Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem elektrischen Antriebsaggregat gemäß dem Oberbergriff des Anspruchs 1.

Die WO 2004098935 Al beschreibt einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, zwei elektrischen Antriebsaggregaten und einem Getriebe. Das Getriebe weist eine Eingangswelle, einen eingangsseitigen Planetensatz, zwei weitere Planetensätze und eine Ausgangswelle auf. Mittels drei Kupplungen und vier Bremsen sind zwischen Eingangs- und Ausgangswelle insgesamt sieben Vorwärts- und drei Rückwärtsgänge einstellbar. Das erste elektrische Antriebsaggregat kann wahlweise mit der Eingangswelle oder dem Sonnenrad des eingangsseitigen Planetensatzes verbunden werden. Das zweite elektrische Antriebsaggregat ist direkt mit einer Motorwelle der Brennkraftmaschine verbunden. Die Motorwelle ist über eine Anfahrkupplung und die Eingangswelle mit einem Hohlrad des eingangsseitigen Planetensatzes verbunden. Mit einem derartigen Antriebsstrang können eine Vielzahl von verschiedenen Betriebsstrategien realisiert werden .

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Antriebsstrang vorzuschlagen, bei welchem bei Realisierung von mindestens sechs Vorwärtsgangen eine kompakte Bauweise des Getriebes ermöglicht wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Antriebssträng mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist der ausgangsseitige Planetensatz des Getriebes als ein Ravigneaux-Planetensatz mit einem kleinen Sonnenrad, einem großen Sonnenrad, einem breiten Planetenrad, einem schmalen Planetenrad mit zugehörigen Planetenradträgern und einem Hohlrad ausgeführt. Das Getriebe verfügt über drei Kupplungen und wenigstens zwei Bremsen. Der eingangsseitige Planetensatz, der Ravigneaux-Planetensatz, die Kupplungen und Bremsen sind so angeordnet, dass bei einem gegenüber einem Gehäuse festgelegten Sonnenrad des eingangsseitigen Planetensatzes durch paarweises Schließen der Kupplungen und/oder Bremsen sechs verschiedene Vorwärtsgänge zwischen der mit der Brennkraftmaschine verbundenen Eingangswelle und der Ausgangswelle einstellbar sind. Ein derartig aufgebautes Getriebe ist beispielsweise aus der EP 0 434 525 Bl bekannt. Falls das Sonnenrad des eingangsseitigen Planetensatzes mittels einer Bremse gegenüber dem Gehäuse festlegbar ist, können im Getriebe sieben Vorwärts- und ein Rückwärtsgang eingestellt werden.

Für die Realisierung der Gänge sind damit nur zwei Planetensätze notwendig. Außerdem wird nur eine minimale Anzahl von Kupplungen oder Bremsen benötigt. Damit kann eine besonders kompakte Bauweise des Getriebes erreicht werden.

Das elektrische Antriebsaggregat kann mit der Eingangswelle entweder fest verbunden oder mittels einer Kupplung verbindbar sein. Das elektrische Antriebsaggregat kann damit

ein zusätzliches Drehmoment aufbringen, welches gemeinsam mit dem Drehmoment der Brennkraftmaschine wirkt. Außerdem kann das elektrische Antriebsaggregat in einem

Rekuperationsbetrieb als Generator betrieben werden, womit überschüssige Energie in elektrische Energie umgewandelt werden und in einer Batterie gespeichert werden kann.

Das elektrische Antriebsaggregat kann auch über eine weitere Eingangswelle des Getriebes mit dem Sonnenrad des eingangsseitigen Planetensatzes verbunden oder mittels einer Kupplung verbindbar sein. Die Eingangswelle, welche mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, und die weitere Eingangswelle sind mit unterschiedlichen Elementen des eingangsseitigen Planetensatzes verbunden, beispielsweise mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad. Damit ist ein rein elektrisches Anfahren des Kraftfahrzeugs über das elektrische Antriebsaggregat möglich. Außerdem kann der eingangsseitige Planetensatz als ein Überlagerungsgetriebe wirken, in welchem sich die Drehbewegungen der Brennkraftmaschine und des elektrischen Antriebsaggregats überlagern. Dies ermöglicht, neben den festen Übersetzungen der Gänge des Getriebes, eine stufenlose Einstellung der Übersetzung des Getriebes. Durch Schließen von unterschiedlichen Kupplungen und/oder Bremsen im Getriebe sind in dieser beschriebenen Betriebsart zumindest zwei verschiedene Fahrbereiche mit zumindest teilweise unterschiedlichen einstellbaren Übersetzungsbereichen realisierbar.

Außerdem ist es damit möglich, den Antriebssträng ohne ein Anfahrelement , beispielsweise in Form einer Anfahrkupplung oder einem Drehmomentwandler, auszuführen. Durch entsprechende Einstellung der Drehzahlen der Brennkraftmaschine und des elektrischen Antriebsaggregats kann am eingangsseitigen Planetensatz ein Zustand eingestellt

werden, bei dem sich die Bewegungen der beiden angetriebenen Elemente gerade aufheben und das Element, über welchen der Abtrieb zum Ravigneaux-Planetensatz erfolgt, steht. Dieser Zustand wird als Geared-Neutral-Punkt bezeichnet. Aus diesem Zustand heraus kann das Kraftfahrzeug durch entsprechende Veränderung der Drehzahlen aus dem Stand heraus angefahren werden .

