WO2012093015A1 - Automatisiertes schaltgetriebe mit hybridantrieb - Google Patents

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WO2012093015A1
WO2012093015A1 PCT/EP2011/071756 EP2011071756W WO2012093015A1 WO 2012093015 A1 WO2012093015 A1 WO 2012093015A1 EP 2011071756 W EP2011071756 W EP 2011071756W WO 2012093015 A1 WO2012093015 A1 WO 2012093015A1
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WO
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gear
input shaft
shaft
rotatably connected
transmission
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PCT/EP2011/071756
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Johannes Kaltenbach
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • B60K2006/4841—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range the gear provides shifting between multiple ratios
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    • F16H37/042—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
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    • F16H2037/045—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement without gears having orbital motion comprising a separate gearing unit for shifting between high and low ratio range
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    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0052—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising six forward speeds
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to an automated manual transmission with hybrid drive according to the preamble of patent claim 1.
  • Hybrid powertrains with two or more different power sources can help reduce fuel consumption and pollutant emissions in vehicle traffic.
  • drive strategies are used that flexibly use an electric drive depending on the situation, for example, for starting, as a sole source of power in urban short-distance traffic or in a stop-and-go operation, as an additional source of power at increased power requirements in one Boost mode, as a starter generator for fast starting of the internal combustion engine and as a generator for power generation or energy recovery in a recuperation operation.
  • the internal combustion engine should be operated at least predominantly in consumption, torque and speed-favorable operating points with high efficiency.
  • hybrid powertrains which are as compact as possible, and can be implemented in vehicles with the least possible complexity and with low cost and design effort.
  • hybrid drives can be combined with all common forms of vehicle transmissions to form drive ratios.
  • Parallel hybrid arrangements with a combustion engine parallel to the power flow and electric drive in conjunction with an automated manual transmission have proved to be particularly advantageous in terms of efficiency, flexibility and driving comfort.
  • the electric drive in such a drive train can be integrated in various ways in the power flow.
  • an electric machine is arranged on the transmission input.
  • the electric machine is arranged directly on a transmission input shaft, which can be connected to the internal combustion engine via a clutch, which may be designed as a frictionally engaged or as a form-locking separating clutch.
  • the electric machine can be coupled via a separate second clutch with a manual transmission.
  • An additional second electric machine can also be arranged between the second clutch and the transmission be.
  • only one clutch is provided between an internal combustion engine and an electric machine. A second separate clutch is omitted or their function is taken over by a transmission internal clutch.
  • the electric machine can also be drive-connected to the transmission input via a gear stage or a planetary gear.
  • the electric machine can be used as an electrodynamic starting element, whereby a conventional starting clutch can be dispensed with.
  • the electric drive is arranged on the transmission output or axle hybrids directly to a vehicle axle.
  • hybrid powertrains in which the electric drive is permanently drive-connected at the transmission input or at the transmission output, i. is integrated into the power flow of the drive train, the disadvantage that unnecessary zero load losses can occur via the electric machine.
  • the driving options are different and limited depending on the arrangement of the electric drive and the powertrain configuration.
  • hybrid concepts with an electric drive that is drive-connected to a transmission input of a conventional transmission structure do not allow traction assistance during the shifting of internal combustion engine driven gears.
  • hybrid concepts with an electric drive which is drive-connected to a transmission output or a direct final drive, however, the start of the internal combustion engine by the electric drive and the operation of the electric machine in vehicle standstill and the use of different transmission ratios by the electric drive is not possible.
  • hybrid drive arrangements are sought in which an electric drive can be completely decoupled from the power flow or optionally coupled at least for individual gear ratios.
  • these hybrid arrangements have the potential for greater variability in the design of a wheelset, since design restrictions due to a mechanical connection between the internal combustion engine and the electric drive can be dispensed with.
  • Such a transmission concept has, for example, in so-called plug-in hybrid vehicles or mechanically extended range extender electric vehicles, which are vehicles in which the electric drive is designed so that it at least for a short-distance operation, for example, in city traffic, alone sufficient driving performance provides various advantages.
  • the achievable switching times allow the use of a relatively inexpensive Heidelbergaktuatorik.
  • the switching operations can be synchronized by the internal combustion engine via an optionally active between the engine and the transmission input friction clutch, so that at least partially synchronizations can be replaced by lower-cost jaw clutches.
  • an optional starting clutch can be spared by the electric machine or a second electric machine serves as a starting element. Since an electric machine can be driven in principle in both directions of rotation, it is possible to dispense with a separate scrub processgangradsatz by reversing the direction of rotation.
  • the increments of the switchable in internal combustion engine operation gears can be selected comparatively large in such a hybrid drive system, whereby for the realization of a predetermined total spread a relatively small number of gears suffices. As a result, costs, space and weight can be saved.
  • WO 2008/138 387 A1 shows an automated manual transmission with hybrid drive.
  • the transmission is designed in a multi-shaft countershaft design with internal combustion engine and electric motor driven gears and allows traction-assisted switching operations and various of the above-mentioned hybrid drive functional.
  • the transmission structure comprises two sub-drive trains in an axially parallel arrangement, each with a drive shaft and an intermediate drive train with an output shaft, wherein in two Radsatzebenen on the waves per Radsatzebene two idler gears, each associated with a gear clutch, and a fixed gear are arranged.
  • the partial drive trains together with the output train each have a partial transmission with gear pair, the respective arranged on the output shaft gear meshes with a gear on the first drive shaft and a gear on the second drive shaft, so either, depending on the switched gear clutch to a translation of first partial transmission or the second partial transmission participates.
  • the first partial transmission can be connected to an internal combustion engine via a friction clutch, while the second partial transmission is permanently drive-connected to an electric machine.
  • a change of the coupling between the first and the second drive shaft to the output shaft by switching of gear pairs, wherein some of the gears by switching a single gear pair in the power flow from one of the drive shafts to the output shaft and other gears by connecting two or more pairs of gears alternately a drive shaft via the other drive shaft to the output shaft can be displayed. Certain gears thus wind in the power flow over both partial transmissions.
  • the transmission has two input shafts and two input-side clutches.
  • the two input shafts form with each arranged loose and fixed wheels and associated switching devices each a partial transmission.
  • the two partial transmissions are either formed parallel to the axis, each with an output shaft or with an axially parallel output, or they are arranged nested, wherein the two input shafts are arranged coaxially one above the other in conventional Doppelkupplungsbauweise and an output shaft is arranged axially behind or parallel to the axis.
  • An electric machine acts on one of the two partial transmissions.
  • This electric machine can be arranged on the transmission output side, ie on the one drive unit, for example an internal combustion engine, opposite end of a transmission input shaft, wherein the transmission input shaft is operatively connected via the associated input-side coupling with a drive shaft of the drive unit.
  • the electric machine can rotate a transmission output shaft and be operatively connected to one of the transmission input shafts via a gear stage.
  • the electric machine can also be arranged axially parallel to one of the transmission input shafts and can be operatively connected to one of the transmission input shafts via a gear stage.
  • the invention has for its object to provide an automated manual transmission with hybrid drive, which is efficient in both electrical and internal combustion engine operation.
  • the transmission should allow a relatively large number of gears and still be low-loss in electrical operation and space and cost.
  • the invention is based on the finding that, in a hybrid vehicle with an automated manual transmission, in which the internal combustion engine functions essentially as a mechanical range extender, wherein the purely electrical operation occupies a significant proportion of the entire driving operation, a meaningful expansion of the number of Verbrennungsmotorenmotorisch driven gears of the transmission can be achieved by a group design.
  • the purely electromotive operation remains unaffected by an additionally arranged transmission group, which is independent of an electrically drivable transmission input.
  • the invention is based on an automated manual transmission with hybrid drive for a drive train of a vehicle with an internal combustion engine and with at least one electric machine, with a first input shaft, which is assigned to the internal combustion engine, with an axially parallel to the input shaft arranged output shaft, and comprising a main transmission a plurality of gear train planes formed by gear pairs and associated switchable gear shift devices.
  • the invention provides that the main gear is associated with a primary gear, which is coupled to the first input shaft, and that the electric machine with a second, to the first Input shaft diametrically arranged input shaft is connected, such that the electric machine can be coupled via the primary gear with the first input shaft and is independent of the primary gear with the output shaft coupled.
  • the gearbox By extending the gearbox to a gearbox on the transmission input on the side of the engine, the number of gears of the transmission for the internal combustion engine drive is increased by the factor of the number of gears of the primary gear. In the case of a two-speed gearbox thus results in a doubling of the number of gears.
  • the use of such Vorschaltgetrieben is known per se of group transmissions.
  • the higher number of gears allows more efficient and comfortable driving with internal combustion engine drive.
  • the gear assembly according to the invention is essential that the ballast only affects the internal combustion engine drive of the hybrid drive train, but not on the electric motor drive.
  • the additional mechanical components i. the gears of the front group, not rotated in purely electric driving, so that no additional friction losses and torque losses due to the rotational inertia of these components arise due to the higher number of gears.
  • the electric machine thus acts via its transmission input by means of switchable gear pairs directly to the transmission output to realize purely electrically driven gears, as provided in a range extender vehicle.
