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Title:
HYBRID DRIVE TRAIN FOR A HYBRID-DRIVE MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/077902
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hybrid drive train for a hybrid-drive vehicle, comprising a transmission (1), more particularly a manual transmission, which can select different gear ratios by means of selector elements and which can be drivingly connected to an internal combustion engine (7) by means of an internal combustion engine-shaft (3), to an electrical machine (11) by means of an electrical-machine shaft (9), and to at least one vehicle axle (VA) by means of an output shaft (13). The internal combustion engine-shaft (3) and a power take-off shaft (17) that is drivingly connected to the output shaft (13) can be connected by means of radial gear sets, said sets being selectable by means of the selector elements and each set forming a gear plane (V1 to V4, E1, E2). At least one hybrid gear plane (E1, E2) of said gear planes can be drivingly connected, in addition, to the electrical-machine shaft (9) and a further gear plane (V3, V4), which is not linked to the electrical-machine shaft (9), directly adjoins the hybrid gear plane (E1, E2). According to the invention, the hybrid gear plane (E1, E2) and the further gear plane (V3, V4) are components of a sub-transmission (T1, T2) comprising selector elements (K1, K2; SE-E, SE-F, SE-D) which are used to decouple, i.e. deactivate, the sub-transmission (T1, T2) from the drive train during the operation of the transmission by said drive train.

Inventors:
HUMMEL STEFFEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/077204
Publication Date:
May 03, 2018
Filing Date:
October 24, 2017
Export Citation:
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Assignee:
AUDI AG (DE)
International Classes:
B60K6/48; B60K6/36; B60K6/547; F16H3/089
Domestic Patent References:
WO2013007972A12013-01-17
Foreign References:
DE102014109169A12016-01-07
DE102014210042A12015-12-03
CN104589994A2015-05-06
EP2792523A22014-10-22
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Claims:
Patentansprüche

Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes Fahrzeug, mit einem mittels Schaltelemente in unterschiedliche Übersetzungsstufen umschaltbaren Getriebe (1 ), insbesondere Handschaltgetriebe, das über eine Brennkraftmaschinen-Welle (3) mit einer

Brennkraftmaschine (7), über eine Elektromaschinen-Welle (9) mit einer Elektromaschine (1 1 ) sowie über eine Ausgangswelle (13) mit zumindest einer Fahrzeugachse (VA) trieblich verbindbar ist, wobei die Brennkraftmaschinen-Welle (3) und eine mit der Ausgangswelle (13) trieblich verbundene Abtriebswelle (17) über Stirnzahnradsätze verbindbar sind, die mittels der Schaltelemente schaltbar sind und jeweils Radebenen (V1 bis V4, E1 , E2) bilden, von denen zumindest eine Hybrid-Radebene (E1 , E2) zusätzlich mit der Elektromaschinen- Welle (9) verbindbar ist, wobei an die Hybrid-Radebene (E1 , E2) eine weitere Radebene (V3, V4) unmittelbar angrenzt, die gegenüber der Elektromaschinen-Welle (9) anbindungsfrei ist, dadurch

gekennzeichnet, dass die Hybrid-Radebene (E1 , E2) und die weitere Radebene (V3, V4) Bestandteile eines Teilgetriebes (T1 , T2) mit Schaltelementen (K1 , K2; SE-E, SE-F, SE-D) sind, mittels derer das Teilgetriebe (T1 , T2) während des Getriebe-Betriebs vom

Antriebsstrang abkuppelbar, d.h. deaktivierbar ist.

Antriebsstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hybrid-Radebene (E1 , E2) ein auf der Abtriebswelle (17)

angeordnetes abtriebsseitiges Zahnrad (19, 21 ), ein auf der

Brennkraftmaschinen-Welle (3) angeordnetes antriebsseitiges

Zahnrad (23, 25) und ein elektromaschinenseitiges Zahnrad (27, 29) aufweist, und dass das elektromaschinenseitige Zahnrad (27, 29) als Loszahnrad ausgebildet ist und mittels des Schaltelements (K1 , K2) von der Elektromaschinen-Welle (9) abkoppelbar ist oder damit koppelbar ist.

Antriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1 ) genau zwei Hybrid-Radebenen (E1 , E2) aufweist.

Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschinen-Welle (9) frei von drehfest darauf angeordneten Festzahnräder der die Radebenen bildenden Stirnzahnradsätze ist.

Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (17) über eine Stirnradstufe (St) mit der Ausgangswelle (13) verbunden ist, und dass insbesondere sämtliche Radebenen (V1 bis V4, E1 , E2) in der Axialrichtung zwischen der Stirnradstufe (St) und der Elektromaschine (1 1 ) angeordnet sind.

Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch

gekennzeichnet, dass das auf der Abtriebswelle (17) angeordnete abtriebsseitige Zahnrad (19, 21 ) der zumindest einen Hybrid- Radebene (E1 , E2) ein Loszahnrad ist, das mittels eines

Schaltelements (SE-D, SE-E) mit der Abtriebswelle (17) koppelbar ist, und/oder dass das auf der Brennkraftmaschinen-Welle (3)

angeordnete antriebsseitige Zahnrad (23, 25) der Hybrid-Radebene (E1 , E2) ein Loszahnrad ist, das mittels eines Schaltelements (SE-F) mit der Brennkraftmaschinen-Welle (3) koppelbar ist. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch

gekennzeichnet, dass die weitere Radebene (V3, V4) ein auf der Abtriebswelle (17) drehgelagertes abtriebsseitiges Loszahnrad (33, 39) aufweist, das mittels eines Schaltelements (SE-D, SE-E) mit der Abtriebswelle (17) koppelbar ist, und dass insbesondere das auf der Abtriebswelle (17) angeordnete Schaltelement (SE-D, SE-E) beidseitig schaltbar ist und in Axialrichtung zwischen den auf der Abtriebswelle (17) drehgelagerten abtriebsseitigen Loszahnrädern (19, 21 , 33, 39) der Hybrid-Radebene (E1 , E2) und der weiteren Radebene (V3, V4) angeordnet ist, wobei das Schaltelement (SE-D, SE-E) in einer Neutralstellung von der Hybrid-Radebene (E1 , E2) und von der weiteren Radebene (V3, V4) abgekoppelt ist und das Schaltelement (SE-D, SE-E) entweder in einer ersten Schaltstellung das

abtriebsseitige Loszahnrad (33, 39) der weiteren Radebene (V3, V4) mit der Abtriebswelle (17) koppelt oder in einer zweiten Schaltstellung das abtriebsseitige Loszahnrad (19, 21 ) der Hybrid-Radebene (E1 , E2) mit der Abtriebswelle (17) koppelt.

Antriebsstrang nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Teilgetriebe (T1 , T2) die weitere Radebene (V3, V4) ein auf der Brennkraftmaschinen-Welle (3) drehgelagertes antriebsseitiges Loszahnrad (35, 41 ) aufweist, das mittels eines Schaltelements (SE-F) mit der Brennkraftmaschinen-Welle (3) koppelbar ist, und dass insbesondere die auf der Brennkraftmaschinen-Welle (3)

drehgelagerten Loszahnräder (35, 41 , 23, 25) der Hybrid-Radebene (E1 , E2) und der weiteren Radebene (V3, V4) auf einer

abtriebsseitigen Hohlwelle (37, 43) drehfest angeordnet sind, die auf der Brennkraftmaschinen-Welle (3) koaxial drehgelagert ist und über genau ein Schaltelement (SE-F) mit der Brennkraftmaschinen-Welle (3) koppelbar ist. Antriebsstrang nach Anspruch 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hybrid-Radebenen (E1 , E2) jeweils Bestandteil eines ersten und eines zweiten Teilgetriebes (T1 , T2) sind, und dass insbesondere das auf der Brennkraftmaschinen-Welle (3) angeordnete Schaltelement (SE-F) beidseitig schaltbar ist und in Axialrichtung zwischen den antriebsseitigen Hohlwellen (37, 43) der beiden

Teilgetriebe (T1 , T2) angeordnet ist, wobei das Schaltelement (SE-F) in einer Neutralstellung von beiden Hohlwellen (37, 43) abgekoppelt ist und das Schaltelement (SE-F) entweder in einer ersten Schaltstellung die antriebsseitige Hohlwelle (37) des ersten Teilgetriebes (T1 ) mit der Brennkraftmaschinen-Welle (3) koppelt oder in einer zweiten

Schaltstellung die antriebsseitige Hohlwelle (43) des zweiten

Teilgetriebes (T2) mit der Brennkraftmaschinen-Welle (3) koppelt.

Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (1 1 ) abtriebsseitig angebunden ist, und dass für die abtriebsseitige Anbindung der Elektromaschine (1 1 ) das elektromaschinenseitige Zahnrad (27, 29) der Hybrid-Radebene (E1 , E2) mit dem auf der Abtriebswelle (17) drehgelagerten abtriebsseitigen Loszahnrad (19, 21 ) kämmt.

Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch

gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (1 1 ) antriebsseitig angebunden ist, und dass für die antriebsseitige Anbindung der Elektromaschine (1 1 ) das elektromaschinenseitige Zahnrad (27, 29) der Hybrid-Radebene (E1 , E2) mit dem auf der Brennkraftmaschinen- Welle (3) drehgelagerten antriebsseitigen Loszahnrad (23, 25) kämmt. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine elektromaschinenseitige Zahnrad (27) einer Hybrid-Radebene (E1 ) abtriebsseitig angebunden ist, d.h. mit dem zugeordneten abtriebsseitigen Zahnrad (19) der Hybrid- Radebene (E1 ) kämmt, und dass das andere elektromaschinenseitige Zahnrad (29) der anderen Hybrid-Radebene (E2) antriebsseitig angebunden ist, d.h. mit dem zugeordneten antriebsseitigen Zahnrad (25) der anderen Hybrid-Radebene (E2) kämmt.

Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschinen-Welle (9) über ein erstes Schaltelement (F; K1 ) mit der ersten Hybridebene (E1 ) und mit einem zweiten Schaltelement (K; K2) mit der zweiten Hybridebene (E2) verbunden ist.

