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Title:
DRIVE TRAIN FOR A MOTOR VEHICLE, AND METHOD FOR OPERATING A DRIVE TRAIN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/028747
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a drive train (1) for a motor vehicle, having an internal combustion engine (2), having an automated change-speed transmission (3), having an electric machine (4) with a switchable separating clutch (5) for selectively making a power flow possible between the electric machine (4) and the internal combustion engine (2), and having a differential gear mechanism (20), wherein the internal combustion engine (2) has an output shaft (2.1) which is coupled without a separating clutch to a first transmission input shaft (10) of the automated change-speed transmission (3), wherein the automated change-speed transmission (3) has a first transmission output shaft (11) and a second transmission output shaft (12) which are operatively connected to a differential drive gear (19) of the differential gear mechanism (20), wherein the separating clutch (5) is arranged coaxially with respect to a clutch shaft (15) which is connected to the separating clutch (5) and is arranged spaced apart in parallel from the first transmission input shaft (10), wherein the clutch shaft (15) is arranged spaced apart in parallel from the first transmission output shaft (11) and the second transmission output shaft (12).

Inventors:
SCHULZ INGO (DE)
HAPPE MARCO (DE)
ZIEGER STEPHAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2017/100664
Publication Date:
February 15, 2018
Filing Date:
August 04, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER ENG GMBH (DE)
International Classes:
B60K6/36; B60K6/365; B60K6/387; B60K6/48; B60K6/547; F16H3/093
Domestic Patent References:
WO2006040150A12006-04-20
Foreign References:
DE102011089710A12013-06-27
DE102013215114A12015-02-05
US20110167956A12011-07-14
DE102014222587A12016-05-12
DE102012016990A12014-01-02
DE102013215114A12015-02-05
Attorney, Agent or Firm:
SCHWÖBEL, Thilo et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor (2), mit einem automatisierten Schaltgetriebe (3), mit einer elektrischen Maschine (4), mit einer schalt- baren Trennkupplung (5) zur wahlweisen Ermöglichung eines Kraftflusses zwischen der elektrischen Maschine (4) und dem Verbrennungsmotor (2) und mit einem Differentialgetriebe (20), wobei der Verbrennungsmotor (2) eine Abtriebswelle (2.1) aufweist, die mit einer ersten Getriebeeingangswelle (10) des automatisierten Schaltgetriebes (3) trennkupplungslos gekoppelt ist, wobei das automatisierte Schaltgetriebe (3) eine erste Getriebeausgangswelle (1 1) und eine zweite Getriebeausgangswelle

(12) aufweist, welche in Wirkverbindung mit einem Differential-Antriebsrad (19) des Differentialgetriebes (20) stehen,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Trennkupplung (5) koaxial zu einer mit der Trennkupplung (5) verbundenen Kupp- lungswelle (15) angeordnet ist, welche parallel beabstandet zu der ersten Getriebeeingangswelle (10) angeordnet ist, wobei die Kupplungswelle (15) parallel beabstandet zu der ersten Getriebeausgangswelle (11) und der zweiten Getriebeausgangswelle (12) angeordnet ist. 2. Antriebsstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Trennkupplung (5) als kraftschlüssige, insbesondere reibschlüssige, schaltbare Trennkupplung ausgebildet ist.

3. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential-Antriebsrad (19) des Differentialgetriebes (20) zur Herstellung der

Wirkverbindung mit der ersten Getriebeausgangswelle (1 1) und der zweiten Getriebeausgangswelle (12) mit genau zwei Zahnrädern (1 1.1 , 12.1 ) in Eingriff steht.

4. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das automatisierte Schaltgetriebe (3) eine zweite Getriebeeingangswelle (13) aufweist, welche trennkupplungslos mit der Maschinenwelle (14) der elektrischen Maschine (4) gekoppelt ist, wobei das automatisierte Schaltgetriebe (3) eine schaltbare Zahnradstufe (12.2, 12.6, 13.1 , 13.2, 13.3) aufweist, über welche die zweite Getriebeeingangswelle (13) mit der ersten Getriebeausgangswelle (11) oder der zweiten Ge- triebeausgangswelle (12) koppelbar ist.

5. Antriebsstrang nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungswelle (15) parallel beabstandet zu der zweiten Getriebeeingangswelle (13) angeordnet ist.

6. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebeeingangswelle (10), die zweite Getriebeeingangswelle (13), die erste Getriebeausgangswelle (11) und die zweite Getriebeausgangswelle (12) jeweils parallel beabstandet voneinander angeordnet sind.

7. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebeeingangswelle (13) mit der Maschinenwelle (14) der elektrischen Maschine (4) über ein Planetengetriebe (17) gekoppelt ist oder dass die zweite Getriebeeingangswelle (13) mit der Maschinenwelle (14) der elektrischen Maschine (4) drehfest verbunden ist.

8. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das automatisierte Schaltgetriebe (3) eine Zahnradstufe (12.6, 15.3) aufweist, über welche die Kupplungswelle (15) mit der ersten Getriebeausgangswelle (1 1) oder der zweiten Getriebeausgangswelle (12) gekoppelt ist.

9. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungswelle (15) koaxial zu einer Maschinenwelle (14) der elektrischen Maschine (4) angeordnet ist.

10. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungswelle (15) parallel beabstandet zu einer Maschinenwelle (14) der elektrischen Maschine (4) angeordnet ist.

1 1. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungswelle (15) über ein Planetengetriebe (17) mit der elektrischen Maschine (4) gekoppelt ist.

12. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebeeingangswelle (10), insbesondere über eine Zahnradstufe (10.1 , 15.2), mit der Trennkupplung (5) gekoppelt ist.

13. Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor (2) und einem automatisierten Schaltgetriebe (3), wobei der Verbrennungsmotor (2) eine Abtriebswelle (2.1) aufweist, die mit einer ersten Getriebeeingangswelle (10) des automatisierten Schaltgetriebes (3) trennkupplungslos gekoppelt ist, wobei das automatisierte Schaltgetriebe (3) eine erste Getriebeausgangswelle (11) und eine zweite Getriebeausgangswelle (12) aufweist, welche in Wirkverbindung mit einem Differential-Antriebsrad (19) eines Differentialgetriebes (20) stehen, sowie mit einer elektrischen Maschine (4), wobei zur wahlweisen Ermöglichung eines Kraftflusses zwischen der elektrischen Maschine (4) und dem Verbrennungsmotor (2) eine schaltbare Trennkupplung (5) betätigt wird, die koaxial zu einer Kupplungswelle (15) angeordnet ist, welche parallel beabstandet zu der ersten Getriebeeingangswelle (10) angeordnet ist, wobei die Kupplungswelle (15) parallel beabstandet zu der ersten Getriebeausgangswelle (1 1) und der zweiten Getriebeausgangswelle (12) angeordnet ist.