Zur Unterstützung dieses Geared-Neutral-Anfahrens kann zwischen Getriebe und Brennkraftmaschine ein Freilauf angeordnet sein, welcher die Motor- beziehungsweise Eingangswelle in einer Drehrichtung gegenüber dem Gehäuse des Getriebes abstützt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist das elektrische Antriebsaggregat mittels einer vierten Kupplung mit der Eingangswelle, welche mit der Brennkraftmaschine in AntriebsVerbindung steht, und mittels einer fünften Kupplung mit der weiteren Eingangswelle verbindbar. Außerdem ist das Sonnenrad des eingangsseitigen Planetensatzes über die erste Bremse gegenüber dem Gehäuse festlegbar. Die erste Bremse ist insbesondere dann geschlossen, wenn das elektrische Antriebsaggregat mit der Eingangswelle, welche mit der Brennkraftmaschine in Antriebsverbindung steht, verbunden ist. Damit kann das elektrische Antriebsaggregat wahlweise auf beide Eingangswellen wirken, was die Anzahl der möglichen Betriebsstrategien deutlich erweitert.

In Ausgestaltung der Erfindung weist der Antriebsstrang ein weiteres elektrisches Antriebsaggregat auf, welches mit der Eingangswelle, mit der die Brennkraftmaschine in AntriebsVerbindung steht, verbunden oder mittels einer Kupplung verbindbar ist. Dieses Antriebsaggregat kann ebenfalls sowohl als Motor oder als Generator betrieben

werden. Das weitere elektrische Antriebsaggregat kann insbesondere mit einer zwischen Brennkraftmaschine und Anfahrelement oder Freilauf angeordneten Motorwelle und das elektrisches Antriebsaggregat mit der Eingangswelle zwischen Anfahrelement oder Freilauf und Getriebe verbunden oder verbindbar sein.

Durch den Einsatz eines weiteren elektrischen Antriebsaggregats können im Vergleich zum Einsatz nur eines elektrischen Antriebsaggregats weitere Betriebsstrategien umgesetzt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung weist der Antriebssträng eine Steuerungseinrichtung auf, welche dazu vorgesehen ist, einen Start der Brennkraftmaschine durch Beaufschlagung der Brennkraftmaschine mit dem Abtriebsmoment des elektrischen Antriebsaggregats durchzuführen. Dazu ist die AntriebsVerbindung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle unterbrochen. Die Antriebsverbindung ist unterbrochen, wenn keine oder nur eine Kupplung oder Bremse des Getriebes geschlossen ist.

Insbesondere kann das Drehmoment des elektrischen Antriebsaggregats unter Zwischenschaltung des eingangsseitigen Planetensatzes auf die Brennkraftmaschine wirken.

Der Antriebssträng kann auch über eine weitere Startvorrichtung, wie beispielsweise einen Anlasser oder einen Starter-Generator, welcher über einen Riemen mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, verfügen. In diesem Fall kann der Start der Brennkraftmaschine auch mit dieser weiteren Startvorrichtung erfolgen.

Die Steuerungseinrichtung kann auch dazu vorgesehen sein, den Start der Brennkraftmaschine durch Beaufschlagung der Brennkraftmaschine mit dem Abtriebsmoment des weiteren elektrischen Antriebsaggregats bei unterbrochener AntriebsVerbindung zwischen der Motorwelle und der Ausgangswelle durchzuführen. Die Antriebsverbindung ist beispielsweise unterbrochen, wenn die AntriebsVerbindung innerhalb eines vorhandenen Anfahrelements, beispielsweise einer Kupplung, unterbrochen ist oder wenn die AntriebsVerbindung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle unterbrochen ist.

Die Steuerungseinrichtung kann auch dazu vorgesehen sein, einen Start der Brennkraftmaschine durch Beaufschlagung der Brennkraftmaschine mit dem Abtriebsmoment des elektrischen Antriebsaggregats sowie des weiteren elektrischen Antriebsaggregats durchzuführen. In diesem Fall überlagern sich die abgegebenen Drehmomente der beiden elektrischen Antriebsaggregate und ein besonders hohes Drehmoment zum Starten der Brennkraftmaschine kann bereitgestellt werden.

Insbesondere kann das Drehmoment des elektrischen Antriebsaggregats unter Zwischenschaltung des eingangsseitigen Planetensatzes auf die Brennkraftmaschine wirken. Hierdurch ist ermöglicht, dass das Abtriebsmoment des zweiten elektrischen Antriebsaggregates in Richtung der Brennkraftmaschine übersetzt wird, wodurch ein weiter erhöhtes Drehmoment für das Starten der Brennkraftmaschine bereitgestellt werden kann.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerungseinrichtung dazu vorgesehen, eine der genannten Startmethoden nach Maßgabe von Betriebsbedingungen des AntriebsStrangs auszuwählen. Bei den Betriebsbedingungen handelt es sich

beispielsweise um eine Betriebstemperatur oder Betriebsdauer des Antriebsstranges, eine Betriebstemperatur oder Betriebshäufigkeit oder einen Verschleißzustand eines Anfahrelementes, einer Kupplung oder einer Bremse, einen Ladezustand einer Batterie, eine erkannte Fahrumgebung oder einen Fahrerwunsch.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipbild eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer

Brennkraftmaschine, zwei elektrischen

Antriebsaggregaten, einem Anfahrelement und einem Getriebe, Fig. 2 eine Tabelle für die in den einzelnen