Antriebsstrang nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromaschinenseitige Zahnrad (27) der ersten Hybridebene (E1 ) auf einer zur Elektromaschinen-Welle (9) koaxialen Hohlwelle (51 ), insbesondere drehfest, angeordnet, ist, und dass insbesondere die Hohlwelle (51 ) über das erste Schaltelement, insbesondere eine Kupplung (K1 ), mit der Elektromaschinen-Welle (9) verbindbar ist, und dass das elektromaschinenseitige Zahnrad (29) der zweiten

Hybridebene (E2) auf einer koaxial durch die Hohlwelle (51 ) geführten Vollwelle (53) drehfest angeordnet ist, und dass die Vollwelle (53) über das zweite Schaltelement, insbesondere eine Kupplung (K2; K), mit der Elektromaschinen-Welle (9) verbindbar ist.

15. Antriebsstrang nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement eine Freilaufkupplung (F) ist, und dass das Zahnrad (27) der ersten Hybridradebene (E1 ) über die Freilaufkupplung (F) mit der drehfest an der Elektromaschinen-Welle (9) angebundenen Hohlwelle (51 ) verbindbar ist, und dass der

Freilaufkupplung (F) ein Schaltelement (SE-I) zugeordnet ist, wobei das Schaltelement (SE-I) in einer ersten Schaltstellung eine

Drehmomentübertragung von der Elektromaschinen-Welle (9) auf die

Hohlwelle (51 ) zulässt und in Gegenrichtung unterbindet, und in einer zweiten Schaltstellung die Drehmomentübertragung in beide

Richtungen zulässt. 16. Antriebsstrang nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement eine Kupplung (K) ist, mit der die Vollwelle (53) mit der Elektromaschinen-Welle (9) verbindbar ist, wobei insbesondere der Außenlamellenträger (45) der Kupplung (K) sowohl an der Elektromaschinen-Welle (9) als auch an der Hohlwelle (51 ) fest angebunden ist.

Description:
Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 .

Aus der EP 2 792 523 A2 ist ein Hybridantriebsstrang für ein

hybridgetriebenes Fahrzeug bekannt. Dieser weist ein mittels Schaltelemente in unterschiedliche Übersetzungsstufen umschaltbares Getriebe auf, das über eine Brennkraftmaschinen-Welle mit einer Brennkraftmaschine, über eine Elektromaschinen-Welle mit einer Elektromaschine sowie über eine Ausgangswelle mit zumindest einer Fahrzeugachse trieblich verbindbar ist. Die Brennkraftmaschinen-Welle ist über, Radebenen bildende

Stirnzahnradsätze mit einer Abtriebswelle verbindbar. Diese treibt wiederum über eine Stirnradstufe auf die Ausgangswelle ab. Die Radebenen des Hybridgetriebes weisen eine Hybrid-Radebene auf, die trieblich mit der Elektromaschinen-Welle verbunden ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Hybridantriebsstrang bereitzustellen, der in einer im Vergleich zum Stand der Technik baulich einfachen, bauraumgünstigen Konstruktion größere Freiheitsgrade in der Funktionalität aufweist.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Erfindungsgemäß grenzt in der Axialrichtung an die Hybrid-Radebene E1 , E2 eine weitere Radebene V3, V4 unmittelbar an, die gegenüber der

Elektromaschinen-Welle anbindungsfrei ist. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 sind die Hybrid-Radebene E1 , E2 und die weitere Radebene V3, V4 Bestandteile eines Teilgetriebes T1 , T2 mit

Schaltelementen K1 , K2; SE-E, SE-F, SE-D, mittels derer das Teilgetriebe T1 , T2 während des Getriebe-Betriebs vom Antriebsstrang abkuppelbar, d.h. deaktivierbar ist.

Auf diese Weise kann bei geschalteten verbrennungsmotorischen Gängen die Elektromaschine vollständig vom Antriebsstrang entkoppelt sein. Dadurch reduziert sich vorteilhaft das Trägheitsmoment des aktivierten Teilgetriebes. Umgekehrt kann auch bei geschalteten elektromotorischen Gängen die Brennkraftmaschine vollständig vom Antriebsstrang entkoppelt sein.

In einer technischen Umsetzung kann die Hybrid-Radebene E1 , E2 aus einem auf der Abtriebswelle angeordneten abtriebsseitigen Zahnrad, einem auf der Brennkraftmaschinen-Welle angeordneten antriebsseitigen Zahnrad und einem auf der Elektromaschinen-Welle angeordneten Zahnrad

aufgebaut sein. Das auf der Elektromaschinen-Welle angeordnete Zahnrad kann als ein Loszahnrad ausgebildet sein und mittels des Schaltelements K1 , K2 von der Elektromaschinen-Welle abkoppelbar sein oder damit koppelbar sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Getriebe genau zwei Hybrid-Radebenen E1 , E2 aufweisen. Bevorzugt ist es, wenn die

Elektromaschinen-Welle gänzlich frei von darauf drehfest angeordneten Festzahnrädern der Stirnzahnradsätze ist, die die Radebenen des Getriebes bilden.