Description:
Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug und

Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor, mit einem automatisierten Schaltgetriebe, mit einer elektrischen Maschine, mit einer schaltbaren Trennkupplung zur wahlweisen Ermöglichung eines Kraftflusses zwischen der elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor und mit einem Differentialgetriebe, wobei der Verbrennungsmotor eine Abtriebswelle aufweist, die mit einer ersten Getriebeeingangswelle des Schaltgetriebes trennkupplungslos gekoppelt ist, wobei das automatisierte Schaltgetriebe eine erste Getriebeausgangswelle und eine zweite Getriebeausgangswelle aufweist, welche in Wirkverbindung mit einem Differential-Antriebsrad des Differentialgetriebes stehen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Antriebsstrangs.

Stand der Technik

Solche Antriebsstränge werden auch als Hybrid-Antriebsstränge bezeichnet und können in Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise PKWs, Verwendung finden.

Aus der DE 10 2014 222 587 A1 ist ein Antriebsstrang bekannt, welcher neben einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine ein automatisiertes Schaltgetriebe aufweist. Der Verbrennungsmotor umfasst eine Abtriebswelle, die über ein Zweimassenschwungrad mit einer Getriebeeingangswelle gekoppelt ist. Eine Trennkupplung zum Trennen der Abtriebswelle und der Getriebeeingangswelle ist nicht vorgesehen. Insofern sind diese beiden Wellen trennkupplungslos miteinander gekoppelt. Bei diesem Antriebsstrang ist die elektrische Maschine koaxial zu dem Verbrennungsmotor angeordnet. Um wahlweise einen Kraftfluss zwischen der elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor zu ermöglichen, weist der An- triebsstrang ferner eine Trennkupplung auf, welche mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden und koaxial zu dieser angeordnet ist.

Bei diesem Antriebsstrang hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass in axialer Richtung der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors ein relativ großer Bauraum erforderlich ist. Dies kann insbesondere in solchen Einbausituationen von Nachteil sein, in welchen die Ab- triebswelle des Verbrennungsmotors in einer Richtung quer zur Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs eingebaut werden soll.

Ein weiterer Antriebsstrang, der einen in axialer Richtung relativ großen Bauraum erfordert, ist aus der DE 10 2012 016 990 A1 bekannt. Dieser Antriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor, dessen Abtriebswelle trennkupplungslos mit einer Getriebeeingangswelle eines automatisierten Schaltgetriebes verbunden ist. Eine elektrische Maschine ist koaxial zu der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors angeordnet. Das automatisierte Schaltgetriebe weist zwei Getriebeausgangswellen auf, die in Wirkverbindung mit einem Differential-Antriebsrad eines Differentialgetriebes stehen. Zur wahlweisen Kopplung der elektrischen Maschine mit dem Verbrennungsmotor ist koaxial zu der ersten Getriebeeingangswelle eine schaltbare Trennkupplung vorgesehen.

Ferner beschreibt die DE 10 2013 215 114 A1 einen Antriebsstrang mit einem Verbren- nungsmotor, einer elektrischen Maschine und einem automatisiertem Schaltgetriebe, bei welchem der Verbrennungsmotor über eine Trennkupplung mit einer Getriebeeingangswelle des automatisierten Schaltgetriebes gekoppelt ist. Die DE 10 2013 215 114 A1 beschreibt, dass die Trennkupplung zwischen der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und der Getriebeeingangswelle weggelassen werden kann. Zum Anfahren können die Abtriebswelle des Ver- brennungsmotors und die Maschinenwelle der elektrischen Maschine über schaltbare Kupplungen des automatisierten Schaltgetriebes verbunden werden, die koaxial zu einer Getriebeausgangswelle des Schaltgetriebes angeordnet und mit einem Planetengetriebe verbunden sind. Hierdurch ergibt sich allerdings ein in axialer Richtung der Getriebeausgangswelle relativ großer Bedarf an Bauraum.

Offenbarung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kompakte Bauweise des Antriebsstrangs zu ermöglichen.

Gelöst wird die Aufgabe bei einem Antriebsstrang der eingangs genannten Art dadurch, dass die Trennkupplung koaxial zu einer mit der Trennkupplung verbundenen Kupplungswelle angeordnet ist, welche parallel beabstandet zu der ersten Getriebeeingangswelle angeordnet ist, wobei die Kupplungswelle parallel beabstandet zu der ersten Getriebeausgangswelle und der zweiten Getriebeausgangswelle angeordnet ist. Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang ist der Verbrennungsmotor mit dem automatisierten Schaltgetriebe gekoppelt, ohne dass eine Trennkupplung zum Trennen von Verbrennungsmotor und automatisiertem Schaltgetriebe vorgesehen ist. Die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors steht durchgehend in Wirkverbindung mit der Eingangswelle des automati- sierten Schaltgetriebes. Zum wahlweisen Trennen und Verbinden der elektrischen Maschine und des Verbrennungsmotors weist der Antriebsstrang eine Trennkupplung auf, welche mit einer Kupplungswelle verbunden ist, die in einem Abstand parallel zu der Getriebeeingangswelle angeordnet ist. Diese Kupplungswelle ist ferner parallel beabstandet zu der ersten Getriebeausgangswelle und der zweiten Getriebeausgangswelle angeordnet. Durch diese Maß- nahmen kann der erforderliche Bauraum des Antriebsstrangs in axialer Richtung der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors reduziert werden, so dass ein kompakter Aufbau des Antriebsstrangs ermöglicht wird.

Als schaltbare Trennkupplung im Sinne der Erfindung wird eine separat von dem automatisier- ten Schaltgetriebe ausgebildete schaltbare Trennkupplung angesehen. Insbesondere ist die mit der schaltbaren Trennkupplung verbundene Kupplungswelle separat von dem automatisierten Schaltgetriebe ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Kupplungswelle parallel beabstandet zu allen Getriebeeingangswellen und Getriebeausgangswellen des automatisierten Schaltgetriebes ausgebildet.

Bevorzugt ist die schaltbare Trennkupplung als kraftschlüssige, insbesondere reibschlüssige, schaltbare Trennkupplung ausgebildet. Die schaltbare Trennkupplung kann zwei oder mehrere Reibflächen aufweisen, die zur Übertragung eines Drehmoments in Anlage miteinander gebracht werden. Besonders bevorzugt ist die schaltbare Trennkupplung als Lamellenkupplung ausgebildet, welche mehrere parallel geschaltete Reibflächen aufweist.

Bevorzugt weist der Antriebsstrang genau eine Trennkupplung auf, so dass Bauraum und Kosten für zusätzliche Trennkupplungen und deren Betätigungseinrichtungen eingespart werden können.

