DE102022202920A1 - Hybridgetriebe - Google Patents

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DE102022202920A1
DE102022202920A1 DE102022202920.8A DE102022202920A DE102022202920A1 DE 102022202920 A1 DE102022202920 A1 DE 102022202920A1 DE 102022202920 A DE102022202920 A DE 102022202920A DE 102022202920 A1 DE102022202920 A1 DE 102022202920A1
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DE
Germany
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gear
transmission
input shaft
switching element
motor vehicle
Prior art date
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Pending
Application number
DE102022202920.8A
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English (en)
Inventor
Stefan Beck
Fabian Kutter
Johannes Kaltenbach
Matthias Horn
Michael Wechs
Thomas Martin
Max Bachmann
Mladjan Radic
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe (18) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraftfahrzeugs (10), mit: einer ersten Getriebeeingangswelle (24) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine (16) des Kraftfahrzeugs; einer zweiten Getriebeeingangswelle (26) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) des Kraftfahrzeugs; einer Abtriebswelle (28) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einem Abtrieb (30); einem Planetenradsatz (RS), der mit der zweiten Getriebeeingangswelle und der Abtriebswelle antriebswirksam verbunden ist; in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren (ST1, ST2, ST3) zum Bilden von Gangstufen; und mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, B, C, D, E) zum Einlegen von Gangstufen, wobei ein erstes Stirnradpaar der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnet ist; und ein zweites Stirnradpaar und ein drittes Stirnradpaar der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen der ersten Getriebeeingangswelle und der Abtriebswelle zugeordnet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12), ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs und ein Kraftfahrzeug (10).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe, einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einem solchen Hybridgetriebe, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs.
  • Fahrzeuge werden zunehmend mit Hybridantrieben, d. h. mit wenigstens zwei verschiedenen Antriebsquellen ausgestattet. Hybridantriebe können zur Verminderung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen beitragen. Es haben sich weitgehend Antriebsstränge mit einem Verbrennungsmotor und einem oder mehreren Elektromotoren als Parallelhybrid oder als Mischhybrid durchgesetzt. Derartige Hybridantriebe weisen im Kraftfluss eine im Wesentlichen parallele Anordnung des Verbrennungsmotors und des Elektroantriebs auf. Hierbei können sowohl eine Überlagerung der Antriebsmomente als auch eine Ansteuerung mit rein verbrennungsmotorischem Antrieb oder rein elektromotorischem Antrieb ermöglicht werden. Da sich die Antriebsmomente des Elektroantriebs und des Verbrennungsmotors je nach Ansteuerung addieren können, ist eine vergleichsweise kleinere Auslegung des Verbrennungsmotors und/oder dessen zeitweise Abschaltung möglich. Hierdurch kann eine signifikante Reduzierung der CO2-Emissionen ohne nennenswerte Leistungs- bzw. Komforteinbußen erreicht werden. Die Möglichkeiten und Vorteile eines Elektroantriebs können somit mit den Reichweiten-, Leistungs- und Kostenvorteilen von Brennkraftmaschinen verbunden werden.
  • Ein Nachteil der oben genannten Hybridantriebe besteht in einem im Allgemeinen komplexeren Aufbau, da beide Antriebsquellen vorzugsweise mit nur einem Getriebe Antriebsleistung auf eine Antriebswelle übertragen. Hierdurch sind derartige Getriebe meist aufwendig und kostenintensiv in der Produktion. Eine Reduzierung der Komplexität im Aufbau eines Hybridgetriebes geht meistens mit einer Einbuße an Variabilität einher.
  • Dieser Nachteil kann zumindest teilweise mittels dedizierter Hybridgetriebe oder „Dedicated Hybrid Transmissions“ (DHT) überwunden werden, bei denen eine elektrische Maschine in das Getriebe integriert wird, um den vollen Funktionsumfang darzustellen. Beispielsweise kann im Getriebe insbesondere der mechanische Getriebeteil vereinfacht werden, etwa durch Entfall des Rückwärtsgangs, wobei stattdessen mindestens eine elektrische Maschine genutzt wird.
  • Dedizierte Hybridgetriebe können aus bekannten Getriebekonzepten hervorgehen, also aus Doppelkupplungsgetrieben, Wandler-Planetengetrieben, stufenlosen Getrieben (CVT) oder automatisierten Schaltgetrieben. Die elektrische Maschine wird dabei vorzugsweise zum Teil des Getriebes.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2013 215 114 A1 ist ein Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs bekannt, der einen Verbrennungsmotor mit einer Triebwelle, eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine mit einem Rotor, ein in Vorgelegebauweise ausgeführtes automatisiertes Schaltgetriebe mit einer Eingangswelle und mindestens einer Ausgangswelle sowie ein in Planetenbauweise ausgebildetes Überlagerungsgetriebe mit zwei Eingangselementen und einem Ausgangselement aufweist. Bei diesem Hybridantrieb ist vorgesehen, dass das Überlagerungsgetriebe koaxial über einem freien Ende der Ausgangswelle angeordnet ist und dass das erste Eingangselement des Überlagerungsgetriebes drehfest mit einer koaxial über der Ausgangswelle angeordneten Hohlwelle verbunden ist, die zur Ankopplung des Verbrennungsmotors über ein Koppelschaltelement drehfest mit einem Losrad der unmittelbar axial benachbarten Stirnradstufe des Schaltgetriebes sowie zur Überbrückung des Überlagerungsgetriebes über ein Überbrückungsschaltelement drehfest mit dem zweiten Eingangselement oder dem Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes verbindbar ist. Ferner ist vorgesehen, dass das zweite Eingangselement des Überlagerungsgetriebes permanent mit dem Rotor der Elektromaschine in Triebverbindung steht und dass das Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes drehfest mit der Ausgangswelle verbunden ist.
  • Vor diesem Hintergrund stellt sich einem Fachmann die Aufgabe, ein kompaktes Hybridgetriebe mit einfachem mechanischem Aufbau zu schaffen. Weiterhin soll bevorzugt eine Antriebsstrangkonfiguration realisiert werden, bei der das Hybridgetriebe koaxial zu den Abtriebswellen positioniert ist und die Verbrennungsmaschine und/oder die elektrische Antriebsmaschine achsparallel dazu angeordnet werden kann.
  • Insbesondere soll ein Getriebe geschaffen werden, das bis zu drei Gangstufen aufweist und mit dem Laden-in-Neutral, elektrodynamisches Anfahren, EDA, sowie elektrodynamische Schaltungen, EDS, möglich sind.
  • Die obige Aufgabe wird schließlich gelöst von einem Hybridgetriebe für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit:
    • einer ersten Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine des Kraftfahrzeugs;
    • einer zweiten Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs;
    • einer Abtriebswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einem Abtrieb;
    • einem Planetenradsatz, der mit der zweiten Getriebeeingangswelle und der Abtriebswelle antriebswirksam verbunden ist;
    • in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren zum Bilden von Gangstufen; und
    • mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen zum Einlegen von Gangstufen, wobei
    • ein erstes Stirnradpaar der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnet ist; und
    • ein zweites Stirnradpaar und ein drittes Stirnradpaar der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen der ersten Getriebeeingangswelle und der Abtriebswelle zugeordnet sind.
  • Die obige Aufgabe wird ferner gelöst von einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit:
    • einem Hybridgetriebe wie zuvor definiert;
    • einer Verbrennungsmaschine, die mit der ersten Getriebeeingangswelle verbindbar ist; und
    • einer ersten elektrischen Antriebsmaschine, die mit der zweiten Getriebeeingangswelle antriebswirksam verbunden ist.
  • Die obige Aufgabe wird schließlich gelöst von einem Kraftfahrzeug mit:
    • einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang wie zuvor definiert; und
    • einem Energiespeicher zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine und/oder einer weiteren elektrischen Maschine.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, das Kraftfahrzeug sowie das Verfahren entsprechend den für das Hybridgetriebe in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.