  • the internal combustion engine acts on the transmission output via the primary gearbox and other switchable gear pairs in order to use gears that can only be driven by internal combustion engines. Basically, this is a reciprocal traction assistance in switching operations possible.
  • an interaction of the electric drive with the internal combustion engine by means of one or more switching devices is possible in order to realize internal combustion engine-electric motor coupled driven gears with parallel power flow and the usual hybrid functions of a full hybrid drive, such as boosting, starter function and generator operation.
  • the main gear has at least three Radsatzebenen that between the first input shaft and the second input shaft an intermediate shaft is arranged, and that the Vorschaltgetriebe has at least two more Radsatzebenen, the gear pair of the first Radsatzebene of the main gear rotatably having the second input shaft connected gear, which is in engagement with a rotatably connected to the output shaft gear, wherein the gear pair of the second Radsatzebene the main gear has a rotatably connected to the second input shaft gear, which is rotatably connected to the intermediate shaft and engaged a rotatably connected to the output shaft gear is, wherein the gear pair of the third Radsatzebene the main gear has a rotatably connected to the intermediate shaft gear, which in rotation with the mecanicsw elle connected gear is, wherein the gear pair of the first Radsatzebene of the primary gear rotatably connected to the intermediate shaft gear which is in engagement with a rotatably mounted on the output shaft gear, wherein the gear pair of the second Rad
  • the primary gear is designed as a countershaft transmission, which uses the transmission output shaft as a countershaft.
  • the primary gearbox has two Radsatzebenen or two gear pairs, wherein on the intermediate shaft, a switching device for switching the gear wheels is provided.
  • the two counter gears are rotatably and firmly connected to each other on the countershaft. This results in cooperation with the three-speed main gear a total of six gears from five Radsatzebenen, in contrast to a conventional transmission in which five gears are displayed.
  • One of the two gears of the gearbox is designed as a direct gear, the other gear varies the translations of the main gearbox.
  • Separate Gears are realized as Windungs réelle whose power flow winds over several Radsatzebenen between the input level and the countershaft, wherein in such a gear change two of a total of three existing double-sided switching devices are actuated. All six gears can be driven by internal combustion engines. In individual gears, the electric machine can run under zero load or in generator mode. Two of the six gears, in particular a first gear and a third gear are, according to the two pairs of gears which are associated with the input shaft of the electric machine, also usable as purely electrically drivable gears. In addition, the electric machine can be connected to the internal combustion engine with no translation, in order to charge an electrical energy store via a generator operation.
  • This transmission structure can have a substantially geometric gear step, in which at least partially approximately constant step jumps are realized, so that the difference of the maximum speeds between the gears increases with increasing gear.
  • a ballast in countershaft design is possible, which has more than two gears, resulting in a corresponding duplication of the number of possible translations of the overall transmission.
  • the primary gear may be formed as a planetary gear consisting of a central sun gear, an outer ring gear and a plurality of meshing between the sun gear and the ring gear, guided by a planet carrier planet gears.
  • the ring gear is rotatably connected to the first input shaft.
  • the planet carrier is rotatably connected to the intermediate shaft, and the sun gear is non-rotatably connected to the first input shaft or with a stationary machine part, such as a transmission housing connectable.
  • the primary gear may also be provided in the formation of the primary gear as planetary gear that the ring gear rotatably connected to the first input shaft or a stationary machine part is connected, that the planet carrier rotatably with the Intermediate shaft is connected, and that the sun gear is rotatably connected to the first input shaft.
  • the arrangement in planetary design has the same functionality as the primary gear in countershaft design, wherein in a first switching position of the planetary gear in the block rotates and the gears of the main transmission are varied in a second switching position.
  • the output shaft of the transmission can be shorter and thus designed to save space and weight, since the counter gears of the gearbox omitted.
  • the transmission structure allows shift logic that can use the primary gear either as a splitter group or as a range group.
  • each gear of the main gearbox will be available through the splitter group as a "normal" gear and as a "low” gear.
  • a sequential switching of the transmission alternates the switching position of the switching device of the primary gear.
  • the sequence of gears of the main transmission is fully electrically traction assisted, as at each gear change, the electric machine either remains coupled in the current gear position to the drive train or can be switched from the drive stem to a following position before disconnecting the input shaft of the engine. Since the sequence of gears of the main transmission remains unchanged when the master gearbox is actuated as a splitter group, full electric traction assistance is thus maintained in all internal combustion engine gear changes.
  • the gears of the main transmission are switched in two areas. First, the gears are shifted through in a lower gear range, then the range group switches to its direct connection with the main transmission and the gears are then switched through in an upper gear range.
  • Such a switching logic allows in comparison to the function of the primary gear as a split group a larger total spread of the transmission.
  • the range switching is not traction supported without further measures, as between the two sets of wheelsets Input shaft of the electric machine must be switched, while the input shaft of the engine is decoupled from the drive train when switching the range group. For all other gear changes, however, an electrical traction assistance is available.
  • a second electric machine For putting in a second electric machine may be provided which is arranged between the engine and the gearbox.
  • the second electric machine can be used for example as a starting element.
  • This electric machine can also be controlled as a generator for supplying a vehicle electrical system or for charging an electrical energy storage and for starting the internal combustion engine.
  • the second electric machine can furthermore be designed so that it can permanently generate the required average electrical power for supplying the first electric machine, so that a temporary series hybrid mode can be controlled.
  • the synchronization of the switching operations of the transmission can be carried out via a speed control of the electric machine and / or the internal combustion engine. Therefore, for further cost savings, all switching devices for switching ratios can be designed as double-sided actuated, unsynchronized jaw clutches.
  • An electric reverse gear can be realized by reversing the direction of rotation of the electric drive, whereby a separate reverse gear can be omitted.
  • Fig. 1 shows a first transmission structure of an automated transmission
  • Hybrid drive with a pre-geared gearbox
  • 2 shows a first gear table of this transmission structure for a function of the primary gear as a splitter group
  • Fig. 4 shows a second transmission structure of an automated transmission
  • Hybrid drive with a planetary gearbox
  • Fig. 5 shows a third transmission structure of an automated transmission
  • Hybrid drive with a planetary gearbox.
  • a transmission structure 1 shown in FIG. 1 for example for a range extender transmission, has a main transmission 2 and a front-mounted transmission 3 in the countershaft design.
  • the transmission structure is designed for torque transmission of the drive torques of an internal combustion engine VM and an electric machine EM with a total of six transmission options or gears.
  • the Vorschaltgetriebe 3 is arranged on the side facing the engine VM transmission side.
  • a drive shaft 4 of the internal combustion engine VM can be connected via a starting clutch K1 to a first input shaft 5 of the transmission.
  • a second electric machine may be provided (not shown).
  • the electric machine EM is arranged diametrically to the internal combustion engine VM.
  • the main gear 2 is arranged on the electric machine EM facing transmission side.
  • the rotor of the electric machine EM is connected to a second input shaft 6. Axially between the two input shafts 5 and 6, an intermediate shaft 7 is arranged. Axially parallel to the two input shafts 5, 6 and the intermediate shaft 7, an output or output shaft 8 of the transmission is arranged.
  • the transmission comprises five Radsatzebenen Z1, Z2, Z3, Z5, Z6 and arranged between the second and the third Radsatzebene Z2, Z3 output stage Z4 for driving the vehicle wheels 1 1 a driven axle 9 via a differential 10th
  • three switching devices S1, S2, S3 designed as double-sided operable jaw clutches are arranged in the transmission.
  • a fixed gear Under a fixed gear is understood in the following a rotatably connected to a shaft gear. Under a loose wheel is understood a gear which is rotatably mounted on a shaft and by means of a switching device rotatably connected to this shaft.
  • the first three Radsatzebenen Z1, Z2, Z3 form the main transmission 2.
  • the first electromagnet side Radsatzebene Z1 is formed by a rotatably connected to the second input shaft 6 fixed gear z1 1 and a meshing with this, on the output shaft or countershaft 8 rotatably mounted idler z21 ,
  • the idler gear z21 is rotatably connected via the second switching device S2 in a first switching position with the countershaft 8.
  • the gear pair z1 1 / z21 of the Radsatzebene Z1 is designed for a first gear 1 G of the main transmission 2.
  • the second Radsatzebene Z2 includes a arranged on the second input shaft 6 fixed gear z12 and a seated on the countershaft 8 idler gear z22, which is rotatably connected by means of the second switching device S2 in a second switching position with the countershaft 8.
  • the gear pair z12 / z22 of the Radsatzebene Z2 is designed for a third gear 3G of the main transmission 2.
  • the third Radsatzebene Z3 comprises a arranged on the intermediate shaft 7 idler gear z1 3, which is rotatably connected to the first switching device S1 in a second switching position with the intermediate shaft 7.
  • the idler gear z13 is engaged with an arranged on the countershaft 8 associated fixed gear z23.
  • the gear pair z13 / z23 of the Radsatzebene Z3 is designed as a second gear 2G of the main transmission 2.
  • the first switching device S1 is also in a first switching position, the fixed z1 2 of the second Radsatzebene Z2 and thus the electromechanical side, second input shaft 6 rotatably connected to the intermediate shaft 7.
  • the two internal combustion engine-side Radsatzebenen Z5, Z6 form the pre-gear 2.
