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Patent Searching and Data


Title:
HYBRID TRANSMISSION, MOTOR-VEHICLE DRIVE TRAIN, METHOD FOR OPERATING SAME AND MOTOR VEHICLE COMPRISING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/248071
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a hybrid transmission (18) for a motor-vehicle drive train (12) of a motor vehicle (10), comprising: a first transmission input shaft (24) for operatively connecting the hybrid transmission to an internal combustion engine (16) of the motor vehicle; a second transmission input shaft (26) for operatively connecting the hybrid transmission to a first electric drive machine (14) of the motor vehicle; a first intermediate shaft (30); a second intermediate shaft (32) which is drivingly connected to the first transmission input shaft; an output shaft (28) for operatively connecting the hybrid transmission to an output (38); a first planetary gear set (RS1) which is connected to the second transmission input shaft, to the first intermediate shaft and to the output shaft; a countershaft (34); spur gear pairs (ST1, ST2, ST3) arranged in a plurality of gear set levels and comprising a first spur gear pair, a second spur gear pair and a third spur gear pair for forming gear stages; and a plurality of gearshift devices having shifting elements (A, B, C, D, E) for engaging the gear stages; wherein a gearwheel of a first spur gear pair (ST1) and a gearwheel of a third spur gear pair (ST3) are drivingly interconnected; and the second intermediate shaft and another gearwheel of the third spur gear pair are drivingly interconnected.

Inventors:
BECK STEFAN (DE)
KUTTER FABIAN (DE)
HORN MATTHIAS (DE)
WECHS MICHAEL (DE)
MARTIN THOMAS (DE)
KALTENBACH JOHANNES (DE)
BREHMER MARTIN (DE)
PFANNKUCHEN INGO (DE)
RADIC MLADJAN (DE)
ZIEMER PETER (DE)
MICHEL CHRISTIAN (DE)
BACHMANN MAX (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/075555
Publication Date:
December 01, 2022
Filing Date:
October 05, 2021
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
B60K6/48; B60K6/36; B60K6/365; B60K6/547; B60K6/442; B60K6/52
Foreign References:
DE102017221594A12019-05-02
DE102013221461A12015-04-23
DE112014002414T52016-02-18
DE102011121233A12013-06-13
DE102011005562A12012-09-20
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Claims:
Patentansprüche

1. Hybridgetriebe (18) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraft fahrzeugs (10), mit: einer ersten Getriebeeingangswelle (24) zum Wirkverbinden des Hybridgetrie bes mit einer Verbrennungsmaschine (16) des Kraftfahrzeugs; einer zweiten Getriebeeingangswelle (26) zum Wirkverbinden des Hybridge triebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) des Kraftfahrzeugs; einer ersten Zwischenwelle (30); einer zweiten Zwischenwelle (32), die antriebswirksam mit der ersten Getrie beeingangswelle verbunden ist; einer Abtriebswelle (28) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einem Abtrieb (38); einem ersten Planetenradsatz (RS1), der mit der zweiten Getriebeeingangs welle, der ersten Zwischenwelle und der Abtriebswelle verbunden ist; einer Vorgelegewelle (34); in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren (ST1, ST2, ST3) umfassend ein erstes Stirnradpaar, ein zweites Stirnradpaar und ein drittes Stirnrad paar zum Bilden von Gangstufen; und mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, B, C, D, E) zum Einlegen der Gangstufen; wobei ein Zahnrad eines ersten Stirnradpaars (ST1) und ein Zahnrad eines dritten Stirnradpaars (ST3) antriebswirksam miteinander verbunden sind; und die zweite Zwischenwelle und ein weiteres Zahnrad des dritten Stirnradpaars antriebswirksam miteinander verbunden sind.

2. Hybridgetriebe (18) nach Anspruch 1 , wobei ein Differential des Abtriebs (38) eine Differentialwelle umfasst, die als Vollwelle ausgebildet ist und von den Getriebe wellen (26, 28, 30, 32), insbesondere der Abtriebswelle (28), zumindest abschnitts weise umgeben ist, wobei eine axiale Länge der Differentialwelle größer ist als eine axiale Länge der Abtriebswelle und die Differentialwelle die Abtriebswelle vollständig durchdringt.

3. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Hyb ridgetriebe einen zweiten Planetenradsatz (RS2) umfasst, der antriebswirksam mit der Abtriebswelle (28) und einem Differential des Abtriebs (38) verbunden ist, wobei vorzugsweise im zweiten Planetenradsatz ein Hohlrad festgesetzt ist, ein Planeten radträger mit dem Differential des Abtriebs und ein Sonnenrad mit der Abtriebswelle antriebwirksam verbunden ist.

4. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Pla netenradträger des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit der Abtriebswelle (28) ver bunden ist; das Sonnenrad des Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) verbunden ist und das Hohlrad des Planetenradsatzes mit der ersten Zwischen welle (30) verbunden ist; oder das Hohlrad des Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist und das Sonnenrad des Planetenradsatzes mit der ersten Zwischen welle verbunden ist.

5. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Getriebeeingangswelle (26), die erste Zwischenwelle (30), die zweite Zwi schenwelle (32) und die Abtriebswelle (28) koaxial zueinander angeordnet sind; die erste Getriebeeingangswelle (24), die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle, die zweite Zwischenwelle und die Abtriebswelle als Hohlwellen ausgebildet sind; und die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle und die zweite Zwischenwelle die Abtriebswelle zumindest abschnittsweise umgeben; oder die Ab triebswelle den ersten Planetenradsatz (RS1)) zumindest abschnittsweise umgibt.

6. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Hyb ridgetriebe genau drei gangbildende Stirnradpaare (ST1, ST2, ST3) umfasst.

7. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Getriebeeingangswelle (24) eine Verbrennungsmaschinenkupplung (KO) zum lösbaren antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungsmaschine (16) umfasst.

8. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei an der Vorgelegewelle (34) ein Festrad des zweiten Stirnradpaars (ST2) ange ordnet ist und das Zahnrad des ersten Stirnradpaars (ST1) und das Zahnrad des drit ten Stirnradpaars (ST3) mittels einer an der Vorgelegewelle angeordneten Hohlwelle (40) antriebswirksam miteinander verbunden sind; an der Vorgelegewelle ein Losrad des zweiten Stirnradpaars angeordnet ist und das Zahnrad des ersten Stirnradpaars und das Zahnrad des dritten Stirn radpaars mittels der Vorgelegewelle antriebswirksam miteinander verbunden sind; oder an der Vorgelegewelle jeweils ein Festrad des ersten Stirnradpaars, des zwei ten Stirnradpaars und des dritten Stirnradpaars angeordnet ist.

9. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein erstes Schaltelement (A) dazu ausgebildet ist, das erste Stirnrad paar (ST1) antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle (30) zu verbinden; ein zweites Schaltelement (B) dazu ausgebildet ist, alle an der Vorgelege welle (34) angeordneten Zahnräder antriebswirksam mit der Abtriebswelle (28) zu verbinden; ein drittes Schaltelement (C) dazu ausgebildet ist, die zweite Zwischen welle (32) antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle (30) zu verbinden; ein viertes Schaltelement (D) dazu ausgebildet ist, den ersten Planetenrad satz (RS1) zu verblocken; und/oder ein fünftes Schaltelement (E) dazu ausgebildet ist, das erste Stirnradpaar an triebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) zu verbinden.

10. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schaltelemente (A, B, C, D, E) als formschlüssige Schaltelemente ausge bildet sind; und/oder wenigstens zwei der Schaltelemente als Doppelschaltelement ausgebildet sind und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar sind.

11. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei von einer Anbindungsseite des Abtriebs aus von den drei Stirnradpaaren zuerst das zweite Stirnradpaar, benachbart zum zweiten Stirnradpaar das erste Stirnradpaar und benachbart zum ersten Stirnradpaar das dritte Stirnradpaar angeordnet ist; oder zuerst das erste Stirnradpaar, benachbart zum ersten Stirnradpaar das dritte Stirnradpaar und benachbart zum dritten Stirnradpaar das zweite Stirnradpaar ange ordnet ist.

12. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) für ein Kraftfahrzeug (10), mit: einem Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche; einer Verbrennungsmaschine (16), die mit der ersten Getriebeeingangs welle (24) verbindbar ist; und einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14), die mit der zweiten Getriebe eingangswelle (26) antriebswirksam verbunden ist.

13. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 12, wobei die erste elektri sche Antriebsmaschine (14) als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine (16) ansteuerbar ist; und/oder als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers (22) ansteuerbar ist.

14. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 12 mit einer elektrischen Starter-Maschine, die insbesondere als Hochvolt-Startergenerator ausgebildet ist; wobei die elektrische Starter-Maschine (44) als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine (16) ansteuer bar ist; und/oder als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers (22) und/oder zum Ver sorgen von Nebenverbrauchern ansteuerbar ist.

15. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei ein Abtrieb (38) des Hybridgetriebes (18) mit einer ersten Kraftfahrzeugachse antriebswirksam verbindbar ist und eine zweite Kraftfahrzeugachse eine elektrische Achse mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20) umfasst.

16. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 15, wobei die erste elektri sche Antriebsmaschine (14) als Generator zum Versorgen der zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20) ansteuerbar ist, um einen seriellen Fahrmodus einzurichten.

17. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs (12) nach einem der Ansprüche 12 bis 16

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei ein Zustand Laden-in-Neutral (LiN) einen vom Abtrieb entkoppelten Leistungs fluss zwischen der ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) und der Verbrennungs maschine (16) bewirkt und durch Einlegen eines fünften Schaltelements (E) einge richtet wird; und aus dem Zustand Laden-in-Neutral in eine von wenigstens drei Hybridgangstufen je weils durch Einlegen eines weiteren Schaltelements gewechselt wird.

19. Kraftfahrzeug (10) mit: einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach einem der Ansprüche 12 bis 16; und einem Energiespeicher (22) zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) und/oder der zweiten elektrischen An triebsmaschine (20).

Description:
HYBRIDGETRIEBE, KRAFTFAHRZEUG-ANTRIEBSSTRANG, VERFAHREN ZU DESSEN BETRIEB UND KRAFTFAHRZEUG DAMIT

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe, einen Kraftfahrzeug-Antriebs strang mit einem solchen Hybridgetriebe, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kraft fahrzeug-Antriebsstrang sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahr zeug-Antriebsstrangs.

Fahrzeuge werden zunehmend mit Hybridantrieben, d. h. mit wenigstens zwei ver schiedenen Antriebsquellen ausgestattet. Hybridantriebe können zur Verminderung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen beitragen. Es haben sich weitgehend Antriebsstränge mit einem Verbrennungsmotor und einem oder mehre ren Elektromotoren als Parallelhybrid oder als Mischhybrid durchgesetzt. Derartige Hybridantriebe weisen im Kraftfluss eine im Wesentlichen parallele Anordnung des Verbrennungsmotors und des Elektroantriebs auf. Hierbei können sowohl eine Über lagerung der Antriebsmomente als auch eine Ansteuerung mit rein verbrennungsmo torischem Antrieb oder rein elektromotorischem Antrieb ermöglicht werden. Da sich die Antriebsmomente des Elektroantriebs und des Verbrennungsmotors je nach An steuerung addieren können, ist eine vergleichsweise kleinere Auslegung des Ver brennungsmotors und/oder dessen zeitweise Abschaltung möglich. Hierdurch kann eine signifikante Reduzierung der C02-Emissionen ohne nennenswerte Leistungs- bzw. Komforteinbußen erreicht werden. Die Möglichkeiten und Vorteile eines Elektro antriebs können somit mit den Reichweiten-, Leistungs- und Kostenvorteilen von Brennkraftmaschinen verbunden werden.

Ein Nachteil der oben genannten Hybridantriebe besteht in einem im Allgemeinen komplexeren Aufbau, da beide Antriebsquellen vorzugsweise mit nur einem Getriebe Antriebsleistung auf eine Antriebswelle übertragen. Hierdurch sind derartige Getriebe meist aufwendig und kostenintensiv in der Produktion. Eine Reduzierung der Kom plexität im Aufbau eines Hybridgetriebes geht meistens mit einer Einbuße an Variabi lität einher.

Dieser Nachteil kann zumindest teilweise mittels dedizierter Hybridgetriebe oder „De- dicated Hybrid Transmissions“ (DHT) überwunden werden, bei denen eine elektri- sehe Maschine in das Getriebe integriert wird, um den vollen Funktionsumfang dar zustellen. Beispielsweise kann im Getriebe insbesondere der mechanische Getriebe teil vereinfacht werden, etwa durch Entfall des Rückwärtsgangs, wobei stattdessen mindestens eine elektrische Maschine genutzt wird.

Dedizierte Hybridgetriebe können aus bekannten Getriebekonzepten hervorgehen, also aus Doppelkupplungsgetrieben, Wandler-Planetengetrieben, stufenlosen Getrie ben (CVT) oder automatisierten Schaltgetrieben. Die elektrische Maschine wird dabei zum Teil des Getriebes.

Die Offenlegungsschrift DE 102011 005562 A1 betrifft ein Schaltgetriebe eines Hyb ridantriebs für ein Kraftfahrzeug, mit zwei Eingangswellen und einer gemeinsamen Ausgangswelle. Die erste Eingangswelle ist über eine steuerbare Trennkupplung mit der Triebwelle eines Verbrennungsmotors verbindbar und über eine erste Gruppe se lektiv schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar. Die zweite Eingangswelle steht über ein als Planetengetriebe ausgebildetes Überla gerungsgetriebe mit dem Rotor einer als Motor und als Generator betreibbaren Elek- tromaschine sowie mit der ersten Eingangswelle in Triebverbindung und ist über eine zweite Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebver bindung bringbar. Beide Eingangswellen sind über eine schaltbare Koppelvorrichtung miteinander in Triebverbindung bringbar. Zur kostengünstigen Herstellung ist vorge sehen, dass das Schaltgetriebe aus einem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei koaxi alen Eingangswellen abgeleitet ist, dessen erste Eingangswelle zentral angeordnet ist, dessen zweite Eingangswelle als eine Hohlwelle ausgebildet und koaxial über der ersten Eingangswelle angeordnet ist und dessen Koppelvorrichtung eine Getriebe stufe und/oder eine schaltbare Kupplung umfasst, die anstelle desjenigen Gangrad satzes und seiner zugeordneten Gangkupplung vorgesehen sind, der in dem zu grunde liegenden Doppelkupplungsgetriebe der ersten Eingangswelle zugeordnet und axial benachbart zu dem getriebeseitigen Ende der zweiten Eingangswelle ange ordnet ist.

Vor diesem Hintergrund stellt sich einem Fachmann die Aufgabe, ein Hybridgetriebe mit einfachem mechanischem Aufbau zu schaffen. Insbesondere soll ein Hybridgetriebe geschaffen werden, mit dem elektrodynamisches Anfahren sowie elektrodynamische Schaltungen möglich sind. Weiterhin soll bevorzugt eine An triebstrangkonfiguration realisiert werden, bei der das Hybridgetriebe koaxial zu den Abtriebswellen positioniert ist und die Verbrennungsmaschine achsparallel dazu an geordnet werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Hybridgetriebe für einen Kraftfahrzeug-Antriebs strang eines Kraftfahrzeugs, mit: einer ersten Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine des Kraftfahrzeugs; einer zweiten Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs; einer ersten Zwischenwelle; einer zweiten Zwischenwelle, die antriebswirksam mit der ersten Getriebeein gangswelle verbunden ist; einer Abtriebswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einem Abtrieb; einem ersten Planetenradsatz, der mit der zweiten Getriebeeingangswelle, ei ner ersten Zwischenwelle und der Abtriebswelle verbunden ist; einer Vorgelegewelle; in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren umfassend ein ers tes Stirnradpaar, ein zweites Stirnradpaar und ein drittes Stirnradpaar zum Bilden von Gangstufen; und mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen zum Einlegen der Gangstufen; wobei ein Zahnrad des ersten Stirnradpaars und ein Zahnrad des dritten Stirn radpaars antriebswirksam miteinander verbunden sind; und die zweite Zwischenwelle und ein weiteres Zahnrad des dritten Stirnradpaars antriebswirksam miteinander verbunden sind.

Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit: einem Hybridgetriebe wie zuvor definiert; einer Verbrennungsmaschine, die mit der ersten Getriebeeingangswelle ver bindbar ist; und einer ersten elektrischen Antriebsmaschine, die mit der zweiten Getriebeein gangswelle antriebswirksam verbunden ist.

Die obige Aufgabe wird zudem gelöst von einem Verfahren zum Betrieb eines Kraft fahrzeug-Antriebsstrangs wie zuvor definiert.

Die obige Aufgabe wird schließlich gelöst von einem Kraftfahrzeug mit: einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang wie zuvor definiert; und einem Energiespeicher zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, das Kraftfahrzeug sowie das Verfahren entspre chend den für das Hybridgetriebe in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.