  • Durch eine erste Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine und eine zweite Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine kann technisch einfach ein kompaktes Hybridgetriebe geschaffen werden. Eine Wirkverbindung kann sowohl schaltbar als auch nicht schaltbar ausgeführt sein. Durch einen Planetenradsatz, der mit der zweiten Getriebeeingangswelle und der Abtriebswelle antriebswirksam verbunden ist, kann ein variables und kompaktes Hybridgetriebe geschaffen werden. Durch ein erstes Stirnradpaar, das der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnet ist und ein zweites und drittes Stirnradpaar, die der ersten Getriebeeingangswelle und der Abtriebswelle zugeordnet sind, kann ein funktionsumfangreiches Hybridgetriebe mit hoher Kompaktheit geschaffen werden. Es kann ein Hybridgetriebe mit hoher Effizienz geschaffen werden, da zum Einrichten von bis zu drei Hybridgangstufen, teilweise in mehreren Varianten, wenig Zahneingriffe benötigt werden. Mit dem Hybridgetriebe kann ferner eine reine Elektrogangstufe sowie ein elektrodynamischer Überlagerungszustand und ein Zustand Laden-in-Neutral eingerichtet werden. Das Hybridgetriebe und insbesondere der verwendete Radsatz des Hybridgetriebes weist einen technisch einfachen Aufbau auf, sodass vorzugsweise mittels nur drei Aktoren die Schaltelemente geschaltet werden können. Mit dem Hybridgetriebe kann eine geringe Bauteilbelastung sowie geringe Getriebeverluste verbrennungsmotorisch als auch elektrisch erreicht werden. Das Hybridgetriebe umfasst eine vorteilhafte Übersetzungsreihe, wobei abtriebsgestützte Schaltungen, elektrodynamisches Anfahren sowie elektrodynamische Schaltungen möglich sind. Ein Übergang aus dem elektrodynamischen Überlagerungszustand oder aus dem Zustand Laden-in-Neutral ist in alle drei hybriden Gangstufen des Hybridgetriebes möglich. Es versteht sich, dass alle Hybridgangstufen auch als reine Verbrennungsgangstufen betreibbar sind, oder als reine Elektrogangstufen, sofern eine Verbrennungsmaschinenkupplung verbaut ist. Es versteht sich ferner, dass anstatt der Verbrennungsmaschine auch eine als Hauptfahrmaschine verwendete Hauptelektromaschine Anwendung finden kann. Unter Zuordnung eines Stirnradpaars zu einer Getriebewelle ist insbesondere zu verstehen, dass das Stirnradpaar durch Einlegen eines Schaltelements mit der entsprechenden Getriebewelle antriebswirksam verbunden werden kann oder antriebswirksam mit der entsprechenden Getriebewelle verbunden ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste elektrische Antriebsmaschine an einer Getriebeseite an das Hybridgetriebe angebunden, die einer Anbindungsseite der Verbrennungsmaschine gegenüberliegt, wobei von einer Anbindungsseite der Verbrennungsmaschine ausgehend das erste Stirnradpaar, ein Doppelschaltelement, der Planetenradsatz, das zweite Stirnradpaar, ein Doppelschaltelement sowie ein Abtriebszahnrad, das dritte Stirnradpaar, ein Einzelschaltelement und ein Anbindungszahnrad zur Anbindung der ersten elektrischen Antriebsmaschine in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Alternativ ist die erste elektrische Antriebsmaschine an einer Getriebeseite an das Hybridgetriebe angebunden, die einer Anbindungsseite der Verbrennungsmaschine gegenüberliegt, wobei von der Anbindungsseite der Verbrennungsmaschine ausgehend ein Doppelschaltelement, das erste Stirnradpaar, ein Einzelschaltelement, der Planetenradsatz, das zweite Stirnradpaar, ein Doppelschaltelement sowie ein Abtriebszahnrad, das dritte Stirnradpaar und ein Anbindungszahnrad zur Anbindung der ersten elektrischen Antriebsmaschine in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Durch die beiden oben beschriebenen alternativen Anbindungsreihenfolgen, bei denen die einzelnen Anbindungen der Getriebebauteile untereinander gleichbleibt, kann ein Hybridgetriebe geschaffen werden, das sich technisch einfach an verschiedene Bauraumanforderungen anpassen lässt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind bei zwei der Stirnradpaare zum Bilden der Gangstufen eine Anordnung des Losrads mit der Anordnung des Festrads jeweils tauschbar. Ergänzend oder alternativ ist eine axiale Anordnung von zwei der Stirnradpaare zum Bilden der Gangstufen tauschbar. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist die erste Getriebeeingangswelle schaltelementfrei ausgebildet. Es versteht sich, dass bei einem Tauschen der Stirnradpaare auch das entsprechende Schaltelement bezüglich der Anordnungsposition getauscht wird und vorzugsweise an der Welle angeordnet ist, an der auch das entsprechende Losrad des Stirnradpaars angeordnet ist. Durch die Tauschbarkeit sowohl des Losrads als auch des Festrads bzw. der axialen Anordnung kann ein variables Hybridgetriebe geschaffen werden, das technisch einfach an verschiedene Bauraumanforderungen angepasst werden kann. Durch eine schaltelementfrei ausgebildete Getriebeeingangswelle kann eine Fertigung und ein Zusammenbau des Hybridgetriebes vereinfacht sein. Insbesondere kann die erste Getriebeeingangswelle vorzugsweise kostengünstig angefertigt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Hybridgetriebe eine Getriebeantriebswelle auf, die mit der ersten Getriebeeingangswelle antriebswirksam verbunden und achsparallel zur ersten Getriebeeingangswelle angeordnet ist. Ergänzend oder alternativ ist die Abtriebswelle antriebswirksam mit einem Differential des Abtriebs wirkverbunden, wobei das Differential eine Differentialwelle zum Übertragen von Antriebsleistung aus dem Hybridgetriebe zu den Rädern des Kraftfahrzeugs umfasst, die achsparallel zur Abtriebswelle angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die erste elektrische Antriebsmaschine zu durchdringen, um ein Anordnen der ersten elektrischen Antriebsmaschine um die Differentialwelle herum zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die Getriebeeingangswelle mittels einer Kette oder einer Zahnradkette antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden. Durch die vorteilhafte oben beschriebene Anordnung kann eine achsparallele Anbindung der Verbrennungsmaschine zu einer Getriebeachse des Hybridgetriebes erfolgen. Es versteht sich, dass die Getriebeantriebswelle zusätzlich einen Tilger oder ein Dämpferelement umfassen kann. Durch die Anordnung der ersten elektrischen Antriebsmaschine um eine Getriebewelle, insbesondere die Differentialwelle herum, kann eine hoch effiziente und platzsparende Anordnung und vorzugsweise Lagerung der ersten elektrischen Antriebsmaschine im Hybridgetriebe erfolgen. Eine Kompaktheit des Hybridgetriebes und des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs kann weiter erhöht werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Planetenradträger des Planetenradsatzes mit der Abtriebswelle antriebswirksam verbunden, wobei das Sonnenrad des Planetenradsatzes mittels des ersten Stirnradpaars der Stirnradpaare zum Bilden der Gangstufen mit der ersten Getriebeeingangswelle verbindbar ist und das Hohlrad des Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle antriebswirksam verbunden ist. Alternativ ist ein Planetenradträger des Planetenradsatzes mit der Abtriebswelle antriebswirksam verbunden, wobei das Hohlrad des Planetenradsatzes mittels des ersten Stirnradpaars der Stirnradpaare zum Bilden der Gangstufen mit der ersten Getriebeeingangswelle verbindbar ist und das Sonnenrad des Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle antriebswirksam verbunden ist. Durch die beiden oben genannten alternativen Anbindungen kann die erste elektrische Antriebsmaschine entweder mit geringer Ausgleichsdrehzahl bei einem elektrodynamischen Anfahren oder bei elektrodynamischen Schaltungen betrieben werden oder nur ein geringes Stützmoment beim elektrodynamischen Anfahren und bei elektrodynamischen Schaltungen aufbringen. Ferner kann durch die beiden alternativen Anbindungen eine Dauer des generatorischen Betriebs beim elektrodynamischen Anfahren höher oder geringer ausfallen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Hybridgetriebe