Gängen des Getriebes von Fig. 1 wirksamen

Kupplungen und Bremsen, Fig. 3 ein Prinzipbild eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs in einer zweiten

Ausführungsform, Fig. 4 ein Prinzipbild eines AntriebsStrangs eines Kraftfahrzeugs in einer dritten

Ausführungsform, Fig. 5 ein Prinzipbild eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs in einer vierten

Ausführungsform, Fig. 6 ein Prinzipbild eines AntriebsStrangs eines Kraftfahrzeugs in einer fünften

Ausführungsform mit nur einem elektrischen

Antriebsaggregat,

Fig. 7 ein Prinzipbild eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs in einer sechsten Ausführungsform,

Fig. 8 ein Prinzipbild eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs in einer siebten Ausführungsform und

Fig. 9 ein Prinzipbild eines AntriebsStrangs eines Kraftfahrzeugs in einer achten Ausführungsform ohne Anfahrelement,

Gemäß Fig. 1 verfügt ein Antriebsstrang 10 über eine Brennkraftmaschine 11 welche über eine Motorwelle M, ein Anfahrelement in Form einer nassen Anfahrkupplung 12 und einer ersten Eingangswelle El mit einem Hohlrad 13 eines eingangsseitigen Planetensatzes 14 eines Getriebes 15 verbunden ist. Neben dem eingangsseitigen Planetensatz 14 weist das Getriebe 15 einen ausgangsseitigen Planetensatz in Form eines Ravigneaux-Planetensatzes 16 auf. Der Ravigneaux- Planetensatzes 16 verfügt über ein kleines Sonnenrad 17, ein großes Sonnenrad 18, ein breites Planetenrad 19, ein schmales Planetenrad 20 mit zugehörigen Planetenradträgern 21, 22 und ein Hohlrad 23, wobei das breite Planetenrad 19 mit dem großen Sonnenrad 18 und dem Hohlrad 23 und das schmale Planetenrad 20 mit dem kleinen Sonnenrad 17 und dem breiten Planetenrad 19 kämmt. Die Planetenradträger 21 und 22 sind miteinander gekoppelt. Das Hohlrad 23 ist mit einer Ausgangswelle A verbunden, welche über ein nicht dargestelltes Differenzialgetriebe mit nicht dargestellten Fahrzeugrädern verbunden ist.

Das Hohlrad 13 des eingangsseitigen Planetensatzes 14 kann über eine erste Kupplung KS mit den Planetenradträgern 21, 22 des Ravigneaux-Planetensatzes 16 verbunden werden. Ein Planetenradträger 24 des eingangseitigen Planetensatzes 14 kann über eine zweite Kupplung KB mit dem kleinen Sonnenrad

17 des Ravigneaux-Planetensatzes 16 und über eine dritte Kupplung KC mit dem großen Sonnenrad 18 des Ravigneaux- Planetensatzes 16 verbunden werden. Das große Sonnenrad 18 des Ravigneaux-Planetensatzes 16 kann über eine zweite Bremse BC und die Planetenradträger 21, 22 über eine dritte Bremse BS gegenüber einem Gehäuse 25 festgelegt werden.

Ein Sonnenrad 26 des eingangseitigen Planetensatzes 14 ist mit einer weiteren Eingangswelle E2 verbunden. Über die weitere Eingangswelle E2 und eine erste Bremse BG kann das Sonnenrad 26 gegenüber dem Gehäuse 25 festlegt werden. Der eingangsseitige Planetensatz 14 verfügt außerdem über ein auf dem Planetenradträger 24 gelagertes Planetenrad 27, welches mit dem Sonnenrad 26 und dem Hohlrad 13 kämmt.

Der Antriebssträng 10 verfügt über ein elektrisches Antriebsaggregat 28 mit einem gehäusefesten Stator 29, welcher in Wechselwirkung mit einem Rotor 30 zur Erzeugung eines Antriebsmomentes und/oder zur Rekuperation elektrischer Energie in Wechselwirkung tritt. Der Rotor 30 kann über eine vierte Kupplung KE mit der Eingangswelle El und über eine fünfte Kupplung KG mit der weiteren Eingangswelle E2 verbunden werden.

Der Antriebsstrang 10 verfügt außerdem über ein weiteres elektrisches Antriebsaggregat 31, welches ebenfalls einen Stator 32 und einen Rotor 33 aufweist. Der Rotor 33 ist mit der Motorwelle M verbunden.

Die beiden elektrischen Antriebsaggregate 28 und 31 stehen in Verbindung mit einer Batterie 34. Die Batterie 34 versorgt die elektrischen Antriebsaggregate 28 und 31 für die Erzeugung eines Antriebsmoments mit elektrischer Energie und nimmt elektrische Energie auf, sofern eines oder beide

elektrischen Antriebsaggregate 28 und/oder 31 im Rekuperationsmodus, also als Generator, betrieben werden.

Die Brennkraftmaschine 11, die Anfahrkupplung 12, das Getriebe 15 sowie die elektrischen Antriebsaggregate 28 und 31 werden von einer Steuerungseinrichtung 35 angesteuert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Signalleitungen zu den genannten Komponenten nicht dargestellt.

