WO2017108303A1

WO2017108303A1 - Getriebe eines kraftfahrzeugs und verfahren zum betreiben eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: WO2017108303A1
Application number: PCT/EP2016/078432
Authority: WO
Inventors: Michael Preuss; Johannes Kaltenbach; Christian Mittelberger; Johannes Glückler; Stefan Renner; Rayk Gersten
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2017-06-29
Also published as: DE102015226251A1; US20190077246A1; US10940749B2

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Hybridantrieb, mit einem Getriebe (1) und einem mindestens eine Bremse (24) aufweisenden Abtrieb (21); wobei das Getriebe (1) ein Hauptgetriebe (HG) mit zwei Getriebeeingangswellen (4, 5), eine Ausgangswelle (3), sowie zwei Planetengetriebe (PG1, PG2) aufweist; wobei das Hauptgetriebe (HG) fünf Radebenen (R1-R5) umfasst; wobei das Getriebe fünf Schaltelemente (S1-S5) umfasst; wobei ein erstes Planetengetriebe (PG1 ) als Bereichsgruppe an das Hauptgetriebe (HG) derart anschließt, dass das vierte Schaltelement (S4) in einer Schaltstellung (H) die fünfte Radebene (R5) und ein Element (ST1) des erstes Planetengetriebes (PG1 ) verbindet, und dass das fünfte Schaltelement (S5) ein Element (HR1) des ersten Planetengetriebes (PG1) in einer Schaltstellung mit der Ausgangswelle (3) koppelt und in einer anderen Schaltstellung gehäusefest arretiert; wobei ein zweites Planetengetriebe (PG2) derart als Planetenstufe geschaltet ist, dass die elektrische Maschine (2) mit einem Element (SR2) des zweiten Planetengetriebe (PG2) permanent verbunden ist; wobei dann, wenn bei Fahrt mit einem im Getriebe (1) eingelegten Gang am Abtrieb (21) die oder jede Bremse (24) im Sinne einer Vollbremsung geschlossen wird, ein Schaltelement des Getriebes (1) über die elektrische Maschine (2) und/oder eine einer der Getriebeeingangswellen zugeordnete Bremse zunächst entlastet und nachfolgend zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors (20) vom Abtrieb (21) geöffnet wird.

Description

Getriebe eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs.

Ein Getriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, bei dem eine Vielzahl von Gängen, also feste Übersetzungsverhältnisse zwischen zwei Wellen des Getriebes, durch Schaltelemente bevorzugt automatisiert schaltbar sind. Derartige Getriebe finden vor allem in Kraftfahrzeugen, insbesondere auch bei Nutzfahrzeugen, Anwendung, um die Drehzahl- und Drehmomentabgabecharakteristik der Antriebseinheit den Fahrwiderständen des Fahrzeugs in geeigneter weise anzupassen.

Fahrzeuge mit Hybridantrieben sind aus dem Stand der Technik bekannt. Hybridantriebe besitzen dabei zwei oder mehr verschiedene Antriebsquellen, wobei sich weitgehend Antriebsstränge mit einem Verbrennungsmotor und einer oder mehreren elektrischen Maschinen als Parallelhybrid oder als Mischhybrid durchgesetzt haben. Diese Varianten besitzen eine im Kraftfluss im Wesentlichen parallele Anordnung des Verbrennungsmotors und der elektrischen Maschine und damit ist sowohl eine Überlagerung der Antriebsmomente als auch eine Ansteuerung mit rein verbrennungsmotorischem Antrieb oder rein elektromotorischem Antrieb möglich.

Aus der DE 10 2010 030 573 A1 ist ein Hybridantrieb mit einem automatisierten Schaltgetriebe bekannt, der einen Verbrennungsmotor aufweist, der mit wenigstens einer ersten Getriebeeingangswelle verbunden ist, mit einem Elektroantrieb, der wenigstens eine elektrische Maschine aufweist, die mit einer zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist, mit wenigstens einer Vorgelegewelle, mit in mehreren Radsatzebenen angeordneten Losrädern und Festrädern, mit mehreren Gangschaltvorrichtungen und mit einer Getriebeabtriebswelle. Die beiden Getriebeeingangswellen sind koaxial zueinander angeordnet, wobei eine Gangschaltvorrichtung in einer ihrer Schalstellungen die beiden Getriebeeingangswellen antriebswirksam miteinander verbindet, und in einer andern Schaltstellung einen Gang schaltet. Damit ist eine Teilgetriebekoppelung möglich, die die beiden Eingangswellen miteinander koppelt, ohne dass ein Gang geschaltet wird. Um einen möglichst effektiven Betrieb des Hybridantriebs zu erreichen, werden Antriebsstrategien eingesetzt, die den Elektroantrieb situationsbedingt flexibel einsetzen, beispielsweise zum Anfahren, als Startergenerator oder als Generator zur Stromerzeugung.

Aus der DE 10 2010 063 582 A1 ist eine Vorrichtung für einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs bekannt, mit einem die Elemente Steg, Sonnenrad und Hohlrad aufweisenden Planetengetriebe, wobei ein erstes Element dieser Elemente des Planetengetriebes der festen Anbindung einer ersten Getriebeeingangswelle eines ersten Teilgetriebes eines Getriebes dient, und wobei ein zweites Element dieser Elemente des Planetengetriebes der festen Anbindung einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebs dient, mit einem ersten Schaltelement, über welches ein drittes Element dieser Elemente des Planetengetriebes in einer ersten Schalstellung des ersten Schaltelements an einer zweiten Getriebeeingangswelle eines zweiten Teilgetriebes des Getriebes, an welcher ferner ein Verbrennungsmotor des Hybridantriebs koppelbar ist, und in einer zweiten Schaltstellung des ersten Schaltelements gehäu- seseitig bzw. statorseitig anbindbar ist, und mit einem zweiten Schaltelement, über welches bei geschlossenem zweiten Schaltelement beide Getriebeeingangswellen beider Teilgetriebe aneinander koppelbar und bei geöffnetem zweiten Schaltelement beide Getriebeeingangswellen beider Teilgetriebe voneinander trennbar sind. Damit ist ein elektrodynamisches Anfahren und auch elektrodynamisches Schalten möglich. Außerdem kann die elektrische Maschine als Startergenerator verwendet werden.

Ausgehend vom Stand der Technik stellt sich die Aufgabe ein automatisiertes last- schaltbares Schaltgetriebe für Hybridanwendungen zu schaffen, welches die verschiedensten Vorteile der bestehenden Schaltgetriebe verbindet und diese so umsetzt, dass ein Getriebe bzw. ein Antriebsstrang mit diesem Getriebe mit geringem Bauaufwand und hohem Wirkungsgrad entsteht, der speziell eine Spreizung und Stufung für LKWs aufweist. Ferner soll ein Verfahren zum Betreiben eines ein Getriebe aufweisenden Kraftfahrzeugs geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das Getriebe weist ein zwei parallel geschaltete Teilgetriebe umfassendes Hauptgetriebe, eine Ausgangswelle, sowie zwei die Elemente Steg, Sonnenrad und Hohlrad aufweisende Planetengetriebe auf. Das Hauptgetriebe umfasst zwei Getriebeeingangswellen, eine erste Radebene, eine zweite Radebene, eine dritte Radebene, eine vierte Radebene und eine fünfte Radebene. Das Getriebe umfasst ein erstes Schaltelement, ein zweites Schaltelement, ein drittes Schaltelement, ein viertes Schaltelement und ein fünftes Schaltelement. Ein erstes Planetengetriebe schließt sich als Bereichsgruppe an das Hauptgetriebe derart an, dass das vierte Schaltelement in einer Schaltstellung die fünfte Radebene und ein Element des ersten Planetengetriebes verbindet, und dass das fünfte Schaltelement ein Element des ersten Planetengetriebes in einer Schaltstellung mit der Ausgangswelle koppelt und in einer anderen Schaltstellung gehäusefest arretiert. Ein zweites Planetengetriebe ist derart zwischen eine elektrische Maschine des Hybridantriebs und die erste Getriebeeingangswelle als Planetenstufe geschaltet, dass die elektrische Maschine mit einem Element des zweiten Planetengetriebes verbindbar ist. Der Verbrennungsmotor ist mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbindbar. Einer der Getriebeeingangswellen ist eine Bremse zugeordnet.

Das als Bereichsgruppe dienende erste Planetengetriebe dient der Verdopplung der Gangzahl des Hauptgetriebes, wobei zwei Bereiche geschaltet werden können, ein schneller und ein langsamer Bereich. In der ersten Schaltstellung des fünften Schaltelements, in der das Hohlrad des ersten Planetengetriebes mit dem Gehäuse verbunden ist, entsteht eine langsame Übersetzung und in einer zweiten Schaltstellung des fünften Schaltelements, in der das Hohlrad mit der Ausgangswelle gekoppelt ist und damit mit dem Planetenrad verblockt ist, wird eine schnelle Übersetzung hergestellt. Die fünfte Radebene bildet die Abtriebskonstante des Hauptgetriebes und kann mit Hilfe des vierten Schaltelements in einer seiner Schaltstellungen an den Steg der Bereichsgruppe gekoppelt werden. Über die Vorgelegewelle kann die elektrische Maschine die Zugkraft stützen, indem das Drehmoment direkt von der Vorgelegewelle über die Abtriebskonstante auf den Steg der Bereichsgruppe und damit auf die mit dem Steg der Bereichsgruppe verbundene Ausgangswelle übertragen wird, während das fünfte Schaltelement lastfrei wird und umgeschaltet werden kann. Ein weiterer Vorteil dieses Getriebes besteht darin, dass beim Fahren im Direktgang die Drehzahl der Vorgelegewelle abgesenkt werden kann, um Schleppverluste zum Beispiel an den Lagern und den Dichtungen zu reduzieren. Ferner kann die elektrische Maschine und insbesondere auch die Bremse, die einer der Getriebeeingangswellen zugeordnet ist, genutzt werden, um dann, wenn bei Fahrt mit einem im Getriebe eingelegten Gang am Abtrieb die oder jede Bremse im Sinne einer Vollbremsung geschlossen wird, ein Schaltelement des Getriebes zunächst zu entlasten und nachfolgend zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors vom Abtrieb zu öffnen. Es besteht dann keine Gefahr, dass der Verbrennungsmotor abgewürgt wird, obwohl durch die permanente Kopplung des Verbrennungsmotors an die zweite Getriebeeingangswelle zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe keine reibschlüssige Anfahrkupplung oder Trennkupplung geschaltet ist.