Durch eine erste Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine und einer zweiten Getriebeeingangswelle zum Wirkver binden des Hybridgetriebes mit einer elektrischen Antriebsmaschine kann technisch einfach ein kompaktes Hybridgetriebe geschaffen werden. Eine Wirkverbindung kann sowohl schaltbar als auch nicht schaltbar ausgeführt sein. Insbesondere kann ein Hybridgetriebe geschaffen werden, das um eine der Fahrzeugwellen an der Vorder achse angeordnet ist, wobei die Verbrennungsmaschine und die erste elektrische Antriebsmaschine achsparallel dazu angeordnet sind. Durch einen ersten Planeten radsatz, der mit der ersten Getriebeeingangswelle, einer ersten Zwischenwelle und einer Abtriebswelle verbunden ist, kann technisch einfach ein EDA-Modus geschaffen werden, der elektrodynamisches Anfahren und elektrodynamische Schal tungen ermöglicht. Ferner kann wenigstens ein ECVT-Modus eingerichtet werden. Dadurch, dass ein Zahnrad des ersten Stirnradpaars und ein Zahnrad des dritten Stirnradpaars antriebswirksam miteinander verbunden sind, kann ein kompaktes und schaltelementarmes Hybridgetriebe geschaffen werden. Durch eine zweite Zwischen welle, die mit einem weiteren Zahnrad des dritten Stirnradpaars antriebswirksam ver bunden ist, kann die Kompaktheit und Funktionalität des Hybridgetriebes weiter er höht werden. Insbesondere kann so technisch einfach eine Vorübersetzung der An triebsleistung der elektrischen Antriebsmaschine erfolgen. Durch die drehfeste Ver bindung der Zahnräder zweier Stirnradpaare können diese beiden verbundenen Stirnradpaare technisch einfach zum Einrichten von Übersetzungen verwendet wer den, ohne zur Verbindung der beiden Stirnradpaare ein Schaltelement einlegen zu müssen. Die Kompaktheit des Getriebes wird weiter verbessert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst ein Differential des Abtriebs eine Diffe rentialwelle, die als Vollwelle ausgebildet ist und von den Getriebewellen, insbeson dere der Abtriebswelle, zumindest abschnittsweise umgeben ist. Eine axiale Länge der Differentialwelle ist größer als eine axiale Länge der Abtriebswelle. Die Differenti alwelle durchdringt die Abtriebswelle vollständig. Hierdurch kann das Hybridgetriebe vorteilhaft um die Differentialwelle herum angeordnet werden. Es kann ein kompakter Antriebsstrang geschaffen werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Hybridgetriebe einen zwei ten Planetenradsatz, der antriebswirksam mit der Abtriebswelle und einem Differen tial des Abtriebs verbunden ist. Vorzugsweise ist im zweiten Planetenradsatz ein Hohlrad festgesetzt, ein Planetenradträger mit dem Differential des Abtriebs und ein Sonnenrad mit der Abtriebswelle antriebswirksam verbunden. Durch einen zweiten Planetenradsatz kann technisch einfach eine Ausgangsübersetzung der vom Hyb ridgetriebe auf die Differentialwelle übertragenen Leistung erfolgen. Insbesondere er möglicht eine Abtriebsübersetzung in Form eines zweiten Planetenradsatzes eine vorteilhafte kompakte Anordnung auch des Radsatzes zum Bilden der Abtriebsüber setzung um die Differentialwelle herum. Der Funktionsumfang des Hybridgetriebes kann erhöht werden, ohne dabei den Bauraumbedarf für das Hybridgetriebe wesent lich zu erhöhen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes mit der Abtriebswelle verbunden, wobei das Sonnenrad des ers ten Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Zwischenwelle verbunden ist. Alternativ ist der Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes mit der Ab triebswelle verbunden, wobei das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist und das Sonnenrad des ersten Plane tenradsatzes mit der ersten Zwischenwelle verbunden ist. Durch ein Verbinden des Sonnenrads mit der zweiten Getriebeeingangswelle und des Hohlrads mit der ersten Zwischenwelle muss vorzugsweise von der ersten elektrischen Antriebsmaschine nur ein geringes Stützmoment beim elektrodynamischen Anfahren und bei elektrodyna mischen Schaltungen aufgebracht werden. Ferner kann die erste elektrische An triebsmaschine bei einem elektrodynamischen Anfahren länger generatorisch betrie ben werden, da mit zunehmender Fahrtgeschwindigkeit der generatorische Betrieb länger erhalten werden kann. Durch ein Verbinden des Hohlrads mit der zweiten Ge triebeeingangswelle und des Sonnenrads mit der ersten Zwischenwelle, kann die erste elektrische Antriebsmaschine mit geringer Ausgleichsdrehzahl bei einem elekt rodynamischen Anfahren oder elektrodynamischen Schaltungen betrieben werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle, die zweite Zwischenwelle und die Abtriebswelle koaxial zu einander angeordnet. Ergänzend sind die erste Getriebeeingangswelle, die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle, die zweite Zwischenwelle und die Abtriebswelle als Hohlwellen ausgebildet. Weiterhin ergänzend umgeben die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle und die zweite Zwischenwelle die Abtriebswelle zumindest abschnittsweise. Durch die Ausbildung der vorgenannten Wellen als Hohlwellen und die koaxiale Anordnung kann eine Kompaktheit des Hyb ridgetriebes weiter verbessert werden. Insbesondere ermöglichen die vorteilhafte ko axiale Anordnung und die Ausbildung der Wellen als Hohlwellen ein Anordnen des Hybridgetriebes um die Differentialwelle herum, wobei das Hybridgetriebe und die Differentialwelle koaxial angeordnet sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Hybridgetriebe genau drei gangbildende Stirnradpaare. Hierdurch kann ein leichtes, kompaktes und hocheffizi entes Hybridgetriebe geschaffen werden, mit dem wenigstens drei, insbesondere vier Gangstufen, also Übersetzungen, für die Verbrennungsmaschine geschaffen werden können.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die erste Getriebeeingangs welle eine Verbrennungsmaschinenkupplung zum lösbaren antriebswirksamen Ver binden der ersten Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungsmaschine. Es ver steht sich, dass die Verbrennungsmaschinenkupplung als Klauenschaltelement oder Reibschaltelement ausgebildet sein kann. Durch eine Verbrennungsmaschinenkupp lung kann die Verbrennungsmaschine komplett vom Hybridgetriebe entkoppelt wer den und so ein hocheffizienter, rein elektrischer Fahrmodus mittels des Hybridgetrie bes eingerichtet werden. Eine Reibkupplung ermöglicht zudem einen sogenannten Schwungstart der Verbrennungsmaschine und kann als Anfahrelement für die Ver brennungsmaschine dienen. Durch eine Verbrennungsmaschinenkupplung kann die Variabilität und die Effizienz des Hybridgetriebes erhöht werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist an der Vorgelegewelle ein Festrad des zweiten Stirnradpaars angeordnet. Das Zahnrad des ersten Stirnradpaars und das Zahnrad des dritten Stirnradpaars sind mittels einer an der Vorgelegewelle ange ordneten Hohlwelle antriebswirksam miteinander verbunden. Alternativ ist an der Vorgelegewelle ein Losrad des zweiten Stirnradpaars angeordnet und das Zahnrad des ersten Stirnradpaars und das Zahnrad des dritten Stirnradpaars mittels der Vor gelegewelle antriebswirksam miteinander verbunden. Weiterhin alternativ ist an der Vorgelegewelle jeweils ein Festrad des ersten Stirnradpaars, des zweiten Stirn radpaars und des dritten Stirnradpaars angeordnet. Durch diese vorteilhafte Anord nung der Zahnräder an der Vorgelegewelle können durch Einlegen nur eines Schalt elements alle an der Vorgelegewelle angeordneten Zahnräder drehfest miteinander verbunden werden und antriebswirksam mit der Abtriebswelle verbunden werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein erstes Schaltelement dazu aus gebildet, das erste Stirnradpaar antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle zu verbinden. Ergänzend oder alternativ ist ein zweites Schaltelement dazu ausgebildet, alle an der Vorgelegewelle angeordneten Zahnräder antriebswirksam mit der Ab triebswelle zu verbinden. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist ein drittes Schaltele ment dazu ausgebildet, die zweite Zwischenwelle antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle zu verbinden. Ergänzend oder alternativ ist ein viertes Schaltelement dazu ausgebildet, den ersten Planetenradsatz zu verblocken. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist ein fünftes Schaltelement dazu ausgebildet, das erste Stirnradpaar antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle zu verbinden. Durch diese vorteilhafte Anordnung der Schaltelemente können mit dem Hybridgetriebe vier Hyb rid- oder Verbrennungsgangstufen, eine Elektrogangstufe, zwei elektrische CVT- Modi und ein Modus Laden-in-Neutral eingerichtet werden. Es kann ein variables und kompaktes Hybridgetriebe geschaffen werden, mit dem ein elektrodynamisches An fahren sowie elektrodynamische Schaltungen für die Verbrennungsmaschine möglich sind. Mit den elektrodynamischen Schaltungen kann die Last aufrechterhalten wer den und die Verbrennungsmaschine mithilfe der ersten elektrischen Antriebsma schine auf eine neue Gangstufe synchronisiert werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schaltelemente als formschlüs sige Schaltelemente ausgebildet. Ergänzend oder alternativ sind wenigstens zwei der Schaltelemente als Doppelschaltelement ausgebildet und von einem doppeltwir kenden Aktor betätigbar. Formschlüssige Schaltelemente ermöglichen ein hocheffizi entes und kostengünstiges Hybridgetriebe. Der technische Aufbau und der Betrieb des Hybridgetriebes kann durch ein Doppelschaltelement weiter vereinfacht werden. Insbesondere kann ein Doppelschaltelement mittels eines einzigen Aktors geschaltet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste elektrische Antriebsma schine als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine ansteuerbar. Er gänzend oder alternativ ist die erste elektrische Antriebsmaschine als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers ansteuerbar. Hierdurch kann ein effizienter Kraftfahrzeug-Antriebsstrang geschaffen werden. Insbesondere kann der Kraftstoff verbrauch reduziert werden. Es versteht sich, dass auf einen zusätzlichen Anlasser für die Verbrennungsmaschine verzichtet werden kann, da die erste elektrische An triebsmaschine die Verbrennungsmaschine anschleppen kann.

