WO2018149609A1 - Schaltgetriebe für einen hybridantrieb, verfahren zum betreiben eines hybridantriebes und hybridantrieb - Google Patents

Schaltgetriebe für einen hybridantrieb, verfahren zum betreiben eines hybridantriebes und hybridantrieb Download PDF

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gear
transmission
input shaft
switching element
transmission input
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Johannes Kaltenbach
Rayk Gersten
Stefan Renner
Johannes Glückler
Christian Mittelberger
Kai BORNTRÄGER
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a transmission for a hybrid drive, such as a motor vehicle, with two transmission input shafts and an electric machine, which is drivingly connected to one of the transmission input shafts.
  • the invention further relates to a method for operating a hybrid drive with such a transmission and a hybrid drive.
  • a generic transmission is known from DE 10 2010 063 582 A1.
  • the manual transmission is part of a hybrid drive with an internal combustion engine and an electric machine, which are both drivingly coupled to the transmission.
  • the transmission on two transmission input shafts, of which a transmission input shaft to the internal combustion engine and the other transmission input shaft to the electric machine are drive-connected.
  • the gearbox has a main gearbox with two concentrically arranged countershafts, of which one countershaft as a solid shaft and the other countershaft are formed as a hollow shaft and each form part of a subtransmission of the main transmission.
  • Each partial transmission is assigned a number of wheel planes coupled to the respective countershaft.
  • the wheel planes include gear sets, which are selectively switchable using switching elements, so that different gear ratios between the transmission input shaft and the transmission output shaft and / or between the other transmission input shaft and the transmission output shaft can be switched.
  • Such gearboxes make it possible for at least two separate drives, namely an electric motor drive and, for example, an internal combustion engine drive, to act on a common drive train, for example of a motor vehicle. It can be driven by a superposition of the drive torques of both drives or alone by the drive torque of one of the drives in this way the drive train.
  • an embodiment of the invention has the object to extend a transmission of the type mentioned in its scope of functions. Furthermore, an optimized method for operating a hybrid drive with such a manual transmission should be proposed.
  • a hybrid drive is to be provided, which is suitable for the use of such a gearbox and / or such a method.
  • a manual transmission in particular an automated manual transmission, for a hybrid drive, for example a motor vehicle, in particular a commercial vehicle.
  • the transmission has a transmission input shaft as a first shaft and a transmission output shaft as a second shaft.
  • the transmission input shaft is intended to be drive-connected to an engine, such as an internal combustion engine.
  • the manual transmission further has a further transmission input shaft as a third shaft and an electric machine, which is drive-connected or drive-connected with the further transmission input shaft.
  • the electric machine can be present together with the gearbox as a unit, which is pre-installed, for example factory. This results in assembly advantages, since, for example, can be used in the case of a final assembly of a motor vehicle on the pre-installed unit.
  • the electric machine uses the housing of the gearbox or a housing-fixed component with respect to the housing.
  • the electric machine is at least partially enclosed by the housing of the gearbox and / or the housing-mounted component.
  • the manual transmission has a main transmission with at least two partial transmissions, in particular exactly two partial transmissions, of which a first partial transmission has at least one fourth shaft and at least one, preferably a plurality of wheel planes coupled thereto and of which a second partial transmission at least one further fourth shaft and at least one, preferably has a plurality of wheel planes coupled thereto.
  • the fourth shaft and the further fourth shaft are arranged concentrically and / or coaxially with each other.
  • the fourth wave is a solid shaft and the other fourth wave is a hollow shaft.
  • the fourth wave is received in the formed as a hollow shaft further fourth wave or the other fourth wave surrounds the fourth wave.
  • the main transmission is designed as a countershaft transmission.
  • the fourth wave and the further fourth wave each have a countershaft.
  • two fourth waves and / or two further fourth waves may be provided, which are each formed, for example, as countershafts. In this case, a power split is achieved by means of the two fourth waves and the two other fourth waves.
  • first partial transmission and the second partial transmission each have an input shaft and a common output shaft.
  • the input shaft of the first partial transmission is operatively connected to the further transmission input shaft.
  • the input shaft of the second partial transmission is operatively connected to the transmission input shaft.
  • the common output shaft of the two partial transmissions is operatively connected to the transmission output shaft.
  • the transmission has several, preferably the main transmission associated switching elements whose selective switching causes different ratios between the transmission input shaft and the transmission output shaft and / or between the other transmission input shaft and the transmission output shaft.
  • the wheel planes include gear sets, which are selectively switchable using at least one or more or all of the switching elements, so that different ratios between the transmission input shaft and the transmission output shaft and / or can be switched between the other transmission input shaft and the other transmission output shaft.
  • the main transmission can be switched in a direct gear.
  • the wheel planes are bypassed.
  • a range group which can be coupled or coupled to the main transmission and in particular connected downstream of the main transmission which has at least one planetary gear set with a first transmission element, a second transmission element and a third transmission element.
  • the first gear member with the transmission input shaft and / or with the other transmission input shaft operatively connected, in particular rotatably connected.
  • the second gear member operatively connected to the transmission input shaft and / or with the other transmission input shaft, wherein the second gear member is additionally operatively connected to the transmission output shaft, in particular rotatably connected.
  • the third gear member is selectively fixable by means of a switching device against a housing-fixed component or against the first gear member or second gear member blockable.
  • the range group provides a first gear ratio and the range group a second gear ratio when the third gear member is blocked, wherein the range group between the first gear ratio and the second gear ratio can be switched by means of the gearshift device.
  • the first gear member is a sun gear
  • the second gear member is a Planetenradträ- ger, in particular web
  • the third gear member is a ring gear.
  • the gears of the main transmission can be assigned depending on the circuit of the switching device in the first translation or second translation of a so-called slow gear group or a fast gear group.
  • the gears of the main gearbox can be twofolded in this way, so that the manual transmission has a double number of gear stages, of which one half of the slow group and the other half of the fast group assigned.
  • the range group further functions for the manual transmission, which is now available as a group transmission.
  • housing-fixed component Under a housing-fixed component or the housing-fixed component is in the course of the invention, in particular a part of the housing of the gearbox to understand, which is formed for example on the housing. Also, the housing-fixed component may be a separate component, which is connected to the housing of the gearbox fixed to the housing, for example, is releasably connected.
  • the switching device has at least one switching element as an additional switching element of the gearbox, which is engageable in at least two switching positions, wherein in a switching position, the third gear member of the planetary gear set is fixed against the housing-fixed component and in a further switching position the third gear member of the planetary gear set is locked against the first gear member or second gear member.
  • the switching device is designed to save on components and cost, since only one switching element can be used.
  • the switching device has at least two switching elements as additional switching elements of the gearbox, of which a first additional switching element for fixing the third gear member of the planetary gear against the housing-fixed component and a second additional switching element for blocking the third gear member of the planetary against serve the first gear member or second gear member.
  • the switching device can be realized in a technically simple manner.
  • the two additional switching elements are combined in a double switching element, for example, each form a single switching element of a double switching element. This measure also aims to realize the switching device in a technically simple manner.
  • the switching device has a neutral position, in particular open position, in which the third gear member of the planetary gear by the housing-fixed component is disconnected and is present without blocking.
  • a gear bypassing the range group is to be switched in a technically simple manner, for example, by means of the at least one switching element, the second transmission member is switched or connected in particular via the first partial transmission in operative connection with the further transmission input shaft and / or with the transmission input shaft and the switching device in the neutral position.
  • the main transmission has at least two drive constants, of which a drive constant are formed by a gear plane of the first sub-transmission and the other drive constant by a gear plane of the second sub-transmission.
  • the gear plane of at least one of the drive constants on a fixed arrangement of their gear wheels, for example by the gear wheels are each formed as a fixed wheels, ie each rotatably connected to the associated shaft.
  • at least one of the drive constants can be switched.
  • the associated gear plane at least one idler gear as a gear wheel, which is operatively connected by means of a switching element with an associated shaft.
  • a possible mechanical structure of the gearbox is that with respect to the main gear, a first gear plane, a second gear plane, a third gear plane, a fourth gear plane, a fifth gear plane and a sixth gear plane are provided, of which the first gear plane, the fifth gear plane and the sixth gear plane of the first partial transmission and the second gear plane, the third gear plane and the fourth gear plane are assigned to the second partial transmission.
  • the first gear plane and the second gear plane each form a drive constant.
  • the first gear plane with the other transmission input shaft and the second gear plane with the transmission input shaft operatively connected, in particular rotatably connected.
  • the third wheel plane, the fourth wheel plane, the fifth wheel plane and the sixth wheel plane are designed as switchable gear wheel planes and point to each at least one fixed gear and a corresponding idler gear engaged therewith, in particular directly or indirectly, for example with the interposition of at least one intermediate gear, wherein the fourth gear is associated with the fixed gear of the fifth gear plane and the sixth gear plane and the fourth gear with the fixed gear of the third gear plane and the fourth wheel plane is assigned. Due to the six wheel planes of the main gearbox, in particular exactly wheel planes, the gearbox is to be realized with relatively little construction cost, especially if the wheel planes are designed as Stirnradebenen and each have at least one spur gear.
  • the mechanical structure of the gearbox can also be designed such that the second gear plane, the third gear plane and the fourth gear plane of the transmission input shaft and the first gear plane, the fifth gear plane and the sixth gear plane of the further transmission input shaft are assigned.
  • the transmission input shaft may be a solid shaft.
  • the further transmission input shaft may be a hollow shaft.
  • the further transmission input shaft is arranged concentrically with respect to the transmission input shaft.
  • the input shafts of the two partial transmissions are coaxial with the common output shaft of both partial transmissions.
  • the common output shaft of the partial transmission is arranged coaxially with the transmission output shaft.
  • a possible interconnection of the components of the gearbox can be realized according to an embodiment of the invention such that the transmission input shaft is operatively connected via a first switching element with the first gear plane and a second switching element with a fifth shaft, in particular rotatably connected.
  • the fifth shaft is operatively connected to the first gear member of the planetary gear stage of the range group, in particular rotatably connected.
  • the third gear plane via a third switching element, the fourth gear plane via a fourth switching element and the fifth gear plane via a fifth switching element are each operatively connected to the fifth shaft, in particular rotatably connected, and the sixth gear plane via a sixth switching element with the fifth shaft and via a seventh switching element with the second gear member of the planetary gear set of the range group is operatively connected, in particular rotatably connected.
  • the direct gear of the main transmission is switched by closing the second switching element.
  • the further transmission input shaft is operatively connected to the input shaft of the first partial transmission, in particular rotationally fixed, or formed by the input shaft of the first transmission.
  • the transmission input shaft is operatively connected to the input shaft of the second sub-transmission, in particular rotationally fixed, or formed by the input shaft of the second sub-transmission.
  • the fifth shaft is operatively connected to the common output shaft of the two partial transmissions, in particular rotatably connected, or formed by the output shaft.
  • the manual transmission it may be provided that, with regard to the transmission input shaft or any internal combustion engine coupled thereto, at least one, for example five, gears, in particular mechanical gears, can be selectively switched by means of the main transmission.
  • the selectively switchable gears are realized according to an embodiment of the invention in that in a 1.
  • Gang the first switching element and the sixth switching element are closed, in a 2nd gear, the fourth switching element is closed, in a 3rd gear, the third switching element is closed, in a 4th gear, the first switching element and the fifth switching element are closed and / or in a 5th gear the second
  • the first wheel plane is used as a drive constant and in the 2nd gear and in the 3rd gear the second gear plane are used as drive constant.
  • 5th gear is the direct gear, in which the power flow over any of the wheel planes of the main gear is, so the fourth wave and the fourth wave are bypassed .
  • another assignment of the gears to the wheel planes of the main transmission can be provided. For example, the association between 3rd gear and 4th gear may be reversed. There are then in the 1.
  • the sixth gear plane is used, in the 2nd gear the fourth gear plane, in the third gear the fifth gear plane and in the fourth gear the third gear plane of the main gear is used, whereby the fifth gear is the direct gear.
  • the first gear plane and the second gear plane of the main gear are each used as a drive constant.
  • the gears of the main transmission can be twofold, so that the transmission has a double number of gear stages, of which one half of the slow gear group and the other half of the fast gear group are assigned. Due to the range group, it is thus possible that with respect to the transmission input shaft or any combustion engine coupled thereto at least one, for example ten gears, are selectively switchable.
  • the selectively switchable gears are realized according to an embodiment of the invention in that a 1.
  • Gang the first switching element and the sixth switching element are closed and by means of the switching device, the third gear member of the planetary gearset of the range group is set against the housing-fixed component, in a 2nd gear
  • the fourth switching element is closed and by means of the switching device, the third gear member of the planetary gearset of the range group against the housing-fixed component is fixed, in a 3rd gear
  • the third switching element is closed and by means of the switching device
  • the 3rd gear member of the planetary gearset of the range group is set against the housing-fixed component, in a 4th gear
  • the first switching element and the fifth switching element are closed and by means of the switching device, the third gear member of the planetary gear set of the range group is fixed against the housing-fixed component, in a fifth gear
  • the second switching element is closed and by means of the switching device, the third gear member of the planet nradsatzes the range group is set against the housing-fixed
  • the 1. Gear, 2nd gear, 3rd gear, 4th gear and 5th gear are assigned to the slow gear group. It is fixed by means of the switching device, the third gear member of the planetary gear set of the range group against the housing-fixed component to provide a flow of power from the transmission input shaft to the transmission output shaft.
  • the 6th gear, the 7th gear, the 8th gear, the 9th gear and the 10th gear are assigned to the fast group.
  • the third gear member of the planetary gear set of the range group may be set against the housing-fixed component or blocked against the second gear member of the planetary gearset of the range group.
  • the third gear member is free of load, both in the blocked case and in the fixed case. The 6th gear can therefore be used for switching the range group between the first gear ratio and the second gear ratio or between the slow gear group and the fast gear group.
  • a pre-translation for the electric machine is provided. This allows recourse to an electric machine with lower maximum torque and higher maximum speed, which is inexpensive.
  • a further switching device by means of which the pre-translation is selectively switchable in a superposition operation or a translation operation.
  • the transmission input shaft and the further transmission input shaft act on the first sub-transmission in terms of rotational speed, in particular the input shaft of the first sub-transmission.
  • an active connection is additionally produced by the transmission input shaft to the input shaft of the first partial transmission, via which a drive machine connected to the transmission input shaft, such as an internal combustion engine, can act.
  • the further transmission input shaft acts on the first partial transmission, in particular the input shaft of the first partial transmission, and the transmission input shaft is drivingly decoupled from the preliminary transmission. It is thus made in the translation operation of the pre-translation an operative connection of the electric machine to the input shaft of the first sub-transmission.
  • a so-called electrodynamic operation can be realized by means of the electric machine.
  • a motor vehicle can be approached electrodynamically (electrodynamic starting, EDA).
  • EDS electrodynamic switching
  • the electric machine is coupled in a fixed or constant ratio to the first partial transmission, in particular the input shaft of the first partial transmission.
  • the electric machine is used in a so-called IDS mode (Integrated StarterGenerator, ISG).
  • the further switching device has at least one switching element as an additional switching element of the gearbox, which is engageable in at least two switching positions, wherein in a switching position, the pre-translation is switched to the superposition operation, in which the pre-translated to the transmission input shaft is, and in a further switching position, the pre-translation is switched to the translation mode, in which the pre-translation is decoupled from the transmission input shaft drivingly.
  • the further switching device can be realized in a manner that saves on components and cost, since only one switching element can be used.
  • the further switching device may comprise at least two switching elements as additional switching elements of the gearbox, of which a third additional switching element for switching the pre-translation in the superposition operation and a fourth additional switching element for switching the pre-translation in the translation mode.
  • the further switching device can be realized in a technically simple manner. It can be provided that the two additional switching elements are combined in a double switching element, for example, each form a single switching element of a double switching element.
  • the further switching device has a neutral position in which the pre-translation is brought out of the superimposition mode and the translation mode and the first sub-transmission, in particular Re is the input shaft of the first sub-transmission, is decoupled from the transmission input shaft and the electric machine drive.
  • the pre-translation by a planetary gear with a first gear member, a second gear member and a third gear member are formed.
  • the pretranslation can be realized in a technically simple manner and compact design.
  • the first gear member is a sun gear
  • the second gear member is a planet carrier, in particular web
  • the third gear member is a ring gear.
  • this embodiment of the invention is realized by the pre-translation, a mechanical reverse gear with respect to the transmission input shaft or a coupled thereto drive, in particular internal combustion engine. Furthermore, it is thereby possible by means of pre-translation that a vehicle can be approached in the EDA mode in the reverse direction.
  • a possible mechanical structure of the gearbox is that with respect to the Planetenradgetnebes for pretranslation, the first gear member with the other transmission input shaft and the second gear member are operatively connected to a sixth shaft, in particular rotatably connected.
  • the sixth shaft with the first partial transmission in particular the input shaft of the first partial transmission, operatively connected, in particular rotatably connected, or formed by the input shaft of the first partial transmission.
  • the third gear member is selectively operatively connected by means of the further switching device with the transmission input shaft or a housing-fixed component or the housing-fixed component, in particular rotatably connected.
  • the transmission input shaft or a driving machine or internal combustion engine drivingly connected to the transmission input shaft with the ring gear, the electric machine with the sun gear and the input shaft of the first partial transmission with the planet carrier of Planetenradgetnebes are operatively connected.
  • the first switching element and / or the second switching element and / or the third switching element and / or the fourth switching element and / or the fifth switching element and / or the sixth switching element and / or the seventh switching element and / or the at least one switching element of the switching device for the Pretranslation can or can be designed as an unsynchronized claw switching element.
  • the fifth switching element and / or the sixth switching element and / or the seventh switching element and / or the at least one switching element of the switching device for the pretranslation is a synchronization of the electric machine, in particular by a speed control of the electric machine, actively carried out.
  • the first switching element and / or the second switching element and / or the third switching element and / or the fourth switching element is a synchronization with a coupled to the transmission input shaft drive, such as an internal combustion engine, feasible.
  • the manual transmission can also be switched to the EDS mode, in which case a rotational speed superimposition of the drive or of the internal combustion engine and of the electric machine at the pretranslation is used for synchronization.
  • the at least one switching element of the switching device for the planetary gear of the range group, in particular the first additional switching element and / or the second additional switching element may be formed as a synchronized or synchronizable switching element, for example, designed as a frictional switching element.
  • the invention comprises a method for operating a hybrid drive for a motor vehicle, such as a commercial vehicle, with an internal combustion engine or other drive and a manual transmission, in particular automated manual transmission.
  • the manual transmission may be the manual transmission described above.
  • the text below refers in each case to the internal combustion engine.
  • the term internal combustion engine is to be understood synonymously for all other or other relevant drives.
  • the transmission has a transmission input shaft as a first shaft, a transmission output shaft as a second shaft, another transmission input shaft as a third shaft and an electric machine.
  • the transmission input shaft is drivingly connected or drivverbindbar with the internal combustion engine.
  • the further transmission input shaft is drive-connected to the electric machine.
  • a tensile force for the motor vehicle is provided or can be provided.
  • the manual transmission further has a main transmission with at least two partial transmissions, of which a first partial transmission has at least one fourth shaft and at least one, preferably a plurality of wheel planes coupled thereto and a second partial transmission has at least one further fourth shaft and at least one, preferably a plurality of wheel planes coupled thereto, wherein the fourth shaft and the further fourth shaft are arranged concentrically and / or coaxially with each other.
  • the first partial transmission and the second partial transmission each have an input shaft and a common output shaft.
  • the input shaft of the second partial transmission is operatively connected to the transmission input shaft.
  • the input shaft of the first partial transmission is operatively connected to the further transmission input shaft.
  • the common output shaft of the two partial transmissions is operatively connected to the transmission output shaft.
  • the transmission has a plurality of, preferably the main transmission associated switching elements whose selective switching various ratios between the transmission input shaft and the transmission output shaft and / or between the other transmission input shaft and the transmission output shaft causes, at least one of the switching elements, the main transmission is switchable in a direct gear.
  • the wheel planes include gear sets that are selectively shiftable using at least one or more or all of the shift elements so that different ratios between the transmission input shaft and the transmission output shaft and / or between the other transmission input shaft and the transmission output shaft can be switched.
  • the transmission has an engageable with the main transmission or coupled range group, which at least one planetary gear set with a first gear member, a second gear member and a third gear member Has.
  • the first gear member with the transmission input shaft and / or with the other transmission input shaft operatively bar, in particular rotatably connected.
  • the second transmission member with transmission input shaft and / or with the other transmission input shaft operatively connectable, wherein the second transmission member is additionally operatively connected to the transmission output shaft, in particular rotatably connected.