Das automatisierte Schaltgetriebe kann zwei Teilgetriebe aufweisen, wobei ein erstes Teilgetriebe dem Verbrennungsmotor zugeordnet ist und die erste Getriebeeingangswelle aufweist, und wobei ein zweites Teilgetriebe der elektrischen Maschine zugeordnet ist und eine zweite Getriebeeingangswelle aufweist. Bevorzugt ist die Trennkupplung derart angeordnet, dass wahlweise eine, insbesondere bidirektionale, Wirkverbindung zwischen der ersten Getriebeeingangswelle und der zweiten Getriebeeingangswelle hergestellt oder getrennt werden kann. Erfindungsgemäß weist das automatisierte Schaltgetriebe eine erste Getriebeausgangswelle und eine zweite Getriebeausgangswelle auf, welche in Wirkverbindung mit einem Differential- Antriebsrad eines Differentialgetriebes stehen. Die erste und zweite Getriebeausgangswelle können schaltbare Radsätze aufweisen, über welche mehrere Gangstufen des automatisierten Schaltgetriebes realisierbar sind. Beispielsweise kann die erste Getriebeausgangswelle mindestens zwei Radsätze für einen ersten und einen zweiten Gang aufweisen und die zweite Getriebeausgangswelle kann mindestens zwei Radsätze für einen dritten und einen vierten Gang aufweisen. Die Radsätze können jeweils ein drehfest mit der jeweiligen Getriebeaus- gangswelle verbundenes Festrad und zwei Losräder aufweisen, welche wahlweise mit dem Festrad koppelbar sind, um eine Gangstufe zu wählen. Die Losräder stehen bevorzugt in Eingriff mit Festrädern der Getriebeeingangswelle. Über das Differential-Antriebsrad kann die Ausgangsleistung der ersten Getriebeausgangswelle und der zweiten Getriebeausgangswelle abgegeben werden. Bevorzugt weist die erste Getriebeausgangswelle ein erstes Festrad auf, welches in Eingriff mit dem Differential-Antriebsrad steht und die zweite Getriebeausgangswelle weist ein zweites Festrad auf, welches ebenfalls in Eingriff mit dem Differential- Antriebsrad steht. Die Festräder sind bevorzugt als Zahnräder ausgebildet.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das Differential-Antriebsrad des Differenti- algetriebes zur Herstellung der Wirkverbindung mit der ersten Getriebeausgangswelle und der zweiten Getriebeausgangswelle mit genau zwei Zahnrädern in Eingriff steht. Hierdurch kann eine gegenüber dem aus der DE 10 2014 222 587 A1 vorbekannten Antriebsstrang erhöhte Flexibilität bei der Konstruktion erreicht werden. Die Zahnräder können entweder auf einer ersten Seite der beiden Getriebeausgangswellen oder auf einer der ersten Seite gegenüber- liegenden zweiten Seite der Getriebeausgangswellen angeordnet sein, so dass das Differentialgetriebe in dem Antriebsstrang entweder auf der ersten Seite oder auf der zweiten Seite der Getriebeausgangswellen angeordnet werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das automatisierte Schaltge- triebe eine zweite Getriebeeingangswelle aufweist, welche trennkupplungslos mit der Maschinenwelle der elektrischen Maschine gekoppelt ist, wobei das automatisierte Schaltgetriebe eine schaltbare Zahnradstufe aufweist, über welche die zweite Getriebeeingangswelle mit der ersten Getriebeausgangswelle oder der zweiten Getriebeausgangswelle koppelbar ist. Über die schaltbare Zahnradstufe kann wahlweise ein Kraftfluss zwischen der elektrischen Maschi- ne und der jeweiligen Getriebeausgangswelle, bzw. dem Differential, ermöglicht werden. Es ist somit möglich, die Antriebsräder über die elektrische Maschine während eines Beschleuni- gungsvorgangs anzutreiben oder während eines Bremsvorgangs Energie zurückzuspeisen. Zur Anbindung der elektrischen Maschine an das Differential ist eine zusätzliche Getriebeausgangswelle mit einem zusätzlichen in das Differential-Antriebsrad eingreifenden Festrad, welches beispielsweise bei dem aus der DE 10 2014 222 587 A1 bekannten Antriebsstrang vor- gesehen ist, nicht erforderlich. Bevorzugt steht das Differential-Antriebsrad nur mit dem ersten Festrad der ersten Getriebeausgangswelle und dem zweiten Festrad der zweiten Getriebeausgangswelle in Eingriff, so dass keine weiteren Zahnräder in Eingriff mit dem Antriebsrad des Differentials stehen. Hierdurch kann der Zahnverschließ insbesondere bei Volllast reduziert werden und die Lebensdauer des Antriebsrads erhöht werden. Auch ist es nicht erforder- lieh, einen eventuell vergrößerten Zahnverschleiß durch konstruktive Maßnahmen, wie beispielsweise eine vergrößerte Zahnbreite, welche einen vergrößerten axialer Bauraum mit sich bringt, oder einen verringerten Wellenabstand zu kompensieren.

Bevorzugt ist die Kupplungswelle parallel beabstandet zu der zweiten Getriebeeingangswelle des automatisierten Schaltgetriebes angeordnet. Besonders bevorzugt sind die erste Getriebeeingangswelle, die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Getriebeausgangswelle und die zweite Getriebeausgangswelle jeweils parallel beabstandet voneinander angeordnet.

In diesem Zusammenhang hat es sich als bevorzugt herausgestellt, wenn die zweite Getrie- beeingangswelle mit der Maschinenwelle der elektrischen Maschine über ein Planetengetriebe gekoppelt ist, so dass die elektrische Maschine in einem für die elektrische Maschine vorteilhaften Drehzahlbereich betrieben werden kann, welche von dem Drehzahlbereich der zweiten Getriebeeingangswelle abweicht. Alternativ kann die zweite Getriebeeingangswelle mit der Maschinenwelle der elektrischen Maschine drehfest verbunden sein, so dass die zweite Ge- triebeeingangswelle mit derselben Drehzahl wie die Maschinenwelle betrieben wird.

