EP3448704A1 - Schaltgetriebe für einen hybridantrieb, verfahren zur steuerung eines solchen schaltgetriebes, computerprogrammprodukt, steuerungs- und/oder regelungsvorrichtung und hybridantrieb - Google Patents

Schaltgetriebe für einen hybridantrieb, verfahren zur steuerung eines solchen schaltgetriebes, computerprogrammprodukt, steuerungs- und/oder regelungsvorrichtung und hybridantrieb

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Publication number
EP3448704A1
EP3448704A1 EP17713945.8A EP17713945A EP3448704A1 EP 3448704 A1 EP3448704 A1 EP 3448704A1 EP 17713945 A EP17713945 A EP 17713945A EP 3448704 A1 EP3448704 A1 EP 3448704A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching element
shaft
gear
transmission
input shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17713945.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rayk Gersten
Stefan Renner
Johannes Kaltenbach
Johannes Glückler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP3448704A1 publication Critical patent/EP3448704A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60W30/1888—Control of power take off [PTO]
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    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a manual transmission for a hybrid drive, such as a motor vehicle, with two transmission input shafts and an electric machine, which is drive-connected or drive-connected with one of the transmission input shafts.
  • the invention further relates to a method for controlling such
  • Gearbox a computer program product, a control and / or
  • Control device and a hybrid drive.
  • a manual transmission for a hybrid drive is known from DE 10 2010 063 582 A1.
  • the hybrid drive is formed there by an internal combustion engine and an electric machine, which are both coupled to the transmission.
  • the transmission on two transmission input shafts, one of which
  • Transmission input shaft are drivingly connected to the electric machine.
  • Manual transmission has a Vorlegegetriebe with a countershaft and several coupled wheel planes.
  • the manual transmission further has a plurality of switching elements whose selective switching causes different gear ratios between the transmission input shaft and the transmission output shaft and / or between the further transmission input shaft and the transmission output shaft.
  • Such gearboxes allow two separate drives, namely an electric motor drive and, for example, an internal combustion engine drive to act on a common operating train of a motor vehicle.
  • An embodiment of the invention is based on the object to extend a manual transmission of the type mentioned in its scope of functions.
  • an optimized method for controlling such a gearbox is to be proposed, and for this purpose a computer program product, a control and / or regulating device are provided.
  • a hybrid drive is proposed, which is suitable for the use of such a gearbox and / or such a method.
  • Claim 1 has. Furthermore, the object is achieved with a manual transmission, which has the features of claim 4. In addition, the object is achieved by a method having the features of claim 26. To solve the problem, a computer program product with the
  • a manual transmission in particular automated manual transmission, for a hybrid drive, for example one
  • Manual transmission has a transmission input shaft as the first shaft, a
  • Transmission output shaft as a second shaft
  • another transmission input shaft as a third shaft
  • an electric machine which with the other
  • Transmission input shaft is drive connected or driebverbindbar.
  • the transmission input shaft is provided with a prime mover, such as
  • an internal combustion engine to be connected to the drive.
  • the manual transmission further has a main transmission with at least one fourth shaft and a plurality of wheel planes coupled or coupled thereto.
  • the main transmission is designed as a countershaft transmission.
  • the fourth wave forms a countershaft.
  • Countershafts should be provided.
  • a power split is achieved by means of the two fourth shafts or countershafts.
  • the transmission has an electric machine associated and coupled to the main transmission or coupled planetary gear with a first Gear member, a second gear member and a third gear member.
  • the first gear member is a sun gear
  • the second gear member is a planet carrier, in particular web
  • the third gear member is a ring gear.
  • a plurality of switching elements are provided, the selective switching causes different ratios between the transmission input shaft and the transmission output shaft and / or between the other transmission input shaft and the transmission output shaft.
  • the gearbox can be operated in a standstill, in which the transmission output shaft is decoupled, in particular the transmission output shaft is not driven. Alternatively or additionally, it is provided that the
  • Manual transmission is operable in a drive, in which the transmission output shaft is operatively connected to the transmission input shaft and / or the other transmission input shaft.
  • the fourth shaft has a coupling point for coupling a power take-off.
  • an additional consumer can be connected to the gearbox, which is mechanically driven by the transmission input shaft or a coupled thereto drive and / or the electric machine or can be driven. It is used to the fourth shaft of the main gearbox.
  • the gearbox thus comes through the coupling point to an additional drive function.
  • the fourth shaft is switched drive connected via one of the wheel planes of the main gearbox with the transmission input shaft and / or the other transmission input shaft.
  • the fourth shaft is driven in a simple manner, namely on the at least one of the wheel planes of the main transmission.
  • the fourth wave can over the
  • Radebenen is selected so that is selected by the selection of the wheel plane provided by the fourth shaft drive power for the power take-off to a desired value. Due to the transmission ratio provided by the respective wheel plane, the power provided for the fourth shaft is specifically predetermined in this manner.
  • the planetary gear is switched to a three-shaft operation or is, in which the transmission input shaft is rotatably connected to the third gear member or is, the other
  • Transmission input shaft is rotatably connected to the first gear member of the planetary gear and the fourth shaft is operatively connected to the second transmission member of the planetary gear or is. Due to the three-wave operation, the output torque of the fourth wave by an interaction of
  • the fourth shaft in the driving gear the fourth shaft is drive-connected via one of the wheel planes of the main transmission to the transmission input shaft and / or the further transmission input shaft.
  • the fourth shaft in the drive the fourth shaft is driven in a simple manner to provide a desired drive power for the power take-off available via the coupling point. It is driven in the drive so both the transmission output shaft driven and coupled to the fourth shaft power take-off driven or driven.
  • the driving gear is a forward gear or reverse gear in which the fourth shaft is driven via one of the wheel planes or
  • the drive is a direct gear, in which the transmission input shaft and / or the further transmission input shaft with the transmission output shaft, bypassing the
  • Radebenen is operatively connected, wherein in the direct gear by switching,
  • the fourth shaft is connected to produce a drive connection to the transmission input shaft and / or to the other transmission input shaft. This is or becomes one of the wheel planes in the load path to the transmission output shaft
  • Power take-off is set to a desired value. Due to the transmission ratio provided by the respective wheel plane, the power provided for the power take-off or a power take-off coupled to the fourth shaft can be specified in a targeted manner in this manner.
  • the fourth shaft is or is switched on via one of the gearwheels with the largest transmission ratio.
  • the power take-off is a pumping device, this is at least a minimum
  • the fourth shaft is switched on one of the wheel planes with the smallest gear ratio or is.
  • the power take-off is driven with the highest possible speed level of the fourth shaft, which can be provided with the manual transmission. If the power take-off is a pumping device, this is the
  • the fourth wave is switched on one of the wheel planes, which with their gear ratio between the wheel plane with the smallest gear ratio and the
  • Gear plane with the largest transmission ratio is.
  • an operation of the power take-off in the range between the maximum power and the minimum power is possible, which is caused by the correspondingly provided speed of the fourth shaft.
  • a possible mechanical structure of the gearbox is that with respect to the main gear, a first gear plane, a second gear plane, a third gear plane, a fourth gear plane and a fifth gear plane, each with at least one fixed gear and one, in particular directly or indirectly, for example, with interposition at least an idler gear, in engagement associated idler gear are provided, and the respective fixed gear is associated with the fourth shaft, in particular with the fourth shaft is rotatably connected.
  • the gearbox is to realize a relatively low construction cost, especially if the wheel planes are designed as Stirnradebenen. If the main transmission is designed as a countershaft transmission, the at least one countershaft can be realized in a sufficient length by means of the five gear planes with a low construction cost.
  • the planetary gear it is for example provided that the first gear member with the further transmission input shaft and the second
  • Gear member are rotatably connected to a fifth shaft.
  • a possible interconnection of the components of the gearbox can be realized according to one embodiment of the invention such that the third gear plane, the fourth gear plane and the fifth gear plane of the transmission input shaft and the first gear plane and the second gear plane of the further transmission input shaft are assigned.
  • the first gear plane via a first switching element and the second gear plane via a second switching element are each coupled to the fifth shaft, in particular rotatably connected
  • the fifth shaft via a third switching element with the transmission input shaft is coupled, in particular rotatably connected
  • the third gear plane via a fourth switching element and the fourth gear plane via a fifth switching element are each coupled to the transmission input shaft, in particular rotatably connected
  • the transmission input shaft via a sixth switching element and the fifth gear plane via a seventh switching element operatively connected to the transmission output shaft is, in particular rotatably connected
  • the first gear plane via a first switching element and the second gear plane via a second switching element are each coupled to the fifth shaft, in particular rotatably connected
  • Transmission input shaft via a first additional switching element with the third gear member of the planetary gear and the third gear member via a second additional switching element are coupled to a housing-fixed component, in particular rotatably connected.
  • Transmission input shaft and the other transmission input shaft, in particular using the planetary gear, is drivingly connected by the first
  • Switching element, the third switching element and the second additional switching element are closed or the second switching element, the third switching element, the fifth switching element and the second additional switching element are closed. This allows the fourth shaft and the power take-off coupled thereto by means of
  • Electric machine purely electric or by means of a coupled to the transmission input shaft combustion engine purely combustion engine driven or be driven. This also makes combined operation possible in which the fourth shaft is driven by the internal combustion engine and the electric machine.
  • the fourth shaft is drivingly connected to the transmission input shaft without operative connection with the other transmission input shaft by the fourth
  • Switching element and the second switching element are open.
  • the second additional switching element can be closed.
  • the fourth shaft and the power take-off coupled thereto can be exclusively by a coupled to the transmission input shaft drive, such as a
  • the power take-off can also be driven by the fact that in the shutdown gear, the fourth shaft with the transmission input shaft and the other
  • Transmission input shaft in particular using the planetary gear, are driving-connected by the first switching element, the fourth switching element and the second additional switching element are closed or the second
  • the fourth shaft and the power take-off coupled thereto can be operated exclusively by a drive coupled to the transmission input shaft, such as an internal combustion engine.
  • the fourth wave and the power take-off coupled to it can be connected to the transmission input shaft, such as an internal combustion engine.
  • the fourth shaft are drivingly connected to the transmission input shaft and the other transmission input shaft using the planetary gear in three-shaft mode by the first switching element and the first additional switching element are closed or the second switching element and the first additional switching element are closed.
  • the gearbox is switched to an electrodynamic operation. In the electrodynamic operation, it is possible that applied to the fourth shaft and the power take-off provided between the electric motor and an on the
  • Transmission input shaft coupled drive such as a
  • both the drive or the internal combustion engine and the electric machine drive the fourth shaft, in which case, for example, the fourth shaft and thus the power take-off connected thereto rotate rapidly.
  • the fourth shaft is driven by additionally the first switching element, the third switching element and the second additional switching element are closed, in particular about the fourth wave to a relatively low speed to bring, for example, the lowest possible speed level.
  • the fourth shaft may be driven by additionally closing the seventh shift element and the second additional shift element, in particular to bring the fourth shaft to a relatively high speed, such as the highest possible speed level.
  • the fourth shaft may be driven by additionally closing the fourth switching element and the second additional switching element or closing the second switching element, the third switching element and the second additional switching element, in particular to drive the fourth shaft at a rotational speed, which lies between the highest possible and the lowest possible speed level.
  • the fourth shaft may be driven, in addition to the first switching element or the second switching element and the second additional Switching element are closed, wherein the third switching element is open.
  • the fourth shaft and thus the power take-off coupled thereto can be driven exclusively via the electric machine.
  • the desired speed level for the fourth wave can be adjusted directly via the speed of the electric machine, so that a needs-based adjustment of the power of the PTO can be done continuously by the speed control of the electric machine.
  • the fourth shaft is operatively connected to the transmission output shaft and the planetary gear is switched to a three-shaft operation, so that the
  • Transmission input shaft and is operatively connected via the fourth shaft to the transmission output shaft by the first switching element or the second switching element, the seventh switching element and the first additional switching element are closed.
  • the transmission is in the above-described electrodynamic operation, in which it is possible, applied to the fourth shaft and the PTO output torque between the electric machine and coupled to the transmission input shaft drive, such as an internal combustion engine, and through to set the selection of a corresponding wheel plane to desired values, in particular steplessly adjust.
  • the electrodynamic operation is initiated by closing the first additional switching element, wherein the second additional switching element
  • Switching element is open, and wherein additionally one of the wheel planes of the
  • Main gear is switched. About the one of the wheel planes, the fourth shaft is driven and thus coupled to the power take-off. About another of the wheel planes, which is used as the output constant, the
  • the drive speed of the fourth wave of the coupled power take-off varies or variable. For example, can be selected in this way between a fast speed and a slow speed of the fourth wave when the first gear plane forms a first gear and the second gear plane a fourth gear.
  • the first switching element is switched and thus the first gear plane selected for the first gear when sufficient electrical energy in
  • the second switching element can be switched and thus the second gear plane selected for the fourth gear, if too little electrical energy is loaded in the electrical storage, so that the electric machine rather
  • Range group having at least one planetary gear set with a first gear member, a second gear member and a third gear member, wherein the first gear member with a sixth shaft and the second gear member to the transmission output shaft are rotatably connected, wherein the
  • Transmission input shaft via the sixth switching element with the sixth shaft is coupled, in particular rotatably connected, the fifth gear plane via the seventh switching element with the sixth shaft, the fifth gear plane via an eighth switching element with the second gear member of the planetary gear set is coupled, in particular rotatably connected, the third gear member of the planetary gear set via a ninth switching element with a housing-fixed component or the housing-fixed component and the third gear member of the planetary gear set via a tenth switching element with the transmission output shaft can be coupled, in particular rotatably connected. Due to the range group, a larger number of gear ratios can be engaged in combination with the main gearbox.
  • the first gear member is a sun gear
  • the second gear member is a planet carrier, in particular web
  • the third gear member is a ring gear.
  • Standstill gear so the decoupling of the transmission output shaft, for example, achieved by the sixth switching element and the seventh switching element and / or the eighth switching element are open or the ninth switching element and the sixth switching element or the seventh switching element or the eighth switching element are open.
  • the fourth shaft is driven by additionally the ninth switching element or the tenth switching element is closed. Because, alternatively, with respect to the range group, the ninth switching element or the tenth switching element may be switched, it is possible to select between the fast group and the slow group, and thus the
  • Gearbox be driven by or be by the fourth shaft with the transmission input shaft without operative connection with the other
  • Transmission input shaft is drive connected. This is achieved by the sixth switching element and the seventh switching element are closed and the first
  • Switching element, the second switching element and the eighth switching element are open.
  • the fourth shaft and the power take-off coupled thereto can be operated exclusively by a drive coupled to the transmission input shaft, such as an internal combustion engine. At the same time is from the
  • Gearbox input shaft towards the fourth shaft realized a gear ratio, in which the fourth shaft at a much higher speed than the
  • Transmission input shaft rotates, for example, about 2.2 to 2.5 times.
  • the power take-off can also be driven by the fact that in the
  • Gear ratio realized in which the fourth shaft rotates at a much higher speed than the transmission input shaft for example, about 2.2 to 2.5 times. It is possible to operate the fourth shaft and the power take-off coupled thereto exclusively by a drive coupled to the transmission input shaft, such as an internal combustion engine. Further, it is possible that the fourth shaft and the power take-off coupled thereto by the coupled to the transmission input shaft drive with the support of
  • Switching element is closed, a faster drive of the fourth shaft for the power take-off for the power take-off is generated.
  • the power take-off may be driven by the fact that in the drive, which is used as the direct gear instead of the seventh
  • Switching element now the eighth switching element is closed. It is then in addition to the sixth switching element and the second additional switching element in addition to the eighth switching element and the ninth switching element or the tenth switching element closed in the direct gear. As a result, the fourth shaft is at a relatively high speed, for example, the highest possible
  • two of the switching elements may be formed as double switching elements. At least one of the double switching elements can be brought into a neutral position in which the two switching elements are opened. For example, the first
  • Dual switching element be summarized. Also, the seventh switching element and the eighth switching element may become a double switching element and the ninth Switching element and the tenth switching element can be combined to form a double switching element. Furthermore, the first additional switching element and the second additional switching element to a double switching element
  • the PTO can be mounted or mounted from the outside to the manual transmission.
  • Power take-off also be arranged within the housing of the gearbox, for example, be firmly connected to the fourth shaft.
  • the power take-off is then for example an oil pump or other work machine.
  • a so-called power take-off (PTO) may be provided or be coupled or coupled to the coupling point.
  • a method for controlling a gearbox for a hybrid drive for example, a motor vehicle, in particular commercial vehicle, is provided.
  • the manual transmission may be the above-described manual transmission in any of the above-described embodiments.
  • the manual transmission has a transmission input shaft as the first shaft, a
  • Transmission output shaft as a second shaft
  • another transmission input shaft as a third shaft
  • an electric machine which with the other
  • Transmission input shaft is drive connected.