  • the third gear member is selectively fixable by means of a switching device against a housing fixed component or against the first gear member or second gear member, whereby at fixed third gear member, the range group a first translation and blocked third gear member, the range group provides a second translation and means of the switching device, the range group between the first translation and the second translation is switchable.
  • a traction-force-assisted and / or tension interruption-free and / or traction-force-maintaining switching of the range group between the first gear ratio and the second gear ratio is provided in a purely internal combustion engine operation or in a hybrid operation of the hybrid drive.
  • the pure internal combustion engine operation is to be understood in particular that the transmission output shaft is driven exclusively by the internal combustion engine.
  • hybrid operation is meant, in particular, that the transmission output shaft is driven by the internal combustion engine and the electric machine.
  • the transmission is switched or switched in the direct gear of the main transmission and in the first ratio of the range group and driving the electric machine in the power flow path of the direct gear is switched or switched, wherein in the direct gear, the transmission input shaft and the further transmission input shaft are operatively connected to the first gear member of the range group and then the steps are carried out in the following order: 1 . Separating the electric machine from the operative connection with the first gear member of the range group by means of at least one of the switching elements;
  • the first gear member and the second gear member of the planetary gear of the range group are used.
  • the first gear member is a sun gear
  • the second gear member is a planet carrier, in particular web
  • the third gear member is a ring gear.
  • the inertial mass applied to the range group is reduced at least by the inertial mass of the transmission input shaft.
  • any losses during the switching operation are reduced.
  • only the output shaft of the partial transmission is then coupled to the first transmission element, in particular the sun gear.
  • the switching device For switching over the range group, it is recommended that the switching device use at least one synchronized switching element, by means of which a synchronization is carried out before switching the range group from the first ratio to the second ratio.
  • active synchronization by means of the internal combustion engine can be avoided. It's that way Avoid situation that an active synchronization by means of the internal combustion engine is performed insufficient, for example, if the speed of the internal combustion engine can not be lowered to the required extent.
  • the switching of the range group can also be performed after the transmission input shaft has been operatively connected to the range group again, for example, the shift from the direct gear to another gear is already completed. According to one embodiment of the method, it may be provided that after disconnecting the transmission input shaft according to step 3 and before switching the range group according to step 4, the following step is carried out:
  • the method can also be used to achieve a traction-force-controlled and / or traction-interruption-free and / or traction-force-maintaining switching of the range group from the second ratio to the first ratio.
  • the steps described above can be carried out in the same way, except that the range group is at the beginning of the process in the fast gear group or the second translation and then switched according to the step 4 in the slow gear group or the first translation.
  • step 1 before disconnecting the operative connection between the electric machine and the first gear member by means of the at least one switching element (step 1), the electric machine and / or the internal combustion engine are operated such that the operative connection between the electric machine and the first gear member on the at least one switching element is load-free.
  • the electric machine and / or the internal combustion engine are operated such that the operative connection between the electric machine and the first gear member on the at least one switching element is load-free.
  • Switching element is load-free.
  • step 2 After disconnecting the operative connection according to the step 1 and before the electrical machine with the second gear member by means of at least one switching element (step 2), a synchronization of the at least one switching element against the rotational speed of the second gear member by means of the electric machine is made.
  • the speed of the electric machine is to lower.
  • a synchronization by speed control of the electric machine takes place actively. Due to the executed synchronization, the conditions for the driving connection of the electric machine to the second gear member are created in a simple manner, without the need for at least one switching element is a synchronized or synchronizable switching element.
  • step 3 After the electrical machine has been connected in accordance with step 2 and before the active connection between the transmission input shaft and the first transmission element is disconnected by means of the at least one switching element (step 3), the electric machine and / or the internal combustion engine are operated such that the operative connection between the transmission input shaft and the first transmission member on the at least one switching element is load-free. As a result, a transition of the load from the internal combustion engine to the electric machine takes place, so that now the electric machine supports the tensile force.
  • step 3a a synchronization of the at least one switching element against the rotational speed of the input shaft of the first partial transmission is made by means of the internal combustion engine. Due to the executed synchronization, the conditions for the driving connection of the internal combustion engine to the second transmission element are created in a simple manner, without the need for at least one Switching element needs to be a synchronized or synchronizable switching element.
  • the synchronization of the at least one switching element by means of the internal combustion engine can be carried out immediately after the separation of the transmission input shaft according to step 3. This makes it possible to achieve rapid switching over of the range group.
  • the method described above can be carried out in an embodiment or embodiment of the gearbox in which the further transmission input shaft is directly operatively connected to the input shaft of the first partial transmission, in particular rotatably connected or formed thereof, or via a
  • Pretranslation in particular fixed pretranslation.
  • pre-translation is therefore permanently a translation operation, in which the further transmission input shaft to the first partial transmission, in particular the input shaft of the first partial transmission, acts and the transmission input shaft is decoupled from the pre-translation drive.
  • a pretranslation may be a switchable pretranslation, which can be brought into a superimposition mode (EDA mode) by means of a further switching device of the gearbox from the translation mode (ISG mode), ie optionally to the superposition mode or the translation mode is switchable.
  • EDA mode superimposition mode
  • ISG mode translation mode
  • the transmission input shaft and the further transmission input shaft act on the first partial transmission, in particular the input shaft of the first partial transmission, in the superimposition mode.
  • steps 1 to 4 of the method can also be carried out in the embodiment or embodiment of the gearbox with the switchable pre-translation when the pre-translation is switched to the superposition mode.
  • step 3a of the method may be performed in the overlapping operation of the manual transmission.
  • the electric machine and / or the internal combustion engine are operated such that the operative connection between the electric machine and the first gear member on the at least one switching element is load-free.
  • step 2 it can also be provided in the superimposition mode of the pretranslation that after disconnecting the active connection according to step 1 and before the electric machine is operatively connected to the second transmission element by means of the at least one switching element (step 2), a synchronization of the at least one switching element against the speed of second gear member is made by means of the electric machine.
  • the speed of the input shaft of the first sub-transmission is to lower. This can be done by lowering the speed of the electric machine, for example by means of speed control and / or by a reverse rotation of the electric machine.
  • step 2 after the active connection has been disconnected according to step 1 and before the electric machine is connected to the second transmission element by means of the at least one switching element (step 2), the pretranslation is switched from the superposition mode to the translation mode, then a synchronization of the at least one switching element is made against the rotational speed of the second gear member by means of the electric machine and then the pre-translation is switched back from the translation operation in the overlay operation.
  • step 2 This relied on the pre-translation relatively few inertial masses, at least the transmission input shaft is decoupled from the pre-translation and thus relies on the
  • step 3 it can be provided in the superposition operation of the pre-translation that after the effective connection of the electric machine according to step 2 and before disconnecting the operative connection between the transmission input shaft and the first transmission member by means of the at least one switching element (step 3), the electric machine and the internal combustion engine each to a such torque value can be set that at a Voransetz forming Planetary gear whose state ratio exists and thereby the operative connection between the transmission input shaft and the first gear member on the at least one switching element is load-free.
  • the overlay operation of the pre-translation in a simple way to get the one switching element free of load.
  • the set torques within the technical limit of the electric machine and the internal combustion engine are adjusted so that one comes as close as possible to the desired by the driver or the driving strategy function setpoint.
  • step 3a after disconnecting the transmission input shaft according to step 3 and before the engagement of the transmission input shaft with the second gear member by means of at least one switching element (step 3a), a synchronization of the at least one switching element against the rotational speed of the input shaft of the first sub-transmission is made by each of the torque of the electric machine and the torque of the internal combustion engine is set to such a size value that the speed of the internal combustion engine is present at a target value for the synchronization.
  • the speed of the internal combustion engine is reduced in a simple manner to the target value, in which the switching element is synchronized.
  • the invention comprises a hybrid drive for a motor vehicle, in particular a commercial vehicle, for example a long-distance lorry, with an internal combustion engine and the above-described manual transmission, whose transmission Input shaft with the internal combustion engine is drive connected or driveable, in particular for carrying out the method described above.
  • the invention provides a manual transmission, in particular an automated manual transmission, which is fully power-shiftable and can be designed as a 10-speed transmission.
  • a conventional starting clutch can be omitted.
  • the manual transmission allows electrical traction.
  • the transmission allows a traction support in hybrid operation in all gears provided.
  • the manual transmission has a high efficiency and can be realized with low construction costs.
  • gear ratios are provided by means of the gearbox, which has a suitable spread and grading for use in truck trucks.
  • the manual transmission provides an electrodynamic starting function (EDA mode) in hybrid mode for forward travel and also for reverse travel.
  • EDS mode electrodynamic load switching function
  • the invention provides a method for operating a hybrid drive with the gearbox, wherein the range group of the gearbox is switched between the low-speed gear group and the fast gear group with traction.
  • This traction-based switching is possible both in a purely internal combustion engine operation as well as in a hybrid operation of the hybrid drive.
  • Fig. 3 shows a possible translation series for the wheel planes of the gearbox according to the figure 1 and
  • Fig. 4 is a tabular overview of possible gears in a fast gear group, which are switchable by means of the gearbox according to the figure 1, and to be actuated switching elements.
  • FIG. 1 shows a possible embodiment of a manual transmission 100, in particular an automated manual transmission, which can be used, for example, in or on a drive train of a motor vehicle, in particular a commercial vehicle.
  • the manual transmission 100 has a transmission input shaft 1 as a first shaft, a transmission output shaft 2 as a second shaft, a further transmission input shaft 3 as a third shaft and an electric drive with an electric machine EM, which is drivingly connected to the further transmission input shaft 3 or driveabverbind bar.
  • the electric machine EM has a stator S fixed to the housing and a rotor R which is rotatable relative to the stator S and which is non-rotatably connected to the further transmission input shaft 3.
  • the manual transmission 100 is a component of a hybrid drive with a (not shown in the figure 1) driving machine, such as an internal combustion engine, which is drive-connected or drive-connected to the transmission input shaft 1 of the gearbox 100.
  • the manual transmission 100 has a main gear HG with a plurality of wheel planes, which preferably have a first wheel plane R1, a second wheel plane R2, a third wheel plane R3, a fourth wheel plane R4, a fifth wheel plane R5 and a sixth Wheel plane R6 include, of which at least some of the wheel planes R1, R2, R3, R4, R5 and R6 are coupled to a fourth shaft 4 or are coupled and at least other individual of the wheel planes R1, R2, R3, R4, R5 and R6 with a another fourth wave 4 'are coupled or can be coupled.
  • the fourth shaft 4 is preferably a solid shaft and the further fourth shaft 4 'is a hollow shaft.
  • the fourth shaft 4 is inserted into the further fourth shaft 4 '.
  • the main transmission HG is designed as a countershaft transmission, wherein the fourth shaft 4 and the further fourth shaft 4 'each form a countershaft.
  • the main transmission HG can also have at least two fourth shafts 4 and at least two further fourth shafts 4 '.
  • the main gear HG comprises two gearboxes which can be coupled together, of which a first gearbox comprises the first gear plane R1, the fifth gear plane R5 and the sixth gear plane R6 and a second gearbox the second gear plane R2, the third gear plane R3 and the fourth gear plane R4.
  • the first partial transmission and the second partial transmission each have an input shaft EW1, EW2 and a common output shaft AW.
  • the input shaft EW1 of the first partial transmission with the further transmission input shaft 3 is operatively connected or operatively connected.
  • the input shaft EW2 of the second partial transmission with the transmission input shaft 1 is operatively connected, in particular rotatably connected, or formed thereof.
  • the common output shaft AW is operatively connected to the transmission output shaft 2.
  • the input shaft EW1 of the first partial transmission and the further transmission input shaft 3 are preferably a hollow shaft.
  • the input shaft EW2 of the second partial transmission and the transmission input shaft 1 are preferably a solid shaft.
  • the input shafts EW1, EW2 of the two partial transmissions are preferably coaxial with the common output shaft AW and / or the input shaft EW1 of the first partial transmission is concentric with the input shaft EW2 of the second partial transmission.
  • the fourth shaft 4 is preferably assigned to the first partial transmission and the further fourth shaft 4 'to the second partial transmission.
  • the first wheel plane R1 preferably forms a drive constant for the first partial transmission and the second wheel plane R2 Drive constant for the second partial transmission.
  • the first wheel plane R1 and the second wheel plane R2 are preferably each provided with two intermeshing fixed wheels 11, 11 'and 12, 12' which, for example, each form a spur gear stage.
  • the third wheel plane R3, the fourth wheel plane R4, the fifth wheel plane R5 and the sixth wheel plane R6 each comprise a switchable gear set, for example a spur gear.
  • the third gear plane R3, the fourth gear plane R4, the fifth gear plane R5 and the sixth gear plane R6 have at least one fixed gear 13 'or 14' or 15 'or 16', in particular a spur gear, and an associated idler gear 13 or 14 or 15 or 16, in particular counter-spur gear.
  • the respective fixed gear 13 'or 14' is associated with the further fourth shaft 4 ', in particular with the further fourth shaft 4' rotatably connected
  • the respective fixed gear 15 'or 16' is associated with the fourth shaft 4, in particular with the fourth Shaft 4 rotatably connected.
  • the transmission 100 has a plurality, in particular the main transmission HG associated switching elements, preferably a first switching element 10, a second switching element 20, a third switching element 30, a fourth switching element 40, a fifth switching element 50, a sixth switching element 60 and a seventh switching element 70, whose selective switching causes different gear ratios between the transmission input shaft 1 and the transmission output shaft 2 and / or between the further transmission input shaft 3 and the transmission output shaft 2.
  • the gear wheel sets of the third gear plane R3, the fourth gear plane R4, the fifth gear plane R5 and the sixth gear plane R6 are selectively switchable by means of at least one of the switching elements 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70.
  • the second switching element 20 is provided to the gearbox Input shaft 2, in particular bypassing the wheel planes R1, R2, R3, R4, R5 to couple with the transmission input shaft 1, in particular rotatably connect, so that then the transmission 100 is in a direct gear with respect to the main transmission HG.
  • the first switching element 10 is provided to couple the two partial transmissions together, in particular to connect the input shaft EW1 of the first partial transmission with the input shaft EW2 of the second partial transmission rotatably.
  • the transmission 100 has a the main transmission HG can be coupled or coupled, in particular the main transmission HG downstream range group GP with at least one planetary gearset PS, which has a first gear member 1 .1, a second gear member 1 .2 and a third gear member 1 .3.
  • the first gear member 1 .1 a sun gear
  • the second gear member 1.2 a Planetenrad- carrier, in particular web
  • the third gear member 1 .3 a ring gear.
  • the range group GP is assigned a switching device SE1, by means of which the range group GP can optionally be switched to a first gear ratio or to a second gear ratio.
  • the gears that can be shifted with the main gearbox HG are assigned to a slow gear group.
  • the gears that can be shifted with the main gearbox HG are assigned to a fast gear group.
  • the first gear ratio and the second ratio are achieved by the third gear member 1 .3 of the planetary PS by means of the switching device SE1 is optionally set against a housing-fixed component G (first translation) or against the second gear member 1 .2 of the planetary gearset PS is blocked (second translation).
  • the housing-fixed component G is a fixedly connected to the housing of the gearbox 100 component or an integral part of the housing itself.
  • the switching device SE1 at least two switching elements as additional switching elements L, S of the gearbox 100, of which a first additional switching element L for fixing the third gear member 1 .3 of the planetary gearset PS against the housing-fixed component G and a second additional switching element S for blocking the third gear member 1 .3 of the planetary gearset PS against serve the second gear 1.2.
  • the additional switching elements L and S can be combined in a double switching element.
  • the switching device SE1 also has a neutral position, in particular open position, in which the third gear member 1 .3 of the planetary gearset PS is decoupled from the housing-fixed component G and is present without blocking.
  • the first gear member 1 .1 of the planetary gearset PS of the range group GP is operatively connected to a fifth shaft 5, in particular rotatably connected.
  • the fifth shaft 5 is operatively connected to the common output shaft AW of the partial transmission, in particular rotationally fixed, or formed by the output shaft AW.
  • the second gear member 1 .2 of the planetary gear set PS of the range group GP operatively connected to the transmission output shaft 2, in particular rotatably connected.
  • the second gear member 1 .2 of the planetary gearset PS of the range group GP in addition by means of one of the switching elements 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 with the sixth gear plane R6 operatively connectable, in particular rotatably connected.
  • a pre-transmission V for the electric machine EM and a further switching device SE2 can be provided, by means of which the pre-transmission V can be selectively switched into a superimposition mode or a transmission mode.
  • the electric machine EM, the pre-translation V and the further switching device SE2 are combined in an electric machine group EMG.
  • the transmission input shaft 1 and the further transmission input shaft 3 act on the input shaft EW1 of the first partial transmission in a rotational speed superimposing manner.
  • an active connection is additionally established from the transmission input shaft 1 to the input shaft EW1 of the first partial transmission via which a drive engine connected to the transmission input shaft 1, such as an internal combustion engine, can act .
  • a motor vehicle can be approached electrodynamically (electrodynamic starting, EDA). Also can be switched electrodynamically in this mode of operation (electrodynamic switching, EDS).
  • the further transmission input shaft 3 acts on the input shaft EW1 of the first partial transmission, and the transmission input shaft 1 is drivingly decoupled from the preliminary transmission V.
  • the pre-translation V only one operative connection is made between the electric machine EM and the input shaft EW1 of the first sub-transmission.
  • the pre-translation V acts in this mode of operation as Konstandübersburg between the other transmission input shaft 3 and the input shaft EW1 of the first sub-transmission.
  • the further switching device SE2 at least two switching elements as additional switching elements I, J of the gearbox 100, of which a third additional switching element I is used to switch the pre-translation V in the superposition operation and a fourth additional switching element J for switching the pre-translation V in the translation operation.
  • the additional switching elements I and J can be combined in a double switching element.
  • the further switching device SE2 also has a neutral position, in particular open position, in which the pre-translation V is brought out of the superposition operation and the translation operation and the input shaft EW1 of the first sub-transmission is decoupled from the transmission input shaft 1 and the electric machine EM drivingly.
  • the pre-translation V comprises a planetary gear or is formed therefrom and has a first gear member 2.1, a second gear member 2.2 and a third gear member 2.3.
  • the first gear member 2.1 with the other transmission input shaft 3 and the second gear member 2.2 are operatively connected to a sixth shaft 6, in particular rotatably connected.
  • the sixth shaft 6 is operatively connected to the input shaft EW1 of the first sub-transmission, in particular rotationally fixed, or formed by the input shaft EW1 of the first sub-transmission.
  • the third gear member 2.3 by means of the further switching device SE2 optionally with the transmission input shaft 1 or a housing-fixed component G or the housing-fixed component G operatively connected, in particular rotatably connected.
  • the first gear member 2.1 is a sun gear
  • the second gear member 2.2 a planet, in particular web
  • the third gear 2.3 a ring gear.
  • the switching elements 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 are switchable as follows: It is the transmission input shaft 1 via the first switching element 10 with the first gear plane R1 and the second switching element 20 with the fifth shaft 5 and / or the output shaft AW of the partial transmission in each case operatively connected, in particular rotatably connected.
  • the two partial transmission of the main transmission HG can be coupled together.
  • the internal combustion engine can thereby use the gears provided by the first partial transmission.
  • the electric drive can use the gears provided by the second partial transmission.
  • the transmission input shaft 1 and the input shaft EW2 of the second sub-transmission and the output shaft AW of the second sub-transmission can be coupled directly, so that there is a direct gear in the coupled state.
  • the second switching element 20 and the third switching element 30 are combined in a double switching element.
  • the fifth switching element 50 and the sixth switching element 60 are combined in a double switching element.
  • the first switching element 10 and the seventh switching element 70 are each a single switching element.
  • the manual transmission 100 can be operated solely by means of the realizable gear stages of the main transmission HG as a 5-speed transmission.
  • a doubling of the gear ratios of the main transmission HG can be achieved by selectively switching the range group GP to the first gear ratio by means of the shifting device SE1 and thus enabling the gears of the main gear HG to be shifted in the slow gear group or in the second gear ratio and thus the gears of the main gear HG are switchable in the fast gear group.
  • the preliminary transmission V is additionally to be switched into the transmission mode or into the superposition mode by means of the further switching device SE2.
  • gear changes can be performed, which are fully power shiftable.
  • a separating clutch or starting clutch for a drive machine that can be connected to the transmission input shaft 1, such as, for example, an internal combustion engine.
  • At least one mechanical reverse gear may be provided.
  • the reverse gear can be realized by an additional Stirnradebene with an additional switching element.
  • the reverse gear can be realized as a planetary reversing set with two additional switching elements, of which one switching element is used for the forward drive and another switching element for the reverse drive.
  • a so-called PGR range group may be provided. Such a range group is integrated with an R-gear.