Im Getriebe 15 können zwischen der Eingangswelle El und der Ausgangswelle A sieben Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang eingestellt werden. Wenn das Sonnenrad 26 des eingangsseitigen Planetensatzes 14 mittels der Bremse BG gegenüber dem Gehäuse festgelegt ist, so lassen sich sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang durch paarweises Schließen der Kupplungen KS, KB, KC und Bremsen BC und BS darstellen. Bei geöffneter Bremse BG und gleichzeitig geschlossenen Kupplungen KS, KB, KC ergibt sich ein weiterer Gang, bei dem beiden Planetensätze 14 und 16 im Block umlaufen, so dass sich eine Übersetzung von 1 ergibt.

Die in der in Fig. 2 dargestellte Tabelle zeigt für jeden Gang die geschlossenen Kupplungen und Bremsen:

1. Gang :

Im 1. Gang ist die Bremse BG geschlossen, so dass das Sonnenrad 26 des eingangsseitigen Planetensatzes 14 gegenüber dem Gehäuse -25 festgelegt ist. Außerdem sind die Kupplung KB und die Bremse BS geschlossen. Damit erfolgt der Antrieb über das Hohlrad 13, den Planetenradträger 24 auf das kleine Sonnenrad 17. Da die Planetenradträger 21 und 22 über die Bremse BS festgelegt sind, wird das Hohlrad 23 und damit die Ausgangswelle A über das schmale Planetenrad 20 und das breite Planetenrad 19 angetrieben.

2 . Gang :

Im 2. Gang ist ebenfalls die Bremse BG geschlossen. Außerdem sind die Kupplung KB und die Bremse BC geschlossen. Damit erfolgt der Antrieb über das Hohlrad 13 , den Planetenradträger 24 auf das kleine Sonnenrad 17. Das große Sonnenrad 18 steht, so dass die Planetenradträger 21 und 22 umlaufen und so der Antrieb auf das Hohlrad 23 erfolgt.

3. Gang :

Im 3. Gang ist ebenfalls die Bremse BG geschlossen. Außerdem sind die Kupplungen KB und KC geschlossen. Damit erfolgt der Antrieb über das Hohlrad 13, den Planetenradträger 24 auf das kleine Sonnenrad 17 und das große Sonnenrad 18. Dadurch läuft der Ravigneaux-Planetensatz 16 im Block um.

4. Gang:

Im 4. Gang ist ebenfalls die Bremse BG geschlossen. Außerdem sind die Kupplungen KS und KB geschlossen. Damit erfolgt der Antrieb sowohl über das Hohlrad 13, den Planetenradträger 24 auf das kleine Sonnenrad 17, als auch direkt auf die Planetenradträger 21 und 22.

5. Gang :

Im 5. Gang ist die Bremse BG geöffnet und alle Kupplungen KS, KB, KC sind geschlossen. Damit laufen beide Planetensätze 14 und 16 im Block um. Dies wird als der so genannte Direktgang bezeichnet. Dazu ist die Kupplung KG geöffnet, so dass das Sonnenrad 26 frei drehen kann. Alternativ dazu kann das elektrische Antriebsaggregat 28 auch so angesteuert werden, dass es kein Drehmoment aufnimmt oder abgibt .

6. Gang :

Im 6. Gang ist ebenfalls die Bremse BG geschlossen. Außerdem sind die Kupplungen KC und KS geschlossen. Damit erfolgt der Antrieb sowohl über das Hohlrad 13, den Planetenradträger 24 auf das große Sonnenrad 18, als auch direkt auf die Planetenradträger 21 und 22.

7. Gang:

Im 7. Gang ist ebenfalls die Bremse BG geschlossen. Außerdem sind die Kupplung KS und die Bremse BC geschlossen. Damit erfolgt der Antrieb direkt auf die Planetenradträger 21 und 22. Das große Sonnenrad 18 steht, so dass die Planetenradträger 21 und 22 umlaufen und so der Antrieb auf das Hohlrad 23 erfolgt.

Rückwärtsgang:

Im Rückwärtsgang ist ebenfalls die Bremse BG geschlossen. Außerdem sind die Kupplung KC und die Bremse BS geschlossen. Damit erfolgt der Antrieb über das Hohlrad 13, den Planetenradträger 24 auf das große Sonnenrad 18. Die Planetenradträger 21 und 22 stehen, so dass das Hohlrad 23 vom breiten Planetenrad 19 angetrieben wird, wobei eine Drehrichtungsumkehr stattfindet.

Betriebszustände des AntriebsStrangs

a) Stillstand des Fahrzeuges

Bei abgeschalteter Brennkraftmaschine 11 und deaktivierten elektrischen Antriebsaggregate 28, 31 sind alle Kupplungen und Bremsen geöffnet.

Für einen Warmstart der Brennkraftmaschine 11 erfolgt ein Anschleppen derselben über das weitere elektrische Antriebsaggregat 31, welches in diesem Falle eine Leistung

abgibt. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine 11 beträgt zwischen Null und Leerlaufdrehzahl . Die Anfahrkupplung 12 ist dabei geöffnet, womit die AntriebsVerbindung zwischen Motorwelle M und Abtriebswelle A unterbrochen ist.

Für einen Kaltstart der Brennkraftmaschine 11 erfolgt ein Anschleppen derselben über eine Kombination der elektrischen Antriebsaggregate 28, 31, wobei die elektrischen Antriebsaggregate 28, 31 eine Leistung abgeben. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine 11 liegt zwischen Null und der Leerlaufdrehzahl . Für diesen Betriebszustand sind die Anfahrkupplung 12 und die Kupplung KE geschlossen, während die restlichen Kupplungen KG, KS, KB und Bremsen BG, BC, BS geöffnet sind.