Dann, wenn die Bremse der ersten Getriebeeingangswelle zugordnet ist, greift eine Kupplungshälfte der vorzugsweise als reibschlüssige Kupplung ausgebildeten Bremse ständig an der ersten Getriebeeingangswelle an, an welcher auch die elektrische Maschine unter Zwischenschaltung der Planetenstufe angreift, wobei eine zweite Kupplungshälfte der Bremse gehäusefest angebunden ist, und wobei die Bremse normal offen ist. Dann, wenn die Bremse der zweiten Getriebeeingangswelle zugordnet ist, greift eine Kupplungshälfte der vorzugsweise als reibschlüssige Kupplung ausgebildeten Bremse ständig an der zweiten Getriebeeingangswelle an, an welcher auch der Verbrennungsmotor anbindbar ist, wobei eine zweite Kupplungshälfte der Bremse gehäusefest angebunden ist, und wobei die Bremse normal offen ist. Über eine solche Bremse kann dann, wenn bei im Getriebe eingelegten Gang am Abtrieb die oder jede Bremse im Sinne einer Vollbremsung geschlossen wird und die elektrische Maschine das Moment des Verbrennungsmotors nicht ausreichend abstützen kann, ein Schaltelement des Getriebes zunächst entlastet und nachfolgend zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors vom Abtrieb geöffnet werden. Es besteht keine Gefahr, dass der Verbrennungsmotor abgewürgt wird, obwohl zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe keine reibschlüssige Anfahrkupplung geschaltet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Anspruch 7 definiert. Dann, wenn bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs mit einem im Getriebe eingelegten Gang am Abtrieb die oder jede Bremse im Sinne einer Vollbremsung geschlossen wird, wird ein Schaltelement des Getriebes über die elektrische Maschine und/oder eine einer der Getriebeeingangswellen zugeordnete Bremse zunächst entlastet und nachfolgend zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors vom Abtrieb geöffnet. Es besteht keine Gefahr, dass der Verbrennungsmotor abgewürgt wird, obwohl durch die permanente Kopplung des Verbrennungsmotors an die zweite Getriebeeingangswelle zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe keine Anfahrkupplung geschaltet ist.

Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Getriebeschema eines Getriebes zusammen mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine;

Fig. 2A und 2B Schaltmatrizen des Getriebes der Fig. 1 ;

Fig. 3A bis 3C Antriebsstrangschemata eines Kraftfahrzeugs mit dem Getriebe der Fig. 1 und Weiterbildungen des Getriebes der Fig. 1 jeweils mit im Getriebe eingelegtem erstem Gang;

Fig. 4A und 4B Matrizen zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung.

Fig.1 zeigt eine Ausführungsform eines Getriebes 1 mit einer elektrischen Maschine 2, mit einem 5-Gang-Hauptgetriebe HG, das zwei Teilgetriebe umfasst, mit einer Ausgangswelle 3, einem ersten Planetengetriebe PG1 und einem zweiten Planetengetriebe PG2, die jeweils die Elemente Steg ST1 , ST2, mindestens ein Planetenrad PR1 , PR2, Sonnenrad SR1 , SR2 und Hohlrad HR1 , HR2 aufweisen. Das erste Planetengetriebe PG1 wird als Bereichsgruppe eingesetzt und schließt an die Hauptgruppe HG an. Das zweite Planetengetriebe PG2 wird als Planetenstufe zwischen der elektrischen Maschine 2 und der ersten Getriebeeingangswelle 4 angeordnet. Die erste Getriebeeingangswelle 4 ist als Hohlwelle ausgeführt und einem ersten Teilgetriebe des Hauptgetriebes HG zugeordnet. Eine zweite Getriebeeingangswelle 5 ist als Vollwelle ausgeführt und dem zweiten Teilgetriebe des Hauptgetriebes HG zugeordnet. Das Hauptgetriebe HG umfasst eine erste Radebene R1 , eine zweite Radebene R2, eine dritte Radebene R3, eine vierte Radebene R4 und eine fünfte Radebene R5 sowie ein erstes Schaltelement S1 , eine zweites Schaltelement S2, ein drittes Schaltelement S3 und ein viertes Schaltelement S4. Die fünfte Radebene R5 bildet die Abtriebskonstante des Hauptgetriebes HG. Alle Schaltelemente des Hauptgetriebes S1 bis S4 sind als doppeltwirkende, zweiseitige Schaltelemente ausgebildet und können zwei unterschiedliche Elemente des Getriebes 1 mit einer Welle oder einem Getriebebauteil verbinden. Die erste Radebene R1 wird durch ein erstes Losrad 6 der ersten Getriebeeingangswelle 4 mit einem ersten Festrad 12 einer Vorgelegewelle VW gebildet. Die zweite Radebene R2 wird durch ein Losrad 7 der ersten Getriebeeingangswelle 4 mit einem zweiten Festrad 13 der Vorgelegewelle VW gebildet. Die dritte Radebene R3 wird durch ein drittes Losrad 8 auf der zweiten Getriebeeingangswelle 5 und ein drittes Festrad 14 der Vorgelegewelle VW gebildet. Die vierte Radebene R4 wird durch ein viertes Losrad 9 auf der zweiten Getriebeeingangswelle 5 und ein viertes Festrad 15 auf der Vorgelegewelle VW gebildet. Die fünfte Radebene R5 wird durch ein fünftes Losrad 11 auf einer Hauptwelle 10 und ein fünftes Festrad 16 auf der Vorgelegewelle VW gebildet.

Die Hauptwelle 10 verläuft koaxial zu den Getriebeeingangswelle 4, 5 und der Ausgangswelle 3 und liegt zwischen der zweiten Getriebeeingangswelle 5 und der Vorgelegewelle VW verläuft parallel zur Achse der Getriebeeingangswellen 4, 5, der Hauptwelle 10 und der Ausgangswelle 3. Dabei kann das erste Schaltelement S1 in einer ersten Schaltstellung A die erste Radebene R1 oder in einer zweiten Schaltstellung B die zweite Radebene R2 mit der ersten Getriebeeingangswelle 4 verbinden. Das zweite Schaltelement S2 kann in einer ersten Schaltstellung C die erste Getriebeeingangswelle 4 oder in einer zweiten Schaltstellung D die dritte Radebene R3 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 5 verbinden. Das zweite Schaltelement S2 dient damit in der ersten Schaltstellung C der Teilgetriebekopplung. Das dritte Schaltelement S3 kann in einer ersten Schaltstellung E die vierte Radebene R4 oder in einer zweiten Schaltstellung F die Hauptwelle 10 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 5 koppeln. In der zweiten Schaltstellung F kann damit ein Direktgang geschaltet werden, wobei Drehmoment von der zweiten Getriebeeingangswelle 5 über die Haupt- welle 10 und das erste Planetengetriebe PG1 auf die Ausgangswelle 3 übertragen wird. Das vierte Schaltelement S4 kann in einer ersten Schaltstellung G die Hauptwelle 10 oder in einer zweiten Schaltstellung H den Steg ST1 des ersten Planeten- radgetriebes PG1 mit der fünften Radebene R5 verbinden. Die Abtriebskonstante, die fünfte Radebene R5 des Hauptgetriebes HG, kann damit über ein einziges Schaltelement, das vierte Schaltelement S4, entweder an das Sonnenrad SR1 oder an den Steg ST1 des ersten Planetengetriebes PG1 gekoppelt werden, da die Hauptwelle 10 direkt mit dem Sonnenrad SR1 des ersten Planetengetriebes verbunden ist. Durch die dadurch mögliche Koppelung der elektrischen Maschine 2 über die Abtriebskonstante an den Steg ST1 des ersten Planetengetriebes PG1 , wird das fünfte Schaltelement S5 lastfrei und kann umgeschaltet werden. Die elektrische Maschine 2 stützt also über die Vorgelegewelle VW die Zugkraft, so dass die Bereichsgruppe PG1 zugkraftunterstützt geschaltet werden kann. Ein weiterer Vorteil der Koppelung der elektrischen Maschine 2 an den Steg ST1 ist, dass die Drehzahl der Vorgelegewelle VW beim Fahren im Direktgang abgesenkt werden kann, um

Schleppverluste an Lager und Dichtungen zu reduzieren. Jedes der Schaltelemente S1 bis S4 kann auch in Neutral geschaltet werden, so dass es keines der genannten Elemente miteinander verbindet.

Das Getriebe 1 umfasst die Bereichsgruppe in Form des ersten Planetengetriebes PG1. Die Bereichsgruppe PG1 dient der Verdopplung der Gangzahlen des Hauptgetriebes HG. Dafür kann durch ein fünftes Schaltelement S5, welches der Bereichsgruppe PG1 zugeordnet ist, in einer ersten Schaltstellung L das Hohlrad HR1 des ersten Planetengetriebes PG1 mit einem gehäusefesten Bauteil 17 bzw. einem Gehäuseteil oder mit einem anderen drehfesten Bauelement des Getriebes 1 verbunden werden. Dadurch wird ein langsamer Bereich gebildet. In einer zweiten Schaltstellung S des fünften Schaltelements S5 kann das Hohlrad HR1 des ersten Planetengetriebes PG1 mit der Ausgangswelle 3 und damit auch mit dem Steg ST1 des ersten Planetengetriebes PG1 verbunden werden. Der Steg ST1 ist drehfest mit der Ausgangswelle 3 verbunden. Damit werden die Bauteile Steg ST1 und Hohlrad HR1 in der zweiten Schaltstellung S des Schaltelements S5 miteinander verblockt und bilden einen schnellen Bereich. Das Schaltelement S5 kann auch in Neutral geschaltet werden. Das zweite Planetengetriebe PG2 wird als Planetenstufe zwischen einer elektrischen Maschine 2 und der ersten Getriebeeingangswelle 4 angeordnet. Die elektrische Maschine 2 besitzt einen Stator 18, welcher drehfest mit einem gehäusefesten Bauteil 17 verbunden ist, sodass der Stator 18 keine Drehzahl annehmen kann. Ein drehbar gelagerter Rotor 19 der elektrischen Maschine 2 ist mit einer als Sonnenrad SR2 des zweiten Planetengetriebes PG2 ausgebildeten Planetenradsatzwelle der Planetenstufe PG2 permanent drehfest verbunden.

Der Steg ST2 des zweiten Planetengetriebes PG2 ist permanent drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle 4 verbunden. Das Hohlrad HR2 des zweiten Planetengetriebes PG2 ist über ein sechstes Schaltelement S6, welches dem zweiten Planetengetriebe PG2 zugeordnet ist, in einer ersten Schaltstellung I mit der zweiten Getriebeeingangswelle 5 verbindbar und in einer zweiten Schaltstellung J des sechsten Schaltelements S6 gehäusefest arretierbar. In der ersten Schaltstellung I des sechsten Schaltelements S6 kann die Planetenstufe PG2 als Überlagerungsgetriebe wirken. In der zweiten Schaltstellung J des sechsten Schaltelements S6 wirkt die Planetenstufe PG2 als feste Vorübersetzung für die elektrische Maschine 2. Dadurch kann die elektrische Maschine 2 kostengünstig mit weniger Drehmoment, dafür aber einer höheren Drehzahl ausgelegt werden. Das Schaltelement S6 kann auch in Neutral geschaltet werden.

Durch die Anordnung der elektrischen Maschine 2 mit der Planetenstufe PG2 an der ersten Getriebeeingangswelle 4 ist die elektrische Maschine 2 dem ersten Teilgetriebe zugeordnet.