Gemäß einer alternativen, vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das automatisierte Schaltgetriebe eine Zahnradstufe aufweist, über welche die Kupplungswelle mit der ersten Getriebeausgangswelle oder der zweiten Getriebeausgangswelle gekoppelt ist. Über die Zahnradstufe wird ein Kraftfluss zwischen der Kupplungswelle und der jeweiligen Getriebeausgangswelle, bzw. dem Differential, ermöglicht, so dass die Antriebsräder über die elektrische Maschine während eines Beschleunigungsvorgangs angetrieben werden können oder während eines Bremsvorgangs Energie zurückgespeist werden kann. Über die mit der Kupplungswelle verbundene Trennkupplung die elektrische Maschine kann wahlweise mit der Kupplungswelle und damit auch der jeweiligen Getriebeausgangswelle verbunden werden. Zur Anbindung der elektrischen Maschine an das Differential ist eine zusätzliche Getriebeaus- gangswelle mit einem zusätzlichen in das Differential-Antriebsrad eingreifenden Festrad, welches beispielsweise bei dem aus der DE 10 2014 222 587 A1 bekannten Antriebsstrang vorgesehen ist, nicht erforderlich. Bevorzugt steht das Differential-Antriebsrad nur mit dem ersten Festrad der ersten Getriebeausgangswelle und dem zweiten Festrad der zweiten Getriebe- ausgangswelle in Eingriff, so dass keine weiteren Zahnräder in Eingriff mit dem Antriebsrad des Differentials stehen. Hierdurch kann die Lebensdauer des Antriebsrads erhöht werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit der Getriebeeingangswelle über einen Schwingungsdämpfer gekoppelt ist. Über den Schwingungsdämpfer kann die Übertragung von Drehschwingungen, wie sie beispielsweise durch den Verbrennungsmotor erzeugt werden, auf das automatisierte Schaltgetriebe gedämpft werden. Bevorzugt ist der Schwingungsdämpfer als Zweimassenschwungrad ausgebildet. Das Zweimassenschwungrad kann eine erste Schwungmasse und eine zweite Schwungmasse aufweisen, welche durch Feder-Dämpfereinheiten gekoppelt sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kupplungswelle koaxial zu einer Maschinenwelle der elektrischen Maschine angeordnet ist. In einem elektromotorischen Betrieb der elektrischen Maschine bildet die Maschinenwelle eine Abtriebswelle der elektrischen Maschine. Wird die elektrische Maschine als Generator betrieben, so bildet die Maschi- nenwelle eine Antriebswelle der elektrischen Maschine. Die Kupplungswelle kann mit der Maschinenwelle, beispielsweise über eine Getriebestufe, gekoppelt sein.

Eine alternative, vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Kupplungswelle parallel beabstandet zu einer Maschinenwelle der elektrischen Maschine angeordnet ist, wodurch die Ab- messungen des Antriebsstrangs in axialer Richtung weiter verringert werden können.

Bevorzugt ist die Kupplungswelle über ein Planetengetriebe mit der elektrischen Maschine gekoppelt. Über das Planetengetriebe kann eine Drehzahlanpassung erfolgen, so dass die elektrische Maschine in einem für die elektrische Maschine vorteilhaften Drehzahlbereich be- trieben werden kann, welcher von einem Drehzahlbereich der Kupplungswelle abweicht. Ferner ermöglicht das Planetengetriebe die koaxiale Anordnung eines Antriebs und eines Abtriebs des Planetengetriebes. Besonders bevorzugt ist das Planetengetriebe derart ausgebildet, dass es eine Übersetzung einer höheren Drehzahl der elektrischen Maschine, insbesondere der Maschinenwelle der elektrischen Maschine, in eine niedrigere Drehzahl der Kupp- lungswelle ermöglicht. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Getriebeeingangswelle, insbesondere über eine Zahnradstufe, mit der Trennkupplung gekoppelt, so dass ein Kraftfluss zwischen der verbrennungsmotorseitigen, ersten Getriebewelle und der von der ersten Getriebewelle beab- standeten Trennkupplung ermöglicht wird. Über die Trennkupplung kann die erste Getriebe- welle wahlweise von der elektrischen Maschine, insbesondere der Maschinenwelle der elektrischen Maschine, getrennt oder mit dieser verbunden werden. Die Zahnradstufe weist bevorzugt ein an der ersten Getriebeeingangswelle angeordnetes erstes Zahnrad und ein mit der Trennkupplung verbundenes zweites Zahnrad auf, welches mit dem ersten Zahnrad in Eingriff steht. Das erste Zahnrad kann als Festrad der ersten Getriebeeingangswelle ausge- bildet sein; das zweite Zahnrad kann als Losrad der Kupplungswelle ausgebildet sein. Die Kopplung der ersten Getriebeeingangswelle mit der Trennkupplung kann zusätzlich über die Kupplungswelle erfolgen. In diesem Fall kann das zweite Zahnrad der Zahnradstufe als Festrad der Kupplungswelle ausgebildet sein. Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird ferner ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, mit einem Verbrennungsmotor und einem automatisierten Schaltgetriebe, wobei der Verbrennungsmotor eine Abtriebswelle aufweist, die mit einer ersten Getriebeeingangswelle des automatisierten Schaltgetriebes trennkupplungs- los gekoppelt ist, wobei das automatisierte Schaltgetriebe eine erste Getriebeausgangswelle und eine zweite Getriebeausgangswelle aufweist, welche in Wirkverbindung mit einem Differential-Antriebsrad eines Differentialgetriebes stehen, sowie mit einer elektrischen Maschine, wobei zur wahlweisen Ermöglichung eines Kraftflusses zwischen der elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor eine schaltbare Trennkupplung betätigt wird, die koaxial zu einer Kupplungswelle angeordnet ist, welche parallel beabstandet zu der ersten Getriebeein- gangswelle angeordnet ist, wobei die Kupplungswelle parallel beabstandet zu der ersten Getriebeausgangswelle und der zweiten Getriebeausgangswelle angeordnet ist.

Bei dem Verfahren können dieselben Vorteile erreicht werden, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang erläutert wurden.

Bevorzugt weist das automatisierte Schaltgetriebe zwei Teilgetriebe auf, wobei ein erstes Teilgetriebe dem Verbrennungsmotor zugeordnet ist und die erste Getriebeeingangswelle aufweist, wobei ein zweites Teilgetriebe der elektrischen Maschine zugeordnet ist und eine zweite Getriebeeingangswelle aufweist und wobei durch das Betätigen der Trennkupplung wahlweise eine, insbesondere bidirektionale, Wirkverbindung zwischen der ersten Getriebeeingangswelle und der zweiten Getriebeeingangswelle hergestellt oder getrennt wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die beiden Teilgetriebe schaltbare Gangstufen auf, welche wahlweise aktiv oder inaktiv geschaltet werden. Bei aktiv geschalteter Gangstufe kann ein Drehmoment auf eine der Gangstufe zugeordnete Getriebeausgangswelle übertragen werden. Ist keine Gangstufe eines der beiden Teilgetriebe aktiv geschaltet, wird kein Drehmoment übertragen. Das Schalten dieser Gangstufen erfolgt bevorzugt durch Unterbrechung der Zugkraft eines Teilgetriebes, wodurch das jeweils andere Teilgetriebe in der Schaltphase die Antriebszugkraft aufrechterhält, um ein Zugkraftunterbrechungsfreies Fahrgefühl zu ermöglichen. Das Schalten einer Schaltstufe erfolgt bevorzugt durch eine Synchronisa- tionseinheit, bei der die Differenzdrehzahl durch Reibkonen abgebaut wird. Alternativ kann das Schalten durch eine Klauenkupplung, wobei die Drehzahlanpassung mittels des Verbrennungsmotors oder der elektrischen Maschine erfolgt. Durch die Verwendung einer reinen Klauenkupplung wird der erforderliche axiale Bauraum weiter reduziert. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Trennkupplung geöffnet, wobei in dem ersten Teilgetriebe und in dem zweiten Teilgetriebe jeweils eine Gangstufe aktiv geschaltet ist. Hierdurch kann ein Betriebszustand eingestellt werden, in welchem sowohl der Verbrennungsmotor als auch die elektrische Maschine über das automatisierte Schaltgetriebe mit einem Differential in Wirkverbindung steht. Bei geöffneter Trennkupplung können der Verbren- nungsmotor und die elektrische Maschine Drehmoment an das Differential übertragen. Alternativ kann die elektrische Maschine als Generator betrieben werden. Dies geschieht in dem das Antriebsmoment des Verbrennungsmotors derart eingestellt wird, dass eine vom Fahrer des Fahrzeugs vorgegebene Beschleunigung erreicht wird und mit einem vom Momentkennfeld des Verbrennungsmotors abhängigen Überschussmoment ein Generatormoment in die elektrische Maschine zugeführt wird. Ferner kann bei einem Abbremsvorgang des Fahrzeugs ein Generatormoment der elektrischen Maschine den Bremsvorgang unterstützen. Bei geöffneter Trennkupplung ist es ferner möglich, die elektrische Maschine im sogenannten Boost- Betrieb einzusetzen, wobei das Antriebsmoment kurzeitig erhöht wird. Der Ladezustand der Batterie und die Erwärmung der elektrischen Maschine bestimmen dabei die Häufigkeit und Stärke des Boost-Betriebs.

