electric machine 11 or alternatively by controlling the speed of the internal combustion engine 4.

Ist die optionale elektrische Maschine 29 vorgesehen, kann diese dazu verwendet werden, den Verbrennungsmotor 4 aus einem rein elektrischer Fahrbetrieb zuzustarten. Ferner kann die Bordnetzversorgung durch die elektrische Maschine 29 abgedeckt oder unterstützt werden. Die zweite elektrische Maschine 29 erlaubt ferner ein serielles Kriechen und Fahren in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung. Die Drehzahlregelung des Verbrennungsmotors beim Ankoppeln und bei Schaltungen kann ebenfalls durch die zweite elektrische Maschine 29 unterstützt werden.If the optional electric machine 29 is provided, it can be used to start the internal combustion engine 4 from a purely electric driving mode. Furthermore, the vehicle electrical system supply can be covered or supported by the electrical machine 29 . The second electric machine 29 also allows serial crawling and driving in forward or reverse direction. The speed control of the internal combustion engine when coupling and shifting can also be supported by the second electric machine 29.

Für einen reinen verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb kann die elektrische Maschine 11 abgekoppelt werden, indem die Schalteinrichtungen E, F geöffnet werden. Somit ist ein besonders effizienter verbrennungsmotorischer Betrieb möglich, da das Planetengetriebe 12 und der Rotor 11 nicht mitgeschleppt werden müssen.For purely internal combustion engine driving, the electric machine 11 can be decoupled by the switching devices E, F being opened. A particularly efficient internal combustion engine operation is thus possible, since the planetary gear 12 and the rotor 11 do not have to be dragged along.

Wie beschrieben, sind sämtliche Schaltvorgänge bzw. Einstellungen der Schalteinrichtungen zum Realisieren der entsprechenden Gänge auf alle nachfolgenden Ausführungsformen übertragbar. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird nachfolgend lediglich auf Unterschiede bezogen auf das erste Ausführungsbeispiel, wie in 1 gezeigt, bzw. auf weitere vorangehende Ausführungsformen eingegangen.As described, all switching processes or settings of the switching devices for realizing the corresponding gears can be transferred to all subsequent embodiments. In order to avoid repetition, only the differences in relation to the first exemplary embodiment, as in 1 shown, or discussed further previous embodiments.

2 zeigt eine Getriebevorrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Hierbei wurde die Schalteinrichtung F in Form der Schalteinrichtung F` von der vierten Welle 23 auf die zweite Welle 19 verlagert. Hierbei kann die Schalteinrichtung F' ebenfalls in Axialrichtung innerhalb des Rotors 13 der elektrischen Maschine 11 angeordnet werden. Die Verblockung des Planetengetriebes 12 erfolgt hierbei durch die Kopplung des Planetenträgers 26 mit dem Sonnenrad 28, da der Rotor 13 zum einen mit der Schalteinrichtung F' verbunden ist, die im geschlossenen Zustand den Rotor 13 mit der zweiten Welle 19 und somit mit dem Planetenträger 26 und mit dem Sonnenrad 28 koppelt. 2 shows a transmission device 1 according to a second embodiment. Here, the shifting device F was shifted from the fourth shaft 23 to the second shaft 19 in the form of the shifting device F`. In this case, the switching device F′ can likewise be arranged in the axial direction within the rotor 13 of the electrical machine 11 . The locking of the planetary gear 12 takes place here through the coupling of the planet carrier 26 with the sun gear 28, since the rotor 13 is connected to the switching device F', which in the closed state connects the rotor 13 to the second shaft 19 and thus to the planet carrier 26 and coupled to the sun gear 28.

3 zeigt die Getriebevorrichtung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen aus 1, 2 ist erneut die Schalteinrichtung F verändert, nämlich als Schalteinrichtung F". Diese bewirkt hierbei im geschlossenen Zustand, dass die dritte Welle 20, die wieder mit dem Hohlrad 27 gekoppelt ist, bei geschlossener Schalteinrichtung F'' mit dem Planetenträger 26 gekoppelt ist. 3 shows the transmission device 1 according to a third embodiment. Compared to the exemplary embodiments 1 , 2 the shifting device F is changed again, namely as shifting device F". In the closed state, this causes the third shaft 20, which is again coupled to the ring gear 27, to be coupled to the planetary carrier 26 when the shifting device F'' is closed.