Die zweite Getriebeeingangswelle 5 ist durch einen zweiten Antrieb angetrieben, nämlich durch einen Verbrennungsmotor 20. Der Verbrennungsmotor 20 ist damit mit der zweiten Getriebeeingangswelle 5 permanent verbunden bzw. verbindbar.

Jedem Teilgetriebe sind über die zugeordneten Radebenen R1 bis R5 schaltbare Gänge zugeordnet. Die erste Radebene R1 und die zweite Radebene R2 des Hauptgetriebes HG sind der ersten Getriebeeingangswelle 4 und damit dem ersten Teilgetriebe des Hauptgetriebes HG zugeordnet. Damit ist ein rein elektrisches Fahren über die zwei Gänge möglich, die über die zwei Radebenen R1 und R2 gebildet werden. Durch die Bereichsgruppe PG1 entstehen dabei vier schaltbare rein elektrische Gänge. Die Rückwärtsfahrt ist durch eine Drehrichtungsumkehr der elektrischen Maschine 2 möglich. Eine Trennkupplung bzw. Anfahrkupplung für den Verbrennungsmotor 20 ist zum rein elektrischen Fahren nicht notwendig und nicht vorhanden, da die zweite Getriebeeingangswelle 5 durch das Öffnen des zweiten und dritten Schaltelements S2, S3 abgekoppelt werden kann.

Die dritte Radebene R3 und die vierte Radebene R4 des Hauptgetriebes HG sind der zweiten Getriebeeingangswelle 5 und damit dem zweiten Teilgetriebe des Hauptgetriebes HG zugeordnet. Die fünfte Radebene R5 dient als Abtriebskonstante für beide Teilgetriebe des Hauptgetriebes HG. Durch die Teilgetriebekoppelung über das zweite Schaltelement S2 in der ersten Schaltstellung C können der Verbrennungsmotor 20 und die elektrische Maschine 2 die Gänge des jeweils anderen Teilgetriebes trotzdem nutzen. Dadurch, dass das zweite Schaltelement S2 als Doppelschaltelement, doppeltwirkendes zweiseitiges Schaltelement, ausgeführt ist, kann die elektrische Maschine 2 allerdings die dritte Radebene R3 des Hauptgetriebes HG nicht nutzen.

Durch die zwei Teilgetriebe können Verbrennungsmotor 20 und elektrische Maschine 2 mit unterschiedlichen Übersetzungen betrieben werden. Damit können für den Verbrennungsmotor 20 und für die elektrische Maschine 2 jeweils fahrsituationsabhängig geeignete Betriebspunkte gewählt werden. Die elektrische Maschine 2 kann teilweise auch ganz abgekoppelt werden und stillstehen und damit Nullastverluste vermeiden. Ein Abkoppeln der elektrischen Maschine 2 ist über das erste und das zweite Schaltelement S1 und S2 möglich, welche die erste Getriebeeingangswelle 4 nicht mit einem weiteren Bauteil verbinden dürfen, sowie dem sechsten Schaltelement S6, welches das Hohlrad HR2 der Planetenstufe nicht mit der zweiten Getriebeeingangswelle 5 koppeln darf. Durch die Teilgetriebekoppelung über das zweite Schaltelement S2 in der Schaltstellung C kann der Verbrennungsmotor 20 mit der elektrischen Maschine 2 verbunden werden, ohne dass ein Drehmoment zur Ausgangswelle 3 geleitet wird. Dabei sind zumindest das erste Schaltelemente S1 und das dritte Schaltelement S3 des Hauptgetriebes HG nicht betätigt, sondern in einer neutralen Stellung. Dadurch kann der Verbrennungsmotor 20 mit der elektrischen Maschine 2 gestartet werden oder es kann in Neutral, d.h. unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit, also auch im Stillstand, Strom erzeugt werden. Dabei treibt der Verbrennungsmotor 20 die elektrische Maschine 2 an. Die elektrische Maschine 2 arbeitet generatorisch.

Die Fig. 1 zeigt lediglich die obere Hälfte des zur Achse der Getriebeeingangswellen 4, 5, der Hauptwelle 10 und der Ausgangswelle 3 symmetrischen Radsatzes des Getriebes 1. Die Spiegelung an dieser Achse führt zu einer Variante mit zwei Vorgelegewellen VW, die zur Leistungsteilung dienen. Der Radsatz ist aber funktional identisch in der Ausführungsvariante mit nur einer Vorgelegewelle VW. Dies bedeutet, dass die Vorgelegewelle VW inklusive der zugehörigen Festräder 12, 13, 14, 15, 16 nicht gespiegelt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Fig. 1 lässt sich eine unter EDA, Elektrodynamisches Anfahren, bekannte Anfahrfunktion umsetzen. Die elektrische Maschine 2 kann dabei rein oder nur zur Unterstützung des Verbrennungsmotors 20 zum Anfahren und Beschleunigen verwendet werden.

Bei einem rein elektrischen Anfahren kann über das als Konstantübersetzung wirkende zweite Planetengetriebe PG2 ein erhöhtes Anfahrmoment bereitgestellt werden. Um elektrodynamisch anfahren zu können, muss das sechste Schaltelement S6 in seiner ersten Schaltstellung I sein. Wenn sich das sechste Schaltelement S6 in der ersten Schaltstellung I befindet, befindet sich das Getriebe 1 im EDA-Modus. Im Weiteren muss ein Gang des ersten Teilgetriebes, welcher der ersten Getriebeeingangswelle 4 zugeordnet ist, eingelegt sein und das zweite Teilgetriebe neutral, ohne Übertragung von Drehmoment, geschaltet sein. Der erste Gang G1 des Getriebes 1 wird in Fig. 1 der ersten Radebene R1 zugeordnet. Die erste Radebene R1 ist dabei dem ersten Teilgetriebe zugeordnet. Damit kann zum elektrodynamischen Anfahren das erste Schaltelement S1 in seiner ersten Schaltstellung A verwendet werden und im weiteren Kraftfluss kann für den ersten Gang G1 das vierte Schaltelement S4 in seiner ersten Schaltstellung G sein und das fünfte Schaltelement S5 in seiner ersten Schaltstellung L. Damit ist im ersten Gang G1 ein Kraftfluss von der ersten Getriebeeingangswelle 4 über die erste Radebene R1 , die Vorgelegewelle VW, die Abtriebskonstante R5, die Hauptwelle 10 und die Bereichsgruppe PG1 im langsamen Bereich vorbereitet. Bei Fahrzeugstillstand dreht der Verbrennungsmotor 20 z.B. mit der Leerlaufdrehzahl und die elektrische Maschine 2 dreht rückwärts, so dass der Steg ST2 der Planetenstufe PG2 still steht. Die Drehmomentverhältnisse an der Planetenstufe PG2 sind konstant. Das Drehmoment des Verbrennungsmotors 20 und das Drehmoment der elektrischen Maschine 2 addieren sich am Steg ST2 der Planetenstufe PG2. Während des elektrodynamischen Anfahrens ändert sich die Drehzahl der elektrischen Maschine 2 bis hin zum Blockumlauf an der Planetenstufe PG2. Das Anfahren kann beendet werden, indem das zweite Schaltelement S2 in dessen erste Schaltstellung C gebracht wird, und die Planetenstufe PG2 damit verblockt wird.

Wird das Getriebe 1 im EDA-Modus betrieben, ist als Lastschaltfunktion ein Elektrodynamisches Schalten (EDS) möglich. Dabei bleibt im EDA-Modus das sechste Schaltelement S6 in seiner ersten Schaltstellung I. Ein dem ersten Teilgetriebe und damit der ersten Getriebeeingangswelle 4 zugeordneter Gang muss eingelegt sein. Dieser dient als Stützgang, über den der Kraftfluss während der Lastschaltung geleitet wird. Der Stützgang kann identisch sein mit dem Ist-Gang oder einem Ziel-Gang. Es kann aber auch ein weiterer Gang des ersten Teilgetriebes verwendet werden. Das Schaltverfahren beginnt mit einer Lastübernahmephase. Dabei werden am Verbrennungsmotor 20 und an der elektrischen Maschine 2 die Drehmomente soeinge- stellt, dass es der Standgetriebeübersetzung der Planeten radstufe PG2 entspricht. Dadurch gibt es nur noch einen Kraftfluss über den Steg ST2 der Planetenradstufe PG2 und den Stützgang. Alle anderen Schaltelemente werden lastfrei. Die lastfrei gewordenen Schaltelemente des Ist-Gangs werden ausgelegt. Die Drehzahl des Verbrennungsmotors 20 und der elektrischen Maschine 2 werden so geregelt, dass das einzulegende Schaltelement des Ziel-Gangs synchron wird. Ist eine Synchronität hergestellt, wird das Schaltelement des Zielgangs eingelegt. Damit ist der Schaltvorgang abgeschlossen und die Last an der elektrischen Maschine 2 kann bedarfsweise abgebaut werden. Das EDS-Schaltverfahren, hat den Vorteil, dass das zuschaltende Schaltelement des Zielgangs durch das Zusammenspiel der elektrischen Maschine 2 und des Verbrennungsmotors 20 synchronisiert wird, wobei die elektrische Maschine 2 sehr gut regelbar ist. Ein weiterer Vorteil des EDS- Schaltverfahrens ist, dass eine hohe Zugkraft erreicht werden kann, da sich die Drehmomente des Verbrennungsmotors 20 und der elektrischen Maschine 2 am zweiten Planetengetriebe PG2 summieren.

Mit dem Getriebe der Fig. 1 lässt sich ebenfalls eine unter ISG, Integrierter Startergenerator, bekannte Funktion umsetzen, bei der der Verbrennungsmotor 20 über die elektrische Maschine 2 gestartet und beschleunigt werden kann und die elektrische Maschine 2 auch als Generator verwendet werden kann. Im ISG-Modus befindet sich das sechste Schaltelement S6 in seiner zweiten Schaltstellung J und verbindet das Hohlrad HR2 mit einem gehäusefesten Bauteil 17.

Fig. 2A und 2B zeigen Schaltmatrizen des Getriebes der Fig. 1. Die dort beispielhaft abgegebenen Gangübersetzungen i und Gangsprüngen phi basieren auf einer Standgetriebeübersetzung iO des Piatengetriebes PG2 von -2, auf einer Standgetriebeübersetzung iO des Piatengetriebes PG1 von -2,713, auf Übersetzungen i1 , i2, i3, i4 und i5 der Radebene R1 von -1 ,3, R2 von -0,592, R3 von -1 , R4 von -0,769 und R5 von -2,197. Das negative Vorzeichen bezieht sich auf eine Drehrichtungsumkehr. Es können selbstverständlich auch andere Zahlenwerte für die Übersetzungen angenommen werden.