Nachfolgend sollen verschiedene Anfahrstrategien beschrieben werden, welche wahlweise durchführbar sind. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens - dem rein elektrischen Anfahren - wird das Antriebsmoment der elektrischen Maschine über eine aktiv geschaltete Gangstufe des zweiten, elektromotorischen Teilgetriebes auf eine Getriebeausgangswelle aufgebracht. Hierbei ermöglicht die elektrische Maschine die Erzeugung eines Antriebsmomentes bei stehender Antriebswelle, wodurch keine Anfahrkupplung notwendig ist. Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens - dem rein verbrennungsmotorischen Anfahren - sind alle Gangstufen des ersten, verbrennungsmotorischen Teilgetriebes inaktiv geschaltet und eine Gangstufe des elektromotorischen Teilgetriebes ist aktiv geschaltet, wobei durch, insbesondere geregeltes, Schließen der Trennkupplung Leistung von dem Verbrennungsmotor über die Trennkupplung auf die zweite, elektromotorische Getriebeeingangswelle und über die aktiv geschaltete Gangstufe des zweiten Teilgetriebes zum Differential übertragen wird. Hierbei kann optional die elektrische Maschine leistungslos mitgeschleppt werden, als Generator die Batterie laden oder den Anfahrvorgang unterstützen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird zum Starten des Verbren- nungsmotors die Trennkupplung geschlossen, wobei in dem ersten Teilgetriebe und in dem zweiten Teilgetriebe jeweils alle Gangstufen inaktiv geschaltet sind, wodurch ein Kaltstart des Verbrennungsmotors durch die elektrische Maschine erfolgen kann. Der Leistungsfluss erfolgt von der Maschinenwelle der elektrischen Maschine über die geschlossene Trennkupplung auf die erste, verbrennungsmotorische Getriebeeingangswelle, welche mit dem Verbrennungsmo- tor gekoppelt ist. Bei Erreichen der Zünddrehzahl kann der Motorstart erfolgen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens sind - im rein elektromotorischen Betrieb - keine Gangstufen des ersten, verbrennungsmotorischen Teilgetriebes aktiv geschaltet und der Verbrennungsmotor steht still. Um den Verbrennungsmotor in dieser Pha- se zu starten, kann die Trennkupplung geschlossen werden, um die unter Antriebsmoment stehende zweite, elektromotorische Getriebeeingangswelle über die Trennkupplung mit der still stehenden ersten Getriebeeingangswelle schlupfend zu verbinden, bis die Zünddrehzahl erreicht wird. Die im Zusammenhang mit dem Antriebsstrang beschriebenen vorteilhaften Merkmale und Ausgestaltungen können bei dem Verfahren gleichfalls alternativ oder in Kombination Anwendung finden. Kurze Beschreibung der Figuren

Weitere Vorteile und Einzelheiten sollen nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Hierin zeigt

Fig. 1 einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Darstellung;

Fig. 2 der Antriebsstrang gemäß Fig. 1 in einer schematischen Schnittdarstellung;

Fig. 3 der Antriebsstrang gemäß Fig. 1 in einem Blockschaltbild;

Fig. 4 einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Darstellung;

Fig. 5 der Antriebsstrang gemäß Fig. 4 in einer schematischen Schnittdarstellung;

Fig. 6 einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Darstellung;

Fig. 7 der Antriebsstrang gemäß Fig. 6 in einer schematischen Schnittdarstellung; und

Fig. 8 einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Darstellung.

Ausführungsformen der Erfindung

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.

In der Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Antriebsstrangs 1 dargestellt, welcher Verwendung in einem Hybrid-Kraftfahrzeug finden kann. Der Antriebsstrang 1 weist einen Verbrennungsmotor 2, ein Schaltgetriebe 3, eine elektrische Maschine 4 sowie eine Trennkupplung 5 auf. Wie nachfolgend noch näher erläutert werden wird, kann in einem geschlos- senen Zustand der Trennkupplung 5 ein Kraftfluss zwischen der elektrischen Maschine 4 und dem Verbrennungsmotor 2 ermöglicht werden. In einem geöffneten Zustand der Trennkupplung 5 sind die elektrische Maschine 4 und der Verbrennungsmotor 2 voneinander entkoppelt.