eine Verbrennungsmaschinenkupplung zum lösbaren antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungsmaschine auf, wobei die Verbrennungsmaschinenkupplung vorzugsweise an der Getriebeantriebswelle angeordnet ist. Es versteht sich, dass die Verbrennungsmaschinenkupplung als Klauenschaltelement oder Reibschaltelement ausgebildet sein kann. Eine Verbrennungsmaschinenkupplung ermöglicht das Entkoppeln der Verbrennungsmaschine vom Hybridgetriebe. Hierdurch kann ein hoch effizienter, rein elektrischer Fahrmodus eingerichtet werden. Durch eine Verbrennungsmaschinenkupplung in Form eines Reibschaltelements oder einer Reibkupplung kann ein sogenannter Schwungstart der Verbrennungsmaschine erfolgen. Zudem kann die Verbrennungsmaschinenkupplung als Not-Anfahrelement für die Verbrennungsmaschinen dienen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein erstes Schaltelement dazu ausgebildet, die erste Getriebeeingangswelle antriebswirksam mittels des zweiten Stirnradpaars der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen mit der Abtriebswelle zu verbinden. Ergänzend oder alternativ ist ein zweites Schaltelement dazu ausgebildet, die erste Getriebeeingangswelle antriebswirksam mittels des dritten Stirnradpaars der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen mit der Abtriebswelle zu verbinden. Ergänzend oder alternativ ist ein drittes Schaltelement dazu ausgebildet die erste Getriebeeingangswelle antriebswirksam mittels des ersten Stirnradpaars der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen mit der zweiten Getriebeeingangswelle zu verbinden. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist ein viertes Schaltelement dazu ausgebildet, die erste Getriebeeingangswelle antriebswirksam mittels des ersten Stirnradpaars der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen mit dem Planentenradsatz zu verbinden. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist ein fünftes Schaltelement dazu ausgebildet, den Planentenradsatz zu verblocken. Schließlich ist weiterhin ergänzend oder alternativ vorzugsweise ein sechstes Schaltelement dazu ausgebildet, ein Element des Planentenradsatzes festzusetzen. Durch diese vorteilhafte Anordnung der Schaltelemente können mit dem Hybridgetriebe drei hybride Gangstufen, teilweise mit mehreren Varianten, geschaffen werden sowie eine reine Elektrogangstufe, ein elektrodynamischer Überlagerungszustand und ein Zustand Laden-in-Neutral. Vorzugsweise erfolgt das Verblocken des Planetenradsatzes durch ein antriebswirksames Verbinden des Hohlrads mit dem Planetenradträger des Planetenradsatzes. Es versteht sich, dass auch weitere Verblockungsalternativen, wie beispielsweise ein Verbinden des Sonnenrads mit dem Hohlrad oder ein Verbinden des Sonnenrads mit dem Planetenradträger, denkbar sind. Ferner kann vorzugsweise durch das Festsetzen eines Planetenradsatzelements eine kurz übersetzte weitere rein elektrische Gangstufe eingerichtet werden. Vorzugsweise ist das sechste Schaltelement dazu ausgebildet, das Hohlrad des Planetenradsatzes drehfest mit einem Getriebegehäuse zu verbinden. Die kurz übersetzte weitere Elektrogangstufe wird vorzugsweise für Rückwärts-Anfahren eingesetzt, da bei einer Rückwärtsfahrt kein elektrodynamischer Überlagerungszustand zur Verfügung steht.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Hybridgetriebe genau drei Stirnradpaare, genau einen Planetenradsatz und genau fünf Schaltelemente zum Bilden von drei hybriden Gangstufen auf. Hierdurch kann eine hohe Funktionalität bei hoher Kompaktheit des Hybridgetriebes erreicht werden. Insbesondere kann ein bezüglich Bauraumanforderungen und Gewicht vorteilhaftes Hybridgetriebe geschaffen werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Abtriebswelle als Hohlwelle ausgebildet und umgibt die als Vollwelle ausgebildete zweite Getriebeeingangswelle zumindest abschnittsweise, um eine Anbindung an ein Differential des Abtriebs in einer Getriebemitte zu ermöglichen. Durch die Ausbildung der Abtriebswelle als Hohlwelle und die vorteilhafte Anordnung zumindest abschnittsweise um die zweite Getriebeeingangswelle herum kann eine Kompaktheit des Hybridgetriebes weiter verbessert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet. Ergänzend oder alternativ sind wenigstens zwei der Schaltelemente, bevorzugt vier Schaltelemente, besonders bevorzugt sechs Schaltelemente, als Doppelschaltelement ausgebildet und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar. Formschlüssige Schaltelemente ermöglichen ein hocheffizientes und kostengünstiges Hybridgetriebe. Der technische Aufbau und der Betrieb des Hybridgetriebes können durch ein Doppelschaltelement weiter vereinfacht werden. Insbesondere kann ein Doppelschaltelement mittels eines einzigen Aktors geschaltet werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang vorzugsweise eine weitere elektrische Maschine, die mit der ersten Getriebeeingangswelle antriebswirksam verbunden ist. Die erste elektrische Antriebsmaschine und/oder vorzugsweise die weitere elektrische Maschine ist als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine ansteuerbar. Ergänzend oder alternativ ist die erste elektrische Antriebsmaschine und/oder vorzugsweise die weitere elektrische Maschine als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers ansteuerbar.
  • Die weitere elektrische Maschine ist vorzugsweise als Hochvolt-Startergenerator ausgebildet. Hierdurch kann ein effizienter Kraftfahrzeug-Antriebsstrang geschaffen werden. Insbesondere kann der Kraftstoffverbrauch reduziert werden. Es versteht sich, dass auf einen zusätzlichen Anlasser für die Verbrennungsmaschine verzichtet werden kann, da die erste elektrische Antriebsmaschine und/oder vorzugsweise die weitere elektrische Maschine die Verbrennungsmaschine anschleppen kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Abtrieb des Hybridgetriebes mit einer ersten Kraftfahrzeugachse antriebswirksam verbindbar, wobei eine zweite Kraftfahrzeugachse eine elektrische Achse mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine umfasst. Hierdurch kann technisch einfach ein Hybrid-Antriebsstrang mit Allradantrieb geschaffen werden. Ferner kann durch den Kraftfahrzeug-Antriebsstrang ein zugkraftunterbrechungsfreies Schalten technisch einfach ermöglicht werden, da die elektrische Achse bei Schaltungen im Hybridgetriebe die Zugkraft aufrechterhalten kann. Zudem kann ein ausfallsicherer Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug geschaffen werden, da im Falle eines aufgebrauchten Energiespeichers für die zweite elektrische Antriebsmaschine ein sogenannter serieller Fahrmodus einrichtbar ist. Bei dem seriellen Fahrmodus wird vorzugsweise die elektrische Antriebsmaschine von der Verbrennungsmaschine generatorisch betrieben und die so erzeugte Energie der zweiten elektrischen Antriebsmaschine zur Verfügung gestellt. Hierdurch kann ein hoch variabler Kraftfahrzeug-Antriebsstrang geschaffen werden, bei dem insbesondere auch bei leerem Energiespeicher elektrisch gefahren und insbesondere elektrisch angefahren werden kann.
  • Ein Festsetzen eines Elements eines Planetenradsatzes ist insbesondere als ein Blockieren einer Drehung des Elements um seine Rotationsachse zu verstehen. Vorzugsweise wird dabei das Element mittels eines Schaltelements drehfest mit einem statischen Bauteil wie einem Rahmen und/oder einem Getriebegehäuse verbunden. Es ist auch denkbar, das Element bis zu einem Stillstand zu bremsen.
  • Ein Verblocken eines Planetenradsatzes umfasst ein antriebswirksames Verbinden zweier Zahnräder und/oder des Planetenradträgers und eines Zahnrads des Planetenradsatzes, sodass diese gemeinsam mit der gleichen Umdrehungszahl um denselben Punkt, vorzugsweise den Mittelpunkt des Planetenradsatzes, rotieren. Beim Verblocken zweier Zahnräder und/oder eines Planetenradträgers und eines Zahnrads des Planetenradsatzes wirkt der Planetenradsatz vorzugsweise wie eine Welle, es findet insbesondere keine Übersetzung im Planetenradsatz statt.