  • the one Radsatzebene Z5 comprises an attached on the intermediate shaft 7 ordered idler gear z15, which is rotatably connected to the third switching device S3 in a first switching position with the intermediate shaft 7.
  • the idler gear z1 5 is engaged with a rotatably mounted on the countershaft 8 gear z25.
  • the other internal combustion engine-side Radsatzebene Z6 comprises a rotatably connected to the first input shaft 5 fixed wheel z1 6, which is in engagement with a rotatably mounted on the countershaft 8 gear z26.
  • the two rotatably mounted on the countershaft 8 gears z25 and z26 are rotatably connected to each other.
  • the third switching device S3 is in a second switching position also the fixed wheel z1 6 of Radsatzebene Z6 and thus the internal combustion engine side, first input shaft 5 rotatably connected to the intermediate shaft 7.
  • the output stage Z4, which is arranged between the second and the third wheelset plane Z2, Z3, comprises a fixed gear z24 arranged on the countershaft 8 which meshes with a gear z34 on the differential 10 of the drivable vehicle axle 9.
  • FIG. 2 shows a gear table of this transmission structure 1 according to FIG. 1.
  • the primary gear 3 is controlled in this switching logic as a split group.
  • the internal combustion engine gears and in the right column the electromotive gears are listed.
  • the gear table begins with two purely electric motor driven gears. These correspond to the first gear 1 G and the third gear 3G of the main transmission 2.
  • the two electric motor driven gears 1 G, 3G are switched by the second switching device S2 or switched.
  • the other transmission components are largely decoupled from the power flow in the drive train.
  • the gears z1 5, z25, z16, z26 of the two Radsatzebenen Z5, Z6 of the Vorschaltgetriebes 3 are not rotated.
  • This translation-neutral circuit can be used as a charging position for charging an electrical energy store or for supplying other consumers in the electrical system of the vehicle via a generator operation of the electric machine EM.
  • the other gears are driven by the engine VM.
  • the internal combustion engine gears are available by means of the primary gear 3 in each case as “low” gear 1 L, 2L, 3L and as a "normal” gear 1, 2, 3 available.
  • the switching between "low” and “normal” takes place by alternately switching the associated switching device S3 of the primary gear or the splitter group 3.
  • the electric machine EM is in all internal combustion engine gears over the first and / or the second switching device S1, S2 to the Powertrain docked.
  • the second switching device S2 is switched before the interruption or switching of the internal combustion engine power flow occurs.
  • the switching position of the second switching device S2 remains unchanged, so that the electric traction assistance is fully available in the entire combustion engine sequence. In total there are therefore six gears available, two of which are purely electrically operable.
  • FIG. 3 shows an alternative gear table of the gear structure 1 according to FIG. 1, in which the primary gear 3 is controlled as a range group.
  • the electromotive gears and the loading position are switched as shown in the table of FIG.
  • the power flow runs first on the internal combustion engine side Radsatzebene Z6 on the countershaft 8 and from there back on the intermediate shaft 7. Then the Vorschaltgetriebe 3 or the range group 3 switches to the upper area and the three gears 1 G, 2G, 3G of the main transmission 2 are switched through again.
  • Fig. 4 shows a transmission structure 1 ', in which instead of the Vorschaltgetriebes 3 in Vorgelegebauweise a Vorschaltgetriebe 3' in planetary design is available.
  • the planetary gear 3 ' comprises a central sun gear 12, a ring gear 13 and a plurality of arranged between the sun gear 1 2 and the ring gear 13 and meshing with these, guided by a planet carrier 14 planet gears 15.
  • the sun gear 1 2 is by means of the switching device S3 in a first shift position rotatably connected to a stationary machine part 1 6, for example, a housing part of the transmission, connectable, and in a second switching position rotatably connected to an internal combustion engine side input shaft 5 'connectable.
  • the ring gear 1 3 is rotatably connected to the input shaft 5 'and the planet carrier 14 is rotatably connected to an intermediate shaft 7'.
  • the intermediate shaft T represents, as in the transmission structure 1 according to FIG. 1, the interface between the main transmission 2 'and the front-mounted transmission 3'.
  • the main transmission 2 ' is essentially identical to the main transmission 2 from FIG. 1, a shortened output shaft 8 being advantageous 'is arranged.
  • a gear structure 1 is shown with a planetary gear 3" in which a ring gear 13 'rotatably connected to the first input shaft 5' or with the stationary machine part 16, a planetary carrier 14 'rotatably with the intermediate shaft 7' is connected, and a sun gear 12 'rotatably connected to the first input shaft 5' is connected.
  • the planetary gear 3 'shown in Fig. 4 is provided as a split group.
  • the planetary gear 3 "shown in Fig. 5 is provided as a range group.
  • the main gearbox 2 is superimposed either with a gear ratio that has two wheelset planes Z5, Z6 is realized, or it is connected a direct connection of the input shaft 5 with the intermediate shaft 7, in which the sets of wheels Z15 / Z25 and z1 6 / z26 run freely superimposed on a translation realized via the planetary gear set 1 5, or a direct connection of the input shaft 5 'is switched to the intermediate shaft T by the planetary gear set 15 is blocked. Consequently, the course sequences shown in Fig. 2 and Fig. 3 are also switchable as a splitter group or as a range group for an activation of the front-mounted transmission 3 'or 3 ", and the gear gradation and total spread may be different.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein automatisiertes Schaltgetriebe mit Hybridantrieb, für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor (VM) und wenigstens einer Elektromaschine (EM), mit einer ersten Eingangswelle (5, 5'), die dem Verbrennungsmotor (VM) zugeordnet ist, einer achsparallel zu der Eingangswelle (5, 5') angeordneten Ausgangswelle (8, 8'), und einem Hauptgetriebe (2, 2') umfassend mehrere durch Zahnradpaare (z11/z21, z12/z22, z13/z23) gebildete Radsatzebenen (Z1, Z3, Z3) und zugeordnete Schaltvorrichtungen (S1, S2) für schaltbare Übersetzungen. Dem Hauptgetriebe (2, 2') ist ein Vorschaltgetriebe (3, 3', 3'') zugeordnet, das mit der ersten Eingangswelle (5, 5') gekoppelt ist, und die Elektromaschine (EM) ist mit einer zweiten, zu der ersten Eingangswelle (5, 5') diametral angeordneten Eingangswelle (6) verbunden, derart, dass die Elektromaschine (EM) über das Vorschaltgetriebe (3, 3', 3'') mit der ersten Eingangswelle (5, 5') koppelbar ist sowie unabhängig von dem Vorschaltgetriebe (3, 3', 3'') mit der Ausgangswelle (8) koppelbar ist.

Description

Automatisiertes Schaltgetriebe mit Hybridantrieb
Die Erfindung betrifft ein automatisiertes Schaltgetriebe mit Hybridantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Hybridantriebe mit zwei oder mehr verschiedenen Antriebsquellen können zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemission im Fahrzeugverkehr beitragen. Um einen möglichst effektiven Betrieb des Hybridantriebs zu erreichen, werden Antriebsstrategien genutzt, die einen Elektroantrieb situationsbedingt flexibel einsetzen, beispielsweise zum Anfahren, als alleinige Antriebsquelle im städtischen Kurzstreckenverkehr oder in einem Stopp-and-Go-Betrieb, als zusätzliche Antriebsquelle bei erhöhten Leistungsanforderungen in einem Boostbetrieb, als Startergenerator zum schnellen Starten des Verbrennungsmotors sowie als Generator zur Stromerzeugung oder zur Energierückgewinnung in einem Rekuperationsbetrieb. Der Verbrennungsmotor soll hingegen zumindest überwiegend in Verbrauchs-, drehmoment- und drehzahlgünstigen Betriebspunkten bei hohem Wirkungsgrad betrieben werden. Ziel der Entwicklung sind Hybrid-Antriebsstränge, die möglichst kompakt sind, und bei möglichst geringer Kompliziertheit sowie mit geringem Kosten- und Konstruktionsaufwand in Fahrzeuge implementiert werden können. Grundsätzlich können Hybridantriebe mit allen gängigen Formen von Fahrzeuggetrieben zur Bildung von Antriebsübersetzungen kombiniert werden. Als besonders vorteilhaft hinsichtlich Effizienz, Flexibilität sowie Fahrkomfort haben sich Parallelhybridanordnungen mit im Kraftfluss parallelem Verbrennungsmotor und Elektroantrieb in Verbindung mit einem automatisierten Schaltgetriebe erwiesen.