Der Verbrennungsmotor 2 weist eine Abtriebswelle 2.1 auf, die trennkupplungslos mit einer ersten Getriebeeingangswelle 10 des Schaltgetriebes 3 verbunden ist. Das bedeutet, dass die Abtriebswelle 2.1 und die erste Getriebeeingangswelle 10 durchgehend wirkverbunden sind und ein wahlweises Trennen dieser Verbindung nicht möglich ist. Zwischen der Abtriebswelle 2.1 und der ersten Getriebeeingangswelle 10 ist ein als Zweimassenschwungrad ausgebildeter Schwingungsdämpfer 6 angeordnet. Die Abtriebswelle 2.1 und die erste Getriebeein- gangswelle 10 sind koaxial zueinander angeordnet. In dem Kraftfahrzeug werden die Abtriebswelle 2.1 und die erste Getriebeeingangswelle 10 bevorzugt in einer zur Fahrzeuglängsrichtung L senkrechten Querrichtung eingebaut. Der Schwingungsdämpfer ist koaxial mit der Abtriebswelle 2.1 und der ersten Getriebeeingangswelle 10 vorgesehen. Die erste Getriebeeingangswelle 10 ist drehfest mit einem Festrad 10.1 verbunden, welches in Eingriff mit einem Losrad 15.2 einer Kupplungswelle 15 steht. Das Festrad 10.1 ist als Zahnrad ausgebildet. Das Losrad 15.2 ist mit der Trennkupplung 5 verbunden. Über die Trennkupplung 5 ist das Losrad 15.2 wahlweise mit der Kupplungswelle 15 koppelbar, welche koaxial zu der Trennkupplung 5 angeordnet ist. Die Kupplungswelle 15 ist über ein Planetenge- triebe 17 mit einer Maschinenwelle 14 der elektrischen Maschine 4 verbunden. Die Kupplungswelle 15 und die Maschinenwelle 14 sind parallel beabstandet angeordnet. Erfindungsgemäß ist die Trennkupplung 5 koaxial zu der Kupplungswelle 15 angeordnet, welche parallel beabstandet zu der ersten Getriebeeingangswelle 10 angeordnet ist. Hierdurch wird der erforderliche Bauraum in Querrichtung des Kraftfahrzeugs reduziert. Zudem ist die elektrische Maschine 4 nicht koaxial zu dem Verbrennungsmotor 2 angeordnet, so dass der Durchmesser der elektrischen Maschine 4 unabhängig von der Größe des Verbrennungsmotors 2 festgelegt werden kann. Hierdurch wird es auch möglich, die elektrische Maschine 4 je nach Anwendungsfall - Micro-Hybrid, Mild-Hybrid, Voll-hybrid - auszuwählen, ohne dass dabei Änderungen an dem Schaltgetriebe erforderlich sind.

Das Schaltgetriebe 3 weist neben der ersten Getriebeeingangswelle 10 eine erste Getriebeausgangswelle 1 1 , eine zweite Getriebeausgangswelle 12 und eine zweite Getriebeeingangswelle 13 auf, welche jeweils parallel beabstandet voneinander angeordnet sind, vgl. auch Fig. 2. An der ersten Getriebeeingangswelle 10 sind drei weitere Festräder 10.2, 10.3, 10.4 dreh- fest angeordnet, über welche die ersten Getriebeeingangswelle 10 mit der ersten Getriebeausgangswelle 11 und/oder der zweiten Getriebeausgangswelle 12 gekoppelt werden kann. Ein zweites Festrad 10.2 der ersten Getriebeeingangswelle 10 steht in Eingriff mit einem ersten Losrad 11.2 der ersten Getriebeausgangswelle 1 1. Ein weiteres Festrad 10.4, welches nachfolgend als viertes Festrad 10.4 bezeichnet wird, steht in Eingriff mit einem zweiten Los- rad 11.4 der ersten Getriebeausgangswelle 1 1. Zur Aktivierung einer ersten Gangstufe des Schaltgetriebes 3 kann das zweite Losrad 1 1.4 mit einem drehfest mit der ersten Getriebeausgangswelle 1 1 verbundenen Festrad 11.3 gekoppelt werden. Alternativ kann das Festrad 11.3 mit dem ersten Losrad 1 1.2 der ersten Getriebeausgangswelle 11 gekoppelt werden, so dass eine zweite Gangstufe des Schaltgetriebes 3 aktiviert ist. Ein weiteres Festrad 11.1 der ersten Getriebeausgangswelle 11 steht in Eingriff mit einem Antriebsrad 19 eines Differentialgetriebes 20.

Das zweite Festrad 10.2 der ersten Getriebeeingangswelle 10 steht zudem in Eingriff mit einem ersten Losrad 12.3 der zweiten Getriebeausgangswelle 12. Ein drittes Festrad 10.3 der Getriebeeingangswelle 10 steht in Eingriff mit einem zweiten Losrad 12.5 der zweiten Getriebeausgangswelle 12. Zur Aktivierung einer dritten Gangstufe kann das erste Losrad 12.3 der zweiten Getriebeausgangswelle 12 mit einem Festrad 12.4 der zweiten Getriebeausgangswelle 12 verbunden werden. Zur Aktivierung einer vierten Gangstufe kann das zweite Losrad 12.5 der zweiten Getriebeausgangswelle 12 mit dem Festrad 12.4 verbunden werden. Ein weiteres Festrad 12.1 der zweiten Getriebeausgangswelle 12 steht in Eingriff mit dem Antriebsrad 19 des Differentialgetriebes 20.

Die beiden Festräder 1 1.1 , 12.1 der Getriebeausgangswellen 11 , 12, welche in Eingriff mit dem Antriebsrad 19 des Differentialgetriebes 20 stehen, sind auf einer dem Verbrennungsmo- tor 2 abgewandten Seite der Getriebeausgangswellen 1 1 , 12 angeordnet.

An der zweiten Getriebeausgangswelle 12 ist ein weiteres Festrad 12.2 drehfest angeordnet, welches in Eingriff mit einem Losrad 13.1 der zweiten Getriebeeingangswelle 13 steht. Zusätzlich ist an der zweiten Getriebeausgangswelle 12 noch ein weiteres Festrad 12.6 vorge- sehen, welches in Eingriff mit einem zweiten Losrad 13.3 der zweiten Getriebeeingangswelle 13 steht. Über die Losräder 13.1 , 13.3 der zweiten Getriebeeingangswelle 13 können zwei weitere Gangstufen bereitgestellt werden, welche beispielsweise zur Ankopplung der elektrischen Maschine 4 verwendbar sind. Die zweite Getriebeeingangswelle 13 ist über das Planetengetriebe 17 mit der koaxial zu der zweiten Getriebeeingangswelle 13 angeordneten Ma- schinenwelle 14 der elektrischen Maschine 4 gekoppelt. Die Maschinenwelle 14 ist mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes 17 drehfest verbunden. Die zweite Getriebeeingangswelle 13 ist mit dem Hohlrad des Planetengetriebes drehfest verbunden. Der Planetenträger des Planetengetriebes 17 mit den Planetenrädern ist gegenüber einem Gehäuse des Planetengetriebes 17 festgelegt. Insofern wird das Planetengetriebe 17 in einem Zweiwellenbetrieb betrieben, in welchem nur das Sonnenrad und das Hohlrad drehbar sind. Das Hohlrad des Planetengetriebes 17 steht im Eingriff mit einem Festrad 15.1 der Kupplungswelle 15. Das bedeutet, dass die Kupplungswelle 15 über das Festrad 15.1 und da Hohlrad des Planetengetriebes 17 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 13 gekoppelt ist. Das Schaltgetriebe 4 weist somit vier wahlweise aktivierbare Gangstufen zur Kopplung des Verbrennungsmotors 2 mit dem Differentialgetriebe 20 und zwei wahlweise aktivierbare Gangstufen zur Kopplung der elektrischen Maschine 4 mit dem Differentialgetriebe 20 auf.