Zudem ist es bevorzugt, wenn das Getriebe als ein reines Stirnradgetriebe, ausgelegt ist, bei dem die Brennkraftmaschinen-Welle, die

Elektromaschinen-Welle und die Ausgangswelle ausschließlich über Stirnzahnradsätze miteinander trieblich verbindbar sind. Auf diese Weise wird eine einfach aufgebaute Getriebestruktur erzielt, die im Vergleich zu einem Planetengetriebe wesentlich effizienter betreibbar ist. Wie oben erwähnt, ist die weitere Radebene V3, V4 ist im Gegensatz zur Hybrid-Radebene gegenüber der Elektromaschinen-Welle anbindungsfrei. Die weitere Radebene V3, V4 weist ein auf der Abtriebswelle drehgelagertes abtriebsseitiges Loszahnrad auf, das mittels eines Schaltelementes SE-D, SE-E mit der Abtriebswelle koppelbar ist. Bevorzugt ist es, wenn das auf der Abtriebswelle angeordnete Schaltelement SE-D, SE-E beidseitig schaltbar ist und in der Axialrichtung zwischen den auf der Abtriebswelle drehgelagerten abtriebsseitigen Loszahnrädern der Hybrid-Radebene E1 , E2 und der weiteren Radebene V3, V4 angeordnet ist. Die oben erwähnte weitere Radebene V3, V4 kann zudem ein auf der Brennkraftmaschinen-Welle drehgelagertes antriebsseitiges Loszahnrad aufweisen. Dieses ist mittels eines Schaltelementes SE-F mit der

Brennkraftmaschinen-Welle koppelbar. Besonders bevorzugt ist es, wenn die auf der Brennkraftmaschinen-Welle drehgelagerten antriebsseitigen

Loszahnräder der Hybrid-Radebene E1 , E2 und der weiteren Radebene V3, V4 auf einer gemeinsamen antriebsseitigen Hohlwelle drehfest angeordnet sind, die auf der Brennkraftmaschinen-Welle koaxial drehgelagert sind und über genau ein Schaltelement SE-F mit der Brennkraftmaschinen-Welle koppelbar ist.

In einer bevorzugten Weiterentwicklung können die beiden Hybrid- Radebenen E1 , E2 jeweils Bestandteil eines ersten und eines zweiten Teilgetriebes T1 , T2 sein, die im Getriebe-Betrieb deaktivierbar sind. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn das auf der Brennkraftmaschinen-Welle angeordnete Schaltelement SE-F beidseitig schaltbar ist und in Axialrichtung zwischen den ant ebsseitigen Hohlwellen der beiden Teilgetriebe T1 , T2 angeordnet ist.

Das auf der Elektromaschinen-Welle angeordnete Schaltelement kann beliebig realisiert sein, zum Beispiel als eine lastschaltbare Freilaufkupplung in Kombination mit einer Kupplung, als eine lastschaltbare Doppelkupplung oder als eine nicht lastschaltbare Doppelsynchronisierung. Zudem kann die Elektromaschine antriebsseitig oder abtriebsseitig im Getriebe angebunden sein. Bei einer anthebsseitigen Anbindung kann das auf der

Elektromaschinen-Welle angeordnete Zahnrad der Hybrid-Radebene E1 , E2 mit einem auf der Brennkraftmaschinen-Welle drehgelagerten

antriebsseitigen Loszahnrad kämmen. Bei einer abtriebsseitigen Anbindung kann das auf der Elektromaschinen-Welle angeordnete Zahnrad der Hybrid- Radebene E1 , E2 mit einem auf der Abtriebswelle drehgelagerten

abtriebsseitigen Loszahnrad kämmen.

Das obige Hybridkonzept kann aufbauend auf einem herkömmlichen

Handschaltgetriebe in einfacher Weise realisiert werden und speziell für den Frontantrieb genutzt werden. Die Hinterachse kann gegebenenfalls mechanisch entkoppelt von der Vorderachse sein, jedoch über separate Elektromaschinen antreibbar ist, um einen Vierradantrieb zu realisieren. Im obigen Hybridkonzept kann die Elektromaschine bevorzugt am Getriebeende positioniert sein. Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen

wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger

Kombination miteinander zur Anwendung kommen. Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Getriebestruktur eines als Stirnrad-Handschaltgetriebe

ausgeführten Hybridgetriebes gemäß einem ersten

Ausführungsbeispiel; Figur 2 in einer Ansicht entsprechend der Figur 1 ein zweites

Ausführungsbeispiel des Hybridgetriebes; und

Figur 3 und 4 in einer Ansicht entsprechend der Figur 1 ein drittes und ein viertes Ausführungsbeispiel des Hybridgetriebes.

In der Figur 1 ist ein Handschaltgetriebe 1 gezeigt, das Bestandteil eines Hybridantriebsstranges eines nicht dargestellten hybridgetriebenen

Kraftfahrzeugs ist. Das mittels Schaltelemente in unterschiedliche

Übersetzungsstufen umschaltbare Getriebe 1 ist über eine

Brennkraftmaschinen-Welle 3 mit zwischengeschalteter Trennkupplung 4 und Torsionsdämpfer 5 mit einer Brennkraftmaschine 7 verbunden sowie über eine Elektromaschinen-Welle 9 mit einer Elektromaschine 1 1 verbunden. Die Elektromaschine 1 1 kann für eine Drehmomentwandlung ein in der Figur 1 dargestelltes Planeten-Vorgelege 12 aufweisen. Zudem ist das Getriebe 1 ausgangsseitig über eine Ausgangswelle 13 mit einer

Vorderachse VA des Kraftfahrzeugs trieblich verbunden. Die Ausgangswelle 13 steht als Ritzelwelle mit dem Kegeltrieb eines Vorderachsdifferenzials 15 in Wirkverbindung. Wie aus der Figur 1 weiter hervorgeht, sind die Brennkraftmaschinen-Welle 3, die Elektromaschinen-Welle 9 sowie eine zwischengeordnete

Abtriebswelle 17 zueinander achsparallel angeordnet. Die Abtriebswelle 17, die Elektromaschinen-Welle 9 sowie die Ausgangswelle 13 sind über Stirnzahnradsätze miteinander trieblich verbindbar, die über die

Schaltelemente schaltbar sind. Die Stirnzahnradsätze bilden zueinander parallel angeordnete Radebenen V1 bis V4 und E1 sowie E2, die sich gemäß der Figur 1 in der Axialrichtung allesamt zwischen der Brennkraftmaschine 7 und der Elektromaschine 1 1 befinden.