Der Elektroantrieb in einem solchen Antriebsstrang kann auf verschiedene Weise in den Kraftfluss integriert werden. In einer gängigen Bauweise ist eine Elektromaschine am Getriebeeingang angeordnet. Beispielsweise ist die Elektromaschine direkt auf einer Getriebeeingangswelle angeordnet, welche über eine Kupplung, die als eine reibschlüssige oder als eine formschlüssige Trennkupplung ausgebildet sein kann, mit dem Verbrennungsmotor verbindbar ist. Die Elektromaschine kann über eine separate zweite Kupplung mit einem Schaltgetriebe koppelbar sein. Zwischen der zweiten Kupplung und dem Getriebe kann auch eine zusätzliche zweite elektrische Maschine angeordnet sein. Bei einer anderen Anordnung ist lediglich eine Kupplung zwischen einem Verbrennungsmotor und einer Elektromaschine vorgesehen. Eine zweite separate Kupplung entfällt oder deren Funktion wird von einer getriebeinternen Schaltkupplung übernommen. Anstelle einer direkten Anordnung zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Fahrzeuggetriebe, kann die Elektromaschine auch über eine Getriebestufe oder ein Planetengetriebe mit dem Getriebeeingang antriebsverbunden sein. Dadurch kann die Elektromaschine als ein elektrodynamisches Anfahrelement eingesetzt werden, wodurch eine herkömmliche Anfahrkupplung entfallen kann. Bei anderen Antriebssträngen ist der Elektroantrieb hingegen am Getriebeabtrieb oder bei Achshybriden direkt an einer Fahrzeugachse angeordnet.
Allerdings haben Hybridantriebe, bei denen der Elektroantrieb am Getriebeeingang oder am Getriebeabtrieb permanent antriebsverbunden, d.h. in den Kraftfluss des Antriebsstrangs integriert ist, den Nachteil, dass unnötige Nulllastverluste über die Elektromaschine entstehen können. Zudem sind die Ansteuerungsmöglichkeiten je nach Anordnung des Elektroantriebs und der Antriebsstrangkonfiguration unterschiedlich und begrenzt. Insbesondere erlauben Hybridkonzepte mit einem Elektroantrieb, der mit einem Getriebeeingang einer konventionellen Getriebestruktur antriebsverbunden ist, keine Zugkraftunterstützung während der Schaltung verbrennungsmotorisch angetriebener Gänge. Bei Hybridkonzepten mit einem Elektroantrieb, der mit einem Getriebeabtrieb oder einem direkten Achsantrieb antriebsverbunden ist, ist hingegen der Start des Verbrennungsmotors durch den Elektroantrieb und das Betreiben der Elektromaschine im Fahrzeugstillstand sowie die Nutzung verschiedener Getriebeübersetzungen durch den Elektroantrieb nicht möglich.
Daher werden Hybridantriebsanordnungen angestrebt, bei denen ein Elektroantrieb zumindest für einzelne Übersetzungsstufen vollständig vom Kraftfluss abgekoppelt bzw. wahlweise angekoppelt werden kann. Diese Hybridanordnungen haben grundsätzlich das Potenzial für eine größere Variabilität bei der Konzeption eines Radsatzes, da konstruktive Einschränkungen aufgrund einer mechanischen Verbindung zwischen Verbrennungsmotor und Elektroantrieb entfallen können. Ein derartiges Getriebekonzept hat beispielsweise bei so genannten Plug-in-Hybrid-Fahrzeugen oder bei mechanisch erweiterten Range-Extender-Elektrofahrzeugen, das sind Fahrzeuge, bei denen der Elektroantrieb so ausgelegt ist, dass er zumindest für einen Kurzstreckenbetrieb, beispielsweise im Stadtverkehr, alleine genügend Fahrleistung zur Verfügung stellt, verschiedene Vorteile.
Zum einen ist bei verbrennungsmotorischen Schaltvorgängen, d.h. bei Gangwechseln, während der der Verbrennungsmotor die Antriebsquelle des Fahrzeuges ist, eine weitgehende Zugkrafterhaltung mit Hilfe des Elektroantriebs möglich. Umgekehrt kann die Zugkraft bei einem Gangwechsel bei einem elektromotorischen Antrieb mit Hilfe des Verbrennungsmotors aufrechterhalten werden, sofern der Verbrennungsmotor aktuell nicht abgeschaltet ist. Zum anderen sind die Schaltpunkte bei Schaltungen bei elektromotorischem Antrieb aufgrund des im Vergleich zum Verbrennungsmotor meist zur Verfügung stehenden größeren Drehzahlbandes bei gutem Wirkungsgrad grundsätzlich sehr variabel wählbar.
Die erzielbaren Schaltzeiten erlauben die Verwendung einer relativ kostengünstigen Schaltaktuatorik. Die Schaltvorgänge können durch den Verbrennungsmotor über eine gegebenenfalls zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebeeingang wirksame Reibungskupplung synchronisiert werden, so dass zumindest teilweise Synchronisierungen durch kostengünstigere Klauenkupplungen ersetzt werden können. Außerdem kann eine gegebenenfalls vorhandene Anfahrkupplung geschont werden, indem die Elektromaschine oder eine zweite Elektromaschine als Anfahrelement dient. Da eine Elektromaschine grundsätzlich in beiden Drehrichtungen angesteuert werden kann, ist durch eine Drehrichtungsumkehr ein Verzicht auf einen separaten Rückwärtsgangradsatz möglich. Zudem können die Stufensprünge der im verbrennungsmotorischen Betrieb schaltbaren Gänge in einem solchen Hybridantriebssystem vergleichsweise groß gewählt werden, wodurch für die Realisierung einer vorgegebenen Gesamt- spreizung eine relativ geringe Anzahl von Gängen genügt. Dadurch können Kosten, Bauraum und Gewicht eingespart werden.
Die WO 2008/138 387 A1 zeigt ein automatisiertes Schaltgetriebe mit Hybridantrieb. Das Getriebe ist in einer Mehrwellen-Vorgelegebauweise mit verbrennungsmotorisch und elektromotorisch antreibbaren Gängen ausgebildet und ermöglicht zugkraftunterstützte Schaltvorgänge sowie verschiedene der eingangs erwähnten Hybridantriebs- funktionell. Die Getriebestruktur umfasst zwei Teilantriebsstränge in achsparalleler Anordnung mit jeweils einer Antriebswelle sowie einen dazwischen angeordneten Abtriebsstrang mit einer Abtriebswelle, wobei in mehreren Radsatzebenen auf den Wellen je Radsatzebene zwei Losräder, denen jeweils eine Gangkupplung zugeordnet ist, und ein Festrad angeordnet sind. Die Teilantriebsstränge bilden zusammen mit dem Abtriebsstrang jeweils ein Teilgetriebe mit Gangzahnradpaaren, wobei das jeweilige auf der Abtriebswelle angeordnete Zahnrad mit einem Zahnrad auf der ersten Antriebswelle und mit einem Zahnrad auf der zweiten Antriebswelle kämmt, also wahlweise, je nach geschalteter Gangkupplung, an einer Übersetzung des ersten Teilgetriebes oder des zweiten Teilgetriebes partizipiert. Das erste Teilgetriebe ist über eine Reibungskupplung mit einem Verbrennungsmotor verbindbar, das zweite Teilgetriebe ist mit einer Elektro- maschine permanent antriebsverbunden. Ein Wechsel der Kopplung zwischen der ersten und der zweiten Antriebswelle mit der Abtriebswelle erfolgt durch Schalten von Gangzahnradpaaren, wobei einige der Gänge durch Schalten eines einzelnen Zahnradpaares im Kraftfluss von einer der Antriebswellen auf die Abtriebswelle und andere Gänge durch Hintereinanderschalten zweier oder mehr Zahnradpaare im Wechsel von der einen Antriebswelle über die andere Antriebswelle auf die Abtriebswelle darstellbar sind. Bestimmte Gänge winden sich somit im Kraftfluss über beide Teilgetriebe.
Die DE 101 33 695 A1 und die US 6,634,247 B2 zeigen ein weiteres automatisiertes Schaltgetriebe mit Hybridantrieb. Das Getriebe weist zwei Eingangswellen und zwei eingangsseitige Kupplungen auf. Die beiden Eingangswellen bilden mit darauf angeordneten Los- und Festrädern sowie zugeordneten Schaltvorrichtungen jeweils ein Teilgetriebe. Die beiden Teilgetriebe sind entweder achsparallel mit jeweils einer Ausgangswelle oder mit einem achsparallelen Abtrieb ausgebildet, oder sie sind ineinander verschachtelt angeordnet, wobei die beiden Eingangswellen in üblicher Doppelkupplungsbauweise koaxial übereinander angeordnet sind und eine Ausgangswelle axial dahinter oder achsparallel angeordnet ist. Eine Elektromaschine greift an einem der beiden Teilgetriebe an. Diese Elektromaschine kann getriebeausgangsseitig, d.h. an dem einer Antriebseinheit, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, gegenüberliegenden Ende einer Getriebeeingangswelle angeordnet sein, wobei die Getriebeeingangswelle über die zugehörige eingangsseitige Kupplung mit einer Antriebswelle der Antriebseinheit wirkverbindbar ist. Insbesondere kann die Elektromaschine drehbar auf einer Getriebeausgangswelle angeordnet und mit einer der Getriebeeingangswellen über eine Zahnradstufe wirkverbunden sein. Die Elektromaschine kann alternativ dazu auch achsparallel zu einer der Getriebeeingangswellen angeordnet und über eine Zahnradstufe mit einer der Getriebeeingangswelle wirkverbunden sein.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein automatisiertes Schaltgetriebe mit Hybridantrieb anzugeben, das sowohl im elektrischen als auch im verbrennungsmotorischen Betrieb effizient ist. Insbesondere soll das Getriebe eine vergleichsweise große Ganganzahl ermöglichen und dennoch verlustarm im elektrischen Betrieb sowie bauraum- und kostengünstig sein.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Hybridfahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe, bei dem der Verbrennungsmotor im Wesentlichen als ein mechanischer Range-Extender fungiert, wobei der rein elektrische Betrieb einen signifikanten Anteil des gesamten Fahrbetriebs einnimmt, eine sinnvolle Erweiterung der Anzahl der verbrennungsmotorisch angetriebenen Gänge des Getriebes durch eine Gruppenbauweise erreicht werden kann. Der rein elektromotorische Betrieb bleibt von einer zusätzlich angeordneten Getriebegruppe, die unabhängig von einem elektrisch antreibbaren Getriebeeingang ist, unbeeinflusst.