Das Blockschalbild gemäß Fig. 3 zeigt vereinfacht die verschiedenen Möglichkeiten des Kraft- flusses in dem Antriebsstrang 1. Der Kraftfluss erfolgt von dem Verbrennungsmotor 2 über die den ersten Schaltsatz 40 der ersten und zweiten Gangstufe über die erste Getriebeausgangswelle 11 zu dem Differentialgetriebe 20 und dann zu den Antriebsrädern 60. Über den Schaltsatz 50 der dritten und vierten Gangstufe erfolgt der Kraftfluss von dem Verbrennungsmotor 2 über die zweite Getriebeausgangswelle 12 zu dem Differentialgetriebe 20. Der Kraft- fluss zwischen elektrischer Maschine 4 und dem Differentialgetriebe 20 erfolgt über die zweite Getriebeeingangswelle 13 und die zweite Getriebeausgangswelle 12. Somit sind insgesamt ausschließlich zwei Eingriffe in dem Antriebsrad 19 des Differentialgetriebes erforderlich, wodurch die Lagerung der Getriebewellen vereinfacht wird. Nachfolgend soll näher auf ein Verfahren zum Betrieb des Antriebsstrangs 1 eingegangen werden, wobei zur wahlweisen Ermöglichung eines Kraftflusses zwischen der elektrischen Maschine 4 und dem Verbrennungsmotor 2 die schaltbare Trennkupplung 5 betätigt wird, die koaxial zu der Kupplungswelle 15 angeordnet ist, welche parallel beabstandet zu der ersten Getriebeeingangswelle 10 angeordnet ist.

Das Starten des Verbrennungsmotors 2 kann mittels der elektrischen Maschine 4 erfolgen. Ein separater Anlasser ist zum Starten des Verbrennungsmotors 2 nicht erforderlich. Bei einem Kaltstart, d.h. einer Betriebssituation, bei der sowohl der Verbrennungsmotor 2 als auch die elektrische Maschine 4 nicht aktiv sind, wird zunächst die Trennkupplung 5 geschlossen, um eine Wirkverbindung zwischen der elektrischen Maschine 4 und dem Verbrennungsmotor 2 über das Planetengetriebe 17, die Kupplungswelle 15, die Trennkupplung 5, das Losrad 15.1 , das Festrad 10.1 und die Getriebeeingangswelle 10 herzustellen. Dann wird die elektrische Maschine 4 als Elektromotor betrieben und der Verbrennungsmotor 2 angeschleppt. Die Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 wird bis zu einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl erhöht und dem Verbrennungsmotor 2 wird ein Zündimpuls gegeben. Das Starten des Verbren- nungsmotors 2 ist auch dann möglich, wenn sich der Antriebsstrang in einem rein elektrischen Fahrmodus befindet, in welchem das Differentialgetriebe 20 ausschließlich durch die elektrische Maschine 4 angetrieben wird. In einem solchen Fall, wird die elektrische Maschine 4 in einen Boost-Zustand versetzt, in welchem sie als Elektromotor betrieben wird und eine Leistung abgibt, die höher ist, als die zum Antrieb erforderliche Leistung. Die überschüssige Leis- tung kann zum Anschleppen des Verbrennungsmotors 2 abgezweigt werden. Hierzu wird die Trennkupplung 5 geschlossen, so dass ein Kraftfluss zwischen elektrischer Maschine 4 und Verbrennungsmotor 2 entsteht.

Bei Stillstand des Kraftfahrzeugs kann die elektrische Maschine 4 zum Laden eines mit der elektrischen Maschine 4 verbundenen Energiespeichers, insbesondere einer Batterie, verwendet werden. Hierzu werden alle Gangstufen des Schaltgetriebes inaktiv geschaltet. Die Trennkupplung 5 wird geschlossen, so dass ein Kraftfluss von dem Verbrennungsmotor 2 zu der als Generator betriebenen elektrischen Maschine 4 fließen kann. Die Gänge der zweiten Getriebeeingangswelle 13, die für den Fahrbetrieb mit der elektrischen Maschine 4 ausgelegt sind und eine Übersetzung aufweisen, die kleiner ist als die Übersetzung des ersten Gangs der ersten Getriebeausgangswelle 11 , können optional zum Anfahren mittels des Verbrennungsmotors 2 genutzt werden. Hierzu wird einer der beiden Gänge der zweiten Getriebeeingangswelle 13 eingelegt. Die Trennkupplung 5 wird geschlossen und so- mit als Anfahrkupplung genutzt, welche den Verbrennungsmotor 2 über die Kupplungswelle 15 und, die zweite Getriebeeingangswelle 13 mit der zweiten Getriebeausgangswelle 12 verbindet. Das Anfahren kann optional durch die elektrische Maschine 4 unterstützt werden.

In einem Betriebszustand, in welchem die Trennkupplung 5 geöffnet ist, lässt sich die von dem Verbrennungsmotor 2 und von der elektrischen Maschine 4 bereitgestellte Leistung kombinieren. Die vier Gangstufen des Verbrennungsmotors 2, welche über die Losräder der ersten Getriebeausgangswelle 11 und der zweiten Getriebeausgangswelle 12 realisiert sind, und die zwei Gangstufen der elektrischen Maschine 4, welche über die Losräder der Vorlegewelle 13 realisiert sind, können beliebig gewählt werden. Beim Wechseln einer Gangstufe an den Getriebeausgangswelle 11 , 12 wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 geregelt und die entstehende Leistungslücke wird durch die elektrische Maschine 4 kompensiert. Beim Wech- seln einer Gangstufe an der zweiten Getriebeeingangswelle 13 wird die Drehzahl der elektrischen Maschine 4 geregelt und die entstehende Leistungslücke wird durch den Verbrennungsmotor 2 kompensiert. Bedarfsweise kann Bremsenergie zurückgewonnen werden, indem die elektrische Maschine 4 als Generator betrieben wird.

In Fig. 4 und Fig. 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs 1 dargestellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Trennkupplung 5 koaxial auf einer Kupplungswelle 15 angeordnet, die in einem Abstand von der ersten Getriebeeingangswelle 10 parallel zu dieser angeordnet ist. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungs- beispiel sind bei dem Antriebsstrang 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die mit der Trennkupplung 5 verbundene Kupplungswelle 15 koaxial zu der Maschinenwelle 14 angeordnet. Die Kupplungswelle 15 trägt ein Festrad 15.2. Die Kupplungswelle 15 ist mit einem Planetengetriebe 17 verbunden, welches als schaltbares Planetengetriebe ausgestaltet ist. Das schaltbare Planetengetriebe 17 weist zwei wählbare Übersetzungsverhältnisse auf, so dass über das schaltbare Planetengetriebe zwei Schaltstufen bereitgestellt werden, über welche die elektrische Maschine 4 an das Differentialgetriebe 20 gekoppelt werden kann. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Maschinenwelle 14 drehfest mit der zweiten Getriebeeingangswelle 13 verbunden, welche mit dem schaltbaren Planetengetriebe 17 gekoppelt ist. Die Kupplungswelle 15 ist über ein Festrad 15. 3, das in Eingriff mit einem Festrad 12.6 der zwei- ten Ausgangswelle 12 steht, mit der zweiten Ausgangswelle 12 gekoppelt.