  • Figure 2 shows a tabular overview of possible gears, which - starting from the transmission input shaft 1 - are switchable with the gearbox 100 and the switching combinations to be executed with respect to the first switching element 10, the second switching element 20, the third switching element 30, the fourth switching element 40, of the fifth switching element 50, the sixth switching element 60, the seventh switching element 70, the first additional switching element L, the second additional switching element S, the third additional switching element I and the fourth additional switching element J.
  • the switching matrix according to the figure 2 refers to a variant in which the Manual transmission 100 is used as a 10-speed gearbox. In that sense realized ten selectively shiftable gears, which relate to a power flow starting from the transmission input shaft 1.
  • Figure 2 further relates to the ISG mode of the gearbox 100. In this mode, the pre-translation V is in the translation mode. It is consistently closed the fourth additional switching element J and preferably the third additional switching element I opened.
  • the gears or gear steps are indicated in the first column of the overview.
  • the gears are labeled "1", “2", “3”, “4", "5", “6", “7”, “8”, “9”, “10”.
  • the position of the switching elements 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, L, S, I, J indicated being characterized by crosses that the respective switching element 10 or 20 or 30, 40, 50, 60, 70, 80, L, S, I, J, respectively, in a closed switch position. If no cross is indicated, the corresponding switching element 10 or 20 or 30 or 40 or 50 or 60 or 70 or 80 or L or S or I or J may be open.
  • Preselections are switchable in this case, when the gear indicated in the first column is switched, since the at least one switching element to be additionally switched At the same time, the preselection gears are to be switched in order to also produce a force flow in the affected gear of the gearbox 100 according to the first column of FIG starting from the electric machine EM
  • Gears switchable which do not differ with respect to the power flow path via the transmission input shaft 1, but different switching elements are additionally switched to also couple the electric machine EM in the power flow path or connect.
  • gear jumps or translation jumps relate to the gear jump of the respective specified gear in the next higher gear, wherein the value for the gear jump is indicated in each case in the line for the smaller gear.
  • the 1. Gear is switched by closing the first switching element 10, the sixth switching element 60 and the first additional switching element L.
  • the 2nd gear is switched by closing the fourth switching element 40 and the first additional switching element L.
  • the third gear is switched by closing the third switching element 30 and the first additional switching element L.
  • the 4th gear is switched by closing the first switching element 10, the fifth switching element 50 and the first additional switching element L.
  • the 5th gear is switched by closing the second switching element 20 and the first additional switching element L.
  • the 6th gear is switched by closing the first switching element 10 and the seventh switching element 70.
  • the 7th gear is switched by closing the fourth switching element 40 and the second additional switching element S.
  • the 8th gear is switched by closing the third switching element 30 and the second additional switching element S.
  • the 9th gear is switched by closing the first switching element 10, the fifth switching element 50 and the second additional switching element S.
  • the 10th gear is switched by closing the second switching element 20 and the second additional switching element S.
  • the third additional switching element I is open at all ten gears or is switched to the open position or neutral position.
  • the fourth additional switching element J is closed at all ten gears or is switched to the closed position.
  • a power flow path to the transmission output shaft 2 is constructed in the gears one to ten.
  • a power flow path from the further transmission input shaft 3 to the transmission output shaft 2 in all of these gears it is provided that in the
  • the fifth shift element 50 (pre-selection: 4th gear) or the sixth shift element 60 (pre-selection: 1st gear) is additionally closed
  • in the 3rd gear the fifth shift element 50 (preselection: 4th gear) is additionally closed
  • in the 5th gear that fifth shift element 50 (preselection: 4th gear) or the seventh shift element 70 (preselection: 6th gear) is additionally closed
  • in the 7th gear the fifth shift element 50 (area code: 9th gear) or the seventh shift element 70 (area code: 6th gear) is additionally closed
  • the fifth shift element 50 (area code: 9th gear) is additionally closed and / or in the 10th gear
  • the first switching element 10 (area code: 10th gear) or the fifth switching element 50 (area code: 9th gear) is additionally closed.
  • the first additional switching element L and the second additional switching element S are each load-free, since the power flow is passed via the seventh switching element 70 directly to the second gear member 1 .2 of the planetary gearset PS of the range group GP.
  • either the first additional switching element L or the second additional switching element S can be closed or a switching of the range group take place in the 6th gear, so that either the first additional switching element L is closed and the second additional switching element S is open or the first additional switching element L is open and the second additional switching element S is closed.
  • FIG. 3 shows, by way of example, a possible translation series for the wheel planes R1, R2, R3, R4, R5, R6, the gear plane formed by the planetary gearset PS, and the gear plane formed by the preliminary gear V.
  • the specified ratio is the stationary gear ratio. The same applies to the
  • Pretranslation V if the pretranslation V is formed by a planetary gear.
  • the specified gear ratio corresponds to the respective number of teeth of the spur gears.
  • the negative sign refers to a reversal of the direction of rotation.
  • the gear ratios of the wheel planes R1 and R2 are indicated in the power flow direction by the transmission input shaft 1 and the further transmission input shaft 3 toward the fourth shaft 4 or further fourth shaft 4 '.
  • the translations relating to the third gear plane R3, the fourth gear plane R4, the fifth gear plane R5 and the sixth gear plane R6 are indicated in the power flow direction by the fourth shaft 4 and the further fourth shaft 4 'to the fifth shaft 5 and output shaft AW, respectively.
  • Figure 4 shows a tabular overview of possible gears which, starting from the transmission input shaft 1, are shiftable with the gearbox 100 and the shift combinations to be executed with respect to the shift elements 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 and the additional shift elements L, S, I, J.
  • Figure 4 relates to the EDA mode of the gearbox 100.
  • the pre-translation V is in the overlay operation. It is consistent throughout the third additional switching element I closed and preferably the fourth additional switching element J open. Otherwise, the switching matrix of Figure 4 is identical to the switching matrix according to Figure 2, so that reference is made to the description of Figure 2.
  • the manual transmission 100 has a multiplicity of properties and / or functions, of which a few are presented below:
  • an internal combustion engine connected to the transmission input shaft 1 can use the gears of the first subtransmission, which is associated with the electric machine EM.
  • the internal combustion engine or transmission input shaft 1 can be connected to the electric machine EM, without a gear to the transmission output shaft 2 is switched.
  • the internal combustion engine can be started with the electric machine EM or electric current can be generated in the neutral position of the first shifting element 10, that is to say independently of the driving speed and thus also when the vehicle is at a standstill.
  • the internal combustion engine drives the electric machine EM, which then operates as a generator.
  • main transmission HG is a purely electric driving with those two gears possible, which are associated with the sixth shaft 6 and the input shaft EW1 of the first sub-transmission. Furthermore, a reverse drive is possible which can be effected by reversing the direction of rotation of the electric machine EM.
  • the area group GP results in four electrical gears.
  • the main transmission HG it is further possible that for a purely electric driving a clutch for the internal combustion engine is not required, since the transmission input shaft 1 by opening the first switching element 10, the second switching element 20, the third switching element 30 and the fourth switching element 40th is decoupled. Due to the two partial transmissions, the internal combustion engine and the electric machine EM can be operated with different ratios. For the internal combustion engine and the electric machine EM, depending on the driving situation, suitable operating points can be selected in each case. The electric machine EM can partially be disconnected completely and stand still, so zero load losses are avoided.
  • uninterruptible load circuits can be performed in a hybrid drive having the transmission 100 in ISG mode.
  • the electric machine EM supports the tensile force via the sixth shaft 6 or input shaft EW1 of the first partial transmission in all gear changes, which are associated with the transmission input shaft 1.
  • the internal combustion engine supports the tensile force via the transmission input shaft 1 at all gear changes, which are associated with the sixth shaft 6 and the input shaft EW1 of the first partial transmission.
  • a hybrid drive can be operated such that the switching of the range group GP of the gearbox 100 from the slow gear group into the fast gear group or vice versa power supported or traction interruption takes place when the hybrid drive in a pure combustion engine operation or in a hybrid Operation is located.
  • Such a power interruption-free switching of the range group GP can be performed in the ISG mode of the transmission 100 as well as in the EDA mode of the transmission 100.
  • This process is based on the direct gear, for example, the direct gear in the slow gear group, in which the second switching element 20 and the first additional switching element L are closed.
  • the electric Because of the previous history (4th gear), the EM engine still operates in 4th gear, in that the fifth shifting element 50 is closed.
  • traction interruption-free switching of the range group GP may be performed in the course of shifting from the 5th speed to the 6th speed when the transmission 100 is in the EDA mode.
  • the switchover can be carried out as follows:
  • the torques of the internal combustion engine and the electric machine EM are adjusted so that they are in proportion to the state ratio of the planetary gear for the pre-translation V and thus the mecanicstegende second switching element 20 is free of load.
  • the power flow then runs exclusively via the second gear member 2.2 (web) of the planetary gear and the seventh switching element 70.
  • the torques of the internal combustion engine and the electric machine EM within the limits of the two machines are set so that the traction as close as possible from the driver or a driving strategy function desired setpoint comes;
  • S second additional switching element further switching device third additional switching element fourth additional switching element

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe (100) für einen Hybridantrieb mit einer Getriebeeingangswelle (1), einer Getriebeausgangswelle (2), einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) und einer Elektromaschine (EM), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), umfassend wenigstens zwei Teilgetriebe, von denen ein erstes Teilgetriebe wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen hat, ein zweites Teilgetriebe wenigstens eine weitere vierte Welle (4') und mehrere damit gekoppelte Radebenen hat und die vierte Welle (4) und die weitere vierte Welle (4') konzentrisch und/oder koaxial zueinander angeordnet sind und mit mehreren dem Hauptgetriebe (HG) zugeordneten Schaltelementen (10-70). Es ist eine mit dem Hauptgetriebe (HG) koppelbare oder gekoppelte Bereichsgruppe (GP) vorgesehen, welche wenigstens einen Planetenradsatz (PS) mit einem ersten Getriebeglied (1.1), einem zweiten Getriebeglied (1.2) und einem dritten Getriebeglied (1.3) hat, wobei mittels wenigstens eines der Schaltelemente (10-70) das erste Getriebeglied (1.1) mit der Getriebeeingangswelle (1) und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) wirkverbindbar ist, das zweite Getriebeglied (1.2) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbunden ist und mittels wenigstens eines der Schaltelemente (10-70) mit wenigstens einer der Radebenen des ersten Teilgetriebes und/oder des zweiten Teilgetriebes wirkverbindbar ist und das dritte Getriebeglied (1.3) mittels einer Schalteinrichtung (SE1) wahlweise gegen ein gehäusefestes Bauteil (G) festsetzbar oder gegen das erste Getriebeglied (1.1) oder zweite Getriebeglied (1.2) verblockbar ist.

Description

Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb, Verfahren zum Betreiben
eines Hybridantriebes und Hybridantrieb
Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, mit zwei Getriebeeingangswellen und einer Elektromaschine, welche mit einer der Getriebeeingangswellen triebverbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes mit einem solchen Schaltgetriebe sowie einen Hybridantrieb.
Ein gattungsgemäßes Schaltgetriebe ist aus der DE 10 2010 063 582 A1 bekannt. Das Schaltgetriebe ist Bestandteil eines Hybridantriebes mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer Elektromaschine, welche beide mit dem Schaltgetriebe antriebswirksam gekoppelt sind. Dazu weist das Schaltgetriebe zwei Getriebeeingangswellen auf, von denen eine Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungskraftmaschine und die andere Getriebeeingangswelle mit der Elektromaschine triebverbunden sind. Das Schaltgetriebe hat ein Hauptgetriebe mit zwei konzentrisch zueinander angeordneten Vorgelegewellen, von denen die eine Vorgelegewelle als Vollwelle und die andere Vorgelegewelle als Hohlwelle ausgebildet sind und jeweils ein Bestandteil eines Teilgetriebes des Hauptgetriebes bilden. Jedem Teilgetriebe sind mehrere mit der jeweiligen Vorgelegewelle gekoppelte Radebenen zugeordnet. Die Radebenen umfassen Gangradsätze, welche unter Nutzung von Schaltelementen selektiv schaltbar sind, so dass verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle geschaltet werden können.
Derartige Schaltgetriebe ermöglichen es, dass wenigstens zwei separate Antriebe, nämlich ein elektromotorischer Antrieb und beispielsweise ein verbrennungsmotorischer Antrieb, auf einen gemeinsamen Antriebsstrang, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, wirken können. Es kann auf diese Weise der Antriebsstrang durch eine Überlagerung der Antriebsmomente beider Antriebe oder alleine durch das Antriebsmoment eines der Antriebe angetrieben sein. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt einer Ausführungsform der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe der eingangs genannten Art in seinem Funktionsumfang zu erweitern. Ferner soll ein hierauf optimiertes Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes mit einem solchem Schaltgetriebe vorgeschlagen werden. Darüber hinaus soll ein Hybridantrieb bereitgestellt werden, welcher für den Einsatz eines solchen Schaltgetriebes und/oder eines solchen Verfahrens geeignet ist.
Die Aufgabe wird mit einem Schaltgetriebe gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Zur Lösung der Aufgabe wird ferner ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 18 vorgeschlagen. Darüber hinaus wird ein Hybridantrieb mit den Merkmalen des Anspruches 31 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Schaltgetriebe, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges, vorgesehen. Das Schaltgetriebe hat eine Getriebeeingangswelle als erste Welle und eine Getriebeausgangswelle als zweite Welle. Insbesondere ist die Getriebeeingangswelle dazu vorgesehen, mit einer Antriebsmaschine, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, triebverbunden zu werden.
Das Schaltgetriebe hat ferner eine weitere Getriebeeingangswelle als dritte Welle und eine Elektromaschine, welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden oder triebverbindbar ist. Die Elektromaschine kann zusammen mit dem Schaltgetriebe als Baueinheit vorliegen, welche beispielsweise werksseitig vorinstalliert ist. Es ergeben sich dadurch Montagevorteile, da beispielsweise im Falle einer Endmontage eines Kraftfahrzeuges auf die vorinstallierte Baueinheit zurückgegriffen werden kann. Beispielsweise nutzt die Elektromaschine das Gehäuse des Schaltgetriebes oder ein in Bezug auf das Gehäuse gehäusefestes Bauteil. Beispielsweise ist die Elektromaschine durch das Gehäuse des Schaltgetriebes und/oder das gehäusefeste Bauteil zumindest teilweise eingehaust. Weiterhin hat das Schaltgetriebe ein Hauptgetriebe mit wenigstens zwei Teilgetrieben, insbesondere exakt zwei Teilgetrieben, von denen ein erstes Teilgetriebe wenigstens eine vierte Welle und wenigstens eine, vorzugsweise mehrere damit gekoppelte Radebenen hat und von denen ein zweites Teilgetriebe wenigstens eine weitere vierte Welle und wenigstens eine, vorzugsweise mehrere damit gekoppelte Radebenen hat. Die vierte Welle und die weitere vierte Welle sind konzentrisch und/oder koaxial zueinander angeordnet. Beispielsweise ist die vierte Welle eine Vollwelle und die weitere vierte Welle eine Hohlwelle. Beispielsweise ist die vierte Welle in der als Hohlwelle ausgebildeten weiteren vierten Welle aufgenommen bzw. die weitere vierte Welle umgibt die vierte Welle.
Insbesondere ist das Hauptgetriebe als Vorgelegegetriebe ausgebildet. Beispielsweise bilden dann die vierte Welle und die weitere vierte Welle jeweils eine Vorgelegewelle. Auch können zwei vierte Wellen und/oder zwei weitere vierte Wellen vorgesehen sein, welche beispielsweise jeweils als Vorgelegewellen ausgebildet sind. In diesem Fall wird mittels der beiden vierten Wellen und der beiden weiteren vierten Wellen eine Leistungsteilung erreicht.
Insbesondere haben das erste Teilgetriebe und das zweite Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle und eine gemeinsame Ausgangswelle. Beispielsweise ist die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mit der weiteren Getriebeeingangswelle wirkverbunden. Beispielsweise ist die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden. Beispielsweise ist die gemeinsame Ausgangswelle der beiden Teilgetriebe mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden.
Weiterhin hat das Schaltgetriebe mehrere, vorzugsweise dem Hauptgetriebe zugeordnete Schaltelemente, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt. Beispielsweise umfassen zumindest einzelne der Radebenen Gangradsätze, welche unter Nutzung wenigstens eines oder mehrerer oder sämtlicher der Schaltelemente selektiv schaltbar sind, so dass verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der weiteren Getriebeausgangswelle geschaltet werden können. Insbesondere ist durch wenigstens eines der Schaltelemente das Hauptgetriebe in einen Direktgang schaltbar. Insbesondere sind in dem Direktgang die Radebenen umgangen.
Bei dem Schaltgetriebe ist nunmehr eine mit dem Hauptgetriebe koppelbare oder gekoppelte, insbesondere dem Hauptgetriebe nachgeschaltete Bereichsgruppe vorgesehen, welche wenigstens einen Planetenradsatz mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied hat. Mittels wenigstens eines der Schaltelemente das erste Getriebeglied mit der Getriebeeingangswelle und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar ist. Ebenso ist mittels wenigstens eines der Schaltelemente oder eines anderen der Schaltelemente das zweite Getriebeglied mit Getriebeeingangswelle und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle wirkverbindbar, wobei das zweite Getriebeglied zusätzlich mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist. Das dritte Getriebeglied ist mittels einer Schalteinrichtung wahlweise gegen ein gehäusefestes Bauteil festsetzbar oder gegen das erste Getriebeglied oder zweite Getriebeglied verblockbar. Dadurch stellt bei festgesetztem dritten Getriebeglied die Bereichsgruppe eine erste Übersetzung und bei ver- blocktem dritten Getriebeglied die Bereichsgruppe eine zweite Übersetzung bereit, wobei mittels der Schalteinrichtung die Bereichsgruppe zwischen der ersten Übersetzung und der zweiten Übersetzung umgeschaltet werden kann. Beispielsweise ist das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträ- ger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad.
Durch die Bereichsgruppe ist eine Erweiterung der zu schaltenden Gänge erreicht. Die Gänge des Hauptgetriebes können je nach Schaltung der Schalteinrichtung in die erste Übersetzung oder zweite Übersetzung einer sogenannten langsamen Ganggruppe oder einer schnellen Ganggruppe zugeordnet sein. Grundsätzlich können die Gänge des Hauptgetriebes auf diese Weise zweifach geschaltet werden, so dass das Schaltgetriebe eine doppelte Anzahl von Gangstufen aufweist, von denen die eine Hälfte der langsamen Gruppe und die andere Hälfte der schnellen Gruppe zugeordnet sind. Insofern ergeben sich durch die Bereichsgruppe weitere Funktionen für das Schaltgetriebe, welches nunmehr als Gruppengetriebe vorliegt.
Unter einem gehäusefesten Bauteil oder dem gehäusefesten Bauteil ist im Zuge der Erfindung insbesondere ein Teil des Gehäuses des Schaltgetriebes zu verstehen, welches beispielsweise an dem Gehäuse angeformt ist. Auch kann das gehäusefeste Bauteil ein separates Bauteil sein, welches mit dem Gehäuse des Schaltgetriebes gehäusefest verbunden ist, beispielsweise lösbar verbunden ist.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schalteinrichtung wenigstens ein Schaltelement als Zusatzschaltelement des Schaltgetriebes aufweist, welches in wenigstens zwei Schaltstellungen bringbar ist, wobei in einer Schaltstellung das dritte Getriebeglied des Planetenradsatzes gegen das gehäusefeste Bauteil festgesetzt ist und in einer weiteren Schaltstellung das dritte Getriebeglied des Planetenradsatzes gegen das erste Getriebeglied oder zweite Getriebeglied verblockt ist. Dadurch ist die Schalteinrichtung bauteilsparend und kostengünstig zu realisieren, da lediglich auf ein einziges Schaltelement zurückgegriffen werden kann.
Nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schalteinrichtung wenigstens zwei Schaltelemente als Zusatzschaltelemente des Schaltgetriebes aufweist, von denen ein erstes Zusatzschaltelement zum Festsetzen des dritten Getriebegliedes des Planetenradsatzes gegen das gehäusefeste Bauteil und ein zweites Zusatzschaltelement zum Verblocken des dritten Getriebegliedes des Planetenradsatzes gegen das erste Getriebeglied oder zweite Getriebeglied dienen. Dadurch kann die Schalteinrichtung in technisch einfacher Weise realisiert werden. Es kann dazu vorgesehen sein, dass die zwei Zusatzschaltelemente in einem Doppelschaltelement zusammengefasst sind, beispielsweise jeweils ein Einzelschaltelement eines Doppelschaltelementes bilden. Auch diese Maßnahme zielt darauf ab, die Schalteinrichtung in technisch einfacher Weise zu realisieren.