In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Abtrieb des Hybridgetriebes mit einer ersten Kraftfahrzeugachse antriebswirksam verbindbar, wobei eine zweite Kraftfahrzeugachse eine elektrische Achse mit einer zweiten elektrischen Antriebs maschine umfasst. Hierdurch kann technisch einfach ein Hybrid-Antriebsstrang mit Allradantrieb geschaffen werden. Ferner kann durch den Kraftfahrzeug-Antriebs strang ein zugkraftunterbrechungsfreies Schalten technisch einfach ermöglicht wer den, da die elektrische Achse bei Schaltungen im Hybridgetriebe die Zugkraft auf rechterhalten kann. Zudem kann ein ausfallsicherer Antriebsstrang für ein Kraftfahr zeug geschaffen werden, da im Falle eines aufgebrauchten Energiespeichers für die zweite elektrische Antriebsmaschine ein sogenannter serieller Fahrmodus einrichtbar ist. Bei dem seriellen Fahrmodus wird vorzugsweise die elektrische Antriebsma schine von der Verbrennungsmaschine generatorisch betrieben und die so erzeugte Energie der zweiten elektrischen Antriebsmaschine zur Verfügung gestellt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste elektrische Antriebsma schine als Generator zum Versorgen der zweiten elektrischen Antriebsmaschine an steuerbar, um einen seriellen Fahrmodus einzurichten. Hierdurch kann ein hoch vari abler Kraftfahrzeug-Antriebsstrang geschaffen werden, bei dem insbesondere auch bei leerem Energiespeicher elektrisch gefahren und insbesondere elektrisch ange fahren werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung bewirkt ein Zustand Laden-in-Neutral einen vom Abtrieb entkoppelten Leistungsfluss zwischen der ersten elektrischen An triebsmaschine und der Verbrennungsmaschine und wird durch Einlegen eines fünf ten Schaltelements eingerichtet. Ergänzend wird aus dem Zustand Laden-in-Neutral in eine von wenigstens drei Hybridgangstufen jeweils durch Einlegen eines weiteren Schaltelements gewechselt. Hierdurch kann insbesondere aus einem seriellen Fähr betrieb in Kombination mit einer elektrischen Achse die Verbrennungsmaschine in einem bevorzugten Drehzahlniveau und der entsprechenden Hybridgangstufe direkt zugestartet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist von einer Anbindungsseite des Ab triebs aus von den drei Stirnradpaaren zuerst das zweite Stirnradpaar, benachbart zum zweiten Stirnradpaar das erste Stirnradpaar und benachbart zum ersten Stirn radpaar das dritte Stirnradpaar angeordnet; oder zuerst das erste Stirnradpaar, be nachbart zum ersten Stirnradpaar das dritte Stirnradpaar und benachbart zum dritten Stirnradpaar das zweite Stirnradpaar angeordnet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Kraftfahrzeug-Antriebs strang eine elektrische Starter-Maschine, die insbesondere als Hochvolt-Startergene rator ausgebildet ist; wobei die elektrische Starter-Maschine als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine ansteuer-bar ist; und/oder als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers und/oder zum Versorgen von Nebenverbrau chern ansteuerbar ist.

Ein Festsetzen eines Elements eines Planetenradsatzes ist insbesondere als ein Blo ckieren einer Drehung des Elements um seine Rotationsachse zu verstehen. Vor zugsweise wird dabei das Element mittels eines Schaltelements drehfest mit einem statischen Bauteil wie einem Rahmen und/oder einem Getriebegehäuse verbunden. Es ist auch denkbar, das Element bis zu einem Stillstand zu bremsen.

Ein Verblocken eines Planetenradsatzes umfasst ein antriebswirksames Verbinden zweier Zahnräder und/oder des Planetenradträgers und eines Zahnrads des Plane tenradsatzes, sodass diese gemeinsam mit der gleichen Umdrehungszahl um den selben Punkt, vorzugsweise den Mittelpunkt des Planetenradsatzes, rotieren. Beim Verblocken zweier Zahnräder und/oder eines Planetenradträgers und eines Zahn rads des Planetenradsatzes wirkt der Planetenradsatz vorzugsweise wie eine Welle, es findet insbesondere keine Übersetzung im Planetenradsatz statt.

Unter „antriebswirksam verbunden“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine nicht schaltbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen verstanden werden, welche zu einer permanenten Übertragung einer Drehzahl, eines Drehmoments und/oder Antriebsleistung vorgesehen ist. Die Verbindung kann dabei sowohl direkt oder über eine Festübersetzung erfolgen. Die Verbindung kann beispielsweise über eine feste Welle, eine Verzahnung, insbesondere eine Stirnradverzahnung und/oder ein Umschlingungsmittel, insbesondere ein Zugmittelgetriebe, erfolgen.

Unter „antriebswirksam verbindbar“, „kann antriebswirksam verbunden werden“ oder „ist zum antriebswirksamen Verbinden ausgebildet“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein schaltbares Verbinden zwischen zwei Bauteilen verstanden wer den, welches in einem geschlossenen Zustand zu einer temporären Übertragung ei ner Drehzahl, eines Drehmoments und/oder einer Antriebsleistung vorgesehen ist. In einem geöffneten Zustand überträgt das schaltbare Verbinden vorzugsweise tempo rär im Wesentlichen keine Drehzahl, kein Drehmoment und/oder keine Antriebsleis tung.

Unter Standladen bzw. Laden-in-Neutral ist insbesondere das Betreiben der elektri schen Antriebsmaschine als Generator zu verstehen, vorzugsweise bei einem Still stand mit laufender Verbrennungsmaschine, um einen Energiespeicherzu befüllen und/oder eine Bordelektronik zu speisen.

Ein Aktor ist vorliegend insbesondere ein Bauteil, das ein elektrisches Signal in eine mechanische Bewegung umsetzt. Vorzugsweise führen Aktoren, die mit Doppel schaltelementen verwendet werden, Bewegungen in zwei entgegengesetzte Richtun gen aus, um in der ersten Richtung ein Schaltelement des Doppelschaltelements zu schalten und in der zweiten Richtung das andere Schaltelement zu schalten.

Ein Gangstufenwechsel erfolgt insbesondere durch Abschalten eines Schaltelements und/oder einer Kupplung und gleichzeitiges Aufschalten des Schaltelements und/o der der Kupplung für die nächsthöhere oder -niedrigere Gangstufe. Das zweite Schaltelement und/oder die zweite Kupplung übernimmt also Stück für Stück das Drehmoment vom ersten Schaltelement und/oder von der ersten Kupplung, bis am Ende des Gangstufenwechsels das gesamte Drehmoment vom zweiten Schaltele ment und/oder der zweiten Kupplung übernommen wird. Bei vorheriger Synchronisation kann ein Gangwechsel schneller erfolgen, vorzugsweise können da bei formschlüssige Schaltelemente Anwendung finden.

Eine Verbrennungsmaschine kann insbesondere jede Maschine sein, die durch Ver brennen eines Antriebsmittels, wie Benzin, Diesel, Kerosin, Ethanol, Flüssiggas, Au togas etc. eine Drehbewegung erzeugen kann. Eine Verbrennungsmaschine kann beispielsweise ein Ottomotor, ein Dieselmotor, ein Wankelmotor oder ein Zweitakt motor sein.

Beim seriellen Fahren oder Kriechen wird eine elektrische Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs generatorisch von einer Verbrennungsmaschine des Kraftfahrzeugs betrieben. Die so erzeugte Energie wird dann einerweiteren elektrischen Antriebs maschine des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt, um Antriebsleistung bereitzu stellen.