Wie zuvor beschrieben, kann das Planetengetriebe 12 grundsätzlich auch als Plussatz oder als Minussatz ausgeführt sein. 4 zeigt eine Variante des Planetengetriebes 12, bei der dieses als Minusplanetensatz ausgeführt ist. Die Beschreibung lässt sich hierbei auch auf die Verwendung eines Plusplanetensatzes übertragen, wobei der Minusplanetensatz durch einen Plusplanetensatz ersetzt werden kann, beispielsweise indem die Anbindungen von Planetenträger 26 und Hohlrad 27 vertauscht werden.As described above, the planetary gear 12 can in principle also be designed as a plus set or as a minus set. 4 shows a variant of the planetary gear 12, in which this is designed as a negative planetary set. The description can here also be transferred to the use of a plus planetary gearset, in which case the minus planetary gearset can be replaced by a plus planetary gearset, for example by the connections of Planet carrier 26 and ring gear 27 are interchanged.

5 zeigt eine Variante, bei der die Schalteinrichtung E von der Vorgelegewelle 5 auf die vierte Welle 23 verlagert wird bzw. Die Anordnung der Zahnräder 24, 25 vertauscht wird, sodass das Zahnrad 25 nunmehr Festrad und das Zahnrad 24 Losrad ist. Letztlich kann somit die Zahnradstufe getauscht werden. Somit wird das auf der ersten Vorgelegewelle 5 angeordnete Zahnrad 25 als Festrad ausgebildet und steht wiederum in Eingriff mit dem Zahnrad 24, das nun als Festrad auf der dritten Welle 20 gelagert ist. Das Zahnrad 24 wird somit durch die Schalteinrichtung E zu einem schaltbaren Losrad, das auf der dritten Welle 20 angeordnet ist. Die vorgeschlagene Ausführung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Schalteinrichtungen E, F als Doppelschaltelement ausgeführt werden können, wie bereits zuvor beschrieben. Hierbei ist ferner ein Vorteil dahingehend erreicht, dass die beiden Schalteinrichtung E, F örtlich näher beieinander liegen, sodass die Ausführung des Doppelschaltelements verbessert werden kann. 5 shows a variant in which the switching device E is shifted from the countershaft 5 to the fourth shaft 23 or the arrangement of the gears 24, 25 is reversed, so that the gear 25 is now a fixed wheel and the gear 24 is a loose wheel. Ultimately, the gear stage can thus be exchanged. Thus, the arranged on the first countershaft 5 gear 25 is designed as a fixed wheel and is in turn engaged with the gear 24, which is now mounted on the third shaft 20 as a fixed wheel. The gearwheel 24 thus becomes a switchable idler wheel, which is arranged on the third shaft 20, by the switching device E. The proposed embodiment offers the advantage in particular that the switching devices E, F can be designed as a double switching element, as already described above. A further advantage is achieved here in that the two shifting devices E, F are closer together in terms of location, so that the design of the double shifting element can be improved.

Die 6, 7 zeigen grundsätzlich die erste Ausführungsform nach 1, wobei zwischen dem Eingang der ersten Welle 3 und dem Verbrennungsmotor 4 eine Trennkupplung K0 eingefügt wurde, die in der Ausführung nach 6 als Klauenkupplung und in der Ausführung nach 7 als Reibkupplung ausgeführt ist. Vorteilhaft ist, dass der Verbrennungsmotor 4 mittels der Trennkupplung K0 abgekoppelt werden kann. Wird eine Reibkupplung verwendet ist ferner vorteilhaft, dass diese auch unter Last geöffnet werden kann, beispielsweise bei einer Vollbremsung oder einer Fehlfunktion des Verbrennungsmotors 4. Die Trennkupplung K0 kann dann auch unter Differenzdrehzahl geschlossen werden, sodass ein sogenannter „Schwungstart“ des Verbrennungsmotors 4, beispielsweise mit der zweiten elektrischen Maschine 29 möglich ist, wobei insbesondere die Trägheitsmasse der zweiten elektrischen Maschine für das Zustarten des Verbrennungsmotors 4 ausgenutzt werden kann. Wie beschrieben, ist die zweite elektrische Maschine 29 stets als optional anzusehen.the 6 , 7 basically show the first embodiment 1 , wherein a separating clutch K0 was inserted between the input of the first shaft 3 and the internal combustion engine 4, which in the embodiment according to 6 as a claw coupling and in the design according to 7 designed as a friction clutch. It is advantageous that the internal combustion engine 4 can be decoupled by means of the separating clutch K0. If a friction clutch is used, it is also advantageous that it can also be opened under load, for example in the event of emergency braking or a malfunction of the internal combustion engine 4. The separating clutch K0 can then also be closed at a differential speed, so that a so-called "pulse start" of the internal combustion engine 4, for example with the second electrical machine 29 is possible, in particular the inertial mass of the second electrical machine for starting the internal combustion engine 4 can be utilized. As described, the second electrical machine 29 is always to be regarded as optional.