  • Unter „antriebswirksam verbunden“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine nicht schaltbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen verstanden werden, welche zu einer permanenten Übertragung einer Drehzahl, eines Drehmoments und/oder Antriebsleistung vorgesehen ist. Die Verbindung kann dabei sowohl direkt oder über eine Festübersetzung erfolgen. Die Verbindung kann beispielsweise über eine feste Welle, eine Verzahnung, insbesondere eine Stirnradverzahnung, und/oder ein Umschlingungsmittel, insbesondere ein Zugmittelgetriebe, erfolgen.
  • Unter „antriebswirksam verbindbar“, „kann antriebswirksam verbunden werden“ oder „ist zum antriebswirksamen Verbinden ausgebildet“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein schaltbares Verbinden zwischen zwei Bauteilen verstanden werden, welches in einem geschlossenen Zustand zu einer temporären Übertragung einer Drehzahl, eines Drehmoments und/oder einer Antriebsleistung vorgesehen ist. In einem geöffneten Zustand überträgt das schaltbare Verbinden vorzugsweise temporär im Wesentlichen keine Drehzahl, kein Drehmoment und/oder keine Antriebsleistung.
  • Unter Standladen bzw. Laden-in-Neutral ist insbesondere das Betreiben der elektrischen Antriebsmaschine als Generator zu verstehen, vorzugsweise bei einem Stillstand mit laufender Verbrennungsmaschine, um einen Energiespeicher zu befüllen und/oder eine Bordelektronik zu speisen.
  • Ein Aktor ist vorliegend insbesondere ein Bauteil, das ein elektrisches Signal in eine mechanische Bewegung umsetzt. Vorzugsweise führen Aktoren, die mit Doppelschaltelementen verwendet werden, Bewegungen in zwei entgegengesetzte Richtungen aus, um in der ersten Richtung ein Schaltelement des Doppelschaltelements zu schalten und in der zweiten Richtung das andere Schaltelement zu schalten.
  • Ein Gangstufenwechsel, insbesondere ein serielles Schalten, erfolgt insbesondere durch Abschalten eines Schaltelements und/oder einer Kupplung und gleichzeitiges Aufschalten des Schaltelements und/oder der Kupplung für die nächsthöhere oder -niedrigere Gangstufe. Das zweite Schaltelement und/oder die zweite Kupplung übernimmt also Stück für Stück das Drehmoment vom ersten Schaltelement und/oder von der ersten Kupplung, bis am Ende des Gangstufenwechsels das gesamte Drehmoment vom zweiten Schaltelement und/oder der zweiten Kupplung übernommen wird. Bei vorheriger Synchronisation kann ein Gangwechsel schneller erfolgen, vorzugsweise können dabei formschlüssige Schaltelemente Anwendung finden.
  • Eine Verbrennungsmaschine kann insbesondere jede Maschine sein, die durch Verbrennen eines Antriebsmittels, wie Benzin, Diesel, Kerosin, Ethanol, Flüssiggas, Autogas etc. eine Drehbewegung erzeugen kann. Eine Verbrennungsmaschine kann beispielsweise ein Ottomotor, ein Dieselmotor, ein Wankelmotor oder ein Zweitaktmotor sein.
  • Beim seriellen Fahren oder Kriechen wird eine elektrische Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs generatorisch von einer Verbrennungsmaschine des Kraftfahrzeugs betrieben. Die so erzeugte Energie wird dann einer weiteren elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt, um Antriebsleistung bereitzustellen.
  • Eine elektrische Fahrzeugachse, oder kurz elektrische Achse, ist vorzugsweise eine Nicht-Haupt-Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, bei der mittels einer elektrischen Antriebsmaschine Antriebsleistung auf Räder des Kraftfahrzeugs übertragen werden kann. Es versteht sich, dass die elektrische Antriebsmaschine auch mittels eines Getriebes angebunden sein kann. Mittels einer elektrischen Achse kann ganz oder teilweise eine Zugkraft aufrechterhalten werden, wenn im Getriebe für eine Haupt-Antriebsachse ein Gangwechsel erfolgt. Ferner kann mittels einer elektrischen Achse zumindest teilweise eine Allrad-Funktionalität eingerichtet werden.
  • Ein elektrodynamisches Anfahrelement (EDA) bewirkt, dass über einen oder mehrere Planetenradsätze eine Drehzahlüberlagerung von Verbrennungsmaschinen-Drehzahl und elektrischer Antriebsmaschinen-Drehzahl stattfindet, sodass ein Anfahren eines Kraftfahrzeugs aus dem Stillstand bei laufender Verbrennungsmaschine, vorzugsweise ohne Reibkupplung, möglich ist. Dabei stützt die elektrische Antriebsmaschine ein Drehmoment ab. Vorzugsweise ist die Verbrennungsmaschine nicht mehr durch eine Anfahrkupplung oder dergleichen vom Getriebe trennbar. Durch Verwenden eines EDAs können vorzugsweise Anlasser, Generator und Anfahrkupplung beziehungsweise hydrodynamischer Wandler entfallen. Dabei baut ein EDA insbesondere so kompakt, dass alle Komponenten im serienmäßigen Kupplungsgehäuse ohne Verlängerung des Getriebes Platz finden. Das elektrodynamische Anfahrelement kann beispielsweise über einen weich abgestimmten Torsionsdämpfer fest mit einer Verbrennungsmaschine und insbesondere einem Schwungrad einer Verbrennungsmaschine verbunden sein. Somit können die elektrische Antriebsmaschine und die Verbrennungsmaschine wahlweise gleichzeitig oder alternativ betrieben werden. Hält das Kraftfahrzeug an, können elektrische Antriebsmaschine und Verbrennungsmaschine abgeschaltet werden. Aufgrund einer guten Regelbarkeit der elektrischen Antriebsmaschine wird eine sehr hohe Anfahrqualität erreicht, die der eines Antriebs mit Wandlerkupplung entsprechen kann.
  • Bei einer sogenannten elektrodynamischen Schaltung (EDS) findet wie beim EDA-Anfahren über einen oder mehrere Planetenradsätze eine Drehzahlüberlagerung von Verbrennungsmaschinen-Drehzahl und elektrischer Antriebsmaschinen-Drehzahl statt. Zum Schaltungsbeginn werden die Drehmomente der elektrischen Antriebsmaschine und der Verbrennungsmaschine angepasst, sodass das auszulegende Schaltelement lastfrei wird. Nach dem Öffnen dieses Schaltelements erfolgt eine Drehzahlanpassung unter Erhaltung der Zugkraft, sodass das einzulegende Schaltelement synchron wird. Nach dem Schließen des Schaltelements erfolgt die Lastaufteilung zwischen der Verbrennungsmaschine und der elektrischen Antriebsmaschine beliebig je nach Hybrid-Betriebsstrategie. Das elektrodynamische Schaltverfahren hat den Vorteil, dass das zu schaltende Schaltelement des Zielgangs durch das Zusammenspiel der elektrischen Antriebsmaschine und der Verbrennungsmaschine synchronisiert wird, wobei die elektrische Antriebsmaschine vorzugsweise präzise regelbar ist. Ein weiterer Vorteil des EDS-Schaltverfahrens ist, dass eine hohe Zugkraft erreicht werden kann, da sich die Drehmomente der Verbrennungsmaschine und der elektrischen Maschine im Hybridgetriebe summieren.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang;
    • 2 eine schematische Darstellung einer Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 3 schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes gemäß der 2;
    • 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes;
    • 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes;
    • 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes;
    • 7 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes;
    • 8 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes;
    • 9 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes;
    • 10 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes; und
    • 11 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes.
  • In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 gezeigt. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 weist eine erste elektrische Antriebsmaschine 14 und eine Verbrennungsmaschine 16 auf, die mittels eines Hybridgetriebes 18 mit einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden sind. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 umfasst in dem gezeigten Beispiel ferner eine optionale elektrische Achse mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20, die mit einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden ist. Es versteht sich, dass auch eine umgekehrte Anbindung erfolgen kann, sodass das Hybridgetriebe 18 mit der Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden ist und die Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 die elektrische Achse umfasst. Mittels des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 12 wird Antriebsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14, der Verbrennungsmaschine 16 und/oder der optionalen zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 den Rädern des Kraftfahrzeugs 10 zugeführt. Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner einen Energiespeicher 22 auf, um Energie zu speichern, die zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 dient.