Eine elektrische Fahrzeugachse, oder kurz elektrische Achse, ist vorzugsweise eine Nicht-Flaupt-Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, bei der mittels einer elektrischen Antriebsmaschine Antriebsleistung auf Räder des Kraftfahrzeugs übertragen werden kann. Es versteht sich, dass die elektrische Antriebsmaschine auch mittels eines Ge triebes angebunden sein kann. Mittels einer elektrischen Achse kann ganz oder teil weise eine Zugkraft aufrechterhalten werden, wenn im Getriebe für eine Flaupt-An- triebsachse ein Gangwechsel erfolgt. Ferner kann mittels einer elektrischen Achse zumindest teilweise eine Allrad-Funktionalität eingerichtet werden.

Ein elektrodynamisches Anfahrelement (EDA) bewirkt, dass über einen oder mehrere Planetenradsätze eine Drehzahlüberlagerung von Verbrennungsmaschinen-Drehzahl und elektrischer Antriebsmaschinen-Drehzahl stattfindet, sodass ein Anfahren eines Kraftfahrzeugs aus dem Stillstand bei laufender Verbrennungsmaschine, vorzugs weise ohne Reibkupplung, möglich ist. Dabei stützt die elektrische Antriebsmaschine ein Drehmoment ab. Vorzugsweise ist die Verbrennungsmaschine nicht mehr durch eine Anfahrkupplung oder dergleichen vom Getriebe trennbar. Durch Verwenden ei nes EDAs können vorzugsweise Anlasser, Generator und Anfahrkupplung bezie hungsweise hydrodynamischer Wandler entfallen. Dabei baut ein EDA insbesondere so kompakt, dass alle Komponenten im serienmäßigen Kupplungsgehäuse ohne Verlängerung des Getriebes Platz finden. Das elektrodynamische Anfahrelement kann beispielsweise über einen weich abgestimmten Torsionsdämpfer fest mit einer Verbrennungsmaschine und insbesondere einem Schwungrad einer Verbrennungs maschine verbunden sein. Somit können die elektrische Antriebsmaschine und die Verbrennungsmaschine wahlweise gleichzeitig oder alternativ betrieben werden. Hält das Kraftfahrzeug an, können elektrische Antriebsmaschine und Verbrennungsma schine abgeschaltet werden. Aufgrund einer guten Regelbarkeit der elektrischen An triebsmaschine wird eine sehr hohe Anfahrqualität erreicht, die der eines Antriebs mit Wandlerkupplung entsprechen kann.

Bei einer sogenannten elektrodynamischen Schaltung (EDS) findet wie beim EDA- Anfahren über einen oder mehrere Planetenradsätze eine Drehzahlüberlagerung von Verbrennungsmaschinen-Drehzahl und elektrischer Antriebsmaschinen-Drehzahl statt. Zum Schaltungsbeginn werden die Drehmomente der elektrischen Antriebsma schine und der Verbrennungsmaschine angepasst, sodass das auszulegende Schaltelement lastfrei wird. Nach dem Öffnen dieses Schaltelements erfolgt eine Drehzahlanpassung unter Erhaltung der Zugkraft, sodass das einzulegende Schalt element synchron wird. Nach dem Schließen des Schaltelements erfolgt die Lastauf teilung zwischen der Verbrennungsmaschine und der elektrischen Antriebsmaschine beliebig je nach Hybrid-Betriebsstrategie. Das elektrodynamische Schaltverfahren hat den Vorteil, dass das zu schaltende Schaltelement des Zielgangs durch das Zu sammenspiel der elektrischen Antriebsmaschine und der Verbrennungsmaschine synchronisiert wird, wobei die elektrische Antriebsmaschine vorzugsweise präzise re gelbar ist. Ein weiterer Vorteil des EDS-Schaltverfahrens ist, dass eine hohe Zugkraft erreicht werden kann, da sich die Drehmomente der Verbrennungsmaschine und der elektrischen Maschine im Hybridgetriebe summieren.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläu tert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang;

Figur 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Flybridgetriebes;

Figur 3 schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes gemäß der Fi gur 2;

Figur 4 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; Figur 5 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 6 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 7 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 8 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 9 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 10 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; Figur 11 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 12 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 13 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 14 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; Figur 15 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes; und

Figur 16 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes. In Figur 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Kraftfahrzeug-Antriebs strang 12 gezeigt. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 weist eine erste elektrische Antriebsmaschine 14 und eine Verbrennungsmaschine 16 auf, die mittels eines Hyb ridgetriebes 18 mit einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden sind. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 umfasst in dem gezeigten Beispiel ferner eine optio nale elektrische Achse mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20, die mit einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden ist. Es versteht sich, dass auch eine umgekehrte Anbindung erfolgen kann, sodass das Hybridgetriebe 18 mit der Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden ist und die Vorderachse des Kraftfahr zeugs 10 die elektrische Achse umfasst. Mittels des Kraftfahrzeug-Antriebs strangs 12 wird Antriebsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14, der Verbrennungsmaschine 16 und/oder der optionalen zweiten elektrischen Antriebsma schine 20 den Rädern des Kraftfahrzeugs 10 zugeführt. Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner einen Energiespeicher 22 auf, um Energie zu speichern, die zum Versorgen der ersten elektrische Antriebsmaschine 14 und/oder der zweiten elektrischen An triebsmaschine 20 dient.

Figur 2 zeigt eine Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18. Das Hyb ridgetriebe 18 weist eine erste Getriebeeingangswelle 24 und eine zweite Getriebe eingangswelle 26 auf, die dazu ausgebildet sind, Antriebsleistung der Antriebsma schinen in das Hybridgetriebe 18 zu übertragen.

Das Hybridgetriebe 18 weist ferner eine Abtriebswelle 28, eine erste Zwischen welle 30 und eine zweite Zwischenwelle 32 auf. Die vorgenannten Getriebewel len 24, 26, 28, 30, 32 sind als Hohlwellen ausgebildet. Das Hybridgetriebe 18 weist ferner eine Vorgelegewelle 34 und einen ersten Planetenradsatz RS1 sowie einen zweiten Planetenradsatz RS2 auf. Im Hybridgetriebe 18 sind insgesamt drei gangbil dende Stirnradpaare angeordnet, die mit ST1 bis ST3 bezeichnet sind. Zur besseren Übersicht sind die einzelnen Getriebewellen zusätzlich mit WO bis W7 durchnumme riert.

Das Hybridgetriebe weist fünf Schaltelemente A bis E auf. Die erste Getriebeeingangswelle 24 weist einen Torsionsschwingungsdämpfer auf und ist mit einer Kurbelwelle 36 der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 über den Torsionsschwingungsdämpfer antriebswirksam verbunden. Die zweite Getriebe eingangswelle 26 ist über ein Festrad und eine Kette antriebswirksam mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 verbunden.

Die erste Getriebeeingangswelle 24 ist antriebswirksam, vorzugsweise mittels einer Kette, mit einem an der zweiten Zwischenwelle 32 angeordneten Festrad verbunden.

Ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 ist antriebswirksam mit der zwei ten Getriebeeingangswelle 26 verbunden. Ein Planetenradträger des ersten Plane tenradsatzes RS1 ist antriebswirksam mit der Abtriebswelle 28 verbunden. Ein Hohl rad des ersten Planetenradsatzes RS1 ist antriebswirksam mit der ersten Zwischen welle 30 verbunden. Die Anbindung der zweiten Getriebeeingangswelle 26 an das Sonnenrad verläuft radial außen um den ersten Planetenradsatz RS1 herum.

Ein Flohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist festgesetzt, also mit einem ge häusefesten Bauteil verbunden, sodass das Flohlrad des zweiten Planetenradsat zes RS2 keine Drehbewegung durchführen kann. Ein Planetenradträger des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist antriebswirksam mit einem Differential eines Abtriebs 38 verbunden. Ein Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist antriebswirksam mit der Abtriebswelle 28 verbunden.

Ein erstes Stirnradpaar ST1 weist ein Festrad auf, das antriebswirksam an einer Flohlwelle 40 angeordnet ist, wobei die Flohlwelle 40 an der Vorgelegewelle 34 ange ordnet ist. Ein Losrad des ersten Stirnradpaars ST1 ist an der ersten Zwischenwelle 30 angeordnet und durch Einlegen eines ersten Schaltelements A antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle 30 verbindbar.

Das zweite Stirnradpaar ST2 umfasst in dem gezeigten Beispiel zwei Festräder, von denen eines an der Vorgelegewelle 34 und eines an der Abtriebswelle 28 angeordnet ist. Das dritte Stirnradpaar ST3 umfasst zwei Festräder, von denen eines an der Hohlwelle 40 angeordnet ist und eines an der zweiten Zwischenwelle 32 angeordnet ist. Folglich ist die Verbrennungsmaschine 16 über die erste Getriebeeingangs welle 24 mit der zweiten Zwischenwelle 32 und weiter mit der Hohlwelle 40 antriebs wirksam verbunden. Die Hohlwelle 40 kann durch ein zweites Schaltelement B an triebswirksam mit der Vorgelegewelle 34 verbunden werden.