Es bietet sich an, dass die Schalteinrichtung eine Neutralstellung, insbesondere Offenstellung, aufweist, in welcher das dritte Getriebeglied des Planetenradsatzes von dem gehäusefesten Bauteil abgekoppelt ist und ohne Verblockung vorliegt. Dadurch ist in technisch einfacher Weise ein Gang unter Umgehung der Bereichsgruppe zu schalten, indem beispielsweise mittels des wenigstens einen Schaltelementes das zweite Getriebeglied insbesondere über das erste Teilgetriebe in Wirkverbindung mit der weiteren Getriebeeingangswelle und/oder mit der Getriebeeingangswelle geschaltet wird oder geschaltet ist und die Schalteinrichtung in der Neutralstellung vorliegt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Hauptgetriebe wenigstens zwei Antriebskonstanten aufweist, von denen eine Antriebskonstante durch eine Radebene des ersten Teilgetriebes und die andere Antriebskonstante durch eine Radebene des zweiten Teilgetriebes gebildet sind. Beispielsweise weist die Radebene wenigstens einer der Antriebskonstanten eine feste Anordnung ihrer Gangräder auf, beispielsweise indem die Gangräder jeweils als Festräder ausgebildet sind, also jeweils mit der zugehörigen Welle drehfest verbunden sind. Alternativ kann wenigstens eine der Antriebskonstanten schaltbar sein. In diesem Fall weist die zugehörige Radebene wenigstens ein Losrad als Gangrad auf, welches mittels eines Schaltelementes mit einer zugehörigen Welle wirkverbindbar ist.
Ein möglicher mechanischer Aufbau des Schaltgetriebes besteht darin, dass bezüglich des Hauptgetriebes eine erste Radebene, eine zweite Radebene, eine dritte Radebene, eine vierte Radebene, eine fünfte Radebene und eine sechste Radebene vorgesehen sind, von denen die erste Radebene, die fünfte Radebene und die sechste Radebene dem ersten Teilgetriebe und die zweite Radebene, die dritte Radebene und die vierte Radebene dem zweiten Teilgetriebe zugeordnet sind. Die erste Radebene und die zweite Radebene bilden jeweils eine Antriebskonstante. Dazu sind die erste Radebene mit der weiteren Getriebeeingangswelle und die zweite Radebene mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden.
Die dritte Radebene, die vierte Radebene, die fünfte Radebene und die sechste Radebene sind als schaltbare Gangradebenen ausgebildet und weisen dazu jeweils wenigstens ein Festrad und ein damit, insbesondere direkt oder indirekt beispielsweise unter Zwischenschaltung wenigstens eines Zwischenrades in Eingriff stehendes, zugehöriges Losrad auf, wobei der vierten Welle das Festrad der fünften Radebene und der sechsten Radebene zugeordnet ist und der weiteren vierten Welle das Festrad der dritten Radebene und der vierten Radebene zugeordnet ist. Durch die sechs Radebenen des Hauptgetriebes, insbesondere exakt Radebenen, ist das Schaltgetriebe mit relativ geringem Bauaufwand zu realisieren, insbesondere wenn die Radebenen als Stirnradebenen ausgebildet sind und jeweils wenigstens eine Stirnradstufe aufweisen.
Der mechanische Aufbau des Schaltgetriebes kann ferner derart ausgeführt sein, dass die zweite Radebene, die dritte Radebene und die vierte Radebene der Getriebeeingangswelle und die erste Radebene, die fünfte Radebene und die sechste Radebene der weiteren Getriebeeingangswelle zugeordnet sind. Die Getriebeeingangswelle kann eine Vollwelle sein. Die weitere Getriebeeingangswelle kann eine Hohlwelle sein. Beispielsweise ist die weitere Getriebeeingangswelle konzentrisch bezüglich der Getriebeeingangswelle angeordnet. Beispielsweise liegen die Eingangswellen der beiden Teilgetriebe koaxial zur gemeinsamen Ausgangswelle beider Teilgetriebe. Beispielsweise ist die gemeinsame Ausgangswelle der Teilgetriebe koaxial zur Getriebeausgangswelle angeordnet.
Eine mögliche Verschaltung der Komponenten des Schaltgetriebes kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung derart realisiert sein, dass die Getriebeeingangswelle über ein erstes Schaltelement mit der ersten Radebene und über ein zweites Schaltelement mit einer fünften Welle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Beispielsweise ist die fünfte Welle mit dem ersten Getriebeglied der Planetenrad- stufe der Bereichsgruppe wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die dritte Radebene über ein drittes Schaltelement, die vierte Radebene über ein viertes Schaltelement und die fünfte Radebene über ein fünftes Schaltelement jeweils mit der fünften Welle wirkverbindbar sind, insbesondere drehfest verbindbar ist, und die sechste Radebene über ein sechstes Schaltelement mit der fünften Welle und über ein siebtes Schaltelement mit dem zweiten Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Beispielsweise ist der Direktgang des Hauptgetriebes durch Schließen des zweiten Schaltelementes geschaltet.
Beispielsweise ist die weitere Getriebeeingangswelle mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Eingangswelle des ersten Getriebes gebildet. Beispielsweise ist die Getriebeeingangswelle mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes gebildet. Beispielsweise ist die fünfte Welle mit der gemeinsamen Ausgangswelle der beiden Teilgetriebe wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Ausgangswelle gebildet.
Bei dem Schaltgetriebe kann es vorgesehen sein, dass bezüglich der Getriebeeingangswelle bzw. einer etwaigen daran angekoppelten Verbrennungskraftmaschine wenigstens ein, beispielsweise fünf Gänge, insbesondere mechanische Gänge, mittels des Hauptgetriebes wahlweise schaltbar sind. Die wahlweise schaltbaren Gänge sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisiert, dass in einem 1 . Gang das erste Schaltelement und das sechste Schaltelement geschlossen sind, in einem 2. Gang das vierte Schaltelement geschlossen ist, in einem 3. Gang das dritte Schaltelement geschlossen ist, in einem 4. Gang das erste Schaltelement und das fünfte Schaltelement geschlossen sind und/oder in einem 5. Gang das zweite
Schaltelement geschlossen ist.
Bei den vorgenannten Gängen ist eine Zuordnung zu den Radebenen des Hauptgetriebes wie folgt vorgesehen: Es sind in dem 1 . Gang die sechste Radebene, in dem 2. Gang die vierte Radebene, in dem 3. Gang die dritte Radebene, in dem 4. Gang die fünfte Radebene des Hauptgetriebes genutzt, wobei in dem 1 . Gang und in dem
4. Gang die erste Radebene als Antriebskonstante genutzt ist und in dem 2. Gang sowie in dem 3. Gang die zweite Radebene als Antriebskonstante genutzt sind. Der
5. Gang ist der Direktgang, in dem der Kraftfluss über keine der Radebenen des Hauptgetriebes geht, also die vierte Welle und die weitere vierte Welle umgangen sind.. Grundsätzlich kann auch eine andere Zuordnung der Gänge zu den Radebenen des Hauptgetriebes vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Zuordnung zwischen dem 3. Gang und dem 4. Gang vertauscht sein. Es sind dann in dem 1 . Gang die sechste Radebene, in dem 2. Gang die vierte Radebene, in dem 3. Gang die fünfte Radebene und in dem 4. Gang die dritte Radebene des Hauptgetriebes genutzt, wobei der 5. Gang der Direktgang ist. Die erste Radebene und die zweite Radebene des Hauptgetriebes sind jeweils als Antriebskonstante genutzt.
Durch die Bereichsgruppe ist eine Erweiterung der zu schaltenden Gänge erreicht. Grundsätzlich können die Gänge des Hauptgetriebes zweifach geschaltet werden, so dass das Schaltgetriebe eine doppelte Anzahl von Gangstufen aufweist, von denen die eine Hälfte der langsamen Ganggruppe und die andere Hälfte der schnellen Ganggruppe zugeordnet sind. Durch die Bereichsgruppe ist es somit möglich, dass bezüglich der Getriebeeingangswelle bzw. einer etwaigen daran angekoppelten Verbrennungskraftmaschine wenigstens ein, beispielsweise zehn Gänge, wahlweise schaltbar sind.
Die wahlweise schaltbaren Gänge sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisiert, dass einem 1 . Gang das erste Schaltelement und das sechste Schaltelement geschlossen sind und mittels der Schalteinrichtung das dritte Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe gegen das gehäusefeste Bauteil festgesetzt ist, in einem 2. Gang das vierte Schaltelement geschlossen ist und mittels der Schalteinrichtung das dritte Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe gegen das gehäusefeste Bauteil festgesetzt ist, in einem 3. Gang das dritte Schaltelement geschlossen ist und mittels der Schalteinrichtung das 3. Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe gegen das gehäusefeste Bauteil festgesetzt ist, in einem 4. Gang das erste Schaltelement und das fünfte Schaltelement geschlossen sind und mittels der Schalteinrichtung das dritte Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe gegen das gehäusefeste Bauteil festgesetzt ist, in einem 5. Gang das zweite Schaltelement geschlossen ist und mittels der Schalteinrichtung das dritte Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe gegen das gehäusefeste Bauteil festgesetzt ist, in einem 6. Gang das erste Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind, in einem 7. Gang das vierte Schaltelement geschlossen ist und mittels der Schalteinrichtung das dritte Getriebeglied gegen das zweite Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe verblockt ist, in einem 8. Gang das dritte Schaltelement geschlossen ist und mittels der Schalteinrichtung das dritte Getriebeglied gegen das zweite Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe verblockt ist, in einem 9. Gang das erste Schaltelement und das fünfte Schaltelement geschlossen sind und mittels der Schalteinrichtung das dritte Getriebeglied gegen das zweite Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe verblockt ist und/oder in einem 10. Gang das zweite Schaltelement geschlossen ist und mittels der Schalteinrichtung das 3. Getriebeglied gegen das zweite Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe verblockt ist.
Der 1 . Gang, der 2. Gang, der 3. Gang, der 4. Gang und der 5. Gang sind der langsamen Ganggruppe zugeordnet. Es ist mittels der Schalteinrichtung das dritte Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe gegen das gehäusefeste Bauteil festgesetzt ist, um einen Kraftfluss von der Getriebeeingangswelle zur Getriebeausgangswelle bereitzustellen. Der 6. Gang, der 7. Gang, der 8. Gang, der 9. Gang und der 10. Gang sind der schnellen Gruppe zugeordnet. Es die Bereichsgruppe umgeschaltet, nämlich in dem 6. Gang befindet sich die Schalteinrichtung in der Neutralstellung und das siebte Schaltelement ist geschlossen und in dem 7. Gang, dem 8. Gang, dem 9. Gang und dem 10. Gang ist mittels der Schalteinrichtung das dritte Getriebeglied gegen das zweite Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe verblockt, um einen Kraftfluss von der Getriebeeingangswelle zur Getriebeausgangswelle bereitzustellen .
Bei den vorgenannten zehn Gängen ist ein Kraftfluss geschaltet, welcher von der Getriebeeingangswelle ausgeht. Eine Einkopplung des Drehmomentes der Elektromaschine in diesen Kraftfluss ist jedoch nur in Einzelfällen realisiert. Um das Drehmoment der Elektromaschine in weiteren Gängen zur Verfügung zu stellen, bietet es sich an, dass in dem 2. Gang das fünfte Schaltelement oder das sechste Schaltelement zusätzlich geschlossen ist, in dem 3. Gang das fünfte Schaltelement zusätzlich geschlossen ist, in dem 5. Gang das fünfte Schaltelement oder das siebte Schaltelement zusätzlich geschlossen ist, in dem 7. Gang das fünfte Schaltelement oder das siebte Schaltelement zusätzlich geschlossen ist, in dem 8. Gang das fünfte Schaltelement zusätzlich geschlossen ist und/oder in dem 10. Gang das erste Schaltelement oder das fünfte Schaltelement zusätzlich geschlossen ist.
Ferner kann in dem 6. Gang mittels der Schalteinrichtung zusätzlich das dritte Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe gegen das gehäusefeste Bauteil festgesetzt sein oder gegen das zweite Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe verblockt sein. Im 6. Gang liegt das dritte Getriebeglied sowohl im verblockten Fall als auch im festgesetzten Fall lastfrei vor. Der 6. Gang kann daher zur Umschaltung der Bereichsgruppe zwischen der ersten Übersetzung und der zweiten Übersetzung bzw. zwischen der langsamen Ganggruppe und der schnellen Ganggruppe genutzt werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Vorübersetzung für die Elektromaschine vorgesehen. Dadurch kann auf eine Elektromaschine mit geringerem maximalen Drehmoment und höherer maximaler Drehzahl zurückgegriffen werden, welche kostengünstig ist.
Es ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine weitere Schalteinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Vorübersetzung wahlweise in einen Überlagerungsbetrieb oder einen Übersetzungsbetrieb schaltbar ist. In dem Überlagerungsbetrieb wirken die Getriebeeingangswelle und die weitere Getriebeeingangswelle drehzahlüberlagernd auf das erste Teilgetriebe, insbesondere die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes. Es ist somit in dem Überlagerungsbetrieb neben der Wirkverbindung von der Elektromaschine zur Eingangswelle des ersten Teilgetriebes zusätzlich eine Wirkverbindung von der Getriebeeingangswelle zur Eingangswelle des ersten Teilgetriebes hergestellt, über welche eine mit der Getriebeeingangswelle triebverbundene Antriebsmaschine, wie beispielsweise Verbrennungskraftmaschine, wirken kann. In dem Übersetzungsbetrieb wirkt die weitere Getriebeeingangswelle auf das erste Teilgetriebe, insbesondere die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes, und die Getriebeeingangswelle ist von der Vorübersetzung antriebsmäßig abgekoppelt. Es ist somit in dem Übersetzungsbetrieb der Vorübersetzung eine Wirkverbindung von der Elektromaschine zur Eingangswelle des ersten Teilgetriebes hergestellt. In dem Überlagerungsbetrieb ist mittels der Elektromaschine ein sogenannter elektrodynamischer Betrieb realisierbar. Beispielsweise kann in dieser Betriebsweise ein Kraftfahrzeug elektrodynamisch angefahren werden (elektrodynamisches Anfahren, EDA). Auch kann in dieser Betriebsweise elektrodynamisch geschaltet werden (elektrodynamisches Schalten, EDS). In dem Übersetzungsbetrieb ist die Elektromaschine in einer festen bzw. konstanten Übersetzung an das erste Teilgetriebe, insbesondere die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes, angekoppelt. Es wird die Elektromaschine in einem sogenannten IDS-Modus genutzt (Integrierter StarterGenerator, ISG).
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die weitere Schalteinrichtung wenigstens ein Schaltelement als Zusatzschaltelement des Schaltgetriebes aufweist, welches in wenigstens zwei Schaltstellungen bringbar ist, wobei in einer Schaltstellung die Vorübersetzung in den Überlagerungsbetrieb geschaltet ist, in welchem die Vorübersetzung mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist, und in einer weiteren Schaltstellung die Vorübersetzung in den Übersetzungsbetrieb geschaltet ist, in welchem die Vorübersetzung von der Getriebeeingangswelle antriebsmäßig abgekoppelt ist. Dadurch ist die weitere Schalteinrichtung bauteilsparend und kostengünstig zu realisieren, da lediglich auf ein einziges Schaltelement zurückgegriffen werden kann.
Alternativ kann die weitere Schalteinrichtung wenigstens zwei Schaltelemente als Zusatzschaltelemente des Schaltgetriebes aufweisen, von denen ein drittes Zusatzschaltelement zum Schalten der Vorübersetzung in den Überlagerungsbetrieb und ein viertes Zusatzschaltelement zum Schalten der Vorübersetzung in den Übersetzungsbetrieb dient. Dadurch kann die weitere Schalteinrichtung in technisch einfacher Weise realisiert werden. Es kann dazu vorgesehen sein, dass die zwei Zusatzschaltelemente in einem Doppelschaltelement zusammengefasst sind, beispielsweise jeweils ein Einzelschaltelement eines Doppelschaltelementes bilden.
Ferner kann es vorgesehen sein, dass die weitere Schalteinrichtung eine Neutralstellung aufweist, in welcher die Vorübersetzung aus dem Überlagerungsbetrieb und dem Übersetzungsbetrieb herausgebracht ist und das erste Teilgetriebe, insbesonde- re die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes, von der Getriebeeingangswelle und der Elektromaschine antriebsmäßig abgekoppelt ist.
Bei der Ausgestaltung mit der vorgesehenen weiteren Schalteinrichtung bietet es sich an, dass die Vorübersetzung durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied gebildet sind. Die Vorübersetzung kann dadurch in technisch einfacher Weise und kompakt bauend realisiert werden. Beispielsweise sind das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad.
Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Vorübersetzung ein mechanischer Rückwärtsgang bezüglich der Getriebeeingangswelle bzw. eines damit gekoppelten Antriebes, insbesondere Verbrennungskraftmaschine realisiert. Ferner ist es dadurch mittels der Vorübersetzung ermöglicht, dass ein Fahrzeug im EDA-Modus in Rückwärtsfahrtrichtung angefahren werden kann.
Ein möglicher mechanischer Aufbau des Schaltgetriebes besteht darin, dass bezüglich des Planetenradgetnebes für die Vorübersetzung das erste Getriebeglied mit der weiteren Getriebeeingangswelle und das zweite Getriebeglied mit einer sechsten Welle wirkverbunden sind, insbesondere drehfest verbunden sind. Beispielsweise ist die sechste Welle mit dem ersten Teilgetriebe, insbesondere der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes, wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes gebildet. Es ist ferner vorgesehen, dass das dritte Getriebeglied mittels der weiteren Schalteinrichtung wahlweise mit der Getriebeeingangswelle oder einem gehäusefesten Bauteil bzw. dem gehäusefesten Bauteil wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Beispielsweise sind die Getriebeeingangswelle bzw. eine mit der Getriebeeingangswelle triebverbundene Antriebsmaschine oder Verbrennungskraftmaschine mit dem Hohlrad, die Elektromaschine mit dem Sonnenrad und die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mit dem Planetenradträger des Planetenradgetnebes wirkverbunden. Das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement und/oder das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement und/oder das sechste Schaltelement und/oder das siebte Schaltelement und/oder das wenigstens eine Schaltelement der Schalteinrichtung für die Vorübersetzung kann bzw. können als unsynchronisiertes Klauenschaltelement ausgebildet sein. Durch das fünfte Schaltelement und/oder das sechste Schaltelement und/oder das siebte Schaltelement und/oder das wenigstens eine Schaltelement der Schalteinrichtung für die Vorübersetzung ist eine Synchronisierung der Elektromaschine, insbesondere durch eine Drehzahlregelung der Elektromaschine, aktiv durchführbar.
Durch das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement und/oder das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement ist eine Synchronisierung mit einem an der Getriebeeingangswelle gekoppelten Antrieb, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, durchführbar. Dazu kann das Schaltgetriebe auch in den EDS-Modus geschaltet sein, indem dann zur Synchronisierung eine Drehzahlüberlagerung des Antriebes bzw. der Verbrennungskraftmaschine und der Elektromaschine an der Vorübersetzung genutzt ist. Das wenigstens eine Schaltelement der Schalteinrichtung für die Planetenradstufe der Bereichsgruppe, insbesondere das erste Zusatzschaltelement und/oder das zweite Zusatzschaltelement, kann als synchronisiertes oder synchronisierbares Schaltelement ausgebildet sein, beispielsweise als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Nutzfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine oder einem sonstigen Antrieb und einem Schaltgetriebe, insbesondere automatisiertem Schaltgetriebe. Das Schaltgetriebe kann das vorstehend beschriebene Schaltgetriebe sein. Der Übersichtlichkeit halber ist nachfolgend jeweils auf die Verbrennungskraftmaschine abgestellt. Die Bezeichnung Verbrennungskraftmaschine ist jedoch jeweils synonym für sämtliche anderen bzw. sonstigen in Frage kommenden Antriebe zu verstehen.
Das Schaltgetriebe hat eine Getriebeeingangswelle als erste Welle, eine Getriebeausgangswelle als zweite Welle, eine weitere Getriebeeingangswelle als dritte Welle und eine Elektromaschine. Die Getriebeeingangswelle ist mit der Verbrennungskraftmaschine triebverbunden oder triebverbindbar. Die weitere Getriebeeingangswelle ist mit der Elektromaschine triebverbunden. Durch die Getriebeausgangswelle ist eine Zugkraft für das Kraftfahrzeug bereitgestellt oder bereitstellbar.