  • the manual transmission also has a
  • Main transmission with at least one fourth shaft and a plurality of gear planes coupled thereto. Furthermore, the transmission has a the electric machine associated and coupled to the main transmission or coupled planetary gear with a first gear member, a second gear member and a third
  • the transmission has a plurality of switching elements whose selective switching causes different ratios between the transmission input shaft and the transmission output shaft and / or between the other transmission input shaft and the transmission output shaft.
  • the manual transmission is operable in a standstill, in which the
  • Transmission output shaft is decoupled, in particular the transmission output shaft is not driven. Alternatively or additionally, it is provided that the
  • Manual transmission is operable in a drive, in which the transmission output shaft is operatively connected to the transmission input shaft and / or the other transmission input shaft.
  • the fourth shaft is drive-connected to the transmission input shaft and / or the other transmission input shaft via one of the wheel planes of the main transmission when the transmission is operated in the stationary gear or the driving gear.
  • the gearbox is used in a technically simple manner, by means of the electric machine and / or coupled to the transmission input shaft drive, in particular an internal combustion engine, via the fourth wave an ankopoppelbaren or
  • Drive output shaft can drive.
  • the power take-off may be the power take-off described above.
  • the invention comprises a computer program product with a
  • Program code stored on a computer-readable medium for carrying out the method described above.
  • the invention also includes a control and / or regulating device with the computer program product described above.
  • the invention comprises a hybrid drive for a motor vehicle with the transmission described above and / or the above
  • Fig. 1 shows a possible embodiment of a gearbox for a
  • Hybrid drive with an electric machine a main transmission, a planetary gearbox connected in front of the main transmission and a power take-off assigned to the main transmission, in a schematic representation,
  • Fig. 3 shows a modification of the gearbox of Figure 1 with an additional
  • Fig. 4 is a tabular overview of possible operating conditions in which the power take-off of the gearbox according to the figure 3 in a
  • FIG. 1 shows a possible embodiment of a gearbox 100
  • the manual transmission 100 is designed for a hybrid drive and has a transmission input shaft 1 as a first shaft, a
  • Transmission output shaft 2 as a second shaft, a further transmission input shaft 3 and an electric machine EM, which is drivingly connected to the other transmission input shaft 3 or drive-connected.
  • the manual transmission 100 is over the
  • Transmission input shaft 1 with a (not shown in the figure 1)
  • Drive machine such as an internal combustion engine, drive-connected or drive-connected and can, for example, with an output shaft of the
  • the transmission input shaft 1 may be formed as a solid shaft.
  • Transmission input shaft 3 may be formed as a hollow shaft.
  • the manual transmission 100 has a main gear HG with a plurality of gear planes, which preferably comprise a first gear plane R1, a second gear plane R2, a third gear plane R3, a fourth gear plane R4 and a fifth gear plane R5, of which at least some of the gear planes R1, R2, R3 , R4 and R4 is coupled to a fourth shaft 4 or can be coupled.
  • the main transmission HG has, for example, two partial transmissions, of which one partial transmission comprise the first wheel plane R1 and the second wheel plane R2 and the other partial transmission comprises the third wheel plane R3, the fourth wheel plane R4 and the fifth wheel plane R5.
  • the fifth gear plane R5 forms an output constant.
  • the main transmission HG is designed as a countershaft transmission, wherein the fourth shaft 4 forms a countershaft.
  • the main transmission HG can also have two fourth shafts 4. In the event that the main transmission HG is designed as a countershaft transmission, the main transmission HG then has two
  • the first wheel plane R1 the second wheel plane
  • Wheel plane R2, the third wheel plane R3, the fourth wheel plane R4 and the fifth wheel plane R5 at least one fixed 11 'or 12' or 13 'or 14' or 15 'and an associated idler gear 11 or 12 or 13 or 14 and 15, wherein the respective fixed wheel 11 'or 12' or 13 'or 14' or 15 'is associated with the fourth shaft 4, in particular with the fourth shaft 4 is rotatably connected.
  • the transmission 100 further has a planetary gear PG, which
  • Electric machine EM forms an electrical machine group EMG.
  • Planetary gear PG is coupled to the main transmission HG or can be coupled.
  • the planetary gear PG has a first gear member 1.1, a second
  • Gear member 1.2 and a third gear member 1.3.
  • Gear member 1.1 with the other transmission input shaft 3 and the second Gear member 1.2 rotatably connected to a fifth shaft 5.
  • the first gear member 1.1 a sun gear
  • the second gear member 1.2 a
  • Planetary gear in particular web, and the third gear member 1.3 a ring gear.
  • the transmission 100 has a plurality of switching elements, preferably a first switching element 10, a second switching element 20, a third switching element 30, a fourth switching element 40, a fifth switching element 50, a sixth
  • Transmission input shaft 1 and the transmission output shaft 2 and / or between the other transmission input shaft 3 and the transmission output shaft 2 causes. It is one of the switching elements 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 of the main gear HG, for example, the sixth switching element 60, provided, the
  • Transmission output shaft 2 in particular, bypassing the wheel planes R1, R2, R3, R4, R5, to couple with the transmission input shaft 1, so that then the transmission 100 is in a direct gear.
  • the switching elements 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 and the additional switching elements I and J can be arranged and switchable as follows. There are the first gear plane R1 via the first switching element 10 and the second gear plane R2 via the second switching element 20 in each case with the fifth shaft 5 can be coupled, in particular rotatably connected. It is the fifth wave 5 over the third
  • Transmission output shaft 2 coupled, in particular rotatably connected. Furthermore, the transmission input shaft 1 via the first additional switching element I with the third gear member 1.3 of the planetary gear PG and the third gear member 1.3 of the planetary gear PG is in turn with a housing-fixed component G. coupled, in particular rotatably connected.
  • the housing-fixed component G is a fixedly connected to the housing of the gearbox 100 component or an integral part of the housing itself.
  • the first switching element 10 and / or the second switching element 20 and / or the third switching element 30 and / or the fourth switching element 40 and / or the fifth switching element 50 and / or the sixth switching element 60 and / or the seventh switching element 70 and / or the first additional switching element I and / or the second additional switching element J may or may be unsynchronized
  • Claw switching element may be formed.
  • the second switching element 20 With respect to the first switching element 10, the second switching element 20, the seventh switching element 70, the first additional switching element I and the second additional switching element J synchronization by means of the electric machine EM is actively carried out by a speed control of the electric machine EM is used.
  • the fourth switching element 40, the fifth switching element 50 and the sixth switching element 60 is a synchronization by means of a coupled to the transmission input shaft 1 drive, for example a
  • Planetenradgetriebes PG is used.
  • the first gear member 1.1 and the third gear member 1.3 of the planetary gear PG each form a drive and the second gear member 1.2 forms an output, which consists of a superposition of the moments and / or movements of the first Gear member 1.1 and third
  • Gearbox 1.3 is generated.
  • the manual transmission 100 has in addition to its force-transmitting function with respect to the transmission output shaft 2 has a further function.
  • This function is that by means of the gearbox 100, a PTO PTO is driven or driven.
  • the fourth shaft 4 has a coupling point 8, to which such a power take-off PTO can be coupled.
  • the power take-off PTO at the coupling point 8 can also be firmly connected.
  • the fourth shaft 4 and thus on the coupling point 8 of the PTO PTO can be driven when the transmission 100 in a
  • Shutdown gear is located. In the stationary gear, the transmission output shaft 2 is decoupled. If the manual transmission 100 is installed in a vehicle, the vehicle is thus at standstill or in a non-driven state in the stationary gear.
  • the fourth shaft 4 and thus the power take-off PTO can be connected to the transmission input shaft 1 and / or to the further transmission input shaft 3 in a drive-connected manner during the standstill be or become, so that there are a number of possible drive states for the fourth shaft 4 and thus for the power take-off PTO.
  • the drives used are the electric machine EM coupled to the further transmission input shaft 3 and / or a drive coupled to the transmission input shaft 1, such as an internal combustion engine.
  • gearbox is installed in a vehicle, thus located in the driving gear, the vehicle in a driving condition.
  • Transmission input shaft 3 coupled electric machine EM and / or coupled to the transmission input shaft 1 drive, such as a
  • FIG. 2 shows a tabular overview of possible operating conditions in which the coupled to the coupling point 8 of the fourth shaft 4 PTO PTO can be operated, for example, can be operated selectively.
  • FIG. 2 shows various operating states of the fourth shaft 4 for driving the PTO PTO when the manual transmission 100 is in the standstill gear in which the transmission output shaft 2 is uncoupled.
  • Such uncoupling of the transmission output shaft 2 is achieved by at least the sixth switching element 60 and the seventh switching element 70 are each open.
  • the stagnation gear can now be the fourth wave 4 and thus the
  • the fourth shaft 4 and thus the power take-off PTO to the transmission input shaft 1 and the other transmission input shaft 3 are drivingly connected by the first switching element 10, the third switching element 30 and the second additional switching element J are closed or closed (PTO 1-E ).
  • the third switching element 30, the fifth switching element 50 and the second additional switching element J are closed or closed (PTO 4-E).
  • the fourth shaft 4 and thus the power take-off PTO each exclusively electrically via the electric machine EM or exclusively by a coupled to the transmission input shaft 1 drive, such as a
  • Combustion engine be or be powered. Also, a combined operation by the electric machine EM and the coupled to the transmission input shaft 1 drive for driving the fourth shaft 4 is possible.
  • Operating states PTO 1-E and PTO 4-E differ in that in PTO 1-E the fourth shaft 4 is driven via the first wheel plane R1 and in PTO 4-E the fourth shaft 4 is driven via the second wheel plane R2.
  • Transmission input shaft 3 drivingly connected by the fourth switching element 40 is closed or is (PTO 2.1) or the fifth switching element 50 is closed or is (PTO 3.1), wherein each of the first switching element 10 and the second switching element 20 are open or remain open.
  • the second additional switching element J closed.
  • the fourth shaft 4 and thus the power take-off PTO can be driven or driven exclusively via the drive coupled to the transmission input shaft 1, such as an internal combustion engine.
  • the operating state PTO 2.1 differs from the operating state PTO 3.1 in that, in the PTO 2.1, the gear plane for switching the second gear of the gearbox 100, namely the third gear plane R3 is used, via which the fourth shaft 4 and thus the power take-off PTO is driven or is.
  • the wheel plane of the third gear namely the fourth gear plane R4
  • the fourth switching element 40 and the second additional switching element J are closed or PTO 2.2 or the second switching element 20, the fourth switching element 40 and the second additional switching element J are closed or are (PTO 2.3) or the first switching element 10, the fifth switching element 50 and the second additional
  • Switching element J are closed or are (PTO 3.2) or the second
  • Switching element J are closed or become (PTO 3.3).
  • Power take-off PTO can also be powered or powered by the at the
  • Transmission input shaft 1 coupled drive drives and, for example, the electric machine EM additionally supports driving.
  • Transmission input shaft 1 coupled drive or the internal combustion engine via the third gear plane R3 (PTO 2.2, PTO 2.3) or via the fourth gear plane R4 (PTO 3.2, 3.3) is connected to the fourth shaft 4.
  • EDP-1 and EDP-2 are closed.
  • the transmission input shaft 1 is then connected to the third gear 1.3 of the
  • Transmission input shaft 3 is used as a second drive and the fifth shaft 5 as the output or output of the planetary gear PG.
  • the fifth shaft 5 is above the first-speed gear plane, namely, the first gear plane R1, (EDP-1) or the fourth-gear wheel plane, namely, the second gear plane R2, (EDP-2) with the fourth shaft 4 rotationally connected. It can be the fourth wave 4 and thus the power take-off PTO the overlay operation described above are set within limits, in particular continuously adjusted by the speed or the torque of the coupled to the transmission input shaft 1 drive, the rotational speed and the torque of the electric machine EM and the in each case on the fourth shaft 4 switched gear plane, namely the first wheel plane R1 or the second wheel plane R2.
  • the connected to the transmission input shaft 1 drive such as the internal combustion engine, driving and the electric machine EM is operated as a generator and generates electrical energy for an electrical storage.
  • the PTO PTO rotates slowly with high torque.
  • the drive connected to the transmission input shaft 1 and also the electric machine can have a driving effect, the electric machine EM then being driven by electrical energy from the electric accumulator. In this case PTO turns fast.
  • the driving gear may be a forward gear or reverse gear in which the fourth shaft 4 is driven or driven via one of the wheel planes R1, R2, R3, R4 and R5.
  • Such a drive for example, the first forward gear, the second forward gear, the third forward gear, etc. It is in this
  • Transmission input shaft 1 and / or the other transmission input shaft 3 operatively connected to the transmission output shaft 2, bypassing the wheel planes R1, R2, R3, R4 and R5.
  • the fourth shaft 4 is now producing a
  • Transmission input shaft 3 is connected in the load path for the direct gear or the connection of the fourth shaft 4 is made simultaneously with the switching of the direct gear.
  • Direct gear the speed of the PTO PTO relative to the speed of a coupled to the drive shaft 1 drive, such as an internal combustion engine can be varied.
  • a desired wheel plane which corresponds to a desired gear, switched to the fourth shaft 4, whereby a speed factor between about 0.5 to about 2.4 is generated.
  • the fourth wave 4 connected in the force path of the direct gear can be decoupled, without the set travel, namely the direct gear, is canceled.
  • the decoupling of the fourth shaft 4 is achieved, for example, when the seventh switching element 70 and the first additional switching element I and the second additional switching element J are opened. Basically, it is also possible that the second additional switching element
  • Switching element J is closed, since the compound of the third gear member 1.3 of the planetary gear PG thus produced with the housing-fixed component G has no influence on the direct gear.
  • uncoupling of the fourth shaft 4 is achieved when the first switching element 10 and the second switching element 20 are opened, wherein the third switching element 30 may be closed.
  • the third switching element 30 and the fourth switching element 40 may be open.
  • either the first switching element 10 or the second switching element 20 is closed, provided that the first additional switching element I is open. Also in this case, the direct gear remains switched.
  • the fourth shaft 4 is driven in the direct gear by additionally closing the first shift element 10, the third shift element 30 and the second additional shift element J in addition to the sixth shift element 60.
  • the fourth shaft 4 is set at the lowest possible speed level. Accordingly becomes or is the
  • Power take-off PTO driven at the lowest possible speed.
  • the power take-off PTO is set to a minimum power in this operating state.
  • the seventh switching element 70 is opened in the operating state PTO 5.1.
  • Switching element J are closed.
  • the first switching element 10 the second switching element 20
  • Switching element 40 is opened. As a result, the fourth shaft 4 is set to the highest possible speed level.
  • the power take-off PTO is at the highest possible speed driven so that the power take-off PTO is set to maximum power.
  • the fourth shaft 4 In the operating state, which is designated in FIG. 2 by PTO 5.2, the fourth shaft 4 is driven in the direct gear by additionally closing the fourth shifting element 40 and the second additional shifting element J in addition to the sixth shifting element 60. In the operating state, which is designated in FIG. 2 with PTO 5.3, the fourth shaft 4 is driven in the direct gear by additionally closing the second shifting element 20, the third shifting element 30 and the second additional shifting element J in addition to the sixth shifting element 60.
  • the operating conditions PTO 5.2 and PTO 5.3 are further adjustable operating states for the fourth shaft 4 and the PTO PTO, in which the speed level between the speed level of the operating state PTO 5.1 and the PTO
  • Operating state PTO 5.4 is located. Due to the operating state PTO 5.2 and the operating state PTO 5.3 further gradations are made, by means of which the adjustability of the speed level for driving the PTO PTO is extended.
  • the PTO PTO is switched into a power flow, which is generated exclusively by the electric machine EM.
  • the power take-off PTO is then driven exclusively by the electric machine EM. This is achieved by the operating states, which in the figure 2 with PTO 5.5 and PTO 5.6
  • the fourth shaft 4 is driven, in addition to the sixth switching element 60 in addition, the first switching element 10 and the second additional switching element J (PTO 5.5) or the second switching element 20 and the second additional switching element J (PTO 5.6) are closed, the third
  • Switching element 30 is open. In the operating states PTO 5.5 and PTO 5.6, the desired speed level for driving the PTO PTO
  • Transmission output shaft 2 operatively connected and the planetary gear PG switched in a three-shaft gear, so that the planetary gear PG with the
  • Transmission input shaft 1 the other transmission input shaft 3 and via the fourth shaft 4 is operatively connected to the transmission output shaft 2.
  • the operating states that can be set with the manual transmission 100 for this purpose are designated in FIG. 2 with EDP-1 and EDP-2. If the manual transmission 100 is installed in a vehicle, the vehicle is in EDP-1 and EDP-2 in an electro-dynamic driving operation and performs, for example, a maneuvering or crawling.
  • the seventh switching element 70 and the first additional switching element I and, moreover, the first switching element 10 are closed, wherein the second switching element 20 is opened.
  • the drive speed of the PTO PTO ie the speed of the fourth shaft 4 is now dependent on the speed or speed of the transmission output shaft 2, but by the choice of the first gear plane R1 or the second gear plane R2 of the main gear HG of slow (second gear plane R2 ) are switched to fast (first wheel plane R1).
