DE102022213759A1 - Mehrgang-hybridgetriebe und getriebe- betriebsverfahren - Google Patents

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Emanuele Rulfi Frtilio
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K2006/541—Transmission for changing ratio without reverse ratio using instead electric reversing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K5/00—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units
    • B60K5/02—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units with the engine main axis, e.g. crankshaft axis, substantially in or parallel to the longitudinal centre line of the vehicle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/0013—Transmissions for multiple ratios specially adapted for rear-wheel-driven vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/006—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising eight forward speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/089—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears all of the meshing gears being supported by a pair of parallel shafts, one being the input shaft and the other the output shaft, there being no countershaft involved
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Abstract

Ein Hybridgetriebesystem mit einem Mehrganggetriebe. Das Mehrganggetriebe umfasst in einem Beispiel eine erste Hauptwelle mit einem ersten Satz von Zahnrädern, die darauf angeordnet sind, und die mit einem Verbrennungsmotor (ICE) an einem ersten Ende selektiv gekoppelt ist, und eine zweite Hauptwelle mit einem zweiten Satz von Zahnrädern, die darauf angeordnet sind. Das Getriebe umfasst ferner eine Nebenwelle mit einem dritten Satz von Zahnrädern, die mit dem ersten Satz von Zahnrädern und dem zweiten Satz von Zahnrädern kämmen, und ein Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad, das leerlaufend, frei drehbar, auf der zweiten Nebenwelle angebracht ist, zwischen zwei Zahnrädern in dem zweiten Satz von Zahnrädern angeordnet ist und eingerichtet ist, mechanische Energie von einer elektrischen Maschine und einer Abtriebswelle, die eingerichtet ist, an einem Differential mechanisch angebracht zu sein, zu empfangen.

Description

  • VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 17. Dezember 2021 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/265,685 mit dem Titel „MEHRGANG-HYBRIDGETRIEBE UND GETRIEBE-BETRIEBSVERFAHREN“. Der gesamte Inhalt der oben genannten Anmeldung wird hiermit durch Bezugnahme für alle Zwecke eingebunden.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Beschreibung bezieht sich allgemein auf ein Fahrzeuggetriebe und ein Verfahren zum Betrieb des Getriebes.
  • HINTERGRUND & KURZFASSUNG
  • Einige Antriebsstränge in Hybrid- und anderen Fahrzeugtypen stellen vielschichtige Anforderungen an die Funktionalität und Leistungsfähigkeit des Antriebsstrangs. Bei früheren Getriebesystemen gab es jedoch Probleme hinsichtlich Modularität und antriebsstrangübergreifender Plattformflexibilität. Der Erfinder hat zum Beispiel erkannt, dass bestimmte frühere Getriebe in Hybrid- und reinen Elektrofahrzeugen sowie in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor (ICE) nicht in der Lage sind, gemeinsame Komponentenauslegungen zu nutzen, was zu einer starren Konstruktion führt und in einigen Fällen die plattformübergreifende Entwicklung behindert. Diese Konstruktionsstarrheit kann die Dauer der Entwicklung und Herstellung des Getriebes verlängern. So können beispielsweise Getriebe mit Einzel- und Doppelkupplungsauslegung inkompatible Architekturen aufweisen, insbesondere bei Hybridfahrzeugen, was in einigen Fällen zu getrennten Entwicklungs- und Fertigungsprozessen führen kann.
  • Die EP 1232891 B1 von Jouve et al. offenbart zum Beispiel ein Automatikgetriebe in einem Hybridfahrzeug. Bei dem Automatikgetriebe von Jouve wird die mechanische Energie von einem Motor und einem Elektromotor, die sich an den gegenüberliegenden Enden der Welle befinden, auf eine Hauptwelle übertragen.
  • Die US 9,618,085 B2 von Dzafic et al. offenbart ein Sieben-Gang-Doppelkupplungsgetriebe mit einer Drei-Achsen-Auslegung, bei der ein Getriebestrang für den Motor zwei Achsen hat, um zur Hauptwelle zu gelangen, sowie eine Elektromotorachse.
  • Der Erfinder hat mehrere Nachteile mit dem Jouve-Getriebe sowie mit dem Dzafic-Getriebe erkannt. Die Verwendung einer Drei-Achsen-Auslegung und des dazugehörigen Gehäuses im Dzafic-Getriebe kann beispielsweise Schwierigkeiten bei der Anpassung des Doppelkupplungsgetriebes an andere Fahrzeugplattformen wie automatisierte Handschaltgetriebe (AMTs) oder Handschaltgetriebe (MTs) mit einer einzigen Kupplung verursachen. Andererseits kann das Jouve-Getriebe Probleme bei der Anpassung des Getriebes an Fahrzeugplattformen mit Doppelkupplungs-Auslegungen mit sich bringen. So kann der Antrieb der Hauptwelle an entgegengesetzten Enden durch einen Verbrennungs- und einen Elektromotor zum Beispiel die Anpassung des Systems für den Einsatz in einem Doppelkupplungsgetriebe erschweren. Der Erfinder hat daher den Wunsch erkannt, ein Getriebe sowohl für Einzel- als auch für Doppelkupplungsanordnungen effizient anzupassen. Darüber hinaus hat der Erfinder den Wunsch erkannt, eine gemeinsame Getriebeplattform sowohl für Hybridantriebsstränge als auch für Antriebsstränge mit Verbrennungsmotor (ICE) zu nutzen. Der Erfinder hat darüber hinaus den Wunsch erkannt, den Wirkungsgrad des Getriebes und die Reichweite des Fahrzeugs zu erhöhen und gleichzeitig ein höheres übertragbares Drehmoment zu erzielen, indem die Länge zwischen den Lagerstützen verringert wird. Darüber hinaus hat der Erfinder den Wunsch erkannt, die Anzahl der Zahnradkombinationen zu erweitern, die von der elektrischen Maschine in einem Hybridantriebsmodus genutzt werden können.
  • Der Erfinder hat ein Hybridgetriebesystem entwickelt, um die oben genannten Herausforderungen zumindest teilweise zu überwinden und die oben genannten Konstruktionsziele zu erreichen. In einem Beispiel umfasst das Getriebesystem ein Mehrganggetriebe. Das Mehrganggetriebe umfasst eine erste Hauptwelle mit einem ersten Satz von Zahnrädern, die darauf angeordnet sind, und die mit einem Verbrennungsmotor (ICE) an einem ersten Ende selektiv gekoppelt sind, und eine zweite Hauptwelle mit einem zweiten Satz von Zahnrädern, die darauf angeordnet sind. Das Getriebe umfasst außerdem eine Nebenwelle mit einem zweiten Satz von Zahnrädern, die mit dem ersten Satz von Zahnrädern und dem zweiten Satz von Zahnrädern kämmen, sowie ein Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad. Das Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad ist leerlaufend, frei drehbar, auf der zweiten Hauptwelle angebracht, zwischen zwei Zahnrädern des zweiten Satzes von Zahnrädern angeordnet und eingerichtet, mechanische Energie von einer elektrischen Maschine zu empfangen. Das Mehrganggetriebe umfasst ferner eine Abtriebswelle mit einem ersten Abtriebswellenzahnrad, das fest damit gekoppelt ist und mit einem Zahnrad auf einer Nebenwelle kämmt, und einem zweiten Abtriebswellenzahnrad, das mit einem Kegelrad in einem senkrecht zur elektrischen Maschine angeordneten Differential kämmt. Auf diese Weise kann die Energie der elektrischen Maschine effektiv in das Mehrganggetriebe an einer Stelle eingetragen werden, die es dem Getriebe ermöglicht, eine Vielzahl von Betriebsmodi und Verzahnungskombinationen zu erzielen, wodurch die Funktionalität des Getriebes erweitert und seine Leistungsfähigkeit nach Bedarf gesteigert werden kann.
  • In einem Beispiel kann das Hybridgetriebesystem außerdem eine Elektroantriebskupplung aufweisen, die ausgelegt ist, zu arbeiten in: einer eingerückten Position, in der mechanische Energie von der elektrischen Maschine über das Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad auf ein Zahnrad in dem zweiten Satz von Zahnrädern übertragen wird, und einer ausgerückten Position, in der mechanische Energie von der elektrischen Maschine über das Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad auf ein Zahnrad in dem dritten Satz von Zahnrädern übertragen wird. Auf diese Weise kann die Anzahl der von der elektrischen Maschine nutzbaren Zahnradkombinationen noch weiter erhöht werden, wodurch sich der Wirkungsgrad der Maschine steigern lässt.
  • In einem weiteren Beispiel können die Elektroantriebskupplung und eine Getriebekupplung in einer ähnlichen axialen Position entlang der zweiten Hauptwelle beziehungsweise der Nebenwelle angeordnet sein, wobei die Getriebekupplung mit der Nebenwelle gekoppelt ist und mit einem Zahnrad in dem dritten Satz von Zahnrädern selektiv gekoppelt ist. Auf diese Weise wird eine kompakte Kupplungsauslegung erzielt, wodurch es möglich wird, das System effizienter in eine Vielzahl von Fahrzeugplattformen zu integrieren.
  • Es versteht sich, dass die obige Kurzfassung dazu dient, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher erläutert werden. Sie ist nicht dazu gedacht, die wichtigsten oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Umfang eindeutig durch die Ansprüche definiert wird, die auf die detaillierte Beschreibung folgen. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, welche die oben oder in anderen Teilen dieser Offenbarung genannten Nachteile beheben.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung für ein Beispiel eines Fahrzeugs mit einem einen Antriebsstrang, der ein Getriebesystem umfasst.
    • Die 2A bis 2H zeigen Pfade mechanischer Energie für verschiedene Betriebsgänge des Getriebesystems, dargestellt in 1.
    • 21 zeigt ein Diagramm, das die Verzahnung für einen Verbrennungsmotor (ICE) und eine elektrische Maschine in dem in 1 dargestellten Getriebesystem zum Hochschalten und Herunterschalten in vorgewählte Gänge in einem Hybridantriebsmodus sowie die für die elektrische Maschine in einem Elektrofahrzeugmodus (EV) verfügbaren Gänge angibt.
    • 2J zeigt eine beispielhafte Lageranordnung in dem in 1 dargestellten Getriebesystem.
    • 4A bis 4E zeigen die sequentiellen Pfade mechanischer Energie in dem in 1 dargestellten Getriebesystem während eines Schaltereignisses.
    • Die 5A und 5B zeigen die sequentiellen Pfade mechanischer Energie in dem in 1 dargestellten Getriebesystem während eines weiteren Schaltereignisses.
    • 6 zeigt einen Pfad mechanischer Energie in dem in 1 dargestellten Getriebesystem, bei dem der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine ein gemeinsames Getriebe antreiben und die mechanische Energie der elektrischen Maschine über eine Kupplung wandert.
    • Die 7A bis 7C zeigen die Pfade mechanischer Energie, die in dem in 1 dargestellten Getriebe in verschiedenen Verbrennungsmotor-Anlassungsmodi auftreten.
    • Die 8A bis 8D zeigen die Pfade mechanischer Energie, die in dem in 1 dargestellten Getriebe auftreten, während das Getriebe in einem Elektrofahrzeugmodus (EV) arbeitet.
    • Die 9A und 9B zeigen die Pfade mechanischer Energie, die in dem in 1 dargestellten Getriebesystem bei verschiedenen Lademodi des Energiespeichers auftreten.
    • Die 10A bis 10D zeigen Pfade mechanischer Energie, die in dem in 1 dargestellten Getriebesystem in verschiedenen Modi der Rückgewinnung kinetischer Energie auftreten.
    • Die 3, 11 bis 19 und 27 zeigen weitere beispielhafte Getriebesystemarchitekturen.
    • Die 20 zeigt eine detaillierte Querschnittsansicht eines Beispiels eines Getriebesystems.
    • Die 21 zeigt eine Explosionsansicht eines beispielhaften Getriebesystems.
    • Die 22 zeigt eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Getriebesystems in einem Gehäuse.
    • Die 23 bis 26 zeigen beispielhafte Fahrzeuge mit unterschiedlichen Einbaulagen des Elektroantriebs.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Getriebesysteme und Betriebsverfahren in Fahrzeugantriebssträngen, die gegenüber bisherigen Getriebesystemen einen vergleichsweise hohen Grad an Modularität und Gestaltungsflexibilität sowie Leistungsfähigkeit erreichen. Die gesteigerte Leistungsfähigkeit und Anpassungsfähigkeit wird durch die Entwicklung eines Mehrganggetriebes erzielt, welches die Funktionalität hat, einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine zu nutzen, um verschiedene Gangstufen in einem Hybridantriebsmodus anzutreiben. Die erhöhte Anpassungsfähigkeit des Getriebesystems wird zumindest teilweise auch durch die Verwendung eines Zahnrads erreicht, das ausgelegt ist, um als eine Schnittstelle für eine Elektroantriebseinheit mit einer elektrischen Maschine zu dienen. Dieses Zahnrad wird hier als ein Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad bezeichnet. Das Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad ist koaxial zu einer Hauptwelle angeordnet, wenn das Getriebe in einem Hybridfahrzeug mit einem automatisierten Handschaltgetriebe (AMT), einem Handschaltgetriebe (MT) oder einem Doppelkupplungsgetriebe (DCT) genutzt wird. Das Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad ermöglicht auch eine größere Flexibilität in Bezug auf Zahnradkombinationen, die von der elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor (ICE) im Hybridantriebsmodus genutzt werden, sowie die verfügbaren Gänge in einem Elektrofahrzeug-Antriebsmodus (EV) und einem Rückgewinnungsmodus kinetischer Energie. Die Leistungsfähigkeit des Systems kann konsequent gesteigert werden, da das System in der Lage ist, Energie zwischen der elektrischen Maschine und mehreren Zahnrädern, die auf einer Nebenwelle gelagert sind, zu übertragen.
  • Bei der DCT-Ausführungsform ist das Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad ausgelegt, mit einer äußeren Hauptwelle selektiv gekoppelt zu werden. Darüber hinaus kann eine Elektroantriebskupplung eingesetzt werden, um das Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad mit der beziehungsweise von der äußeren Hauptwelle einzukuppeln und auszukuppeln. Auf diese Weise kann sich der Energiefluss von der elektrischen Maschine in Abhängigkeit von dem Betriebsmodus des Getriebes entweder von dem Elektroantrieb-Schnittstellengetriebe zur Nebenwelle unter Umgehung der Hauptwellen bewegen, oder von dem Elektroantrieb-Schnittstellengetriebe zur äußeren Hauptwelle bewegen. Durch Ausbilden der Elektroantriebskupplung auf diese Weise kann das Getriebe nach Bedarf in einer Vielzahl von Modi betrieben werden. Zu diesen Modi gehören ein Hybridantriebsmodus, bei dem verschiedene Zahnräder durch den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine angetrieben werden können, ein Elektrofahrzeug-Modus mit mehreren wählbaren Gängen, ein Verbrennungsmotor-Anlassmodus, ein Batterielademodus sowie ein Modus zur Rückgewinnung kinetischer Energie. Darüber hinaus ermöglicht die Elektroantriebskupplung das Aufladen der Batterie und das Anlassen des Verbrennungsmotors im Stillstand und in Bewegung. Auf diese Weise werden die Funktionalitäten des Getriebes im Vergleich zu früheren Getrieben erweitert. In einem Beispiel ermöglicht die Elektroantriebskupplung konkret, dass der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine in bestimmten Modi unterschiedliche Gangstufen antreiben können. Genauer gesagt kann in bestimmten Hybridmoduskonfigurationen die elektrische Maschine für das Getriebe sogar elektrische Unterstützung bereitstellen, während die Doppelkupplungsbaugruppe beispielsweise zwischen den von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Zahnrädern schaltet. Folglich kann die Leistungsfähigkeit des Systems nach Wunsch weiter erhöht werden.
  • Sowohl bei der AMT- als auch bei der DCT-Architektur können die Anzahl der Getriebezahnräder und die axiale Anordnung der Zahnräder und der Wellenstützlager nach Bedarf im Wesentlichen äquivalent sein. Auf diese Weise kann die Effizienz bei der Entwicklung und Fertigung eines Getriebesystems, erhöht werden, indem bei beiden Getriebetypen nach Wunsch ähnliche Zahnrad- und Lageranordnungen genutzt werden. Eine ähnliche Lager- und Zahnradanordnung kann auch in einem reinen Verbrennungsmotorgetriebe eingesetzt werden, indem das Elektroantriebszahnrad und andere Zahnräder der elektrischen Maschine entfernt werden und das Gehäuse des Getriebes leicht modifiziert wird. Folglich kann die Modularität des Getriebes mit relativ geringfügigen Modifikationen an der Architektur des Getriebes noch weiter erhöht werden.