Demnach geht die Erfindung aus von einem automatisierten Schaltgetriebe mit Hybridantrieb für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor und mit wenigstens einer Elektromaschine, mit einer ersten Eingangswelle, die dem Verbrennungsmotor zugeordnet ist, mit einer achsparallel zu der Eingangswelle angeordneten Ausgangswelle, und mit einem Hauptgetriebe umfassend mehrere durch Zahnradpaare gebildete Radsatzebenen und zugeordnete Schaltvorrichtungen für schaltbare Übersetzungen. Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass dem Hauptgetriebe ein Vorschaltgetriebe zugeordnet ist, das mit der ersten Eingangswelle gekoppelt ist, und dass die Elektromaschine mit einer zweiten, zu der ersten Eingangswelle diametral angeordneten Eingangswelle verbunden ist, derart, dass die Elektromaschine über das Vorschaltgetriebe mit der ersten Eingangswelle koppelbar ist sowie unabhängig von dem Vorschaltgetriebe mit der Ausgangswelle koppelbar ist.
Durch die Erweiterung des Schaltgetriebes um ein Vorschaltgetriebe am Getriebeeingang auf der Seite des Verbrennungsmotors wird die Anzahl der Gänge des Getriebes für den verbrennungsmotorischen Antrieb um den Faktor der Gangzahl des Vorschaltgetriebes erhöht. Im Falle eines zweigängigen Vorschaltgetriebes ergibt sich also eine Verdopplung der Gangzahl. Die Verwendung von solchen Vorschaltgetrieben ist an sich von Gruppengetrieben bekannt. Die höhere Gangzahl ermöglicht einen effizienteren und komfortableren Fahrbetrieb bei verbrennungsmotorischem Antrieb. Für die Getriebeanordnung nach der Erfindung ist wesentlich, dass sich die Vorschaltgruppe nur auf den verbrennungsmotorischen Antrieb des Hybridantriebstranges, nicht jedoch auf den elektromotorischen Antrieb auswirkt. Demnach werden die zusätzlichen mechanischen Komponenten, d.h. die Zahnräder der Vorschaltgruppe, bei rein elektrischem Fahrbetrieb nicht mitgedreht, so dass durch die höhere Ganganzahl keine zusätzlichen Reibungsverluste sowie Drehmomentverluste aufgrund der rotatorischen Massenträgheit dieser Komponenten entstehen.
Dies wird durch die Anbindung des Elektroantriebs an eine separate Eingangswelle und die Anordnung der Vorschaltgruppe an die Eingangswelle des Verbrennungsmotors des Getriebes ermöglicht, wobei die beiden Eingangswellen miteinander koppelbar sind. Die Elektromaschine wirkt somit über ihren Getriebeeingang mittels schaltbarer Zahnradpaare direkt auf den Getriebeabtrieb, um rein elektrisch antreibbare Gänge zu realisieren, wie sie bei einem Range-Extender-Fahrzeug vorgesehen sind. Der Verbrennungsmotor wirkt über das Vorschaltgetriebe und andere schaltbare Zahnradpaare auf den Getriebeabtrieb, um rein verbrennungsmotorisch antreibbare Gänge zu nutzen. Grundsätzlich ist dadurch eine wechselseitige Zugkraftunterstützung bei Schaltvorgängen möglich. Ebenso ist ein Zusammenwirken des Elektroantriebs mit dem Verbrennungsmotor mittels einer oder mehrerer Schaltvorrichtungen möglich, um verbrennungsmotorisch-elektromotorisch gekoppelt angetriebene Gänge mit parallelem Kraftfluss und die üblichen Hybridfunktionen eines Vollhybridantriebs, wie Boosten, Starterfunktion und Generatorbetrieb realisieren zu können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Hauptgetriebe mindestens drei Radsatzebenen aufweist, dass zwischen der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle eine Zwischenwelle angeordnet ist, und dass das Vorschaltgetriebe mindestens zwei weitere Radsatzebenen aufweist, wobei das Zahnradpaar der ersten Radsatzebene des Hauptgetriebes ein drehfest mit der zweiten Eingangswelle verbundenes Zahnrad aufweist, welches im Eingriff mit einem drehfest mit der Ausgangswelle verbindbaren Zahnrad steht, wobei das Zahnradpaar der zweiten Radsatzebene des Hauptgetriebes ein drehfest mit der zweiten Eingangswelle verbundenes Zahnrad aufweist, welches drehfest mit der Zwischenwelle verbindbar ist und im Eingriff mit einem drehfest mit der Ausgangswelle verbindbaren Zahnrad steht, wobei das Zahnradpaar der dritten Radsatzebene des Hauptgetriebes ein drehfest mit der Zwischenwelle verbindbares Zahnrad aufweist, welches im Eingriff mit einem drehfest mit der Ausgangswelle verbundenen Zahnrad steht, wobei das Zahnradpaar der ersten Radsatzebene des Vorschaltgetriebes ein drehfest mit der Zwischenwelle verbindbares Zahnrad aufweist, welches im Eingriff mit einem drehbar auf der Ausgangswelle angeordneten Zahnrad steht, wobei das Zahnradpaar der zweiten Radsatzebene des Vorschaltgetriebes ein drehfest mit der ersten Eingangswelle verbundenes Zahnrad aufweist, welches drehfest mit der Zwischenwelle verbindbar ist und im Eingriff mit einem drehbar auf der Ausgangswelle angeordneten Zahnrad steht, wobei die beiden drehbar auf der Ausgangswelle angeordneten Zahnräder des Vorschaltgetriebes drehfest miteinander verbunden sind.
Demnach ist das Vorschaltgetriebe als ein Vorgelegegetriebe ausgebildet, das die Getriebeausgangswelle als Vorgelegewelle nutzt. Als zweigängige Vorschaltgruppe weist das Vorschaltgetriebe zwei Radsatzebenen bzw. zwei Zahnradpaare auf, wobei auf der Zwischenwelle eine Schaltvorrichtung zur Schaltung der Gangräder vorgesehen ist. Die beiden Vorgelegeräder sind drehbar und fest miteinander verbunden auf der Vorgelegewelle angeordnet. Dadurch ergeben sich in Zusammenwirkung mit dem dreigängigen Hauptgetriebe insgesamt sechs Gänge aus fünf Radsatzebenen, im Gegensatz zu einem herkömmlichen Getriebe, bei dem fünf Gänge darstellbar sind.
Einer der beiden Gänge des Vorschaltgetriebes ist dabei als ein Direktgang ausgebildet, der andere Gang variiert die Übersetzungen des Hauptgetriebes. Einzelne Gänge sind als Windungsgänge realisiert, deren Kraftfluss sich über mehrere Radsatzebenen zwischen der Eingangsebene und der Vorgelegewelle windet, wobei bei einem solchen Gangwechsel zwei von insgesamt drei vorhandenen doppelseitigen Schaltvorrichtungen betätigt werden. Alle sechs Gänge können verbrennungsmotorisch angetrieben werden. In einzelnen Gängen kann die Elektromaschine unter Nulllast oder im Generatorbetrieb mitlaufen. Zwei der sechs Gänge, insbesondere ein erster Gang und ein dritter Gang, sind, entsprechend der beiden Zahnradpaare, die der Eingangswelle der Elektromaschine zugeordnet sind, auch als rein elektrisch antreibbare Gänge nutzbar. Außerdem kann die Elektromaschine übersetzungsneutral mit dem Verbrennungsmotor verbunden werden, um über einen Generatorbetrieb einen elektrischen Energiespeicher zu laden.
Diese Getriebestruktur kann eine im Wesentlichen geometrische Gangstufung aufweisen, bei der zumindest teilweise annähernd konstante Stufensprünge realisiert sind, so dass sich die Differenz der Höchstgeschwindigkeiten zwischen den Gängen mit steigendem Gang vergrößert. Grundsätzlich ist auch eine Erweiterung des Getriebes mit einer Vorschaltgruppe in Vorgelegebauweise möglich, die mehr als zwei Gänge aufweist, wodurch sich eine entsprechende Vervielfältigung der Anzahl möglicher Übersetzungen des Gesamtgetriebes ergibt.
Als eine alternative Ausführungsform der Erfindung kann das Vorschaltgetriebe als ein Planetengetriebe bestehend aus einem zentralen Sonnenrad, einem äußeren Hohlrad und mehreren zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad kämmenden, von einem Planetenträger geführten Planetenrädern ausgebildet sein. Dabei ist das Hohlrad drehfest mit der ersten Eingangswelle verbunden. Der Planetenträger ist drehfest mit der Zwischenwelle verbunden, und das Sonnenrad ist drehfest mit der ersten Eingangswelle oder mit einem ortsfesten Maschinenteil, beispielsweise einem Getriebegehäuse, verbindbar.