  • first gear plane R1 or the second gear plane R2 of the main gear HG of slow second gear plane R2
  • fast first wheel plane R1
  • the electric machine EM it is possible in this case, their operating mode by the choice of the gear or the gear plane, the speed and power of the coupled to the transmission input shaft Drive depending on the speed of the transmission output shaft and the desired power consumption for the power take-off PTO stepless
  • the speed of the PTO PTO to be achieved is predetermined, can be specified by the choice of the first switching element 10 instead of the second switching element 20 specifically whether the electric machine EM is operated motor or generator or is.
  • the closing of the first switching element 10 is made when the electric machine EM is provided sufficient electrical energy to operate.
  • the second switching element 20 is closed when the electric machine EM is provided too little electrical energy.
  • the electric machine EM is then operated as a generator and of the at the
  • Transmission input shaft 1 coupled drive driven to recharge the electrical storage for the electric machine with electrical energy.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a manual transmission 200 for a hybrid drive, for example a motor vehicle, which is a modification of the manual transmission 100 according to FIG.
  • Components of the gearbox 200 which identical to components of the gearbox 100 according to the figure 1 or
  • the transmission 200 according to the figure 3 differs from the
  • Manual transmission 100 according to the figure 1, inter alia, in that it has a
  • Range group GP which is coupled to the main transmission HG or coupled.
  • the range group GP has at least one planetary gear set PS with a first transmission element 2.1, a second transmission element 2.2 and a third transmission element 2.3.
  • the first gear element 2.1 is preferably a sun gear
  • the second gear element 1.2 is a planet gear carrier, in particular a web
  • the third gear element 2.3 is a ring gear.
  • first gear member 2.1 rotatably connected to a sixth shaft 6 and the second gear member 2.2 with the transmission output shaft 2 are.
  • the transmission input shaft 1 via the sixth switching element 60 can be coupled to the sixth shaft, in particular rotatably connected
  • the fifth gear plane R5 via the seventh switching element 70 with the sixth shaft 6 can be coupled, in particular rotatably connected
  • the fifth Radenbene R5 via an eighth switching element 80 with the second gear 2.2 of the planetary gearset PS is coupled, in particular rotatably connected
  • the third gear 2.3 of the planetary PS via a ninth switching element L with a housing-fixed component or the housing-fixed component G and the third gear 2.3 of the Planetary gearset PS via a tenth switching element S with the transmission output shaft 2 are coupled, in particular rotatably connected.
  • the planetary gearset PS can be operated in a superposition operation, in which the first gear member 2.1 and the third gear member 2.3 of the planetary gearset PS each form a drive and the second
  • Gear 2.2 forms the output, which consists of a superposition of the moments and / or movements of the first gear member 2.1 and the third
  • Geretegliedes 2.3 is generated or generated.
  • the manual transmission 200 can thus be switched as required in gear ratios in which the planetary gearset PS is operated in operation without interference or in operation with superposition.
  • the eighth switching element 80 is unsynchronized
  • Switching element I and the second additional switching element J additionally the eighth Switching element 80 used.
  • the ninth switching element L and / or the tenth switching element S is designed as a synchronized switching element.
  • the standstill gear is achieved by, for example, the sixth shift element 60 and the seventh shift element 70 and / or the eighth shift element 80 are opened or, for example, the ninth shift element L and the sixth shift element 60 or the seventh shift element 70 or the eighth shift element 80th are open.
  • the shutdown gear decoupling of the transmission output shaft 2 is reached.
  • FIG. 4 shows a tabular overview of possible operating conditions in which the coupled to the coupling point 8 of the fourth shaft 4 PTO PTO can be operated, for example, can be operated selectively.
  • FIG. 4 is constructed identically to FIG. 2, but with respect to the eighth
  • the operating states of the fourth shaft which have been carried out above with reference to FIG. 2, in which the PTO PTO can be operated in the stationary state of the manual transmission 100, can also be realized identically in the case of the manual transmission 200 according to FIG.
  • the eighth switching element 80 additionally provided in the case of the manual transmission 200 relative to the manual transmission 100, the ninth switching element L and the tenth switching element S remain open, so that the transmission output shaft 2 is uncoupled.
  • the transmission 200 allows in the standstill in addition to the
  • the wheel plane for the fifth gear namely the fifth wheel plane R5 is used, which in the
  • Manual transmission 100 can serve as the output constant.
  • the fifth wheel plane R5 then serves as a drive constant with regard to the fourth shaft 4.
  • the operating state PTO 5.1 is in the standstill of the
  • Gearbox 100 a high-speed gear ratio
  • the electric machine EM can participate via the further transmission input shaft 3 to the fourth shaft 4 and thus to the power take-off PTO. This is indicated in the operating states in PTO 5.2 and PTO 5.3 of FIG. In the
  • the first switching element 10, the sixth switching element 60, the seventh switching element 70 and the second additional switching element J are closed or closed (PTO 5.2).
  • the eighth switching element 80 remains open in PTO 5.2 and PTO 5.3.
  • the operating states of the fourth shaft 4 described with reference to FIG. 2 can also be realized in the gearbox 200 according to FIG. Regarding the operating states PTO 1, PTO 2, PTO 3 and PTO 4 is or will be in the

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe (100; 200) für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, mit einer Getriebeeingangswelle (1 ) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle, mit einer Elektromaschine (EM), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden oder triebverbindbar ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), aufweisend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5), mit einem der Elektromaschine (EM) zugeordneten und mit dem Hauptgetriebe (HG) gekoppelten oder koppelbaren Planetenradgetriebe (PG), aufweisend ein erstes Getriebeglied (1.1), ein zweites Getriebeglied (1.2) und ein drittes Getriebeglied (1.3), und mit mehreren Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (3) bewirkt. Es ist vorgesehen, dass die vierte Welle (4) eine Koppelstelle (8) zum Ankoppeln eines Nebenantriebes (PTO) aufweist und in einem Stillstandsgang oder einem Fahrgang die vierte Welle (4) über eine der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5) des Hauptgetriebes (HG) mit der Getriebeeingangswelle (1) und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung eines Schaltgetriebes (100; 200) für einen Hybridantrieb. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung sowie einen Hybridantrieb.

Description

Schaltgetriebe für einen Hvbridantrieb, Verfahren zur Steuerung eines solchen Schaltgetriebes, Computerprogrammprodukt, Steuerungs- und/oder
Regelungsvorrichtung und Hvbridantrieb
Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, mit zwei Getriebeeingangswellen und einer Elektromaschine, welche mit einer der Getriebeeingangswellen triebverbunden oder triebverbindbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung eines solchen
Schaltgetriebes, ein Computerprogrammprodukt, eine Steuerungs- und/oder
Regelungsvorrichtung sowie einen Hybridantrieb.
Ein Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb ist aus der DE 10 2010 063 582 A1 bekannt. Der Hybridantrieb ist dort durch eine Verbrennungskraftmaschine und eine Elektromaschine gebildet, welche beide mit dem Schaltgetriebe gekoppelt sind. Dazu weist das Schaltgetriebe zwei Getriebeeingangswellen auf, von denen eine
Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungskraftmaschine und die andere
Getriebeeingangswelle mit der Elektromaschine triebverbunden sind. Das
Schaltgetriebe hat ein Vorlegegetriebe mit einer Vorgelegewelle und mehrere damit gekoppelte Radebenen. Das Schaltgetriebe hat ferner mehrere Schaltelemente, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt.
Derartige Schaltgetriebe ermöglichen es, dass zwei separate Antriebe, nämlich ein elektromotorischer Antrieb und beispielsweise ein verbrennungsmotorischer Antrieb auf einen gemeinsamen Betriebsstrang eines Kraftfahrzeuges wirken können.
Dadurch ergeben sich eine Vielzahl von Möglichkeiten für die Weiterentwicklung dieser Schaltgetriebe.
Einer Ausführungsform der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe der eingangs genannten Art in seinem Funktionsumfang zu erweitern. Darüber hinaus soll ein hierauf optimiertes Verfahren zur Steuerung eines solchen Schaltgetriebes vorgeschlagen werden und hierzu ein Computerprogrammprodukt, eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung bereit gestellt werden. Darüber hinaus soll ein Hybridantrieb vorgeschlagen werden, welcher für den Einsatz eines solchen Schaltgetriebes und/oder eines solchen Verfahrens geeignet ist.
Die Aufgabe wird mit einem Schaltgetriebe gelöst, welches die Merkmale des
Anspruches 1 aufweist. Ferner wird die Aufgabe mit einem Schaltgetriebe gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 4 aufweist. Darüber hinaus wird die Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 26 aufweist. Zur Lösung der Aufgabe werden auch ein Computerprogrammprodukt mit den
Merkmalen des Anspruches 27, eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 28 sowie ein Hybridantrieb mit den Merkmalen des Anspruches 29 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Schaltgetriebe, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines
Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges, vorgesehen. Das
Schaltgetriebe hat eine Getriebeeingangswelle als erste Welle, eine
Getriebeausgangswelle als zweite Welle, eine weitere Getriebeeingangswelle als dritte Welle und eine Elektromaschine, welche mit der weiteren
Getriebeeingangswelle triebverbunden oder triebverbindbar ist. Insbesondere ist die Getriebeeingangswelle dazu vorgesehen, mit einer Antriebsmaschine, wie
beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, triebverbunden zu werden.
Das Schaltgetriebe hat ferner ein Hauptgetriebe mit wenigstens einer vierten Welle und mehreren damit gekoppelten oder koppelbaren Radebenen. Insbesondere ist das Hauptgetriebe als Vorgelegegetriebe ausgebildet. Beispielsweise bildet dann die vierte Welle eine Vorgelegewelle. Auch können zwei vierte Wellen bzw.
Vorgelegewellen vorgesehen sein. In diesem Fall wird mittels der beiden vierten Wellen bzw. Vorgelegewellen eine Leistungsteilung erreicht.
Weiterhin hat das Schaltgetriebe ein der Elektromaschine zugeordnetes und mit dem Hauptgetriebe gekoppeltes oder koppelbares Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied.
Beispielsweise sind das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad. Darüber hinaus sind mehrere Schaltelemente vorgesehen, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt.
Das Schaltgetriebe kann in einem Stillstandsgang betrieben werden, in dem die Getriebeausgangswelle abgekoppelt ist, insbesondere die Getriebeausgangswelle nicht angetrieben ist. Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen, dass das
Schaltgetriebe in einem Fahrgang betreibbar ist, in dem die Getriebeausgangswelle mit der Getriebeeingangswelle und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist.
Bei dem Schaltgetriebe ist es nunmehr vorgesehen, dass die vierte Welle eine Koppelstelle zum Ankoppeln eines Nebenabtriebes hat. Durch die Koppelstelle kann an das Schaltgetriebe ein zusätzlicher Verbraucher angeschlossen werden, welcher von der Getriebeeingangswelle bzw. einem daran gekoppelten Antrieb und/oder der Elektromaschine mechanisch angetrieben ist oder angetrieben werden kann. Es ist dazu die vierte Welle des Hauptgetriebes genutzt. Dem Schaltgetriebe kommt somit durch die Koppelstelle eine zusätzliche Antriebsfunktion zu.
Es ist ferner vorgesehen, dass in dem Stillstandsgang durch Schalten, insbesondere Schließen oder Öffnen, wenigstens eines der Schaltelemente die vierte Welle über eine der Radebenen des Hauptgetriebes mit der Getriebeeingangswelle und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden geschaltet ist. Dadurch ist in einfacher Weise die vierte Welle angetrieben, nämlich über die wenigstens eine der Radebenen des Hauptgetriebes. Die vierte Welle kann dabei über die
Elektromaschine und/oder über einen mit der Getriebeeingangswelle gekoppelten Antrieb, wie beispielsweise einer Verbrennungsmaschine, angetrieben sein oder angetrieben werden. Insbesondere ist es vorgesehen, dass durch das Schalten, insbesondere das Schließen oder Öffnen, des wenigstens einen der Schaltelemente eine der
Radebenen ausgewählt ist, so dass durch die Auswahl der Radebene die von der vierten Welle bereitgestellte Antriebsleistung für den Nebenabtrieb auf einen gewünschten Wert eingestellt ist. Aufgrund des durch die jeweilige Radebene zur Verfügung gestellten Übersetzungsverhältnisses ist auf diese Art und Weise gezielt die bereitgestellte Leistung für die vierte Welle vorgegeben.
Es bietet sich an, dass in dem Stillstandsgang das Planetenradgetriebe in einen Dreiwellenbetrieb geschaltet ist oder wird, in dem die Getriebeeingangswelle mit dem dritten Getriebeglied drehfest verbunden ist oder wird, die weitere
Getriebeeingangswelle mit dem ersten Getriebeglied des Planetenradgetriebes drehfest verbunden ist und die vierte Welle mit dem zweiten Getriebeglied des Planetenradgetriebes wirkverbunden ist oder wird. Durch den Dreiwellenbetrieb kann das Abtriebsmoment der vierten Welle durch ein Zusammenspiel der
Elektromaschine und eines an der Getriebeeingangswelle angeschlossenen
Antriebes, wie beispielsweise einer Verbrennungsmaschine, auf einen gewünschten Wert eingestellt, insbesondere eingeregelt werden, insbesondere stufenlos eingeregelt werden. Als weitere Stellgröße hierfür dient die auf die vierte Welle geschaltete Radebene, durch deren Auswahl unter den mehreren zur Verfügung stehenden Radebenen das Übersetzungsverhältnis verändert werden kann.
Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen, dass in dem Fahrgang die vierte Welle über eine der Radebenen des Hauptgetriebes mit der Getriebeeingangswelle und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden ist. Dadurch ist im Fahrgang die vierte Welle in einfacher Weise angetrieben, um über die Koppelstelle eine gewünschte Antriebsleistung für den Nebenabtrieb zur Verfügung zu stellen. Es ist in dem Fahrgang somit sowohl die Getriebeausgangswelle angetrieben als auch ein an der vierten Welle angekoppelter Nebenabtrieb angetrieben oder antreibbar.
Es bietet sich an, dass in dem Fahrgang das Planetenradgetriebe in einen
Dreiwellenbetrieb geschaltet ist oder wird, in dem die Getriebeeingangswelle mit dem dritten Getriebeglied drehfest verbunden ist oder wird, die weitere Getriebeeingangswelle mit dem ersten Getriebeglied des Planetenradgetriebes drehfest verbunden ist und die vierte Welle mit dem zweiten Getriebeglied des Planetenradgetriebes wirkverbunden ist oder wird. Durch den Dreiwellenbetrieb kann das Abtriebsmoment der vierten Welle durch ein Zusammenspiel der
Elektromaschine und eines an der Getriebeeingangswelle angeschlossenen
Antriebes, wie beispielsweise einer Verbrennungsmaschine, auf einen gewünschten Wert eingestellt, insbesondere eingeregelt werden, insbesondere stufenlos eingeregelt werden. Als weitere Stellgröße hierfür dient die auf die vierte Welle geschaltete Radebene, durch deren Auswahl unter den mehreren zur Verfügung stehenden Radebenen das Übersetzungsverhältnis verändert werden kann.
Wie vorstehend ausgeführt, ist in dem Fahrgang sowohl die Getriebeausgangswelle angetrieben als auch ein an der vierten Welle angekoppelter Nebenabtrieb
angetrieben oder antreibbar. Dies ist beispielsweise realisiert, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung der Fahrgang ein Vorwärtsgang oder Rückwärtsgang ist, in dem über eine der Radebenen die vierte Welle angetrieben ist oder
angetrieben wird. Dadurch ist in technisch einfacher Weise ein an der vierten Welle angekoppelter Nebenabtrieb angetrieben, da hierzu die in dem Vorwärtsgang bzw. Rückwärtsgang an der vierten Welle anliegende Antriebsleistung genutzt ist, um zugleich auch den Nebenabtrieb anzutreiben.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Fahrgang ein Direktgang ist, in dem die Getriebeeingangswelle und/oder die weitere Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle unter Umgehung der
Radebenen wirkverbunden ist, wobei in dem Direktgang durch Schalten,
insbesondere Schließen oder Öffnen, wenigstens eines der Schaltelemente die vierte Welle unter Herstellung einer Triebverbindung mit der Getriebeeingangswelle und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle zugeschaltet ist. Dadurch ist oder wird die eine der Radebenen in den Lastpfad zur Getriebeausgangswelle
zugeschaltet, welcher durch den Direktgang gebildet ist. Es ist in dem Direktgang somit sowohl die Getriebeausgangswelle angetrieben als auch der Nebenabtrieb angetrieben oder antreibbar. Es kann vorgesehen sein, dass durch das Schalten des wenigstens einen der Schaltelemente eine der Radebenen ausgewählt ist, so dass durch die Auswahl der Radebene die von der vierten Welle bereitgestellte Antriebsleistung für den
Nebenabtrieb auf einen gewünschten Wert eingestellt ist. Aufgrund des durch die jeweilige Radebene zur Verfügung gestellten Übersetzungsverhältnisses kann auf diese Art und Weise gezielt die bereitgestellte Leistung für den oder einen an der vierten Welle angekoppelten Nebenabtrieb vorgegeben werden.