Weiterhin kann ein Start der Brennkraftmaschine 11 durch eine Beaufschlagung der Brennkraftmaschine 11 durch beide elektrischen Antriebsaggregate 28, 31 unter Zwischenschaltung des Eingangsplanetensatzes 14 erfolgen. Die Drehzahlen und Drehrichtungen der elektrischen Antriebsaggregate 28, 31 müssen entsprechend angepasst werden. Dabei sind die Anfahrkupplung 12 und die Kupplungen und Bremsen KG, KC und BC geschlossen, während die restlichen Kupplungen und Bremsen geöffnet sind.

Der Start der Brennkraftmaschine 11 kann auch nur durch Beaufschlagung durch das elektrische Antriebsaggregat 28 unter Zwischenschaltung des Eingangsplanetensatzes 14 erfolgen. Dabei sind die Anfahrkupplung 12 und die Kupplungen und Bremsen KG, KC und BC geschlossen, während die restlichen Kupplungen und Bremsen geöffnet sind.

b) Konventioneller Betrieb ausschließlich mit Brennkraftmaschine

Die Anfahrkupplung 12 ist geschlossen, während die Kupplungen KE, KG geöffnet sind. Die Stellung der restlichen Kupplungen und Bremsen ergibt sich aus den Ausführungen zur Schaltung des Getriebes zur Realisierung der einzelnen Gänge, s.o.

Bei geöffneten Kupplungen KE, KG können die Schleppverluste des elektrischen Antriebsaggregates 28 gering gehalten werden, da dieses lediglich mit einer der Eingangswelle El, E2 gekoppelt wird, wenn dies unbedingt erforderlich ist.

c) Dualer Betrieb der Brennkraftmaschine mit dem elektrischen Antriebsaggregat

Für ein Anfahren sowie ein Fahren in den Gängen 1 bis 7 und dem Rückwärtsgang R entspricht die Drehzahl des elektrischen Antriebsaggregates 28 der Drehzahl der Eingangswelle El. Über die elektrischen Antriebsaggregate 28, 31 kann ein zusätzliches Moment eingespeist werden. Alternativ kann ein elektrisches Antriebsaggregat 28, 31 oder beide Antriebsaggregate im Generatorbetrieb zur Rückgewinnung von Energie betrieben werden. Für sämtliche vorgenannten Gänge sind die Anfahrkupplung 12 und die Kupplung KE geschlossen, während die Kupplung KG offen ist. Der Zustand der restlichen Kupplungen und Bremsen ergibt sich aus den Ausführungen zur Schaltung des Getriebes zur Realisierung der einzelnen Gänge, s.o.

d) Dualer Betrieb der Brennkraftmaschine mit dem elektrischen Antriebsaggregat einschließlich der Gewährleistung einer Geared-Neutral-Funktion

In diesem Zustand ist ein Stillstand des Fahrzeuges infolge einer Geared-Neutral-Funktion gewährleistet. In diesem Zustand wird die Brennkraftmaschine 11 mit einer Drehzahl größer oder gleich der Leerlaufdrehzahl betrieben. Das weitere elektrische Antriebsaggregat 31 kann dann ein positives oder negatives Abtriebsmoment liefern. In diesem Zustand rotiert das elektrische Antriebsaggregat 28 mit einer dem Geared-Neutral-Punkt entsprechenden Drehzahl. Das Abtriebsmoment des elektrischen Antriebsaggregates 28 steht in einem festen , von den geometrischen Verhältnissen des eingangsseitigen Planetensatzes 14 vorbestimmten Verhältnis zum Moment, das auf der Eingangswelle El von der Brennkraftmaschine und dem weiteren elektrischen Antriebsaggregat 31 über das Hohlrad 13 in den eingangsseitigen Planetensatz 14 eingeleitet wird. Während die Anfahrkupplung 12, die Kupplungen KG, KB und die Bremse BS geschlossen sind, sind die restlichen Kupplungen und Bremsen geöffnet. Die für den Geared-Neutral-Punkt erforderliche Drehzahl des elektrischen Antriebsaggregates 28 ergibt sich aus dem Verhältnis des Durchmessers des Sonnenrades 26 zum Durchmesser des Hohlrades 13 des eingangsseitigen Planetensatzes 14.

Bei unveränderter Stellung der Kupplungen und Bremsen ergibt sich eine Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt für eine Verringerung bzw. Vergrößerung der Drehzahl des elektrischen Antriebsaggregates 28.

e) Elektrisches Fahren

Für deaktivierte Brennkraftmaschine 11 sowie deaktiviertes weiteres elektrisches Antriebsaggregat 31 kann ein Betrieb des Antriebsstranges 10 lediglich mittels des elektrischen Antriebsaggregates 28 erfolgen.

Ein Anfahren sowie ein Fahren in den Gängen 1 bis 7 sowie im Rückwärtsgang R erfolgt durch geeignete Bestromung des elektrischen Antriebsaggregates 28, wobei dieses entweder ein Antriebsmoment liefert oder im Generatorbetrieb eine Leistung in die Batterie 34 einspeist. Für diese Fahrzustände sind die Anfahrkupplung 12 sowie Kupplung KG geöffnet und die Kupplung KE geschlossen. Der Zustand der restlichen Kupplungen und Bremsen ergibt sich aus den Ausführungen zur Schaltung des Getriebes zur Realisierung der einzelnen Gänge, s.o.