Es kann bei der Ausbildung des Vorschaltgetriebes als Planetengetriebe auch vorgesehen sein, dass das Hohlrad drehfest mit der ersten Eingangswelle oder mit einem ortsfesten Maschinenteil verbindbar ist, dass der Planetenträger drehfest mit der Zwischenwelle verbunden ist, und dass das Sonnenrad drehfest mit der ersten Eingangswelle verbunden ist.
Die Anordnung in Planetenbauweise hat die gleiche Funktionalität wie das Vorschaltgetriebe in Vorgelegebauweise, wobei in einer ersten Schaltstellung der Planetensatz im Block umläuft und in einer zweiten Schaltstellung die Gänge des Hauptgetriebes variiert werden. Die Ausgangswelle des Getriebes kann jedoch kürzer und damit besonders Bauraum und Gewicht sparend ausgebildet sein, da die Vorgelegeräder des Vorschaltgetriebes entfallen.
Die Getriebestruktur erlaubt Schaltlogiken, die das Vorschaltgetriebe entweder als eine Splittergruppe oder als eine Range- bzw. Bereichsgruppe nutzen können.
Bei einer Auslegung des Vorschaltgetriebes als Splitgruppe wird jeder Gang des Hauptgetriebes durch die Splitgruppe als„Normal"-Gang und als„Low"-Gang verfügbar. Bei einem sequenziellen Durchschalten des Getriebes alterniert die Schaltstellung der Schaltvorrichtung des Vorschaltgetriebes. Die Gangfolge des Hauptgetriebes ist voll elektrisch zugkraftunterstützt, da bei jedem Gangwechsel die Elektromaschine entweder in der aktuellen Gangstellung an den Antriebsstrang gekoppelt verbleibt oder vor dem Trennen der Eingangswelle des Verbrennungsmotors vom Antriebsstang in eine Folgestellung umgeschaltet werden kann. Da die Gangfolge des Hauptgetriebes bei der Ansteuerung des Vorschaltgetriebes als Splitgruppe unverändert bleibt, bleibt somit eine volle elektrische Zugkraftunterstützung bei allen verbrennungsmotorischen Gangwechseln weiterhin erhalten.
Bei einer Auslegung des Vorschaltgetriebes als Range bzw. Bereichsgruppe werden die Gänge des Hauptgetriebes in zwei Bereichen geschaltet. Zunächst werden die Gänge in einem unteren Übersetzungsbereich durchgeschaltet, dann schaltet die Rangegruppe in ihre Direktverbindung mit dem Hauptgetriebe um und die Gänge werden anschließend in einem oberen Übersetzungsbereich durchgeschaltet. Eine solche Schaltlogik ermöglicht im Vergleich zur Funktion des Vorschaltgetriebes als Splitgruppe eine größere Gesamtspreizung des Getriebes. Die Bereichsumschaltung ist ohne weitere Maßnahmen nicht zugkraftunterstützt, da zwischen den beiden Radsatzpaaren der Eingangswelle der Elektromaschine umgeschaltet werden muss, während die Eingangswelle des Verbrennungsmotors vom Antriebsstrang bei der Umschaltung der Rangegruppe abgekoppelt ist. Für alle anderen Gangwechsel ist jedoch eine elektrische Zugkraftunterstützung verfügbar.
Au ßerdem kann eine zweite Elektromaschine vorgesehen sein, die zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Vorschaltgetriebe angeordnet ist. Die zweite Elektromaschine kann beispielsweise als ein Anfahrelement eingesetzt werden. Dadurch ist es möglich, zwischen dem Verbrennungsmotor und der Getriebeeingangswelle eine kostengünstige Trennkupplung anstelle einer üblichen Reibungskupplung anzuordnen oder gänzlich auf eine Kupplung am Getriebeeingang zu verzichten, so dass der Verbrennungsmotor über die Elektromaschine permanent mit der Eingangswelle wirkverbunden ist. Diese Elektromaschine kann auch als Generator zur Speisung eines Bordnetzes bzw. zum Laden eines elektrischen Energiespeichers sowie zum Starten des Verbrennungsmotors ansteuerbar sein. Die zweite Elektromaschine kann weiterhin so ausgelegt sein, dass sie permanent die erforderliche mittlere elektrische Leistung zur Versorgung der ersten Elektromaschine generieren kann, so dass ein temporärer Se- rienhybridmodus ansteuerbar ist.
Die Synchronisierung der Schaltvorgänge des Getriebes ist über eine Drehzahlregulierung der Elektromaschine und/oder des Verbrennungsmotors durchführbar. Daher können zur weiteren Kostenersparnis alle Schaltvorrichtungen zum Schalten von Übersetzungen als doppelseitig betätigbare, unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgebildet sein. Ein elektrischer Rückwärtsgang kann über eine Drehrichtungsumkehr des Elektroantriebs realisiert werden, wodurch eine separate Rückwärtsgangstufe entfallen kann.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
Fig. 1 eine erste Getriebestruktur eines automatisierten Schaltgetriebes mit
Hybridantrieb, mit einem Vorschaltgetriebe in Vorgelegebauweise, Fig. 2 eine erste Gangtabelle dieser Getriebestruktur für eine Funktion des Vorschaltgetriebes als Splitgruppe,
Fig. 3 eine zweite Gangtabelle dieser Getriebestruktur für eine Funktion des Vorschaltgetriebes als Rangegruppe,
Fig. 4 eine zweite Getriebestruktur eines automatisierten Schaltgetriebes mit
Hybridantrieb, mit einem Vorschaltgetriebe in Planetenbauweise, und
Fig. 5 eine dritte Getriebestruktur eines automatisierten Schaltgetriebes mit
Hybridantrieb, mit einem Vorschaltgetriebe in Planetenbauweise.
Demnach weist eine in Fig. 1 gezeigte Getriebestruktur 1 , beispielsweise für ein Range-Extender-Getriebe, ein Hauptgetriebe 2 und ein Vorschaltgetriebe 3 in Vorgelegebauweise auf. Die Getriebestruktur ist zur Drehmomentübertragung der Antriebsmomente eines Verbrennungsmotors VM und einer Elektromaschine EM mit insgesamt sechs Übersetzungsmöglichkeiten bzw. Gängen ausgebildet.
Das Vorschaltgetriebe 3 ist auf der zu dem Verbrennungsmotor VM zugewandten Getriebeseite angeordnet. Eine Antriebswelle 4 des Verbrennungsmotors VM ist über eine Anfahrkupplung K1 mit einer ersten Eingangswelle 5 des Getriebes verbindbar. Anstelle der Anfahrkupplung K1 kann eine zweite Elektromaschine vorgesehen sein (nicht dargestellt). Auf der gegenüberliegenden Getriebeseite ist diametral zu dem Verbrennungsmotor VM die Elektromaschine EM angeordnet. Das Hauptgetriebe 2 ist auf der der Elektromaschine EM zugewandten Getriebeseite angeordnet. Der Rotor der Elektromaschine EM ist mit einer zweiten Eingangswelle 6 verbunden. Axial zwischen den beiden Eingangswellen 5 und 6 ist eine Zwischenwelle 7 angeordnet. Axial parallel zu den beiden Eingangswellen 5, 6 und der Zwischenwelle 7 ist eine Ausgangs- bzw. Abtriebswelle 8 des Getriebes angeordnet.
Das Getriebe umfasst fünf Radsatzebenen Z1 , Z2, Z3, Z5, Z6 sowie eine zwischen der zweiten und der dritten Radsatzebene Z2, Z3 angeordnete Abtriebsstufe Z4 zum Antrieb der Fahrzeugräder 1 1 einer angetrieben Achse 9 über ein Differenzial 10. Zum Schalten von Übersetzungen sind drei als doppelseitig betätigbare Klauenkupplungen ausgebildete Schaltvorrichtungen S1 , S2, S3 im Getriebe angeordnet.
Unter einem Festrad wird im Folgenden ein mit einer Welle drehfest verbundenes Zahnrad verstanden. Unter einem Losrad wird ein Zahnrad verstanden, das drehbar auf einer Welle angeordnet ist und mittels einer Schaltvorrichtung drehfest mit dieser Welle verbindbar ist.
Die ersten drei Radsatzebenen Z1 , Z2, Z3 bilden das Hauptgetriebe 2. Die erste elektromaschinenseitige Radsatzebene Z1 ist durch ein mit der zweiten Eingangswelle 6 drehfest verbundenes Festrad z1 1 und ein mit diesem kämmenden, auf der Ausgangswelle bzw. Vorgelegewelle 8 drehbar angeordneten Losrad z21 gebildet. Das Losrad z21 ist über die zweite Schaltvorrichtung S2 in einer ersten Schaltstellung mit der Vorgelegewelle 8 drehfest verbindbar. Das Zahnradpaar z1 1 /z21 der Radsatzebene Z1 ist für einen ersten Gang 1 G des Hauptgetriebes 2 ausgelegt.