Beispielsweise ist oder wird in dem Direktgang die vierte Welle über die eine der Radebenen mit dem größten Übersetzungsverhältnis zugeschaltet. Dadurch wird der Nebenabtrieb mit dem kleinstmöglichen Drehzahlniveau der vierten Welle
angetrieben, welches mit dem Schaltgetriebe bereit gestellt werden kann. Sofern der Nebenabtrieb eine Pumpeinrichtung ist, ist dadurch zumindest eine minimale
Förderleistung der Pumpeinrichtung ermöglicht, wobei etwaige Verluste gering gehalten sind.
Auch kann es vorgesehen sein, dass in dem Direktgang die vierte Welle über die eine der Radebenen mit dem kleinsten Übersetzungsverhältnis zugeschaltet ist oder wird. Dadurch wird der Nebenabtrieb mit dem größtmöglichen Drehzahlniveau der vierten Welle angetrieben, welches mit dem Schaltgetriebe bereit gestellt werden kann. Sofern der Nebenabtrieb eine Pumpeinrichtung ist, wird dadurch die
Pumpeinrichtung mit der maximal möglichen Förderleistung betrieben.
Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass in dem Direktgang die vierte Welle über eine der Radebenen zugeschaltet ist, welche mit ihrem Übersetzungsverhältnis zwischen der Radebene mit dem kleinsten Übersetzungsverhältnis und der
Radebene mit dem größten Übersetzungsverhältnis liegt. Dadurch ist ein Betrieb des Nebenabtriebes im Bereich zwischen der maximalen Leistung und der minimalen Leistung möglich, welche durch die entsprechend bereit gestellte Drehzahl der vierten Welle bewirkt ist. Ein möglicher mechanischer Aufbau des Schaltgetriebes besteht darin, dass bezüglich des Hauptgetriebes eine erste Radebene, eine zweite Radebene, eine dritte Radebene, eine vierte Radebene und eine fünfte Radebene mit jeweils wenigstens einem Festrad und einem, insbesondere damit direkt oder indirekt, beispielsweise unter Zwischenschaltung wenigstens eines Zwischenrades, in Eingriff stehenden zugehörigen Losrad vorgesehen sind, und das jeweilige Festrad der vierten Welle zugeordnet ist, insbesondere mit der vierten Welle drehfest verbunden ist. Durch die fünf Radebenen, insbesondere höchstens fünf Radebenen, ist das Schaltgetriebe mit relativ geringem Bauaufwand zu realisieren, insbesondere wenn die Radebenen als Stirnradebenen ausgebildet sind. Sofern das Hauptgetriebe als Vorgelegegetriebe ausgebildet ist, ist durch die fünf Radebenen die wenigstens eine Vorgelegewelle mit geringem Bauaufwand in ausreichender Länge zu realisieren. Bezüglich des Planetenradgetriebes ist es beispielsweise vorgesehen, dass das erste Getriebeglied mit der weiteren Getriebeeingangswelle und das zweite
Getriebeglied mit einer fünften Welle drehfest verbunden sind.
Eine mögliche Verschaltung der Komponenten des Schaltgetriebes kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung derart realisiert sein, dass die dritte Radebene, die vierte Radebene und die fünfte Radebene der Getriebeeingangswelle und die erste Radebene und die zweite Radebene der weiteren Getriebeeingangswelle zugeordnet sind. Beispielsweise kann es dazu vorgesehen sein, dass die erste Radebene über ein erstes Schaltelement und die zweite Radebene über ein zweites Schaltelement jeweils mit der fünften Welle koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind, die fünfte Welle über ein drittes Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die dritte Radebene über ein viertes Schaltelement und die vierte Radebene über ein fünftes Schaltelement jeweils mit der Getriebeeingangswelle koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind, die Getriebeeingangswelle über ein sechstes Schaltelement und die fünfte Radebene über ein siebtes Schaltelement jeweils mit der Getriebeausgangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, und die
Getriebeeingangswelle über ein erstes zusätzliches Schaltelement mit dem dritten Getriebeglied des Planetenradgetriebes und das dritte Getriebeglied über ein zweites zusätzliches Schaltelement mit einem gehäusefesten Bauteil koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind. Durch einen solchen mechanischen Aufbau des Schaltgetriebes und eine solche Anordnung seiner Schaltelemente ist der Stillstandsgang realisiert, indem das sechste Schaltelement und das siebte
Schaltelement jeweils geöffnet sind, wodurch die Getriebeausgangswelle
abgekoppelt ist.
Zum Antreiben des Nebenabtriebes ist es nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle mit der
Getriebeeingangswelle und der weiteren Getriebeeingangswelle, insbesondere unter Nutzung des Planetenradgetriebes, triebverbunden ist, indem das erste
Schaltelement, das dritte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind oder das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind. Dadurch können die vierte Welle und der daran gekoppelte Nebenabtrieb mittels der
Elektromaschine rein elektrisch oder mittels einer an der Getriebeeingangswelle angekoppelten Verbrennungsmaschine rein verbrennungsmotorisch angetrieben werden oder angetrieben sein. Auch ist dadurch ein kombinierter Betrieb möglich, in dem die vierte Welle durch die Verbrennungsmaschine und die Elektromaschine angetrieben wird bzw. ist.
Zum Antreiben des Nebenabtriebs kann es alternativ vorgesehen sein, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle mit der Getriebeeingangswelle ohne Wirkverbindung mit der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden ist, indem das vierte
Schaltelement oder das fünfte Schaltelement geschlossen ist und das erste
Schaltelement und das zweite Schaltelement geöffnet sind. Ergänzend kann das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sein. Dadurch lassen sich die vierte Welle und der daran gekoppelte Nebenabtrieb ausschließlich durch einen an die Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise eine
Verbrennungsmaschine betreiben.
Der Nebenabtrieb kann auch dadurch angetrieben sein, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle mit der Getriebeeingangswelle und der weiteren
Getriebeeingangswelle, insbesondere unter Nutzung des Planetenradgetriebes, triebverbunden sind, indem das erste Schaltelement, das vierte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind oder das zweite
Schaltelement, das vierte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind oder das erste Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind oder das zweite Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind. Dadurch lassen sich die vierte Welle und der daran gekoppelte Nebenabtrieb ausschließlich durch einen an die Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine betreiben. Darüber hinaus lassen sich die vierte Welle und der daran gekoppelte Nebenabtrieb durch den an die
Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb mit Unterstützung der
Elektromaschine betreiben. Indem das erste Schaltelement geschlossen ist, ist ein langsamerer Antrieb der vierten Welle für den Nebenabtrieb erzeugt. Indem das zweite Schaltelement geschlossen ist, ist ein schnellerer Antrieb der vierten Welle für den Nebenabtrieb erzeugt.
Alternativ kann es zum Antreiben des Nebenabtriebes vorgesehen sein, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle mit der Getriebeeingangswelle und der weiteren Getriebeeingangswelle unter Nutzung des Planetenradgetriebes im Dreiwellenbetrieb triebverbunden sind, indem das erste Schaltelement und das erste zusätzliche Schaltelement geschlossen sind oder das zweite Schaltelement und das erste zusätzliche Schaltelement geschlossen sind. Dadurch ist das Schaltgetriebe in einen elektrodynamischen Betrieb geschaltet. In dem elektrodynamischen Betrieb ist es möglich, das an der vierten Welle anliegende und dem Nebenabtrieb bereitgestellte Abtriebsmoment zwischen der Elektromaschine und einem an der
Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise einer
Verbrennungsmaschine, und durch die Auswahl einer entsprechenden Radebene auf gewünschte Werte einzuregeln. Indem das erste Schaltelement geschlossen ist, ist ein langsamerer Antrieb der vierten Welle für den Nebenabtrieb erzeugt. Indem das zweite Schaltelement geschlossen ist, ist ein schnellerer Antrieb der vierten Welle für den Nebenabtrieb erzeugt. Es ist beispielsweise in dem Stillstandsgang mit dem elektrodynamischen Betrieb möglich, dass ein an der Getriebeeingangswelle angekoppelter Antrieb, wie eine Verbrennungsmaschine, antreibt und davon die Elektromaschine generatorisch betrieben wird, beispielsweise um eine Fahrzeugbatterie oder einen sonstigen elektrischen Speicher aufzuladen. Zugleich wird durch den Antrieb die vierte Welle angetrieben, beispielsweise drehen die vierte Welle und damit der daran
angeschlossene Nebenabtrieb mit hohem Drehmoment langsam. Auch ist es möglich, dass sowohl der Antrieb bzw. die Verbrennungsmaschine als auch die Elektromaschine die vierte Welle antreiben, wobei dann beispielsweise die vierte Welle und damit der daran angeschlossene Nebenabtrieb schnell drehen.
Bei dem vorstehend beschriebenen mechanischen Aufbau des Schaltgetriebes und der Anordnung seiner Schaltelemente ist der Fahrgang als Direktgang realisiert, indem das sechste Schaltelement geschlossen ist. Ergänzend kann das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sein. Zum Antreiben des Nebenabtriebes ist es nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in dem Direktgang die vierte Welle angetrieben ist, indem zusätzlich das erste Schaltelement, das dritte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind, insbesondere um die vierte Welle auf eine relativ kleine Drehzahl, beispielsweise dem kleinstmöglichen Drehzahlniveau, zu bringen.
Alternativ kann in dem Direktgang die vierte Welle angetrieben sein, indem zusätzlich das siebte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind, insbesondere um die vierte Welle auf eine relativ hohe Drehzahl, beispielsweise dem höchstmöglichen Drehzahlniveau, zu bringen. Alternativ kann in dem Direktgang die vierte Welle angetrieben sein, indem zusätzlich das vierte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind oder das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind, insbesondere um die die vierte Welle mit einer Drehzahl anzutreiben, welche zwischen dem größtmöglichen und dem kleinstmöglichen Drehzahlniveau liegt.
Alternativ kann in dem Direktgang die vierte Welle angetrieben sein, indem zusätzlich das erste Schaltelement oder das zweite Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind, wobei das dritte Schaltelement geöffnet ist.
Dadurch kann die vierte Welle und damit der daran gekoppelte Nebenabtrieb ausschließlich über die Elektromaschine angetrieben werden. Das gewünschte Drehzahlniveau für die vierte Welle kann dadurch direkt über die Drehzahl der Elektromaschine eingestellt werden, so dass eine bedarfsgerechte Einstellung der Leistung des Nebenabtriebes durch die Drehzahlregelung der Elektromaschine stufenlos erfolgen kann.
Alternativ kann es zum Antreiben des Nebenabtriebes vorgesehen sein, dass in dem Fahrgang die vierte Welle mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden und das Planetenradgetriebe in einen Dreiwellenbetrieb geschaltet ist, so dass das
Planetenradgetriebe mit der Getriebeeingangswelle, der weiteren
Getriebeeingangswelle und über die vierte Welle mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden ist, indem das erste Schaltelement oder das zweite Schaltelement, das siebte Schaltelement und das erste zusätzliche Schaltelement geschlossen sind. In dem Dreiwellenbetrieb befindet sich das Schaltgetriebe in dem bereits vorstehend beschriebenen elektrodynamischen Betrieb, in dem es möglich ist, das an der vierten Welle anliegende und dem Nebenabtrieb bereitgestellte Abtriebsmoment zwischen der Elektromaschine und einem an der Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise einer Verbrennungsmaschine, und durch die Auswahl einer entsprechenden Radebene auf gewünschte Werte einzustellen, insbesondere stufenlos einzustellen.
Insbesondere ist der elektrodynamische Betrieb durch Schließen des ersten zusätzlichen Schaltelementes eingeleitet, wobei das zweite zusätzliche
Schaltelement geöffnet ist, und wobei zusätzlich eine der Radebenen des
Hauptgetriebes geschaltet ist. Über die eine der Radebenen ist die vierte Welle angetrieben und damit der daran angekoppelte Nebenabtrieb. Über eine weitere der Radebenen, welche als Abtriebskonstante genutzt ist, wird die
Getriebeausgangswelle angetrieben.
Indem alternativ das erste Schaltelement und damit die erste Radebene oder das zweite Schaltelement und damit die zweite Radebene des Hauptgetriebes geschaltet sein können, ist die Antriebsgeschwindigkeit der vierten Welle des daran angekoppelten Nebenabtriebes variiert bzw. variierbar. Beispielsweise kann auf diese Weise zwischen einer schnellen Drehzahl und einer langsamen Drehzahl der vierten Welle ausgewählt werden, wenn die erste Radebene einen ersten Gang und die zweite Radebene einen vierten Gang bildet.
Beispielsweise ist das erste Schaltelement geschaltet und damit die erste Radebene für den ersten Gang ausgewählt, wenn ausreichend elektrische Energie im
elektrischen Speicher geladen ist, so dass die Elektromaschine eher motorisch betrieben ist und treibend auf die vierte Welle und die Getriebeausgangswelle wirkt. Demgegenüber kann das zweite Schaltelement geschaltet und damit die zweite Radebene für den vierten Gang ausgewählt sein, wenn zu wenig elektrische Energie im elektrischen Speicher geladen ist, so dass die Elektromaschine eher
generatorisch betrieben ist und den elektrischen Speicher auflädt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Schaltgetriebe eine mit dem Hauptgetriebe gekoppelte oder koppelbare
Bereichsgruppe aufweist, welche wenigstens einen Planetenradsatz mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied hat, wobei das erste Getriebeglied mit einer sechsten Welle und das zweite Getriebeglied mit der Getriebeausgangswelle drehfest verbunden sind, wobei die
Getriebeeingangswelle über das sechste Schaltelement mit der sechsten Welle koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die fünfte Radebene über das siebte Schaltelement mit der sechsten Welle, die fünfte Radebene über ein achtes Schaltelement mit dem zweiten Getriebeglied des Planetenradsatzes koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, das dritte Getriebeglied des Planetenradsatzes über ein neuntes Schaltelement mit einem gehäusefesten Bauteil oder dem gehäusefesten Bauteil und das dritte Getriebeglied des Planeten radsatzes über ein zehntes Schaltelement mit der Getriebeausgangswelle koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind. Durch die Bereichsgruppe ist in Kombination mit dem Hauptgetriebe eine größere Anzahl von Gangstufen schaltbar. Bei fünf vorgesehen Radebenen des Hauptgetriebes ist beispielsweise durch die Bereichsgruppe eine Verdoppelung der schaltbaren Gangstufen von fünf Gangstufen auf zehn Gangstufen zu erreichen. Beispielsweise sind das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad.
Bei der Ausgestaltung des Schaltgetriebes mit der Bereichsgruppe ist der
Stillstandsgang, also die Abkoppelung der Getriebeausgangswelle, beispielsweise erreicht, indem das sechste Schaltelement und das siebte Schaltelement und/oder das achte Schaltelement geöffnet sind oder das neunte Schaltelement und das sechste Schaltelement oder das siebte Schaltelement oder das achte Schaltelement geöffnet sind. Ferner ist in dem Fahrgang die vierte Welle angetrieben, indem zusätzlich das neunte Schaltelement oder das zehnte Schaltelement geschlossen ist. Denn indem bezüglich der Bereichsgruppe alternativ das neunte Schaltelement oder das zehnte Schaltelement geschaltet sein kann, ist zwischen der schnellen Gruppe und der langsamen Gruppe ausgewählt bzw. auswählbar und dadurch der
Stellbereich bezüglich der Drehzahl der Getriebeausgangswelle erweitert.
Bei dieser Ausgestaltung kann der Nebenabtrieb in dem Stillstandsgang des
Schaltgetriebes dadurch angetrieben sein oder werden, indem die vierte Welle mit der Getriebeeingangswelle ohne Wirkverbindung mit der weiteren
Getriebeeingangswelle triebverbunden ist. Dies ist erreicht, indem das sechste Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind und das erste
Schaltelement, das zweite Schaltelement und das achte Schaltelement geöffnet sind. Dadurch lassen sich die vierte Welle und der daran gekoppelte Nebenabtrieb ausschließlich durch einen an die Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine betreiben. Zugleich ist von der
Getriebeeingangswelle hin zu der vierten Welle ein Übersetzungsverhältnis realisiert, in welchem die vierte Welle mit wesentlich höherer Drehzahl als die
Getriebeeingangswelle dreht, beispielsweise um etwa das 2,2 bis 2,5fache.