Das Schaltgetriebe hat ferner ein Hauptgetriebe mit wenigstens zwei Teilgetrieben, von denen ein erstes Teilgetriebe wenigstens eine vierte Welle und wenigstens eine, vorzugsweise mehrere damit gekoppelte Radebenen hat und ein zweites Teilgetriebe wenigstens eine weitere vierte Welle und wenigstens eine, vorzugsweise mehrere damit gekoppelte Radebenen hat, wobei die vierte Welle und die weitere vierte Welle konzentrisch und/oder koaxial zueinander angeordnet sind. Beispielsweise haben das erste Teilgetriebe und das zweite Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle und eine gemeinsame Ausgangswelle. Beispielsweise ist die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden. Beispielsweise ist die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mit der weiteren Getriebeeingangswelle wirkverbunden. Beispielsweise ist die gemeinsame Ausgangswelle der beiden Teilgetriebe mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden.
Weiterhin hat das Schaltgetriebe mehrere, vorzugsweise dem Hauptgetriebe zugeordnete Schaltelemente, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt, wobei durch wenigstens eines der Schaltelemente das Hauptgetriebe in einen Direktgang schaltbar ist. Beispielsweise umfassen wenigstens einzelne der Radebenen Gangradsätze, welche unter Nutzung wenigstens eines oder mehrerer oder sämtlicher der Schaltelemente selektiv schaltbar sind, so dass verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle geschaltet werden können.
Darüber hinaus hat das Schaltgetriebe eine mit dem Hauptgetriebe koppelbare oder gekoppelte Bereichsgruppe, welche wenigstens einen Planetenradsatz mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied hat. Mittels wenigstens eines der Schaltelemente das erste Getriebeglied mit der Getriebeeingangswelle und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle wirkverbind- bar, insbesondere drehfest verbindbar ist. Ebenso ist mittels wenigstens eines der Schaltelemente oder eines anderen der Schaltelemente das zweite Getriebeglied mit Getriebeeingangswelle und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle wirkver- bindbar, wobei das zweite Getriebeglied zusätzlich mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist. Das dritte Getriebeglied ist mittels einer Schalteinrichtung wahlweise gegen ein gehäusefestes Bauteil festsetzbar oder gegen das erste Getriebeglied oder zweite Getriebeglied verblockbar, wodurch bei festgesetztem dritten Getriebeglied die Bereichsgruppe eine erste Übersetzung und bei verblocktem dritten Getriebeglied die Bereichsgruppe eine zweite Übersetzung bereitstellt und mittels der Schalteinrichtung die Bereichsgruppe zwischen der ersten Übersetzung und der zweiten Übersetzung umschaltbar ist.
Nach einer Ausführungsform des Verfahrens ist ein zugkraftgestütztes und/oder zug- kraftunterbrechungsfreies und/oder zugkrafterhaltendes Umschalten der Bereichsgruppe zwischen der ersten Übersetzung und der zweiten Übersetzung in einem rein verbrennungsmotorischen Betrieb oder in einem hybridischen Betrieb des Hybridantriebes vorgesehen. Unter dem rein verbrennungsmotorischen Betrieb ist insbesondere zu verstehen, dass die Getriebeausgangswelle ausschließlich durch die Verbrennungskraftmaschine angetrieben ist. Unter dem hybridischen Betrieb ist insbesondere zu verstehen, dass die Getriebeausgangswelle von der Verbrennungskraftmaschine und der Elektromaschine angetrieben ist.
Um das zugkraftgestützte und/oder Zugkraftunterbrechungsfreie und/oder zugkrafterhaltende Umschalten der Bereichsgruppe zu erreichen, ist es vorgesehen, dass das Schaltgetriebe in dem Direktgang des Hauptgetriebes und in die erste Übersetzung der Bereichsgruppe geschaltet wird oder geschaltet ist und die Elektromaschine in dem Kraftflusspfad des Direktganges antriebsmäßig geschaltet wird oder geschaltet ist, wobei in dem Direktgang die Getriebeeingangswelle und die weitere Getriebeeingangswelle mit dem ersten Getriebeglied der Bereichsgruppe wirkverbunden sind und anschließend die Schritte in der folgenden Reihenfolge ausgeführt werden: 1 . Trennen der Elektromaschine von der Wirkverbindung mit dem ersten Getriebeglied der Bereichsgruppe mittels wenigstens eines der Schaltelemente;
2. Wirkverbinden der Elektromaschine mit dem zweiten Getriebeglied der Bereichsgruppe über das erste Teilgetriebe mittels wenigstens eines der Schaltelemente;
3. Trennen der Getriebeeingangswelle von der Wirkverbindung mit dem ersten Getriebeglied der Bereichsgruppe mittels wenigstens eines der Schaltelemente;
4. Umschalten der Bereichsgruppe in die zweite Übersetzung mittels der Schalteinrichtung.
Dadurch ist bei einem rein verbrennungsmotorischen Betrieb oder bei einem hybridischen Betrieb des Hybridantriebes ein Umschalten der Bereichsgruppe von der ersten Übersetzung in die zweite Übersetzung und damit ein Umschalten das Schaltgetriebe von der langsamen Ganggruppe in die schnelle Ganggruppe erreicht, ohne dass es zu einer Unterbrechung der Zugkraft an der Getriebeausgangswelle kommt. Die Zugkraft wird während des Umschaltvorganges, insbesondere während des Abkoppeins der Verbrennungskraftmaschine aus dem Kraftflusspfad, durch die Elektromaschine gestützt und bleibt somit erhalten. Dazu werden das erste Getriebeglied und das zweite Getriebeglied der Planetenradstufe der Bereichsgruppe genutzt. Beispielsweise ist das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad.
Indem das Umschalten der Bereichsgruppe ausgeführt wird, wenn die Getriebeeingangswelle noch von der Bereichsgruppe abgekoppelt ist, ist die an der Bereichsgruppe anliegende Trägheitsmasse zumindest um die Trägheitsmasse der Getriebeeingangswelle verringert. Dadurch sind etwaige Verluste während des Umschaltvorganges reduziert. Beispielsweise ist dann nur noch die Ausgangswelle der Teilgetriebe mit dem ersten Getriebeglied, insbesondere dem Sonnenrad, gekoppelt.
Zum Umschalten der Bereichsgruppe bietet es sich an, dass die Schalteinrichtung wenigstens ein synchronisiertes Schaltelement nutzt, durch welches eine Synchronisierung vor dem Umschalten der Bereichsgruppe von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ausgeführt wird. Dadurch kann eine aktive Synchronisierung mittels der Verbrennungskraftmaschine vermieden werden. Es ist auf diese Weise die Situation vermieden, dass eine aktive Synchronisierung mittels der Verbrennungskraftmaschine unzureichend ausgeführt wird, wenn beispielsweise die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine nicht in dem erforderlichen Maße abgesenkt werden kann.
Das Umschalten der Bereichsgruppe kann auch ausgeführt werden, nachdem die Getriebeeingangswelle wieder mit der Bereichsgruppe wirkverbunden wurde, beispielsweise der Schaltvorgang von dem Direktgang in einen anderen Gang bereits abgeschlossen ist. Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens kann es dazu vorgesehen sein, dass nach dem Trennen der Getriebeeingangswelle gemäß dem Schritt 3 und vor dem Umschalten der Bereichsgruppe gemäß dem Schritt 4 der folgende Schritt ausgeführt wird:
3a. Wirkverbinden der Getriebeeingangswelle mit dem zweiten Getriebeglied der Bereichsgruppe über das erste Teilgetriebe anhand wenigstens eines der Schaltelemente der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes.
Grundsätzlich kann das Verfahren auch genutzt werden, um ein zugkraftgestütztes und/oder Zugkraftunterbrechungsfreies und/oder zugkrafterhaltendes Umschalten der Bereichsgruppe von der zweiten Übersetzung in die erste Übersetzung zu erreichen. Die vorstehend beschriebenen Schritte können dazu in gleicher weise ausgeführt werden, nur dass sich die Bereichsgruppe zu Beginn des Verfahrens in der schnellen Ganggruppe bzw. der zweiten Übersetzung befindet und dann gemäß dem Schritt 4 in die langsame Ganggruppe bzw. die erste Übersetzung umgeschaltet wird.
Es bietet sich an, dass vor dem Trennen der Wirkverbindung zwischen der Elektromaschine und dem ersten Getriebeglied mittels des wenigstens einen Schaltelementes (Schritt 1 ) die Elektromaschine und/oder die Verbrennungskraftmaschine derart betrieben werden, dass die Wirkverbindung zwischen der Elektromaschine und dem ersten Getriebeglied an dem wenigstens einen Schaltelement lastfrei ist. Dadurch findet im hybridischen Betrieb ein Lastabbau gegenüber der Elektromaschine, also im Kraftflusspfad für die Elektromaschine, statt, indem die Verbrennungskraftmaschi- ne die Last übernimmt, so dass die Wirkverbindung an dem wenigstens einen
Schaltelement lastfrei wird.
Es bietet sich ferner an, dass nach dem Trennen der Wirkverbindung gemäß dem Schritt 1 und vor dem Wirkverbinden der Elektromaschine mit dem zweiten Getriebeglied mittels des wenigstens einen Schaltelementes (Schritt 2) eine Synchronisierung des wenigstens einen Schaltelementes gegen die Drehzahl des zweiten Getriebegliedes mittels der Elektromaschine vorgenommen wird. Insbesondere ist dazu die Drehzahl der Elektromaschine abzusenken. Beispielsweise findet ein Synchronisieren durch Drehzahlregelung der Elektromaschine aktiv statt. Durch die ausgeführte Synchronisierung sind in einfacher Weise die Voraussetzungen für das antriebsmäßige Anbinden der Elektromaschine an das zweite Getriebeglied geschaffen, ohne dass dazu das wenigstens eine Schaltelement ein synchronisiertes bzw. synchronisierbares Schaltelement sein braucht.
Weiterhin bietet es sich an, dass nach dem Wirkverbinden der Elektromaschine gemäß dem Schritt 2 und vor dem Trennen der Wirkverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und dem ersten Getriebeglied mittels des wenigstens einen Schaltelementes (Schritt 3) die Elektromaschine und/oder die Verbrennungskraftmaschine derart betrieben werden, dass die Wirkverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und dem ersten Getriebeglied an dem wenigstens einen Schaltelement lastfrei ist. Dadurch findet ein Übergang der Last von der Verbrennungskraftmaschine auf die Elektromaschine statt, so dass nunmehr die Elektromaschine die Zugkraft stützt.
Darüber hinaus bietet es sich an, dass nach dem Trennen der Getriebeeingangswelle gemäß dem Schritt 3 und vor dem Wirkverbinden der Getriebeeingangswelle mit dem zweiten Getriebeglied mittels des wenigstens einen Schaltelementes (Schritt 3a) eine Synchronisierung des wenigstens einen Schaltelementes gegen die Drehzahl der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mittels der Verbrennungskraftmaschine vorgenommen wird. Durch die ausgeführte Synchronisierung sind in einfacher Weise die Voraussetzungen für das antriebsmäßige Anbinden der Verbrennungskraftmaschine an das zweite Getriebeglied geschaffen, ohne dass dazu das wenigstens eine Schaltelement ein synchronisiertes bzw. synchronisierbares Schaltelement sein braucht.
Die Synchronisierung des wenigstens einen Schaltelementes mittels der Verbrennungskraftmaschine kann bereits unmittelbar nach dem Trennen der Getriebeeingangswelle gemäß dem Schritt 3 ausgeführt werden. Dadurch ist eine zeitlich schnelle Umschaltung der Bereichsgruppe zu erreichen.
Das vorstehend beschriebene Verfahren kann bei einer Ausführungsform oder Ausgestaltung des Schaltgetriebes ausgeführt werden, bei dem die weitere Getriebeeingangswelle mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes direkt wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist oder daraus gebildet ist, oder über eine
Vorübersetzung, insbesondere feste Vorübersetzung, wirkverbunden ist. Durch die Vorübersetzung liegt also permanent ein Übersetzungsbetrieb vor, in dem die weitere Getriebeeingangswelle auf das erste Teilgetriebe, insbesondere die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes, wirkt und die Getriebeeingangswelle von der Vorübersetzung antriebsmäßig abgekoppelt ist.
Sofern eine solche Vorübersetzung vorgesehen ist, kann es sich um eine schaltbare Vorübersetzung handeln, welche mittels einer weiteren Schalteinrichtung des Schaltgetriebes von dem Übersetzungsbetrieb (ISG-Modus) in einen Überlagerungsbetrieb (EDA-Modus) bringbar ist, also wahlweise in den Überlagerungsbetrieb oder den Übersetzungsbetrieb schaltbar ist. Anders als in dem Übersetzungsbetrieb wirken in dem Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle und die weitere Getriebeeingangswelle drehzahlüberlagernd auf das erste Teilgetriebe, insbesondere die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes.
Die vorstehend beschriebenen Schritte 1 bis 4 des Verfahrens können auch bei der Ausführungsform bzw. Ausgestaltung des Schaltgetriebes mit der schaltbaren Vorübersetzung ausgeführt werden, wenn die Vorübersetzung in den Überlagerungsbetrieb geschaltet ist. Auch kann der vorstehend beschriebene Schritt 3a des Verfahren im Überlagerungsbetrieb des Schaltgetriebes ausgeführt werden. Auch im Überlagerungsbetrieb der Vorübersetzung kann es vorgesehen sein, vor dem Trennen der Wirkverbindung zwischen der Elektromaschine und dem ersten Getriebeglied mittels des wenigstens einen Schaltelementes (Schritt 1 ) die Elektromaschine und/oder die Verbrennungskraftmaschine derart betrieben werden, dass die Wirkverbindung zwischen der Elektromaschine und dem ersten Getriebeglied an dem wenigstens einen Schaltelement lastfrei ist.
Ferner kann auch im Überlagerungsbetrieb der Vorübersetzung es vorgesehen sein, dass nach dem Trennen der Wirkverbindung gemäß dem Schritt 1 und vor dem Wirkverbinden der Elektromaschine mit dem zweiten Getriebeglied mittels des wenigstens einen Schaltelementes (Schritt 2) eine Synchronisierung des wenigstens einen Schaltelementes gegen die Drehzahl des zweiten Getriebegliedes mittels der Elektromaschine vorgenommen wird. Insbesondere ist dazu die Drehzahl der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes abzusenken. Dies kann durch eine Absenkung der Drehzahl der Elektromaschine beispielsweise mittels Drehzahlregelung erfolgen und/oder durch ein Rückwärtsdrehen der Elektromaschine. Durch die ausgeführte Synchronisierung sind in einfacher Weise die Voraussetzungen für das antriebsmäßige Anbinden der Elektromaschine an das zweite Getriebeglied geschaffen, ohne dass dazu das wenigstens eine Schaltelement ein synchronisiertes bzw. synchronisierbares Schaltelement sein braucht. Auch ist dadurch der Vorgang der Synchronisierung zeitlich relativ schnell ausgeführt.
Alternativ kann es vorgesehen sein, dass nach dem Trennen der Wirkverbindung gemäß dem Schritt 1 und vor dem Wirkverbinden der Elektromaschine mit dem zweiten Getriebeglied mittels des wenigstens einen Schaltelementes (Schritt 2) die Vorübersetzung von dem Überlagerungsbetrieb in den Übersetzungsbetrieb umgeschaltet wird, anschließend eine Synchronisierung des wenigstens einen Schaltelementes gegen die Drehzahl des zweiten Getriebegliedes mittels der Elektromaschine vorgenommen wird und dann die Vorübersetzung von dem Übersetzungsbetrieb in den Überlagerungsbetrieb zurückgeschaltet wird. Dadurch stützten sich an der Vorübersetzung relativ wenige Trägheitsmassen ab, zumindest ist die Getriebeeingangswelle von der Vorübersetzung abgekoppelt und sützt sich damit an der
Vorübersetzung nicht als Trägheitsmasse ab. Einem durch Trägheitsmassen erzeug- ten dynamischen Moment ist damit entgegengewirkt. Eine negative Wirkung auf den Fahrkomfort kann vermieden werden.
Weiterhin kann im Überlagerungsbetrieb der Vorübersetzung es vorgesehen sein, dass nach dem Wirkverbinden der Elektromaschine gemäß dem Schritt 2 und vor dem Trennen der Wirkverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und dem ersten Getriebeglied mittels des wenigstens einen Schaltelementes (Schritt 3) die Elektromaschine und die Verbrennungskraftmaschine jeweils auf einen solchen Drehmomentwert eingestellt werden, dass an einem die Vorübersetzung ausbildenden Pla- netenradgetriebe dessen Standübersetzung vorliegt und dadurch die Wirkverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und dem ersten Getriebeglied an dem wenigstens einen Schaltelement lastfrei ist. Dadurch ist im Überlagerungsbetrieb der Vorübersetzung in einfacher Weise das eine Schaltelement lastfrei zu bekommen. Insbesondere sind die eingestellten Drehmomente innerhalb der technischen Grenze der Elektromaschine und der Verbrennungskraftmaschine einzustellen, so dass man möglichst nahe an den vom Fahrer oder der Fahrstrategiefunktion gewünschten Sollwert kommt.
Weiterhin kann im Überlagerungsbetrieb der Vorübersetzung es vorgesehen sein, dass nach dem Trennen der Getriebeeingangswelle gemäß dem Schritt 3 und vor dem Wirkverbinden der Getriebeeingangswelle mit dem zweiten Getriebeglied mittels des wenigstens einen Schaltelementes (Schritt 3a) eine Synchronisierung des wenigstens einen Schaltelementes gegen die Drehzahl der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes vorgenommen wird, indem das Drehmoment der Elektromaschine und das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine jeweils auf einen solchen Größenwert eingestellt wird, dass die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine auf einem Zielwert für die Synchronisierung vorliegt. Dadurch wird in einfacher Weise die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine auf den Zielwert reduziert, in dem das Schaltelement synchronisiert ist.
Weiterhin umfasst die Erfindung einen Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, beispielsweise Fern-Lastkraftwagen, mit einer Verbrennungskraftmaschine und dem vorstehend beschriebenen Schaltgetriebe, dessen Getriebe- eingangswelle mit der Verbrennungskraftmaschine triebverbunden oder triebverbind- bar ist, insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.
Durch die Erfindung ist ein Schaltgetriebe, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, bereitgestellt, welches voll lastschaltbar ist und als 10-Ganggetriebe ausgebildet sein kann. Eine konventionelle Anfahrkupplung kann entfallen. Das Schaltgetriebe ermöglicht eine elektrische Zugkraftstützung. Ferner ermöglicht das Schaltgetriebe eine Zugkraftstützung im Hybridbetrieb in allen vorgesehenen Gängen. Das Schaltgetriebe weist einen hohen Wirkungsgrad auf und ist mit geringem Bauaufwand zu realisieren. Ferner sind mittels des Schaltgetriebes Gangstufen bereitgestellt, welche eine geeignete Spreizung und Stufung für den Einsatz bei Fernlastkraftwagen hat. Das Schaltgetriebe stellt eine elektrodynamische Anfahrfunktion (EDA-Modus) im Hybridbetrieb für eine Vorwärtsfahrt und ebenso für eine Rückwärtsfahrt zur Verfügung. Auch stellt das Schaltgetriebe eine elektrodynamische Lastschaltfunktion (EDS-Modus) im Hybridbetrieb zur Verfügung.
Ferner ist durch die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes mit dem Schaltgetriebe bereitgestellt, bei dem die Bereichsgruppe des Schaltgetriebes zugkraftgestützt zwischen der langsamen Ganggruppe und der schnellen Ganggruppe umgeschaltet wird. Dieses zugkraftgestützte Umschalten ist sowohl in einem rein verbrennungsmotorischen Betrieb als auch in einem hybridischen Betrieb des Hybridantriebes möglich.
Weitere Vorteile, Ziele, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen: Fig. 1 eine mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb mit einem Hauptgetriebe, einer Bereichsgruppe und einem Elektroantrieb in schema- tischer Darstellung,
Fig. 2 eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge in einer langsamen Ganggruppe, welche mittels des Schaltgetriebes gemäß der Figur 1 schaltbar sind, und der dazu zu betätigenden Schaltelemente,
Fig. 3 eine mögliche Übersetzungsreihe für die Radebenen des Schaltgetriebes gemäß der Figur 1 und
Fig. 4 eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge in einer schnellen Ganggruppe, welche mittels des Schaltgetriebes gemäß der Figur 1 schaltbar sind, und der dazu zu betätigenden Schaltelemente.