  • 2 zeigt eine vereinfachte Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18. Das Hybridgetriebe 18 weist eine erste Getriebeeingangswelle 24 und eine zweite Getriebeeingangswelle 26 auf, die dazu ausgebildet sind, Antriebsleistung der Antriebsmaschinen 14, 16 in das Hybridgetriebe 18 zu übertragen.
  • Das Hybridgetriebe 18 umfasst ferner eine Abtriebswelle 28 und einen Planetenradsatz RS sowie drei gangbildende Stirnradpaare, die mit ST1 - ST3 bezeichnet sind.
  • Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 ist über eine Zahnradkette antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 verbunden, wobei die Zahnradkette ein an eine Ausgangswelle der Rotorwelle der elektrischen Maschine 14 angeordnetes Festrad umfasst, das mit einem weiteren Festrad in Eingriff ist, wobei dieses Festrad mit einem an der zweiten Getriebeeingangswelle 26 angeordneten Anbindungszahnrad in Eingriff ist.
  • Das erste Stirnradpaar ST1 umfasst ein an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnetes Festrad, das mit einem an einer Hohlwelle angeordneten Festrad kämmt, wobei die Hohlwelle an der zweiten Getriebeeingangswelle 26 angeordnet ist und antriebswirksam mit einem Hohlrad des Planetenradsatzes RS oder der zweiten Getriebeeingangswelle 26 verbindbar ist.
  • Das zweite Stirnradpaar ST2 umfasst ein an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnetes Losrad, das in Eingriff mit einem an der Abtriebswelle 28 angeordneten Festrad ist.
  • Das dritte Stirnradpaar ST3 umfasst ebenfalls ein an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnetes Losrad, das in Eingriff mit einem an der Abtriebswelle 28 angeordneten Festrad ist.
  • Die Abtriebswelle 28 umfasst ferner ein Abtriebszahnrad. Zudem ist die Abtriebswelle als Hohlwelle ausgebildet und umgibt die zweite Getriebeeingangswelle 26 zumindest abschnittsweise.
  • In der gezeigten Ausführungsform weist das Hybridgetriebe 18 insgesamt fünf Schaltelemente auf, die mit A - E bezeichnet sind.
  • Durch Einlegen des ersten Schaltelements A kann das Losrad des zweiten Stirnradpaars ST2 antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 verbunden werden. Es wird folglich eine antriebswirksame Verbindung zwischen der ersten Getriebeeingangswelle 24 und der Abtriebswelle 28 eingerichtet.
  • Durch Einlegen des zweiten Schaltelements B kann das Losrad des dritten Stirnradpaars ST3 antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 verbunden werden, wobei hierbei eine antriebswirksame Verbindung zwischen der ersten Getriebeeingangswelle 24 und der Abtriebswelle 28 eingerichtet wird.
  • Durch Einlegen des dritten Schaltelements C kann die erste Getriebeeingangswelle 24 antriebswirksam mittels des ersten Stirnradpaars ST1 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 verbunden werden.
  • Das vierte Schaltelement D ist dazu ausgebildet, ein Hohlrad des Planetenradsatzes RS antriebswirksam mittels des ersten Stirnradpaars ST1 mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 zu verbinden.
  • Das fünfte Schaltelement E ist dazu ausgebildet, die zweite Getriebeeingangswelle 26 antriebswirksam mit der Abtriebswelle 28 zu verbinden. Der Planetenradsatz RS wird demnach durch Einlegen des fünften Schaltelements E verblockt.
  • Das Hybridgetriebe 18 umfasst demnach einen Planetenradsatz RS, dessen Hohlrad antriebswirksam über das erste Stirnradpaar ST1 mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 verbindbar ist. Der Planetenradträger des Planetenradsatzes RS ist antriebswirksam mit der Abtriebswelle 28 verbunden und das Sonnenrad des Planetenradsatzes RS ist antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 verbunden.
  • Die erste Getriebeeingangswelle 24 und die zweite Getriebeeingangswelle 26 sind als Vollwellen ausgebildet und achsparallel zueinander angeordnet.
  • Die Abtriebswelle 28 ist als Hohlwelle ausgebildet und zumindest abschnittsweise um die zweite Getriebeeingangswelle 26 herum angeordnet.
  • Das erste Schaltelement A ist mit dem zweiten Schaltelement B zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Das dritte Schaltelement C ist mit dem vierten Schaltelement D zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst.
  • Es versteht sich, dass die Schaltelemente A - E vorzugsweise als formschlüssige Schaltelemente, beispielsweise Klauenschaltelemente, ausgeführt sind. Es versteht sich, dass dem Radsatz des Hybridgetriebes 18 eine Festübersetzung beispielsweise in Form eines weiteren Planetenradsatzes oder einer Stirnradstufe nachgeschaltet werden kann. Besonders bevorzugt wird dem Radsatz üblicherweise ein Differential nachgeschaltet.
  • In der gezeigten Ausführungsform ist die erste elektrische Antriebsmaschine 14 an einer Getriebeseite an das Hybridgetriebe 18 angebunden, die einer Anbindungsseite der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 gegenüberliegt.
  • Von der Anbindungsseite aus der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 ist zunächst das erste Stirnradpaar ST1, dann das Doppelschaltelement umfassend das dritte Schaltelement C und das vierte Schaltelement D, dann der Planetenradsatz RS, dann das zweite Stirnradpaar ST2, dann das Doppelschaltelement umfassend das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B sowie das Abtriebszahnrad eines Abtriebs 30, dann das dritte Stirnradpaar ST3 und schließlich das fünfte Schaltelement E angeordnet. Das Doppelschaltelement umfassend das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B ist vorzugsweise in derselben Radsatzebene wie das Abtriebszahnrad angeordnet.
  • In 3 sind schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes 18 gemäß 2 in einer Schaltmatrix 32 gezeigt. In der ersten Spalte der Schaltmatrix 32 sind die Hybridgangstufen H1 - H3, eine Elektrogangstufe E1, ein elektrodynamischer Überlagerungszustand EDA und der Zustand Laden-in-Neutral, LiN, gezeigt. In der zweiten bis sechsten Spalte sind die Schaltzustände der Schaltelemente A - E ge-zeigt, wobei ein „X“ bedeutet, dass das jeweilige Schaltelement geschlossen ist, also die zugeordneten Getriebebauteile antriebswirksam miteinander verbindet. Sofern kein Eintrag vorhanden ist, ist davon auszugehen, dass das entsprechende Schalt-element offen ist, also keine Antriebsleistung überträgt.
  • Eine erste Variante der ersten Hybridgangstufe H1.1 kann durch Schließen des vierten Schaltelements D und des fünften Schaltelements E eingerichtet werden.
  • Ein Schließen des dritten Schaltelement C und des fünften Schaltelements E richtet eine zweite Variante der ersten Hybridgangstufe H1.2 ein.
  • Eine dritte Variante der ersten Hybridgangstufe H1.3 kann durch Schließen des dritten Schaltelements C und des vierten Schaltelements D eingerichtet werden.
  • Ein Schließen des ersten Schaltelements A und des fünften Schaltelements E richtet eine erste Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 ein.
  • Eine zweite Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.2 kann durch Schließen des ersten Schaltelements A und des vierten Schaltelements D eingerichtet werden.
  • Ein Schließen des ersten Schaltelements A und des dritten Schaltelements C richtet eine dritte Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 ein.
  • Eine erste Variante der dritten Hybridgangstufe H3.1 kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des fünften Schaltelements E eingerichtet werden.
  • Ein Schließen des zweiten Schaltelements B und des vierten Schaltelements D richtet eine zweite Variante der dritten Hybridgangstufe H3.2 ein.
  • Eine dritte Variante der dritten Hybridgangstufe H3.3 kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des dritten Schaltelements C eingerichtet werden.