Der Nebenabtrieb kann ferner dadurch angetrieben sein, dass in dem
Stillstandsgang die vierte Welle mit der Getriebeeingangswelle und der weiteren Getriebeeingangswelle, insbesondere unter Nutzung des Planetenradgetriebes, triebverbunden sind, indem das erste Schaltelement, das sechste Schaltelement, das siebte Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind oder das zweite Schaltelement, das sechste Schaltelement, das siebte
Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement geschlossen sind. Dadurch ist von der Getriebeeingangswelle hin zu der vierten Welle ein
Übersetzungsverhältnis realisiert, in welchem die vierte Welle mit wesentlich höherer Drehzahl als die Getriebeeingangswelle dreht, beispielsweise um etwa das 2,2 bis 2,5fache. Es ist möglich, die vierte Welle und den daran gekoppelten Nebenabtrieb ausschließlich durch einen an die Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine, zu betreiben. Ferner ist es möglich, dass die vierte Welle und der daran gekoppelte Nebenabtrieb durch den an die Getriebeeingangswelle angekoppelten Antrieb mit Unterstützung der
Elektromaschine betrieben wird oder ist. Indem das erste Schaltelement geschlossen ist, ist ein langsamerer Antrieb der vierten Welle erzeugt. Indem das zweite
Schaltelement geschlossen ist, ist ein schnellerer Antrieb der vierten Welle für den Nebenabtrieb für den Nebenabtrieb erzeugt.
Bei dieser Ausgestaltung kann der Nebenabtrieb dadurch angetrieben sein, dass in dem Fahrgang, welcher als der Direktgang genutzt ist, anstelle des siebten
Schaltelementes nunmehr das achte Schaltelement geschlossen ist. Es sind dann also in dem Direktgang neben dem sechsten Schaltelement und dem zweiten zusätzlichen Schaltelement ergänzend das achte Schaltelement und das neunte Schaltelement oder das zehnte Schaltelement geschlossen. Dadurch ist die vierte Welle auf eine relativ hohe Drehzahl, beispielsweise das höchstmögliche
Drehzahlniveau, gebracht.
Jeweils zwei der Schaltelemente können als Doppelschaltelemente ausgebildet sein. Zumindest eines der Doppelschaltelemente ist in eine Neutralstellung bringbar, in der die beiden Schaltelemente geöffnet sind. Beispielsweise können das erste
Schaltelement und das zweite Schaltelement zu einem Doppelschaltelement, das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement zu einem Doppelschaltelement und das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement zu einem
Doppelschaltelement zusammengefasst sein. Auch können das siebte Schaltelement und das achte Schaltelement zu einem Doppelschaltelement und das neunte Schaltelement und das zehnte Schaltelement zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst sein. Weiterhin können das erste zusätzliche Schaltelement und das zweite zusätzliche Schaltelement zu einem Doppelschaltelement
zusammengefasst sein. Sämtliche dieser Doppelschaltelemente können in die Neutralstellung gebracht werden.
Der Nebenabtrieb kann von außen an das Schaltgetriebe montiert werden bzw. montiert sein. Dazu sollte es vorgesehen sein, dass die an der vierten Welle vorgesehene Koppelstelle von außen zugänglich ist. Grundsätzlich kann der
Nebenabtrieb auch innerhalb des Gehäuses des Schaltgetriebes angeordnet sein, beispielsweise an der vierten Welle fest angebunden sein. Der Nebenabtrieb ist dann beispielsweise eine Ölpumpe oder eine sonstige Arbeitsmaschine. Als Nebenabtrieb kann auch eine sogenannte Power Take-Off (PTO) vorgesehen sein bzw. an die Koppelstelle ankoppelbar oder angekoppelt sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, vorgesehen. Das Schaltgetriebe kann das vorstehend beschriebene Schaltgetriebe in einer der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen sein.
Das Schaltgetriebe hat eine Getriebeeingangswelle als erste Welle, eine
Getriebeausgangswelle als zweite Welle, eine weitere Getriebeeingangswelle als dritte Welle und eine Elektromaschine, welche mit der weiteren
Getriebeeingangswelle triebverbunden ist. Das Schaltgetriebe hat ferner ein
Hauptgetriebe mit wenigstens einer vierten Welle und mehreren damit gekoppelten Radebenen. Weiterhin hat das Schaltgetriebe ein der Elektromaschine zugeordnetes und mit dem Hauptgetriebe gekoppeltes oder koppelbares Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten
Getriebeglied. Darüber hinaus hat das Schaltgetriebe mehrere Schaltelemente, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt. Das Schaltgetriebe ist in einem Stillstandsgang betreibbar, in dem die
Getriebeausgangswelle abgekoppelt ist, insbesondere die Getriebeausgangswelle nicht angetrieben ist. Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen, dass das
Schaltgetriebe in einem Fahrgang betreibbar ist, in dem die Getriebeausgangswelle mit der Getriebeeingangswelle und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist.
Bei dem Verfahren wird zum Antreiben eines Nebenabtriebes die vierte Welle über eine der Radebenen des Hauptgetriebes mit der Getriebeeingangswelle und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden, wenn das Schaltgetriebe in dem Stillstandsgang oder dem Fahrgang betrieben wird. Dadurch ist in technisch einfacher Weise das Schaltgetriebe genutzt, um mittels der Elektromaschine und /oder einem mit der Getriebeeingangswelle gekoppelten Antrieb, insbesondere einer Verbrennungsmaschine, über die vierte Welle einen ankoppelbaren oder
angekoppelten Nebenabtrieb anzutreiben, wobei zugleich auch die
Getriebeausgangswelle treiben kann. Der Nebenabtrieb kann der vorstehend beschriebene Nebenabtrieb sein.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit einem
Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.
Auch umfasst die Erfindung eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Computerprogrammprodukt.
Darüber hinaus umfasst die Erfindung einen Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug mit dem vorstehend beschriebenen Schaltgetriebe und/oder dem vorstehend
beschriebenen Computerprogrammprodukt.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer
Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
Fig. 1 eine mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes für einen
Hybridantrieb mit einer Elektromaschine, einem Hauptgetriebe, einem dem Hauptgetriebe vorgeschalteten Planetenradgetriebe und einem dem Hauptgetriebe zugeordneten Nebenabtrieb in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine tabellarische Übersicht über mögliche Betriebszustände, in welchen der Nebenabtrieb des Schaltgetriebes gemäß der Figur 1 betreibbar oder betrieben ist und der dazu zu betätigenden Schaltelemente,
Fig. 3 eine Abwandlung des Schaltgetriebes nach Figur 1 mit einer zusätzlichen
Bereichsgruppe in schematischer Darstellung und
Fig. 4 eine tabellarische Übersicht über mögliche Betriebszustände, in welchen der Nebenabtrieb des Schaltgetriebes gemäß der Figur 3 in einem
Stillstandsgang betreibbar oder betrieben ist und der dazu zu betätigenden Schaltelemente.
Figur 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 100,
insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes 100, welches beispielsweise in oder an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, zum Einsatz kommen kann. Das Schaltgetriebe 100 ist für einen Hybridantrieb ausgebildet und weist eine Getriebeeingangswelle 1 als erste Welle, eine
Getriebeausgangswelle 2 als zweite Welle, eine weitere Getriebeeingangswelle 3 und eine Elektromaschine EM auf, welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden oder triebverbindbar ist. Das Schaltgetriebe 100 ist über die
Getriebeeingangswelle 1 mit einer (in der Figur 1 nicht dargestellten)
Antriebsmaschine, wie einer Verbrennungskraftmaschine, triebverbindbar oder triebverbunden und kann beispielsweise mit einer Abtriebswelle der
Antriebsmaschine drehfest verbunden werden oder drehfest verbunden sein. Die Getriebeeingangswelle 1 kann als Vollwelle ausgebildet sein. Die weitere
Getriebeeingangswelle 3 kann als Hohlwelle ausgebildet sein.
Das Schaltgetriebe 100 hat ein Hauptgetriebe HG mit mehreren Radebenen, welche vorzugsweise eine erste Radebene R1 , eine zweite Radebene R2, eine dritte Radebene R3, eine vierte Radebene R4 und eine fünfte Radebene R5 umfassen, von denen zumindest einzelne der Radebenen R1 , R2, R3, R4 und R4 mit einer vierten Welle 4 gekoppelt ist oder koppelbar ist. Das Hauptgetriebe HG weist beispielsweise zwei Teilgetriebe auf, von denen ein Teilgetriebe die erste Radebene R1 und die zweite Radebene R2 und das andere Teilgetriebe die dritte Radebene R3, die vierte Radebene R4 und die fünfte Radebene R5 umfassen. Beispielsweise bildet die fünfte Radebene R5 eine Abtriebskonstante.
Bevorzugt ist das Hauptgetriebe HG als Vorgelegegetriebe ausgebildet, wobei die vierte Welle 4 eine Vorgelegewelle bildet. Grundsätzlich kann das Hauptgetriebe HG auch zwei vierte Wellen 4 aufweisen. Für den Fall, dass das Hauptgetriebe HG als Vorgelegegetriebe ausgebildet ist, weist das Hauptgetriebe HG dann zwei
Vorgelegewellen auf. Bevorzugt weisen die erste Radebene R1 , die zweite
Radebene R2, die dritte Radebene R3, die vierte Radebene R4 und die fünfte Radebene R5 wenigstens ein Festrad 11 ' bzw. 12' bzw. 13' bzw. 14' bzw. 15' und ein zugehöriges Losrad 11 bzw. 12 bzw. 13 bzw. 14 bzw. 15 auf, wobei das jeweilige Festrad 11 ' bzw. 12' bzw. 13' bzw. 14' bzw. 15' der vierten Welle 4 zugeordnet ist, insbesondere mit der vierten Welle 4 drehfest verbunden ist.
Das Schaltgetriebe 100 hat ferner ein Planetenradgetriebe PG, welches
vorzugsweise der Elektromaschine EM zugeordnet ist und bevorzugt mit der
Elektromaschine EM eine Elektromaschinengruppe EMG bildet. Das
Planetenradgetriebe PG ist mit dem Hauptgetriebe HG gekoppelt oder koppelbar ist. Das Planetenradgetriebe PG hat ein erstes Getriebeglied 1.1 , ein zweites
Getriebeglied 1.2 und ein drittes Getriebeglied 1.3. Bevorzugt sind das erste
Getriebeglied 1.1 mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 und das zweite Getriebeglied 1.2 mit einer fünften Welle 5 drehfest verbunden. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 1.1 ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied 1.2 ein
Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied 1.3 ein Hohlrad.
Weiterhin hat das Schaltgetriebe 100 mehrere Schaltelemente, vorzugsweise ein erstes Schaltelement 10, ein zweites Schaltelement 20, ein drittes Schaltelement 30, ein viertes Schaltelement 40, ein fünftes Schaltelement 50, ein sechstes
Schaltelement 60, ein siebtes Schaltelement 70 sowie ein erstes zusätzliches Schaltelement I und ein zweites zusätzliches Schaltelement J, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der
Getriebeeingangswelle 1 und der Getriebeausgangswelle 2 und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle 3 und der Getriebeausgangswelle 2 bewirkt. Es ist eines der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 des Hauptgetriebes HG, beispielsweise das sechste Schaltelement 60, dazu vorgesehen, die
Getriebeausgangswelle 2, insbesondere unter Umgehung der Radebenen R1 , R2, R3, R4, R5, mit der Getriebeeingangswelle 1 zu koppeln, so dass sich dann das Schaltgetriebe 100 in einem Direktgang befindet.
Im Einzelnen können die Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 sowie die zusätzlichen Schaltelemente I und J wie folgt angeordnet und schaltbar sein. Es sind die erste Radebene R1 über das erste Schaltelement 10 und die zweite Radebene R2 über das zweite Schaltelement 20 jeweils mit der fünften Welle 5 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Es ist die fünfte Welle 5 über das dritte
Schaltelement 30 mit der Getriebeeingangswelle 1 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Weiterhin sind die dritte Radebene R3 über das vierte Schaltelement 40 und die vierte Radebene R4 über das fünfte Schaltelement 50 jeweils mit der Getriebeeingangswelle 1 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Darüber hinaus sind die Getriebeeingangswelle 1 über das sechste Schaltelement 60 und die fünfte Radebene R5 über das siebte Schaltelement 70 jeweils mit der
Getriebeausgangswelle 2 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Weiterhin sind die Getriebeeingangswelle 1 über das erste zusätzliche Schaltelement I mit dem dritten Getriebeglied 1.3 des Planetenradgetriebes PG und das dritte Getriebeglied 1.3 des Planetenradgetriebes PG ist wiederum mit einem gehäusefesten Bauteil G koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Bevorzugt ist das gehäusefeste Bauteil G ein fest mit dem Gehäuse des Schaltgetriebes 100 verbundenes Bauteil oder ein integraler Bestandteil des Gehäuses selbst.
Das erste Schaltelement 10 und/oder das zweite Schaltelement 20 und/oder das dritte Schaltelement 30 und/oder das vierte Schaltelement 40 und/oder das fünfte Schaltelement 50 und/oder das sechste Schaltelement 60 und/oder das siebte Schaltelement 70 und/oder das erste zusätzliche Schaltelement I und/oder das zweite zusätzliche Schaltelement J kann bzw. können als unsynchronisiertes
Klauenschaltelement ausgebildet sein. Bezüglich des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des siebten Schaltelementes 70, des ersten zusätzlichen Schaltelements I und des zweiten zusätzlichen Schaltelements J ist eine Synchronisierung mittels der Elektromaschine EM aktiv durchführbar, indem eine Drehzahlregelung der Elektromaschine EM genutzt wird. Bezüglich des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40, des fünften Schaltelementes 50 und des sechsten Schaltelementes 60 ist eine Synchronisierung mittels eines an der Getriebeeingangswelle 1 gekoppelten Antriebes, beispielsweise einer
Verbrennungsmaschine aktiv durchführbar, indem eine Drehzahlregelung der
Verbrennungsmaschine und/oder eine ein Überlagerungsbetrieb des
Planetenradgetriebes PG genutzt wird. In dem Überlagerungsbetrieb, welcher auch als EDS-Betrieb bezeichnet ist, bilden das erste Getriebeglied 1.1 und das dritte Getriebeglied 1.3 des Planetenradgetriebes PG jeweils einen Antrieb und das zweite Getriebeglied 1.2 bildet einen Abtrieb, der aus einer Überlagerung der Momente und/oder Bewegungen des ersten Getriebegliedes 1.1 und des dritten
Getriebegliedes 1.3 erzeugt wird.
Das Schaltgetriebe 100 hat neben seiner kraftübertragenden Funktion bezüglich der Getriebeausgangswelle 2 eine weitere Funktion. Diese Funktion besteht darin, dass mittels des Schaltgetriebes 100 ein Nebenabtrieb PTO antreibbar oder angetrieben ist. Dazu weist die vierte Welle 4 eine Koppelstelle 8 auf, an welcher ein solcher Nebenabtrieb PTO angekoppelt werden kann. Grundsätzlich kann der Nebenabtrieb PTO an der Koppelstelle 8 auch fest angebunden sein. Die vierte Welle 4 und damit über die Koppelstelle 8 der Nebenabtrieb PTO können angetrieben werden können, wenn sich das Schaltgetriebe 100 in einem
Stillstandsgang befindet. In dem Stillstandsgang ist die Getriebeausgangswelle 2 abgekoppelt. Sofern das Schaltgetriebe 100 in einem Fahrzeug verbaut ist, befindet sich somit in dem Stillstandsgang das Fahrzeug im Stillstand bzw. in einem nicht angetriebenen Zustand.
Durch Schalten wenigstens eines der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J können in dem Stillstandsgang die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO mit der Getriebeeingangswelle 1 und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden geschaltet sein oder werden, so dass sich eine Reihe von möglichen Antriebszuständen für die vierte Welle 4 und damit für den Nebenabtrieb PTO ergeben. Als Antriebe dienen die mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 gekoppelte Elektromaschine EM und/oder ein mit der Getriebeeingangswelle 1 gekoppelter Antrieb, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine.
Ergänzend oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass die vierte Welle 4 und damit über die Koppelstelle 8 der daran angebundene Nebenabtrieb PTO
angetrieben werden können, wenn sich das Schaltgetriebe 100 in einem Fahrgang befindet. In dem Fahrgang ist die Getriebeausgangswelle 2 mit der
Getriebeeingangswelle 1 und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle 3
wirkverbunden. Sofern das Schaltgetriebe in einem Fahrzeug verbaut ist, befindet sich somit in dem Fahrgang das Fahrzeug in einem Fahrzustand.