Die Übersetzungen der Stirnradpaare sind in folgender Kraftflussrichtung angegeben: Erste, zweite, dritte und vierte Radebene R1 , R2, R3, R4: von den beiden Getriebeeingangswellen 4, 5 zur Vorgelegewelle VW. Fünfte Radebene R5: von der Vorgelegewelle VW zur Hauptwelle 10. Die Fig. 2A zeigt eine Schaltmatrix des Getriebes 1 für die zehn Gänge G1 bis G10 aus Sicht des Verbrennungsmotors 20 im ISG-Modus. Das sechste Schaltelement S6 bleibt dabei in seiner zweiten Schaltstellung J. Die Gänge G1 bis G10 sind in der ersten Spalte aufgeführt. Wenn der Verbrennungsmotor 20 einen Kraftfluss über das zweite Teilgetriebe, über die Vollwelle 5, führt, dann kann im kraftflussfreien ersten Teilgetriebe, über die Hohlwelle 4, ein Gang vorgewählt werden oder die Teilgetriebe können gekoppelt werden. Der Vorwahlgang ist hinter der Gangnummer in Klammer angegeben. Zum Beispiel beim Gang G2(1) ist der zweite Gang G2 für den Verbrennungsmotor 20 aktiv, der erste Gang G1 ist für den Verbrennungsmotor 20 vorgewählt und gleichzeitig für die elektrische Maschine 2 bereits aktiv. Dabei wird in den an die Gänge G1 bis G10 anschließenden Spalten aufgezeigt, welche Schaltelemente S1-S6 sich in welchen Schaltstellungen A bis J befinden. Ein Kreuz x markiert eine geschlossene Schaltstellung A bis J. Anschließend an die Spalten der Schaltelemente S1-S6 findet sich eine Spalte mit beispielhaften Gangübersetzungen i und eine Spalte mit beispielhaften Gangsprüngen phi zu jedem Gang G1 bis G10.

Der Leistungsfluss im ersten Gang G1 wird, wie in Fig. 2A abgebildet, über die zweite Getriebeeingangswelle 5, das zweite Schaltelement S2 in seiner ersten Schaltstellung C, das erste Schaltelement S1 in seiner ersten Schaltstellung A, die erste Radebene R1 , die Vorgelegewelle VW, die Abtriebskonstante R5 das vierte Schaltelement S4 in seiner ersten Schaltstellung G, die im langsamen Bereich geschaltete Bereichsgruppe PG1 auf die Ausgangswelle 3 geleitet.

Der Leistungsfluss im zweiten Gang G2 wird über die zweite Getriebeeingangswelle 5, das zweite Schaltelement S2 in seiner zweiten Schaltstellung D, die dritte Radebene R3, die Vorgelegewelle VW, die Abtriebskonstante R5 das vierte Schaltelement S4 in seiner ersten Schaltstellung G, die im langsamen Bereich geschaltete Bereichsgruppe PG1 auf die Ausgangswelle 3 geleitet. Dabei kann über das erste Schaltelement S1 in seiner ersten Schaltstellung A sowohl der erste Gang G1 und damit die erste Radebene R1als auch über die zweite Schaltstellung B der vierte Gang G4 und damit die zweite Radebene R2 vorgewählt werden. Die vorgewählten Gänge G1 , G4 sind dem ersten Teilgetriebe zugeordnet. Der Leistungsfluss im dritten Gang G3 wird über die zweite Getriebeeingangswelle 5, das dritte Schaltelement S3 in seiner ersten Schaltstellung E, die vierte Radebene R4, die Vorgelegewelle VW, die Abtriebskonstante R5 das vierte Schaltelement S4 in seiner ersten Schaltstellung G, die im langsamen Bereich geschaltete Bereichsgruppe PG1 auf die Ausgangswelle 3 geleitet. Dabei kann über das erste Schaltelement S1 in seiner zweiten Schaltstellung B der vierte Gang G4 und damit die zweite Radebene R2 vorgewählt werden.

Der Leistungsfluss im vierten Gang G4 wird über die zweite Getriebeeingangswelle 5, das zweite Schaltelement S2 in seiner ersten Schaltstellung C, die erste Getriebeeingangswelle 4, das erste Schaltelement S1 in seiner zweiten Schaltstellung B, die zweite Radebene R2, die Vorgelegewelle VW, die Abtriebskonstante R5 das vierte Schaltelement S4 in seiner ersten Schaltstellung G, die im langsamen Bereich geschaltete Bereichsgruppe PG1 auf die Ausgangswelle 3 geleitet.

Der Leistungsfluss im fünften Gang G5 wird über die zweite Getriebeeingangswelle 5, das dritte Schaltelement S3 in seiner zweiten Schaltstellung F, die im langsamen Bereich geschaltete Bereichsgruppe PG1 auf die Ausgangswelle 3 geleitet. Dabei kann über das erste Schaltelement S1 in seiner zweiten Schaltstellung B und über das vierte Schaltelement S4 in seiner ersten Schaltstellung G der vierte Gang G4 vorgewählt werden. Alternativ kann über das erste Schaltelement S1 in seiner zweiten Schaltstellung B und über das vierte Schaltelement S4 in seiner zweiten Schaltstellung H der neunte Gang G9 vorgewählt werden. Ebenso kann über das erste Schaltelement S1 in seiner ersten Schaltstellung A und über das vierte Schaltelement S4 in seiner zweiten Schaltstellung H der sechste Gang G6 vorgewählt werden.

Der Leistungsfluss im sechsten Gang G6 wird über die zweite Getriebeeingangswelle 5, das zweite Schaltelement S2 in seiner ersten Schaltstellung C, die erste Getriebeeingangswelle 4, das erste Schaltelement S1 in seiner ersten Schaltstellung A, die erste Radebene R1 , die Vorgelegewelle VW, die Abtriebskonstante R5, das vierte Schaltelement S4 in seiner zweiten Schaltstellung H und über die in den schnellen Bereich geschaltete Bereichsgruppe PG1 auf die Ausgangswelle 3 geleitet. Der Leistungsfluss im siebten Gang G7 wird über die zweite Getriebeeingangswelle 5, das zweite Schaltelement S2 in seiner zweiten Schaltstellung D, die dritte Radebene R3, die Vorgelegewelle VW, die Abtriebskonstante R5, das vierte Schaltelement S4 in seiner zweiten Schaltstellung H und über die in den schnellen Bereich geschaltete Bereichsgruppe PG1 auf die Ausgangswelle 3 geleitet. Dabei kann über das erste Schaltelement S1 in seiner ersten Schaltstellung A der sechste Gang G6 vorgeschaltet werden oder über das erste Schaltelement S1 in seiner zweiten Schaltstellung B der neunte Gang G9 vorgeschaltet werden.

Der Leistungsfluss im achten Gang G8 wird über die zweite Getriebeeingangswelle 5, das dritte Schaltelement S3 in seiner ersten Schaltstellung E, die vierte Radebene R4, die Vorgelegewelle VW, die Abtriebskonstante R5, das vierte Schaltelement S4 in seiner zweiten Schaltstellung H und über die in den schnellen Bereich geschaltete Bereichsgruppe PG1 auf die Ausgangswelle 3 geleitet. Dabei kann über das erste Schaltelement S1 in seiner zweiten Schaltstellung B der neunte Gang G9 vorgeschaltet werden.

Der Leistungsfluss im neunten Gang G9 wird über die zweite Getriebeeingangswelle 5, das zweite Schaltelement S2 in seiner ersten Schaltstellung C, die erste Getriebeeingangswelle 4, das erste Schaltelement S1 in seiner zweiten Schaltstellung B, die zweite Radebene R2, die Vorgelegewelle VW, die Abtriebskonstante R5, das vierte Schaltelement S4 in seiner zweiten Schaltstellung H und über die in den schnellen Bereich geschaltete Bereichsgruppe, die vom ersten Planetengetriebe PG1 bereitgestellt ist, auf die Ausgangswelle 3 geleitet.

Der Leistungsfluss im zehnten Gang G10 wird über die zweite Getriebeeingangswelle 5, das dritte Schaltelement S3 in seiner zweiten Schaltstellung F, die Hauptwelle 10 und über die in den schnellen Bereich geschaltete Bereichsgruppe PG1 auf die Ausgangswelle 3 geleitet. Dabei ist es von Vorteil, wenn zusätzlich das zweite Schaltelement S2 in seiner ersten Schaltstellung C geschaltet ist, da so die erste Getriebeeingangswelle 4 mit einer definierten Drehzahl, hier der Drehzahl der zweiten Getriebeeingangswelle 5, geführt wird. Dabei kann über das erste Schaltelement S1 in seiner zweiten Schaltstellung B und das vierte Schaltelement S4 in seiner zweiten Schaltstellung H der neunte Gang G9 vorgeschaltet werden. Es kann aber auch über das erste Schaltelement S1 in seiner ersten Schaltstellung A und das zweite Schaltelement S2 in seiner ersten Schaltstellung C der sechste Gang G6 vorgeschaltet werden. Damit ist eine Absenkung der Vorgelegewellendrehzahl möglich. Über die Vorwahl des ersten Schaltelements S1 in seiner ersten Schaltstellung A ist im zehnten Gang auch ein Stillstand der elektrischen Maschine 2 und der Vorgelegewelle VW möglich.

Im sechsten, siebten, achten und neunten Gang G6 bis G9 des Getriebes könnten das fünfte Schaltelement S5 auch in der ersten Schaltstellung L anstatt in der zweiten Schaltstellung S geschlossen bleiben, da das fünfte Schaltelement S5 in beiden Schaltstellungen L und S lastfrei ist, wenn der Kraftfluss über das vierte Schaltelement S4 in der zweiten Schaltstellung H direkt auf den Steg ST1 des ersten Planetengetriebes PG1 geleitet wird. Aufgrund der Drehzahlverhältnisse an der Bereichsgruppe PG1 ist es jedoch vorteilhaft, den Wechsel von der ersten Schaltstellung L des fünften Schaltelements S5 in die zweite Schaltstellung S möglichst früh zu vollziehen.

Das Zugkraftunterbrechungsfreie Umschalten der Bereichsgruppe PG1 findet in der Regel beim Wechsel vom fünften Gang G5 in den sechsten Gang G6 statt. Im fünften Gang G5 bei verbrennungsmotorischem bzw. hybridischem Fahren im ISG-Modus, wird dieser über einen Direktgang in der langsamen Bereichsgruppe PG1 geschaltet. Das dritte Schaltelement S3 befindet sich in seiner zweiten Schaltstellung F und das fünfte Schaltelement befindet sich in seiner ersten Schaltstellung L. Dies ist ebenfalls in Fig. 2A in der Zeile G5(4) ersichtlich.