  • Dank der gesteigerten Modularität des Getriebesystems können nach Wunsch auch eine mechanische Rückwärtsgangbaugruppe und eine Parksperrbaugruppe effizient in das Getriebe integriert werden. In der Ausführungsform mit mechanischem Rückwärtsgang kann die Anordnung an den vom Verbrennungsmotor abgewandten Enden der Neben- und der Hauptwelle gekoppelt werden. In anderen Ausführungsformen kann der Rückwärtsantrieb jedoch auch durch Konstruktion der elektrischen Maschine mit Elektro-Rückwärtsgangfunktionalität erreicht werden, bei der sich die Maschine in entgegengesetzte Richtungen dreht, um Vorwärts- und Rückwärtsfahrbetrieb zu erzielen. Folglich kann die Getriebeeffizienz im Vergleich zur Ausführungsform mit mechanischem Rückwärtsgang gesteigert werden. Darüber hinaus kann in der Ausführungsform mit Parksperre, die Parksperrbaugruppe ausgelegt sein, Bewegung der Getriebeabtriebswelle (oder Ritzelwelle) selektiv zu hemmen, um effiziente Integration der Parksperrbaugruppe in das Getriebe zu erleichtern. Auf diese Weise können die Funktionalitäten des Getriebes nach Bedarf weiter ausgeweitet werden, ohne die Getriebearchitektur stark zu verändern. Darüber hinaus ermöglicht die hier beschriebene kinematische Auslegung des Mehrganggetriebes nach Wunsch eine Vergrößerung der axialen Länge des Elektromotors ohne Modifikation des Getriebes.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem Antriebsstrang 102, der ein Getriebesystem 104 mit einem Mehrganggetriebe 106 umfasst. Das Fahrzeug kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen unterschiedliche Formen annehmen, beispielsweise ein leichtes, mittleres oder schweres Nutzfahrzeug zur Nutzung in beiden, Fahrumgebungen auf der Straße und/oder im Gelände. In einem Beispiel eines Anwendungsfalls kann es sich bei dem Fahrzeug konkret um ein Hochleistungsfahrzeug handeln, wie beispielsweise ein Super-Sportwagen, einen Sportwagen oder einen Sportwagen vom Grand-Tourer-Typ, der für vergleichsweise hohe Geschwindigkeiten, hohe Leistungsfähigkeit und auch für Fahrten über lange Strecken ausgelegt ist. Es sind jedoch zahlreiche Typen von Fahrzeugen in Betracht gezogen worden. Der Antriebsstrang 102, und insbesondere das Getriebesystem 104, ist als Hybridantriebsstrang dargestellt, bei dem sowohl eine elektrische Maschine 108 (z. B. ein Traktionsmotor wie ein Motorgenerator) als auch ein Verbrennungsmotor 110 (z. B. ein Fremd- und/oder Selbstzündungsmotor, ein Wasserstoff-Verbrennungsmotor und dergleichen) oder eine andere geeignete Antriebsmaschine als Antriebsenergiequelle eingesetzt werden. Der Antriebsstrang kann jedoch, wie hier näher erläutert, für die Verwendung in einem Verbrennungsmotor-Fahrzeug angepasst werden, bei dem die elektrische Maschine weggelassen wird, oder in einem vollelektrischen Fahrzeug, bei dem der Verbrennungsmotor weggelassen wird.
  • Die elektrische Maschine 108 kann konventionelle Komponenten wie einen Rotor, einen Stator, ein Gehäuse und dergleichen enthalten, um in einigen Fällen sowohl mechanische Energie als auch elektrische Energie während eines Regenerationsmodus zu erzeugen. In einem Beispiel kann die elektrische Maschine ein Radialfluss-Motor-Generator sein, der im Vergleich zu anderen Motortypen wie Axialflussmotoren relativ hohe Betriebsgeschwindigkeiten in einer kompakten Konfektionierung erzielen kann. In anderen Beispielen kann jedoch ein Axialfluss-Motor-Generator in dem Getriebesystem 104 eingesetzt werden, was jedoch in einigen Fällen die Größe des Motors erhöhen und seinen Betriebsdrehzahlbereich einschränken kann. Es sind jedoch auch andere Typen von elektrischen Maschinen für den Einsatz im Getriebesystem 104 vorstellbar. Darüber hinaus kann der Verbrennungsmotor 110 konventionelle Komponenten wie Zylinder, Kolben, Ventile, ein Kraftstoffzufuhrsystem, ein Ansaugsystem, ein Auspuffsystem und dergleichen enthalten.
  • Die elektrische Maschine 108 ist mit einer Energiespeichereinrichtung 112 (beispielsweise Batterie, Kondensator, Kombinationen davon und dergleichen) über einen Inverter 114 elektrisch gekoppelt sein, wenn die elektrische Maschine eine Wechselstrom-(AC)-Maschine ist. Der Inverter 114 ist ausgelegt, Wechselstrom in Gleichstrom (DC) umzuwandeln und umgekehrt. Die Pfeile 116 zeigen den Fluss von elektrischer Energie zwischen der elektrischen Maschine 108, dem Inverter 114 und der Energiespeichereinrichtung 112. Der Inverter 114 kann an dem Getriebe oder auf der Fahrzeugseite installiert werden. In einigen Fahrzeugplattformen kann der Inverter aufgrund von Temperatur- und Vibrationsprofilen auf der Fahrzeugseite installiert werden. Außerdem kann die Energiespeichereinrichtung 112 in dem Fahrzeug angebracht sein.
  • Das Getriebesystem 104 ist als ein Doppelkupplungsgetriebe dargestellt, das eine hier näher beschriebene Doppelkupplungsbaugruppe 118 umfasst, obwohl auch automatisierte Handschaltgetriebe, Handschaltgetriebe und reine Verbrennungsmotorgetriebe vorstellbar sind und hier ausführlicher beschrieben werden. Daher kann die Doppelkupplungsbaugruppe allgemein als eine Verbrennungsmotor-Kupplungsbaugruppe bezeichnet werden und kann in anderen Beispielen einen einzigen Kupplungsmechanismus umfassen. In anderen Beispielen kann das Getriebesystem 104 ferner in einem Transaxle enthalten sein, das eine Achse 120, ein Differential 122 und das Getriebesystem 104 integriert in einer Einheit umfasst. Auf diese Weise kann das Getriebe für den Einsatz in einem Mittelmotor-Fahrzeug oder einem Frontmotor-Fahrzeug angepasst werden. In anderen Beispielen können das Getriebe, die Achse und/oder das Differential als separate Einheiten konfektioniert sein.
  • Das Getriebesystem 104 umfasst ein Mehrganggetriebe 106, das ausgelegt ist, zwischen verschiedenen diskreten Betriebsgängen zu schalten. In der dargestellten Ausführungsform hat das Mehrganggetriebe acht Betriebsgänge. In anderen Beispielen kann das Mehrganggetriebe jedoch auch vier oder mehr Betriebsgänge oder zwischen vier und zehn Betriebsgänge haben. In weiteren Beispielen kann das Mehrganggetriebe auch weniger als vier Betriebsgänge haben, was jedoch in einigen Fällen die Leistungsfähigkeit des Antriebsstrangs herabsetzen kann.
  • Das Mehrganggetriebe 106 kann eingerichtet sein, das Drehmoment über das Differential 122 (z. B. das Achsdifferential) auf die Antriebsräder 124 zu übertragen. Genauer gesagt kann eine Abtriebswelle 126 (z. B. Ritzelwelle) mit einem Kegelrad 128 (z. B. Kegelritzel), das mit einem Kegelrad 130 (z. B. Tellerrad) kämmt, das mit dem Differentialgehäuse (oder Träger) 132 verbunden ist, genutzt werden, um die mechanische Verbindung zwischen dem Getriebe und dem Differential herzustellen, obwohl in anderen Beispielen auch andere geeignete Zahnradtypen eingesetzt werden können. In anderen Beispielen können jedoch auch andere geeignete mechanische Befestigungstypen eingesetzt werden, um das um den Getriebe-Getriebestrang mit dem Differential zu koppeln. Darüber hinaus kann ein Zwischenzahnrad 127 mit der Abtriebswelle 126 fest gekoppelt sein (z. B. durch eine kerbverzahnte Schnittstelle, eine verschweißte Schnittstelle, andere geeignete Verbindungen oder Kombinationen daraus) und mit einem fünften Zahnrad 153 kämmen, das hier näher beschrieben wird. Die Antriebsräder 124 können mit dem Differential über Achswellen 134 und/oder andere geeignete mechanische Komponenten drehgekoppelt sein. Die Drehachsen der Achswellen 134 können senkrecht zu den Drehachsen der elektrischen Maschine 108, des Verbrennungsmotors 110, der ersten Hauptwelle 140, der zweiten Hauptwelle 142, der Nebenwelle 146 und/oder der Abtriebswelle 126 angeordnet sein. Eine Ausführung des Getriebesystems in einer solchen Weise kann es in einigen Fällen ermöglichen, das System effizient in dem Fahrzeug zu konfektionieren und in einer größeren Bandbreite von Fahrzeugen einzusetzen. Die Drehachsen können in alternativen Beispielen jedoch auch parallel zu der elektrischen Maschine 108, dem Verbrennungsmotor 110, einer ersten Hauptwelle 140, einer zweiten Hauptwelle 142, einer Nebenwelle 146 und/oder der Abtriebswelle 126 angeordnet sein.
  • Genauer gesagt kann es sich bei dem Differential 122 um ein offenes Differential, ein elektronisches Sperrdifferential, ein mechanisches Sperrdifferential und dergleichen handeln. Die Verwendung eines Sperrdifferentials kann die Leistungsfähigkeit und die Fahrzeugdynamik im Hinblick auf die Traktion des Fahrzeugs verbessern, erhöht jedoch die Komplexität des Differentials. Umgekehrt kann die Verwendung eines offenen Differentials die Komplexität des Differentials (z. B. die Wahrscheinlichkeit von Beschädigung) verringern, aber unter bestimmten Bedingungen die Traktion im Vergleich zu Sperrdifferentialen beeinträchtigen. Es kann eine Drehachse des Differentials senkrecht zur Drehachse der elektrischen Maschine 108 angeordnet sein. In anderen Beispielen kann die Drehachse des Differentials jedoch parallel zu der Drehachse der elektrischen Maschine sein.
  • Der Verbrennungsmotor 110 kann eine Abtriebswelle 136, die mit einem Schwungrad 138 drehgekoppelt sein kann, oder einen anderen geeigneten Kopplungsmechanismus wie etwa ein Zweimassen-Schwungrad aufweisen. Ferner kann eine Welle 139 das Schwungrad 138 mit der Doppelkupplungsbaugruppe 118 in dem Getriebesystem 104 koppeln. Somit dient das Schwungrad 138 als eine Verbrennungsmotor-Schnittstelle. Darüber hinaus koppelt die Doppelkupplungsbaugruppe 118 das Schwungrad 138 selektiv drehbar mit einer ersten Hauptwelle 140 und einer zweiten Hauptwelle 142. Die erste Hauptwelle 140 kann eine innere Welle sein und die zweite Hauptwelle eine äußere Hauptwelle sein oder umgekehrt, die koaxial sind. Konkret kann die zweite Hauptwelle 142hohl sein und konzentrisch um die erste Hauptwelle 140 angeordnet sein und umgekehrt. In alternativen Ausführungsformen kann die Doppelkupplungsbaugruppe durch eine Einzelkupplungsbaugruppe für den Einsatz in einem Handschaltgetriebe oder einem automatisierten Handschaltgetriebe ersetzt werden, was hier näher erläutert wird.
  • Die Doppelkupplungsbaugruppe 118 kann einen ersten Kupplungsmechanismus 143 und einen zweiten Kupplungsmechanismus 144 aufweisen, bei denen es sich um Nass- oder Trockenreibungskupplungen handeln kann. Der erste Kupplungsmechanismus 143 kann Scheiben (z.B. Reibscheiben und/oder Trennscheiben), und in einigen Fällen Federn aufweisen, die in Eingriff gebracht werden können, um das Drehmoment vom Schwungrad 138 auf die erste Hauptwelle 140 zu übertragen. Wenn der erste Kupplungsmechanismus 143 also eingerückt ist, überträgt das Schwungrad 138 ein Drehmoment auf die erste Hauptwelle 140. Umgekehrt wird die Übertragung mechanischer Energie durch den Kupplungsmechanismus gehemmt, wenn der erste Kupplungsmechanismus 143 ausgerückt ist. In ähnlicher Weise kann der zweite Kupplungsmechanismus 144 Scheiben (z. B. Reibscheiben und/oder Trennscheiben) und in einigen Fällen Federn umfassen, die in Eingriff gebracht werden können, um das Drehmoment vom Schwungrad 138 auf die zweite Hauptwelle 142 zu übertragen. Wenn also der zweite Kupplungsmechanismus eingerückt ist, überträgt das Schwungrad ein Drehmoment auf die zweite Hauptwelle, und wenn der zweite Kupplungsmechanismus ausgerückt ist, wird die Drehmomentübertragung durch den zweiten Kupplungsmechanismus gehemmt. Wenn das Getriebesystem eine Doppelkupplungsbaugruppe umfasst, kann es in einem Beispiel als Doppelkupplungsgetriebe bezeichnet werden (z. B. ein Hybrid-Doppelkupplungsgetriebe).
  • Das Mehrganggetriebe 106 kann außerdem die Nebenwelle 146 enthalten. Die Nebenwelle 146 kann als eine ein- oder zweiteilige Welle ausgeführt sein. Die Zahnradsätze 147, 148 und 149 können sich auf der ersten Hauptwelle 140, der zweiten Hauptwelle 142 beziehungsweise der Nebenwelle 146 befinden. Jeder der Zahnradsätze 147, 148, 149 kann mehrere Zahnräder enthalten. Der Satz von Zahnrädern 147 auf der ersten Hauptwelle 140 kämmt mit einem Teil der Zahnräder des Satzes von Zahnrädern 149 auf der Nebenwelle 146. Insbesondere können die Zahnräder 150, 151, 152, 153, die mit den Zahnrädern auf der ersten Hauptwelle 140 kämmen, als ungeradzahlige Zahnräder bezeichnet werden, und die Zahnräder 154, 155, 156, 157 auf der Nebenwelle 146, die mit den Zahnrädern auf oder koaxial zu der zweiten Hauptwelle 142 kämmen, können als geradzahlige Zahnräder bezeichnet werden. Genauer gesagt kann es sich bei dem Zahnrad 150 um ein erstes Zahnrad handeln, bei dem Zahnrad 157 um ein zweites Zahnrad handeln, bei dem Zahnrad 151 um ein drittes Zahnrad handeln, bei dem Zahnrad 155 um ein viertes Zahnrad handeln, bei dem Zahnrad 153 um ein fünftes Zahnrad handeln, bei dem Zahnrad 154 um ein sechstes Zahnrad handeln, bei dem Zahnrad 152 um ein siebtes Zahnrad handeln und bei dem Zahnrad 156 um ein achtes Zahnrad handeln. Die Nummerierung der angetriebenen Zahnräder auf der Nebenwelle (d. h. erstes bis achtes Zahnrad) gibt die relativen Grö-ßen der Zahnräder an, wobei das erste Zahnrad den größten Durchmesser aufweist und das achte Zahnrad den kleinsten Durchmesser aufweist. Das erste bis achte Zahnrad auf der Nebenwelle kämmt mit den Zahnrädern 158, 159, 160, 161, 179, 162, 163 beziehungsweise 164. Die Zahnräder 158, 160, 163 und 179 sind koaxial zur ersten Hauptwelle 140 und die Zahnräder 159, 161, 162 und 164 sind koaxial zur zweiten Hauptwelle 142. Das erste bis achte Zahnrad bezeichnet also die relativen Übersetzungsverhältnisse zwischen den Zahnradkombinationen, wobei das erste Zahnrad ein höheres numerisches Verhältnis hat als das zweite Zahnrad usw. Die Zahnradpaare, die durch das Kämmen zwischen Zahnrädern auf der Nebenwelle und Zahnrädern auf den Hauptwellen gebildet werden, können als Zahnradkombinationen bezeichnet werden. Das Zahnradpaar 150 und 158 kann als solches als eine erste Zahnradkombination bezeichnet werden, das Zahnradpaar 157 und 159 kann als eine zweite Zahnradkombination bezeichnet werden usw.
  • Im dargestellten Beispiel kann die Nebenwelle 146 in Bezug auf die y-Achse zwischen der Abtriebswelle 126 und den Hauptwellen 140, 142 angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Kompaktheit des Systems erhöht werden. In alternativen Beispielen können jedoch auch andere Getriebesystemauslegungen eingesetzt werden.
  • Bei dem Zahnrad 164 handelt es sich konkret um ein Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad (z. B. ein Schnittstellenzahnrad für eine elektrische Maschine), das mit einem Zahnrad 165 im Satz von Zahnrädern der elektrischen Maschine 166 kämmt. Der Satz von Zahnrädern der elektrischen Maschine 166 kann ein Zahnrad 167 umfassen, das mit der Abtriebswelle der elektrischen Maschine 168 gekoppelt ist. In der dargestellten Ausführungsform bildet das Elektroantrieb-Schnittstellen-Getriebe 164 mit dem Getriebe 161 eine Doppelgetriebeeinheit 169. In einer solchen Ausführungsform ist die Doppelgetriebeeinheit 169 leerlaufend, frei drehbar, auf der zweiten Hauptwelle 142 angebracht und dreht sich unabhängig darauf, wenn es nicht von einer elektrischen Antriebskupplung 173, die hier näher beschrieben wird, eingerückt wird. Lager (z. B. Wälzlager wie Nadelrollenlager) können eingesetzt werden, um die Doppelgetriebeeinheit 169 leerlaufend, frei drehbar, auf der zweiten Hauptwelle 142 zu montieren. Auf diese Weise wird die Anpassungsfähigkeit des Getriebes gesteigert. Die Zahnräder des Zahnradsatzes der elektrischen Maschine 166 können radial mit dem Schnittstellen-Zahnrad der elektrischen Maschine 164 ausgerichtet sein, um die Kompaktheit des Systems zu erhöhen. Mit anderen Worten, die Zahnräder in dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine 166 und des Schnittstellenzahnrads der elektrischen Maschine 164 können in einer ähnlichen Position auf der x-Achse angeordnet sein und sind daher entlang der x-Achse ausgerichtet. Auf diese Weise wird die Raumausnutzung des Getriebes im Vergleich zu einem Getriebe, welches (in Bezug auf die X-Achse) versetzte Zahnrädern entlang einer Vorgelegewelle nutzt, erhöht.