In dem Fahrgang können die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO mit der Getriebeeingangswelle 1 und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden sein oder werden, so dass sich eine Reihe von möglichen
Antriebszuständen für die vierte Welle 4 und damit für den Nebenabtrieb PTO ergeben. Als Antriebe in dem Fahrgang dienen die mit der weiteren
Getriebeeingangswelle 3 gekoppelte Elektromaschine EM und/oder ein mit der Getriebeeingangswelle 1 gekoppelter Antrieb, wie beispielsweise eine
Verbrennungsmaschine. Figur 2 zeigt eine tabellarische Übersicht über mögliche Betriebszustände, in welchen der an der Koppelstelle 8 der vierten Welle 4 angekoppelte Nebenabtrieb PTO betrieben werden kann, beispielsweise wahlweise betrieben werden kann. In der Figur 2 sind die dazu auszuführenden Schaltkombinationen bezüglich des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40, des fünften Schaltelementes 50, des sechsten Schaltelementes 60 und des siebten Schaltelementes 70 sowie des ersten
zusätzlichen Schaltelementes I und des zweiten zusätzlichen Schaltelementes J dargestellt. In der ersten Spalte sind die verschiedenen betrachteten
Betriebszustände der vierten Welle 4 für den Nebenabtrieb PTO angegeben. In sich daran anschließenden Spalten ist die Stellung der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J angegeben, wobei durch Kreuze gekennzeichnet ist, dass das jeweilige Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 bzw. I bzw. J in einer geschlossenen Schalterstellung vorliegt. Sofern kein Kreuz angegeben ist, ist das entsprechende Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 bzw. I bzw. J geöffnet.
Der Figur 2 sind verschiedene Betriebszustände der vierten Welle 4 zum Antreiben des Nebenabtriebes PTO angegeben, wenn sich das Schaltgetriebe 100 in dem Stillstandsgang befindet, in dem die Getriebeausgangswelle 2 abgekoppelt ist. Ein solches Abkoppeln der Getriebeausgangswelle 2 ist erreicht, indem zumindest das sechste Schaltelement 60 und das siebte Schaltelement 70 jeweils geöffnet sind. In dem Stillstandsgang kann nunmehr die vierte Welle 4 und damit der daran
angekoppelte Nebenabtrieb PTO angetrieben geschaltet sein oder werden, wobei die vierte Welle 4 bzw. der Nebenabtrieb PTO auch gleichzeitig mit dem Schalten des Stillstandsganges treibend geschaltet werden kann.
In den Betriebszuständen, welche in der Figur 2 mit PTO 1-E und PTO 4-E
bezeichnet sind, sind die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO mit der Getriebeeingangswelle 1 und der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden, indem das erste Schaltelement 10, das dritte Schaltelement 30 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind oder geschlossen werden (PTO 1-E). Alternativ sind in dem Stillstandsgang die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO mit der Getriebeeingangswelle 1 und der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden, indem das zweite Schaltelement 20, das dritte Schaltelement 30, das fünfte Schaltelement 50 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind oder geschlossen werden (PTO 4-E).
In dem Betriebszustand PTO 1-E und ebenso in dem Betriebszustand PTO 4-E können die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO jeweils ausschließlich elektrisch über die Elektromaschine EM oder ausschließlich durch einen an der Getriebeeingangswelle 1 angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise eine
Verbrennungsmaschine, angetrieben sein oder werden. Auch ist ein kombinierter Betrieb durch die Elektromaschine EM und den an der Getriebeeingangswelle 1 angekoppelten Antrieb zum Antreiben der vierten Welle 4 möglich. Die
Betriebszustände PTO 1-E und PTO 4-E unterscheiden sich darin, dass in PTO 1-E die vierte Welle 4 über die erste Radebene R1 angetrieben ist und in PTO 4-E die vierte Welle 4 über die zweite Radebene R2 angetrieben ist.
In den Betriebszuständen, welche in der Figur 2 mit PTO 2.1 und PTO 3.1
bezeichnet sind, ist in dem Stillstandsgang die vierte Welle 4 mit der
Getriebeeingangswelle 1 ohne Wirkverbindung mit der weiteren
Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden, indem das vierte Schaltelement 40 geschlossen ist oder wird (PTO 2.1 ) oder das fünfte Schaltelement 50 geschlossen ist oder wird (PTO 3.1), wobei jeweils das erste Schaltelement 10 und das zweite Schaltelement 20 geöffnet sind oder geöffnet bleiben. Gegebenenfalls ist oder wird auch das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen. Es hat jedoch aufgrund der Offenstellung des ersten Schaltelementes 10 und des zweiten Schaltelementes 20 keinen Einfluss auf den Lastpfad in Richtung der vierten Welle 4.
In den Betriebszuständen PTO 2.1 und PTO 3.1 kann die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO ausschließlich über den an der Getriebeeingangswelle 1 angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine, angetrieben sein oder angetrieben werden. Der Betriebszustand PTO 2.1 unterscheidet sich von dem Betriebszustand PTO 3.1 dadurch, dass in dem PTO 2.1 die Radebene zum Schalten des zweiten Ganges des Schaltgetriebes 100, nämlich die dritte Radebene R3 genutzt ist, über welche die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO angetrieben ist oder wird. In dem Betriebszustand PTO 3.1 ist durch Schließen des fünften Schaltelementes 50 die Radebene des dritten Ganges, nämlich die vierte Radebene R4 genutzt, um die vierte Welle 4 und damit den Nebenabtrieb PTO anzutreiben.
In den Betriebszuständen, welche in der Figur 2 mit PTO 2.2, PTO 2.3, PTO 3.2 und PTO 3.3 bezeichnet sind, ist die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO mit der Getriebeeingangswelle 1 und der weiteren Getnebeeingangswelle 3
triebverbunden, indem das erste Schaltelement 10, das vierte Schaltelement 40 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind oder werden (PTO 2.2) oder das zweite Schaltelement 20, das vierte Schaltelement 40 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind oder werden (PTO 2.3) oder das erste Schaltelement 10, das fünfte Schaltelement 50 und das zweite zusätzliche
Schaltelement J geschlossen sind oder werden (PTO 3.2) oder das zweite
Schaltelement 20, das fünfte Schaltelement 50 und das zweite zusätzliche
Schaltelement J geschlossen sind oder werden (PTO 3.3).
In den Betriebszuständen PTO 2.2, PTO 2.3, PTO 3.2 und PTO 3.3 ist jeweils ein Antreiben der vierten Welle 4 und damit des Nebenabtriebes PTO ausschließlich über den an der Getriebeeingangswelle 1 angekoppelten Antrieb, wie beispielsweise die Verbrennungsmaschine, möglich. Bei diesen Betriebszuständen kann durch die Einbeziehung des Planetenradgetriebes PG die vierte Welle 4 und damit der
Nebenabtrieb PTO auch angetrieben sein oder werden, indem der an der
Getriebeeingangswelle 1 angekoppelte Antrieb antreibt und beispielsweise die Elektromaschine EM unterstützend zusätzlich antreibt.
Bei diesem kombinierten Betrieb ist durch Schließen ersten Schaltelementes 10 (PTO 2.2, PTO 3.2) die Radebene für den ersten Gang, nämlich die erste Radebene R1 , auf die vierte Welle 4 geschaltet. Alternativ ist durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20 (PTO 2.3, PTO 3.3) die Radebene für den vierten Gang, nämlich die zweite Radebene R2, auf die vierte Welle 4 geschaltet. Es ist dadurch die Elektromaschine EM mit der vierten Welle 4 wirkverbunden. Durch Schließen des vierten Schaltelementes 40 (PTO 2.2, PTO 2.3) oder durch Schließen des fünften Schaltelementes 50 (PTO 3.1 , PTO 3.2, PTO 3.3) ist ferner der an der
Getriebeeingangswelle 1 angekoppelte Antrieb bzw. die Verbrennungsmaschine über die dritte Radebene R3 (PTO 2.2, PTO 2.3) bzw. über die vierte Radebene R4 (PTO 3.2, 3.3) auf die vierte Welle 4 geschaltet ist.
In den Betriebszuständen, welche in der Figur 2 mit EDP-1 und EDP-2 bezeichnet sind, ist jeweils die vierte Welle 4 mit der Getriebeeingangswelle 1 und der weiteren Getriebeeingangswelle 3 unter Nutzung des Planetengetriebes PG im
Dreiwellenbetrieb triebverbunden. Dazu sind oder werden das erste Schaltelement 10 und das erste zusätzliche Schaltelement I geschlossen (EDP-1). Alternativ sind oder werden das zweite Schaltelement 20 und das erste zusätzliche Schaltelement I geschlossen (EDP-2). In den Betriebszuständen EDP-1 und EDP-2 ist ein
elektrodynamischer Antrieb bezüglich der vierten Welle 4 und somit des
Nebenabtriebes PTO im Stillstandsgang des Schaltgetriebes 100 realisiert. Dies ist ermöglicht, indem das erste zusätzliche Schaltelement I geschlossen ist oder wird und das zweite zusätzliche Schaltelement J geöffnet ist oder wird.
Die Getriebeeingangswelle 1 ist dann mit dem dritten Getriebeglied 1.3 des
Planetenradgetriebes PG drehfest verbunden, so dass das dritte Getriebeglied 1.3 als erster Antrieb, das erste Getriebeglied 1.1 über die weitere
Getriebeeingangswelle 3 als zweiter Antrieb und die fünfte Welle 5 als Abtrieb bzw. Ausgang des Planetenradgetriebes PG genutzt ist. Zusätzlich ist die fünfte Welle 5 über die Radebene für den ersten Gang, nämlich die erste Radebene R1 , (EDP-1 ) oder über die Radebene für den vierten Gang, nämlich die zweite Radebene R2, (EDP-2) mit der vierten Welle 4 drehverbunden. Es kann die vierte Welle 4 und damit der Nebenabtrieb PTO den vorstehend beschriebenen Überlagerungsbetrieb in Grenzen eingestellt werden, insbesondere stufenlos eingestellt werden durch die Drehzahl bzw. das Drehmoment des an der Getriebeeingangswelle 1 angekoppelten Antriebes, die Drehzahl bzw. das Drehmoment der Elektromaschine EM und die jeweils auf die vierte Welle 4 geschaltete Radebene, nämlich die erste Radebene R1 oder die zweite Radebene R2. Beispielsweise kann der an der Getriebeeingangswelle 1 angeschlossene Antrieb, wie beispielsweise die Verbrennungsmaschine, antreiben und die Elektromaschine EM wird generatorisch betrieben und generiert elektrische Energie für einen elektrischen Speicher. In diesem Betriebszustand dreht der Nebenabtrieb PTO mit hohem Drehmoment langsam. Alternativ können der an der Getriebeeingangswelle 1 angeschlossene Antrieb und ebenso die Elektromaschine treibend wirken, wobei die Elektromaschine EM dann durch elektrische Energie aus dem elektrischen Speicher angetrieben ist. In diesem Fall dreht der Nebenabtrieb PTO schnell.
In der Figur 2 sind darüber hinaus verschiedene Betriebszustände der vierten Welle 4 zum Antreiben des Nebenabtriebes PTO für denjenigen Fall angegeben, dass das Schaltgetriebe 100 in den vorstehend beschriebenen Fahrgang geschaltet ist. Der Fahrgang kann ein Vorwärtsgang oder Rückwärtsgang sein, in dem über eine der Radebenen R1 , R2, R3, R4 und R5 die vierte Welle 4 angetrieben ist oder angetrieben wird. Ein solcher Fahrgang ist beispielsweise der erste Vorwärtsgang, der zweite Vorwärtsgang, der dritte Vorwärtsgang usw. Es wird in diesem
Betriebszustand die sich beim Schalten des Vorwärtsganges bzw. Rückwärtsganges einstellende Drehzahl bzw. Drehmoment der vierten Welle 4 genutzt und über die Koppelstelle 8 abgegriffen, um den Nebenabtrieb PTO anzutreiben. Zusätzliche Betätigungen von Schaltelementen sind dazu nicht erforderlich.
In der Figur 2 sind beispielhaft vier derartige Betriebszustände, nämlich PTO 1 , PTO 2, PTO 3 und PTO 4 angegeben. In dem Betriebszustand PTO 1 sind das erste Schaltelement 10, das dritte Schaltelement 30, das siebte Schaltelement 70 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen. Es ist dadurch die Radebene für den ersten Gang, nämlich die erste Radebene R1 , auf die vierte Welle 4 geschaltet. In dem Betriebszustand PTO 2 sind das vierte Schaltelement 40, das siebte
Schaltelement 70 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen. In diesem Betriebszustand ist die für den zweiten Gang, nämlich die dritte Radebene R3, auf die vierte Welle 4 geschaltet. In dem Betriebszustand PTO 3 sind das fünfte Schaltelement 50, das siebte Schaltelement 70 und das zweite zusätzliche
Schaltelement J geschlossen. In diesem Betriebszustand ist die Radebene für den dritten Gang, nämlich die vierte Radebene R4, auf die vierte Welle 4 geschaltet. In dem Betriebszustand PTO 4 sind das zweite Schaltelement 20, das dritte Schaltelement 30, das siebte Schaltelement 70 und das zweite zusätzliche
Schaltelement J geschlossen. In diesem Betriebszustand ist die Radebene für den vierten Gang, nämlich die zweite Radebene R2 auf die vierte Welle 4 geschaltet.
Weitere Möglichkeiten zum Antreiben der vierten Welle 4 und damit des
Nebenabtriebes PTO im Fahrgang des Schaltgetriebes 100 existiert für den Fall, dass der Fahrgang ein Direktgang ist. In dem Direktgang ist die
Getriebeeingangswelle 1 und/oder die weitere Getriebeeingangswelle 3 mit der Getriebeausgangswelle 2 unter Umgehung der Radebenen R1 , R2, R3, R4 und R5 wirkverbunden. Durch Schalten wenigstens eines der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J wird die vierte Welle 4 nunmehr unter Herstellung einer
Triebverbindung mit der Getriebeeingangswellel und/oder mit der weiteren
Getriebeeingangswelle 3 in den Lastpfad für den Direktgang zugeschaltet oder das Aufschalten der vierten Welle 4 wird zeitgleich mit dem Schalten des Direktganges vorgenommen.
Durch das Schalten des wenigstens einen der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, I, J ist damit eine der Radebenen R1 , R2, R3, R4, R5 ausgewählt, so dass durch die Auswahl der Radebene R1 bzw. R2 bzw. R3 bzw. R4 bzw. R5 die von der vierten Welle 4 bereit gestellte Antriebsleistung für den Nebenabtrieb PTO auf einen gewünschten Wert eingestellt ist oder wird. Es kann beispielsweise in dem
Direktgang die Drehzahl des Nebenabtriebes PTO gegenüber der Drehzahl eines an der Antriebswelle 1 angekoppelten Antriebes, wie einer Verbrennungsmaschine, variiert werden. Dazu wird eine gewünschte Radebene, welche einem gewünschten Gang entspricht, auf die vierte Welle 4 geschaltet, wodurch ein Drehzahlfaktor zwischen etwa 0,5 bis etwa 2,4 erzeugt ist.
In dem Direktgang sind somit ursprünglich die vierte Welle 4 und damit der
Nebenabtrieb PTO abgekoppelt. Dieser Betriebszustand ist in der Figur 2 als PTO 0 bezeichnet. Durch den Direktgang ist eine bedarfsgerechte Abschaltung des
Nebenabtriebes PTO erreichtbar. Je nach Bedarf kann die in den Kraftpfad des Direktganges zugeschaltete vierte Welle 4 abkoppelt werden, ohne dass dadurch der eingestellte Fahrgang, nämlich der Direktgang, aufgehoben ist. Die Abkopplung der vierten Welle 4 ist beispielsweise erreicht, wenn das siebte Schaltelement 70 und das erste zusätzliche Schaltelement I sowie das zweite zusätzliche Schaltelement J geöffnet sind. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das zweite zusätzliche
Schaltelement J geschlossen ist, da die hierdurch hergestellte Verbindung des dritten Getriebegliedes 1.3 des Planetenradgetriebes PG mit dem gehäusefesten Bauteil G keinen Einfluss auf den Direktgang hat.
Alternativ oder ergänzend ist ein Abkoppeln der vierten Welle 4 erreicht, wenn das erste Schaltelement 10 und das zweite Schaltelement 20 geöffnet sind, wobei das dritte Schaltelement 30 geschlossen sein kann. Alternativ können auch das dritte Schaltelement 30 und das vierte Schaltelement 40 offen sein. Für diesen Fall ist dann entweder das erste Schaltelement 10 oder das zweite Schaltelement 20 geschlossen, sofern das erste zusätzliche Schaltelement I geöffnet ist. Auch in diesem Fall bleibt der Direktgang geschaltet.
In dem Betriebszustand, welcher in der Figur 2 mit PTO 5.1 bezeichnet ist, ist in dem Direktgang die vierte Welle 4 angetrieben, indem neben dem sechsten Schaltelement 60 zusätzlich das erste Schaltelement 10, das dritte Schaltelement 30 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind. Dadurch ist die vierte Welle 4 auf das kleinstmögliche Drehzahlniveau eingestellt. Entsprechend wird oder ist der
Nebenabtrieb PTO mit kleinstmöglicher Drehzahl angetrieben. Der Nebenabtrieb PTO ist in diesem Betriebszustand auf eine minimale Leistung eingestellt. Das siebte Schaltelement 70 ist in dem Betriebszustand PTO 5.1 geöffnet.