Durch Einlegen eines dritten Schaltelements C kann die zweite Zwischenwelle 32 an triebswirksam mit der ersten Zwischenwelle 30 verbunden werden.

Durch Einlegen eines vierten Schaltelements D kann das Losrad der ersten Stirnrad stufe ST1 antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle 30 verbunden werden. Der erste Planentenradsatz RS1 wird somit verblockt.

Durch Einlegen eines fünften Schaltelements E kann das Losrad der ersten Stirnrad stufe ST1 antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 und folglich mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 und dem Sonnenrad des ersten Plane tenradsatzes RS1 verbunden werden.

Die Schaltelemente A bis E sind vorzugsweise als unsynchronisierte, beispielsweise Klauenschaltelemente ausgebildet. Ferner sind das erste Schaltelement A und das dritte Schaltelement C zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Zudem sind das vierte Schaltelement D und das fünfte Schaltelement E zu einem Doppel schaltelement zusammengefasst.

Das Hybridgetriebe 18 umfasst zwei Planetenradsätze RS1, RS2, drei Stirnradpaare ST1 bis ST3, fünf Schaltelemente A bis E, vier mechanische Vorwärtsgangstufen, die vorzugsweise für die Verbrennungsmaschine 16 verwendbar sind, eine elektrische Vorwärtsgangstufe, zwei EDA-Modi und eine erste elektrische Antriebsmaschine 14.

Von besonderem Vorteil sind bei der Getriebestruktur des offenbarten Hybridgetrie bes 18 ein einfacher technischer Aufbau mit nur drei Stirnradstufen ST1 bis ST3 und zwei Planetenradsätzen RS1 , RS2. Ferner sind vorzugsweise nur drei Aktoren not wendig zur Steuerung des Hybridgetriebes 18. Das Hybridgetriebe 18 weist eine kompakte Bauweise, eine geringe Bauteilbelastung und geringe Getriebeverluste auf. Ferner wird ein guter Verzahnungswirkungsgrad sowohl verbrennungsmotorisch als auch elektrisch sowie eine gute Übersetzungsreihe erreicht. Es sind elektrodyna mische Schaltungen sowie elektrodynamisches Anfahren und ein Laden-in-Neutral möglich. Ferner sind durch die Anordnung der Getriebebauteile die Schaltelemente vorteilhaft mit entsprechenden Aktoren erreichbar.

Es versteht sich, dass das Differential des Abtriebs 38 als Kugeldifferential oder Stirnraddifferential ausgebildet sein kann.

Ferner kann mit dem Flybridgetriebe 18 eine achsparallele Anbindung der Verbren nungsmaschine 16 und der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 erfolgen, wobei die achsparallele Anbindung über eine Kette oder ein oder mehrere Stirnräder erfol gen kann.

In der Figur 3 sind schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes 18 gemäß der Figur 2 in einer Schaltmatrix 42 gezeigt.

In einer ersten Spalte der Schaltmatrix 42 sind die Hybridgangstufen H1 bis H4, eine Elektrogangstufe E1, zwei elektrodynamische Überlagerungszustände ECVT1, ECVT2 und der Zustand Laden-in-Neutral gezeigt. In der zweiten bis sechsten Spalte sind die Schaltzustände der Schaltelemente A bis E gezeigt, wobei ein "X" bedeutet, dass das jeweilige Schaltelement geschlossen ist, also die zugeordneten Getriebe bauteile antriebswirksam miteinander verbindet. Sofern kein Eintrag vorhanden ist, ist davon auszugehen, dass das entsprechende Schaltelement offen ist, also keine An triebsleistung überträgt.

Zum Einrichten der ersten Hybridgangstufe H1 sind das erste Schaltelement A und das fünfte Schaltelement E zu schließen.

Eine erste Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 kann durch Schließen des ers ten Schaltelements A und des zweiten Schaltelements B eingerichtet werden. Eine zweite Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.2 kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des fünften Schaltelements E eingerichtet werden.

Eine dritte Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des dritten Schaltelements C eingerichtet werden.

Ein Schließen des dritten Schaltelements C und des fünften Schaltelements E richtet eine dritte Hybridgangstufe H3 ein.

Eine vierte Hybridgangstufe H4 kann durch Schließen des dritten Schaltelements C und des vierten Schaltelements D eingerichtet werden.

Eine Elektrogangstufe E1 wird durch Schließen des vierten Schaltelements D einge richtet.

Ein erster elektrodynamischer Überlagerungszustand ECVT1 kann durch Schließen des ersten Schaltelements A eingerichtet werden.

Ein zweiter elektrodynamischer Überlagerungszustand ECVT2 kann durch Schließen des dritten Schaltelements C eingerichtet werden.

Ein Zustand Laden-in-Neutral LiN, bei dem die Verbrennungsmaschine 16 antriebs wirksam mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 verbunden ist, kann durch Schließen des fünften Schaltelements E eingerichtet werden.

Zum verbrennungsmotorischen bzw. hybriden Fahren stehen vier mechanische Hauptfahrgänge zur Verfügung. Die dritte Hybridgangstufe H3 ist ein leistungsver zweigter Gang, bei dem der erste Planetenradsatz RS1 als Summationsgetriebe fun giert. In den übrigen Hybridgangstufen H1, H2 und H4 ist das nicht der Fall. Die erste Hybridgangstufe H1 wird über die zweite Stirnradstufe ST2 und die erste Stirnrad stufe ST1 eingerichtet, wobei der erste Planetenradsatz RS1 verblockt ist. Die zweite Hybridgangstufe H2 wird über die zweite Stirnradstufe ST2 und die dritte Stirnrad stufe ST3 erzeugt. Die vierte Hybridgangstufe H4 wird durch ein Verblocken des ersten Planetenradsatzes RS1 eingerichtet und überträgt folglich Antriebsleistung der zweiten Zwischenwelle 32 direkt an das Differential des Abtriebs 38. Die vierte Hyb ridgangstufe H4 kann folglich als Direktgang angesehen werden.

In der Elektrogangstufe E1 ist das vierte Schaltelement D geschlossen. Der erste Planetenradsatz RS1 ist folglich verblockt. Die Antriebsleistung der ersten elektri schen Antriebsmaschine 14 wird folglich durch eine Vorübersetzung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 und eine Übersetzung des Abtriebsradsatzes, in dem gezeigten Beispiel des zweiten Planetenradsatzes RS2, übersetzt.

Ist das erste Schaltelement A geschlossen, entsteht ein EDA-Zustand ECVT1 am ersten Planetenradsatz RS1. Die Verbrennungsmaschine 16 ist dann mittels des drit ten Stirnradpaars ST3 und des ersten Stirnradpaars ST1 mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden. Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 stützt am Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 das Drehmoment der Verbren nungsmaschine 16 ab, wobei der Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes RS1 über den zweiten Planetenradsatz RS2 mit dem Abtrieb 38 verbunden ist. Hier durch ist ein Anfahren mittels eines EDA-Modus vorwärts möglich. Aus dem ECVT1- Modus kann die Verbrennungsmaschine 16 in die Hybridgangstufen H1 und H2.2 ge langen, da in diesen Schaltzuständen das erste Schaltelement A geschlossen ist.

Ein weiterer EDA-Zustand, ECVT2, entsteht durch Schließen des dritten Schaltele ments C. Die Verbrennungsmaschine 16 ist dann direkt mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 das Drehmoment der Verbren nungsmaschine 16 abstützt und der Planetenradträger des ersten Planetenradsat zes RS1 über den zweiten Planetenradsatz RS2 mit dem Abtrieb 38 verbunden ist. Hierdurch ist ein weiterer EDA-Zustand, der vorwärtsgerichtet ist, möglich. Aus dem ECVT2-Modus kann die Verbrennungsmaschine 16 in die Hybridgangstufen H2.3,

H3 und H4 gelangen, weil das dritte Schaltelement C in diesen Schaltzuständen je weils geschlossen ist. Folgende EDS-Lastschaltungen sind möglich. Eine Schaltung von der ersten Gang stufe in die zweite Gangstufe kann elektrodynamisch durch die erste elektrische An triebsmaschine 14 erfolgen, wobei das erste Schaltelement A geschlossen bleibt und von der ersten Hybridgangstufe H1 in die erste Variante der zweiten Hybridgang stufe H2.1 gewechselt wird.

Eine Schaltung von der zweiten in die dritte Gangstufe kann ebenfalls elektrodyna misch durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 erfolgen, wobei das dritte Schaltelement C geschlossen bleibt. Hierbei wird von der dritten Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 in die dritte Hybridgangstufe H3 gewechselt.