Die elektrische Maschine 2 wirkt aufgrund der Vorgeschichte noch im vierten Gang G4, wobei sich das erste Schaltelement S1 in seiner zweiten Schaltstellung B und das vierte Schaltelement S4 in seiner ersten Schaltstellung G befindet. Um nun zug- kraftunterbrechungsfrei in den sechsten Gang G6 zu schalten, werden folgende Verfahrensschritte durchlaufen: Wenn Last an der elektrischen Maschine 2 vorhanden ist, findet hier ein Lastabbau statt. Dabei übernimmt der Verbrennungsmotor 20 die Last. Anschließend kann das vierte Schaltelement S4 aus der Schaltstellung G geöffnet werden. Die zweite

Schaltstellung H des vierten Schaltelements S4 wird aktiv über die Drehzahlregelung der elektrischen Maschine 2 synchronisiert. Dazu muss die Drehzahl der elektrischen Maschine2 abgesenkt werden. Die Drehzahlabsenkung erfolgt um den Faktor der Übersetzung der Bereichsgruppe PG1 , was im Zahlenbeispiel aus Fig. 2A dem Faktor 3,713 entspricht. Anschließend kann das vierte Schaltelement S4 lastfrei in die zweite Schaltstellung H geschaltet werden. Dies entspricht der Zeile des Gangs 5 (9) in der Schaltmatrix Fig. 2A. Übergangsweise ist in diesem Zustand der neunte gang G9 vorgewählt, da das erste Schaltelement S1 sich noch in seiner zweiten Schaltstellung B befindet. Dies kann jetzt lastfrei geöffnet werden. Die erste Schaltstellung A des ersten Schaltelements S1 wird nun aktiv über Drehzahlregelung der elektrischen Maschine 2 synchronisiert. Dazu muss die Drehzahl der elektrischen Maschine 2 bis zum Zieldrehzahlniveau des sechsten Ganges G6 angehoben werden. Die Dreh- zahlanhebung erfolgt um das Verhältnis der Gangübersetzung der beiden Gänge, welche der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnet sind. Dies sind hier der erste und der vierte Gang G1 , G4, was eine Drehzahlanhebung um den Faktor 1 ,3/0,592 = 2,2 bedeutet. Damit kann das erste Schaltelement S1 lastfrei in die Schaltstellung A gebracht werden, wobei gleichzeitig der Anschlussgang, der sechste Gang G6, vorgewählt ist. Anschließend findet ein Lastübergang vom Verbrennungsmotor 20 auf die elektrische Maschine 2 statt. Dies bedeutet, dass lediglich die elektrische Maschine 2 die Zugkraft im Zielgang, dem sechsten Gang G6, stützt. Nachdem der Verbrennungsmotor 20 lastfrei ist, wird die zweite Schaltstellung F des dritten Schaltelement S3 geöffnet.

Optional kann nun ein Wechseln des fünften Schaltelements S5 von der ersten Schaltstellung L in dessen zweite Schaltstellung S stattfinden während die Schaltstellung F des dritten Schaltelements S3 geöffnet ist. Dies bietet den Vorteil, dass nur die Hauptwelle 10 und damit eine geringe Trägheitsmasse am Sonnenrad SR1 des ersten Planetengetriebes PG1 wirkt. Die Synchronisation findet dabei über das Schaltelement S5 selbst statt, das synchronisiert ausgeführt ist. Die zweite Schaltstellung S des fünften Schaltelements S5 kann anschließend geschlossen werden. Die zweite Schaltstellung S kann nicht aktiv mit dem Verbrennungsmotor 20 synchronisiert werden, weil der Verbrennungsmotor 20 die Drehzahl nicht weit genug absenken kann, da hier das Drehzahlniveau des zehnten Gangs G10 (das dritte Schaltelement S3 und das fünfte Schaltelement S5 jeweils in der zweiten Schaltstellung F und S) benötigt würde, obwohl der sechste Gang G6 der Zielgang ist. Der Wechsel von der ersten Schaltstellung L des fünften Schaltelements S5 in die zweite Schaltstellung S des fünften Schaltelements S5 an dieser Stelle ist, wie bereits erwähnt, vorteilhaft aber nicht unbedingt erforderlich. Der Wechsel könnte auch außerhalb der Schaltung vom fünften Gang G5 in den sechsten Gang G6 zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen. Das fünfte Schaltelement S5 würde dann vorerst in der ersten Schaltstellung L verbleiben.

Unmittelbar nachdem die Schaltstellung F des dritten Schaltelements S3 geöffnet wurde, das bedeutet ggf. gleichzeitig mit dem eben genannten Schritt, synchronisiert der Verbrennungsmotor 20 auf Zieldrehzahl des sechsten Gangs G6. Damit wird die erste Schaltstellung C des zweiten Schaltelements synchronisiert und kann anschließend lastfrei geschlossen werden. Damit ist der sechste Gang G6 eingelegt und der Schaltvorgang für die Schaltelemente S1-S6 abgeschlossen. Der Lastübergang von der elektrischen Maschine 2 auf den Verbrennungsmotor 20 kann anschließend je nach Betriebsstrategie erfolgen.

Zusammenfassend muss, um vom fünften Gang G5 in den sechsten Gang G6 zu gelangen, sowohl das vierte Schaltelement S4 als auch das erste Schaltelement S1 umgeschaltet werden. Dabei wird zuerst das vierte Schaltelement S4 gewechselt und danach erst das erste Schaltelement S1. Dadurch wird die elektrische Maschine 2 zuerst in der Drehzahl abgesenkt und kann mit hohem Drehmoment synchronisieren.

Es wird weniger Energie zur Drehzahländerung der Trägheitsmasse des Rotors 19 benötigt. Wenn zuerst das erste Schaltelement S1 umgeschaltet werden würde, würde die Drehzahl der elektrischen Maschine 2 zwischenzeitlich stark ansteigen und es bestände die Gefahr einer Überdrehzahl, ein geringes Drehmoment der elektrischen Maschine 2 bei hoher Drehzahl. Das Verfahren ist unabhängig von der Vorübersetzung der Planetenstufe PG2 für die elektrische Maschine 2. Es geht auch ohne eine Planetenstufe PG2, wobei die elektrische Maschine 2 bzw. der Rotor 19 direkt an der ersten Getriebeeingangswelle 4 angebunden wäre.

Wie bereits beschrieben, kann im Direktgang, im zehnten Gang G10 (siehe Fig. 2A) im ISG-Modus die Drehzahl der Vorgelegewelle VW bzw. der Vorgelegewellen abgesenkt werden. Dabei ist weiterhin für den ISG-Modus das sechste Schaltelement S6 in der zweiten Schaltstellung J geschlossen. Es wird verbrennungsmotorisch gefahren, wobei das dritte Schaltelement S3 sich in seiner zweiten Schaltstellung F befindet. Das vierte Schaltelement S4 befindet sich aufgrund seiner Vorgeschichte in seiner zweiten Schaltstellung H. Das führt dazu, dass im oben angegebenen Zahlenbeispiel die Drehzahl der Vorgelegewelle VW um den Faktor 2,197 höher ist als sie des Verbrennungsmotors 20. Dies entspricht der Stirnradübersetzung i der fünften Radebene R5. Das Sonnenrad SR1 und der Steg ST1 der Bereichsgruppe PG1 haben identische Drehzahlen, da die Bereichsgruppe PG1 durch das fünfte Schaltelement in seiner zweiten Schaltstellung S verblockt ist. Die Absenkung der Drehzahl der Vorgelegewelle VW ermöglicht einen besseren Gesamtwirkungsgrad des Getriebes 1 im Direktgang G10. Weniger Drehzahl bedeutet weniger Schleppverluste bzw. Verlustleistung an den Lagern und Dichtungen. Hierzu können lastfreie Schaltelemente geschlossen werden. Beim vorliegenden Radsatz ist es von Vorteil das erste Schaltelement S1 in seine erste Schaltstellung A zu bringen. Die Drehzahl der Vorgelegewelle VW beträgt dann nur noch (1/1 ,3=0,769) das 0,769-fache des Verbrennungsmotors 20. Die Drehzahl der Vorgelegewelle VW kann auch auf null abgesenkt werden. Dabei würden Schleppverluste an der Lagerung vermieden werden.

Die Synchronisierung der Vorgelegewelle VW auf die Zieldrehzahl erfolgt über eine Drehzahlregelung an der elektrischen Maschine 2. Hierzu wird zuerst das Schaltelement des höchsten Gangs des ersten Teilgetriebes geschlossen, sofern es nicht aus seiner Vorgeschichte heraus geschlossen ist. Das ist im hier dargestellten Beispiel das erste Schaltelement in der zweiten Schaltstellung B durch das über die zweite Radebene R2 der vierte Gang G4 gebildet wird. So erreicht die elektrische Maschine 2 selbst auch kein hohes Drehzahlniveau und kann daher schneller synchronisieren. Es werden auch keine konventionellen Synchronisierungen belastet. In der Schaltmatrix in Fig. 2A wird beim zehnten Gang mit vorgeschaltetem sechsten Gang G10(6) die Drehzahl der Vorgelegewelle VW abgesenkt und im zehnten Gang mit vorgewähltem Leerlauf G 10(0) die Drehzahl der Vorgelegewelle VW und die Drehzahl der elektrischen Maschine 2 auf null abgesenkt. Auch hier erfolgt die Drehzahländerung der Vorgelegewelle VW mit Hilfe der elektrischen Maschine 2.

Die Fig. 2B zeigt eine zugehörige Schaltmatrix des Getriebes 1 für die zehn Gänge G1 bis G10 aus Sicht des Verbrennungsmotors 20 im EDA-Modus. Das sechste Schaltelement S6 bleibt dabei in seiner ersten Schaltstellung I. Ansonsten ist die Schaltmatrix im EDA-Modus identisch mit der Schaltmatrix im ISG-Modus aus Fig. 2A. Es ergeben sich jedoch andere Drehzahlverhältnisse an der elektrischen Maschine 2 und an der Planetenstufe PG2.

Das Zugkraftunterbrechungsfreie Umschalten der Bereichsgruppe PG1 beim Wechsel vom fünften Gang G5 in den sechsten Gang G6 kann auch im EDA-Modus durchgeführt werden. Dabei ist das sechste Schaltelement S6 stets in seiner ersten Schaltstellung I. Im fünften Gang G5 bei verbrennungsmotorischem bzw. hybridischem Fahren im EDA-Modus, wird dieser über einen Direktgang in der langsamen Bereichsgruppe PG1 geschaltet. Das dritte Schaltelement S3 befindet sich in seiner zweiten Schaltstellung F und das fünfte Schaltelement befindet sich in seiner ersten Schaltstellung L. Dies ist ebenfalls in Fig. 2B in der Zeile G5(4) ersichtlich. Die elektrische Maschine 2 wirkt aufgrund der Vorgeschichte noch im vierten Gang G4, wobei sich das erste Schaltelement SW1 in seiner zweiten Schaltstellung B und das vierte Schaltelement S4 in seiner ersten Schaltstellung G befindet.