Nachfolgend ist die in der Figur 1 gezeigte Getriebestruktur des

Hybridgetriebes 1 beschrieben: So sind in der Figur 1 die

Brennkraftmaschinen-Welle 3 und die Abtriebswelle 17 über Radebenen V1 bis V4 miteinander verbunden, die jeweils aus miteinander kämmenden Los- und Festzahnrädern aufgebaut sind. Die Loszahnräder der Radebenen V1 bis V4 sind über Schaltelemente SE-H und SE-F mit der jeweils tragenden Welle 3, 17 koppelbar. Die Radebenen V1 bis V4 sind anbindungsfrei gegenüber der Elektromaschinen-Welle 9. Zudem sind zwei Hybrid-Radebenen E1 , E2 vorgesehen. Jede Hybrid- Radebene E1 , E2 weist ein auf der Abtriebswelle 17 angeordnetes abtriebsseitiges Zahnrad 19, 21 auf, das jeweils mit einem auf der

Brennkraftmaschinen-Welle 3 angeordneten antriebsseitigen Zahnrad 23, 25 und mit jeweils einem koaxial zur Elektromaschinen-Welle 9 angeordneten (elektromaschinenseitigen) Loszahnrad 27, 29 kämmt. Die abtriebsseitigen Zahnräder 19, 21 der Hybrid-Radebenen E1 , E2 sind in der Figur 1 als Loszahnräder auf der Abtriebswelle 17 angeordnet, deren antriebsseitige Zahnräder 23, 25 sind ebenfalls als Loszahnräder auf der

Brennkraftmaschinen-Welle 3 drehgelagert. In der Figur 1 sind insgesamt zwei Teilgetriebe T1 , T2 bereitgestellt, die im Getriebe-Betrieb komplett momentenfrei schaltbar sind, das heißt vom Antriebsstrang komplett abkoppelbar sind, so dass das erste Teilgetriebe T1 und/oder das zweite Teilgetriebe T2 vollständig stillgelegt ist. Im ersten Teilgetriebe T1 sind die erste Hybrid-Radebene E1 und eine weitere, unmittelbar axial benachbarte Radebene V4 zusammengefasst. Im zweiten Teilgetriebe T2 sind die zweite Hybrid-Radebene E2 sowie eine unmittelbar benachbarte weitere Radebene V3 miteinander zusammengefasst.

Im ersten Teilgetriebe T1 weist die Radebene V4 ein auf der Abtriebswelle 17 drehgelagertes abtriebsseitiges Loszahnrad 33 auf. Das abtriebsseitige Loszahnrad 33 der Radebene V4 und das abtriebsseitige Loszahnrad 19 der ersten Hybrid-Radebene E1 können über ein dazwischen angeordnetes beidseitig schaltbares Schaltelement SE-D alternierend mit der Abtriebswelle 17 gekoppelt werden. Sowohl die erste Hybrid-Radebene E1 als auch die Radebene V4 weisen auf der Brennkraftmaschinen-Welle 3 drehgelagerte antriebsseitige Loszahnräder 23, 35 auf, die gemeinsam drehfest auf einer antriebsseitigen ersten Hohlwelle 37 angeordnet sind. Diese ist auf der Brennkraftmaschinen-Welle 3 koaxial drehgelagert und über ein

Schaltelement SE-F mit der Brennkraftmaschinen-Welle 3 koppelbar.

Das zweite Teilgetriebe T2 ist baugleich wie das erste Teilgetriebe T1 aufgebaut. Im zweiten Teilgetriebe T2 weist die Radebene V3 ein auf der Abtriebswelle 17 drehgelagertes abtriebsseitiges Loszahnrad 39 auf. Das abtriebsseitige Loszahnrad 39 der Radebene V3 und das abtriebsseitige Loszahnrad 21 der zweiten Hybrid-Radebene E2 können über ein

dazwischen angeordnetes beidseitig schaltbares Schaltelement SE-E alternierend mit der Abtriebswelle 17 gekoppelt werden. Sowohl die zweite Hybrid-Radebene E2 als auch die Radebene V3 weisen auf der

Brennkraftmaschinen-Welle 3 drehgelagerte antriebsseitige Loszahnräder 25, 41 auf, die gemeinsam drehfest auf einer antriebsseitigen zweiten Hohlwelle 43 angeordnet sind, die auf der Brennkraftmaschinen-Welle 3 koaxial drehgelagert ist und über das Schaltelement SE-F mit der

Brennkraftmaschinen-Welle 3 koppelbar ist. Das für die beiden Hohlwellen 37, 43 gemeinsame Schaltelement SE-F ist beidseitig schaltbar und zwischen den beiden antriebsseitigen Hohlwellen 37, 43 angeordnet.