  • Wie bereits allgemein erwähnt, kann eine Komponente, die an einer anderen Komponente leerlaufend angebracht ist, ein oder mehrere Lager (z. B. Nadelrolllager, Kugellager, Kegelrollenlager, Kombinationen davon usw.) nutzen, die mit jeder Komponente gekoppelt sind, um die Leerlauf-Anbringungsfunktionalität zu erzielen, bei der sich die Komponente frei auf der Welle drehen kann, an der sie leerlaufend angebracht ist. Wenn ein Zahnrad also leerlaufend an einer Welle angebracht ist, drehen sich das Zahnrad und die Welle unabhängig voneinander. Im gezeigten Beispiel sind die Zahnräder 150, 151, 154, 155, 156, 157 konkret über Lager 187 an der Nebenwelle 146 leerlaufend angebracht. In dem dargestellten Beispiel sind die Zahnräder 163, 179 ferner über Lager 188 an der ersten Hauptwelle 140 leerlaufend angebracht. In dem dargestellten Beispiel sind die Zahnräder 161, 164 weiterhin über ein Lager 189 auf der zweiten Hauptwelle 142 leerlaufend angebracht. In anderen Ausführungsformen können jedoch auch andere Leerlauf-Montieranordnungen in Bezug auf die Zahnräder des Getriebes eingesetzt werden. Zahnräder, die mit den hier beschriebenen Kupplungen in Eingriff gebracht werden können, können auf der mit der Kupplung verbundenen Welle leerlaufend angebracht werden, um eine selektive Übertragung mechanischer Energie vom Zahnrad auf die Welle zu ermöglichen. So umfassen die anderen hier beschriebenen Ausführungsformen des Getriebesystems leerlaufend angebrachte Zahnräder, und die leerlaufende Montage der Zahnräder ist in ähnlicher Weise wie in 1 dargestellt, und die wiederholte Beschreibung der Leerlauf-Anbringung wird der Kürze halber weggelassen.
  • Der Gangstufenantrieb durch die elektrische Maschine 108 kann anders (z. B. niedriger) als der Gangstufenantrieb durch den Verbrennungsmotor 110 sein. Folglich können ein Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine mit den gewünschten Leistungscharakteristiken ausgewählt werden, um die Getriebeleistung zu verbessern.
  • Die Kupplungen 170, 171, 172 können auf der Nebenwelle 146 angeordnet werden. Jede der Kupplungen 170, 171, 172 sowie die Kupplung 174 können zwei eingerückte Positionen und eine ausgerückte Position haben. Wenn die Kupplungen 170, 171, 172 ausgerückt sind, findet keine Drehmomentübertragung zwischen den entsprechenden Zahnrädern und der Nebenwelle 146 statt. Umgekehrt ermöglichen die Kupplungen 170, 171, 172, wenn sie eingerückt sind, die Übertragung des Drehmoments zwischen dem Zahnrad, in das sie eingreifen, und der Nebenwelle 146. Wenn die Kupplung 174 eingerückt ist, ermöglicht sie die Übertragung des Drehmoments zwischen dem eingerückten Zahnrad (entweder Zahnrad 179 oder Zahnrad 163) und der ersten Hauptwelle 140.
  • Die Kupplung 170 kann konkret ausgelegt sein, das sechste Zahnrad 154 und das vierte Zahnrad 155 selektiv einzurücken. Die Kupplung 171 kann ausgelegt sein, das achte Zahnrad 156 und das zweite Zahnrad 157 selektiv einzurücken. Die Kupplung 172 kann ausgelegt sein, das dritte Zahnrad 151 und das erste Zahnrad 150 selektiv einzurücken. So können das erste Zahnrad, das zweite Zahnrad, das dritte Zahnrad, das vierte Zahnrad, das sechste Zahnrad und das achte Zahnrad leerlaufend, frei drehbar, auf der Nebenwelle 146 angebracht sein, so dass sie sich unabhängig von der Welle drehen können, wenn die entsprechende Kupplung vom Zahnrad ausgerückt ist. Lager können genutzt werden, um die vorgenannten Zahnräder auf der Nebenwelle leerlaufend zu montieren. Umgekehrt kann das Zahnrad 158 mit der ersten Hauptwelle 140 fest gekoppelt sein, um sich mit dieser zu drehen, die Zahnräder 159, 162 können mit der zweiten Hauptwelle 142 fest gekoppelt sein, um sich mit dieser zu drehen, und das fünfte Zahnrad 153 und das siebte Zahnrad 152 können mit der Nebenwelle 146 fest gekoppelt sein, um sich mit dieser zu drehen. In anderen Ausführungsformen können die Zahnräder des Mehrganggetriebes jedoch eine andere Konfiguration in Bezug auf die feste und leerlaufende Verbindung mit den entsprechenden Wellen aufweisen.
  • Die Kupplung 174 kann ferner auf der ersten Nebenwelle 140 angeordnet werden. Die Kupplung 174 ist mit zwei Einrückungspositionen ausgelegt. In der ersten Einrückungsposition koppelt die Kupplung 174 das Zahnrad 179 mit der ersten Hauptwelle 140 und in der zweiten Einrückungsposition koppelt die Kupplung das Zahnrad 163 mit der ersten Hauptwelle. Auf diese Weise kann das Getriebe zwischen dem fünften und dem siebten Zahnrad auf der Nebenwelle 146 schalten. Die Kupplungen 170, 171, 172 und 174 können als Zahnradkupplungen bezeichnet werden.
  • Die Kupplungen 170, 171, 172, 174 sowie die übrigen hier beschriebenen Kupplungen können allgemein als Kupplungseinrichtungen bezeichnet werden. Ferner können die Kupplungen 170, 171, 172, 174 sowie die übrigen hierin beschriebenen Kupplungen in Bezug auf 1 sowie die übrigen Figuren Klauenkupplungen, Schiebehülsenkupplungen, Synchronisiervorrichtungen oder andere Kombinationen dieser Kupplungstypen sein. Eine Klauenkupplung kann Vorsprünge an gegenüberliegenden axialen Flächen von Komponenten in der Kupplung aufweisen. Eine Schiebehülsenkupplung kann eine Umfangsverzahnung am äußeren und inneren Kupplungsring aufweisen, die während des Einrückens der Kupplung ineinander greifen, und eine Synchronisiervorrichtung kann einen Synchronisierring oder einen anderen Mechanismus umfassen, der es ermöglicht, die Drehzahl des Getriebes und der Welle vor oder während des Einrückens der Kupplung aufeinander abzustimmen. Außerdem können die Kupplungen 170, 171, 172, 174 sowie die übrigen hier beschriebenen Kupplungen über elektromechanische Komponenten, hydraulische Komponenten und/oder pneumatische Komponenten betätigt werden. In einem Beispiel können die Kupplungen konkret über Schaltgabeln verstellt werden, obwohl auch andere geeignete Betätigungsmechanismen in Betracht kommen.
  • Außerdem kann die Elektroantriebskupplung 173 konzentrisch zur ersten und zweiten Hauptwelle 140, 142 angeordnet sein. Bei der elektrischen Antriebskupplung kann es sich beispielsweise konkret um eine Synchronisiervorrichtung handeln, um reibungslose Übergänge zwischen dem Ausrücken und dem Einrücken der Kupplung zu ermöglichen. Wie bereits erwähnt, kann die Elektroantriebskupplung in anderen Beispielen jedoch auch eine Klauenkupplung oder eine Schiebehülsenkupplung sein. Die Elektroantriebskupplung 173 ist ausgelegt, in einer ausgerückten Position zu arbeiten, in der sie von der Doppelzahnradeinheit 169 und damit von dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 164 entkoppelt ist. Wenn die Elektroantriebskupplung 173 ausgerückt ist, kann der mechanische Energiepfad von der elektrischen Maschine 108 daher die Hauptwellen 140, 142 umgehen und über das Zahnrad 164 oder das Zahnrad 161 zu der Nebenwelle 146 wandern. Umgekehrt ist die Doppelzahnradeinheit 169 zur Drehung mit der zweiten Hauptwelle 142 gekoppelt, wenn die Elektroantriebskupplung 173 eingerückt ist. Wenn die Elektroantriebskupplung also eingerückt ist, wandert die mechanische Energie zwischen der elektrischen Maschine 108 und der zweiten Hauptwelle 142. Auf diese Weise kann die elektrische Maschine über eine größere Anzahl von Betriebsgängen verfügen und die Energie der elektrischen Maschine kann an verschiedenen Stellen in das System eingetragen werden. Dadurch wird die Anpassungsfähigkeit des Getriebes erhöht, wodurch die Effizienz und Leistungsfähigkeit des Getriebes nach Wunsch gesteigert werden können.
  • Die Elektroantriebskupplung 173 kann entlang der Hauptwellen 140, 142 in einer ähnlichen axialen Position in Bezug auf die Kupplung 170 positioniert werden, wenn sich die Kupplungen in einer ausgerückten Position befinden. Auf diese Weise können die Kupplungen effizient in dem Mehrganggetriebe 106 konfektioniert werden.
  • Ferner können im Getriebesystem 104 der Verbrennungsmotor 110, das Schwungrad 138 und die Doppelkupplungsbaugruppe 118 in der Nähe eines ersten Endes 175 der ersten Hauptwelle 140 vorgesehen sein. Außerdem ist die Elektroantriebskupplung 173 von dem zweiten Ende 176 der ersten Hauptwelle 140 beabstandet. Auf diese Weise kann die elektrische Maschine auf einer lateralen Seite des Getriebesystems 104 angeordnet werden, wodurch sich die Länge des Getriebes in Längsrichtung entlang einer Achse parallel zur x-Achse im Vergleich zu einem Hybridgetriebe mit einer Architektur vom P2-Typ verringert, wenn der Motor zwischen der Eingangskupplung des Getriebes und dem Motor angeordnet ist. Der Radstand 177 des Fahrzeugs 100 kann nach Wunsch entsprechend verringert werden. Außerdem kann das System leichter in den Fahrzeugrahmen integriert werden, wenn seine axiale Länge im Vergleich zu Getrieben mit größerer axialer Länge verringert wird. Darüber hinaus kann das Getriebesystem 104 im Vergleich zu Getriebesystemen mit P2-Architekturen weniger rotierende Komponenten während des Elektrofahrzeug-Modus im Vergleich zu P2-Getriebesystemen aufweisen. Die in 1 gezeigte Getriebeanordnung kann in einigen Fällen als P2.5- oder P2/P3-Hybridarchitektur bezeichnet werden. Im Elektrofahrzeug-Modus und im Modus der Rückgewinnung kinetischer Energie dürfen sich beispielsweise die erste Hauptwelle 140, die Zahnräder 150 und 151 sowie ihre jeweiligen Lager nicht drehen. Außerdem darf sich in diesen Modi und wenn das Getriebe in dem vierten Gang oder dem achten Gang arbeitet, eine mechanische Pumpe, die direkt mit einem der Doppelkupplung zugeordneten Kupplungskorb verbunden ist, nicht drehen. Außerdem darf sich die zweite Hauptwelle 142 nicht drehen, wenn das Getriebe in dem Elektrofahrzeugmodus in dem vierten Gang arbeitet. Die Effizienz des Getriebes wird dadurch erhöht. Darüber hinaus ist es mit dem Getriebesystem 104 im Verbrennungsmotor-Modus, in dem die elektrische Maschine 108 keine Energie an das Getriebe liefert, zumindest in bestimmten Gängen möglich, die elektrische Maschine vom Getriebe zu entkoppeln, im Gegensatz zu Getriebearchitekturen der P2-Bauart, bei denen eine Entkopplung des Motors vom Getriebe nicht möglich ist.
  • Das Mehrganggetriebe 106 kann ferner eine Parksperrbaugruppe 178 umfassen, die ausgelegt ist, Bewegung eines mit der Abtriebswelle 126 gekoppelten Parkkettenrads 180 selektiv zu hemmen. Um diese Funktionalität zu erzielen, kann die Parksperrbaugruppe 178 eine Parksperrklinke und/oder andere geeignete Mechanismen enthalten, die beim Aktivieren der Parksperre in das Parkkettenrad 180 eingreifen.
  • Das Fahrzeug 100 kann ferner ein Steuersystem 190 mit einer Steuereinheit 191 umfassen. Die Steuereinheit 191 umfasst einen Prozessor 192 und einen Speicher 193. Im Speicher 193 können Anweisungen vorgehalten sein, welche darin gespeichert sind, die, bei Ausführung durch den Prozessor, die Steuereinheit 191 dazu veranlassen, verschiedenen hier beschriebenen Verfahren, Steuerungstechniken und dergleichen durchzuführen. Der Prozessor 192 kann eine Mikroprozessoreinheit und/oder andere Arten von Schaltungen enthalten. Der Speicher 193 kann bekannte Datenspeichermedien wie Direktzugriffspeicher, Nur-Lese-Speicher, Permanentspeicher, Kombinationen daraus und dergleichen beinhalten.
  • Die Steuereinheit 191 kann verschiedene Signale von Sensoren 194 (z. B. Geschwindigkeitssensoren, Drucksensoren, Kupplungskonfigurationssensoren, Temperatursensoren und dergleichen) empfangen, die im Fahrzeug 100 (z. B. im Antriebsstrang 102 und insbesondere im Getriebesystem 104) angeordnet sind. Umgekehrt kann die Steuereinheit 191 auf der Grundlage der empfangenen Signale und der im Arbeitsspeicher 193 der Steuereinheit 191 gespeicherten Anweisungen Steuersignale an verschiedene Aktuatoren 195 an verschiedenen Stellen im Fahrzeug und im Getriebesystem senden, zum Beispiel zum Einkuppeln, Schalten, Betätigen des elektronischen Differentials und dergleichen. Die Steuereinheit 191 kann beispielsweise Befehlssignale an die Elektroantriebskupplung 173 oder einen Aktuator der Kupplung senden. Wenn die Elektroantriebskupplung 173 das Befehlssignal empfängt, kann der Aktuator der Kupplung dazu genutzt werden, die Kupplung in ihre eingerückte Position zu schalten. Die anderen steuerbaren Komponenten des Getriebes, wie etwa eine elektrische Pumpe, Solenoidventile und dergleichen, und allgemeiner das Fahrzeug können in ähnlicher Weise in Bezug auf Sensorsignale und Aktuatoreinstellung betrieben werden. Darüber hinaus kann die Steuereinheit 191 ausgelegt sein, Anweisungen zum Schalten der Getriebekupplungen in Positionen auszuführen, welche die Energiepfade in den verschiedenen hier näher beschriebenen Modi erreichen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 191 ausgelegt sein, die Doppelkupplungsbaugruppe 118 auszurücken und die Kupplung 170 oder die Kupplung 171 in einem Elektrofahrzeug-Modus einzurücken. Zu den Komponenten, die durch die Steuereinheit 191 eingestellt werden können, gehören die Kupplungen 170, 171, 172, 173, 174, die Parksperrbaugruppe 178, der Inverter 114, die elektrische Maschine 108, der Verbrennungsmotor 110, das Differential 122 im Falle eines elektronischen Sperrdifferentials, andere externe Einrichtungen/Hilfsmittel wie ein Druckluftbremssystem und ein Federungssystem und dergleichen. In anderen Beispielen kann jedoch zumindest ein Teil dieser steuerbaren Komponenten mittels separaten Steuereinheiten eingestellt werden.
  • In dem Steuersystem 190 können eine oder mehrere Einrichtung(en) 196 enthalten sein. Die Eingabeeinrichtungen 196 können einen Gangwähler enthalten, der es dem Fahrzeugführer erlaubt, einen aktiven Gang aus einer Gruppe von Antriebszahnrädern und/oder einen Vorwärts-, Rückwärts- und Neutralfahrmodus auszuwählen. Die Eingabeeinrichtungen 196 können darüber hinaus einen Getriebesystemmodus-Wahlschalter enthalten, der es der Bedienperson erlaubt, den aktuellen Betriebsmodus des Fahrzeugs aus einer Gruppe von Betriebsmodi auszuwählen, die einen Hybridantriebsmodus, einen Elektrofahrzeug-Modus und/oder einen Verbrennungsmotor-Modus umfassen können. In anderen Beispielen können in dem Getriebesystem jedoch auch stärker automatisierte Techniken für die Gang- und/oder Fahrmoduswahl eingesetzt werden.
  • Darüber hinaus kann die elektrische Maschine 108 nicht nur in Bezug auf Drehmoment und Drehzahl über den Inverter gesteuert werden, sondern auch ausgelegt sein, sowohl in Vorwärtsfahr- als auch in Rückwärtsfahrtrichtung gedreht zu werden, die einander entgegengesetzt sind, damit das System eine elektrische Rückwärtsgangfunktionalität erzielen kann. Genauer gesagt kann das Getriebesystem 104 in einem Rückwärtsfahrmodus betrieben werden, in dem sich die elektrische Maschine 108 in einer Rückwärtsantriebsrichtung dreht, um das Fahrzeug in einer Rückwärtsrichtung anzutreiben. Die anderen hier beschriebenen Getriebesysteme, die keine mechanischen Rückwärtsgangbaugruppen haben, können auch mit einer elektrischen Rückwärtsgangfunktionalität ausgelegt werden, bei der die elektrische Maschine ausgelegt ist, sich in entgegengesetzte Richtungen zu drehen. Die Verwendung des elektrischen Rückwärtsgangs im System verringert das Gewicht und die Größe des Systems im Vergleich zu Getriebesystemen, welche mechanische Rückwärtsgangbaugruppen nutzen.