Um nun zugkraftunterbrechungsfrei in den sechsten Gang G6 zu schalten, werden folgende Verfahrensschritte durchlaufen: Wenn Last an der elektrischen Maschine 2 vorhanden ist, findet hier ein Lastabbau statt. Dabei übernimmt der Verbrennungsmotor 20 die Last. Anschließend kann das vierte Schaltelement S4 aus der Schaltstellung G geöffnet werden. Die zweite Schaltstellung H des vierten Schaltelements S4 wird aktiv über die Drehzahlregelung der elektrischen Maschine 2 synchronisiert. Dazu muss die Drehzahl des Stegs ST2 der Planetenstufe PG2 abgesenkt werden, was durch eine Absenkung der Drehzahl der elektrischen Maschine 2 geschieht. Die Drehzahlabsenkung am Steg ST2 der Planetenstufe PG2 erfolgt um den Faktor der Übersetzung der Bereichsgruppe PG1. Anschließend kann das vierte Schaltelement S4 lastfrei in die zweite Schaltstellung H geschaltet werden. Dies entspricht der Zeile des Gangs 5 (9) in der Schaltmatrix Fig. 2B. Übergangsweise ist in diesem Zustand der neunte Gang G9 vorgewählt, da das erste Schaltelement S1 sich noch in seiner zweiten Schaltstellung B befindet. Dies kann jetzt lastfrei geöffnet werden. Die erste Schaltstellung A des ersten Schaltelements S1 wird nun aktiv über Drehzahlregelung der elektrischen Maschine 2 synchronisiert. Dazu muss die Drehzahl des Stegs ST2 der Planetenstufe PG2 mit Hilfe der elektrischen Maschine 2 bis zum Zieldrehzahlniveau des sechsten Ganges G6 angehoben werden. Die Drehzahlanhebung erfolgt um das Verhältnis der Gangübersetzung der beiden Gänge, welche der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnet sind. Dies sind hier der erste und der vierte Gang G1 , G4. Damit kann das erste Schaltelement S1 lastfrei in die erste Schaltstellung A gebracht werden, wobei gleichzeitig der Anschlussgang, der sechste Gang G6, vorgewählt ist. Dann werden die Drehmomente des Verbrennungsmotors 20 und der elektrischen Maschine 2 so eingestellt, dass sie im Verhältnis der Standübersetzung der Planetenstufe PG2 stehen, damit das auszulegende dritte Schaltelement S3 lastfrei wird. Der Kraftfluss läuft dann ausschließlich über den Steg ST2 der Planetenstufe PG2 über den Zielgang, den sechsten Gang G6, über das erste Schaltelement S1 in der ersten Schaltstellung A und das vierte Schaltelement in der zweiten Schaltstellung H. Gleichzeitig werden die Drehmomente des Verbrennungsmotors 20 und der elektrischen Maschine 2 im Rahmen der Grenzen der beiden Arbeitsmaschinen so eingestellt, dass die Zugkraft möglichst nahe dem vom Fahrer oder einer Fahrstrategiefunktion gewünschten Sollwert kommt. Nachdem das dritte Schaltelement S3 lastfrei ist, wird die zweite Schaltstellung F des dritten Schaltelement S3 geöffnet.

Optional kann nun ein Wechseln des fünften Schaltelements S5 von der ersten Schaltstellung L in dessen zweite Schaltstellung S stattfinden während die Schaltstellung F des dritten Schaltelements S3 geöffnet ist. Dies bietet den Vorteil, dass nur die Hauptwelle 10 und damit eine geringe Trägheitsmasse am Sonnenrad SR1 des ersten Planetengetriebes PG1 wirkt. Die Synchronisation findet dabei über das Schaltelement S5 selbst statt, das synchronisiert ausgeführt ist. Die zweite Schaltstellung S des fünften Schaltelements S5 kann anschließend geschlossen werden. Der Wechsel von der ersten Schaltstellung L in die zweite Schaltstellung S des fünften Schaltelements S5 an dieser Stelle ist, wie bereits erwähnt, vorteilhaft aber nicht unbedingt erforderlich. Der Wechsel könnte auch außerhalb der Schaltung vom fünften Gang G5 in den sechsten Gang G6 zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen. Das fünfte Schaltelement S5 würde dann vorerst in der ersten Schaltstellung L verbleiben.

Unmittelbar nachdem die Schaltstellung F des dritten Schaltelements S3 geöffnet wurde, das bedeutet ggf. gleichzeitig mit dem eben genannten Schritt, werden die Drehmomente des Verbrennungsmotors 20 und der elektrischen Maschine 2 so gesteuert bzw. geregelt, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors 20 auf die Zieldrehzahl sinkt. Damit wird die erste Schaltstellung C des zweiten Schaltelements S2 synchronisiert und kann anschließend lastfrei geschlossen werden. Damit ist der sechste Gang G6 eingelegt und der Schaltvorgang für die Schaltelemente S1-S6 abgeschlossen. Der Lastübergang von der elektrischen Maschine 2 auf den Verbrennungsmotor 20 kann anschließend je nach Betriebsstrategie erfolgen.

Zusammenfassend muss, um im EDA-Modus vom fünften Gang G5 in den sechsten Gang G6 zu gelangen, sowohl das vierte Schaltelement S4 als auch das erste Schaltelement S1 umgeschaltet werden. Dabei wird zuerst das vierte Schaltelement S4 gewechselt und danach erst das erste Schaltelement S1. Dadurch wird die elektrische Maschine 2 zuerst in der Drehzahl abgesenkt und kann mit hohem Drehmoment synchronisieren. Es wird weniger Energie zur Drehzahländerung der Trägheitsmasse des Rotors 19 benötigt.

Wenn zuerst das erste Schaltelement S1 umgeschaltet werden würde, würde die Drehzahl der elektrischen Maschine 2 zwischenzeitlich stark ansteigen und es bestände die Gefahr einer Überdrehzahl, ein geringes Drehmoment der elektrischen Maschine 2 bei hoher Drehzahl. Für das erste und das vierte Schaltelement S1 und S4 erfolgt jeweils eine lastfreie Drehzahlsynchronisation mit Hilfe der elektrischen Maschine 2. Dabei wird am Holrad HR2 der Planetenstufe PG2 aufgrund von Trägheitsmassen ein dynamisches Moment abgestützt, welches sich ggf. negativ auf den Fahrkomfort auswirken könnte, weil das Hohlrad HR2 der Planetenstufe PG2 über das sechste Schaltelement S6 in der ersten Schaltposition I mit der zweiten Getriebeeingangswelle 5 verbunden ist. Daher könnte auch vor der Drehzahlsynchronisierung vom EDA-Modus in den ISG- Modus umgeschaltet werden und entsprechend diesem synchronisiert werden. Nach der jeweiligen Drehzahlsynchronisation wird dann wieder in den EDA-Modus zurück gewechselt.

Es sind im Hauptgetriebe HG auch andere Gangzuordnungen denkbar. Zum Beispiel kann die zweite Radebene R2 und die vierte Radebene R4 vertauscht werden. Damit wären die Radebenen für den dritten Gang G3 und den vierten Gang G4 vertauscht.

Es können ein oder mehrere mechanische Rückwärtsgänge hinzugefügt werden. Dies kann entweder als zusätzliche Stirnradebene mit einem zusätzlichen Schaltelement oder als Planeten-Wendesatz mit zwei zusätzlichen Schaltelementen, eins für vorwärts und eins für rückwärts, umgesetzt werden. Außerdem kann eine sogenannte GPR-Bereichsgruppe eingesetzt werden, bei der der Rückwärtsgang in der Bereichsgruppe integriert ist.

Wie oben bereits ausgeführt, ist die elektrische Maschine 2 an ein Element, nämlich an das Sonnenrad SR2, des zweiten Planetengetriebes PG2 permanent angebunden, wobei das zweite Planetengetriebe PG2 über ein anderes Element desselben, nämlich über den Steg ST2, permanent an die erste Getriebeeingangswelle 4 gekoppelt ist.

Der Verbrennungsmotor 20 ist mit der zweiten Getriebeeingangswelle 5 permanent verbunden, wobei zwischen den Verbrennungsmotor 20 und die zweite Getriebeeingangswelle 5 keine Trennkupplung bzw. Anfahrkupplung geschaltet ist. Dann, wenn mit einem solchen Antriebsstrang bei im Getriebe 1 eingelegtem Gang gefahren wird und eine Vollbremsung initiiert wird, kann die Drehzahl des Verbrennungsmotors 20 unterhalb seiner Leerlaufdrehzahl absinken und hierdurch der Verbrennungsmotor 20 abgewürgt werden. Unter einer Vollbremsung soll eine Bremsung verstanden werden, bei welcher die Betätigung eines Bremspedals und damit die Betätigung abtriebsseitiger Bremsen größer als ein Grenzwert ist, bei welcher sich demnach ein Geschwindigkeitsabfall für das Kraftfahrzeug ausbildet, der größer als ein entsprechender Grenzwert ist. Die Erfindung betrifft nun solche Details, mit Hilfe derer im Falle einer Vollbremsung das Abwürgen des Verbrennungsmotors 20 verhindert werden kann.

Fig. 3A zeigt das Getriebe 1 der Fig. 1 stärker schematisiert zusammen mit der elektrischen Maschine 2, dem Verbrennungsmotor 20 und einem Abtrieb 21 , wobei der Abtrieb 21 Räder 22, ein Achsgetriebe 23 sowie abtriebsseitige Bremsen 24 um- fasst. In Fig. 3A befindet sich das Getriebe 1 im sogenannten ISG-Modus, also dann, wenn das Schaltelement S6 seine Schaltstellung J einnimmt. In Fig. 3A ist der Gang G1 eingelegt, in welchem das Schaltelement S1 die Schaltstellung A, das Schaltelement S2 die Schaltstellung C und das Schaltelement S4 die Schaltstellung G nimmt. Das Schaltelement S3 befindet sich in Neutral. Das Schaltelement S5 nimmt die Schaltstellung L ein.

Wird nun bei Fahrt mit im Getriebe 1 eingelegtem Gang G1 durch Betätigen der ab- triebsseitigen Bremsen 24 eine Vollbremsung initiiert, indem die Bremsen 24 im Sinne einer Vollbremsung geschlossen werden, wird, um ein Abwürgen des Verbrennungsmotors 20 zu verhindern, zunächst ein Schaltelement des Getriebes 1 entlastet, und zwar in Fig. 3A über die elektrische Maschine 2, wobei nach Entlastung dieses Schaltelements des Getriebes 1 dasselbe geöffnet wird, um den Verbrennungsmotor 20 vom Abtrieb 21 abzukoppeln und so ein Abwürgen des Verbrennungsmotors 20 zu verhindern. In Fig. 3A wird über die elektrische Maschine 2 das erste Schaltelement S1 entlastet und zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors 20 vom Abtrieb 21 von der Schaltstellung A in Neutral überführt. Fig. 3B zeigt wiederum den Antriebsstrang der Fig. 3A mit im Getriebe 1 eingelegtem Gang G1 , wobei im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 3A das Getriebe 1 eine zusätzliche Bremse 25 umfasst, die in Fig. 3B der ersten Getriebeeingangswelle 4 zugeordnet ist. In diesem Fall kann zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors 20 vom Abtrieb 21 bei Auslösung einer Vollbremsung das erste Schaltelement S1 , welches die Schaltstellung A einnimmt, auch über diese der ersten Getriebeeingangswelle 4 zugeordnete Bremse 25 entlastet werden, um nachfolgend dieses Schaltelement S1 aus der Schaltstellung A in Neutral zu überführen und so den Verbrennungsmotor 20 vom Abtrieb 21 zum Abwürgeschutz desselben abzukoppeln.