Mittels der vorgenannten unterschiedlichen Betriebszustände des Antriebsstranges 10 können auf verschiedene Weise gleiche oder vergleichbare Fahrzustände des Kraftfahrzeuges erzielt werden. Eine Auswahl eines geeigneten Betriebszustandes für einen gewünschten Fahrzustand erfolgt beispielsweise anhand eines Kennfeldes, welches beispielsweise Wirkungsgrade, Leistungsbilanzen, erzielbare Beschleunigungswerte oder Ähnliches beinhaltet. Eine Auswahl eines geeigneten Betriebszustandes kann beispielsweise nach einer a-priori vorgegebenen Betriebsstrategie erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können einzelne Betriebsgrößen des AntriebsStranges, wie Betriebstemperaturen von Antriebsaggregaten 28, 31oder Kupplungen und Bremsen überwacht werden, so dass bei Überschreiten eines Grenzwertes einer Betriebstemperatur eine Kupplung durch Wechsel eines Betriebszustandes des AntriebsStranges deaktiviert werden kann, so dass diese oder ein zugeordnetes Antriebsaggregat entlastet wird. Alternativ oder zusätzlich kann bei der

Auswahl des Betriebszustandes der Ladezustand der Batterie 34 berücksichtigt werden.

Der dargestellte Antriebssträng 10 ermöglicht einen hybriden Betrieb mit zusätzlich zum hybriden Betrieb vorliegenden sieben Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, unter Gewährleistung hoher übertragbarer Abtriebsmomente. Bei der Anfahrkupplung 12 kann es sich um eine trockene oder nasse Kupplung mit teilweiser oder voller Anfahrfunktionalität handeln. Alternativ kann die Anfahrkupplung 12 durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung geringer dimensioniert werden, da für die unterschiedlichen, möglichen Anfahr- Betriebszustände und die elektrische Unterstützung des AntriebsStranges hinter der Anfahrkupplung 12 die Anfahrkupplung 12 (zumindest zeitweise) geringeren Beanspruchungen ausgesetzt ist. Kommt es zu einer Überlastung der Anfahrkupplung 12, so kann durch ein Anfahren ohne diese Anfahrkupplung 12 über ein elektrisches Antriebsaggregat eine Entlastung erfolgen.

Bei dem zweiten elektrischen Antriebsaggregat 32 handelt es sich vorzugsweise um einen Hochmoment-Langsamläufer, während das erste elektrische Antriebsaggregat ein verhältnismäßig niedriges Moment bei hohen Drehzahlen liefert.

f) Stufenloser Fahrbetrieb mit zwei unterschiedlichen Fahrbetriebsbereichen

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist eine stufenlose Übersetzung mit zwei Fahrbereichen ermöglicht. Die Herbeiführung der stufenlosen Übersetzung erfolgt hierbei insbesondere mittels einer Überlagerung der Antriebe

durch das elektrische Antriebsaggregat 28 und

durch das die Brennkraftmaschine 11 und/oder das weitere elektrische Antriebsaggregat 31

über den eingangsseitigen Planetensatz 14, wobei eine Übergabe des Momentes an den Ravigneaux-Planetensatz 16 in einem ersten Fahrbereich über den Planetenradträger 24 auf das kleine Sonnenrad 17 und das große Sonnenrad 18 erfolgt sowie in einem zweiten Fahrbereich über den Planetenradträger 24 auf das kleine Sonnenrad 17 sowie die Kupplung KS auf die Planetenradträger 21, 22 erfolgt. Der erste Fahrbereich ist in der Tabelle in Fig. 1 als CVTl und der zweite Fahrbereich als CVT2 bezeichnet.

Im ersten Fahrbereich sind die Kupplungen KC und KB und die Anfahrkupplung 12 geschlossen. Der erste Fahrbereich ist vorzugsweise Fahrgeschwindigkeiten von -x über Null bis +x zugeordnet, wobei die Rückwärtsgeschwindigkeit durch die Steuerungseinrichtung 35 begrenzt sein kann. Vorzugsweise sind dem ersten Fahrbereich Geschwindigkeiten von (-75 km/h) -30 km/h bis +75 km/h zugeordnet. Das maximale Abtriebsmoment ist je nach Auslegung und Zusammenspiel des elektrischen Antriebsaggregates 28 und der Brennkraftmaschine 11 durch eines der beiden vorgenannten Aggregate begrenzt und beträgt beispielsweise 1300 Nm, insbesondere im Bereich zwischen 10 km/h und 40 km/h.

Im zweiten Fahrbereich sind die Kupplungen KS und KB und die Anfahrkupplung 12 geschlossen. Der zweite Fahrbereich ist vorzugsweise höheren Fahrgeschwindigkeiten (bspw. von ungefähr 40 km/h bis +300 km/h) zugeordnet. Das maximale Abtriebsmoment ist niedriger als im ersten Fahrbereich, beispielsweise 440 Nm im Bereich zwischen 50 km/h und 250 km/h.

Eine Umschaltung zwischen den beiden Fahrbereichen erfolgt, wenn die Drehzahl der Eingangswelle El und das elektrische Antriebsaggregat 28 in beiden Fahrbereichen die gleichen Drehzahlen haben. Für einen derartigen Wechsel von einem Fahrbereich in den anderen Fahrbereich ist keine Beschleunigung oder Verzögerung der trägen Massen notwendig.