Eine Schaltung von der dritten Gangstufe in die vierte Gangstufe ist ebenfalls elektro dynamisch durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 möglich, wobei das dritte Schaltelement C geschlossen bleibt. Hierbei wird von der dritten Hybridgangstufe H3 in die vierte Hybridgangstufe H4 gewechselt.

Der erste elektrodynamische Überlagerungszustand ECVT1 wird folglich zum Anfah ren und für die Lastschaltung von der ersten Hybridgangstufe in die erste Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 genutzt. Der zweite elektrodynamische Überlage rungszustand ECVT2 wird für die Lastschaltung von der dritten Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 in die dritte Hybridgangstufe H3 und für die Schaltung der drit ten Hybridgangstufe H3 in die vierte Hybridgangstufe H4 genutzt.

In der zweiten Gangstufe findet zum Weiterschalten eine Vorwahlschaltung von der ersten Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 in die dritte Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 statt. Die zweite Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.2 wird als Fahrgangstufe verwendet, da in diesem Schaltzustand das bevorzugte Dreh zahlniveau sowie ein hoher Wirkungsgrad für die erste elektrische Antriebsma schine 14 erreicht wird.

Im Folgenden wird ein Schaltablauf einer Schaltung von der dritten Hybridgang stufe H3 in die vierte Hybridgangstufe H4 detailliert beschrieben. Im Ausgangszu stand, also dem Schaltzustand der dritten Hybridgangstufe H3, sind das dritte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement E geschlossen. Die Momente der Ver brennungsmaschine 16 und der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 werden so eingestellt, dass einerseits das gewünschte Abtriebsmoment bereitgestellt wird und andererseits das auszulegende fünfte Schaltelement E lastfrei wird. Sodann wird das fünfte Schaltelement E geöffnet. Die Momente der Verbrennungsmaschine 16 und der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 werden so eingestellt, dass einerseits das gewünschte Abtriebsmoment bereitgestellt wird und andererseits eine Drehzahl der Verbrennungsmaschine 16 absinkt. Wenn das einzulegende vierte Schaltele ment D synchron wird, wird es geschlossen. Dadurch ist die vierte Hybridgang stufe H4 für die Verbrennungsmaschine 16 mechanisch geschaltet, also das dritte Schaltelement C und das vierte Schaltelement D geschlossen.

Rückschaltungen erfolgen analog zu Hochschaltungen, nur in umgekehrter Ablaufrei henfolge. Es versteht, dass auch Schubschaltungen möglich sind, da die erste elekt rische Antriebsmaschine 14 auch Moment am ersten Planetenradsatz RS1 bremsend abstützen kann.

Ein Laden-in-Neutral bzw. ein Start der Verbrennungsmaschine 16 kann wie folgt er folgen. Ist nur das fünfte Schaltelement E geschlossen, kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 mit der Verbrennungsmaschine 16 unabhängig vom Abtrieb 38 verbunden werden. Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 und die Verbren nungsmaschine 16 drehen dann in einem festen Verhältnis zueinander. In diesem Zustand ist einerseits ein Start der Verbrennungsmaschine 16 mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 möglich. Andererseits kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 von der Verbrennungsmaschine 16 als Generator betrieben werden und den elektrischen Energiespeicher 22 laden oder elektrische Verbraucher versorgen. Es versteht sich, dass ein Verbraucher auch eine elektrische Hinterachse mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 sein kann, die vorzugsweise an der nicht dem Hybridgetriebe 18 zugeordneten Fahrzeugachse angeordnet ist. Ein Übergang aus dem Zustand Laden-in-Neutral LiN ist in die erste Hybridgangstufe H1, die zweite Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.2 und die dritte Hybridgang stufe H3 möglich, weil in diesen Schaltzuständen das fünfte Schaltelement E jeweils geschlossen ist. Wird das Hybridgetriebe 18 mit einer elektrischen Achse kombiniert, sind die beiden elektrodynamischen Überlagerungszustände ECVT1, ECVT2 leistungsverzweigte ECVT-Fahrbereiche für die Verbrennungsmaschine 16, bei denen auch ein batterie neutraler Betrieb möglich ist.

Ferner kann seriell gefahren werden, wobei das Hybridgetriebe 18 in den Schaltzu stand Laden-in-Neutral LiN versetzt wird und die Verbrennungsmaschine 16 die erste elektrische Antriebsmaschine 14 generatorisch betreibt. Die so erzeugte elektrische Energie kann der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 zur Verfügung gestellt werden.

Ferner kann eine Zugkraftunterstützung mittels der zweiten elektrischen Antriebsma schine 20 erfolgen. Die zweite elektrische Antriebsmaschine 20 kann die Zugkraft stützen, wenn im Hybridgetriebe 18 Umschaltungen notwendig sind, bei denen der Abtrieb 38 des Hybridgetriebes 18 lastfrei wird. Beispiele für solche Übergänge sind: Ein rein elektrisches Fahren mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20, bei dem ein Start der Ver brennungsmaschine 16 mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 erfolgen soll. Ein serielles Schalten, wobei bei einem geschlossenen fünften Schaltelement E ein beliebiger Wechsel zwischen der ersten Hybridgangstufe H1, der zweiten Vari ante der zweiten Hybridgangstufe H2.2 und der dritten Hybridgangstufe H3 erfolgt. Besonders vorteilhaft dabei ist, dass die erste elektrische Antriebsmaschine 14 unter brechungsfrei generatorisch arbeiten kann und so sowohl das Bordnetz als auch die zweite elektrische Antriebsmaschine 20 mit elektrischer Leistung versorgen kann.

In Figur 4 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 ge zeigt. Im Unterschied zu der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform sind Anbindungen des ersten Planetenradsatzes RS1 geändert, wobei die übrigen Anbindungen der Getriebewellen 24, 26, 28, 30, 32, 34 identisch bleiben. Die zweite Getriebeein gangswelle 26 ist in dem gezeigten Beispiel mit dem Sonnenrad des ersten Plane tenradsatzes RS1 verbunden. Die erste Zwischenwelle 30 ist mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden. Die Anbindung der Abtriebswelle 28 an den Planetenradträger verläuft radial außen um den ersten Planetenradsatz RS1 herum.

In Figur 5 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes ge zeigt. Im Unterschied zu den in den Figuren 2 und 4 gezeigten Ausführungsformen sind die Anbindungen am ersten Planetenradsatz RS1 getauscht, wobei die zweite Getriebeeingangswelle 26 antriebswirksam mit dem Hohlrad des ersten Planetenrad satzes RS1 verbunden ist und die erste Zwischenwelle 30 antriebswirksam mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden ist. Hierdurch ist die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 mit geringer Ausgleichsdrehzahl bei den elektrodynamischen Überlagerungszuständen, insbesondere den EDA-, EDS-Modi angebunden. Nachteilig hierbei ist, dass die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Hohlrad des ersten Planetenradsat zes RS1 ein hohes Stützmoment bei den EDA- und EDS-Modi aufbringen muss. Fer ner kann der EDA-Modus weniger lang generatorisch betrieben werden, da mit zu nehmender Fahrgeschwindigkeit der generatorische Betrieb früher verlassen wird als in einer Ausführungsform, in der die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Son nenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 angebunden ist.

In Figur 6 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 ge zeigt. Im Unterschied zu der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform umfasst die erste Getriebeeingangswelle 24 eine Verbrennungsmaschinenkupplung KO. Es versteht sich, dass das Hybridgetriebe 18 prinzipiell auch ohne Verbrennungsmaschinen kupplung KO betrieben werden kann. Aus funktionssicherheitstechnischen Gründen kann es jedoch vorteilhaft sein, eine Verbrennungsmaschinenkupplung KO vorzuse hen. In der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform ist die Verbrennungsmaschinen kupplung KO als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt.

In Figur 7 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 ge zeigt. Im Unterschied zu der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform ist die Verbren nungsmaschinenkupplung KO als Reibkupplung ausgeführt. Hierdurch kann insbe sondere ein sogenannter Schwungstart der Verbrennungsmaschine 16 erfolgen, bei der die Verbrennungsmaschinenkupplung KO schlupfend betrieben wird und so die Verbrennungsmaschine 16 ankurbeln kann.

In Figur 8 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 ge zeigt. Im Unterschied zu der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist das an der Vorgelegewelle 34 angeordnete Zahnrad des zweiten Stirnradpaars ST2 als Losrad ausgebildet und mittels des zweiten Schaltelements B antriebswirksam mit der Vor gelegewelle 34 verbindbar. Ferner umfasst das Hybridgetriebe 18 keine Hohlwelle 40 an der Vorgelegewelle 34. Die Zahnräder des ersten Stirnradpaars ST1 und des drit ten Stirnradpaars ST3, die in der Ausführungsform gemäß der Figur 2 an der Hohl welle 40 angeordnet sind, sind als Festräder ausgebildet und der Vorgelegewelle 34 zugeordnet.