  • Als Referenz ist ein Achsensystem 199 in 1 sowie in 2A bis 2H und 2J bis 27 dargestellt. In einem Beispiel kann die z-Achse eine vertikale Achse sein (z. B. parallel zu einer Gravitationsachse), die x-Achse kann eine laterale/transversale Achse sein (z. B. eine horizontale Achse), und/oder die y-Achse kann eine Längsachse sein. In anderen Beispielen können die Achsen jedoch auch andere Ausrichtungen haben.
  • Darüber hinaus kann die Architektur des Getriebesystems 104, wie hierin ausführlicher erörtert, in hohem Maße anpassungsfähig und effizient modifiziert werden, um die Zielvorgaben für die Endnutzung einer Vielzahl von Fahrzeugplattformen zu erfüllen. Die elektrische Maschine kann zum Beispiel für reine Verbrennungsmotor-Fahrzeugplattformen weggelassen sein. In anderen Beispielen kann die Doppelkupplungsbaugruppe durch eine Einzelkupplungsbaugruppe durch eine Einzelkupplungsbaugruppe für automatisierte Handschaltgetriebe-(AMT)-Plattformen oder Handschaltgetriebe-(MT)-Plattformen ersetzt sein.
  • Bei dem in 1 dargestellten Doppelkupplungsgetriebe kann der Gangschaltvorgang halbautomatisch über die Schaltwippen (oder andere geeignete Eingabeeinrichtungen) auf Befehl des Fahrzeugführers oder rein automatisch erfolgen. Bei dem Handschaltgetriebe (MT) muss das als Schnittstelle zum Fahrzeugführer gedachte Schaltsystem überarbeitet werden, indem die Schaltwippen zum Beispiel durch einen Schalthebel, einen Schaltknüppel und/oder mechanische Hebel ersetzt werden, die den Schalthebel mit dem Getriebe verbinden, und das Kupplungspedal eingebracht werden, so dass sowohl die Betätigung der Verbrennungsmotorkupplung als auch das Gangschalten der Kontrolle des Fahrers unterliegen.
  • Die 2A bis 2H zeigen Pfade mechanischer Energie durch das Getriebesystem 104 in einem Hybridantriebsmodus, bei dem die verschiedenen Zahnräder auf der Haupt- und Nebenwelle von einer Bedienperson oder automatisch über einen Zahnradauswahlalgorithmus in der Steuereinheit vorgewählt werden. So werden in jeder der 2A bis 2H der Verbrennungsmotor 110 und die elektrische Maschine 108 betrieben, um Drehleistung zu erzeugen. In den 2A bis 2H sind insbesondere das erste bis achte Zahnrad dargestellt. Wie bereits erwähnt, kann das Getriebesystem jedoch auch eine alternative Anzahl von Betriebsgängen und/oder andere Energiepfade in den Betriebsgängen aufweisen. Ferner sind die in den 2A bis 2H sowie 2J und 4A bis 10D dargestellten Komponenten des Getriebesystems 104 ähnlich nummeriert und redundante Beschreibungen werden aus Gründen der Prägnanz weggelassen.
  • In 2A treibt das Getriebesystem 104 das erste Zahnrad 150 in einem Hybridantriebsmodus mit einem Energiepfad des ersten Zahnrads 200 an. Konkret wird in dem ersten Zahnrad der erste Kupplungsmechanismus 143 in der Doppelkupplungsbaugruppe 118 eingerückt, um den Verbrennungsmotor 110 zur Drehung mit der ersten Hauptwelle 140 zu sperren, die Kupplung 172 ist mit dem ersten Zahnrad 150 in Eingriff, die Elektroantriebskupplung 173 wird eingerückt und die Kupplung 171 ist mit dem zweiten Zahnrad 157 in Eingriff. Die übrigen Kupplungen 170, 174 sind in ihrer neutralen Position ausgerückt.
  • Der Energiepfad des ersten Zahnrads 200 entfaltet sich wie folgt: Energie wird von dem Verbrennungsmotor 110 auf den ersten Kupplungsmechanismus 143 der Doppelkupplungsbaugruppe 118 auf die erste Hauptwelle 140 übertragen. Als Nächstes wandert der Energiepfad 200 durch die erste Hauptwelle 140 zu dem ersten Zahnrad 150 über das an der ersten Hauptwelle befestigte Zahnrad 158 und wandert weiter durch die Nebenwelle 146 zu dem fünften Zahnrad 153.
  • Als nächstes wird Energie von dem fünften Zahnrad 153 mittels des Zwischenzahnrads 127 an die Nebenwelle 126 übertragen. Somit wird die Energie von der Abtriebswelle 126 and das Differential 122 übertragen. Es versteht sich auch, dass der Energiepfad durch das Differential zu den Achswellen 134 und zu den Antriebsrädern 124 wandern kann. In jedem der Betriebsgänge ist der Teil des Energiepfades vom fünften Zahnrad 153 über die Abtriebswelle 126 zu dem Differential 122 identisch, und eine redundante Beschreibung wird der Kürze halber weggelassen.
  • Der Energiepfad 200 umfasst ferner einen Elektroantriebszweig 202, der von der elektrischen Maschine 108 zu dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine 166, von dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine zu dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 164, von dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad zu der zweiten Hauptwelle 142 über die Elektroantriebskupplung 173, von der zweiten Hauptwelle zu dem Zahnrad 159, von dem Zahnrad 159 zu dem zweiten Zahnrad 157, von dem zweiten Zahnrad zu der Nebenwelle 146 und von der Nebenwelle zu dem fünften Zahnrad 153 verläuft. Der Energiepfad des ersten Zahnrads ermöglicht es der elektrischen Maschine, den das zweite Zahnrad anzutreiben während der Verbrennungsmotor das erste Zahnrad antreibt. Dadurch können die elektrische Maschine und der Verbrennungsmotor effizienter betrieben werden.
  • In 2B treibt das Getriebesystem 104 das zweite Zahnrad 157 in einem Hybridantriebsmodus mit einem Energiepfad des zweiten Zahnrads 204 an. Konkret ist im zweiten Gang der zweite Kupplungsmechanismus 144 in der Doppelkupplungsbaugruppe 118 eingerückt, um den Verbrennungsmotor 110 zur Drehung mit der zweiten Hauptwelle 142 zu sperren, und die Elektroantriebskupplung 173 ist mit der Doppelzahnradeinheit 169 in Eingriff, und die Kupplung 171 ist mit dem zweiten Zahnrad 157 in Eingriff. Die übrigen Kupplungen 170, 172, 174 sind in ihrer neutralen Position ausgerückt.
  • Der Energiepfad des zweiten Zahnrads 204 entfaltet sich wie folgt: Energie wird von dem Verbrennungsmotor 110 auf den zweiten Kupplungsmechanismus 144 der Doppelkupplungsbaugruppe 118 auf die zweite Hauptwelle 142 übertragen. Als nächstes bewegt sich der Energiepfad 204 durch die zweite Hauptwelle 142 zu dem zweiten Zahnrad 157 mittels des Zahnrads 159, das an der Nebenwelle 146 befestigt ist. Als nächstes fließt die Energie von dem zweiten Zahnrad 157 zu der Nebenwelle 146 und von der Nebenwelle zu dem fünften Zahnrad 153.
  • Der Energiepfad 204 umfasst ferner einen Elektroantriebszweig 206, der von der elektrischen Maschine 108 zu dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine 166, von dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine zu dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 164 und von dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad zu der zweiten Hauptwelle 142 verläuft. In anderen Konfigurationen des zweiten Zahnrads kann der Verbrennungsmotor 110 das zweite Zahnrad antreiben, während die elektrische Maschine 108 ein anderes Zahnrad, beispielsweise das vierte Zahnrad, antreibt, wodurch nach Bedarf die Anpassungsfähigkeit und Leistungsfähigkeit des Systems erhöht werden.
  • In 2C treibt das Getriebesystem 104 das dritte Zahnrad 151 in einem Hybridantriebsmodus mit einem Energiepfad eines dritten Zahnrads 208 an. Konkret ist im dritten Gang der erste Kupplungsmechanismus 143 in der Doppelkupplungsbaugruppe 118 eingerückt, um den Verbrennungsmotor 110 zur Drehung mit der ersten Hauptwelle 140 zu sperren, die Kupplung 170 ist mit dem vierten Zahnrad 155 in Eingriff und die Kupplung 172 ist mit dem dritten Zahnrad 151 in Eingriff. Die übrigen Kupplungen 171, 174 sowie die Elektroantriebskupplung 173 sind in ihrer neutralen Position ausgerückt.
  • Der Energiepfad des dritten Zahnrads 208 entfaltet sich wie folgt: Energie wird von dem Verbrennungsmotor 110 auf den ersten Kupplungsmechanismus 143 der Doppelkupplungsbaugruppe 118 und dann auf die erste Hauptwelle 140 übertragen. Als nächstes bewegt sich der Energiepfad 208 durch die erste Hauptwelle 140 zu dem dritten Zahnrad 151 mittels des Zahnrads 163, das an der ersten Hauptwelle 140 befestigt ist. Als nächstes wandert der Energiepfad von dem dritten Zahnrad 151 zu der Nebenwelle 146 und von der Nebenwelle 146 zu dem fünften Zahnrad 153.
  • Der Energiepfad 208 umfasst ferner einen Elektroantriebszweig 210, der von der elektrischen Maschine 108 zu dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine 166, von dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine 166 zu dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 164 und von dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 164 über das vierte Zahnrads 155 mittels des Zahnrads 161 zu der Nebenwelle 146 verläuft. Als nächstes wandert der Elektroantriebszweig 210 des Energiepfads von der Nebenwelle zu dem fünften Zahnrad 153.
  • In 2D treibt das Getriebesystem 104 das vierte Zahnrad 155 in einem Hybridantriebsmodus mit einem Energiepfad des vierten Zahnrads 212 an. Konkret ist im vierten Gang der zweite Kupplungsmechanismus 144 in der Doppelkupplungsbaugruppe 118 eingerückt, um den Verbrennungsmotor 110 zur Drehung mit der zweiten Hauptwelle 142 zu sperren, und die Kupplung 170 ist mit dem vierten Zahnrad 155 in Eingriff. Die übrigen Kupplungen 171, 172, 174 sowie die Elektroantriebskupplung 173 sind in ihrer neutralen Position ausgerückt.
  • Der Energiepfad des vierten Zahnrads 212 entfaltet sich wie folgt: Energie wird von dem Verbrennungsmotor 110 auf den zweiten Kupplungsmechanismus 144 der Doppelkupplungsbaugruppe 118 auf die zweite Hauptwelle 142 übertragen. Als nächstes bewegt sich der Energiepfad 212 über die zweite Hauptwelle 142 mittels des Zahnrads 161 zu dem vierten Zahnrad 155. Als nächstes wandert der Energiepfad von dem vierten Zahnrad 155 zu der Nebenwelle 146 und von der Nebenwelle 146 zu dem fünften Zahnrad 153.
  • In dem Elektroantriebszweig 214 des Energiepfads 212 wandert Energie von der elektrischen Maschine 108 zu dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine 166, von dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine zu dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 164 und von dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad mittels des Zahnrads 161, im Umgehung der Hauptwellen, zu dem vierten Zahnrad 155.
  • In 2E treibt das Getriebesystem 104 das Übersetzungsverhältnis des fünften Zahnrads 153 in einem Hybridantriebsmodus mit einem Energiepfad des fünften Zahnrads 216 an. Konkret ist im fünften Gang der erste Kupplungsmechanismus 143 in der Doppelkupplungsbaugruppe 118 eingerückt, um den Verbrennungsmotor 110 zur Drehung mit der ersten Hauptwelle 140 zu sperren, die Kupplung 170 ist mit dem sechsten Zahnrad 154 in Eingriff, die Elektroantriebskupplung 173 ist mit der Doppelzahnradeinheit 169 und der zweiten Hauptwelle 142 in Eingriff, und die Kupplung 174 ist mit dem Zahnrad 179 in Eingriff. Die übrigen Kupplungen 171, 172 sind in ihrer neutralen Position ausgerückt.
  • Der Energiepfad des fünften Zahnrads 216 entfaltet sich wie folgt: Energie wird von dem Verbrennungsmotor 110 auf den ersten Kupplungsmechanismus 143 der Doppelkupplungsbaugruppe 118 auf die erste Hauptwelle 140 übertragen. Als nächstes bewegt sich der Energiepfad 216 über die zweite erste Hauptwelle 140 mittels des Zahnrads 179 zu dem fünften Zahnrad 153.
  • Im Elektroantriebszweig 218 des Energiepfads 216 wandert Energie von der elektrischen Maschine 108 zu dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine 166, von dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine zu dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 164, von dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad über die Elektro-Antriebskupplung 173 zur zweiten Hauptwelle 142 und von der zweiten Hauptwelle zu dem Zahnrad 162. Als Nächstes wandert der Energiepfad mittels des Zahnrads 162, das mit der zweiten Hauptwelle 142 gekoppelt ist, zu dem sechsten Zahnrad 154. Von dem sechsten Zahnrad 154 bewegt sich die Energie über die Nebenwelle 146 zu dem fünften Zahnrad 153 in dem Elektroantriebszweig 218.
  • In 2F treibt das Getriebesystem 104 das sechste Zahnrad 154 in einem Hybridantriebsmodus mit einem Energiepfad des sechsten Zahnrads 220 an. Konkret ist im sechsten Gang der zweite Kupplungsmechanismus 144 in der Doppelkupplungsbaugruppe 118 eingerückt, um den Verbrennungsmotor 110 zur Drehung mit der zweiten Hauptwelle 142 zu sperren, die Elektroantriebskupplung 173 ist mit der Doppelzahnradeinheit 169 und der zweiten Hauptwelle 142 in Eingriff, und die Kupplung 170 ist mit dem sechsten Zahnrad 154 in Eingriff. Die übrigen Kupplungen 171, 172, 174 sind in ihrer neutralen Position ausgerückt.
  • Der Energiepfad des sechsten Zahnrads 220 entfaltet sich wie folgt: Energie wird von dem Verbrennungsmotor 110 auf den zweiten Kupplungsmechanismus 144 der Doppelkupplungsbaugruppe 118 auf die zweite Hauptwelle 142 übertragen. Als Nächstes bewegt sich der Energiepfad 220 über die zweite Hauptwelle 142 mittels des Zahnrads 162, das mit der zweiten Hauptwelle 142 gekoppelt ist, zu dem sechsten Zahnrad 154. Als Nächstes wandert der Energiepfad von der zweiten Hauptwelle 142 zu dem Zahnrad 162, von dem Zahnrad 162 zu dem sechsten Zahnrad 164, von dem sechsten Zahnrad zu der Nebenwelle 146 und von der Nebenwelle 146 zu dem fünften Zahnrad 153.
  • Im Elektroantriebszweig 222 des Energiepfads 220 wandert Energie von der elektrischen Maschine 108 zu dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine 166, von dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine zu dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 164, und von dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 164 mittels der Elektroantriebskupplung 173 zu der zweiten Hauptwelle 142.
  • In 2G treibt das Getriebesystem 104 das siebte Zahnrad 152 in einem Hybridantriebsmodus mit einen Energiepfad des siebten Zahnrads 224 an. Konkret ist im siebten Gang der erste Kupplungsmechanismus 143 in der Doppelkupplungsbaugruppe 118 eingerückt, um den Verbrennungsmotor 110 zur Drehung mit der ersten Hauptwelle 140 zu sperren, die Kupplung 174 ist mit dem Zahnrad 163 in Eingriff, und die Kupplung 171 ist mit dem vierten Zahnrad 154 in Eingriff. Die übrigen Kupplungen 171, 172, 173 sind in ihrer neutralen Position ausgerückt.
  • Der Energiepfad des siebten Zahnrads 224 entfaltet sich wie folgt: Energie wird von dem Verbrennungsmotor 110 auf den ersten Kupplungsmechanismus 143 der Doppelkupplungsbaugruppe 118 und dann auf die erste Hauptwelle 140 übertragen. Als nächstes bewegt sich der Energiepfad 224 über die erste Hauptwelle 140 mittels des Zahnrads 163 zu dem siebten Zahnrad 152, welches zur Drehung mit der ersten Hauptwelle 140 über die Kupplung 174 gesperrt ist. Als nächstes wandert die Energie über die Nebenwelle 146 zu dem fünften Zahnrad 153.
  • Im Elektroantriebszweig 226 des Energiepfads 224 wandert die Energie von der elektrischen Maschine 108 zu dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine 166, von dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine zu dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 164, von dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad zu dem achten Zahnrad 156, von dem achten Zahnrad zu der Nebenwelle 146, und von der Nebenwelle zu dem fünften Zahnrad 153.
  • In 2H treibt das Getriebesystem 104 das achte Zahnrad 156 in einem Hybridantriebsmodus mit einem Energiepfad des achten Zahnrads 228 an. Im achten Zahnrad ist der zweite Kupplungsmechanismus 144 konkret in der Doppelkupplungsbaugruppe 118 eingerückt, um den Verbrennungsmotor 110 zur Drehung mit der zweiten Hauptwelle 142 zu sperren, und die Kupplung 171 ist mit dem achten Zahnrad 156 in Eingriff. Die übrigen Kupplungen 170, 172, 174 sowie die Elektroantriebskupplung 173 sind in ihrer neutralen Position ausgerückt.
  • Der Energiepfad des achten Zahnrads 228 entfaltet sich wie folgt: Energie wird von dem Verbrennungsmotor 110 auf den zweiten Kupplungsmechanismus 144 der Doppelkupplungsbaugruppe 118 auf die zweite Hauptwelle 142 übertragen. Als nächstes bewegt sich der Energiepfad 228 über die zweite Hauptwelle 142 mittels des Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrads 164 zu dem achten Zahnrad 156. Als nächstes wandert die Energie über die Nebenwelle 146 zu dem fünften Zahnrad 153.