Ferner erlaubt die Trennkupplung K0, dass die zweite elektrische Maschine 29 zusätzlich zu der elektrischen Maschine 11 für einen rein elektrischen Fahrbetrieb genutzt werden kann, beispielsweise kann die zweite elektrische Maschine 29 anstelle des Verbrennungsmotors 4 antreiben. Im elektrodynamischen Anfahrmodus kann vorwärts und rückwärts rein elektrisch angefahren werden, wobei auch im Stillstand beide elektrische Maschinen 11, 29 drehen können, was sich günstig für die Belastung des Wechselrichters auswirken kann. Im elektrodynamischen Anfahrmodus ist ferner eine Stützung der rein elektrischen Schaltung der elektrischen Maschine 1 von dem ersten elektrischen Gang in den zweiten elektrischen Gang möglich, indem die zweite elektrische Maschine 29 während der Schaltung das Moment am Planetengetriebe 12 abstützt.Furthermore, the separating clutch K0 allows the second electric machine 29 to be used in addition to the electric machine 11 for purely electric driving, for example the second electric machine 29 can drive instead of the internal combustion engine 4 . In the electrodynamic starting mode, it is possible to start forwards and backwards purely electrically, with both electrical machines 11, 29 also being able to rotate when stationary, which can have a favorable effect on the load on the inverter. In the electrodynamic starting mode, it is also possible to support the purely electrical shifting of the electrical machine 1 from the first electrical gear to the second electrical gear, in that the second electrical machine 29 supports the torque on the planetary gear 12 during the shift.

Wie zuvor beschrieben, sind sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in den einzelnen Ausführungsformen gezeigt sind, vollständig aufeinander übertragbar, untereinander austauschbar und miteinander kombinierbar.As described above, all the advantages, details and features shown in the individual embodiments can be fully transferred to one another, interchanged with one another and combined with one another.

BezugszeichenlisteReference List

11
Getriebevorrichtunggear device
22
Hybridantriebsstranghybrid powertrain
33
erste Wellefirst wave
44
Verbrennungsmotorcombustion engine
5, 65, 6
Vorgelegewellecountershaft
7-107-10
Schaltebeneswitching level
1111
elektrische Maschineelectric machine
1212
Planetengetriebeplanetary gear
1313
Rotorrotor
1414
Festradfixed wheel
15, 1615, 16
Losradloose wheel
17, 1817, 18
Abtriebsradoutput gear
1919
zweite Wellesecond wave
2020
dritte Wellethird wave
21, 2221, 22
Festradfixed wheel
2323
vierte Wellefourth wave
24, 2524, 25
Zahnradgear
2626
Planetenträgerplanet carrier
2727
Hohlradring gear
2828
Sonnenradsun gear
2929
elektrische Maschineelectric machine
3030
Planetplanet
A-FA-F
Schalteinrichtungswitching device
K0K0
Trennkupplungdisconnect clutch

Claims (12)