  • Die Elektrogangstufe E1 kann durch Schließen des fünften Schaltelements E eingerichtet werden.
  • Ein elektrodynamischer Überlagerungszustand EDA kann durch Schließen des vierten Schaltelements D eingerichtet werden.
  • Ein Schließen des dritten Schaltelements C richtet den Zustand Laden-in-Neutral LiN ein.
  • Es versteht sich, dass je nach Zusammenfassung der einzelnen Schaltelemente A - E zu Doppelschaltelementen einzelne Gangstufen nicht geschaltet werden können. Beispielsweise kann die dritte Variante der ersten Hybridgangstufe H1.3 nicht eingelegt werden, wenn das dritte Schaltelement C mit dem vierten Schaltelement D zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst ist. Ferner kann die zweite Variante der ersten Hybridgangstufe H1.2 nicht eingelegt werden, wenn das dritte Schaltelement C mit dem fünften Schaltelement E zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst ist.
  • Zum verbrennungsmotorischen bzw. hybriden Fahren stehen drei verschiedene hybride Gangstufen für die Verbrennungsmaschine 16 zur Verfügung.
  • Ist nur das fünfte Schaltelement E geschlossen, kann mit dem Hybridgetriebe 18 rein elektrisch gefahren werden, da die erste elektrische Antriebsmaschine 14 direkt mit dem Abtrieb 30 verbunden ist.
  • Ist nur das vierte Schaltelement D geschlossen, entsteht ein elektrodynamischer Überlagerungszustand, EDA-Zustand, am Planetenradsatz RS. Die Verbrennungsmaschine 16 ist dann über das erste Stirnradpaar ST1 und das geschlossene vierte Schaltelement D mit dem Hohlrad des Planetenradsatzes RS verbunden, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Sonnenrad des Planetenradsatzes RS das Moment der Verbrennungsmaschine 16 abstützt. Der Planetenradträger ist mit dem Abtrieb 30, insbesondere der Abtriebswelle 28, verbunden. In diesem Schaltzustand ist ein elektrodynamisches Anfahren, EDA-Anfahren, vorwärts möglich.
  • Aus diesem Schaltzustand kann für die Verbrennungsmaschine 16 die erste Variante der ersten Hybridgangstufe H1.1, die dritte Variante der ersten Hybridgangstufe H1.3, die zweite Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.2 und die zweite Variante der dritten Hybridgangstufe H3.2 eingelegt werden, weil das vierte Schaltelement D in diesen Schaltzuständen jeweils geschlossen ist.
  • Eine elektromechanische Lastschaltung von der ersten Gangstufe in die zweite Gangstufe kann abtriebsgestützt durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 erfolgen, wobei das fünfte Schaltelement E geschlossen bleibt. Hierbei wird von der ersten Variante der ersten Hybridgangstufe H1.1 in die erste Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 gewechselt. Eine elektromechanische Lastschaltung von der zweiten Gangstufe in die dritte Gangstufe kann ebenfalls abtriebsgestützt durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 erfolgen, wobei das fünfte Schaltelement E geschlossen bleibt. Sodann wird von der ersten Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 in die erste Variante der dritten Hybridgangstufe H3.1 gewechselt.
  • Eine elektromechanische oder elektrodynamische Lastschaltung von der ersten Variante der ersten Hybridgangstufe in die erste Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 im Hybridbetrieb kann beispielsweise wie folgt erfolgen. Im Ausgangszustand, also wenn die erste Variante der ersten Hybridgangstufe H1.1 geschaltet ist, sind das vierte Schaltelement D und das fünfte Schaltelement E geschlossen. Sodann erfolgt ein Lastabbau am vierten Schaltelement D und ein gleichzeitiger Lastaufbau an der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14. Das vierte Schaltelement D wird sodann geöffnet. Die Drehzahl der Verbrennungsmaschine 16 wird abgesenkt, sodass das erste Schaltelement A synchron wird. Hierzu kann beispielsweise die Verbrennungsmaschine 16 in den Schubbetrieb gehen oder bevorzugt eine weitere elektrische Maschine generatorisch betreiben. Das erste Schaltelement A kann eingelegt werden. Während dieses Schaltvorgangs bleibt das fünfte Schaltelement E geschlossen.
  • Ist nur das dritte Schaltelement C geschlossen, kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 unabhängig vom Abtrieb 30 mit der Verbrennungsmaschine 16 verbunden werden. Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 und die Verbrennungsmaschine 16 drehen dann in einem festen Verhältnis zueinander. Hierdurch ist einerseits ein Start der Verbrennungsmaschine 16 mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 möglich, andererseits kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 von der Verbrennungsmaschine 16 generatorisch betrieben werden und den elektrischen Energiespeicher 22 laden oder andere elektrische Verbraucher versorgen.
  • Es versteht sich, dass ein Verbraucher auch eine zweite elektrische Antriebsmaschine 20, wie beispielsweise in 1 gezeigt, sein kann, die an der anderen Fahrzeugachse angeordnet ist und eine sogenannte elektrische Hinterachse bildet.
  • Ein Übergang aus diesem Zustand Laden-in-Neutral LiN ist in die zweite Variante der ersten Hybridgangstufe H1.2, die dritte Variante der ersten Hybridgangstufe H1.3, die dritte Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 oder die dritte Variante der dritten Hybridgangstufe H3.3 möglich, weil das dritte Schaltelement C in diesen Schaltzuständen jeweils geschlossen ist.
  • Ist im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 eine zweite elektrische Antriebsmaschine 20 vorhanden, wie beispielsweise in 1 gezeigt, kann in dieser Kombination ein Allrad-Antriebssystem geschaffen werden. Beispielsweise kann ein DHT, also eine Dedicated Hybrid Transmission, mittels der Verbrennungsmaschine 16 und der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 als reiner Frontantrieb konzipiert sein und ein zusätzlicher Hinterachsantrieb mittels der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 erfolgen. In diesem Bereich ist der elektrodynamische Überlagerungszustand, also der EDA-Modus, ein leistungsverzweigter E-CVT-Fahrbereich für die Verbrennungsmaschine 16, bei dem auch ein batterieneutraler Betrieb möglich ist. Unter CVT-Fahrbereich ist insbesondere ein stufenlos variabel übersetzter Fahrbereich, Continuously Variable Transmission, zu verstehen.
  • Insbesondere kann hierbei eine Zugkraftunterstützung mittels der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 erfolgen. Die zweite elektrische Antriebsmaschine 20 kann die Zugkraft stützen, wenn im Hybridgetriebe 18 Umschaltungen notwendig sind, bei denen der Abtrieb 30 des Hybridgetriebes 18 lastfrei wird. Ein solcher Übergang kann beispielsweise durchgeführt werden, wenn zunächst rein elektrisch mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 gefahren wird und dann ein Start der Verbrennungsmaschine 16 in Neutral mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 erfolgen soll.
  • In 4 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform sind einzelne Getriebebauteile alternativ bezüglich ihrer geometrischen Anordnung im Getriebe angeordnet. So ist von einer Anbindungsseite der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 aus gesehen zunächst ein Doppelschaltelement umfassend das dritte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement E, dann das erste Stirnradpaar ST1, dann das vierte Schaltelement D, dann der Planetenradsatz RS, dann das zweite Stirnradpaar ST2, dann das Doppelschaltelement umfassend das zweite Schaltelement B und das erste Schaltelement A sowie das Abtriebszahnrad, dann das dritte Stirnradpaar ST3 und schließlich das Anbindungszahnrad für die erste elektrische Antriebsmaschine im Hybridgetriebe 18 angeordnet. Die Anbindungen der einzelnen Getriebebauteile untereinander sind jedoch identisch zu der in 2 gezeigten Ausführungsform.
  • In 5 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform sind die Fest- und Losradanbindung des zweiten Stirnradpaars ST2 und des dritten Stirnradpaars ST3 getauscht. Folglich ist die erste Getriebeeingangswelle 24 schaltelementfrei ausgebildet und weist ausschließlich Festräder auf. Das Doppelschaltelement umfassend das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B ist an der Abtriebswelle 28 angeordnet und dazu ausgebildet, das jeweilige Losrad des zweiten Stirnradpaars ST2 bzw. dritten Stirnradpaars ST3 antriebswirksam mit der Abtriebswelle 28 zu verbinden.