  • Im Elektroantriebszweig 230 des Energiepfads 228 wandert die Energie von der elektrischen Maschine 108 zu dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine 166, von dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine zu dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 164 und von dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad zu dem achten Zahnrad 156.
  • 21 zeigt eine Tabelle 240, die einem Verbrennungsmotor-Modus, einem Hybridantriebsmodus und einem Elektrofahrzeug-Modus für das in 1 bis 2H dargestellte Getriebesystem 104 entspricht. Die Spalten der Tabelle 240 geben den gewählten Gang, das von dem Verbrennungsmotor 110 angetriebenen Zahnrad und das von der elektrischen Maschine 108 angetriebene Zahnrad während des Hochschaltens und Herunterschaltens an. Zusätzlich können mit anderen Auslegungen nach Bedarf verschiedene Modi erhalten werden. Es können verschiedene Antriebsstrategien angewandt werden, um den Kraftstoffeffizienz oder die Leistungsfähigkeit zu erhöhen.
  • In dem Verbrennungsmotormodus kann der Verbrennungsmotor 110 das erste Zahnrad, das zweite Zahnrad und das sechste Zahnrad antreiben. Außerdem kann der Verbrennungsmotor 110 im Verbrennungsmotormodus das dritte Zahnrad, das fünfte Zahnrad und das siebte Zahnrad antreiben, falls der vierte oder der achte Gang nicht vorgewählt wurde.
  • Im dargestellten Beispiel kann die elektrische Maschine 108 während eines Hochschaltens, wenn der zweite Gang oder der dritte Gang vorgewählt ist, entweder das zweite Zahnrad oder das vierte Zahnrad antreiben, während der Verbrennungsmotor 110 von seinem aktuellen Betriebsgang in den gewählten Gang übergeht. Außerdem kann die elektrische Maschine 108 während eines Hochschaltens, wenn der sechste Gang oder der siebte Gang vorgewählt ist, entweder das sechste Zahnrad oder das achte Zahnrad antreiben.
  • Umgekehrt kann die elektrische Maschine 108 während eines Herunterschaltens, wenn der erste Gang oder der zweite Gang vorgewählt ist, entweder das zweite Zahnrad oder das vierte Zahnrad antreiben. Außerdem kann die elektrische Maschine während eines Herunterschaltens, wenn der fünfte Gang oder der sechste Gang vorgewählt ist, entweder das sechste Zahnrad oder das achte Zahnrad antreiben.
  • Tabelle 240 zeigt ferner die Verzahnung für den Verbrennungsmotor 110 und die elektrische Maschine 108 in einem Modus, in dem kein Gang vorgewählt ist. In diesem Betriebsmodus, wenn der Verbrennungsmotor 110 das erste Zahnrad antreibt, kann die elektrische Maschine 108 das erste Zahnrad, das zweite Zahnrad, das vierte Zahnrad, das sechste Zahnrad oder das achte Zahnrad antreiben. Außerdem kann in einem solchen Betriebsmodus, wenn der Verbrennungsmotor das zweite Zahnrad antreibt, die elektrische Maschine das zweite Zahnrad oder das vierte Zahnrad antreiben. Wenn der Verbrennungsmotor ferner das dritte Zahnrad antreibt, kann die elektrische Maschine das zweite Zahnrad, das dritte Zahnrad, das vierte Zahnrad, das sechste Zahnrad oder das achte Zahnrad antreiben.
  • Wenn ferner kein Gang vorgewählt ist und der Verbrennungsmotor das vierte Zahnrad antreibt, kann die elektrische Maschine das vierte Zahnrad antreiben. Wenn der Verbrennungsmotor das fünfte Zahnrad antreibt, kann die elektrische Maschine das zweite Zahnrad, das vierte Zahnrad, das fünfte Zahnrad, das sechste Zahnrad oder das achte Zahnrad antreiben. Wenn der Verbrennungsmotor weiterhin das sechste Zahnrad antreibt, kann die elektrische Maschine das sechste Zahnrad oder das achte Zahnrad antreiben. Wenn der Verbrennungsmotor das siebte Zahnrad antreibt, kann die elektrische Maschine das zweite Zahnrad, das vierte Zahnrad, das sechste Zahnrad, das siebte Zahnrad oder der achte Zahnrad antreiben. Wenn der Verbrennungsmotor ferner das achte Zahnrad antreibt, kann die elektrische Maschine in ähnlicher Weise das achte Zahnrad antreiben.
  • Tabelle 240 zeigt ferner die Verzahnung für die elektrische Maschine 108 in einem Elektrofahrzeug-Modus, in dem der Verbrennungsmotor nicht arbeitet. Wie dargestellt, kann die elektrische Maschine 108 im Elektrofahrzeug-Modus in jedem der geradzahligen Zahnräder betrieben werden. Darüber hinaus kann bei bestimmten Getriebestrukturen, wie beispielsweise den in den 17 und 18 dargestellten Getriebesystemen, die hier näher beschrieben werden, die elektrische Maschine auch im Elektrofahrzeug-Modus in den ungeradzahligen Zahnrädern betrieben werden.
  • Darüber hinaus kann in einem Modus, in dem Anlassen des Motors auftritt, der Elektrofahrzeug-Modus aktiv ist und das Fahrzeug in Bewegung ist, der Verbrennungsmotor mit Hilfe des ersten oder zweiten Kupplungsmechanismus in der Doppelkupplungsbaugruppe angelassen werden. Folglich kann das System über einen weiten Bereich von Betriebsbedingungen vom Elektrofahrzeug-Modus in den Hybrid-Modus übergehen.
  • Es versteht sich, dass das Getriebesystem 104 in bestimmten Beispielen mehr als hundert verschiedene Modi des reinen Verbrennungsmotormodus, Hybrid- und Elektrofahrzeugmodus erreichen kann, obwohl der Endnutzer möglicherweise nicht alle Modi nutzt. Das Getriebe verfügt also über ein hohes Maß an Anpassungsfähigkeit.
  • 2J zeigt Lager 250, die mit der zweiten Hauptwelle 142 gekoppelt sind, und ein Lager 252, das mit dem Ende 176 der ersten Hauptwelle 140 gekoppelt ist. Wie hier beschrieben, stützt ein Lager die Komponente, an welcher es befestigt ist, und erlaubt deren Drehung, und kann innere und äußere Laufringe sowie Wälzkörper (z. B. Kugeln, zylindrische Rollen, konische zylindrische Rollen und dergleichen) enthalten. Außerdem sind in der gezeigten Ausführungsform die Lager 254 mit der Nebenwelle 146 gekoppelt. Die Lager 256 sind außerdem mit den Wellen 257 und 168 gekoppelt, die mit dem Zahnradsatz der elektrischen Maschine 166 gekoppelt sind. Bei den genannten Lagern kann es sich um Kugellager handeln, obwohl auch andere Arten von Lagern in Betracht kommen.
  • Die Lager 258, 260, 262 können weiter mit der Abtriebswelle 126 gekoppelt sein. Die Lager 260, 262 sind konkret als Kegelrollenlager dargestellt und das Lager 258 ist als ein Zylinderrollenlager dargestellt, obwohl in anderen Ausführungsformen auch andere Lagertypen in dem System eingesetzt werden können. Die Auslegung, die Anzahl der Lager im System kann jedoch in anderen Ausführungsformen geändert werden. Die Lager 264 können auch mit dem Differential 122 gekoppelt werden. Zumindest ein Teil der Lager im Getriebesystem kann einen Lagersatz bilden.
  • Die 4A bis 4E zeigen eine Schaltstrategie für das Getriebesystem 104, bei der das Mehrganggetriebe 106 von dem zweiten Gang 157 in den dritten Gang 151 und dann von dem dritten Gang in den vierten Gang 155 geschaltet wird, während das System in einem Hybridmodus arbeitet. Ferner sind in den 4A bis 4E jeweils die Pfade mechanischer Energie 400, 402, 404, 406 und 408 dargestellt. Wie in 4A konkret dargestellt, arbeitet das Getriebesystem 104 in dem zweiten Gang 157. So greift die Kupplung 171 in das zweite Zahnrad 157 ein und die Kupplung 172 greift in das dritte Zahnrad 151 in Erwartung des Hochschaltens in den dritten Gang ein. Außerdem ist in 4A die Elektroantriebskupplung 173 eingerückt und der zweite Kupplungsmechanismus 144 in der Doppelkupplungsbaugruppe 118 ist eingerückt. Das System ermöglicht nach Wunsch ein stufenloses Gangschalten und Lastschalten (Powershifting).
  • Als nächstes wird in 4B der erste Kupplungsmechanismus 143 in der Doppelkupplungsbaugruppe 118 eingerückt, während der zweite Kupplungsmechanismus 144 ausgerückt wird, um die Energieübertragung vom Verbrennungsmotor 110 auf das dritten Zahnrad 151 zu ermöglichen, während der Eingriff der Elektroantriebskupplung aufrechterhalten wird. Während dieses Doppelkupplungsschaltungsereignisses treibt die elektrische Maschine 108 weiterhin das zweite Zahnrad 157 an.
  • In 4C wird die Kupplung 171 von dem zweiten Zahnrad 157 getrennt, die Elektroantriebskupplung 173 wird ausgerückt, und der Verbrennungsmotor 110 überträgt weiterhin Energie auf das dritte Zahnrad 151. Als nächstes wird die Kupplung 170 in 4D mit dem vierten Zahnrad 155 in Eingriff gebracht, und Energie wird von der elektrischen Maschine 108 auf das vierte Zahnrad übertragen.
  • Als nächstes wird in 4E der zweite Kupplungsmechanismus 144 in der Doppelkupplungsbaugruppe 118 eingerückt, die Elektroantriebskupplung 173 wird eingerückt und der erste Kupplungsmechanismus 143 wird ausgerückt, damit die Energie von dem Verbrennungsmotor 110 und der elektrischen Maschine 108 zu dem vierten Zahnrad 155 wandern kann. Auf diese Weise kann das Getriebe reibungslos und effizient zwischen den ungeradzahligen und geradzahligen Zahnrädern geschaltet werden. Wie in den 4D und 4E konkret dargestellt, kann die elektrische Maschine 108 eine kontinuierliche Energieübertragung auf die Antriebsräder bereitstellen, während die Doppelkupplungsbaugruppe 118 die von dem Verbrennungsmotor 110 angetriebenen Zahnräder schaltet, was als Elektrounterstützungsfunktionalität bezeichnet wird.
  • Die 5A, 5B und 4E zeigen eine weitere Schaltstrategie, die in dem Getriebesystem 104 implementiert werden kann. In dieser Schaltsequenz wird das Mehrganggetriebe 106 vom zweiten Gang 157 in den dritten Gang 151 (und dann in den vierten Gang, wie in 4E gezeigt) geschaltet, während das Getriebesystem 104 im Hybridmodus arbeitet. Bei diesem Manöver kann die elektrische Maschine 108 im Gegensatz zur vorgenannten Schaltstrategie das Getriebe kontinuierlich mit elektrischer Unterstützung versorgen, und es kann zu keinem Drehmomentabfall kommen, während der Verbrennungsmotor vom zweiten Gang in den dritten Gang und dann vom dritten Gang in den vierten Gang schaltet. Ferner sind in den 5A bis 5B jeweils die Pfade mechanischer Energie 500, 502 dargestellt. Wie in 5A konkret dargestellt, wird die Energie von dem Verbrennungsmotor 110 auf das zweite Zahnrad 157 übertragen, während die Energie von der elektrischen Maschine 108 auf das vierte Zahnrad 155 übertragen wird. Wie in 5A ferner dargestellt, ist die Kupplung 172 in Erwartung eines Schaltvorgangs mit dem dritten Zahnrad 151 in Eingriff. Das System ermöglicht nach Wunsch ein stufenloses Gangschalten und Lastschalten (Powershifting).
  • Um von dem zweiten Gang in den dritten Gang zu schalten, wird der zweite Kupplungsmechanismus 144 in der Doppelkupplungsbaugruppe ausgerückt, während der erste Kupplungsmechanismus 143 eingerückt ist, wie in 5B gezeigt. Es können verschiedene Schaltstrategien, einschließlich verschiedener Kupplungssteuerungsstrategien, wie etwa Kupplungs-Querschalten, angewandt werden, um ein reibungsloses, stufenloses Schalten oder ein schnelles, stufenloses Schalten zu erzielen. So fließt die Energie von dem Verbrennungsmotor 110 zu dem dritten Zahnrad, während die Energie von der elektrischen Maschine 108 zu dem vierten Zahnrad fließt. Auf diese Weise kann die elektrische Maschine nach Wunsch eine elektrische Unterstützungsfunktionalität bereitstellen und so die Systemleistung erhöhen. Genauer gesagt kann das Mehrganggetriebe eingerichtet sein, zu ermöglichen, dass die elektrische Maschine 108 ein Zahnrad antreiben kann, der höher, niedriger als oder gleich dem von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Zahnrad ist. Bei dieser Anordnung erzielt die elektrische Maschine eine ähnliche Funktionalität wie bei Hybridsystemen mit P3-Architekturen, bei denen der Motor mit der Abtriebswelle des Getriebes gekoppelt ist. Genauer gesagt, kann unter den oben genannten Bedingungen die elektrische Unterstützungsfunktionalität im ersten bis vierten Gang bereitgestellt werden. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit des Systems verbessert.
  • 6 zeigt das Getriebesystem 104 arbeitend in einem anderen Modus, in dem sowohl die elektrische Maschine 108 als auch der Verbrennungsmotor 110 Energie an ein ungeradzahliges Zahnrad auf der Nebenwelle 146 in einem Hybridmodus mit einem Energiepfad 600 übertragen. Genauer gesagt übertragen sowohl die elektrische Maschine 108 als auch der Verbrennungsmotor 110 Energie auf das dritte Zahnrad 151. Es soll jedoch als verstanden gelten, dass das System die Energie auch auf das erste Zahnrad 150, das fünfte Zahnrad 153 und das siebte Zahnrad 152 in ähnlicher Weise übertragen kann. Um diese Energieübertragung eines ungeradzahligen Zahnrads zu erreichen, wird die Elektroantriebskupplung 173 eingerückt, und die Energie wandert von der elektrischen Maschine 108 zu der zweiten Hauptwelle 142 und von der zweiten Hauptwelle zu der Doppelkupplungsbaugruppe 118, wo die Energie mit der Energie des Verbrennungsmotors kombiniert und auf die erste Hauptwelle 140 übertragen wird. Auf diese Weise werden die Optionen für die angetriebenen Zahnräder des Systems im Hybridmodus erweitert, um eine weitere Steigerung der Systemleistungsfähigkeit zu ermöglichen.
  • Die 7A bis 7C zeigen das Getriebesystem 104 arbeitend in verschiedenen Anlassmodi, in denen die elektrische Maschine 108 zum Einleiten des Anfahrens des Verbrennungsmotors 110 eingesetzt wird. Im Allgemeinen kann die elektrische Maschine 108 während es Anlassens das zweite Zahnrad 157, das vierte Zahnrad 155, das sechste Zahnrad 154 und das achte Zahnrad 156 antreiben. Außerdem kann der Anlassbetrieb entweder über die Kupplungen in der Doppelkupplungsbaugruppe 118 durchgeführt werden, während das Fahrzeug in Bewegung ist.
  • Die Energiepfade 700, 702 und 704 sind jeweils in den 7A bis 7C dargestellt. Wie in 7A konkret dargestellt, wird die Energie von der elektrischen Maschine 108 über die Elektroantriebskupplung 173, die eingerückt ist, auf die zweite Hauptwelle 142 übertragen. Von der zweiten Hauptwelle 142 wird die Energie über die Doppelkupplungsbaugruppe 118 auf den Verbrennungsmotor übertragen. Außerdem sind in dem in 7A dargestellten Modus die Kupplungen 170, 171, 172, 174 ausgerückt. Der in 7A gezeigte Anlassmodus kann genutzt werden, wenn das Fahrzeug im Stillstand ist (z. B. bei oder nahe der Nullgeschwindigkeit).
  • Die 7B bis 7C zeigen Anlassmodi, die implementiert werden könne, während sich das Fahrzeug in Bewegung befindet (z. B. bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer als Null). Konkret wird in beiden Anlassmodi Energie von der elektrischen Maschine 108 auf den Verbrennungsmotor 110 sowie auf das Differential 122 übertragen. Wie in 7B konkret gezeigt, wird die Energie von der elektrischen Maschine 108 über die zweite Hauptwelle 142 an die Doppelkupplungsbaugruppe 118 und über die zweite Hauptwelle 142 an das vierte Zahnrad 155 übertragen. So ist in 7B die Elektroantriebskupplung 173 eingerückt. Umgekehrt ist in 7C die Elektroantriebskupplung 173 ausgerückt, die Kupplung 170 ist mit dem vierten Zahnrad 155 in Eingriff, und die Kupplungen 171, 172, 174 sind ausgerückt.
  • Ferner wird in 7C die Energie von der elektrischen Maschine 108 auf das vierte Zahnrad 155 und vom vierten Zahnrad auf die Nebenwelle 146 übertragen. Von der Nebenwelle 146 wird die Energie aufgeteilt und sowohl auf das Zwischenzahnrad 127 als auch auf das siebte Zahnrad 152 übertragen. Als nächstes wandert die Energie zu der ersten Hauptwelle 140 und dann über den ersten Kupplungsmechanismus 143 zu der Doppelkupplungsbaugruppe 118. Auf diese Weise kann der Verbrennungsmotor mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen bzw. Gangstufen angelassen werden. Somit ist in 7C die Kupplung 174 mit dem Zahnrad 163 in Eingriff, die Kupplung 170 ist mit dem vierten Zahnrad 155 in Eingriff in die Kupplungen 171, 172 und 173 sind ausgerückt. Es versteht sich ferner, dass auch andere Zahnräder oder Zahnradkombinationen zum Anlassen des Verbrennungsmotors 110 eingesetzt werden können.