In einer ersten Schaltstellung des schaltbaren Planetengetriebes 17 ist die Maschinenwelle 14 mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes 17 verbunden. Das Hohlrad des Planetengetriebes 17 ist gegenüber dem Gehäuse festgelegt. In diesem Fall wirkt der Planetenradsatz des Planetengetriebes 17 als Übersetzung zu der Kupplungswelle 15, die mit dem Planetenträger des Planetengetriebes 17 verbunden ist. Insofern kann eine erste Gangstufe verwirklicht werden.

In einer zweiten Schaltstellung des schaltbaren Planetengetriebes 17 ist die Maschinenwelle 14 mit dem Planetenträger des Planetengetriebes 17 verbunden. Dabei wird ein direkter Durchtrieb von der Maschinenwelle 14 auf die Kupplungswelle 15 ermöglicht. Insofern kann eine zweite Gangstufe verwirklicht werden.

Ferner kann das schaltbare Planetengetriebe eine dritte, neutrale Schaltstellung einnehmen, in welcher die Maschinenwelle 14 weder mit dem Planetenradsatz noch mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes 17 verbunden ist. Diese Schaltstellung ist in Fig. 4 dargestellt. Insofern kann ein Freilauf bzw. eine Neutralstellung ermöglicht werden. Diese Stellung kann eingestellt werden, um ein rein verbrennungsmotorisches Anfahren mit dem Antriebsstrang 1 zu ermöglichen, bei welchem die elektrische Maschine 4 abgekoppelt ist, d. h. stillsteht. Die Fig. 6 und Fig. 7 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel eines Antriebsstrangs 1 gemäß der Erfindung. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist die Trennkupplung 5 koaxial auf einer Kupplungswelle 15 angeordnet, die in einem Abstand von der ersten Getriebeeingangswelle 10 parallel zu dieser angeordnet ist. Die Kupplungswelle 15 ist auch parallel beabstandet zu der Maschinenwelle 14 vorgesehen. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist bei dem Antriebsstrang 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kein Planetengetriebe vorhanden. Die Maschinenwelle 14 ist drehfest mit der zweiten Getriebeeingangswelle 13 verbunden. Die zweite Getriebeeingangswelle 13 ist über zwei wählbare Schaltstufen mit der zweiten Getriebeausgangswelle 12 koppelbar. Zudem weist die zweite Getriebeeingangswelle 13 ein erstes Festrad 13.0 auf, das in Eingriff mit einem Festrad 15.1 der Kupplungswelle 15 steht. Die Kupplungswelle 15 ist mit der Trennkupplung 5 verbunden. Die Trennkupplung 5 trennt oder verbindet wahlweise die Kupplungswelle 15 mit einem Losrad 15.2, welches in Eingriff mit einem ersten Festrad 10.1 der ersten Getriebeeingangswelle 10 steht.

Die Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines Antriebsstrangs 1 gemäß der Erfindung. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind bei dem Antriebsstrang 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel die Festräder 1 1.1 , 12.1 der Getriebeausgangswellen 11 , 12, welche in Eingriff mit dem Antriebsrad 19 des Differentialgetriebes 20 stehen, auf einer Seite der Getriebeausgangswellen 1 1 , 12 angeordnet, welche dem Verbrennungsmotor 2 zugewandt ist. Da der Antriebsstrang 1 genau zwei Eingriffe in das Antriebsrad 19 des Differential- getriebes 20 aufweist, besteht eine gewisse Flexibilität beim Entwurf des Getriebes. Abhängig von den konkreten Anwendungsanforderungen kann das Differentialgetriebe 20 somit entweder - wie in Fig. 8 gezeigt - näher am Verbrennungsmotor 2 oder - wie in Fig. 1 gezeigt - weiter entfernt vom Verbrennungsmotor 2 angeordnet werden. Die vorstehenden Antriebsstränge 1 für Kraftfahrzeuge weisen jeweils einen Verbrennungsmotor 2, ein automatisiertes Schaltgetriebe 3, eine elektrischen Maschine 4 und eine schaltbare Trennkupplung 5 zur wahlweisen Ermöglichung eines Kraftflusses zwischen der elektrischen Maschine 4 und dem Verbrennungsmotor 2, auf. Das automatisierte Schaltgetriebe 3 weist eine erste Getriebeausgangswelle 1 1 und eine zweite Getriebeausgangswelle 12 auf, welche in Wirkverbindung mit einem Differential-Antriebsrad 19 eines Differentialgetriebes 20 stehen. Der Verbrennungsmotor 2 weist eine Abtriebswelle 2.1 auf, die mit einer ersten Ge- triebeeingangswelle 10 des Schaltgetriebes 3 trennkupplungslos gekoppelt ist, wobei die Trennkupplung 5 koaxial zu einer mit der Trennkupplung 5 verbundenen Kupplungswelle 15 angeordnet ist, welche parallel beabstandet zu der ersten Getriebeeingangswelle 10 angeordnet ist. Zudem ist die Kupplungswelle 15 parallel beabstandet zu der ersten Getriebeaus- gangswelle (1 1) und der zweiten Getriebeausgangswelle (12) angeordnet. Durch diesen Aufbau kann die axiale Länge des Antriebsstrangs 1 reduziert werden. Ferner ist es möglich, die elektrische Maschine 4 in weiten Bereichen zu skalieren, ohne das Layout des automatisierten Schaltgetriebes 3 anpassen zu müssen. Die elektrische Maschine 4 muss nicht koaxial zu dem Verbrennungsmotor 2 angeordnet sein, so dass die Abmessungen, insbesondere der Durchmesser, der elektrischen Maschine 4 unabhängig von denen des Verbrennungsmotors 2 gewählt werden können.

Bezugszeichenliste:

1 Antriebsstrang

2 Verbrennungsmotor

3 automatisiertes Schaltgetriebe 4 elektrische Maschine

5 Trennkupplung

6 Schwingungsdämpfer 10 Getriebeeingangswelle

10.1 , 10.2, 10.3, 10.4 Festrad

1 1 Getriebeausgangswelle

11.1 , 1 1. 3 Festrad

11.2, 1 1. 4 Losrad

12 Getriebeausgangswelle

12.1 , 12.2, 12.4, 12.6 Festrad

12.3, 12.5 Losrad

13 Getriebeeingangswelle

13.1 , 13.3 Losrad

13.2 Festrad

14 Maschinenwelle

14.1 , 14.3 Festrad

14.2, 14.4 Losrad

15 Kupplungswelle

15.1 , 15.3 Festrad

15.2 Losrad

17 Planetengetriebe

19 Antriebsrad

20 Differentialgetriebe

40 Schaltsatz

50 Schaltsatz

60 Antriebsräder

Fahrzeuglängsachse