Figur 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 100, insbesondere automatisierten Schaltgetriebes, welches beispielsweise in oder an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, zum Einsatz kommen kann. Das Schaltgetriebe 100 hat eine Getriebeeingangswelle 1 als erste Welle, eine Getriebeausgangswelle 2 als zweite Welle, eine weitere Getriebeeingangswelle 3 als dritte Welle und einen Elektroantrieb mit einer Elektromaschine EM, welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden oder triebverbind- bar ist. Beispielsweise weist die Elektromaschine EM einen gehäusefesten Stator S und einen gegenüber dem Stator S drehbaren Rotor R auf, welcher mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 drehfest verbunden ist. Beispielsweise ist das Schaltgetriebe 100 ein Bestandteil eines Hybridantriebes mit einer (in der Figur 1 nicht dargestellten) Antriebsmaschine, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, welche mit der Getriebeeingangswelle 1 des Schaltgetriebes 100 triebverbindbar oder triebverbunden ist.
Das Schaltgetriebe 100 hat ein Hauptgetriebe HG mit mehreren Radebenen, welche vorzugsweise eine erste Radebene R1 , eine zweite Radebene R2, eine dritte Radebene R3, eine vierte Radebene R4, eine fünfte Radebene R5 und eine sechste Radebene R6 umfassen, von denen zumindest einzelne der Radebenen R1 , R2, R3, R4, R5 und R6 mit einer vierten Welle 4 gekoppelt sind oder koppelbar sind und zumindest andere einzelne der Radebenen R1 , R2, R3, R4, R5 und R6 mit einer weiteren vierten Welle 4' gekoppelt sind oder koppelbar sind. Die vierte Welle 4 und die weitere vierte Welle 4' sind konzentrisch zueinander angeordnet. Bevorzugt ist die vierte Welle 4 eine Vollwelle und die weitere vierte Welle 4' eine Hohlwelle. Bevorzugt ist die vierte Welle 4 in die weitere vierte Welle 4' eingeschoben. Bevorzugt ist das Hauptgetriebe HG als Vorgelegegetriebe ausgebildet, wobei die vierte Welle 4 und die weitere vierte Welle 4' jeweils eine Vorgelegewelle bilden. Grundsätzlich kann das Hauptgetriebe HG auch wenigstens zwei vierte Wellen 4 und wenigstens zwei weitere vierte Wellen 4' aufweisen.
Das Hauptgetriebe HG umfasst zwei miteinander koppelbare Teilgetriebe, von denen ein erstes Teilgetriebe die erste Radebene R1 , die fünfte Radebene R5 und die sechste Radebene R6 und ein zweites Teilgetriebe die zweite Radebene R2, die dritte Radebene R3 und die vierte Radebene R4 umfassen. Das erste Teilgetriebe und das zweite Teilgetriebe weisen jeweils eine Eingangswelle EW1 , EW2 sowie eine gemeinsame Ausgangswelle AW auf. Bevorzugt ist die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 wirkverbunden oder wirk- verbindbar. Bevorzugt ist die Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes mit der Getriebeeingangswelle 1 wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder daraus gebildet. Bevorzugt ist die gemeinsame Ausgangswelle AW mit der Getriebeausgangswelle 2 wirkverbunden. Bevorzugt sind die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes und die weitere Getriebeeingangswelle 3 eine Hohlwelle. Bevorzugt sind die Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes und die Getriebeeingangswelle 1 eine Vollwelle. Bevorzugt liegen die Eingangswellen EW1 , EW2 der beiden Teilgetriebe koaxial zur gemeinsamen Ausgangswelle AW und/oder es liegt die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes konzentrisch zur Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes.
Bevorzugt sind die vierte Welle 4 dem ersten Teilgetriebe und die weitere vierte Welle 4' dem zweiten Teilgetriebe zugeordnet. Bevorzugt bilden die erste Radebene R1 eine Antriebskonstante für das erste Teilgetriebe und die zweite Radebene R2 eine Antriebskonstante für das zweite Teilgetriebe. Bevorzugt sind weisen die erste Radebene R1 und die zweite Radebene R2 dazu jeweils zwei miteinander kämmende Festräder 1 1 , 1 1 ' und 12, 12' auf, welche beispielsweise jeweils eine Stirnradstufe bilden. Bevorzugt sind eines der Festräder 11 , 1 1 ' der ersten Radebene R1 , insbesondere das Festrad 11 ', mit der vierten Welle 4 drehfest verbunden und das andere Festrad 1 1 mit der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes drehfest verbunden. Bevorzugt sind eines der Festräder 12, 12' der zweiten Radebene R2, insbesondere das Festrad 12', mit der weiteren vierten Welle 4' drehfest verbunden und das andere Festrad 12 mit der Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes drehfest verbunden.
Bevorzugt umfassen die dritte Radebene R3, die vierte Radebene R4, die fünfte Radebene R5 und die sechste Radebene R6 jeweils einen schaltbaren Gangradsatz, beispielsweise eine Stirnradstufe. Dazu haben die dritte Radebene R3, die vierte Radebene R4, die fünfte Radebene R5 und die sechste Radebene R6 wenigstens ein Festrad 13' bzw. 14' bzw. 15' bzw. 16', insbesondere Stirnrad, und ein zugehöriges Losrad 13 bzw. 14 bzw. 15 bzw. 16, insbesondere Gegenstirnrad. Das jeweilige Festrad 13' bzw. 14' ist der weiteren vierten Welle 4' zugeordnet, insbesondere mit der weiteren vierten Welle 4' drehfest verbunden, und das jeweilige Festrad 15' bzw. 16' ist der vierten Welle 4 zugeordnet, insbesondere mit der vierten Welle 4 drehfest verbunden.
Weiterhin hat das Schaltgetriebe 100 mehrere, insbesondere dem Hauptgetriebe HG zugeordnete Schaltelemente, vorzugsweise ein erstes Schaltelement 10, ein zweites Schaltelement 20, ein drittes Schaltelement 30, ein viertes Schaltelement 40, ein fünftes Schaltelement 50, ein sechstes Schaltelement 60 und ein siebtes Schaltelement 70, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle 1 und der Getriebeausgangswelle 2 und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle 3 und der Getriebeausgangswelle 2 bewirkt. Beispielsweise sind die Gangradsätze der dritten Radebene R3, der vierten Radebene R4, der fünften Radebene R5 und der sechsten Radebene R6 mittels wenigstens einzelner der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 selektiv schaltbar. Bevorzugt ist das zweite Schaltelement 20 dazu vorgesehen, die Getriebeaus- gangswelle 2, insbesondere unter Umgehung der Radebenen R1 , R2, R3, R4, R5, mit der Getriebeeingangswelle 1 zu koppeln, insbesondere drehfest zu verbinden, so dass sich dann das Schaltgetriebe 100 in einem Direktgang bezüglich des Hauptgetriebes HG befindet. Bevorzugt ist das erste Schaltelement 10 dazu vorgesehen, die beiden Teilgetriebe miteinander zu koppeln, insbesondere die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes mit der Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes drehfest zu verbinden.
Weiterhin hat das Schaltgetriebe 100 eine dem Hauptgetriebe HG koppelbare oder gekoppelte, insbesondere dem Hauptgetriebe HG nachgeschaltete Bereichsgruppe GP mit wenigstens einem Planetenradsatz PS, der ein erstes Getriebeglied 1 .1 , ein zweites Getriebeglied 1 .2 und ein drittes Getriebeglied 1 .3 hat. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 1 .1 ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied 1.2 ein Planetenrad- träger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied 1 .3 ein Hohlrad.
Der Bereichsgruppe GP ist eine Schalteinrichtung SE1 zugeordnet, mittels welcher die Bereichsgruppe GP wahlweise in eine erste Übersetzung oder in eine zweite Übersetzung geschaltet werden kann. In der ersten Übersetzung sind die mit dem Hauptgetriebe HG schaltbaren Gänge einer langsamen Ganggruppe zugeordnet. In der zweiten Übersetzung sind die mit dem Hauptgetriebe HG schaltbaren Gänge einer schnellen Ganggruppe zugeordnet. Bevorzugt werden die erste Übersetzung und die zweite Übersetzung erreicht, indem das dritte Getriebeglied 1 .3 des Planetenradsatzes PS mittels der Schalteinrichtung SE1 wahlweise gegen ein gehäusefestes Bauteil G festsetzt wird (erste Übersetzung) oder gegen das zweite Getriebeglied 1 .2 des Planetenradsatzes PS verblockt wird (zweite Übersetzung). Bevorzugt ist das gehäusefeste Bauteil G ein fest mit dem Gehäuse des Schaltgetriebes 100 verbundenes Bauteil oder ein integraler Bestandteil des Gehäuses selbst.
Bevorzugt weist die Schalteinrichtung SE1 wenigstens zwei Schaltelemente als Zusatzschaltelemente L, S des Schaltgetriebes 100 auf, von denen ein erstes Zusatzschaltelement L zum Festsetzen des dritten Getriebegliedes 1 .3 des Planetenradsatzes PS gegen das gehäusefeste Bauteil G und ein zweites Zusatzschaltelement S zum Verblocken des dritten Getriebegliedes 1 .3 des Planetenradsatzes PS gegen das zweite Getriebeglied 1.2 dienen. Die Zusatzschaltelemente L und S können in einem Doppelschaltelement zusammengefasst sein. Bevorzugt hat die Schalteinrichtung SE1 auch eine Neutralstellung, insbesondere Offenstellung, in welcher das dritte Getriebeglied 1 .3 des Planetenradsatzes PS von dem gehäusefesten Bauteil G abgekoppelt ist und ohne Verblockung vorliegt.
Bevorzugt ist das erste Getriebeglied 1 .1 des Planetenradsatzes PS der Bereichsgruppe GP mit einer fünften Welle 5 wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden. Bevorzugt ist die fünfte Welle 5 mit der gemeinsamen Ausgangswelle AW der Teilgetriebe wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Ausgangswelle AW gebildet. Bevorzugt ist das zweite Getriebeglied 1 .2 des Planetenradsatzes PS der Bereichsgruppe GP mit der Getriebeausgangswelle 2 wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden. Bevorzugt ist das zweite Getriebeglied 1 .2 des Planetenradsatzes PS der Bereichsgruppe GP zusätzlich mittels eines der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 mit der sechsten Radebene R6 wirkver- bindbar, insbesondere drehfest verbindbar.
Bei dem Schaltgetriebe 100 können eine Vorübersetzung V für die Elektromaschine EM und eine weitere Schalteinrichtung SE2 vorgesehen sein, mittels welcher die Vorübersetzung V wahlweise in einen Überlagerungsbetrieb oder einen Übersetzungsbetrieb schaltbar ist. Bevorzugt sind die Elektromaschine EM, die Vorübersetzung V und die weitere Schalteinrichtung SE2 in einer Elektromaschinengruppe EMG zusammengefasst.
In dem Überlagerungsbetrieb wirken die Getriebeeingangswelle 1 und die weitere Getriebeeingangswelle 3 drehzahlüberlagernd auf die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes. Es ist somit in dem Überlagerungsbetrieb neben der Wirkverbindung von der Elektromaschine EM zur Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes zusätzlich eine Wirkverbindung von der Getriebeeingangswelle 1 zur Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes hergestellt, über welche eine mit der Getriebeeingangswelle 1 triebverbundene Antriebsmaschine, wie beispielsweise Verbrennungskraftmaschine, wirken kann. Beispielsweise kann in dieser Betriebsweise ein Kraftfahrzeug elektrodynamisch angefahren werden (elektrodynamisches Anfahren, EDA). Auch kann in dieser Betriebsweise elektrodynamisch geschaltet werden (elektrodynamisches Schalten, EDS).
In dem Übersetzungsbetrieb wirkt die weitere Getriebeeingangswelle 3 auf die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes und die Getriebeeingangswelle 1 ist von der Vorübersetzung V antriebsmäßig abgekoppelt. Es ist somit in dem Übersetzungsbetrieb der Vorübersetzung V nur eine Wirkverbindung von der Elektromaschi- ne EM zur Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes hergestellt. Die Vorübersetzung V wirkt in dieser Betriebsweise als Konstandübersetzung zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle 3 und der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes.
Bevorzugt weist die weitere Schalteinrichtung SE2 wenigstens zwei Schaltelemente als Zusatzschaltelemente I, J des Schaltgetriebes 100 auf, von denen ein drittes Zusatzschaltelement I zum Schalten der Vorübersetzung V in den Überlagerungsbetrieb und ein viertes Zusatzschaltelement J zum Schalten der Vorübersetzung V in den Übersetzungsbetrieb dient. Die Zusatzschaltelemente I und J können in einem Doppelschaltelement zusammengefasst sein. Bevorzugt hat die weitere Schalteinrichtung SE2 auch eine Neutralstellung, insbesondere Offenstellung, in welcher die Vorübersetzung V aus dem Überlagerungsbetrieb und dem Übersetzungsbetrieb herausgebracht ist und die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes von der Getriebeeingangswelle 1 und der Elektromaschine EM antriebsmäßig abgekoppelt ist.
Bevorzugt weist die Vorübersetzung V ein Planetenradgetriebe auf oder ist daraus gebildet und hat ein erstes Getriebeglied 2.1 , ein zweites Getriebeglied 2.2 und ein drittes Getriebeglied 2.3. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 2.1 mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 und das zweite Getriebeglied 2.2 mit dem einer sechsten Welle 6 wirkverbunden sind, insbesondere drehfest verbunden sind. Bevorzugt ist die sechste Welle 6 mit der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes gebildet. Bevorzugt ist das dritte Getriebeglied 2.3 mittels der weiteren Schalteinrichtung SE2 wahlweise mit der Getriebeeingangswelle 1 oder einem gehäusefesten Bauteil G bzw. dem gehäusefesten Bauteil G wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 2.1 ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied 2.2 ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied 2.3 ein Hohlrad.
Bevorzugt sind die Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 wie folgt schaltbar: Es ist die Getriebeeingangswelle 1 über das erste Schaltelement 10 mit der ersten Radebene R1 und über das zweite Schaltelement 20 mit der fünften Welle 5 und/oder der Ausgangswelle AW der Teilgetriebe jeweils wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar. Es ist die dritte Radebene R3 über das dritte Schaltelement 30, die vierte Radebene R4 über das vierte Schaltelement 40 und die fünfte Radebene R5 über das fünfte Schaltelement 50 jeweils mit der fünften Welle 5 und/oder der Ausgangswelle AW der Teilgetriebe wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar. Es ist die sechste Radebene R6 über das sechste Schaltelement 60 mit der fünften Welle 5 und/oder der Ausgangswelle AW der Teilgetriebe wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar, und über das siebte Schaltelement 70 mit dem zweiten Getriebeglied 1 .2 des Planetenradsatzes PS der Bereichsgruppe GP wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist.
Durch das erste Schaltelement 10 sind die beiden Teilgetriebe des Hauptgetriebes HG miteinander koppelbar. Insofern kann die Verbrennungskraftmaschine dadurch die von dem ersten Teilgetriebe bereitgestellten Gänge nutzen. Umgekehrt kann der Elektroantrieb die von dem zweiten Teilgetriebe bereitgestellten Gänge nutzen.
Durch das zweite Schaltelement 20 sind die Getriebeeingangswelle 1 bzw. die Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes und die Ausgangswelle AW des zweiten Teilgetriebes direkt koppelbar, so dass in dem koppelten Zustand ein Direktgang vorliegt.
Bevorzugt sind das zweite Schaltelement 20 und das dritte Schaltelement 30 in einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Bevorzugt sind das fünfte Schaltelement 50 und das sechste Schaltelement 60 in einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Bevorzugt sind das erste Schaltelement 10 und das siebte Schaltelement 70 jeweils ein Einzelschaltelement. Das Schaltgetriebe 100 kann alleine mittels der realisierbaren Gangstufen des Hauptgetriebes HG als 5-Ganggetriebe betrieben werden. Durch die Bereichsgruppe GP kann eine Verdoppelung der Gangstufen des Hauptgetriebes HG erreicht werden, indem mittels der Schalteinrichtung SE1 die Bereichsgruppe GP wahlweise in die erste Übersetzung geschaltet vorliegt und damit die Gänge des Hauptgetriebes HG in der langsamen Ganggruppe schaltbar sind oder in die zweite Übersetzung geschaltet vorliegt und damit die Gänge des Hauptgetriebes HG in der schnellen Ganggruppe schaltbar sind. Um die Elektromaschine EM über die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes nutzen zu können, ist zusätzlich mittels der weiteren Schalteinrichtung SE2 die Vorübersetzung V in den Übersetzungsbetrieb oder in den Überlagerungsbetrieb zu schalten. Bei dem Schaltgetriebe 100 können Gangwechsel ausgeführt werden, welche voll lastschaltbar sind.
Bei dem Schaltgetriebe 100 kann grundsätzlich eine Trennkupplung oder Anfahrkupplung für eine an die Getriebeeingangswelle 1 anbindbare Antriebsmaschine, wie beispielsweise Verbrennungskraftmaschine, vorgesehen sein. Es kann wenigstens ein mechanischer Rückwärtsgang vorgesehen sein. Der Rückwärtsgang kann durch eine zusätzliche Stirnradebene mit einem zusätzlichen Schaltelement realisiert sein. Alternativ kann der Rückwärtsgang als Planeten-Wendesatz mit zwei zusätzlichen Schaltelementen realisiert sein, von denen ein Schaltelement für die Vorwärtsfahrt und ein anderes Schaltelement für die Rückwärtsfahrt genutzt ist. Alternativ kann eine sogenannte PGR-Bereichsgruppe vorgesehen sein. Eine solche Bereichsgruppe ist mit einem R-Gang integriert.
Figur 2 zeigt eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche - ausgehend von der Getriebeeingangswelle 1 - mit dem Schaltgetriebe 100 schaltbar sind und der dazu auszuführenden Schaltkombinationen bezüglich des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40, des fünften Schaltelementes 50, des sechsten Schaltelementes 60, des siebten Schaltelementes 70, des ersten Zusatzschaltelementes L, des zweiten Zusatzschaltelementes S, des dritten Zusatzschaltelementes I und des vierten Zusatzschaltelementes J. Die Schaltmatrix gemäß der Figur 2 bezieht sich auf eine Variante, in der das Schaltgetriebe 100 als 10-Ganggetriebe genutzt ist. Insofern sind zehn wahlweise schaltbare Gänge realisiert, welche sich auf einen Kraftfluss ausgehend von der Getriebeeingangswelle 1 beziehen. Die Figur 2 betrifft ferner den ISG- Modus des Schaltgetriebes 100. In diesen Modus befindet sich die Vorübersetzung V in dem Übersetzungsbetrieb. Es ist dazu durchgängig das vierte Zusatzschaltelement J geschlossen und bevorzugt das dritte Zusatzschaltelement I geöffnet.
Die Gänge bzw. Gangstufen sind in der ersten Spalte der Übersicht angegeben. Die Gänge sind mit„1 ",„2",„3",„4",„5",„6",„7",„8",„9",„10" gekennzeichnet. In sich daran anschließenden Spalten ist die Stellung der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, L, S, I, J angegeben, wobei durch Kreuze gekennzeichnet ist, dass das jeweilige Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 bzw. 80 bzw. L bzw. S bzw. I bzw. J in einer geschlossenen Schalterstellung vorliegt. Sofern kein Kreuz angegeben ist, kann das entsprechende Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 bzw. 80 bzw. L bzw. S bzw. I bzw. J geöffnet vorliegen.
In der tabellarischen Übersicht der Figur 2 ist ferner eine Spalte vorgesehen, welche mit„Vorwahl" bezeichnet ist. Darin angegeben sind Vorwahlgänge. Diese Vorwahlgänge sind schaltbar, wenn der in der ersten Spalte angegebene Gang geschaltet ist, da das wenigstens eine zusätzlich zu schaltenden Schaltelement des Vorwahlganges in dem Teilgetriebe liegt, welches in dem geschalteten Gang lastfrei vorliegt. Dadurch lassen sich die Schaltzeiten für einen Gangwechsel verringern. Zugleich sind die Vorwahlgänge zu schalten, um in dem betroffenen Gang des Schaltgetriebes 100 gemäß der ersten Spalte der Figur 2 einen Kraftfluss auch ausgehend von der Elektromaschine EM bereit zu stellen. Insofern sind beispielsweise zwei
2. Gänge schaltbar, welche sich hinsichtlich des Kraftflusspfades über die Getriebeeingangswelle 1 nicht unterschieden, jedoch unterschiedliche Schaltelemente zusätzlich geschaltet werden, um auch die Elektromaschine EM in den Kraftflusspfad einzukoppeln bzw. aufzuschalten.
Darüber hinaus sind in der Figur 2 beispielhaft Größenwerte einer möglichen Auslegung des Schaltgetriebes 100 hinsichtlich der Übersetzungen und der Übersetzungssprünge bzw. Gangsprünge angegeben. Es ist die zu jedem Gang vorgesehe- ne Übersetzung i angegeben. Gangsprünge bzw. Übersetzungssprünge, welche als „phi" bezeichnet sind, betreffen den Gangsprung des jeweils angegebenen Ganges in den jeweils nächsthöheren Gang, wobei der Wert für den Gangsprung jeweils in der Zeile für den kleineren Gang angegeben ist.