Für den Fahrbetrieb sind einzelne Betriebsarten des Antriebsstranges ermöglicht, wobei diese Betriebsarten sämtlich oder nur Teile der einzelnen Betriebsarten genutzt werden können. Vorzugsweise erfolgt der Einsatz des Antriebsstranges

als Stufenautomat, wobei jeweils ein Gang eine Betriebsart darstellt, als stufenloses Getriebe in einem ersten Fahrbereich, als stufenloses Getriebe in einem zweiten Fahrbereich.

Weitere mögliche Betriebsarten sind erfindungsgemäß wie folgt ermöglicht :

- In Teilbetriebsbereichen maximalen Leistungsbedarfes erfolgt ein Antrieb über die Brennkraftmaschine 11, das elektrische Antriebsaggregat 28 und -soweit vorhanden- das weitere elektrische Antriebsaggregat 31.

- In Teilbetriebsbereichen, in welchen weder ein erhöhter Leistungsbedarf vorliegt noch eine Rekuperation von Energie mittels der elektrischen Antriebsaggregate 28, 31 erforderlich ist, erfolgt ein Antrieb ausschließlich über die Brennkraftmaschine 11.

- Zur Rekuperation von Energie, beispielsweise zum Wiederaufladen einer Batterie 34, erfolgt bei einem Antrieb über die Brennkraftmaschine 11 eine Rückspeisung der Energie über das elektrische Antriebsaggregat 28 und/oder das weitere elektrische Antriebsaggregat 31 in die Batterie 34.

- In Teilbetriebsbereichen ist es weiterhin möglich, dass ein Antrieb über die Brennkraftmaschine 11 und das elektrische Antriebsaggregat 28 erfolgt, wobei das elektrische Antriebsaggregat 28 zumindest teilweise von dem im Generatorbetrieb eingesetzten weiteren elektrischen Antriebsaggregat 31 gespeist ist. Hierdurch ist eine Entlastung der Batterie 34 und/oder ein verlängerter Betrieb bei Beaufschlagung der Batterie 34 ermöglicht.

Weitere mögliche Betriebsarten sind das Starten einer Brennkraftmaschine 11, insbesondere wahlweise alternativ oder kumulativ mittels des weiteren elektrischen Antriebsaggregates 31 und/oder des elektrischen Antriebsaggregates 28. Eine weitere mögliche Betriebsart betrifft die Nutzung des Antriebsaggregates 28 und/oder des weiteren elektrischen Antriebsaggregates 31 zur Rekuperation von Energie bzw. Rückspeisung derselben in die Batterie 34. Andere mögliche Betriebsarten ergeben sich aus den zuvor dargestellten Betriebszuständen a) bis e) .

Eine Auswahl einzelner Betriebsarten erfolgt nach einer Fahrstrategie, welche insbesondere in der Steuerungseinrichtung 35 abgelegt ist. Die Fahrstrategie beinhaltet hierbei insbesondere eine Auswahl einer Betriebsart nach

einem Ladezustand der Batterie 34, zumindest einem Umgebungsparameter wie eine Steigung, eine geodätische Höhe, eine Temperatur o.a., einem Fahrzeugparameter wie beispielsweise ein

Beladungszustand, eine Betriebstemperatur oder eine

Betriebsdauer des AntriebsStranges oder eines

Antriebsaggregates, eine Betriebstemperatur oder eine

Betriebshäufigkeit oder einen Verschleißzustand eines

Anfahrelementes, einer Kupplung oder einer Bremse, zumindest einer Bewegungsgroße wie die

Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Fahrzeugbeschleunigung, zumindest einer von einem Fahrer abhängigen Größe wie eine Pedalbetätigung (Beschleunigungswunsch,

Bremspedal) , eine manuelle Betätigung (manuelle Anwahl unterschiedlicher Getriebeprogramme) und/oder ein ermittelter Fahrertyp einem Kennfeld, welches beispielsweise Wirkungsgrade,

Leistungsbilanzen, erzielbare Beschleunigungswerte o. Ä. beinhaltet, einer a-priori vorgegebenen Betriebsstrategie,

und/oder

Emissionswerten (Brennkraftmaschine oder Katalysator kalt/warm) ,

wobei es sich bei den vorgenannten Einflussparametern um einen aktuellen Parameter, zeitlich zurückliegende Parameter und/oder einen gemittelten Parameter handeln kann.

Die Fig. 3 bis 7 zeigen erfindungsgemäße Antriebsstränge in alternativen Ausführungsformen. Bezüglich der Fig. 1 gleiche Bauteile sind dabei mit gleichen Bezugsziffern versehen. Es

wird im Folgenden jeweils nur auf die Unterschiede zwischen den Antriebssträngen eingegangen.

Ein Antriebsstrang 110 gemäß Fig. 3 unterscheidet sich vom Antriebssträng 10 aus Fig. 1 dadurch, dass ein eingangsseitiger Planetensatz 114 eines Getriebes 115 als ein Doppelplanetensatz ausgeführt ist. Der Planetensatz 114 weist zwei Planetenräder 127a und 127b auf, welche auf gekoppelten Planetenradträgern 124a, 124b gelagert sind. Das innere Planetenrad 127a kämmt mit einem Sonnenrad 126 und dem äußeren Planetenrad 127b. Das äußere Planetenrad 127b kämmt außerdem mit einem Hohlrad 113. Die Planetenradträger 124a, 124b sind mit der Eingangswelle El verbunden, welche mit der Brennkraftmaschine 11 in AntriebsVerbindung bringbar ist. Der Abtrieb zum Ravigneaux-Planetensatz 16 erfolgt über das Hohlrad 113.