In dem Betriebszustand, welcher in der Figur 2 mit PTO 5.4 bezeichnet ist, ist in dem Direktgang die vierte Welle 4 angetrieben, indem neben dem sechsten Schaltelement 60 zusätzlich das siebte Schaltelement 70 und das zweite zusätzlichen
Schaltelement J geschlossen sind. In diesem Fall sind das erste Schaltelement 10, das zweite Schaltelement 20, das dritte Schaltelement 30 und das vierte
Schaltelement 40 geöffnet. Dadurch ist die vierte Welle 4 auf das größtmögliche Drehzahlniveau eingestellt. Der Nebenabtrieb PTO ist mit größtmöglicher Drehzahl angetrieben, so dass der Nebenabtrieb PTO auf eine maximale Leistung eingestellt ist.
In dem Betriebszustand, welcher in der Figur 2 mit PTO 5.2 bezeichnet ist, ist in dem Direktgang die vierte Welle 4 angetrieben, indem neben dem sechsten Schaltelement 60 zusätzlich das vierte Schaltelement 40 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind. In dem Betriebszustand, welcher in der Figur 2 mit PTO 5.3 bezeichnet ist, ist in dem Direktgang die vierte Welle 4 angetrieben, indem neben dem sechsten Schaltelement 60 zusätzlich das zweite Schaltelement 20, das dritte Schaltelement 30 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind. Die Betriebszustände PTO 5.2 und PTO 5.3 sind weitere einstellbare Betriebszustände für die vierte Welle 4 bzw. den Nebenabtrieb PTO, in denen sich das Drehzahlniveau zwischen dem Drehzahlniveau des Betriebszustandes PTO 5.1 und des
Betriebszustandes PTO 5.4 befindet. Durch den Betriebszustand PTO 5.2 und den Betriebszustand PTO 5.3 sind weitere Abstufungen vorgenommen, mittels welchen die Einstellbarkeit des Drehzahlniveaus zum Antreiben des Nebenabtriebes PTO erweitert ist.
In den Betriebszuständen PTO 5.1 , PTO 5.2, PTO 5.3, PTO 5.4 ist der Nebenabtrieb PTO jeweils in den auf die Getriebeausgangswelle 2 wirkenden Kraftfluss
zugeschaltet. Zusätzlich ist es bei dem Schaltgetriebe 100 auch möglich, dass wahlweise der Nebenabtrieb PTO in einen Kraftfluss geschaltet wird, welcher ausschließlich von der Elektromaschine EM erzeugt ist. Der Nebenabtrieb PTO wird dann ausschließlich über die Elektromaschine EM angetrieben. Dies ist durch die Betriebszustände erreicht, welche in der Figur 2 mit PTO 5.5 und PTO 5.6
bezeichnet sind. Die vierte Welle 4 ist angetrieben, indem neben dem sechsten Schaltelement 60 zusätzlich das erste Schaltelement 10 und das zweite zusätzliche Schaltelement J (PTO 5.5) oder das zweite Schaltelement 20 und das zweite zusätzliche Schaltelement J (PTO 5.6) geschlossen sind, wobei das dritte
Schaltelement 30 geöffnet ist. In den Betriebszuständen PTO 5.5 und PTO 5.6 wird das gewünschte Drehzahlniveau zum Antreiben des Nebenabtriebes PTO
ausschließlich über die Drehzahl der Elektromaschine EM eingestellt. Zum Antreiben der vierten Welle 4 bzw. des Nebenabtriebes PTO ist - wie bereits in dem Stillstandsgang - auch ein elektrodynamischer Betrieb in dem Fahrgang möglich. In diesem Fahrgang ist dann die vierte Welle 4 mit der
Getriebeausgangswelle 2 wirkverbunden und das Planetengetriebe PG in einem Dreiwellengetrieb geschaltet, so dass das Planetengetriebe PG mit der
Getriebeeingangswelle 1 , der weiteren Getriebeeingangswelle 3 und über die vierte Welle 4 mit der Getriebeausgangswelle 2 wirkverbunden ist. Die hierzu mit dem Schaltgetriebe 100 einstellbaren Betriebszustände sind in der Figur 2 mit EDP-1 und EDP-2 bezeichnet. Sofern das Schaltgetriebe 100 in ein Fahrzeug eingebaut ist, befindet sich das Fahrzeug bei EDP-1 und EDP-2 in einem elektrodynamischen Fahrbetrieb und vollzieht beispielsweise ein Rangieren oder Kriechen.
In dem Betriebszustand EDP-1 sind das siebte Schaltelement 70 und das erste zusätzliche Schaltelement I und darüber hinaus das erste Schaltelement 10 geschlossen, wobei das zweite Schaltelement 20 geöffnet ist. In dem
Betriebszustand EDP-2 sind das siebte Schaltelement 70 und das erste zusätzliche Schaltelement I und darüber hinaus das zweite Schaltelement 20 geschlossen, wobei das erste Schaltelement 10 geöffnet ist. In den Betriebszuständen EDP-1 und EDP-2 ist das dritte Getriebeglied 1.3 des Planetenradgetriebes PG über das erste zusätzliche Schaltelement I mit der Getriebeeingangswelle 1 drehfest verbunden, so dass das dritte Getriebeglied 1.3 als erster Antrieb und das erste Getriebeglied 1.1 des Planetenradgetriebes PG als zweiter Antrieb genutzt ist, welcher über die weitere Getriebeeingangswelle 3 mit der Elektromaschine drehfest verbunden ist. Das zweite Getriebeglied 1.2 des Planetengetriebes PG ist als Abtrieb genutzt, welcher über die fünfte Welle 5 mit einer der geschalteten Radebene und die geschaltete Radebene R1 oder R2 auf die vierte Welle 4 treibend wirkt. Die Antriebsgeschwindigkeit des Nebenabtriebes PTO, also die Drehzahl der vierten Welle 4 ist nunmehr abhängig von der Drehzahl bzw. Geschwindigkeit von der Getriebeausgangswelle 2, kann jedoch durch die Wahl der ersten Radebene R1 oder der zweiten Radebene R2 des Hauptgetriebes HG von langsam (zweite Radebene R2) auf schnell (erste Radebene R1 ) umgestellt werden. Im Hinblick auf die Elektromaschine EM ist es in diesem Fall möglich, deren Betriebsmodus durch die Wahl der Gangstufe bzw. der Radebene, die Drehzahl und Leistung des an der Getriebeeingangswelle angekoppelten Antriebes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Getriebeausgangswelle und der gewünschten Aufnahmeleistung für den Nebenabtrieb PTO stufenlos
einzustellen.
Sofern die zu erreichende Drehzahl des Nebenabtriebes PTO vorgegeben ist, kann durch die Wahl des ersten Schaltelementes 10 anstelle des zweiten Schaltelementes 20 gezielt vorgegeben werden, ob die Elektromaschine EM motorisch oder generatorisch betrieben ist oder wird. Das Schließen des ersten Schaltelementes 10 ist vorgenommen, wenn der Elektromaschine EM ausreichend elektrische Energie zum Betreiben bereit gestellt ist. Das zweite Schaltelement 20 ist geschlossen, wenn der Elektromaschine EM zu wenig elektrische Energie bereit gestellt wird. Die Elektromaschine EM wird dann generatorisch betrieben und von dem an der
Getriebeeingangswelle 1 angekoppelten Antrieb angetrieben, um den elektrischen Speicher für die Elektromaschine wieder mit elektrischer Energie aufzuladen.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Schaltgetriebes 200 für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, welches eine Abwandlung des Schaltgetriebes 100 gemäß der Figur 1 ist. Bauteile des Schaltgetriebes 200, welche mit Bauteilen des Schaltgetriebes 100 gemäß der Figur 1 identisch oder
funktionsgleich sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Schaltgetriebe 100 gemäß der Figur 1 verwiesen.
Das Schaltgetriebe 200 gemäß der Figur 3 unterscheidet sich von dem
Schaltgetriebe 100 gemäß der Figur 1 unter anderem dadurch, dass es eine
Bereichsgruppe GP aufweist, welche mit dem Hauptgetriebe HG gekoppelt oder koppelbar ist. Die Bereichsgruppe GP hat wenigstens einen Planetenradsatz PS mit einem ersten Getriebeglied 2.1 , einem zweiten Getriebeglied 2.2 und einem dritten Getriebeglied 2.3. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 2.1 ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied 1.2 ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied 2.3 ein Hohlrad.
Es ist vorgesehen, dass das erste Getriebeglied 2.1 mit einer sechsten Welle 6 und das zweite Getriebeglied 2.2 mit der Getriebeausgangswelle 2 drehfest verbunden sind. Es ist ferner vorgesehen, dass die Getriebeeingangswelle 1 über das sechste Schaltelement 60 mit der sechsten Welle koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die fünfte Radebene R5 über das siebte Schaltelement 70 mit der sechsten Welle 6 koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die fünfte Radebene R5 über ein achtes Schaltelement 80 mit dem zweiten Getriebeglied 2.2 des Planetenradsatzes PS koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, das dritte Getriebeglied 2.3 des Planetenradsatzes PS über ein neuntes Schaltelement L mit einem gehäusefesten Bauteil oder dem gehäusefesten Bauteil G und das dritte Getriebeglied 2.3 des Planetenradsatzes PS über ein zehntes Schaltelement S mit der Getriebeausgangswelle 2 koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind.
Durch das achte Schaltelement 80, das neunte Schaltelement L und das zehnte Schaltelement S kann der Planetenradsatz PS in einem Überlagerungsbetrieb betrieben werden, in dem das erste Getriebeglied 2.1 und das dritte Getriebeglied 2.3 des Planetenradsatzes PS jeweils einen Antrieb bilden und das zweite
Getriebeglied 2.2 den Abtrieb bildet, der aus einer Überlagerung der Momente und/oder Bewegungen des ersten Getriebegliedes 2.1 und des dritten
Getriebegliedes 2.3 erzeugt ist bzw. erzeugt wird. Dazu sind beispielsweise zumindest das sechste Schaltelement 60 und das achte Schaltelement 80 zu schalten. Das Schaltgetriebe 200 kann somit je nach Erfordernis in Gangstufen geschaltet werden, bei denen der Planetenradsatz PS im Betrieb ohne Überlagerung oder im Betrieb mit Überlagerung betrieben wird. Durch die Schaltung des
Planetenradsatzes PS in den Überlagerungsbetrieb sind weitere Gangstufen realisierbar.
Bevorzugt ist das achte Schaltelement 80 als unsynchronisiertes
Klauenschaltelement ausgebildet. Auch bei dem Schaltgetriebe 200 ist - wie bei dem Schaltgetriebe 100 - eine Synchonisierung mittels der Elektromaschine EM aktiv durchführbar, indem eine Drehzahlregelung der Elektromaschine EM genutzt ist bzw. genutzt wird. Hierzu wird ergänzend zu dem ersten Schaltelement 10, dem zweiten Schaltelement 20, dem siebten Schaltelement 70, dem ersten zusätzlichen
Schaltelement I und dem zweiten zusätzlichen Schaltelement J zusätzlich das achte Schaltelement 80 herangezogen. Bevorzugt ist das neunte Schaltelement L und/oder das zehnte Schaltelement S als synchronisiertes Schaltelement ausgebildet.
Bei dem Schaltgetriebe 200 ist der Stillstandsgang erreicht, indem beispielsweise das sechste Schaltelement 60 und das siebte Schaltelement 70 und/oder das achte Schaltelement 80 geöffnet sind oder beispielsweise das neunte Schaltelement L und das sechste Schaltelement 60 oder das siebte Schaltelement 70 oder das achte Schaltelement 80 geöffnet sind. Dadurch ist die für den Stillstandsgang vorgesehene Abkopplung der Getriebeausgangswelle 2 erreicht.
Figur 4 zeigt eine tabellarische Übersicht über mögliche Betriebszustände, in welchen der an der Koppelstelle 8 der vierten Welle 4 angekoppelte Nebenabtrieb PTO betrieben werden kann, beispielsweise wahlweise betrieben werden kann. Die Figur 4 ist identisch aufgebaut zu der Figur 2, jedoch hinsichtlich des achten
Schaltelementes 80, des neunten Schaltelementes L und des zehnten
Schaltelementes S erweitert.
Die vorstehend zu der Figur 2 ausgeführten Betriebszustände der vierten Welle, in welchen der Nebenabtrieb PTO im Stillstandsgang des Schaltgetriebes 100 betrieben werden kann, sind in identischer Weise auch bei dem Schaltgetriebe 200 gemäß der Figur 3 zu realisieren. Dazu kann das bei dem Schaltgetriebe 200 gegenüber dem Schaltgetriebe 100 zusätzlich vorgesehene achte Schaltelement 80, das neunte Schaltelement L und das zehnte Schaltelement S geöffnet verbleiben, so dass die Getriebeausgangswelle 2 abgekoppelt ist.
Das Schaltgetriebe 200 ermöglicht in dem Stillstandsgang zusätzlich die
Betriebszustände, welche in der Figur 4 mit PTO 5.1 , PTO 5.2 und PTO 5.3 bezeichnet sind. In dem Betriebszustand PTO 5.1 sind die vierte Welle 4 und damit der Nebenantrieb PTO mit der Getriebeeingangswelle 1 ohne Wirkverbindung mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden, indem das sechste Schaltelement 60 und das siebte Schaltelement 70 geschlossen sind oder werden und das erste Schaltelement 10, das zweite Schaltelement 20 und das achte Schaltelement 80 geöffnet sind oder werden. Gegebenenfalls ist das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen oder wird geschlossen, wobei durch die Offenstellung des ersten Schaltelementes 10 und des zweiten Schaltelementes 20 das Schließen des zusätzlichen Schaltelementes J keine Wirkung auf den geschalteten Lastpfad in PTO 5.1 hat. In diesem Betriebszustand kann die vierte Welle 4 und damit der
Nebenabtrieb PTO ausschließlich über die Getriebeeingangswelle 1 und einem bzw. dem daran angeschlossenen Antrieb, wie beispielsweise einer
Verbrennungsmaschine, angetrieben werden. Dazu wird die Radebene für den fünften Gang, nämlich die fünfte Radebene R5 genutzt, welche bei dem
Schaltgetriebe 100 als Abtriebskonstante dienen kann. In dem Betriebszustand PTO 5.1 dient die fünfte Radebene R5 dann als Antriebskonstante im Hinblick auf die vierte Welle 4. Im Betriebszustand PTO 5.1 ist in dem Stillstandsgang des
Schaltgetriebes 100 eine Übersetzung mit großer Drehzahlüberhöhung,
beispielsweise mit einem Faktor von etwa 2,4, zwischen der Getriebeeingangswelle 1 und der vierten Welle 4 erreicht.
Zusätzlich kann die Elektromaschine EM über die weitere Getriebeeingangswelle 3 auf die vierte Welle 4 und damit auf den Nebenabtrieb PTO mitwirken. Dies ist in den Betriebszuständen in PTO 5.2 und PTO 5.3 der Figur 4 angegeben. In den
Betriebszuständen PTO 5.2 und PTO 5.3 ist die vierte Welle 4 mit der
Getriebeeingangswelle 1 und der weiteren Getriebeeingangswelle 3 unter Nutzung des Planetengetriebes PG triebverbunden. Dazu sind das erste Schaltelement 10, das sechste Schaltelement 60, das siebte Schaltelement 70 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen oder werden geschlossen (PTO 5.2).
Alternativ kann dies auch dadurch erreicht sein, dass das zweite Schaltelement 20, das sechste Schaltelement 60, das siebte Schaltelement 70 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind oder werden (PTO 5.3). Das achte Schaltelement 80 bleibt in PTO 5.2 und PTO 5.3 geöffnet.
Zum Antreiben des Nebenabtriebes PTO in dem Fahrgang des Schaltgetriebes 200 können die zu der Figur 2 beschriebenen Betriebszustände der vierten Welle 4 auch bei dem Schaltgetriebe 200 gemäß der Figur 3 realisiert werden. Bezüglich der Betriebszustände PTO 1 , PTO 2, PTO 3 und PTO 4 ist oder wird bei dem
Schaltgetriebe 200 gemäß der Figur 3 zusätzlich entweder das neunte Schaltelement L oder das zehnte Schaltelement S geschlossen, je nachdem ob die langsame Gruppe (neuntes Schaltelement L geschlossen) oder die schnelle Gruppe (zehntes Schaltelement S geschlossen) geschaltet werden soll. In der Figur 4 sind der Einfachheit halber sowohl für das neunte Schaltelement L als auch für das zehnte Schaltelement S gekennzeichnet mit ,,[X]", um zu verdeutlichen, dass entweder das neunte Schaltelement L oder das zehnte Schaltelement S geschlossen ist. Gleiches gilt für die Betriebszustände der vierten Welle 4 in dem Direktgang als Fahrgang (PTO 0, PTO 5.1 , PTO 5.2, PTO 5.3, PTO 5.4.1 , PTO 5.4.2, PTO 5.5, PTO 5.6).