Getriebevorrichtung (1) für einen Hybridantriebsstrang (2) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine mit einem Verbrennungsmotor (4) gekoppelte oder koppelbare erste Welle (3) und zwei Vorgelegewellen (5, 6) und eine elektrische Maschine (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (1) vier in Axialrichtung hintereinander angeordnete Schaltebenen (7 - 10) aufweist, wobei die elektrische Maschine (11) mit einem Planetengetriebe (12) in der vierten Schaltebene (7 - 10) angeordnet ist.Transmission device (1) for a hybrid drive train (2) for a motor vehicle, comprising a first shaft (3) coupled or capable of being coupled to an internal combustion engine (4) and two countershafts (5, 6) and an electric machine (11), characterized in that the transmission device (1) has four shift levels (7 - 10) arranged one behind the other in the axial direction, wherein the electric machine (11) is arranged with a planetary gear (12) in the fourth switching level (7 - 10). Getriebevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (12) zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, in Axialrichtung innerhalb des Rotors (13) der elektrischen Maschine (11) angeordnet ist.Transmission device (1) after claim 1 , characterized in that the planetary gear (12) is arranged at least in sections, in particular completely, in the axial direction within the rotor (13) of the electrical machine (11). Getriebevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (11) konzentrisch auf oder zu der ersten Welle (3) angeordnet ist.Transmission device (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the electrical machine (11) is arranged concentrically on or to the first shaft (3). Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (3) in einer ersten Schaltebene (7 - 10) ein Festrad (14) aufweist, das mit jeweils einem Losrad (15, 16) auf jeder der beiden Vorgelegewellen (5, 6) in Eingriff steht.Transmission device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first shaft (3) in a first switching level (7 - 10) has a fixed wheel (14) which is connected to a loose wheel (15, 16) on each of the two Countershafts (5, 6) is engaged. Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (3) mit einer zweiten Welle (19) und wenigstens einer dritten und/oder einer vierten Welle (20, 23) verbindbar oder verbunden ist, wobei die dritte Welle (20, 23) in der zweiten Schaltebene (7 - 10) ein Festrad (21) aufweist, das mit einem Zahnrad (22), insbesondere einem Festrad, auf der zweiten Vorgelegewelle (5, 6) in Eingriff steht und eine vierte Welle (20, 23), in der dritten Schaltebene (7 - 10) ein Zahnrad (24) aufweist, das in Eingriff mit einem auf der ersten Vorgelegewelle (5, 6) angeordneten Zahnrad (25), insbesondere Losrad, steht.Transmission device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first shaft (3) can be connected or is connected to a second shaft (19) and at least a third and/or a fourth shaft (20, 23), the third Shaft (20, 23) in the second switching level (7 - 10) has a fixed wheel (21) which meshes with a gear (22), in particular a fixed wheel, on the second countershaft (5, 6) and a fourth shaft (20, 23), in the third switching level (7 - 10) has a gear (24) which is in engagement with a gear (25), in particular a loose wheel, arranged on the first countershaft (5, 6). Getriebevorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Welle (20, 23) mit einem Hohlrad (27) des Planetengetriebes (12) oder mit einem Planetenträger (26) des Planetengetriebes (12) und die vierte Welle (20, 23) mit einem Sonnenrad (28) des Planetengetriebes (12) verbunden oder verbindbar ist.Transmission device (1) after claim 5 , characterized in that the third shaft (20, 23) with a ring gear (27) of the planetary gear (12) or with a planet carrier (26) of the planetary gear (12) and the fourth shaft (20, 23) with a sun gear (28 ) of the planetary gear (12) is connected or connectable. Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Planetengetriebe (12) eine Schalteinrichtung (F) zugeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, das Planetengetriebe (12) zu verblocken.Transmission device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the planetary gear (12) is assigned a switching device (F) which is designed to block the planetary gear (12). Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abtriebsrad (17, 18) auf wenigstens einer Vorgelegewelle (5, 6), insbesondere auf beiden Vorgelegewellen (5, 6) mittig, in Axialrichtung zwischen der ersten und der zweiten Schaltebene (7 - 10), angeordnet ist.Transmission device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a driven wheel (17, 18) on at least one countershaft (5, 6), in particular on both countershafts (5, 6) centrally, in the axial direction between the first and the second Switching level (7 - 10) is arranged. Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (12) als Plussatz oder als Minussatz ausgebildet ist.Transmission device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the planetary gear (12) is designed as a plus set or as a minus set. Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zweite elektrische Maschine (29), die achsparallel zu der ersten Welle (3) an der ersten Schaltebene (7 - 10) angeordnet ist.Transmission device (1) according to one of the preceding claims, characterized by a second electrical machine (29) which is arranged on the first shift level (7 - 10) with its axis parallel to the first shaft (3). Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Trennkupplung (K0), die dazu ausgebildet ist, die erste Welle (3) lösbar an einen Verbrennungsmotor (4) zu koppeln, wobei die Trennkupplung (K0) in Axialrichtung vor der ersten Schaltebene (7 - 10) angeordnet ist.Transmission device (1) according to one of the preceding claims, characterized by a separating clutch (K0) which is designed to detachably couple the first shaft (3) to an internal combustion engine (4), the separating clutch (K0) being in front of the first in the axial direction Switching level (7 - 10) is arranged. Kraftfahrzeug, umfassend eine Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.Motor vehicle comprising a transmission device (1) according to any one of the preceding claims.
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