Die einzelnen Gänge des Getriebes 115 werden ebenfalls entsprechend der Tabelle in Fig. 2 eingestellt. Mit dem Antriebssträng 110 sind dieselben Betriebsarten wie mit dem Antriebssträng 10 darstellbar.

Das Getriebe 115 weist im Vergleich zum Getriebe 15 aus Fig. 1 eine größere Spreizung auf.

Ein Antriebsstrang 210 gemäß Fig. 4 unterscheidet sich vom Antriebssträng 10 aus Fig. 1 dadurch, dass der Antriebsstrang 210 nur eine Eingangswelle El aufweist, welche mit der Brennkraftmaschine 11 in AntriebsVerbindung bringbar ist. Das Sonnenrad 26 des eingangsseitigen Planetensatzes 14 ist fest mit dem Gehäuse 25 verbunden, womit die Kupplung KB entfällt. Damit kann der 5. Gang im Getriebe 15 nicht realisiert werden. Außerdem ist kein stufenloser Betrieb und kein Geared-Neutral-Anfahren möglich. Das Starten der

Brennkraftmaschine 11 ist nur ohne Zwischenschaltung des eingangsseitigen Planetensatzes 14 möglich. Alle anderen beschriebenen Betriebsarten sind mit dem Antriebsstrang 210 ebenfalls umsetzbar.

Ein Antriebssträng 310 gemäß Fig. 5 unterscheidet sich vom Antriebssträng 210 aus Fig. 5 dadurch, dass das elektrische Antriebsaggregat 28 fest mit der Eingangswelle El verbunden ist. Damit kann das elektrische Antriebsaggregat 28 nicht von der Eingangswelle El abgekoppelt werden.

Ein Antriebsstrang 410 gemäß Fig. 6 unterscheidet sich vom Antriebsstrang 310 aus Fig. 5 dadurch, dass der Antriebssträng 410 nur ein elektrisches Antriebsaggregat 28 aufweist, welches fest mit der Eingangswelle El verbunden ist. Damit können die Betriebsarten, welche ein zweites elektrisches Antriebsaggregat erfordern, nicht realisiert werden .

Die Brennkraftmaschine 11 ist mit einer Startvorrichtung in Form eines an sich bekannten Anlassers 436 verbunden. Die Brennkraftmaschine 11 kann entweder über den Anlasser 436 oder -wie oben beschrieben- über das elektrische Antriebsaggregat 28 gestartet werden.

Ein Antriebssträng 510 gemäß Fig. 7 unterscheidet sich vom Antriebsstrang 410 aus Fig. 6 dadurch, dass der das elektrische Antriebsaggregat 28 über eine Kupplung KE mit der Eingangswelle El koppelbar ist. Damit kann das elektrische Antriebsaggregat 28 in Betriebsbereichen, in denen weder ein zusätzliches Moment, noch eine Rekuperation erforderlich ist, von der Eingangswelle El abgekoppelt werden. Damit können Schleppverluste im elektrischen Antriebsaggregat 28 vermieden werden. Dies ist insbesondere bei hohen Drehzahlen der

Eingangswelle El vorteilhaft. Da Brennkraftmaschinen nach dem Otto-Motorprinzip meist mit höheren Drehzahlen betrieben werden und auch höhere Maximaldrehzahlen aufweisen als Dieselmotoren, ist diese Ausführungsform insbesondere in Kombination mit einem Otto-Motor vorteilhaft.

Ein Antriebssträng 610 gemäß Fig. 8 unterscheidet sich vom Antriebssträng 10 aus Fig. 1 dadurch, dass der Antriebsstrang 610 nur ein elektrisches Antriebsaggregat 28 aufweist, welches über die Kupplung KE mit der Eingangswelle El und über die Kupplung KG mit der weiteren Eingangswelle E2 verbunden werden kann. Damit ist weiterhin ein stufenloser Betrieb und ein Geared-Neutral-Anfahren möglich.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, dass das elektrische Antriebsaggregat 28 nicht mit der Eingangswelle El verbindbar ist.

Ein Antriebsstrang 710 gemäß Fig. 9 unterscheidet sich vom Antriebssträng 10 aus Fig. 1 dadurch, dass anstelle der Anfahrkupplung ein Freilauf 737, welcher die Motorwelle M beziehungsweise die Eingangswelle El in einer Drehrichtung gegenüber dem Gehäuse 25 des Getriebes 15 abstützt. Außerdem ist das elektrische Antriebsaggregat 28 ohne Zwischenschaltung einer Kupplung fest mit der zweiten Eingangswelle E2 verbunden. Es besteht keine Möglichkeit, das elektrische Antriebsaggregat 28 mit der Eingangswelle El zu verbinden. Damit ist nur ein Geared-Neutral-Anfahren oder elektrisches Anfahren des Kraftfahrzeugs möglich.

Der Austausch der Anfahrkupplung durch einen Freilauf ist bei allen Antriebssträngen möglich, bei denen das Getriebe zwei Eingangswellen aufweist.

Bei den beschriebenen Antriebssträngen gemäß Fig. 4 - 9 kann jeweils auch ein Doppelplanetensatz wie im Antriebsstrang 210 aus Fig. 3 eingesetzt werden.