Fig. 3C zeigt eine Variante, in welcher der zweiten Getriebeeingangswelle 5 eine Bremse 26 zugeordnet ist, wobei dann bei Initiierung einer Vollbremsung über diese Bremse 26 ein Schaltelement, nämlich das zweite Schaltelement S2 bezogen auf seine Schaltstellung C, entlastet wird, um das zweite Schaltelement S2 nachfolgend zur Bereitstellung eines Abwürgeschutzes für den Verbrennungsmotor 20 zu öffnen, nämlich aus der Schaltstellung C in Neutral zu überführen.

Während also in Fig. 3A bei im Getriebe 1 eingelegtem ersten Gang im ISG-Modus zur Bereitstellung eines Abwürgeschutzes für den Verbrennungsmotor 20 bei Auslösung einer Vollbremsung ein Schaltelement des Getriebes 1 über die elektrische Maschine 2 entlastet wird, erfolgt in Fig. 3B, 3C diese Entlastung mit Hilfe einer zusätzlichen Bremse 25 bzw. 26, die entweder der ersten Getriebeeingangswelle 4 (siehe Fig. 3B) oder der zweite Getriebeeingangswelle 5 (siehe Fig. 3C) zugeordnet ist. Hiervon ist auch abhängig, welches Schaltelement des Getriebes 1 konkret entlastet und geöffnet wird, um den Abwürgeschutz für den Verbrennungsmotor 20 bereitzustellen. Es wird dabei ein solches Schaltelement des Getriebes 1 entlastet und nachfolgend geöffnet, welches mit einer ersten Schaltelementhälfte in Momentverbindung mit dem Verbrennungsmotor 20 und mit einer zweiten Schaltelementhälfte in Momentverbindung mit dem Abtrieb 21 steht, und dessen in Momentverbindung mit dem Verbrennungsmotor 20 stehende Schaltelementhälfte über die elektrische Maschine 2 oder eine der Bremsen 25, 26 abgestützt werden kann. Bei den unter Bezugnahme auf Fig. 3A, 3B und 3C beschriebenen Varianten zur Bereitstellung des Abwürgeschutzes für den Verbrennungsmotor 20 bei Initiieren bzw. Einleiten einer Vollbremsung am Abtrieb 21 über die abtriebsseitigen Bremsen 24 befindet sich das Kraftfahrzeug jeweils im IGS-Modus, das Schaltelement S6 nimmt demnach die Schaltstellung J ein.

Die obigen Details zur Bereitstellung des Abwürgeschutzes können jedoch auch dann genutzt werden, wenn das Schaltelement S6 die Schaltstellung I einnimmt, wenn also der Antriebsstrang im EDA-Modus betrieben wird.

Fig. 4A zeigt eine Matrix, die für jeden Gang des Getriebes 1 die grundsätzlich entlastbaren und damit lastfrei stellbaren Schaltelementstellungen zeigt, und zwar für einen Fall I, in dem das Lastfreistellen über die elektrische Maschine 2 erfolgt, und für einen Fall II, in dem das Lastfreistellen über die der ersten Getriebeeingangswelle 4 zugeordnete Bremse 25 erfolgt, sowie für einen Fall III, in dem das Lastfreistellen über die der zweiten Getriebeeingangswelle 5 zugeordnete Bremse 26 erfolgt.

Fig. 4B zeigt eine Matrix, welche die im Zusammenhang mit dem Abwürgeschutz für den Verbrennungsmotor 20 bevorzugt lastfrei gestellten und dann geöffneten Schaltelementstellungen angibt.

Dann, wenn bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor 20 im Getriebe 1 eingelegtem ersten Gang G1 oder bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor 20 im Getriebe 1 eingelegtem sechsten Gang G6 am Abtrieb 21 die oder jede Bremse 24 im Sinne einer Vollbremsung geschlossen wird, wird entweder das erste Schaltelement S1 , nämlich die Schaltstellung A desselben, über die elektrische Maschine 2 oder die der ersten Getriebeeingangswelle 4 zugeordnete Bremse 25 entlastet und geöffnet, oder es wird das zweite Schaltelement S2, nämlich die Schaltstellung C desselben, über eine der zweiten Getriebeeingangswelle 5 zugeordnete Bremse 26 entlastet und geöffnet, um den Abwürgeschutzes für den Verbrennungsmotor 20 zu gewährleisten. Das Öffnen der jeweiligen Schaltelementstellung bedeutet das Überführen des jeweiligen Schaltelements in Neutral. Dann, wenn bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor 20 im Getriebe 1 eingelegtem zweiten Gang, nämlich bei eingelegtem Gang G2(1 ) oder G2(4), oder bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor 20 im Getriebe 1 eingelegtem siebten Gang, nämlich bei eingelegtem Gang G7(6) oder G7(9), am Abtrieb 21 die oder jede Bremse 24 im Sinne einer Vollbremsung geschlossen wird, wird entweder das vierte Schaltelement S4, nämlich für den Gang G2(1 ) und G2(4) die Schaltstellung G des vierten Schaltelements S4 und für den Gang G7(6) und G7(9) die Schaltstellung H des vierten Schaltelements S4, über die elektrische Maschine 2 oder die der ersten Getriebeeingangswelle 4 zugeordnete Bremse 25 entlastet und geöffnet, also in Neutral überführt, oder es wird das zweite Schaltelement S2, nämlich die Schaltstellung D desselben, über eine der zweiten Getriebeeingangswelle 5 zugeordnete Bremse 26 entlastet und geöffnet, also in Neutral überführt.

Dann, wenn bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor 20 im Getriebe 1 eingelegtem dritten Gang G3(4) oder bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor 20 im Getriebe 1 eingelegtem achten Gang G8(9) am Abtrieb 21 die oder jede Bremse 24 im Sinne einer Vollbremsung geschlossen wird, wird entweder das vierte Schaltelement S4, nämlich die Schaltstellung G oder H desselben, über die elektrische Maschine 2 oder die der ersten Getriebeeingangswelle 4 zugeordnete Bremse 25 entlastet und geöffnet, oder es wird das dritte Schaltelement S3, nämlich die Schaltstellung E desselben, über eine der zweiten Getriebeeingangswelle 5 zugeordnete Bremse 26 entlastet und geöffnet, um den Abwürgeschutzes für den Verbrennungsmotor 20 zu gewährleisten.

Dann, wenn bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor 20 im Getriebe 1 eingelegtem vierten Gang G4 oder eingelegtem neunten Gang G9 am Abtrieb 21 die oder jede Bremse 24 im Sinne einer Vollbremsung geschlossen wird, wird entweder das erste Schaltelement S1 , nämlich die Schaltstellung B desselben, über die elektrische Maschine 2 oder die der ersten Getriebeeingangswelle 4 zugeordnete Bremse 25 entlastet und geöffnet, oder es wird das zweite Schaltelement S2, nämlich die Schaltstellung C desselben, über eine der zweiten Getriebeeingangswelle 5 zugeordnete Bremse 26 entlastet und geöffnet, um den Abwürgeschutzes für den Verbrennungsmotor 20 zu gewährleisten. Dann, wenn bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor 20 im Getriebe 1 eingelegtem fünften Gang, nämlich bei eingelegtem Gang G5(4) oder G5(9) oder G5(6) am Abtrieb 21 die oder jede Bremse 24 im Sinne einer Vollbremsung geschlossen wird, wird für den Gang G5(4) entweder das fünfte Schaltelement S5, nämlich die Schaltstellung L desselben, über die elektrische Maschine 2 oder die der ersten Getriebeeingangswelle 4 zugeordnete Bremse 25 entlastet und geöffnet, oder es wird für Gänge G5(4), G5(9), G5(6) das dritte Schaltelement S3, nämlich die Schaltstellung F desselben, über eine der zweiten Getriebeeingangswelle 5 zugeordnete Bremse 26 entlastet und geöffnet. Die Gänge G5(9), G5(6) können über die elektrische Maschine 2 und die Bremse 25 nicht entlastet werden.

Dann, wenn bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor 20 im Getriebe 1 eingelegtem zehnten Gang, nämlich bei eingelegtem Gang G10(9) oder G10 oder G10(6) oder G10(0) am Abtrieb 21 die oder jede Bremse 24 im Sinne einer Vollbremsung geschlossen wird, wird für die Gänge G10 und G10(6) das dritte Schaltelement S3, nämlich die Schaltstellung F desselben, entweder über die elektrische Maschine 2 oder die der ersten Getriebeeingangswelle 4 zugeordnete Bremse 25 oder die der zweiten Getriebeeingangswelle 5 zugeordnete Bremse 26 entlastet und geöffnet. Die Gänge G10(9), G10(0) können über die elektrische Maschine 2 und die der ersten Getriebeeingangswelle 4 zugeordnete Bremse 25 nicht entlastet werden, sondern nur über die der zweiten Getriebeeingangswelle 5 zugeordnete Bremse 26.

Obwohl die in den Figuren gezeigten Antriebsstränge keine Anfahrkupplung bzw. Trennkupplung zwischen Verbrennungsmotor 20 und Getriebe 1 umfassen, kann bei Einleiten einer Vollbremsung ein einfacher und effektiver Abwürgeschutz für den Verbrennungsmotor 20 bereitgestellt werden, indem zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors 20 vom Abtrieb 21 ein Schaltelement des Getriebes 1 entweder über die elektrische Maschine 2 oder über eine zusätzliche Bremse 25 oder 26, die einer der beiden Getriebeeingangswellen 4 oder 5 zugeordnet ist, entlastet wird. Nachfolgend wird dieses entlastete Schaltelement geöffnet, also in Neutral überführt. Die die elektrische Maschine 2 und die der ersten Getriebeeingangswelle 4 zugeordnete Bremse 25 können bei der Schaltelemententlastung auch zusammenwirken.

Bei den Bremsen 25, 26 handelt es sich vorzugsweise um reibschlüssige Kupplungen. Diese sind im Normalfall, also dann, wenn dieselben unbetätigt sind, offen. Eine Kupplungshälfte einer solchen Bremse ist eine der Getriebeeingangswellen angekoppelt, die andere Kupplungshälfte dieser Bremsen ist gehäusefest angebunden.