Wie aus der Figur 1 weiter hervorgeht, werden die beiden

elektromaschinenseitigen Zahnräder 27, 29 der Hybrid-Radebenen E1 , E2 über eine Doppelkupplung geschaltet, die aus einer ersten Kupplung K1 und einer zweiten Kupplung K2 aufgebaut ist. Die Doppelkupplung weist einen Außenlamellenträger 45 auf, der drehfest an der Elektromaschinen-Welle 9 angebunden ist. Der Außenlamellenträger 45 wirkt mit zwei in Axialrichtung nebeneinander angeordneten Innenlamellenträger 47, 49 zusammen. Der Innenlamellenträger 49 ist zusammen mit dem elektromaschinenseitigen Zahnrad 27 der ersten Hybrid-Radebene E1 drehfest auf einer Hohlwelle 51 angeordnet. Demgegenüber ist der Innenlamellenträger 47 zusammen mit dem Zahnrad 29 der zweiten Hybrid-Radebene E2 drehfest auf einer Vollwelle 53 angeordnet, die sich koaxial durch die Hohlwelle 51 erstreckt.

Das in der Figur 1 gezeigte Getriebe 1 weist insgesamt 16 Zahnräder, vier Synchronisierungen sowie zwei Kupplungen K1 , K2 auf. In dem Getriebe 1 sind bis zu zehn verbrennungsmotorische Gänge schaltbar, das heißt die nachfolgend erläuterten sechs verbrennungsmotorischen Direkt-Gänge VM1 bis VM6, die lediglich eine Radebene nutzen, sowie die vier Verwindungs- Gänge VM7 bis VM10, die zumindest zwei Radebenen nutzen:

In den Direkt-Gängen VM1 und VM2 ist das Schaltelement SE-H nach links bzw. nach rechts geschaltet, während die beiden Teilgetriebe T1 , T2 stillgelegt sind. Im Direkt-Gang VM3 ist SE-F nach rechts und SE-D nach links geschaltet. Das heißt, dass das Teilgetriebe T1 aktiviert ist und das Teilgetriebe T2 deaktiviert ist. Gleiches trifft auch für den Direkt-Gang VM4 zu, bei dem SE-F nach rechts und SE-D ebenfalls nach rechts geschaltet sind.

In den folgenden Direkt-Gängen VM5 und VM6 ist das Teilgetriebe T2 aktiviert und das Teilgetriebe T1 deaktiviert. Beim Direkt-Gang VM5 ist SE-F nach links und SE-E nach links geschaltet. Beim Direkt-Gang VM6 ist SE-F nach links und SE-E nach rechts geschaltet.

Von den folgenden vier verbrennungsmotorischen Verwindungs-Gängen VM7 bis VM10 ist im Gang VM7 das Schaltelement SE-F nach rechts geschaltet, die Kupplungen K1 und K2 betätigt und das Schaltelement SE-E nach links geschaltet. Beim Verwindungs-Gang VM8 sind SE-F nach rechts geschaltet, die beiden Kupplungen K1 , K2 betätigt und SE-E nach rechts geschaltet. Im Verwindungs-Gang VM9 sind SE-F nach links geschaltet, die beiden Kupplungen K1 , K2 betätigt und SE-D nach links geschaltet. Im Verwindungs-Gang VM10 sind SE-F nach links geschaltet, die beiden Kupplungen K1 , K2 betätigt und SE-D nach rechts geschaltet.

Im rein elektromotorischen Betrieb des in der Figur 1 gezeigten Getriebes 1 können bis zu 8 elektromotorische Gänge geschaltet werden, das heißt die folgenden zwei Direkt-Gänge EM1 , EM2 und die sechs Verwindungs-Gänge EM3 bis EM8:

So ist im Direkt-Gang EM1 die Kupplung K1 betätigt und das Schaltelement SE-D nach links geschaltet. Im Direkt-Gang EM2 ist die Kupplung K2 betätigt und das Schaltelement SE-E nach links geschaltet. Im elektromotorischen Verwindungs-Gang EM3 ist die Kupplung K1 betätigt und SE-D nach rechts geschaltet. Inn Verwindungs-Gang EM4 ist die Kupplung K1 betätigt und SE- F nach rechts geschaltet sowie SE-H nach links geschaltet. Im Verwindungs- Gang E5 ist die Kupplung K1 betätigt, SE-F nach rechts geschaltet sowie SE-H nach rechts geschaltet. Im Verwindungs-Gang EM6 ist die Kupplung K2 betätigt sowie SE-E nach rechts geschaltet. Im Verwindungs-Gang EM7 ist die zweite Kupplung K2 betätigt, SE-F nach links geschaltet sowie SE-H nach links geschaltet. Im Verwindungs-Gang EM8 ist die Kupplung K2 betätigt, SE-F nach links geschaltet sowie SE-H nach rechts geschaltet. Aus den obigen verbrennungsmotorischen Gängen VM1 bis VM10 und den elektromotorischen Gängen EM1 bis EM8 können in Kombination bis zu 28 hybridische Gänge realisiert werden, in denen elektromotorische und verbrennungsmotorische Gänge in Kombination geschaltet sind. Nachfolgend sind spezielle Fahrbetriebsarten hervorgehoben, die mittels des in der Figur 1 gezeigten Getriebes realisierbar sind:

So ist mit der in der Figur 1 gezeigten Getriebestruktur ein Standladen der Elektromaschine 1 1 ermöglicht, sofern das Fahrzeug im Fahrzeugstillstand ist, zum Beispiel an einer Ampel oder im Stau. In diesem Fall kann

beispielhaft das Schaltelement SE-F nach rechts betätigt werden, um die Brennkraftmaschinen-Welle 3 mit der ersten Hybrid-Radebene E1 zu verbinden. Zugleich wird die Kupplung K1 (bestehend aus dem

Außenlamellenträger 45 und dem Innenlamellenträger 49) geschlossen, um die erste Hybrid-Radebene E1 mit der Elektromaschinen-Welle 9 zu verbinden. Dadurch kann ein Momentenfluss von der Brennkraftmaschine 7 über die Brennkraftmaschinen-Welle 3, die erste Hybrid-Radebene E1 , die geschlossene Kupplung K1 bis zur Elektromaschine 1 1 erfolgen. Zudem ist mit Hilfe der Elektromaschine 1 1 ein Brennkraftmaschinen-Start durchführbar. Die Elektromaschine 1 1 kann die Brenn kraftmasch ine 7 über einen Lastpfad starten, bei dem beispielhaft die zweite Kupplung K2

(bestehend aus dem Außenlamellenträger 45 und dem Innenlamellentrager 47) geschlossen ist und das Schaltelement SE-F nach links betätigt ist.

Ferner kann in der Figur 1 ein Schaltvorgang zwischen den

verbrennungsmotorischen Gängen 1 bis 6 mit Hilfe der Elektromaschine 1 1 zugkraftunterbrechungsfrei erfolgen, und zwar z.B. mit Hilfe der

elektromotorischen Gänge EM1 , EM2, die beim verbrennungsmotorischen Schalten als Stützgänge wirken. Ein solcher Schaltvorgang wird mit einem Öffnen der Trennkupplung 4 gestartet, um die Brennkraftmaschine 7 vom Getriebe 1 zu entkoppeln. Ein eingelegter elektromotorischer Stützgang stellt während des zwischen den verbrennungsmotorischen Gängen erfolgenden Schaltvorgangs einen Stützlastpfad bereit, der von der Elektromaschine 1 1 zur Antriebsseite verläuft. Während des Schaltvorgangs (das heißt die Brennkraftmaschine 7 ist mittels der Trennkupplung 4 vom Antriebsstrang abgekoppelt) kann somit die Elektromaschine 1 1 ein Antriebsmoment erzeugen, das über den Stütz-Lastpfad zur Abtriebsseite übertragen wird.

Der obige Sachverhalt ist nachfolgend anhand eines

Zugkraftunterbrechungsfreien Schaltvorgangs zwischen dem dritten und vierten verbrennungsmotorischen Gang erläutert, bei dem der

elektromotorische zweite Gang EM2 als Stützgang wirkt: So ist im Getriebe 1 der Figur 1 im verbrennungsmotorischen dritten Gang VM3 das

Schaltelement SE-F nach rechts und das Schaltelement SE-D nach links geschaltet. Dadurch verläuft ein Lastpfad von der Brennkraftmaschine 7, dem Teilgetriebe T1 , der Abtriebswelle 17 bis zum abtriebsseitigen

Stirnradtrieb St, während das Teilgetriebe T2 deaktiviert (stillgelegt) ist. Zu Beginn des Schaltvorgangs wird die Trennkupplung 4 gelöst und das Schaltelement SE-D in seine Neutralstellung geschaltet. Zudem wird der als Stützgang wirkende elektromotorische Gang EM2 eingelegt, das heißt die Lamellenkupplung K2 geschlossen und das Schaltelement SE-E nach links geschaltet, und die Elektromaschine 1 1 hochgefahren. Dadurch erfolgt eine Lastübertragung von der Elektromaschine 1 1 zur Abtriebswelle 17, bei der die Elektromaschine 1 1 ein beliebig einstellbares Moment erzeugt.

Der Schaltvorgang in den Zielgang VM4 wird fortgesetzt, indem das

Schaltelement SE-D von seiner Neutralstellung nach rechts geschaltet wird. Damit ist ein Lastpfad von der Brennkraftmaschine 7 über das Schaltelement SE-F, die Radebene V4, das Schaltelement SE-D sowie die Abtriebswelle 17 bis zum abtriebsseitigen Stirnradtrieb St vorbereitet. Zum Ende des

Schaltvorgangs wird die Trennkupplung 4 wieder geschlossen, das heißt die Brennkraftmaschine 7 zugeschaltet, sowie die Elektromaschine 1 1 wieder heruntergefahren, so dass der Zielgang VM4 geschaltet ist und abermals eine Lastübertragung von der Brennkraftmaschine 7 zur Abtriebsseite erfolgt.

Von daher kann im Getriebe 1 der Figur 1 jede Schaltung mittels eines elektromotorischen Stützgangs gestützt werden.

Zudem ist mittels des in der Figur 1 gezeigten Getriebes 1 ein

elektromotorisches Anfahren aus dem Fahrzeugstillstand oder ein Boost- Betrieb ermöglicht, bei der für einzelne verbrennungsmotorische Gänge mehrere elektromotorische Gänge zum Boosten zur Verfügung stehen.