Die zweite Radsatzebene Z2 umfasst ein auf der zweiten Eingangswelle 6 angeordnetes Festrad z12 und ein auf der Vorgelegewelle 8 sitzendes Losrad z22, welches mittels der zweiten Schaltvorrichtung S2 in einer zweiten Schaltstellung mit der Vorgelegewelle 8 drehfest verbindbar ist. Das Zahnradpaar z12/z22 der Radsatzebene Z2 ist für einen dritten Gang 3G des Hauptgetriebes 2 ausgelegt.
Die dritte Radsatzebene Z3 umfasst ein auf der Zwischenwelle 7 angeordnetes Losrad z1 3, welches mit der ersten Schaltvorrichtung S1 in einer zweiten Schaltstellung mit der Zwischenwelle 7 drehfest verbindbar ist. Das Losrad z13 befindet sich im Eingriff mit einem auf der Vorgelegewelle 8 angeordneten zugehörigen Festrad z23. Das Zahnradpaar z13/z23 der Radsatzebene Z3 ist als ein zweiter Gang 2G des Hauptgetriebes 2 ausgelegt. Durch die erste Schaltvorrichtung S1 ist außerdem in einer ersten Schaltstellung das Festrad z1 2 der zweiten Radsatzebene Z2 und damit die elektromaschinenseitige, zweite Eingangswelle 6 mit der Zwischenwelle 7 drehfest verbindbar.
Die beiden verbrennungsmotorseitigen Radsatzebenen Z5, Z6 bilden das Vorschaltgetriebe 2. Die eine Radsatzebene Z5 umfasst ein auf der Zwischenwelle 7 ange- ordnetes Losrad z15, welches mit der dritten Schaltvorrichtung S3 in einer ersten Schaltstellung mit der Zwischenwelle 7 drehfest verbindbar ist. Das Losrad z1 5 befindet sich im Eingriff mit einem auf der Vorgelegewelle 8 drehbar angeordneten Zahnrad z25.
Die andere verbrennungsmotorseitige Radsatzebene Z6 umfasst ein mit der ersten Eingangswelle 5 drehfest verbundenes Festrad z1 6, welches sich im Eingriff mit einem auf der Vorgelegewelle 8 drehbar angeordneten Zahnrad z26 befindet. Die beiden drehbar auf der Vorgelegewelle 8 gelagerten Zahnräder z25 und z26 sind drehfest miteinander verbunden. Durch die dritte Schaltvorrichtung S3 ist in einer zweiten Schaltstellung außerdem das Festrad z1 6 der Radsatzebene Z6 und damit die verbrennungsmotorseitige, erste Eingangswelle 5 mit der Zwischenwelle 7 drehfest verbindbar.
Die zwischen der zweiten und der dritten Radsatzebene Z2, Z3 angeordnete Abtriebsstufe Z4 umfasst ein auf der Vorgelegewelle 8 angeordnetes Festrad z24, welches mit einem Zahnrad z34 am Differenzial 1 0 der antreibbaren Fahrzeugachse 9 kämmt.
Fig. 2 zeigt eine Gangtabelle dieser Getriebestruktur 1 gemäß Fig. 1 . Das Vorschaltgetriebe 3 wird bei dieser Schaltlogik als eine Splitgruppe angesteuert. In der Tabelle sind in der linken Spalte die verbrennungsmotorischen Gänge und in der rechten Spalte die elektromotorischen Gänge aufgeführt. Die drei mittleren Spalten zeigen die jeweilige Schaltstellung Ii = links oder re = rechts der Schaltvorrichtungen S1 , S2, S3 an. Die Gangtabelle beginnt mit zwei rein elektromotorisch antreibbaren Gängen. Diese entsprechen dem ersten Gang 1 G und dem dritten Gang 3G des Hauptgetriebes 2. Die beiden elektromotorisch antreibbaren Gänge 1 G, 3G werden durch die zweite Schaltvorrichtung S2 geschaltet bzw. umgeschaltet. Die übrigen Getriebekomponenten sind vom Kraftfluss im Antriebsstrang weitgehend abgekoppelt. Insbesondere werden die Zahnräder z1 5, z25, z16, z26 der beiden Radsatzebenen Z5, Z6 des Vorschaltgetriebes 3 nicht mitgedreht.
In der Tabelle der Fig. 2 folgt eine Neutralstellung N des Getriebes mit einer Wirkverbindung zwischen der Elektromaschine EM und dem Verbrennungsmotor VM. Der Kraftschluss ist über die beiden Schaltvorrichtungen S1 und S3 der Eingangswellenebene hergestellt, indem die beiden Eingangswellen 5, 6 mit der Zwischenwelle 7 drehfest verbunden geschaltet sind. Diese übersetzungsneutrale Schaltung ist als eine Ladestellung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers oder zur Versorgung anderer Verbraucher im Bordnetz des Fahrzeuges über einen Generatorbetrieb der Elekt- romaschine EM nutzbar.
Die weiteren Gänge sind durch den Verbrennungsmotor VM angetrieben. Die verbrennungsmotorischen Gänge sind mittels des Vorschaltgetriebes 3 jeweils als „Low"-Gang 1 L, 2L, 3L und als„Normal"-Gang 1 , 2, 3 verfügbar. Die Umschaltung zwischen„Low" und„Normal" erfolgt durch alternierendes Schalten der zugehörigen Schaltvorrichtung S3 des Vorschaltgetriebes bzw. der Splitgruppe 3. Die Elektrorma- schine EM ist in allen verbrennungsmotorischen Gängen über die erste und/oder die zweite Schaltvorrichtung S1 , S2 an den Antriebsstrang angekoppelt. Beim Gangwechsel vom zweiten„Normal"-Gang in den dritten„Low"-Gang wird zunächst die zweite Schaltvorrichtung S2 umgeschaltet bevor die Unterbrechung bzw. Umschaltung des verbrennungsmotorischen Kraftflusses erfolgt. Bei den übrigen Gangwechseln bleibt die Schaltstellung der zweiten Schaltvorrichtung S2 unverändert, so dass die elektrische Zugkraftunterstützung in der gesamten verbrennungsmotorischen Gangfolge voll zur Verfügung steht. Insgesamt stehen somit sechs Gänge zur Verfügung, von denen zwei rein elektrisch betreibbar sind.
Fig. 3 zeigt eine alternative Gangtabelle der Getriebestruktur 1 gemäß Fig. 1 , bei der das Vorschaltgetriebe 3 als eine Rangegruppe angesteuert wird. Die elektromotorischen Gänge und die Ladestellung werden so wie in der Tabelle der Fig. 2 dargestellt geschaltet. Bei den verbrennungsmotorischen Gängen werden zunächst die Gänge 1 G, 2G, 3G des Hauptgetriebes 2 in der übersetzten Schaltstellung S3 = Ii, d.h. im unteren Bereich der Rangegruppe 3, durchgeschaltet. Der Kraftfluss läuft dabei zunächst über die verbrennungsmotorseitige Radsatzebene Z6 auf die Vorgelegewelle 8 und von dort zurück über die Zwischenwelle 7. Anschließend schaltet das Vorschaltgetriebe 3 bzw. die Rangegruppe 3 in den oberen Bereich um und die drei Gänge 1 G, 2G, 3G des Hauptgetriebes 2 werden erneut durchgeschaltet. Die Bereichsumschaltung erfolgt nicht zugkraftunterstützt, da während des Umschaltens der Schaltvorrichtung S3 der Rangegruppe 3 gleichzeitig im Hauptgetriebe 2 vom dritten Gang 3G in den ersten Gang 1 G über die zweite Schaltvorrichtung S2 umgeschaltet wird. Fig. 4 zeigt eine Getriebestruktur 1 ', bei der anstelle des Vorschaltgetriebes 3 in Vorgelegebauweise ein Vorschaltgetriebe 3' in Planetenbauweise vorhanden ist. Das Planetengetriebe 3' umfasst ein zentrales Sonnenrad 12, ein Hohlrad 13 und mehrere, zwischen dem Sonnenrad 1 2 und dem Hohlrad 13 angeordnete und mit diesen kämmende, von einem Planetenträger 14 geführte Planetenräder 15. Das Sonnenrad 1 2 ist mittels der Schaltvorrichtung S3 in einer ersten Schaltstellung drehfest mit einem ortsfesten Maschinenteil 1 6, beispielsweise einem Gehäuseteil des Getriebes, verbindbar, und in einer zweiten Schaltstellung drehfest mit einer verbrennungsmotorseitigen Eingangswelle 5' verbindbar. Das Hohlrad 1 3 ist drehfest mit der Eingangswelle 5' verbunden und der Planetenträger 14 ist drehfest mit einer Zwischenwelle 7' verbunden. Die Zwischenwelle T stellt wie bei der Getriebestruktur 1 gemäß Fig. 1 die Schnittstelle zwischen dem Hauptgetriebe 2' und dem Vorschaltgetriebe 3' dar. Das Hauptgetriebe 2' ist im Wesentlichen baugleich mit dem Hauptgetriebe 2 aus Fig. 1 , wobei vorteilhaft eine verkürzte Ausgangswelle 8' angeordnet ist.
In Fig. 5 ist eine Getriebestruktur 1 " mit einem Vorschaltgetriebe 3" in Planetenbauweise gezeigt, bei dem ein Hohlrad 13' drehfest mit der ersten Eingangswelle 5' oder mit dem ortsfesten Maschinenteil 16 verbindbar ist, ein Planetenträger 14' drehfest mit der Zwischenwelle 7' verbunden ist, und ein Sonnenrad 12' drehfest mit der ersten Eingangswelle 5' verbunden ist.