Obwohl es bevorzugt ist, dass das Getriebe das Schaltelement S6 umfasst, welches die beiden Schaltstellungen I und J einnehmen kann, ist es auch möglich, dass anstelle des in den Figuren gezeigten Schaltelements S6 ein Schaltelement zum Einsatz kommt, welches bei Betätigung die zweite Getriebeeingangswelle 5 mit der elektrischen Maschine 2 und dem Sonnenrad SR2 der Planetenstufe PG2 verbindet. Auch kann auf ein derartiges Schaltelement vollständig verzichtet werden, wobei dann das Hohlrad HR2 der Planetenstufe PG2 direkt mit dem Gehäuseteil 17 verbunden ist. Auch bei diesen Getriebeabwandlungen kann ein Abwürgeschutz bei Einleiten einer Vollbremsung, wie oben beschrieben, realisiert werden.

Bezuaszeichen

Antriebsstrang

elektrische Maschine

Ausgangswelle

Getriebeeingangswelle

Losrad

0 Hauptwelle

1 Losrad

2 Festrad

3 Festrad

4 Festrad

5 Festrad

6 Festrad

7 Gehäuse

8 Stator

9 Rotor

0 Verbrennungsmotor

1 Abtrieb

2 Rad

3 Achsgetriebe

4 Bremse

5 Bremse

26 Bremse

HG Hauptgetriebe

PG1 Planetengetriebe

PR1 Planetenrad

SR1 Sonnenrad

ST1 Steg HR1 Hohlrad

PG2 Planetengetriebe

PR2 Planetenrad

SR2 Sonnen rad

ST2 Steg

HR2 Hohlrad

R1 Radebene

R2 Radebene

R3 Radebene

R4 Radebene

R5 Radebene

51 Schaltelement

52 Schaltelement

53 Schaltelement

54 Schaltelement

55 Schaltelement

56 Schaltelement

Claims

Patentansprüche

1. Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb, mit einem zwei parallel geschaltete Teilgetriebe umfassenden Hauptgetriebe (HG), mit einer Ausgangswelle (3), sowie mit zwei die Elemente Steg (ST1 , ST2), Sonnenrad (SR1 , SR2) und Hohlrad (HR1 , HR2) aufweisenden Planetengetrieben (PG1 , PG2), wobei

das Hauptgetriebe (HG) zwei Getriebeeingangswellen (4, 5), eine erste Radebene (R1 ), eine zweite Radebene (R2), eine dritte Radebene (R3), eine vierte Radebene (R4) und eine fünfte Radebene (R5) umfasst,

das Getriebe ein erstes Schaltelement (S1), ein zweites Schaltelement (S2), ein drittes Schaltelement (S3), ein viertes Schaltelement (S4) und ein fünftes Schaltelement (S5) umfasst,

ein erstes Planetengetriebe (PG1) als Bereichsgruppe an das Hauptgetriebe (HG) derart anschließt, dass das vierte Schaltelement (S4) in einer Schaltstellung (H) die fünfte Radebene (R5) und ein Element (ST1) des ersten Planetengetriebes (PG1) verbindet, und dass das fünfte Schaltelement (S5) ein Element (HR1 ) des ersten Planetengetriebes (PG1) in einer Schaltstellung mit der Ausgangswelle (3) koppelt und in einer anderen Schaltstellung gehäusefest arretiert,

ein zweites Planetengetriebe (PG2) derart zwischen eine elektrische Maschine (2) und die erste Getriebeeingangswelle (4) als Planetenstufe geschaltet ist, dass die elektrische Maschine (2) mit einem Element (SR2) des zweiten Planetengetriebes (PG2) verbindbar ist,

ein Verbrennungsmotor (20) mit der zweiten Getriebeeingangswelle (5) verbindbar ist,

einer der Getriebeeingangswellen (4, 5) eine Bremse (25, 26) zugeordnet ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (25) der ersten Getriebeeingangswelle (4) derart zugordnet ist, dass eine Kupplungshälfte der als reibschlüssige Kupplung ausgebildeten Bremse (25) ständig an der ersten Getriebeeingangswelle (4) angreift, an welcher die elektrische Maschine (2) über das zweite Planetengetriebe (PG2) angreift, wobei eine zweite Kupplungshälfte der Bremse (25) gehäusefest angebunden ist, und wobei die Bremse normal offen ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (26) der zweiten Getriebeeingangswelle (5) derart zugordnet ist, dass eine Kupplungshälfte der als reibschlüssige Kupplung ausgebildeten Bremse (26) ständig an der zweiten Getriebeeingangswelle (5) angreift, an welcher der Verbrennungsmotor (20) angreift, wobei eine zweite Kupplungshälfte der Bremse (26) gehäusefest angebunden ist, wobei die Bremse (26) normal offen ist.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Schaltelement (S4) in einer anderen Schaltstellung (G) die fünfte Radebene (R5) des Hauptgetriebes mit der zweiten Getriebeeingangswelle (5) verbindet.

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1) ein sechstes Schaltelement (S6) umfasst, welches in einer

Schaltstellung (I) die zweite Eingangswelle (5) mit dem Hohlrad (HR2) der Planetenstufe (PG2) koppelt und in einer anderen Schaltstellung (J) das Hohlrad (HR2) der Planetenstufe (PG2) gehäusefest arretiert, oder

das Hohlrad (HR2) der Planetenstufe (PG2) direkt mit einem Gehäuseteil (17) verbunden ist, oder

das Getriebe (1) ein sechstes Schaltelement (S6) umfasst, welches bei Betätigung die zweite Getriebeeingangswelle (5) mit der elektrischen Maschine (2) und dem Sonnenrad (SR2) der Planetenstufe (PG2) verbindet.

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgetriebe (HG) mindestens eine Vorgelegewelle (VW) umfasst, wobei alle Zahnräder auf der Vorgelegewelle (VW) als Festräder (12, 13, 14, 15, 16) ausgeführt sind, und

alle Radebenen (R1 , R2, R3, R4, R5) als Vorwärtsgangradebenen ausgebildet sind und ein Rückwärtsgang über eine Drehrichtungsumkehr der elektrischen Maschine (2) erzeugt wird, und

alle Schaltelemente im Hauptgetriebe (S1 , S2, S3, S4) als unsynchronisierte Klauenschaltelemente ausgeführt sind, und

zumindest das erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Schaltelement (S1 , S2, S3, S4, S5) als doppeltwirkende Schaltelemente ausgeführt sind.

7. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem einen Verbrennungsmotor (20) und eine elektrische Maschine (2) aufweisenden Hybridantrieb, mit einem Getriebe (1) und einem mindestens eine Bremse (24) aufweisenden Abtrieb (21 ), wobei

das Getriebe (1) ein zwei parallel geschaltete Teilgetriebe umfassendes Hauptgetriebe (HG) mit zwei Getriebeeingangswellen (4, 5), eine Ausgangswelle (3), sowie zwei die Elemente Steg (ST1 , ST2), Sonnenrad (SR1 , SR2) und Hohlrad (HR1 , HR2) aufweisende Planetengetriebe (PG1 , PG2) aufweist,

das Hauptgetriebe (HG) eine erste Radebene (R1), eine zweite Radebene (R2), eine dritte Radebene (R3), eine vierte Radebene (R4) und eine fünfte Radebene (R5) umfasst,

ein erstes Planetengetriebe (PG1) als Bereichsgruppe an das Hauptgetriebe (HG) derart anschließt, dass das vierte Schaltelement (S4) in einer Schaltstellung (H) die fünfte Radebene (R5) und ein Element (ST1) des erstes Planetengetriebes (PG1) verbindet, und dass das fünfte Schaltelement (S5) ein Element (HR1 ) des ersten Planetengetriebes (PG1) in einer Schaltstellung mit der Ausgangswelle (3) koppelt und in einer anderen Schaltstellung gehäusefest arretiert,

ein zweites Planetengetriebe (PG2) derart zwischen die elektrische Maschine (2) und die erste Getriebeeingangswelle (4) als Planetenstufe geschaltet ist, dass die elektrische Maschine (2) mit einem Element (SR2) des zweiten Planetengetriebes (PG2) permanent verbunden ist,

der Verbrennungsmotor (20) mit der zweiten Getriebeeingangswelle (5) permanent verbunden ist,

dann, wenn bei Fahrt mit einem im Getriebe (1 ) eingelegten Gang am Abtrieb (21 ) die oder jede Bremse (24) im Sinne einer Vollbremsung geschlossen wird, ein Schaltelement des Getriebes (1) über die elektrische Maschine (2) und/oder eine einer der Getriebeeingangswellen (4, 5) zugeordnete Bremse (25, 26) zunächst entlastet und nachfolgend zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors (20) vom Abtrieb (21 ) geöffnet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein solches Schaltelement des Getriebes (1) zunächst entlastet und nachfolgend zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors (20) vom Abtrieb (21) geöffnet wird, welches mit einer ersten Schaltelementhälfte in Momentverbindung mit dem Verbrennungsmotor (20) und mit einer zweiten Schaltelementhälfte in Momentverbindung mit dem Abtrieb (21) steht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor (20) im Getriebe (1 ) eingelegtem ersten Gang oder bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor (20) im Getriebe (1 ) eingelegtem sechsten Gang am Abtrieb (21) die oder jede Bremse (24) geschlossen wird,

entweder das erste Schaltelement (S1) über die elektrische Maschine (2) und/oder eine der ersten Getriebeeingangswelle (4) zugeordnete Bremse (25) entlastet und geöffnet wird,

oder das zweite Schaltelement (S2) über eine der zweiten Getriebeeingangswelle (5) zugeordnete Bremse (26) entlastet und geöffnet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor (20) im Getriebe (1 ) eingelegtem zweiten Gang oder bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor (20) im Getriebe (1 ) eingelegtem siebten Gang am Abtrieb (21) die oder jede Bremse (24) geschlossen wird,

entweder das vierte Schaltelement (S4) über die elektrische Maschine (2) und/oder eine der ersten Getriebeeingangswelle (4) zugeordnete Bremse (25) entlastet und geöffnet wird,

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor (20) im Getriebe (1 ) eingelegtem dritten Gang oder bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor (20) im Getriebe (1 ) eingelegtem achten Gang am Abtrieb (21) die oder jede Bremse (24) geschlossen wird,

oder das dritte Schaltelement (S3) über eine der zweiten Getriebeeingangswelle (5) zugeordnete Bremse (26) entlastet und geöffnet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor (20) im Getriebe eingelegtem vierten Gang oder bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor (20) im Getriebe (1) eingelegtem neunten Gang am Abtrieb (21 ) die oder jede Bremse (24) geschlossen wird,

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor (20) im Getriebe eingelegtem fünften Gang die oder jede Bremse (24) geschlossen wird,

entweder das fünfte Schaltelement (S5) über die elektrische Maschine (2) und/oder eine der ersten Getriebeeingangswelle (4) zugeordnete Bremse (25) entlastet und geöffnet wird,

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn bei Fahrt mit bezogen auf den Verbrennungsmotor (20) im Getriebe eingelegtem zehnten am Abtrieb (21 ) die oder jede Bremse (24) geschlossen wird,

entweder das dritte Schaltelement (S3) über die elektrische Maschine (2) und/oder eine der ersten Getriebeeingangswelle (4) zugeordnete Bremse (25) entlastet und geöffnet wird,