Anhand der folgenden Figuren 2 und 3 sind Abwandlungen des in der Figur 1 gezeigten Getriebes 1 beschrieben: So sind in der Figur 2 die beiden elektromaschinenseitigen Zahnräder 27, 29 der Hybrid-Radebenen E1 , E2 nicht über eine Doppelkupplung (Figur 1 ) mit der Elektromaschinen-Welle 9 verbindbar, sondern anstelle dessen mittels einer Freilaufkupplung F und einer Lamellenkupplung K. Die

Lamellenkupplung K weist einen Außenlamellenträger 45 auf, der sowohl an der Elektromaschinen-Welle 9 als auch an der Hohlwelle 51 drehfest angebunden ist. Der Außenlamellenträger 45 wirkt auf einen

Innenlamellenträger 47. Dieser ist zusammen mit dem

elektromaschinenseitigen Zahnrad 29 der Hybrid-Ebene 1 auf der Vollwelle 53 drehfest angeordnet, die sich koaxial durch die Hohlwelle 51 erstreckt. Das Zahnrad 27 der ersten Hybridradebene E1 ist über die Freilaufkupplung F mit der Hohlwelle 51 verbindbar. Der Freilaufkupplung F ist ein

Schaltelement SE-I zugeordnet, das in zwei Betriebsstellungen schaltbar ist: In der gezeigten Betriebsstellung ist eine Drehmomentübertragung von der Elektromaschinen-Welle 9 über den Außenlamellenträger 45 und über die Hohlwelle 51 in Richtung auf das Zahnrad 27 der ersten Hybrid-Radebene E1 ermöglicht und in Gegenrichtung die Freilauffunktion aktiviert, das heißt eine Drehmomentübertragung unterbunden. Sofern also die mit der

Hohlwelle 51 verbundene Freilaufkupplungs-Innenseite 58 schneller dreht als das Zahnrad 27, treibt die Hohlwelle 51 das Zahnrad 27 an. In einer zweiten Betriebsstellung ist das Schaltelement SE-I in der Figur 2 nach links geschaltet. In diesem Fall ist eine Drehmomentübertragung in beiden

Richtungen ermöglicht. Sowohl in der Figur 2 als auch in der Figur 1 sind die elektromotorischen Gänge lastschaltbar.

In der Figur 3 ist die Elektromaschine 1 1 nicht mehr abtriebsseitig an das Getriebe 1 angebunden (wie in den Figuren 1 und 2), sondern antriebsseitig an das Getriebe 1 angebunden. Bei einer solchen antriebsseitigen

Anbindung kämmen die elektromaschinenseitigen Zahnräder 27, 29 der Hybrid-Radebenen E1 und E2 nicht mehr mit den abtriebsseitigen Zahnrädern 19, 21 der Hybrid-Radebenen E1 und E2, sondern mit den antriebsseitigen Zahnrädern 23, 25 der Hybrid-Radebenen E1 und E2.

In den Figuren 1 bis 3 ist ein elektromotorischer Rückwärtsgang

bereitgestellt, bei dem die Elektromaschine 1 1 in umgekehrter Richtung zu betreiben ist.

In der Figur 4 ist eine Abwandlung der in der Figur 3 gezeigten

Getriebestruktur gezeigt. Demzufolge ist das elektromaschinenseitige Zahnrad 27 der ersten Hybrid-Radebene E1 , wie in der Figur 3, abtriebsseitig angebunden, d.h. es kämmt mit dem zugeordneten abtriebsseitigen Zahnrad 19 der Hybrid-Radebene E1 . Im Unterschied zur Figur 3 ist jedoch in der Figur 4 das elektromaschinenseitige Zahnrad 29 der zweiten Hybrid- Radebene E2 nicht mehr in Zahneingriff mit dem zugeordneten

abtriebsseitigen Zahnrad 21 der zweiten Hybrid-Radebene E2, sondern vielmehr antriebsseitig angebunden. Diese antriebsseitige Anbindung ist in der Figur 4 mittels eines gestrichelten Doppelpfeils veranschaulicht, der eine triebliche Verbindung zwischen dem elektromaschinenseitigen Zahnrad 29 und dem antriebsseitigen Zahnrad 25 der zweiten Hybrid-Radebene E2 darstellen soll.

Bei einer solchen Getriebestruktur kann ein verbrennungsmotorischer Rückwärtsgang realisiert werden, bei dem ein Lastpfad von der

Brennkraftmaschine 7, dem Torsionsdämpfer 5, der geschlossenen

Trennkupplung 4, der Brennkraftmaschinen-Welle 3, dem nach links geschalteten Schaltelement SE-F, der Hohlwelle 43, dem antriebsseitigen Zahnrad 25 und dem elektromaschinenseitigen Zahnrad 29 der zweiten Hybrid-Radebene E2, der Vollwelle 53, den geschlossenen Kupplungen K1 , K2, der Hohlwelle 51 , dem elektromaschinenseitigen Zahnrad 27 und dem antriebsseitigen Zahnrad 19 der ersten Hybrid-Radebene E1 sowie dem nach links betätigten Schaltelement SE-D und der Abtnebswelle 17 bis zur Abtriebsseite geführt ist.