Das in Fig. 4 gezeigte Vorschaltgetriebe 3' in Planetenbauweise ist als eine Split- gruppe vorgesehen. Das in Fig. 5 gezeigte Vorschaltgetriebe 3" in Planetenbauweise ist als eine Rangegruppe vorgesehen.
Die als Planetengetriebe ausgebildeten Vorschaltgetriebe 3' bzw. 3" der Figuren 4 und 5 besitzen die gleiche Funktionalität wie das als Vorgelegegetriebe ausgebildete Vorschaltgetriebe 3. Bei dem Vorschaltgetriebe 3 in Vorgelegebauweise wird das Hauptgetriebe 2 entweder mit einer Übersetzung überlagert, die über zwei Radsatzebenen Z5, Z6 realisiert wird, oder es wird eine Direktverbindung der Eingangswelle 5 mit der Zwischenwelle 7 geschaltet, bei der die Radsatzpaare z15/z25 und z1 6/z26 frei mitlaufen. Bei dem Vorschaltgetriebe 3', 3" in Planetenbauweise wird das Hauptgetriebe 2' entweder mit einer Übersetzung überlagert, die über den Planetensatz 1 5 realisiert wird, oder es wird eine Direktverbindung der Eingangswelle 5' mit der Zwischenwelle T geschaltet, indem der Planetensatz 15 verblockt wird. Folglich sind die in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Gangfolgen auch für eine Ansteuerung des Vorschaltgetriebes 3' bzw. 3" als Splitgruppe bzw. als Rangegruppe schaltbar. Die Gangstufung und Gesamtspreizung können unterschiedlich sein.
Bezuqszeichenliste , 1 M " Getriebestruktur
, 2' Hauptgetriebe
, 3\ 3" Vorschaltgetriebe
Antriebswelle
, 5' Eingangswelle
Eingangswelle
, T Zwischenwelle
, 8' Ausgangswelle
Antriebsachse
1 0 Differenzial
1 1 Fahrzeugrad
1 2, 1 2' Sonnenrad
13, 13' Hohlrad
14, 14' Planetenträger
1 5 Planetenrad
1 6 Maschinenteil
1 G erster Hauptgetriebegang
2G zweiter Hauptgetriebegang
3G dritter Hauptgetriebegang
EM Elektromaschine
K1 Anfahrkupplung
S1 - S3 Schaltvorrichtung
VM Verbrennungsmotor
Z1 Radsatzebene
Z2 Radsatzebene
Z3 Radsatzebene
Z4 Abtriebsstufe
Z5 Radsatzebene
Z6 Radsatzebene
z1 1 , z21 Zahnrad
z1 2, z22 Zahnrad z13, z23 Zahnrad z24, z34 Zahnrad z15, z25 Zahnrad z16, z26 Zahnrad

Claims

Patentansprüche
1 . Automatisiertes Schaltgetriebe mit Hybridantrieb für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor (VM) und wenigstens einer Elektroma- schine (EM), mit einer ersten Eingangswelle (5, 5'), die dem Verbrennungsmotor (VM) zugeordnet ist, einer achsparallel zu der Eingangswelle (5, 5') angeordneten Ausgangswelle (8, 8'), und einem Hauptgetriebe (2, 2') umfassend mehrere durch Zahnradpaare (z1 1 /z21 , z12/z22, z1 3/z23) gebildete Radsatzebenen (Z1 , Z3, Z3) und zugeordnete Schaltvorrichtungen (S1 , S2) für schaltbare Übersetzungen, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hauptgetriebe (2, 2') ein Vorschaltgetriebe (3, 3', 3") zugeordnet ist, das mit der ersten Eingangswelle (5, 5') gekoppelt ist, und dass die Elektromaschine (EM) mit einer zweiten, zu der ersten Eingangswelle (5, 5') diametral angeordneten Eingangswelle (6) verbunden ist, derart, dass die Elektromaschine (EM) über das Vorschaltgetriebe (3, 3', 3") mit der ersten Eingangswelle (5, 5') koppelbar ist sowie unabhängig von dem Vorschaltgetriebe (3, 3', 3") mit der Ausgangswelle (8, 8') koppelbar ist.
2. Automatisiertes Schaltgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgetriebe (2) mindestens drei Radsatzebenen (Z1 , Z3, Z3) aufweist, dass zwischen der ersten Eingangswelle (5) und der zweiten Eingangswelle (6) eine Zwischenwelle (7) angeordnet ist, und dass das Vorschaltgetriebe (3) mindestens zwei weitere Radsatzebenen (Z5, Z6) aufweist, wobei das Zahnradpaar (z1 1 /z21 ) der ersten Radsatzebene (Z1 ) des Hauptgetriebes (2) ein drehfest mit der zweiten Eingangswelle (6) verbundenes Zahnrad (z1 1 ) aufweist, welches im Eingriff mit einem drehfest mit der Ausgangswelle (8) verbindbaren Zahnrad (z21 ) steht, wobei das Zahnradpaar (z12/z22) der zweiten Radsatzebene (Z2) des Hauptgetriebes (2) ein drehfest mit der zweiten Eingangswelle (6) verbundenes Zahnrad (z12) aufweist, welches drehfest mit der Zwischenwelle (7) verbindbar ist und im Eingriff mit einem drehfest mit der Ausgangswelle (8) verbindbaren Zahnrad (z22) steht, wobei das Zahnradpaar (z1 3/z23) der dritten Radsatzebene (Z3) des Hauptgetriebes (2) ein drehfest mit der Zwischenwelle (7) verbindbares Zahnrad (z1 3) aufweist, welches im Eingriff mit einem drehfest mit der Ausgangswelle (8) verbundenen Zahnrad (z23) steht, wobei das Zahnradpaar (z15/z25) der ersten Radsatzebene (Z5) des Vorschaltgetriebes (3) ein drehfest mit der Zwischenwelle (7) verbindbares Zahnrad (z15) aufweist, welches im Eingriff mit einem drehbar auf der Ausgangswelle (8) angeordneten Zahnrad (z25) steht, wobei das Zahnradpaar (z16/z26) der zweiten Radsatzebene (Z6) des Vorschaltgetriebes (3) ein drehfest mit der ersten Eingangswelle (5) verbundenes Zahnrad (z1 6) aufweist, welches drehfest mit der Zwischenwelle (7) verbindbar ist und im Eingriff mit einem drehbar auf der Ausgangswelle (8) angeordneten Zahnrad (z26) steht, wobei die beiden drehbar auf der Ausgangswelle (8) angeordneten Zahnräder (z25, z26) des Vorschaltgetriebes (3) drehfest miteinander verbunden sind.
3. Automatisiertes Schaltgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgetriebe (2') mindestens drei Radsatzebenen (Z1 , Z2, Z3) umfasst, dass zwischen der ersten Eingangswelle (5') und der zweiten Eingangswelle (6) eine Zwischenwelle (7') angeordnet ist, und dass das Vorschaltgetriebe (3') als ein Planetengetriebe bestehend aus einem zentralen Sonnenrad (12), einem äu ßeren Hohlrad (13) und mehreren zwischen dem Sonnenrad (12) und dem Hohlrad (1 3) kämmenden, von einem Planetenträger (14) geführten Planetenrädern (1 5) ausgebildet ist, wobei das Hohlrad (13) drehfest mit der ersten Eingangswelle (5') verbunden ist, der Planetenträger (14) drehfest mit der Zwischenwelle (7') verbunden ist, und das Sonnenrad (1 2) drehfest mit der ersten Eingangswelle (5') oder mit einem ortsfesten Maschinenteil (1 6) verbindbar ist.
4. Automatisiertes Schaltgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgetriebe (2') mindestens drei Radsatzebenen (Z1 , Z2, Z3) umfasst, dass zwischen der ersten Eingangswelle (5') und der zweiten Eingangswelle (6) eine Zwischenwelle (7') angeordnet ist, und dass das Vorschaltgetriebe (3") als ein Planetengetriebe bestehend aus einem zentralen Sonnenrad (12'), einem äußeren Hohlrad (13') und mehreren zwischen dem Sonnenrad (12') und dem Hohlrad (13') kämmenden, von einem Planetenträger (14') geführten Planetenrädern (15) ausgebildet ist, wobei das Hohlrad (13') drehfest mit der ersten Eingangswelle (5') oder mit einem ortsfesten Maschinenteil (16) verbindbar ist, der Planetenträger (14') drehfest mit der Zwischenwelle (7') verbunden ist, und das Sonnenrad (12') drehfest mit der ersten Eingangswelle (5') verbunden ist.
5. Automatisiertes Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorschaltgetriebe (3) als eine Splitgruppe wirksam ist.
6. Automatisiertes Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorschaltgetriebe (3', 3") als eine Rangegruppe wirksam ist.
7. Automatisiertes Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verbrennungsmotor (VM) und dem Vorschaltgetriebe (3, 3', 3") eine zweite Elektromaschine angeordnet ist.
8. Automatisiertes Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtungen (S1 , S2, S3) als doppelseitig betätigbare Klauenkupplungen ausgebildet sind.
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