  • In den 8A bis 8D ist das Getriebesystem 104 arbeitend in einem Elektrofahrzeugmodus in verschiedenen Betriebsgängen dargestellt (d. h. den zweiten Gang, den vierten Gang, den sechsten Gang und den achten Gang). Die Energiepfade 800, 802, 804 und 806 sind jeweils in den 8A bis 8D dargestellt. Es versteht sich, dass im Elektrofahrzeug-Modus der Verbrennungsmotor 110 abgeschaltet und/oder von der Doppelkupplungsbaugruppe 118 entkoppelt sein kann und die elektrische Maschine 108 mechanische Energie erzeugt. Im Elektrofahrzeugmodus können die Energiepfade je nach Leistungszielvorgaben entweder die Nebenwelle 146 umgehen oder durch diese hindurch verlaufen, so dass die Leistungsfähigkeit des Systems je nach den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs fein abgestimmt werden kann. Bei anderen kinematischen Getriebeauslegungen, wie z. B. den in 17 bis 18 gezeigten, kann die elektrische Maschine im Elektrofahrzeug-Modus in den ungeradzahligen Gängen betrieben werden, da diese Getriebe die innere und äußere Hauptwelle miteinander verbinden können.
  • 8A zeigt das Getriebesystem 104 in dem zweiten Gang 157, in dem die Kupplung 171 in das zweite Zahnrad 157 eingreift, die Elektroantriebskupplung 173 eingerückt ist und die übrigen Kupplungen ausgerückt sind. Der Elektrofahrzeugmodus im zweiten Gang kann genutzt werden, wenn ein vergleichsweise hohes Drehmoment gewünscht wird, während das Fahrzeug eine Steigung befährt oder bei einer unmittelbaren Beschleunigung.
  • 8B zeigt das Getriebesystem 104 im vierten Gang 155, in dem die Kupplung 170 in dieses Zahnrad eingreift und die übrigen Kupplungen ausgerückt sind. Im vierten Gang umgeht der Energiepfad von der elektrischen Maschine 108 die zweite Hauptwelle 142 und fließt zur Nebenwelle 146. Der Elektrofahrzeugmodus mit dem vierten Gangs kann eingesetzt werden, wenn ein höherer Wirkungsgrad des Antriebsstrangsystems gewünscht ist.
  • 8C zeigt das Getriebesystem 104 in dem sechsten Gang 154, in dem die Kupplung 170 dieses Zahnrad eingreift, die Elektroantriebskupplung 173 eingerückt ist und die übrigen Kupplungen ausgerückt sind. So verläuft im Elektrofahrzeugmodus mit dem sechsten Gang der Energiepfad 806 von dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 164 zu der zweiten Hauptwelle 142 und dann zu dem sechsten Zahnrad 154.
  • 8D zeigt das Getriebesystem 104 in dem achten Gang 156, in dem die Kupplung 171 in dieses Zahnrad eingreift und die übrigen Kupplungen ausgerückt sind. Der Elektrofahrzeugmodus mit dem achtem Gang kann eingesetzt werden, wenn höhere Motoreffizienz gewünscht wird. Im Elektrofahrzeugmodus mit dem achtem und vierten Gang kann das System ähnlich wie ein P3-Hybridantriebsystem funktionieren. Das Getriebesystem kann zwischen dem zweiten Gang, dem vierten Gang, dem sechsten Gang und dem achten Gang schalten, indem die dem aktuellen Betriebsgang zugeordnete Kupplung ausgerückt wird und die dem gewünschten (z. B. gewählten) Betriebsgang entsprechende Kupplung eingerückt wird. Die Elektroantriebskupplung 173 kann auch eingerückt werden, um Energieübertragung auf die zweite Hauptwelle im zweiten Gang und sechsten Gang zu erlauben, und kann ausgerückt werden, um zu erlauben, dass Energie die zweite Hauptwelle im vierten Gang und achten Gang umgehen kann.
  • Die 9A bis 9B zeigen das Getriebesystem 104 arbeitend in einem Energiespeichereinrichtungs-Lademodus (z. B. eine Batterie), während das Fahrzeug im Stillstand ist beziehungsweise während sich das Fahrzeug in Bewegung befindet. Im Lademodus ist also der Verbrennungsmotor 110 in Betrieb, und die elektrische Maschine 108 erzeugt elektrische Energie und überträgt diese Energie an die Energiespeichereinrichtung 112.
  • In der in 9A gezeigten Systemkonfiguration ist die Elektroantriebskupplung 173 mit der Doppelgetriebeeinheit 169 in Eingriff, während die übrigen Kupplungen des Systems eingerückt sind. Konkret zeigt 9A einen Ladeenergiepfad 900, der von dem Verbrennungsmotor 110 über die Doppelkupplungsbaugruppe 118 zu der ersten Hauptwelle 140 und dann mittels des Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrads 164 und den Zahnradsatz der elektrischen Maschine 166 zu der elektrischen Maschine 108 verläuft.
  • Bei der in 9B dargestellten Konfiguration des Getriebesystems ist die Elektroantriebskupplung 173 eingerückt und die Kupplung 171 greift in das zweite Zahnrad 157 ein, während die übrigen Kupplungen ausgerückt sind. Der Ladeenergiepfad 902 verläuft daher entlang der ersten Hauptwelle 140 und teilt sich, wobei ein Zweig zur elektrischen Maschine 108 führt und der andere Zweig zum zweiten Zahnrad 157 führt. Es versteht sich, dass die elektrische Maschine die Energiespeichereinrichtung in ähnlicher Weise aufladen kann, während das System in den anderen geradzahligen Zahnrädern (d. h. das vierte Zahnrad, das sechste Zahnrad oder das achte Zahnrad) arbeitet.
  • Die 10A bis 10D zeigen das Getriebesystem 104 arbeitend in einem Modus der Rückgewinnung kinetischer Energie, in dem Energie von der Abtriebswelle 126 zur elektrischen Maschine 108 zur Erzeugung elektrischer Energie, z. B. beim Bremsen, wandert. So ist im Modus der Rückgewinnung kinetischer Energie der Verbrennungsmotor 110 abgeschaltet und/oder anderweitig entkoppelt und/oder mit dem Getriebe gekoppelt, wird aber von den Abtriebsreifen (z. B. beim Ausrollen oder Segeln) vom Getriebe angetrieben, und die elektrische Maschine 108 erzeugt elektrische Energie. Die in 10A bis 10D gezeigten Energiepfade 1000, 1002, 1004 und 1006 sind ähnlich wie die in 8A bis 8D gezeigten Energiepfade 800, 802, 804 und 806, nur umgekehrt. Auf eine redundante Beschreibung wird daher der Kürze halber verzichtet.
  • 2A bis 10D zeigen Betriebsverfahren für Getriebe, die den Betrieb des Getriebes in einem Hybridmodus, einem Elektrofahrzeug-Modus, einem Energiespeichereinrichtung-Lademodus, einem Rückgewinnungsmodus kinetischer Energie und einem Verbrennungsmotor-Anlassmodus ermöglichen. Im Hybridmodus kann das Verfahren den Betrieb des Systems in einem beliebigen der vorgenannten Gänge (z. B. erster Gang bis achter Gang) sowie den Übergang zwischen zwei beliebigen Betriebsgängen über einen Hochschaltvorgang oder einen Herunterschaltvorgang umfassen. Um zwischen den Gängen zu schalten, kann eine Getriebekupplung auf den Hauptwellen und/oder der Nebenwelle mit einem vorgewählten Zahnrad in Eingriff gebracht werden. Anschließend kann während des Schaltübergangs ein Lastschaltvorgang oder ein stufenloser Schaltvorgang durchgeführt werden, bei dem einer der Kupplungsmechanismen in der Doppelkupplungsbaugruppe ausgerückt ist, während der andere Kupplungsmechanismus eingerückt ist. Das Verfahren kann ferner Schritte umfassen, bei denen Energie zwischen den Systemkomponenten übertragen wird, um einen der in den 2A bis 2H und 4A bis 10D beschriebenen Energiepfade zu erzielen.
  • Darüber hinaus kann die elektrische Maschine nach Bedarf zumindest in einem Teil der Betriebsgänge des Systems ein anderes Zahnrad antreiben als der Verbrennungsmotor. Das von der elektrischen Maschine in diesen Betriebsgängen angetriebene Zahnrad kann auf Grundlage von Betriebsbedingungen des Systems, den Drehmomentanforderungen, dem gewünschten Wirkungsgrad des Systems und auch in Abhängigkeit von den Fahrzeugabstimmungen, wie etwa Spur-Modus, Komfortmodus, ECO-Modus und dergleichen, geschaltet werden.
  • 11 zeigt ein weiteres Beispiel für ein Getriebesystem 1100, das einige Komponenten enthalten kann, die dem in 1 dargestellten Getriebesystem 104 ähnlich sind. Aus Gründen der Prägnanz wird eine redundante Beschreibung der überlappenden Komponenten in den Getriebesystemen, gezeigt in den 1, 3 12 bis 19 und 27, weggelassen.
  • Das in 11 dargestellte Getriebesystem 1100 umfasst eine mechanische Rückwärtsgangbaugruppe 1102, die mit der ersten Hauptwelle 140 und der Nebenwelle 146 gekoppelt ist. Außerdem kann das Getriebesystem 1100 wieder ein Doppelkupplungsgetriebe sein. Genauer gesagt umfasst die mechanische Rückwärtsgangbaugruppe 1102 einen Rückwärtsgang-Zahnradsatz 1104 mit einem Zahnrad 1106, das mit der ersten Hauptwelle 140 gekoppelt ist, einem Zahnrad 1108, das bei ausgerückter Rückwärtsgangkupplung 1110 leerlaufend mit der Nebenwelle 146 gekoppelt ist, und einem Zahnrad 1112, das mit den Zahnrädern 1106, 1108 kämmt. Die Rückwärtsgangkupplung 1110 ist ausgelegt, das Zahnrad 1108 mit der Nebenwelle 146 zur Drehung mit dieser zu koppeln, wenn diese eingerückt ist. Umgekehrt, wenn die Rückwärtsgangkupplung ausgerückt ist, kann sich das Zahnrad 1108 unabhängig in Bezug auf die Nebenwelle 146 drehen. Auf diese Weise kann das Getriebesystem 1100 auf Wunsch selektiv in einen Rückwärtsfahrmodus versetzt werden.
  • 12 zeigt noch ein weiteres Beispiel für ein Getriebesystem 1200. Das Getriebesystem 1200 umfasst eine einzelne Hauptwelle 1202 und eine Verbrennungsmotor-Kupplung 1204, die ausgelegt ist, die Hauptwelle zur Drehung mit dem Verbrennungsmotor selektiv in Eingriff zu bringen. So kann das Getriebesystem 1200 ein automatisiertes Handschaltgetriebe sein. Darüber hinaus ist das Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 1206 mit der Hauptwelle 1202 fest gekoppelt und kämmt mit dem achten Zahnrad 156. Außerdem ist das Zahnrad 1208 mit der Hauptwelle 1202 fest gekoppelt und kämmt mit dem vierten Zahnrad 155. Darüber hinaus ist das Zahnrad 1210 mit der Hauptwelle 1202 fest gekoppelt und kämmt mit dem sechsten Zahnrad 154, und das Zahnrad 1212 ist mit der Hauptwelle fest gekoppelt und kämmt mit dem zweiten Zahnrad 157. Die Auslegung der Kupplungen und der übrigen Zahnräder des Getriebesystems 1200 ist dem in 1 dargestellten Getriebesystem 104 ähnlich.
  • 13 zeigt ein weiteres Beispiel für ein Getriebesystem 1300 mit einem unabhängigen Zwischenzahnrad 1302, das mit der Abtriebswelle 126 fest gekoppelt ist. Das Getriebesystem 1300 kann wieder ein Getriebe vom Doppelkupplungstyp sein. Das Zwischenzahnrad 1302 kämmt mit dem Zahnrad 1304, das mit der Nebenwelle 146 fest gekoppelt ist. Im Getriebesystem 1300 ist das Zahnrad 1304 also vom fünften Zahnrad 152 getrennt. Daher hat das Getriebesystem 1300 eine größere axiale Länge und ein höheres Gewicht im Vergleich zum Getriebesystem 104, das in 1 dargestellt ist. Bei dem Getriebesystem 1300 können die Übersetzungsverhältnisse bzw. Gangstufen jedoch einfacher eingestellt werden. Darüber hinaus wurde die Parksperrbaugruppe in dem Getriebesystem 1300 weggelassen. Die Parksperrbaugruppe kann jedoch bei jedem beliebigen der hier beschriebenen Getriebesysteme ein optionales Merkmal sein.
  • 14 zeigt ein weiteres Beispiel für ein Getriebesystem 1400 mit einer Verbrennungsmotor-Einzelkupplung 1402 und einer Elektroantriebskupplung 1404, die ausgelegt ist, die Doppelgetriebeeinheit 169 mit der Hauptwelle 1406 in Eingriff und mit dieser außer Eingriff zu bringen. Bei dieser Auslegung kann die Drehmoment-Erfüllungsfunktionalität des Elektromotors während der Gangschaltvorgänge für reibungsloses Schalten erwünscht sein. Durch den Einsatz der Elektro-Antriebskupplung in diesem automatisierten Handschaltgetriebe kann der Wirkungsgrad des Systems im Elektrofahrzeug-Modus im Vergleich zu dem in 12 gezeigten Einzelkupplungsgetriebesystem erhöht werden.
  • 15 zeigt noch ein weiteres Beispiel eines Getriebesystems 1500. Das Getriebesystem 1500 ist als Sechsgang-Getriebe mit der Doppelkupplungsbaugruppe 118 ausgelegt. Im gezeigten Beispiel umfasst das Getriebesystem 1500 drei ungeradzahlige Zahnräder 1502 und drei geradzahlige Zahnräder 1504, die mit der Nebenwelle 146 gekoppelt sind (z. B. leerlaufend oder fest mit dieser gekoppelt). Auf diese Weise kann das Getriebe mit sechs Gängen im Gegensatz zu der in 1 gezeigten Getriebeauslegung mit acht Gängen effizient rekonfiguriert werden.
  • 16 zeigt noch ein weiteres Beispiel für ein Getriebesystem 1600, das wieder eine Doppelkupplungsbaugruppe 118 aufweist, aber zehn Zahnräder hat. So sind fünf geradzahlige Zahnräder 1602 und fünf ungeradzahlige Zahnräder 1604 auf der Nebenwelle 146 angebracht (z. B. leerlaufend oder fest mit dieser gekoppelt). Das Getriebesystem 1600 kann ferner eine Kupplung 1606 umfassen, die es dem Getriebe ermöglicht, zwischen den zwei zusätzlichen ungeradzahligen Zahnrädern zu schalten, verglichen mit dem zuvor beschriebenen Achtgang-Getriebe. Das Zehngang-Getriebesystem 1600 hat im Vergleich zu den Sechs- und Achtgang-Getrieben eine höhere Höchstgeschwindigkeit und einen geringeren Kraftstoffverbrauch, erhöht aber auch die Länge der ersten Hauptwelle (z. B. der ungeradzahligen Zahnradwelle).
  • 17 zeigt noch ein weiteres Beispiel eines Getriebesystems 1700 mit einer Kupplung 1702 (z.B. einer Klauenkupplung), die ausgelegt ist, die zweite Hauptwelle 142 selektiv mit der ersten Hauptwelle 140 in Eingriff zu bringen. Die Kupplung 1702 kann entlang der zweiten Hauptwelle 142 an einer Stelle axial zwischen dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 164 und dem Zahnrad 159 angeordnet sein. Die Kupplung 1702 ist ausgelegt, die zweite Hauptwelle mit der ersten Hauptwelle selektiv zu koppeln, während das Zahnrad 159 mit der zweiten Hauptwelle fest verbunden sein kann. Auf diese Weise kann die elektrische Maschine 108 mit den ungeradzahligen Zahnrädern auf der Nebenwelle verbunden werden. Folglich kann nach Wunsch im Elektrofahrzeugmodus die Anfahrleistung erhöht und die Steigfähigkeit verbessert werden. Das Hinzufügen der Kupplung 1702 zum System kann jedoch die axiale Länge des Getriebes vergrößern und die Anzahl der Komponenten und das Gewicht des Systems erhöhen. Das Hinzufügen der Kupplung 1702 kann in bestimmten Fällen auch die Wahrscheinlichkeit der Beschädigung von Komponenten erhöhen.
  • 18 zeigt ein weiteres Beispiel für ein Getriebesystem 1800. Das Getriebesystem 1800 umfasst eine Kupplung 1802 (z. B. eine Synchronisiervorrichtung). Die Kupplung 1802 ist ausgelegt, in die zweite Hauptwelle 142 und die erste Hauptwelle 140 selektiv einzugreifen. Auch hier kann das System 1800 wieder ein Zahnrad 1804 umfassen, das mit dem Zwischenzahnrad 1806 kämmt und von dem fünften Zahnrad 153 unabhängig ist. Das Hinzufügen der Kupplung 1802 kann die Startleistung des Elektrofahrzeugs im Vergleich zu den hier beschriebenen Doppelkupplungsauslegungen, die nicht die Fähigkeit haben, die erste und zweite Hauptwelle 140, 142 selektiv zu koppeln und zu entkoppeln, nochmals erhöhen. Es versteht sich auch, dass die Kupplung 1802 unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise in einem zumindest teilweisen Hybridmodus, ausgerückt werden kann, um eine Situation zu vermeiden, in welcher der Verbrennungsmotor sowohl ein geradzahliges als auch ein ungeradzahliges Zahnrad antreibt.