  • In 6 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform sind das zweite Stirnradpaar ST2 und das dritte Stirnradpaar ST3 bezüglich ihrer axialen Lage im Hybridgetriebe 18 getauscht. Es versteht sich, dass die zugehörigen Schaltelemente, also das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B analog mit den zugehörigen Losrädern des zweiten Stirnradpaars ST2 und des dritten Stirnradpaars ST3 getauscht sind. Folglich weist das Getriebe ein Doppelschaltelement auf, das das zweite Schaltelement B und das erste Schaltelement A aufweist.
  • Von einer Anbindungsseite der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 aus gesehen sind im Hybridgetriebe 18 folglich zunächst das erste Stirnradpaar ST1, dann das Doppelschaltelement umfassend das dritte Schaltelement C und das vierte Schaltelement D, dann der Planetenradsatz RS, dann das dritte Stirnradpaar ST3, dann das Doppelschaltelement umfassend das zweite Schaltelement B und das erste Schaltelement A, dann das zweite Stirnradpaar ST2, dann das Abtriebszahnrad, dann das fünfte Schaltelement E und schließlich das Anbindungszahnrad zur Anbindung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 im Hybridgetriebe 18 angeordnet.
  • In 7 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 4 gezeigten Ausführungsform umfasst das Hybridgetriebe 18 gemäß der 7 ein sechstes Schaltelement F, das dazu ausgebildet ist, das Hohlrad des Planetenradsatzes RS festzusetzen. Das sechste Schaltelement F ist mit dem vierten Schaltelement D zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Durch Einlegen des sechsten Schaltelements F kann ein kürzer übersetzter weiterer Elektrogang bzw. eine weitere Elektrogangstufe eingerichtet werden. Das sechste Schaltelement F verbindet vorzugsweise das Hohlrad des Planetenradsatzes RS mit einem Getriebegehäuse. Die kürzer übersetzte weitere Elektrogangstufe wird vorzugsweise für Rückwärts-Anfahren verwendet, da beim Rückwärtsfahren kein elektrodynamischer Überlagerungszustand, also kein EDA-Modus, zur Verfügung steht. Diese Ausführung ist vor allem bei einer Variante, bei der das dritte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement E zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst sind vorteilhaft, da hierbei das sechste Schaltelement F zusammen mit dem vierten Schaltelement D in einem gemeinsamen Doppelschaltelement ausgeführt werden kann.
  • In 8 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform ist bei der in 7 gezeigten Ausführungsform die Anbindung am Planetenradsatz RS getauscht. Insbesondere sind die Anbindungen am Hohlrad und Sonnenrad des Planetenradsatzes RS getauscht, wobei der Planetenradträger mit der Abtriebswelle 28 verbunden ist. Folglich ist die erste elektrische Antriebsmaschine 14 über die zweite Getriebeeingangswelle 26 antriebswirksam mit dem Hohlrad des Planetenradsatzes RS verbunden, wobei die Verbrennungsmaschine 16 über das erste Stirnradpaar ST1 antriebswirksam mit dem Sonnenrad des Planetenradsatzes RS verbindbar ist.
  • Bevorzugt an der in 8 gezeigten Ausführungsform ist, dass die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Hohlrad des Planetenradsatzes mit geringerer Ausgleichsdrehzahl beim elektrodynamischen Anfahren oder bei elektrodynamischen Schaltungen betrieben werden kann. Hierbei muss die erste elektrische Antriebsmaschine 14 ein höheres Stützmoment beim elektrodynamischen Anfahren und bei elektrodynamischen Schaltungen aufbringen. Ferner kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 im elektrodynamischen Überlagerungszustand bzw. beim elektrodynamischen Anfahren weniger lang generatorisch betrieben werden, da mit zunehmender Fahrtgeschwindigkeit der generatorische Betrieb früher verlassen wird, als wenn die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Sonnenrad des Planetenradsatzes RS angebunden ist.
  • In 9 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Das Hybridgetriebe 18 gemäß der 9 entspricht dabei im Wesentlichen dem in 2 gezeigten Hybridgetriebe 18, wobei in 8 der Abtrieb 30 detaillierter dargestellt ist. Der Abtrieb 30 ist durch das zwischen dem zweiten Stirnradpaar ST2 und dem dritten Stirnradpaar ST3 angeordnete Abtriebszahnrad an der Abtriebswelle 28 gebildet. Die Abtriebswelle 28 ist mit dem Planetenradträger des Planetenradsatzes RS verbunden und umgibt die zweite Getriebeeingangswelle 26 zumindest abschnittsweise. Das Abtriebszahnrad ist in Eingriff mit einem an einem Differential angeordneten Festrad und überträgt so Antriebsleistung aus dem Hybridgetriebe 18 auf das Differential. Das Differential weist ferner eine Differentialwelle 38 auf, die eine Rotorwelle der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 durchdringt. Mit anderen Worten kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 an der Differentialwelle 38 gelagert werden.
  • Ferner weist das Hybridgetriebe 18 eine Getriebeantriebswelle 34 auf, die achsparallel zur ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet ist und über ein Zugmittelgetriebe antriebswirksam mit einem zwischen dem ersten Stirnradpaar ST1 und dem zweiten Stirnradpaar ST2 angeordneten Festrad mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 verbunden ist. Die Getriebeantriebswelle 34 ist über einen Torsionsschwingungsdämpfer oder ein anderes prinzipiell im Stand der Technik bekanntes Element zur Drehschwingungsentkopplung mit der Verbrennungsmaschine 16 verbunden. Ferner ist an der Getriebeantriebswelle 34 ein Festrad zur Anbindung einer weiteren elektrischen Maschine 36 angeordnet. Die weitere elektrische Maschine 36 ist über ein Zugmittelgetriebe mit der Getriebeantriebswelle 34 wirkverbunden. Besonders bevorzugt kann die weitere elektrische Maschine 36 als Hochvoltstartergenerator ausgebildet sein.
  • Es versteht sich, dass die Anbindung der Getriebeantriebswelle 34 sowohl zur ersten Getriebeeingangswelle 24 als auch zur weiteren elektrischen Maschine 36 alternativ auch als Zahnradkette ausgebildet sein kann.
  • In 10 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 9 gezeigten Ausführungsform umfasst die Getriebeantriebswelle 34 eine Verbrennungsmaschinenkupplung K0. Die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 ist dazu ausgebildet, die Getriebeantriebswelle 34 trennbar antriebswirksam mit der Verbrennungsmaschine 16 zu verbinden. Dabei ist die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 zwischen dem Element zur Drehschwingungsentkopplung und den beiden Anbindungszahnrädern der Getriebeantriebswelle 34 angeordnet, sodass die weitere elektrische Maschine 36 stets mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 in Triebverbindung steht.
  • In dem in 10 gezeigten Beispiel ist die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 als formschlüssiges Schaltelement, beispielsweise als Klauenkupplung, ausgeführt.
  • In 11 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 10 gezeigten Ausführungsform ist die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 als reibschlüssiges Schaltelement ausgeführt.
  • Es versteht sich, dass der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 bzw. das Hybridgetriebe 18 auch ohne Verbrennungsmaschinenkupplung K0 betrieben werden können.
  • Dennoch kann eine Verbrennungsmaschinenkupplung K0 aus verschiedenen Gründen, wie beispielsweise aus funktionssicherheitstechnischen Gründen, sinnvoll sein. Insbesondere ermöglicht eine Verbrennungsmaschinenkupplung K0 in Form eines reibschlüssigen Schaltelements, wie in 11 gezeigt, einen Schleppstart der Verbrennungsmaschine 16. Insbesondere ist bei einer Ausführungsform mit weiterer elektrischer Maschine 36 eine Verbrennungsmaschinenkupplung K0 sinnvoll.
  • Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.
  • In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen. Ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 12 kann beispielsweise in Form eines Computerprogramms realisiert werden, das auf einem Steuergerät für den Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 ausgeführt wird. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger gespeichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hardware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme.