Wie aus der Figur 2 ersichtlich ist, wird der 1 . Gang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10, des sechsten Schaltelementes 60 und des ersten Zusatzschaltelementes L geschaltet. Der 2. Gang wird durch Schließen des vierten Schaltelementes 40 und des ersten Zusatzschaltelementes L geschaltet. Der 3. Gang wird durch Schließen des dritten Schaltelementes 30 und des ersten Zusatzschaltelementes L geschaltet. Der 4. Gang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10, des fünften Schaltelementes 50 und des ersten Zusatzschaltelementes L geschaltet. Der 5. Gang wird durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20 und des ersten Zusatzschaltelementes L geschaltet. Der 6. Gang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10 und des siebten Schaltelementes 70 geschaltet. Der 7. Gang wird durch Schließen des vierten Schaltelementes 40 und des zweiten Zusatzschaltelementes S geschaltet. Der 8. Gang wird durch Schließen des dritten Schaltelementes 30 und des zweiten Zusatzschaltelementes S geschaltet. Der 9. Gang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10, des fünften Schaltelementes 50 und des zweiten Zusatzschaltelementes S geschaltet. Der 10. Gang wird durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20 und des zweiten Zusatzschaltelementes S geschaltet. Bevorzugt ist das dritte Zusatzschaltelement I bei allen zehn Gängen geöffnet oder wird in die Offenstellung bzw. Neutralstellung geschaltet. Bevorzugt ist das vierte Zusatzschaltelement J bei allen zehn Gängen geschlossen oder wird in die Geschlossenstellung geschaltet.
Ausgehend von der Getriebeeingangswelle 1 ist in den Gängen eins bis zehn jeweils ein Kraftflusspfad hin zur Getriebeausgangswelle 2 aufgebaut. Um bei sämtlichen dieser Gänge auch einen Kraftflusspfad von der weiteren Getriebeeingangswelle 3 auf die Getriebeausgangswelle 2 aufzubauen, ist es vorgesehen, dass in dem
2. Gang das fünfte Schaltelement 50 (Vorwahl: 4. Gang) oder das sechste Schaltelement 60 (Vorwahl: 1 . Gang) zusätzlich geschlossen ist, in dem 3. Gang das fünfte Schaltelement 50 (Vorwahl: 4. Gang) zusätzlich geschlossen ist, in dem 5. Gang das fünfte Schaltelement 50 (Vorwahl: 4. Gang) oder das siebte Schaltelement 70 (Vorwahl: 6. Gang) zusätzlich geschlossen ist, in dem 7. Gang das fünfte Schaltelement 50 (Vorwahl: 9. Gang) oder das siebte Schaltelement 70 (Vorwahl: 6. Gang) zusätzlich geschlossen ist, in dem 8. Gang das fünfte Schaltelement 50 (Vorwahl: 9. Gang) zusätzlich geschlossen ist und/oder in dem 10. Gang das erste Schaltelement 10 (Vorwahl: 10. Gang) oder das fünfte Schaltelement 50 (Vorwahl: 9. Gang) zusätzlich geschlossen ist.
In dem 6. Gang sind das erste Zusatzschaltelement L und das zweite Zusatzschaltelement S jeweils lastfrei, da der Kraftfluss über das siebte Schaltelement 70 direkt auf das zweite Getriebeglied 1 .2 des Planetenradsatzes PS der Bereichsgruppe GP geleitet wird. Insofern kann in dem 6. Gang wahlweise das erste Zusatzschaltelement L oder das zweite Zusatzschaltelement S geschlossen bleiben oder eine Umschal- tung der Bereichsgruppe stattfinden, so dass entweder das erste Zusatzschaltelement L geschlossen ist und das zweite Zusatzschaltelement S offen ist oder erste Zusatzschaltelement L offen ist und das zweite Zusatzschaltelement S geschlossen ist.
Figur 3 zeigt beispielhaft eine mögliche Übersetzungsreihe für die Radebenen R1 , R2, R3, R4, R5, R6, die durch den Planetenradsatz PS gebildete Radebene und die durch die Vorübersetzung V gebildete Radebene. Für den Planetenradsatz PS ist die angegebene Übersetzung die Standgetriebeübersetzung. Gleiches gilt für die
Vorübersetzung V, wenn die Vorübersetzung V durch ein Planetenradgetriebe gebildet ist. Bezüglich der Radebenen R1 , R2, R3, R4, R5, R6 entspricht die angegebene Übersetzung dem jeweiligen Zähnezahlverhältnis der Stirnräder. Das negative Vorzeichen bezieht sich auf eine Drehrichtungsumkehr. Die Übersetzungen der Radebenen R1 und R2 sind in der Kraftflussrichtung von der Getriebeeingangswelle 1 und der weiteren Getriebeeingangswelle 3 hin zur vierten Welle 4 bzw. weiteren vierten Welle 4' angegeben. Die Übersetzungen bezüglich der dritten Radebene R3, der vierten Radebene R4, der fünften Radebene R5 und der sechsten Radebene R6 sind in der Kraftflussrichtung von der vierten Welle 4 bzw. der weiteren vierten Welle 4'zur fünften Welle 5 bzw. Ausgangswelle AW angegeben. Figur 4 zeigt eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche - ausgehend von der Getriebeeingangswelle 1 - mit dem Schaltgetriebe 100 schaltbar sind und der dazu auszuführenden Schaltkombinationen bezüglich der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 und der Zusatzschaltelemente L, S, I, J. Im Unterschied zu der Figur 2 betrifft die Figur 4 den EDA-Modus des Schaltgetriebes 100. In diesen Modus befindet sich die Vorübersetzung V in dem Überlagerungsbetrieb. Es ist dazu durchgängig das dritte Zusatzschaltelement I geschlossen und bevorzugt das vierte Zusatzschaltelement J geöffnet. Ansonsten ist die Schaltmatrix der Figur 4 identisch zu der Schaltmatrix gemäß der Figur 2, so dass auf die Beschreibung zu der Figur 2 verwiesen wird.
Das Schaltgetriebe 100 gemäß der Figur 1 hat eine Vielzahl von Eigenschaften und/oder Funktionen, von denen nachfolgend Einige vorgestellt werden: Durch die Kopplung der beiden Teilgetriebe mittels des ersten Schaltelementes 10 kann eine an die Getriebeeingangswelle 1 angebundene Verbrennungskraftmaschine die Gänge des ersten Teilgetriebes nutzen, welches der Elektromaschine EM zugeordnet ist. Gleiches gilt in umgekehrter Weise, dass nämlich die Elektromaschine EM die Gänge des zweiten Teilgetriebes nutzen kann, welches der Verbrennungskraftmaschine bzw. Getriebeeingangswelle 1 zugeordnet ist.
Darüber hinaus kann mittels des ersten Schaltelementes 10 die Verbrennungskraftmaschine bzw. Getriebeeingangswelle 1 mit der Elektromaschine EM verbunden werden, ohne dass ein Gang zur Getriebeausgangswelle 2 geschaltet wird. Dadurch kann die Verbrennungskraftmaschine mit der Elektromaschine EM gestartet werden oder es kann in der Neutralstellung des ersten Schaltelementes 10, also unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit und somit auch im Stillstand des Fahrzeuges, elektrischer Strom erzeugt werden. In diesem Fall treibt die Verbrennungskraftmaschine die Elektromaschine EM an, welche dann generatorisch arbeitet.
Bezüglich des Hauptgetriebes HG ist ein rein elektrisches Fahren mit denjenigen beiden Gängen möglich, welche der sechsten Welle 6 bzw. der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes zugeordnet sind. Ferner ist eine Rückwärtsfahrt möglich, welche durch eine Drehrichtungsumkehr der Elektromaschine EM bewirkt werden kann. Durch die Bereichsgruppe GP entstehen daraus vier elektrische Gänge.
Durch das Hauptgetriebe HG ist es ferner ermöglicht, dass für ein rein elektrisches Fahren eine Trennkupplung für die Verbrennungskraftmaschine nicht erforderlich ist, da die Getriebeeingangswelle 1 durch das Öffnen des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30 und des vierten Schaltelementes 40 abgekoppelt wird. Durch die zwei Teilgetriebe können die Verbrennungskraftmaschine und die Elektromaschine EM mit unterschiedlichen Übersetzungen betrieben werden. Für die Verbrennungskraftmaschine und die Elektromaschine EM können dadurch fahrsituationsabhängig jeweils geeignete Betriebspunkte gewählt werden. Die Elektromaschine EM kann teilweise auch ganz abgekoppelt werden und stillstehen, wodurch Nulllastverluste vermieden sind.
Es ist möglich, dass bei einem das Schaltgetriebe 100 aufweisenden Hybridantrieb im ISG-Modus unterbrechungsfreie Lastschaltungen ausgeführt werden können. Beispielsweise stützt die Elektromaschine EM die Zugkraft über die sechste Welle 6 bzw. Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes bei sämtlichen Gangwechseln, welche der Getriebeeingangswelle 1 zugeordnet sind. Beispielsweise stützt die Verbrennungskraftmaschine die Zugkraft über die Getriebeeingangswelle 1 bei sämtlichen Gangwechseln, welche der sechsten Welle 6 bzw. der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes zugeordnet sind.
Weiterhin kann mittels des Schaltgetriebes 100 ein Hybridantrieb derart betrieben werden, dass die Umschaltung der Bereichsgruppe GP des Schaltgetriebes 100 von der langsamen Ganggruppe in die schnelle Ganggruppe oder umgekehrt kraftgestützt bzw. zugkraftunterbrechungsfrei stattfindet, wenn der Hybridantrieb sich in einem rein verbrennungsmotorischen Betrieb oder in einem hybridischen Betrieb befindet. Ein solches Zugkraftunterbrechungsfreies Umschalten der Bereichsgruppe GP kann im ISG-Modus des Schaltgetriebes 100 ebenso wie im EDA-Modus des Schaltgetriebes 100 ausgeführt werden. Dieser Vorgang geht von dem Direktgang aus, beispielsweise dem Direktgang in der langsamen Ganggruppe, in welcher das zweite Schaltelement 20 und das erste Zusatzschaltelement L geschlossen sind. Die Elekt- romaschine EM wirkt aufgrund der Vorgeschichte (4. Gang) noch im 4. Gang, indem das fünfte Schaltelement 50 geschlossen ist. Diese Ausgangssituation ist in der Figur 2 und der Zeile bezüglich des 5. Ganges mit Vorwahl des 4. Ganges angegeben. Zum Zugkraftunterbrechungsfreien Umschalten der Bereichsgruppe GP im Zuge der Schaltung von dem 5. Gang in den 6. Gang wird beispielsweise wie folgt vorgegangen:
1 . Lastabbau an der Elektromaschine EM, sofern Last vorhanden ist (Lastübernahme durch die Verbrennungskraftmaschine);
2. Lastfreies Öffnen des fünften Schaltelementes 50;
3. Aktives Synchronisieren des siebten Schaltelementes 70 durch Absenkung der Drehzahl der Elektromaschine EM mittels Drehzahlregelung der Elektromaschine EM;
4. Lastfreies Schließen des siebten Schaltelementes 70 (vgl. Schaltmatrix gemäß dem 5. Gang mit Vorwahl des 6. Ganges). Dadurch ist der richtige Anschlussgang (6. Gang) vorgewählt;
5. Lastübergang der Verbrennungskraftmaschine auf die Elektromaschine EM, d. h. die Elektromaschine EM stützt die Zugkraft im Zielgang (6. Gang);
6. Öffnen des zweiten Schaltelementes 20, nachdem die Verbrennungskraftmaschine lastfrei geworden ist;
7. Optional: Wechsel von L nach S (Synchronisation durch synchronisiertes Zusatzschaltelement S) während das zweite Schaltelement 20 offen ist. Wechsel von L nach S an dieser Stelle ist vorteilhaft, aber nicht notwendig. Der Wechsel könnte auch außerhalb der Schaltung von dem 5. Gang in den 6. Gang zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen, wie beispielsweise in der Schaltmatrix für den 6. Gang mit Vorwahl L nach dem 6. Gang mit Vorwahl S dargestellt ist. Das Zusatzschaltelement L würde dann vorerst geschlossen bleiben gemäß der Schaltmatrix für den 6. Gang mit Vorwahl L;
8. Unmittelbar nachdem das zweite Schaltelement 20 geöffnet wurde bzw. bereits beginnend mit dem Schritt 7, sofern der Schritt 7 ausgeführt wird, wird die Verbrennungskraftmaschine auf Drehzahl synchronisiert, d. h. das erste Schaltelement 10 wird mit der Verbrennungskraftmaschine synchronisiert; 9. Lastfreies Schließen des ersten Schaltelementes 10. Es ist der 6. Gang eingelegt und die Schaltung abgeschlossen. In der Schaltmatrix gemäß der Figur 2 ist der 6. Gang mit Vorwahl L bzw. Vorwahl S erreicht;
10. Lastübergang von der Elektromaschine EM auf die Verbrennungskraftmaschine je nach Betriebsstrategie.
In ähnlicher weise kann eine Zugkraftunterbrechungsfreie Umschaltung der Bereichsgruppe GP im Zuge einer Schaltung von dem 5. Gang auf den 6. Gang ausgeführt werden, wenn das Schaltgetriebe 100 im EDA-Modus ist. Die Umschaltung kann wie folgt ausgeführt werden:
1 . Lastabbau an der Elektromaschine EM, sofern Last vorhanden ist, durch
Lastübernahme mittels der Verbrennungskraftmaschine;
2. Lastfreies Öffnen des fünften Schaltelementes 50;
3. Aktives Synchronisieren des siebten Schaltelementes 70 mittels Drehzahlregelung der Elektromaschine EM. Dazu wird die Drehzahl an dem zweiten Getriebeglied 2.2 (Steg) der Vorübersetzung V gesenkt. Dies geschieht durch Absenkung der Drehzahl der Elektromaschine EM entsprechend der Willis-Gleichung für das die Vorübersetzung ausbildende Planetenradgetriebe. Anstelle der Drehzahlabsenkung kann auch eine Drehrichtungsumkehr der Elektromaschine EM erfolgen;
4. Lastfreies Schließen des siebten Schaltelementes 70. Es ist nunmehr der richtige Anschlussgang (6. Gang) vorgewählt;
5. Die Drehmomente der Verbrennungskraftmaschine und der Elektromaschine EM werden so eingestellt, dass sie im Verhältnis der Standübersetzung des Plane- tenradgetriebes für die Vorübersetzung V stehen und damit das auszulegende zweite Schaltelement 20 lastfrei wird. Der Kraftfluss läuft dann ausschließlich über das zweite Getriebeglied 2.2 (Steg) des Planetenradgetriebes und über das siebte Schaltelement 70. Gleichzeitig werden die Drehmomente der Verbrennungskraftmaschine und der Elektromaschine EM im Rahmen der Grenzen der beiden Arbeitsmaschinen so eingestellt, dass die Zugkraft möglichst nahe dem vom Fahrer oder einer Fahrstrategiefunktion gewünschten Sollwert kommt;
6. Öffnen des zweiten Schaltelementes 20, nachdem es lastfrei geworden ist; 7. Optional: Wechsel von L nach S (Synchronisation durch synchronisiertes Zusatzschaltelement S) während das zweite Schaltelement 20 offen ist, indem das Zusatzschaltelement S geschlossen wird und das Zusatzschaltelement L geöffnet wird. Der Wechsel von L nach S an dieser Stelle ist vorteilhaft, aber nicht zwangsläufig erforderlich. Der Wechsel könnte auch außerhalb der Schaltung von dem 5. Gang in den 6. Gang zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen. Das Zusatzschaltelement L würde dann vorerst geschlossen bleiben;
8. Unmittelbar nachdem das zweite Schaltelement 20 geöffnet wurde, d. h. gleichzeitig mit dem Schritt 7, werden die Drehmomente der Verbrennungskraftmaschine und der Elektromaschine EM so gesteuert bzw. geregelt, dass die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine auf Zieldrehzahl sinkt und damit das erste Schaltelement 10 synchronisiert ist;
9. Lastfreies Schließen des ersten Schaltelementes 10. Es ist der 6. Gang eingelegt und die Schaltung abgeschlossen;
10. Lastübergang von der Elektromaschine EM auf die Verbrennungskraftmaschine je nach Betriebsstrategie.
Bei dem dargestellten Schaltgetriebe 100 sind der Einfachheit halber die koaxial bezüglich der Getriebeeingangswelle 1 angeordneten Getriebeglieder lediglich zur Hälfte dargestellt.
Bezuqszeichen
Getriebeeingangswelle (erste Welle)
2 Getriebeausgangswelle (zweite Welle)
3 weitere Getriebeeingangswelle (dritte Welle)
4 vierte Welle
4' weitere vierte Welle
5 fünfte Welle
6 sechste Welle
EW1 Eingangswelle
EW2 Eingangswelle
AW Ausgangswelle
HG Hauptgetriebe
GP Bereichsgruppe
EMG Elektromaschinengruppe
EM Elektromaschine
R Rotor
S Stator
V Vorübersetzung
PS Planetenradsatz
G Gehäuse, gehäusefestes Bauteil
1 .1 erstes Getriebeglied
1 .2 zweites Getriebeglied
1 .3 drittes Getriebeglied
2.1 erstes Getriebeglied
2.2 zweites Getriebeglied
2.3 drittes Getriebeglied R1 erste Radebene
R2 zweite Radebene
R3 dritte Radebene
R4 vierte Radebene
R5 fünfte Radebene
R6 sechste Radebene
1 1 Festrad
12 Festrad
13 Losrad
14 Losrad
15 Losrad
16 Losrad
1 1 ' Festrad
12' Festrad
13' Festrad
14' Festrad
15' Festrad
16' Festrad
10 erstes Schaltelement
20 zweites Schaltelement
30 drittes Schaltelement
40 viertes Schaltelement
50 fünftes Schaltelement
60 sechstes Schaltelement
70 siebtes Schaltelement
SE1 Schalteinrichtung
L erstes Zusatzschaltelement
S zweiten Zusatzschaltelement weitere Schalteinrichtung drittes Zusatzschaltelement viertes Zusatzschaltelement
Schaltgetriebe

Claims

Patentansprüche
1 . Schaltgetriebe (100) für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, mit einer Getriebeeingangswelle (1 ) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle und einer Elektromaschine (EM), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), umfassend wenigstens zwei Teilgetriebe, von denen ein erstes Teilgetriebe wenigstens eine vierte Welle (4) und wenigstens eine, vorzugsweise mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1 , R5, R6) hat, ein zweites Teilgetriebe wenigstens eine weitere vierte Welle (4') und wenigstens eine, vorzugsweise mehrere damit gekoppelte Radebenen (R2, R3, R4) hat und die vierte Welle (4) und die weitere vierte Welle (4') konzentrisch und/oder koaxial zueinander angeordnet sind, und mit mehreren dem Hauptgetriebe (HG) zugeordneten Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1 ) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Hauptgetriebe (HG) koppelbare oder gekoppelte Bereichsgruppe (GP) vorgesehen ist, welche wenigstens einen Planetenradsatz (PS) mit einem ersten Getriebeglied (1 .1 ), einem zweiten Getriebeglied (1 .2) und einem dritten Getriebeglied (1 .3) hat, wobei mittels wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) das erste Getriebeglied (1 .1 ) mit der Getriebeeingangswelle (1 ) und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) wirkverbindbar ist und mittels wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) das zweite Getriebeglied (1 .2) mit der Getriebeeingangswelle (1 ) und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) wirkverbindbar ist, wobei das zweite Getriebeglied (1 .2) zusätzlich mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbunden ist, und das dritte Getriebeglied (1 .3) mittels einer Schalteinrichtung (SE1 ) wahlweise gegen ein gehäusefestes Bauteil (G) festsetzbar oder gegen das erste Getriebeglied (1.1 ) oder das zweite Getriebeglied (1 .2) verb- lockbar ist.
2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (SE1 ) wenigstens ein Schaltelement als Zusatzschaltelement des Schaltgetriebes (100) aufweist, welches in wenigstens zwei Schaltstellungen bringbar ist, wobei in einer Schaltstellung das dritte Getriebeglied (1 .3) des Planetenradsatzes (PS) gegen das gehäusefeste Bauteil (G) festgesetzt ist und in einer weiteren Schaltstellung das dritte Getriebeglied (1 .3) des Planetenradsatzes (PS) gegen das erste Getriebeglied (1 .1 ) oder das zweite Getriebeglied (1.2) verblockt ist.