  • 19 zeigt ein weiteres Beispiel für ein Getriebesystem 1900, das wieder eine Doppelkupplungsbaugruppe 118 umfasst. In der in 19 dargestellten Getriebeauslegung sind jedoch die Positionen des achten Zahnrads 1902 und des vierten Zahnrads 1904 im Verhältnis zu dem in 1 dargestellten Getriebesystem 104 vertauscht.
  • 3 zeigt ein weiteres Beispiel für ein Getriebesystem 300, wieder mit der Doppelkupplungsbaugruppe 118 und der mechanischen Rückwärtsgangbaugruppe 1102. In dem in 3 dargestellten Getriebesystem 300 wurde die elektrische Maschine jedoch weggelassen.
  • 27 zeigt noch ein weiteres Beispiel für ein Getriebesystem 2700. Das System hat wieder eine Doppelkupplungsbaugruppe, aber der Zahnradsatz der elektrischen Maschine 2702 ist im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Getriebesystem 104 verändert. Konkret umfasst der Zahnradsatz der elektrischen Maschine 2702 ein erstes Zahnrad 2704 auf der Abtriebswelle der elektrischen Maschine, ein zweites Zahnrad 2706, das mit dem ersten Zahnrad kämmt, und ein drittes Zahnrad 2708, das mit dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad 164 kämmt. Diese Anordnung des Zahnradsatzes der elektrischen Maschine kann die Flexibilität des Übersetzungsverhältnisses zwischen der elektrischen Maschine und der zweiten Hauptwelle im Vergleich zu dem in 1 gezeigten Zahnradsatz der elektrischen Maschine 166 erhöhen, kann aber auch das Systemgewicht erhöhen.
  • 20 zeigt eine Querschnittsansicht einer detaillierten Darstellung eines Getriebesystems 2000. Das Getriebesystem 2000 kann in Bezug auf Getriebe und Verzahnung und Kupplungen eine ähnliche Auslegung aufweisen wie das in 1 dargestellte Getriebesystem 104. Es sind Zahnradkupplungen 2002, 2004, 2006 und 2008 in dem Getriebe dargestellt. Ferner ist in 20 die Elektro-Antriebskupplung 2010 dargestellt, die das Doppelzahnrad 2012 mit der zweiten Hauptwelle 2014 selektiv in Eingriff bringt.
  • 21 zeigt eine Explosionsdarstellung eines beispielhaften Getriebesystems 2100, das eine dem in 1 dargestellten Getriebesystem 104 ähnliche Verzahnungs- und Kupplungsarchitektur aufweist. Das Getriebesystem 2100 umfasst ein Gehäuse 2102 mit den Abschnitten 2104, 2106, 2108 und 2109. Das Gehäuse 2106 kann so geformt sein, dass es zumindest einen Teil der Getriebekomponenten 2110 wie die Hauptwellen, die Nebenwelle, die Kupplungen und die auf den Wellen sitzenden Zahnräder zumindest teilweise umschließt. Eine elektrische Maschine 2112 ist an dem Gehäuseabschnitt 2108 gekoppelt dargestellt. Außerdem kann der Gehäuseabschnitt 2104 so geformt sein, dass er die Doppelkupplungsbaugruppe 2114 umschließt. Ein Kupplungssteuerventilmodul 2115, das ausgelegt ist, die Doppelkupplungsbaugruppe zu betätigen, um das Einrücken beider Kupplungsmechanismen zu bewirken, ist in 21 weiterhin dargestellt. Das Kupplungssteuerventil 2115 kann in einem Beispiel ein hydraulisches/mechatronisches Modul sein. Darüber hinaus kann für die Haltestrategie des Getriebes am Fahrzeug ein Plattformansatz genutzt werden, zum Beispiel kann die Getriebehalterung am Gehäuse 2108 (z. B. ein Getriebegehäuse) oder eine zentrale Getriebehalterung am Gehäuse 2106 (z. B. ein Kupplungsgehäuse) sein. Zusätzlich ist in 21 ein Schaltsystem 2116 zur Betätigung der Kupplungen (z. B. Synchronisiervorrichtungen, Klauenkupplungen, Schiebehülsenkupplungen und dergleichen) im Getriebe dargestellt. In 21 ist ferner ein Schaltbetätigungsventilmodul 2117 dargestellt. Das Schaltsystem 2116 kann zum Beispiel Schaltgabeln und - stangen umfassen. In anderen Beispielen können jedoch andere geeignete Komponenten des Schaltsystems eingesetzt werden.
  • Ein Differential 2118 sowie eine Differentialwelle 2119 sind weiterhin in 21 abgebildet. Bei dem Differenzial 2118 kann es sich um ein elektronisches Sperrdifferenzial handeln, das beispielsweise die Traktionsleistung und die Fahrdynamik des Fahrzeugs in einer Kurve erhöht. Es kommen jedoch auch andere geeignete Arten von Differentialen in Betracht. Zusätzlich sind in 21 ein Kühler 2120, Filter 2122 und eine Pumpe 2124 zu sehen. Es können jedoch auch andere Getriebesystemsystemkonfigurationen als alternative Beispiele eingesetzt werden. Der Pfeil 2126 zeigt die Fahrtrichtung des Fahrzeugs an. Darüber hinaus kann das Getriebe über einen speziellen, am Getriebe angebrachten Kühler 2120 oder einen Luft-Öl-Kühler, der am Fahrzeug angebracht ist, oder andere Kühlsysteme gekühlt werden. Auf diese Weise kann die Leistungsfähigkeit des Systems auf Wunsch weiter erhöht werden.
  • 22 zeigt das Gehäuse 2202 mit Abschnitten 2204, 2206 und 2208. Eine elektrische Maschine 2210 ist mit dem Gehäuseabschnitt 2208 gekoppelt.
  • 22 zeigt ferner das Getriebesystem 2200 mit einem Gehäuse 2202, das Abschnitte 2204, 2206 und 2208 aufweist. Der Gehäuseteil 2206 kann die Hauptwellen, die Nebenwelle und die Abtriebswelle des Getriebes sowie die entsprechenden Zahnräder und Kupplungen zumindest teilweise umschließen. Eine Welle 2212, die als eine Schnittstelle für das Schwungrad dient, ist weiterhin in 22 dargestellt. Die Achswellen (in einigen Fällen auch als Antriebswellen bezeichnet) 2214 sind weiterhin in 22 dargestellt.
  • Die 23 bis 26 zeigen die Fahrzeuge 2300, 2400, 2500 beziehungsweise 2600 mit unterschiedlichen Konfigurationen von Vorderachse, Motor und Elektroantrieb. Wie in 23 konkret gezeigt, verfügt das allradgetriebene Fahrzeug 2300 über ein Getriebesystem 2301 mit einem Verbrennungsmotor (oder einem anderen geeigneten Motor) 2302, einem Getriebe 2304 und einer elektrischen Maschine 2306, die ausgelegt ist, eine Hinterachse 2308 mit Achswellen (in einigen Fällen als Antriebswellen bezeichnet) 2310 mit Energie zu versorgen. Der Verbrennungsmotor 2302 ist in der Mitte des Fahrzeugs angebracht, obwohl auch andere Motorpositionen in Betracht kommen.
  • Das Getriebesystem 2301 kann in einer Ausführungsform aus Auslegung haben, welche der in 1 dargestellten Doppelkupplungsgetriebesystem 104 ähnlich ist. In alternativen Ausführungsformen kann das Getriebesystem 2301 jedoch ähnlich aufgebaut sein wie ein beliebiges der in den 11 bis 19 gezeigten Getriebesysteme. Das Fahrzeug 2300 umfasst außerdem eine lenkbare elektrische Vorderachsbaugruppe 2312, die elektrische Maschinen 2314 umfasst, die gegenüberliegende Achswellen 2316 antreiben. Wenn die Vorderachse in Betrieb ist und sich das Getriebesystem 2301 im Leerlauf befindet, sind die Verluste im Getriebesystem im Vergleich zu Hybridgetrieben der P2-Bauart geringer. Wenn sich das Getriebesystem beispielsweise im Leerlauf befindet und die Räder ein Drehmoment auf das Getriebe übertragen (zum Beispiel im Zustand des Ausrollens oder Segelns), drehen sich die Abtriebswelle, die Nebenwelle und ein Teil der Zahnräder, die koaxial zu den Hauptwellen liegen. Allerdings drehen sich die erste und die zweite Hauptwelle nicht, wenn sich das Getriebesystem im Leerlauf befindet, wodurch der Wirkungsgrad des Antriebsstrangs erhöht und der Nachlauf an der Hinterachse verringert wird.
  • 24 zeigt das Fahrzeug mit Hinterradantrieb 2400, das wieder das Getriebesystem 2301 aufweist, aber die lenkbare Vorderachse 2402 keine Elektroantriebseinheit umfasst. Der Verzicht auf die Elektro-Antriebseinheit an der Vorderachse verringert das Gewicht und die Komplexität des Systems sowie die Wahrscheinlichkeit, dass die Komponenten der Vorderachse beschädigt werden. Das Fahrzeug 2400 hat wieder eine Mittelmotor-Einbaulage für den Verbrennungsmotor 2302.
  • 25 zeigt das Fahrzeug mit Hinterradantrieb 2500 mit einem Getriebesystem 2502, bei dem der Verbrennungsmotor 2504 im vorderen Teil des Fahrzeugs angebracht ist und eine Antriebswelle 2505 und/oder andere geeignete mechanische Komponenten Drehkopplung zwischen dem Verbrennungsmotor 2504 und dem Mehrganggetriebe 2506, das eine elektrische Maschine 2508 aufweist, bereitstellen. Auf diese Weise kann der Motor vorne eingebaut werden, was bei bestimmten Fahrzeugplattformen zu einer gewünschten Gewichtsverteilung im Fahrzeug führen kann.
  • 26 zeigt noch ein weiteres Fahrzeug 2600, das die lenkbare elektrische Vorderachsbaugruppe 2312 sowie eine elektrische Hinterachsbaugruppe 2602 mit einem Getriebe 2604 und einer elektrischen Maschine 2606 umfasst.
  • Die 1 bis 27 zeigen eine Fahrzeugbaureihe, die zwei oder mehr der hier beschriebenen Getriebesysteme enthalten kann. Die Fahrzeugbaureihe kann beispielsweise das in 1 dargestellte Getriebesystem 104 als ein erstes Getriebesystem und eines der in den 11 bis 19 und 27 dargestellten Getriebesysteme als ein zweites Getriebesystem umfassen. Die zwei Getriebesysteme, welche in der Baureihe enthalten sind, können eine gemeinsame Anzahl von Betriebszahnrädern haben. Auf diese Weise können diese Getriebesysteme effizienter hergestellt und entwickelt werden. Die Lagerauslegung und die Lagertypen zumindest eines Teils der Lager in den zwei Getriebesystemen können ebenfalls ähnlich sein, was weitere Effizienzzugewinne bei der Herstellung und Entwicklung ermöglichen kann. In den zwei Getriebesystemen in der Baureihe kann die Kupplungsauslegung, insbesondere auf der Nebenwelle, in einem Beispiel ähnlich sein, um die Herstellungskosten weiter zu senken. In bestimmten Fällen können die beiden Getriebe ferner Gehäuseabschnitte mit gleicher Größe und Form aufweisen, um die Herstellung des Getriebes weiter zu vereinfachen. So können die Gehäuseabschnitte der beiden Getriebe getrennte Zahnradsätze umschließen.
  • Die 20 bis 22 sind ungefähr maßstabgerecht gezeichnet, aber in anderen Ausführungsformen können auch andere relative Dimensionen/Abmessungen eingesetzt werden.
  • Die 1 bis 2H und 2J bis 27 zeigen beispielhafte Konfigurationen mit relativer Positionierung der verschiedenen Komponenten. Falls diese Elemente in direktem Kontakt zueinander stehend oder direkt gekoppelt gezeigt sind, dann können sie zumindest in einem Beispiel als in direktem Kontakt zueinander stehend beziehungsweise direkt gekoppelt bezeichnet werden. Gleichermaßen können Elemente, die aneinander angrenzend oder zueinander benachbart dargestellt sind, zumindest in einem Beispiel aneinander angrenzend oder zueinander benachbart sein. So können als ein Beispiel Komponenten, die in Flächenteilungskontakt zueinander stehen, als in Flächenteilungskontakt zueinander stehend bezeichnet werden. Als weiteres Beispiel können in zumindest einem Beispiel Elemente, die voneinander beabstandet positioniert sind und zwischen denen sich nur ein Zwischenraum befindet und keine anderen Komponenten, als solche bezeichnet werden. In noch einem weiteren Beispiel können Elemente, die übereinander/untereinander, auf zueinander gegenüberliegenden Seiten oder links/rechts voneinander dargestellt sind, als solche bezeichnet werden, und zwar relativ zueinander. Wie in den Figuren ferner dargestellt, kann in zumindest einem Beispiel ein oberstes Element oder ein oberster Punkt des Elements als „Oberseite“ der Komponente bezeichnet werden, und ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements als „Unterseite“ der Komponente bezeichnet werden. Die hier verwendeten Begriffe Oberseite/Unterseite, oberer/unterer, oberhalb/unterhalb können sich auf eine vertikale Achse der Figuren beziehen und zur Beschreibung der Positionierung von Elementen der Figuren zueinander verwendet werden. So sind in einem Beispiel Elemente, die oberhalb anderer Elemente gezeigt werden, vertikal über den anderen Elementen angeordnet. Als noch ein weiteres Beispiel können Formen der in den Figuren dargestellten Elemente als solche Formen aufweisend bezeichnet werden (z. B. kreisförmig, gerade, eben, gekrümmt, abgerundet, abgeschrägt, abgewinkelt oder dergleichen). Ferner können die dargestellten Elemente, die sich gegenseitig schneiden, in zumindest einem Beispiel als sich schneidende Elemente oder als einander schneidende Elemente bezeichnet werden. Darüber hinaus kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements oder außerhalb eines anderen Elements dargestellt wird, in einem Beispiel als solches bezeichnet werden. Darüber hinaus können Elemente, die koaxial oder zueinander versetzt zueinander sind, als solche bezeichnet werden. Ferner kann eine Komponente, die zur Drehung mit einer anderen Komponente fest gekoppelt ist, als solche bezeichnet werden. Darüber hinaus können Komponenten, die parallel, koaxial oder senkrecht zueinander angeordnet sind, als solche bezeichnet werden.
  • Die 1 bis 2H und 2J bis 27 zeigen beispielhafte Konfigurationen mit relativer Positionierung der verschiedenen Komponenten. Falls diese Elemente in direktem Kontakt zueinander stehend oder direkt gekoppelt gezeigt sind, dann können sie zumindest in einem Beispiel als in direktem Kontakt zueinander stehend beziehungsweise direkt gekoppelt bezeichnet werden. Gleichermaßen können Elemente, die aneinander angrenzend oder zueinander benachbart dargestellt sind, zumindest in einem Beispiel aneinander angrenzend oder zueinander benachbart sein. So können als ein Beispiel Komponenten, die in Flächenteilungskontakt zueinander stehen, als in Flächenteilungskontakt zueinander stehend bezeichnet werden. Als weiteres Beispiel können in zumindest einem Beispiel Elemente, die voneinander beabstandet positioniert sind und zwischen denen sich nur ein Zwischenraum befindet und keine anderen Komponenten, als solche bezeichnet werden. In noch einem weiteren Beispiel können Elemente, die übereinander/untereinander, auf zueinander gegenüberliegenden Seiten oder links/rechts voneinander dargestellt sind, als solche bezeichnet werden, und zwar relativ zueinander. Wie in den Figuren ferner dargestellt, kann in zumindest einem Beispiel ein oberstes Element oder ein oberster Punkt des Elements als „Oberseite“ der Komponente bezeichnet werden, und ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements als „Unterseite“ der Komponente bezeichnet werden. Die hier verwendeten Begriffe Oberseite/Unterseite, oberer/unterer, oberhalb/unterhalb können sich auf eine vertikale Achse der Figuren beziehen und zur Beschreibung der Positionierung von Elementen der Figuren zueinander verwendet werden. So sind in einem Beispiel Elemente, die oberhalb anderer Elemente gezeigt werden, vertikal über den anderen Elementen angeordnet. Als noch ein weiteres Beispiel können Formen der in den Figuren dargestellten Elemente als solche Formen aufweisend bezeichnet werden (z. B. kreisförmig, gerade, eben, gekrümmt, abgerundet, abgeschrägt, abgewinkelt oder dergleichen). Ferner können die dargestellten Elemente, die sich gegenseitig schneiden, in zumindest einem Beispiel als sich schneidende Elemente oder als einander schneidende Elemente bezeichnet werden. Darüber hinaus kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements oder außerhalb eines anderen Elements dargestellt wird, in einem Beispiel als solches bezeichnet werden. Darüber hinaus können Elemente, die koaxial oder zueinander versetzt zueinander sind, als solche bezeichnet werden. Ferner kann eine Komponente, die zur Drehung mit einer anderen Komponente fest gekoppelt ist, als solche bezeichnet werden. Darüber hinaus können Komponenten, die parallel, koaxial oder senkrecht zueinander angeordnet sind, als solche bezeichnet werden.