  • Bezugszeichen
    • 10
    Kraftfahrzeug
    12
    Kraftfahrzeug-Antriebsstrang
    14
    erste elektrische Antriebsmaschine
    16
    Verbrennungsmaschine
    18
    Hybridgetriebe
    20
    zweite elektrische Antriebsmaschine
    22
    Energiespeicher
    24
    erste Getriebeeingangswelle
    26
    zweite Getriebeeingangswelle
    28
    Abtriebswelle
    30
    Abtrieb
    32
    Schaltmatrix
    34
    Getriebeantriebswelle
    36
    weitere elektrische Maschine
    38
    Differentialwelle
    A bis F
    Schaltelemente
    K0
    Verbrennungsmaschinenkupplung
    RS
    Planetenradsatz
    ST1 bis ST3
    Stirnradpaare
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013215114 A1 [0006]

Claims (15)

  1. Hybridgetriebe (18) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraftfahrzeugs (10), mit: einer ersten Getriebeeingangswelle (24) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine (16) des Kraftfahrzeugs; einer zweiten Getriebeeingangswelle (26) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) des Kraftfahrzeugs; einer Abtriebswelle (28) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einem Abtrieb (30); einem Planetenradsatz (RS), der mit der zweiten Getriebeeingangswelle und der Abtriebswelle antriebswirksam verbunden ist; in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren (ST1, ST2, ST3) zum Bilden von Gangstufen; und mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, B, C, D, E) zum Einlegen von Gangstufen, wobei ein erstes Stirnradpaar der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnet ist; und ein zweites Stirnradpaar und ein drittes Stirnradpaar der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen der ersten Getriebeeingangswelle und der Abtriebswelle zugeordnet sind.
  2. Hybridgetriebe (18) nach Anspruch 1, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine an einer Getriebeseite an das Hybridgetriebe angebunden ist, die einer Anbindungsseite der Verbrennungsmaschine gegenüber liegt; von einer Anbindungsseite der Verbrennungsmaschine ausgehend das erste Stirnradpaar (ST1), ein Doppelschaltelement, der Planetenradsatz, das zweite Stirnradpaar (ST2), ein Doppelschaltelement sowie ein Abtriebszahnrad, das dritte Stirnradpaar (ST3), ein Einzelschaltelement und ein Anbindungszahnrad zur Anbindung der ersten elektrischen Antriebsmaschine in dieser Reihenfolge angeordnet sind; oder von der Anbindungsseite der Verbrennungsmaschine ausgehend ein Doppelschaltelement, das erste Stirnradpaar, ein Einzelschaltelement, der Planetenradsatz, das zweite Stirnradpaar (ST2), ein Doppelschaltelement sowie ein Abtriebszahnrad, das dritte Stirnradpaar und ein Anbindungszahnrad zur Anbindung der ersten elektrischen Antriebsmaschine in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
  3. Hybridgetriebe (18) nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei zwei der Stirnradpaare (ST1, ST2, ST3) zum Bilden der Gangstufen eine Anordnung des Losrads mit der Anordnung des Festrads jeweils tauschbar ist; eine axiale Anordnung von zwei der Stirnradpaare (ST1, ST2, ST3) zum Bilden der Gangstufen tauschbar ist; und/oder die erste Getriebeeingangswelle schaltelementfrei ausgebildet ist.
  4. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Hybridgetriebe eine Getriebeantriebswelle (34) aufweist, die mit der ersten Getriebeeingangswelle (24) antriebswirksam verbunden und achsparallel zur ersten Getriebeeingangswelle angeordnet ist, und/oder die Abtriebswelle (28) antriebswirksam mit einem Differential des Abtriebs (30) wirkverbunden ist, wobei das Differential eine Differentialwelle (38) zum Übertragen von Antriebsleistung aus dem Hybridgetriebe zu den Rädern des Kraftfahrzeugs (10) umfasst, die achsparallel zur Abtriebswelle angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die erste elektrische Antriebsmaschine (14) zu durchdringen, um ein Anordnen der ersten elektrischen Antriebsmaschine um die Differentialwelle herum zu ermöglichen.
  5. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Planetenradträger des Planetenradsatzes (RS) mit der Abtriebswelle (28) antriebswirksam verbunden ist; das Sonnenrad des Planetenradsatzes mittels des ersten Stirnradpaars der Stirnradpaare (ST1, ST2, ST3) zum Bilden der Gangstufen mit der ersten Getriebeeingangswelle verbindbar ist und das Hohlrad des Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) antriebswirksam verbunden ist; oder das Hohlrad des Planetenradsatzes mittels des ersten Stirnradpaars der Stirnradpaare (ST1, ST2, ST3) zum Bilden der Gangstufen mit der ersten Getriebeeingangswelle verbindbar ist und das Sonnenrad des Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) antriebswirksam verbunden ist.
  6. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Verbrennungsmaschinenkupplung (K0) zum lösbaren antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle (24) mit der Verbrennungsmaschine (16), wobei die Verbrennungsmaschinenkupplung vorzugsweise an der Getriebeantriebswelle (34) angeordnet ist.
  7. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein erstes Schaltelement (A) dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle (24) antriebswirksam mittels des zweiten Stirnradpaars der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen mit der Abtriebswelle zu verbinden; ein zweites Schaltelement (B) dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle (24) antriebswirksam mittels des dritten Stirnradpaars der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen mit der Abtriebswelle zu verbinden; ein drittes Schaltelement (C) dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle (24) antriebswirksam mittels des ersten Stirnradpaars der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen mit der zweiten Getriebeeingangswelle zu verbinden; ein viertes Schaltelement (D) dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle (24) antriebswirksam mittels des ersten Stirnradpaars der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen mit dem Planentenradsatz zu verbinden; ein fünftes Schaltelement (E) dazu ausgebildet ist, den Planentenradsatz zu verblocken; und/oder vorzugsweise ein sechstes Schaltelement (F) dazu ausgebildet ist, ein Element des Planentenradsatzes festzusetzen.
  8. Hybridgetriebe (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Hybridgetriebe genau drei Stirnradpaare (ST1, ST2, ST3), genau einen Planetenradsatz (RS) und genau fünf Schaltelemente (A, B, C, D, E) zum Bilden von drei hybriden Gangstufen aufweist.
  9. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Abtriebswelle als Hohlwelle ausgebildet ist und die als Vollwelle ausgebildete zweite Getriebeeingangswelle zumindest abschnittsweise umgibt, um eine Anbindung an ein Differential des Abtriebs in einer Getriebemitte zu ermöglichen.
  10. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schaltelemente (A, B, C, D, E, F) als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind; und/oder wenigstens zwei der Schaltelemente, bevorzugt vier Schaltelemente, besonders bevorzugt sechs Schaltelemente, als Doppelschaltelement ausgebildet sind und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar sind.
  11. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) für ein Kraftfahrzeug (10), mit: einem Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche; einer Verbrennungsmaschine (16), die mit der ersten Getriebeeingangswelle (24) verbindbar ist; und einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14), die mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) antriebswirksam verbunden ist.
  12. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 11, wobei der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang vorzugsweise eine weitere elektrische Maschine (36) umfasst, die mit der ersten Getriebeeingangswelle (24) antriebswirksam verbunden ist und die erste elektrische Antriebsmaschine (14) und/oder vorzugsweise die weitere elektrische Maschine als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine (16) ansteuerbar ist; und/oder als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers (22) ansteuerbar ist.
  13. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Abtrieb (30) des Hybridgetriebes (18) mit einer ersten Kraftfahrzeugachse antriebswirksam verbindbar ist und eine zweite Kraftfahrzeugachse eine elektrische Achse mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20) umfasst; und vorzugsweise die erste elektrische Antriebsmaschine (14) und/oder die weitere elektrische Maschine (36) als Generator zum Versorgen der zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20) ansteuerbar ist, um einen seriellen Fahrmodus einzurichten.
  14. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 13.
  15. Kraftfahrzeug (10) mit: einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 13; und einem Energiespeicher (22) zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine (14), einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20) und/oder einer weiteren elektrischen Maschine (36).
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