3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (SE1 ) wenigstens zwei Schaltelemente (L, S) als Zusatzschaltelemente des Schaltgetriebes (100) aufweist, von denen ein erstes Zusatzschaltelement (L) zum Festsetzen des dritten Getriebegliedes (1 .3) des Planetenradsatzes (PS) gegen das gehäusefeste Bauteil (G) und ein zweites Zusatzschaltelement (S) zum Verblocken des dritten Getriebegliedes (1 .3) des Planetenradsatzes (PS) gegen das erste Getriebeglied (1 .1 ) oder zweite Getriebeglied (1 .2) dienen.
4. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zusatzschaltelement (L) und das zweite Zusatzschaltelement (S) in einem Doppelschaltelement zusammengefasst sind.
5. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (SE1 ) eine Neutralstellung aufweist, in welcher das dritte Getriebeglied (1 .3) des Planetenradsatzes (PS) von dem gehäusefesten Bauteil (G) abgekoppelt ist und ohne Verblockung vorliegt.
6. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgetriebe (HG) wenigstens zwei Antriebskonstanten aufweist, von denen eine Antriebskonstante durch eine Radebene (R1 ) des ersten Teilgetriebes und die andere Antriebskonstante durch eine Radebene (R2) des zweiten Teilgetriebes gebildet sind.
7. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des Hauptgetriebes (HG) eine erste Radebene (R1 ), eine zweite Radebene (R2), eine dritte Radebene (R3), eine vierte Radebene (R4), eine fünfte Radebene (R5) und eine sechste Radebene (R6) vorgesehen sind, von denen die erste Radebene (R1 ), die fünfte Radebene (R5) und die sechste Radebene (R6) dem ersten Teilgetriebe und die zweite Radebene (R2), die dritte Radebene (R3) und die vierte Radebene (R4) dem zweiten Teilgetriebe zugeordnet sind, die erste Radebene (R1 ) und die zweite Radebene (R2) jeweils eine Antriebskonstante bilden und dazu die erste Radebene (R1 ) mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und die zweite Radebene (R2) mit der Getriebeeingangswelle (1 ) wirkverbunden sind, die dritte Radebene (R3), die vierte Radebene (R4), die fünfte Radebene (R5) und die sechste Radebene (R6) jeweils wenigstens ein Festrad (13', 14', 15', 16') und ein zugehöriges Losrad (13, 14, 15, 16) aufweisen, der vierten Welle (4) das Festrad (15', 16') der fünften Radebene (R5) und der sechsten Radebene (R6) zugeordnet ist und der weiteren vierten Welle (4') das Festrad (13', 14') der dritten Radebene (R3) und der vierten Radebene (R4) zugeordnet ist.
8. Schaltgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (1 ) über ein erstes Schaltelement (10) mit der ersten Radebene (R1 ) und über ein zweites Schaltelement (20) mit einer fünften Welle (5) wirkverbindbar ist, wobei die fünfte Welle (5) mit dem ersten Getriebeglied (1 .1 ) der Planetenradstufe (PS) wirkverbunden ist, die dritte Radebene (R3) über ein drittes Schaltelement (30), die vierte Radebene (R4) über ein viertes Schaltelement (40) und die fünfte Radebene (R5) über ein fünftes Schaltelement (50) jeweils mit der fünften Welle (5) wirkverbindbar sind und die sechste Radebene (R6) über ein sechstes Schaltelement (60) mit der fünften Welle (5) und über ein siebtes Schaltelement (70) mit dem zweiten Getriebeglied (1 .2) des Planetenradsatzes (PS) wirkverbindbar ist.
9. Schaltgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der Getriebeeingangswelle (1 ) wenigstens ein, vorzugsweise zehn Gänge wahlweise schaltbar sind, wobei in einem 1 . Gang das erste Schaltelement (10) und das sechste Schaltelement (60) geschlossen sind, in einem 2. Gang das vierte Schaltelement (40) geschlossen ist, in einem 3. Gang das dritte Schaltelement (30) geschlossen ist, in einem 4. Gang das erste Schaltelement (10) und das fünfte Schaltelement (50) geschlossen sind, in einem 5. Gang das zweite Schaltelement (20) geschlossen ist, in einem 6. Gang das erste Schaltelement (10) und das siebte Schaltelement (70) geschlossen sind, in einem 7. Gang das vierte Schaltelement (40) geschlossen ist, in einem 8. Gang das dritte Schaltelement (30) geschlossen ist, in einem 9. Gang das erste Schaltelement (10) und das fünfte Schaltelement (50) geschlossen sind und/oder in einem 10. Gang das zweite Schaltelement (20) geschlossen ist, wobei in dem 1 . Gang, dem 2. Gang, dem 3. Gang, dem 4. Gang und dem 5. Gang jeweils mittels der Schalteinrichtung (SE1 ) das dritte Getriebeglied (1.3) des Planetenradsatzes (PS) gegen das gehäusefeste Bauteil (G) festgesetzt ist und in dem 7. Gang, dem 8. Gang, dem 9. Gang und dem 10. Gang jeweils mittels der Schalteinrichtung (SE1 ) das dritte Getriebeglied (1 .3) des Planetenradsatzes (PS) gegen das zweite Getriebeglied (1 .2) des Planetenradsatzes (PS) verblockt ist.
10. Schaltgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem 2. Gang das fünfte Schaltelement (50) oder das sechste Schaltelement (60) zusätzlich geschlossen ist, in dem 3. Gang das fünfte Schaltelement (50) zusätzlich geschlossen ist, in dem 5. Gang das fünfte Schaltelement (50) oder das siebte Schaltelement (70) zusätzlich geschlossen ist, in dem 6. Gang mittels der Schalteinrichtung (SE1 ) das dritte Getriebeglied (1 .3) des Planetenradsatzes (PS) gegen das gehäusefeste Bauteil (G) festgesetzt ist oder gegen das zweite Getriebeglied (1.2) des Planetenradsatzes (PS) verblockt ist, in dem 7. Gang das fünfte Schaltelement (50) oder das siebte Schaltelement (70) zusätzlich geschlossen ist, in dem 8. Gang das fünfte Schaltelement (50) zusätzlich geschlossen ist und/oder in dem 10. Gang das erste Schaltelement (10) oder das fünfte Schaltelement (50) zusätzlich geschlossen ist.
1 1 . Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorübersetzung (V) für die Elektromaschine (EM) und eine weitere Schalteinrichtung (SE2) vorgesehen sind, mittels welcher die Vorübersetzung (V) wahlweise in einen Überlagerungsbetrieb oder einen Übersetzungsbetrieb schaltbar ist, wobei in dem Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle (1 ) und die weitere Getriebeeingangswelle (3) drehzahlüberlagernd auf das erste Teilgetriebe wirken und in dem Übersetzungsbetrieb die weitere Getriebeeingangswelle (3) auf das erste Teilgetriebe wirkt und die Getriebeeingangswelle (1 ) von der Vorübersetzung (V) antriebsmäßig abgekoppelt ist.
12. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schalteinrichtung (SE2) wenigstens ein Schaltelement als Zusatzschaltelement des Schaltgetriebes (100) aufweist, welches in wenigstens zwei Schaltstellungen bringbar ist, wobei in einer Schaltstellung die Vorübersetzung (V) in den Überlagerungsbetrieb geschaltet ist und in einer weiteren Schaltstellung die Vorübersetzung (V) in den Übersetzungsbetrieb geschaltet ist.
13. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schalteinrichtung (SE2) wenigstens zwei Schaltelemente (I, J) als Zusatzschaltelemente des Schaltgetriebes (100) aufweist, von denen ein drittes Zusatzschaltelement (I) zum Schalten der Vorübersetzung (V) in den Überlagerungsbetrieb und ein viertes Zusatzschaltelement (J) zum Schalten der Vorübersetzung (V) in den Übersetzungsbetrieb dient.
14. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schalteinrichtung (SE2) eine Neutralstellung aufweist, in welcher die Vorübersetzung (V) aus dem Überlagerungsbetrieb und dem Übersetzungsbetrieb herausgebracht ist und das erste Teilgetriebe von der Getriebeeingangswelle (1 ) und der Elektromaschine (EM) antriebsmäßig abgekoppelt ist.
15. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorübersetzung (V) durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied (2.1 ), einem zweiten Getriebeglied (2.2) und einem dritten Getriebeglied (2.3) gebildet ist, wobei das erste Getriebeglied (2.1 ) mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und das zweite Getriebeglied (2.2) mit dem ersten Teilgetriebe wirkverbunden sind und das dritte Getriebeglied (2.3) mittels der weiteren Schalteinrichtung (SE2) wahlweise mit der Getriebeeingangswelle (1 ) oder einem gehäusefesten Bauteil (G) wirkverbindbar ist.
16. Schaltgetriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des Planetenradgetriebes der Vorübersetzung (V) das erste Getriebeglied (2.1 ) ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied (2.2) ein Planetenradträger und das dritte Getriebeglied (2.3) ein Hohlrad sind.
17. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der Planetenradstufe (PS) der Bereichsgruppe (GP) das erste Getriebeglied (1 .1 ) ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied (1 .2) ein Planeten- radträger und das dritte Getriebeglied (1 .3) ein Hohlrad sind.
18. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebes für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Verbrennungskraftmaschine oder einen sonstigen Antrieb und ein Schaltgetriebe (100), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17, mit einer Getriebeeingangswelle (1 ) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle und einer Elektromaschine (EM), wobei die Getriebeeingangswelle (1 ) mit der Verbrennungskraftmaschine triebverbunden oder triebverbindbar ist, die weitere Getriebeeingangswelle (3) mit der Elektromaschine (EM) triebverbunden ist und durch die Getriebeausgangswelle (2) eine Zugkraft für das Kraftfahrzeug bereitstellbar ist, mit einem Hauptgetriebe (HG) umfassend wenigstens zwei Teilgetriebe, von denen ein erstes Teilgetriebe wenigstens eine vierte Welle (4) und wenigstens eine, vorzugsweise mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1 , R5, R6) hat, ein zweites Teilgetriebe wenigstens eine weitere vierte Welle (4') und wenigstens eine, vorzugsweise mehrere damit gekoppelte Radebenen (R2, R3, R4) hat und die vierte Welle und die weitere vierte Welle (4') konzentrisch und/oder koaxial zueinander angeordnet sind, mit mehreren dem Hauptgetriebe (HG) zugeordneten Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1 ) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, wobei durch wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) das Hauptgetriebe (HG) in einen Direktgang schaltbar ist, und mit einer mit dem Hauptgetriebe (HG) koppelbaren oder gekoppelten Bereichsgruppe (GP), welche wenigstens einen Planetenradsatz (PS) mit einem ersten Getriebeglied (1 .1 ), einem zweiten Getriebeglied (1 .2) und einem dritten Getriebeglied (1 .3) hat, wobei mittels wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) das erste Getriebeglied (1 .1 ) mit der Getriebeeingangswelle (1 ) und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) wirk- verbindbar ist und mittels wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) das zweite Getriebeglied (1 .2) mit der Getriebeeingangswelle (1 ) und/oder mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) wirkverbindbar ist, wobei das zweite Getriebeglied (1 .2) zusätzlich mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbunden ist, und das dritte Getriebeglied (1 .3) mittels einer Schalteinrichtung (SE1 ) wahlweise gegen ein gehäusefestes Bauteil (G) festsetzbar oder gegen das erste Getriebeglied (1 .1 ) oder zweite Getriebeglied (1 .2) verblockbar ist, wodurch bei festgesetztem dritten Getriebeglied (1 .3) die Bereichsgruppe (GP) eine erste Übersetzung und bei ver- blocktem dritten Getriebeglied (1 .3) die Bereichsgruppe (GP) eine zweite Übersetzung bereitstellt und mittels der Schalteinrichtung (SE1 ) die Bereichsgruppe (GP) zwischen der ersten Übersetzung und der zweiten Übersetzung umschaltbar ist, wobei bei dem Verfahren ein zugkraftgestütztes Umschalten der Bereichsgruppe (GP) zwischen der ersten Übersetzung und der zweiten Übersetzung in einem rein verbrennungsmotorischen Betrieb oder hybridischen Betrieb des Hybridantriebes vorgesehen ist, indem das Schaltgetriebe (100) in den Direktgang des Hauptgetriebes (HG) und in die erste Übersetzung der Bereichsgruppe (GP) geschaltet wird oder geschaltet ist und die Elektromaschine (EM) in den Kraftflusspfad des Direktganges antriebsmäßig geschaltet wird oder geschaltet ist, wobei in dem Direktgang die Getriebeeingangswelle (1 ) und die weitere Getriebeeingangswelle (3) mit dem ersten Getriebeglied (1 .1 ) der Bereichsgruppe (GP) wirkverbunden sind, und anschließend die Schritte in der folgenden Reihenfolge ausgeführt werden:
1 . Trennen der Elektromaschine (EM) von der Wirkverbindung mit dem ersten Getriebeglied (1 .1 ) der Bereichsgruppe (GP) mittels wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70);
2. Wirkverbinden der Elektromaschine (EM) mit dem zweiten Getriebeglied (1 .2) der Bereichsgruppe (GP) über das erste Teilgetriebe mittels wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70);
3. Trennen der Getriebeeingangswelle (1 ) von der Wirkverbindung mit dem ersten Getriebeglied (1 .1 ) der Bereichsgruppe (GP) mittels wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70);
4. Umschalten der Bereichsgruppe (GP) in die zweite Übersetzung mittels der Schalteinrichtung (SE1 ).
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Trennen der Getriebeeingangswelle (1 ) gemäß dem Schritt 3 und vor dem Umschalten der Bereichsgruppe (GP) gemäß dem Schritt 4 der folgende Schritt ausgeführt wird:
3a. Wirkverbinden der Getriebeeingangswelle (1 ) mit dem zweiten Getriebeglied (1 .2) der Bereichsgruppe (GP) über das erste Teilgetriebe mittels wenigstens eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70).
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Trennen der Wirkverbindung zwischen der Elektromaschine (EM) und dem ersten Getriebeglied (1 .1 ) mittels des wenigstens einen Schaltelementes (50) (Schritt 1 ) die Elektromaschine (EM) und /oder die Verbrennungskraftmaschine derart betrieben werden, dass die Wirkverbindung zwischen der Elektromaschine (EM) und dem ersten Getriebeglied (1 .1 ) an dem wenigstens einen Schaltelement (50) lastfrei ist.
21 . Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Trennen der Wirkverbindung gemäß dem Schritt 1 und vor dem Wirkverbinden der Elektromaschine (EM) mit dem zweiten Getriebeglied (1 .2) mittels des wenigstens einen Schaltelementes (70) (Schritt 2) eine Synchronisierung des wenigstens einen Schaltelementes (70) gegen die Drehzahl des zweiten Getriebegliedes (1 .2) mittels der Elektromaschine (EM) vorgenommen wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Wirkverbinden der Elektromaschine (EM) gemäß dem Schritt 2 und vor dem Trennen der Wirkverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle (1 ) und dem ersten Getriebeglied (1.1 ) mittels des wenigstens einen Schaltelementes (20) (Schritt 3) die Elektromaschine (EM) und/oder die Verbrennungskraftmaschine derart betrieben werden, dass die Wirkverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle (1 ) und dem ersten Getriebeglied (1 .1 ) an dem wenigstens einen Schaltelement (20) lastfrei ist.
23. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Trennen der Getriebeeingangswelle (1 ) gemäß dem Schritt 3 und vor dem Wirkverbinden der Getriebeeingangswelle (1 ) mit dem zweiten Getriebeglied (1 .2) mittels des wenigstens einen Schaltelementes (10) (Schritt 3a) eine Synchronisierung des wenigstens einen Schaltelementes (10) gegen die Drehzahl einer Eingangswelle (EW1 ) des ersten Teilgetriebes mittels der Verbrennungskraftmaschine vorgenommen wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (100) eine Vorübersetzung (V) für die Elektromaschine (EM) und eine weitere Schalteinrichtung (SE2) aufweist, mittels welcher die Vorübersetzung (V) wahlweise in einen Überlagerungsbetrieb oder einen Übersetzungsbetrieb schaltbar ist, wobei in dem Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle (1 ) und die weitere Getriebeeingangswelle (3) drehzahlüberlagernd auf das erste Teilgetriebe wirken und in dem Übersetzungsbetrieb die weitere Getriebeeingangswelle (3) auf das erste Teilgetriebe wirkt und die Getriebeeingangswelle (1 ) von der Vorübersetzung (V) antriebsmäßig abgekoppelt ist, wobei es vorgesehen ist, dass die Vorübersetzung (V) in den Übersetzungsbetrieb geschaltet ist oder vor dem Trennen der Wirkverbindung gemäß dem Schritt 1 geschaltet wird.
25. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (100) eine Vorübersetzung (V) für die Elektromaschine (EM) und eine weitere Schalteinrichtung (SE2) aufweist, mittels welcher die Vorübersetzung (V) wahlweise in einen Überlagerungsbetrieb oder einen Übersetzungsbetrieb schaltbar ist, wobei in dem Überlagerungsbetrieb die Getriebeeingangswelle (1 ) und die weitere Getriebeeingangswelle (3) drehzahlüberlagernd auf eine Eingangswelle (EW1 ) des ersten Teilgetriebes wirken und in dem Übersetzungsbetrieb die weitere Getriebeeingangswelle (3) auf die Eingangswelle (EW1 ) des ersten Teilgetriebes wirkt und die Getriebeeingangswelle (1 ) von der Vorübersetzung (V) antriebsmäßig abgekoppelt ist, wobei es vorgesehen ist, dass die Vorübersetzung (V) in den Überlagerungsbetrieb geschaltet ist oder vor dem Trennen der Wirkverbindung gemäß dem Schritt 1 geschaltet wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Trennen der Wirkverbindung zwischen der Elektromaschine (EM) und dem ersten Getriebeglied (1 .1 ) mittels des wenigstens einen Schaltelementes (50) (Schritt 1 ) die Elektro- maschine (EM) und/oder die Verbrennungskraftmaschine derart betrieben werden, dass die Wirkverbindung zwischen der Elektromaschine (EM) und dem ersten Getriebeglied (1 .1 ) an dem wenigstens einen Schaltelement (50) lastfrei ist.
27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Trennen der Wirkverbindung gemäß dem Schritt 1 und vor dem Wirkverbinden der Elektromaschine (EM) mit dem zweiten Getriebeglied (1 .2) mittels des wenigstens einen Schaltelementes (70) (Schritt 2) eine Synchronisierung des wenigstens einen Schaltelementes (70) gegen die Drehzahl des zweiten Getriebegliedes (1 .2) mittels der Elektromaschine (EM) vorgenommen wird.
28. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Trennen der Wirkverbindung gemäß dem Schritt 1 und vor dem Wirkverbinden der Elektromaschine (EM) mit dem zweiten Getriebeglied (1 .2) mittels des wenigstens einen Schaltelementes (70) (Schritt 2) die Vorübersetzung (V) von dem Überlagerungsbetrieb in den Übersetzungsbetrieb umgeschaltet wird, anschließend eine Synchronisierung des wenigstens einen Schaltelementes (70) gegen die Drehzahl des zweiten Getriebegliedes (1 .2) mittels der Elektromaschine (EM) vorgenommen wird und dann die Vorübersetzung (V) von dem Übersetzungsbetrieb in den Überlagerungsbetrieb zurückgeschaltet wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Wirkverbinden der Elektromaschine (EM) gemäß dem Schritt 2 und vor dem Trennen der Wirkverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle (1 ) und dem ersten Getriebeglied (1.1 ) mittels des wenigstens einen Schaltelementes (20) (Schritt 3) die Elektromaschine (EM) und die Verbrennungskraftmaschine jeweils auf einen solchen Drehmomentwert eingestellt werden, dass an einem die Vorübersetzung (V) ausbildenden Planetenradgetriebe dessen Standübersetzung vorliegt und dadurch die Wirkverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle (1 ) und dem ersten Getriebeglied (1 .1 ) an dem wenigstens einen Schaltelement (20) lastfrei ist.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Trennen der Getriebeeingangswelle (1 ) gemäß dem Schritt 3 und vor dem Wirkverbinden der Getriebeeingangswelle (1 ) mit dem zweiten Getriebeglied (1 .2) mittels des wenigstens einen Schaltelementes (10) (Schritt 3a) eine Synchronisierung des wenigstens einen Schaltelementes (10) gegen die Drehzahl der Eingangswelle (EW1 ) des ersten Teilgetriebes vorgenommen wird, indem das Drehmoment der Elektromaschine (EM) und das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine jeweils auf einen solchen Größenwert eingestellt wird, dass die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine auf einem Zielwert für die Synchronisierung vorliegt.
31 . Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine oder einem sonstigen Antrieb und einem Schaltgetriebe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dessen Getriebeeingangswelle (1 ) mit der Verbrennungskraftmaschine triebverbunden oder triebverbindbar ist, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 18 bis 30.
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