  • Die Erfindung wird in den folgenden Absätzen noch weiter beschrieben. In einem Aspekt wird ein Hybridgetriebesystem bereitgestellt, das ein Mehrganggetriebe umfasst, das eine erste Hauptwelle mit einem ersten Satz von Zahnrädern aufweist, die darauf angeordnet sind, und die an einem ersten Ende selektiv mit einem Verbrennungsmotor (ICE) gekoppelt ist; eine zweite Hauptwelle mit einem zweiten Satz von Zahnrädern, die darauf angeordnet sind; eine Nebenwelle mit einem dritten Satz von Zahnrädern, die mit dem ersten Satz von Zahnrädern und dem zweiten Satz von Zahnrädern kämmen; ein Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad, das leerlaufend, frei drehbar, auf der zweiten Nebenwelle angebracht ist und zwischen zwei Zahnrädern in dem zweiten Satz von Zahnrädern angeordnet ist; und eine Abtriebswelle, die aufweist: eine erstes Abtriebswellenzahnrad, welche mit dieser fest gekoppelt ist und mit einem Zahnrad auf der Nebenwelle kämmt; und ein zweites Abtriebswellenzahnrad, das mit einem Kegelrad in einem senkrecht zur elektrischen Maschine angeordneten Differential kämmt.
  • Ein weiterer Aspekt ist die Bereitstellung einer Fahrzeugbaureihe, die ein erstes Getriebesystem aufweist, umfassend: einen ersten Satz von Zahnrädern, die mit einer ersten Hauptwelle gekoppelt sind; und einen zweiten Satz von Zahnrädern, die mit einer ersten Nebenwelle gekoppelt sind und mit dem ersten Satz von Zahnrädern eine erste Gruppe von Zahnradkombinationen bilden; und eines zweites Getriebesystem, umfassend: einen dritten Satz von Zahnrädern, die mit einer zweiten Hauptwelle gekoppelt sind; und einen vierten Satz von Zahnrädern, der mit einer zweiten Nebenwelle gekoppelt sind und mit dem dritten Satz von Zahnrädern eine zweite Gruppe von Zahnradkombinationen bilden, wobei die erste und die zweite Gruppe von Zahnradkombinationen eine äquivalente Anzahl von Zahnradkombinationen aufweisen.
  • In beliebigen der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Hybridgetriebesystem außerdem eine Elektroantriebskupplung aufweisen, die ausgelegt ist, zu arbeite in: einer eingerückten Position, in der mechanische Energie von der elektrischen Maschine über das Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad auf ein Zahnrad in dem zweiten Satz von Zahnrädern übertragen wird; und einer ausgerückten Position, in der mechanische Energie von der elektrischen Maschine über das Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad auf ein Zahnrad in dem dritten Satz von Zahnrädern übertragen wird.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte sind die Elektroantriebskupplung und eine Getriebekupplung in einer ähnlichen axialen Position entlang der zweiten Hauptwelle beziehungsweise der Nebenwelle angeordnet, und wobei die Getriebekupplung mit der Nebenwelle gekoppelt ist und selektiv mit einem Zahnrad in dem dritten Satz von Zahnrädern gekoppelt ist.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte kann die Elektroantriebskupplung eine Synchronisiervorrichtung, eine Klauenkupplung oder eine Schiebehülsenkupplung sein.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte kann das Hybridgetriebesystem außerdem eine Doppelkupplungsbaugruppe umfassen, die ausgelegt ist, den Verbrennungsmotor mit der ersten Hauptwelle und einer zweiten Hauptwelle selektiv zu koppeln.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte umfasst das Mehrganggetriebe außerdem eine Zahnradkupplung, die mit der Nebenwelle gekoppelt ist und ausgelegt ist, ein Zahnrad, das leerlaufend an der Nebenwelle angebracht ist und mit dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad kämmt, selektiv in Eingriff zu bringen.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte kann Elektroantrieb-Schnittstellengetriebe in einer Doppelgetriebeeinheit mit einem zweiten Zahnrad enthalten sein, das mit einem Zahnrad in dem dritten Satz von Zahnrädern kämmt.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte kann das Hybridgetriebesystem ferner eine mechanische Rückwärtsgangbaugruppe umfassen, die mit der Nebenwelle gekoppelt ist, wobei die mechanische Rückwärtsgangbaugruppe umfasst: eine Rückwärtsgangkupplung und einen Rückwärtsgang-Zahnradsatz, die eingerichtet sind, den Rückwärtsgang-Zahnradsatz mit der ersten Hauptwelle und der Nebenwelle selektiv drehbar zu koppeln.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte kann das Getriebesystem außerdem eine Parksperrbaugruppe umfassen, die mit einer Abtriebswelle gekoppelt ist, die wiederum mit einem Differential gekoppelt ist.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte kann das Mehrganggetriebe vier oder mehr Betriebsübersetzungsverhältnisse bzw. Gangstufen aufweisen.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte kann das Hybridgetriebesystem ein Transaxle sein.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte kann das erste Getriebesystem ein automatisches Doppelkupplungs-Hybridgetriebe sein, das eine erste Doppelkupplungsbaugruppe umfasst, die mit einem ersten Verbrennungsmotor (ICE) gekoppelt ist und mit der ersten Hauptwelle selektiv gekoppelt ist.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte kann das zweite Getriebesystem ein automatisches Verbrennungsmotor-Doppelkupplungsgetriebesystem sein, das eine zweite Doppelkupplungsbaugruppe umfasst, die mit einem zweiten Verbrennungsmotor gekoppelt ist und mit der zweiten Hauptwelle selektiv gekoppelt ist.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte kann das erste Getriebesystem ein automatisiertes Handschaltgetriebe sein, das eine Kupplung umfassen kann, die mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt ist und mit der ersten Hauptwelle selektiv gekoppelt ist.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte kann das erste Getriebesystem ein automatisches Doppelkupplungs-Hybridgetriebesystem sein, das eine erste Doppelkupplungsbaugruppe umfasst, die mit einem ersten Verbrennungsmotor gekoppelt ist und mit der ersten Hauptwelle selektiv gekoppelt ist, und das zweite Getriebesystem ist ein automatisiertes Handschaltgetriebesystem, das eine Kupplung umfasst, die mit einem zweiten Verbrennungsmotor gekoppelt ist und mit der ersten Hauptwelle selektiv gekoppelt ist.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte können die erste und die zweite Gruppe von Zahnradkombinationen im ersten Getriebesystem beziehungsweise im zweiten Getriebesystem äquivalente axiale Positionen haben.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte kann das erste Getriebesystem einen ersten Satz von Lagern und das zweite Getriebesystem einen zweiten Satz von Lagern umfassen; und der erste und der zweite Satz von Lagern haben eine äquivalente Konstruktion.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte können der erste und der zweite Lagersatz im ersten beziehungsweise zweiten Getriebesystem äquivalente axiale Positionen haben.
  • In beliebigen Aspekten oder Kombinationen der Aspekte kann die Baureihe ferner einen ersten Gehäuseabschnitt, der zumindest einen Teil des ersten Satzes von Zahnrädern und des zweiten Satzes von Zahnrädern zumindest teilweise umschließt, und einen zweiten Gehäuseabschnitt, der zumindest einen Teil des dritten Satzes von Zahnrädern und des vierten Satzes von Zahnrädern zumindest teilweise umschließt, umfassen, wobei der erste Gehäuseabschnitt und der zweite Gehäuseabschnitt eine äquivalente Größe und Form aufweisen.
  • Es ist zu beachten, dass die hierin enthaltenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzroutinen mit verschiedenen Antriebsstrang- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen eingesetzt werden können. Die hierin offenbarten Verfahren und Routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert werden und können von dem Steuerungssystem, das die Steuereinheit umfasst, in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und anderer Antriebsstrang-Hardware ausgeführt werden. Die hierin beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere von einer Reihe von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie ereignisgesteuerte, unterbrechungsgesteuerte, Multitasking-, Multithreading-Verfahren und dergleichen. So können die verschiedenen dargestellten Aktionen, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge, parallel oder in einigen Fällen auch ohne sie durchgeführt werden. Entsprechend ist auch die Reihenfolge der Verarbeitung nicht zwingend erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern dient nur der besseren Veranschaulichung und Beschreibung. Eine oder mehrere der dargestellten Aktionen, Operationen und/oder Funktionen können je nach der verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Aktionen, Operationen und/oder Funktionen grafisch einen Code darstellen, der in den nichttransitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Antriebsstrang-Steuerungssystem oder Getriebesteuerungssystem oder Fahrzeugsteuerungssystem zu programmieren ist, das verschiedene Kommunikationskanäle zum Austausch von Daten und Nachrichten verwenden kann, um ein höheres Maß an Integration und Interaktion von Antriebsmaschine, Getriebe, Elektromotor und Inverter zu ermöglichen, wobei die beschriebenen Aktionen durch Ausführung der Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Antriebsstrang-Hardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuereinheit umfasst.
  • Es versteht sich, dass die hier offengelegten Konfigurationen und Routinen exemplarischen Charakter haben und dass diese spezifischen Ausführungsbeispiele nicht als einschränkend zu betrachten sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Die oben beschriebene Technologie kann zum Beispiel auf Hybridfahrzeuge mit verschiedenen Motortypen wie V-4, V-6, 1-4, 1-6, V-8, V-10, V-12, V-16, W16, Boxermotor mit 4 Zylindern und anderen geeigneten Motortypen angewendet werden. Das Getriebegehäuse (z. B. das vordere Gehäuse) kann für verschiedene Motortypen individuell angefertigt sein und kann auch für Anwendungen mit Frontmotor ausgelegt sein, um zum Beispiel mit einem Drehmomentrohr gekoppelt zu werden.
  • Wenn hierin verwendet, können die Begriffe „annähernd“ und „im Wesentlichen“ so ausgelegt werden, dass die betreffende Größe innerhalb von plus oder minus fünf Prozent eines Wertes oder Bereichs liegt, sofern nicht anders angegeben.
  • Die folgenden Ansprüche weisen insbesondere auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neu und nicht naheliegend angesehen werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Elemente einschließen, wobei zwei oder mehr solcher Elemente weder erforderlich noch ausgeschlossen sind. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, ob sie nun einen breiteren, engeren, gleichen oder anderen Geltungsbereich als die ursprünglichen Ansprüche aufweisen, werden ebenfalls als zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gehörig betrachtet.
  • 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
    • US 63/265685 [0001]
    • EP 1232891 B1 [0004]
    • US 9618085 B2 [0005]

Claims (20)

  1. Hybridgetriebesystem, umfassend: ein Mehrganggetriebe, aufweisend: eine erste Hauptwelle mit einem ersten Satz von Zahnrädern, der darauf angeordnet ist, und die mit einem Verbrennungsmotor (ICE) an einem ersten Ende selektiv gekoppelt ist; eine zweite Hauptwelle mit einem zweiten Satz von Zahnrädern, die darauf angeordnet sind; eine Nebenwelle mit einem dritten Satz von Zahnrädern, der mit dem ersten Satz von Zahnrädern und dem zweiten Satz von Zahnrädern kämmt; ein Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad, das leerlaufend, frei drehbar, auf der zweiten Nebenwelle angebracht ist, zwischen zwei Zahnrädern in dem zweiten Satz von Zahnrädern angeordnet ist und eingerichtet ist, mechanische Energie von einer elektrischen Maschine zu empfangen; und eine Abtriebswelle, die aufweist: ein erstes Abtriebswellenzahnrad, welches fest mit dieser gekoppelt ist und mit einem Zahnrad auf einer Nebenwelle kämmt; und ein zweites Abtriebswellenzahnrad, welches mit einem Kegelrad in einem senkrecht zur elektrischen Maschine angeordneten Differential kämmt.
  2. Hybridgetriebesystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Elektroantriebskupplung, die eingerichtet ist, zu arbeiten in: einer eingerückten Position, in der mechanische Energie von der elektrischen Maschine über das Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad auf ein Zahnrad in dem zweiten Satz von Zahnrädern übertragen wird; und einer ausgerückten Position, in der mechanische Energie von der elektrischen Maschine über das Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad auf ein Zahnrad in dem dritten Satz von Zahnrädern übertragen wird.
  3. Hybridgetriebesystem nach Anspruch 2, wobei die Elektroantriebskupplung und eine Zahnradkupplung in einer ähnlichen axialen Position entlang der zweiten Hauptwelle beziehungsweise der Nebenwelle angeordnet sind, und wobei die Zahnradkupplung mit der Nebenwelle gekoppelt ist und mit einem Zahnrad in dem dritten Satz von Zahnrädern selektiv gekoppelt ist.
  4. Hybridgetriebesystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Elektroantriebskupplung eine Synchronisiervorrichtung, eine Klauenkupplung oder eine Schiebehülsenkupplung ist.
  5. Hybridgetriebesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Doppelkupplungsbaugruppe, die ausgelegt ist, den Verbrennungsmotor mit der ersten Hauptwelle und der zweiten Hauptwelle selektiv zu koppeln.
  6. Hybridgetriebesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Mehrganggetriebe ferner eine Zahnradkupplung umfasst, die mit der Nebenwelle gekoppelt ist und ausgelegt ist, ein Zahnrad, das an der Nebenwelle leerlaufend angebracht ist und mit dem Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad kämmt, selektiv in Eingriff zu bringen.
  7. Hybridgetriebesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Elektroantrieb-Schnittstellenzahnrad in einer Doppelzahnradeinheit mit einem zweiten Zahnrad enthalten ist, das mit einem Zahnrad in einem dritten Satz von Zahnrädern kämmt.
  8. Hybridgetriebesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine mechanische Rückwärtsgangbaugruppe, die mit der Nebenwelle gekoppelt ist, wobei die mechanische Rückwärtsgangbaugruppe umfasst: eine Rückwärtsgangkupplung und einen Rückwärtsgangzahnradsatz, der eingerichtet ist, den Rückwärtsgangzahnradsatz mit der ersten Hauptwelle und der Nebenwelle selektiv drehbar zu koppeln.
  9. Hybridgetriebesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Parksperrbaugruppe, die mit der Abtriebswelle gekoppelt ist, welche mit dem Differential gekoppelt ist.
  10. Hybridgetriebesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Mehrganggetriebe vier oder mehr Betriebsübersetzungsverhältnisse beziehungsweise Gangstufen aufweist.
  11. Hybridgetriebesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Hybridgetriebesystem ein Transaxle ist.
  12. Fahrzeugbaureihe, umfassend: ein erstes Getriebesystem, umfassend: einen ersten Satz von Zahnrädern, der mit einer ersten Hauptwelle gekoppelt ist; und einen zweiten Satz von Zahnrädern, der mit einer ersten Nebenwelle gekoppelt ist und eine erste Gruppe von Zahnradkombinationen mit dem ersten Satz von Zahnrädern bildet; und ein zweites Getriebesystem, umfassend: einen dritten Satz von Zahnrädern, der mit einer zweiten Hauptwelle gekoppelt ist; und einen vierten Satz von Zahnrädern, der mit einer zweiten Nebenwelle gekoppelt ist und mit dem dritten Satz von Zahnrädern eine zweite Gruppe von Zahnradkombinationen bildet, wobei die erste und die zweite Gruppe von Zahnradkombinationen eine gleiche Anzahl von Zahnradkombinationen aufweisen.
  13. Fahrzeugbaureihe nach Anspruch 12, wobei das erste Getriebesystem ein Automatik-Doppelkupplungs-Hybridgetriebe ist, das eine erste Doppelkupplungsbaugruppe umfasst, die mit einem ersten Verbrennungsmotor (ICE) gekoppelt ist und mit der ersten Hauptwelle selektiv gekoppelt ist.
  14. Fahrzeugbaureihe nach Anspruch 13, wobei das zweite Getriebesystem ein automatisiertes Handschaltgetriebesystem ist, das eine Kupplung aufweist, die mit einem zweiten Verbrennungsmotor gekoppelt ist und mit der ersten Hauptwelle selektiv gekoppelt ist.
  15. Fahrzeugbaureihe nach Anspruch 13, wobei das zweite Getriebesystem ein Automatik-Doppelkupplungs-Verbrennungsmotor-Getriebesystem ist, das eine zweite Doppelkupplungsbaugruppe umfasst, die mit einem zweiten Verbrennungsmotor gekoppelt ist und mit der zweiten Hauptwelle selektiv gekoppelt ist.
  16. Fahrzeugbaureihe nach Anspruch 13, wobei das erste Getriebesystem ein automatisiertes Handschaltgetriebesystem ist, das eine Kupplung aufweist, die mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt ist und mit der ersten Hauptwelle selektiv gekoppelt ist.
  17. Fahrzeugbaureihe nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die erste und die zweite Gruppe von Zahnradkombinationen äquivalente axiale Positionen in dem ersten Getriebesystem beziehungsweise in dem zweiten Getriebesystem haben.
  18. Fahrzeugbaureihe nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei: das erste Getriebesystem einen ersten Satz von Lagern aufweist und das zweite Getriebesystem einen zweiten Satz von Lagern aufweist; und der erste und der zweite Satz von Lagern eine äquivalente Konstruktion aufweisen.
  19. Fahrzeugbaureihe nach Anspruch 18, wobei der erste und der zweite Satz von Lagern in dem ersten beziehungsweise zweiten Getriebesystem äquivalente axiale Positionen haben.
  20. Fahrzeugbaureihe nach einem der Ansprüche 13 bis 19, ferner umfassend: einen ersten Gehäuseabschnitt, der zumindest einen Teil des ersten Satzes von Zahnrädern und des zweiten Satzes von Zahnrädern teilweise umschließt; und einen zweiten Gehäuseabschnitt, der zumindest einen Teil des dritten Satzes von Zahnrädern und des vierten Satzes von Zahnrädern umschließt; wobei der erste Gehäuseabschnitt und der zweite Gehäuseabschnitt eine äquivalente Größe und Form aufweisen.
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