Im Vergleich zu dem Schaltgetriebe 100 gemäß der Figur 1 ist bei dem
Schaltgetriebe 200 gemäß der Figur 3 alternativ zu dem Betriebszustand 5.4 die vierte Welle 4 in dem Betriebszustand PTO 5.4.2 betreibbar. In diesem
Betriebszustand PTO 5.4.2 ist die vierte Welle 4 angetrieben, indem neben dem sechsten Schaltelement 60 zusätzlich das achte Schaltelement 80 und das zweite zusätzliche Schaltelement J geschlossen sind oder werden, um den Nebenabtrieb PTO mit maximaler Leistung anzutreiben. Auch im Hinblick auf die Betriebszustände EDP-1 und EDP-2, in denen der Nebenabtrieb PTO elektrodynamisch angetrieben ist, sind aufgrund der zusätzlichen Bereichsgruppe GP bei dem Schaltgetriebe 200 entweder das neunte Schaltelement L oder das zehnte Schaltelement S
geschlossen, je nachdem ob der betrachtete Fahrgang in der langsamen Gruppe oder der schnellen Gruppe realisiert sein soll.
Bezugszeichen
1 Getriebeeingangswelle (erste Welle)
2 Getriebeausgangswelle (zweite Welle)
3 weitere Getriebeeingangswelle (dritte Welle) vierte Welle
5 fünfte Welle
6 sechste Welle
8 Koppelstelle
HG Hauptgetriebe
GP Bereichsgruppe
EMG Elektromaschinengruppe
EM Elektromaschine
PTO Nebenabtrieb
PG Planetenradgetriebe
PS Planetenradsatz
1.1 erstes Getriebeglied
1.2 zweites Getriebeglied
1.3 drittes Getriebeglied
2.1 erstes Getriebeglied
2.2 zweites Getriebeglied
2.3 drittes Getriebeglied
R1 erste Radebene
R2 zweite Radebene
R3 dritte Radebene
R4 vierte Radebene R5 fünfte Radebene
11 erstes Losrad
12 zweites Losrad
13 drittes Losrad
14 viertes Losrad
15 fünftes Losrad
11 ' erstes Festrad
12' zweites Festrad
13' drittes Festrad
14' viertes Festrad
15' fünftes Festrad
10 erstes Schaltelement
20 zweites Schaltelement
30 drittes Schaltelement
40 viertes Schaltelement
50 fünftes Schaltelement
60 sechstes Schaltelement
70 siebtes Schaltelement
80 achtes Schaltelement
L neuntes Schaltelement
S zehntes Schaltelement
I erstes zusätzliches Schaltelement
J zweites zusätzliches Schaltelement
100 Schaltgetriebe
200 Schaltgetriebe
G Gehäuse, gehäusefestes Bauteil

Claims

Patentansprüche
1. Schaltgetriebe (100; 200) für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines
Kraftfahrzeuges, mit einer Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, einer
Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle, einer Elektromaschine (EM), welche mit der weiteren
Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden oder triebverbindbar ist, mit einem
Hauptgetriebe (HG), aufweisend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1 , R2, R3, R4, R5), mit einem der Elektromaschine (EM) zugeordneten und mit dem Hauptgetriebe (HG) gekoppelten oder koppelbaren Planetenradgetriebe (PG), aufweisend ein erstes Getriebeglied (1.1 ), ein zweites Getriebeglied (1.2) und ein drittes Getriebeglied (1.3), und mit mehreren
Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 1, J), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren
Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, wobei das Schaltgetriebe (100; 200) in einem Stillstandsgang betreibbar ist, in dem die
Getriebeausgangswelle (2) abgekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Welle (4) eine Koppelstelle (8) zum Ankoppeln eines Nebenabtriebes (PTO) aufweist und in dem Stillstandsgang durch Schalten wenigstens eines der
Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 1, J) die vierte Welle (4) über eine der Radebenen (R1 , R2, R3, R4, R5) des Hauptgetriebes (HG) mit der
Getriebeeingangswelle (1 ) und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden geschaltet ist.
2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass durch das
Schalten des wenigstens einen der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J) eine der Radebenen (R1 , R2, R3, R4, R5) ausgewählt ist, so dass durch die Auswahl der Radebene (R1 ; R2; R3; R4; R5) die von der vierten Welle (4) bereitgestellte Antriebsleistung für den Nebenabtrieb (PTO) auf einen gewünschten Wert eingestellt ist.
3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang das Planetengetriebe (PG) in einen Dreiwellenbetrieb geschaltet ist, in dem die Getriebeeingangswelle (1 ) mit dem dritten Getriebeglied (1.3) und die weitere Getriebeeingangswelle (3) mit dem ersten Getriebeglied (1.1 ) des
Planetengetriebes (PG) drehfest verbunden sind und die vierte Welle (4) mit dem zweiten Getriebeglied (1.2) des Planetengetriebes (PG) wirkverbunden ist.
4. Schaltgetriebe (100; 200) für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines
Kraftfahrzeuges, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle, einer
Elektromaschine (EM), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3)
triebverbunden oder triebverbindbar ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), aufweisend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1 , R2, R3, R4, R5), mit einem der Elektromaschine (EM) zugeordneten und mit dem
Hauptgetriebe (HG) gekoppelten oder koppelbaren Planetenradgetriebe (PG), aufweisend ein erstes Getriebeglied (1.1 ), ein zweites Getriebeglied (1.2) und ein drittes Getriebeglied (1.3), und mit mehreren Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, wobei das Schaltgetriebe (100; 200) in einem Fahrgang betreibbar ist, in dem die Getriebeausgangswelle (2) mit der Getriebeeingangswelle (1) und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle (3) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Welle (4) eine Koppelstelle (8) zum Ankoppeln eines Nebenabtriebes (PTO) aufweist und in dem Fahrgang die vierte Welle (4) über eine der Radebenen (R1 , R2, R3, R4, R5) des Hauptgetriebes (HG) mit der Getriebeeingangswelle (1) und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist.
5. Schaltgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fahrgang das Planetengetriebe (PG) in einen Dreiwellenbetrieb geschaltet ist, in dem die Getriebeeingangswelle (1 ) mit dem dritten Getriebeglied (1.3) und die weitere
Getriebeeingangswelle (3) mit dem ersten Getriebeglied (1.1 ) des Planetengetriebes (PG) drehfest verbunden sind und die vierte Welle (4) mit dem zweiten Getriebeglied (1.2) des Planetengetriebes (PG) wirkverbunden ist.
6. Schaltgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrgang ein Vorwärtsgang oder Rückwärtsgang ist, in dem über eine der
Radebenen (R1 , R2, R3, R4, R5) die vierte Welle (4) angetrieben ist.
7. Schaltgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrgang ein Direktgang ist, in dem die Getriebeeingangswelle (1 ) und/oder die weitere Getriebeeingangswelle (3) mit der Getriebeausgangswelle (2) unter
Umgehung der Radebenen (R1 , R2, R3, R4, R5) wirkverbunden ist, wobei in dem Direktgang durch Schalten wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, I, J) die vierte Welle (4) unter Herstellung einer Triebverbindung mit der Getriebeeingangswelle (1 ) und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) zugeschaltet ist.
8. Schaltgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch das
Schalten des wenigstens einen der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 1, J) eine der Radebenen (R1 , R2, R3, R4, R5) ausgewählt ist, so dass durch die Auswahl der Radebene (R1 ; R2; R3; R4; R5) die von der vierten Welle (4) bereitgestellte Antriebsleistung für den Nebenabtrieb (PTO) auf einen gewünschten Wert eingestellt ist.
9. Schaltgetriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Direktgang die vierte Welle (4) über die eine der Radebenen (R1 , R2, R3, R4, R5) mit dem größten Übersetzungsverhältnis zugeschaltet ist.
10. Schaltgetriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Direktgang die vierte Welle (4) über die eine der Radebenen (R1 , R2, R3, R4, R5) mit dem kleinsten Übersetzungsverhältnis zugeschaltet ist.
11. Schaltgetriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Direktgang die vierte Welle (4) über eine der Radebenen (R1 , R2, R3, R4, R5) zugeschaltet ist, welche mit ihrem Übersetzungsverhältnis zwischen der Radebene (R5) mit dem kleinsten Übersetzungsverhältnis und der Radebene (R1) mit dem größten Übersetzungsverhältnis liegt.
12. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass bezüglich des Hauptgetriebes (HG) eine erste Radebene (R1 ), eine zweite Radebene (R2), eine dritte Radebene (R3), eine vierte Radebene (R4) und eine fünfte Radebene (R5) mit jeweils wenigstens einem Festrad (11 ', 12', 13', 14', 15') und einem zugehörigen Losrad (11 , 12, 13, 14, 15) vorgesehen sind und das jeweilige Festrad (11', 12', 13', 14', 15') der vierten Welle (4) zugeordnet ist, und bezüglich des Planetenradgetriebes (PG) das erste Getriebeglied (1.1) mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und das zweite Getriebeglied (1.2) mit einer fünften Welle (5) drehfest verbunden sind, wobei die erste Radebene (R1 ) über ein erstes Schaltelement (10) und die zweite Radebene (R2) über ein zweites
Schaltelement (20) jeweils mit der fünften Welle (5) koppelbar sind, die fünfte Welle (5) über ein drittes Schaltelement (30) mit der Getriebeeingangswelle (1 ) koppelbar ist, die dritte Radebene (R3) über ein viertes Schaltelement (40) und die vierte Radebene (R4) über ein fünftes Schaltelement (50) jeweils mit der
Getriebeeingangswelle (1 ) koppelbar sind, die Getriebeeingangswelle (1) über ein sechstes Schaltelement (60) und die fünfte Radebene (R5) über ein siebtes
Schaltelement (70) jeweils mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar sind und die Getriebeeingangswelle (1 ) über ein erstes zusätzliches Schaltelement (I) mit dem dritten Getriebeglied (1.3) des Planetenradgetriebes (PG) und das dritte
Getriebeglied (1.3) über ein zweites zusätzliches Schaltelement (J) mit einem gehäusefesten Bauteil (G) koppelbar sind.
13. Schaltgetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem
Stillstandsgang die Getriebeausgangswelle (2) abgekoppelt ist, indem das sechste Schaltelement (60) und das siebte Schaltelement (70) jeweils geöffnet sind.
14. Schaltgetriebe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle (4) mit der Getriebeeingangswelle (1 ) und der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, indem das erste
Schaltelement (10), das dritte Schaltelement (30) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das zweite Schaltelement (20), das dritte Schaltelement (30), das fünfte Schaltelement (50) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind.
15. Schaltgetriebe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle (4) mit der Getriebeeingangswelle (1 ) ohne
Wirkverbindung mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, indem das vierte Schaltelement (40) oder das fünfte Schaltelement (50) geschlossen ist und das erste Schaltelement (10) und das zweite Schaltelement (20) geöffnet sind.
16. Schaltgetriebe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle (4) mit der Getriebeeingangswelle (1 ) und der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden sind, indem das erste
Schaltelement (10), das vierte Schaltelement (40) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das zweite Schaltelement (20), das vierte Schaltelement (40) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das erste Schaltelement (10), das fünfte Schaltelement (50) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das zweite Schaltelement (20), das fünfte Schaltelement (50) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind.
17. Schaltgetriebe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle (4) mit der Getriebeeingangswelle (1 ) und der weiteren Getriebeeingangswelle (3) unter Nutzung des Planetenradgetriebes (PG) im Dreiwellenbetrieb triebverbunden sind, indem das erste Schaltelement (10) und das erste zusätzliche Schaltelement (I) geschlossen sind oder das zweite Schaltelement (20) und das erste zusätzliche Schaltelement (I) geschlossen sind.
18. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Direktgang das sechste Schaltelement (60) geschlossen ist.
19. Schaltgetriebe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in dem
Direktgang die vierte Welle (4) angetrieben ist, indem zusätzlich das erste Schaltelement (10), das dritte Schaltelement (30) und das zweite zusätzliche
Schaltelement (J) geschlossen sind oder das siebte Schaltelement (70) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das vierte Schaltelement (40) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das zweite Schaltelement (20), das dritte Schaltelement (30) und das zweite zusätzliche
Schaltelement (J) geschlossen sind oder bei geöffnetem dritten Schaltelement (30) das erste Schaltelement (10) oder das zweite Schaltelement (20) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind.
20. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fahrgang die vierte Welle (4) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbunden und das Planetenradgetriebe (PG) in einen Dreiwellenbetrieb geschaltet ist, so dass das Planetenragetriebe (PG) mit der Getriebeeingangswelle (1 ), der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und über die vierte Welle (4) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbunden ist, indem das erste Schaltelement (10) oder das zweite Schaltelement (20), das siebte Schaltelement (70) und das erste zusätzliche Schaltelement (I) geschlossen sind.
21. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (200) eine mit dem Hauptgetriebe (HG) gekoppelte oder koppelbare Bereichsgruppe (GP) aufweist, welche wenigstens einen Planetenradsatz (PS) mit einem ersten Getriebeglied (2.1), einem zweiten
Getriebeglied (2.2) und einem dritten Getriebeglied (2.3) hat, wobei das erste
Getriebeglied (2.1 ) mit einer sechsten Welle (6) und das zweite Getriebeglied (2.2) mit der Getriebeausgangswelle (2) drehfest verbunden sind, wobei die
Getriebeeingangswelle (1 ) über das sechste Schaltelement (60) mit der sechsten Welle (6) koppelbar ist, die fünfte Radebene (R5) über das siebte Schaltelement (70) mit der sechsten Welle (6) koppelbar ist, die fünfte Radebene (R5) über ein achtes Schaltelement (80) mit dem zweiten Getriebeglied (2.2) des Planetenradsatzes (PS) koppelbar ist, das dritte Getriebeglied (2.3) des Planetenradsatzes (PS) über ein neuntes Schaltelement (L) mit einem gehäusefesten Bauteil (G) und das dritte Getriebeglied (2.3) des Planetenradsatzes (PS) über ein zehntes Schaltelement (S) mit der Getriebeausgangswelle (2) koppelbar sind.
22. Schaltgetriebe nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem
Stillstandsgang die Getriebeausgangswelle (2) abgekoppelt ist, indem das sechste Schaltelement 60 und das siebte Schaltelement 70 und/oder das achte
Schaltelement 80 geöffnet sind oder das neunte Schaltelement (L) und das sechste Schaltelement (60) oder das siebte Schaltelement 70 oder das achte Schaltelement 80 geöffnet sind.
23. Schaltgetriebe nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle (4) mit der Getriebeeingangswelle (1 ) ohne
Wirkverbindung mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, indem das sechste Schaltelement (60) und das siebte Schaltelement (70) geschlossen sind und das erste Schaltelement (10), das zweite Schaltelement (20) und das achte Schaltelement (80) geöffnet sind.
24. Schaltgetriebe nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stillstandsgang die vierte Welle (4) mit der Getriebeeingangswelle (1 ) und der weiteren Getriebeeingangswelle (3) unter Nutzung des Planetenradgetriebes (PG) triebverbunden sind, indem das erste Schaltelement (10), das sechste Schaltelement (60), das siebte Schaltelement (70) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind oder das zweite Schaltelement (20), das sechste Schaltelement (60), das siebte Schaltelement (70) und das zweite zusätzliche Schaltelement (J) geschlossen sind.
25. Schaltgetriebe nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fahrgang als Direktgang die vierte Welle (4) angetrieben ist, indem das sechste Schaltelement (60) geschlossen ist und zusätzlich das neunte Schaltelement (L) oder das zehnte Schaltelement (S) geschlossen ist.
26. Verfahren zur Steuerung eines Schaltgetriebes (100; 200) für einen
Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle, einer Elektromaschine (EM), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden oder triebverbindbar ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), aufweisend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1 , R2, R3, R4, R5), mit einem der Elektromaschine (EM) zugeordneten und mit dem Hauptgetriebe (HG) gekoppelten oder koppelbaren Planetenradgetriebe (PG), aufweisend ein erstes Getriebeglied (1.1 ), ein zweites Getriebeglied (1.2) und ein drittes Getriebeglied (1.3), und mit mehreren
Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 1, J), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren
Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, wobei das Schaltgetriebe (100; 200) in einem Stillstandsgang betreibbar ist, in dem die
Getriebeausgangswelle (2) abgekoppelt ist, und/oder wobei das Schaltgetriebe (100; 200) in einem Fahrgang betreibbar ist, in dem die Getriebeausgangswelle (2) mit der Getriebeeingangswelle (1 ) und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle (3) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antreiben eines
Nebenabtriebes (PTO) die vierte Welle (4) über eine der Radebenen (R1 , R2, R3, R4, R5) des Hauptgetriebes (HG) mit der Getriebeeingangswelle (1 ) und/oder der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden wird, wenn das Schaltgetriebe (100; 200) in dem Stillstandsgang oder dem Fahrgang betrieben wird.
27. Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem, von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 26.
28. Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung mit einem
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 27.
29. Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug mit einem Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 25 und/oder einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 27.
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