In Figur 9 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 ge zeigt. Im Unterschied zu der in Figur 8 gezeigten Ausführungsform sind das Losrad und das Festrad des zweiten Stirnradpaars ST2 getauscht, sodass an der Vorgelege welle 34 ausschließlich Festräder angeordnet sind. Das zweite Schaltelement B ist an der Abtriebswelle 28 angeordnet und dazu ausgebildet, das Losrad des zweiten Stirnradpaars ST2 antriebswirksam mit der Abtriebswelle 28 zu verbinden.

In Figur 10 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist eine Reihen folge der drei Stirnradpaare ST 1 , ST2, ST3 von einer Anbindungsseite des Abtriebs 38 18 aus variiert. In dem gezeigten Beispiel ist vom Abtrieb 38 ausgehend zuerst das zweite Stirnradpaar ST2, benachbart zum zweiten Stirnradpaar ST2 das erste Stirnradpaar ST1 und benachbart zum ersten Stirnradpaar ST1 das dritte Stirnrad paar ST3 angeordnet.

In Figur 11 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes ge zeigt. Im Unterschied zu den in Figur 10 gezeigten Ausführungsform sind die Anbin dungen am ersten Planetenradsatz RS1 getauscht, wobei die zweite Getriebeein gangswelle 26 antriebswirksam mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden ist und die erste Zwischenwelle 30 antriebswirksam mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden ist.

In Figur 12 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in Figur 10 gezeigten Ausführungsform ist das an der Vorgelegewelle 34 angeordnete Zahnrad des zweiten Stirnradpaars ST2 als Losrad ausgebildet und mittels des zweiten Schaltelements B antriebswirksam mit der Vor gelegewelle 34 verbindbar. Die Zahnräder des ersten Stirnradpaars ST1 und des drit ten Stirnradpaars ST3, die in der Ausführungsform gemäß der Figur 10 an der Hohl welle 40 angeordnet sind, sind als Festräder ausgebildet und der Vorgelegewelle 34 zugeordnet.

In Figur 13 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in Figur 12 gezeigten Ausführungsform sind das Los rad und das Festrad des zweiten Stirnradpaars ST2 getauscht, sodass an der Vorge legewelle 34 ausschließlich Festräder angeordnet sind. Das zweite Schaltelement B ist an der Abtriebswelle 28 angeordnet und dazu ausgebildet, das Losrad des zwei ten Stirnradpaars ST2 antriebswirksam mit der Abtriebswelle 28 zu verbinden.

In Figur 14 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in Figur 10 gezeigten Ausführungsform umfasst die erste Getriebeeingangswelle 24 eine Verbrennungsmaschinenkupplung K0. In der in Figur 14 gezeigten Ausführungsform ist die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt.

In Figur 15 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in Figur 14 gezeigten Ausführungsform ist die Ver brennungsmaschinenkupplung K0 als Reibkupplung ausgeführt.

In Figur 16 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in Figur 14 gezeigten Ausführungsform ist der ersten Getriebeeingangswelle 24 eine elektrische Starter-Maschine 44 zugeordnet. Diese elektrische Starter-Maschine 44 kann beispielsweise einen Hochvolt-Startergenerator umfassen, der den Motor starten und/oder Nebenverbraucher bedienen kann. Die elektrische Starter-Maschine 44 ist mittels eines Zugmittelgetriebes antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 verbunden.

Es versteht sich, dass die Schaltzustände aller gezeigten Ausführungsformen von Hybridgetrieben 18 der Schaltmatrix 42 gemäß der Figur 3 entnommen werden kön nen.

Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend be schrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungs formen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer ge nauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentan sprüche.

In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vor handensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der Undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprü chen genannten Einheiten ausführen. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft ver wendet werden kann. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschrän kend zu verstehen. Ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebs strangs 12 kann beispielsweise in Form eines Computerprogramms realisiert werden, das auf einem Steuergerät für den Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 12 ausgeführt wird. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger gespeichert/ver trieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halb leiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hard-ware und/o der als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme. Bezugszei chen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen. Dier Erfindung kann insbesondere in Form der folgenden Aspekte umgesetzt werden.

1. Aspekt Hybridgetriebe (18) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraftfahrzeugs (10), mit: einer ersten Getriebeeingangswelle (24) zum Wirkverbinden des Hybridgetrie bes mit einer Verbrennungsmaschine (16) des Kraftfahrzeugs; einer zweiten Getriebeeingangswelle (26) zum Wirkverbinden des Hybridge triebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) des Kraftfahrzeugs; einer ersten Zwischenwelle (30); einer zweiten Zwischenwelle (32), die antriebswirksam mit der ersten Getrie beeingangswelle verbunden ist; einer Abtriebswelle (28) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einem Abtrieb (38); einem ersten Planetenradsatz (RS1), der mit der zweiten Getriebeeingangs welle, der ersten Zwischenwelle und der Abtriebswelle verbunden ist; einer Vorgelegewelle (34); in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren (ST1, ST2, ST3) umfassend ein erstes Stirnradpaar, ein zweites Stirnradpaar und ein drittes Stirnrad paar zum Bilden von Gangstufen; und mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, B, C, D, E) zum Einlegen der Gangstufen; wobei ein Zahnrad eines ersten Stirnradpaars (ST1) und ein Zahnrad eines dritten Stirnradpaars (ST3) antriebswirksam miteinander verbunden sind; und die zweite Zwischenwelle und ein weiteres Zahnrad des dritten Stirnradpaars antriebswirksam miteinander verbunden sind; von einer Anbindungsseite des Abtriebs aus von den drei Stirnradpaaren zu erst das zweite Stirnradpaar, benachbart zum zweiten Stirnradpaar das erste Stirn radpaar und benachbart zum ersten Stirnradpaar das dritte Stirnradpaar angeordnet ist.

2. Aspekt Hybridgetriebe (18) nach Aspekt 1 , wobei ein Differential des Abtriebs (38) eine Differentialwelle umfasst, die als Vollwelle ausgebildet ist und von den Ge triebewellen (26, 28, 30, 32), insbesondere der Abtriebswelle (28), zumindest abschnittsweise umgeben ist, wobei eine axiale Länge der Differentialwelle größer ist als eine axiale Länge der Abtriebswelle und die Differentialwelle die Abtriebswelle vollständig durchdringt.

3. Aspekt Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Aspekte, wobei das Hybridgetriebe einen zweiten Planetenradsatz (RS2) umfasst, der antriebswirksam mit der Abtriebswelle (28) und einem Differential des Abtriebs (38) verbunden ist, wo bei vorzugsweise im zweiten Planetenradsatz ein Hohlrad festgesetzt ist, ein Plane tenradträger mit dem Differential des Abtriebs und ein Sonnenrad mit der Ab triebswelle antriebwirksam verbunden ist.

4. Aspekt Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Aspekte, wobei ein Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit der Abtriebswelle (28) verbunden ist; das Sonnenrad des Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) verbunden ist und das Hohlrad des Planetenradsatzes mit der ersten Zwischen welle (30) verbunden ist; oder das Hohlrad des Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist und das Sonnenrad des Planetenradsatzes mit der ersten Zwischen welle verbunden ist.

5. Aspekt Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Aspekte, wobei die zweite Getriebeeingangswelle (26), die erste Zwischenwelle (30), die zweite Zwi schenwelle (32) und die Abtriebswelle (28) koaxial zueinander angeordnet sind; die erste Getriebeeingangswelle (24), die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle, die zweite Zwischenwelle und die Abtriebswelle als Hohlwellen ausgebildet sind; und die Abtriebswelle den ersten Planetenradsatz (RS1) zumindest abschnitts weise umgibt.

6. Aspekt Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Aspekte, wobei das Hybridgetriebe genau drei gangbildende Stirnradpaare (ST1, ST2, ST3) umfasst. 7. Aspekt Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Aspekte, wobei die erste Getriebeeingangswelle (24) eine Verbrennungsmaschinenkupplung (KO) zum lösbaren antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungsmaschine (16) umfasst.

8. Aspekt Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Aspekte, wobei an der Vorgelegewelle (34) ein Festrad des zweiten Stirnradpaars (ST2) ange ordnet ist und das Zahnrad des ersten Stirnradpaars (ST1) und das Zahnrad des drit ten Stirnradpaars (ST3) mittels einer an der Vorgelegewelle angeordneten Hohlwelle (40) antriebswirksam miteinander verbunden sind; an der Vorgelegewelle ein Losrad des zweiten Stirnradpaars angeordnet ist und das Zahnrad des ersten Stirnradpaars und das Zahnrad des dritten Stirn radpaars mittels der Vorgelegewelle antriebswirksam miteinander verbunden sind; oder an der Vorgelegewelle jeweils ein Festrad des ersten Stirnradpaars, des zwei ten Stirnradpaars und des dritten Stirnradpaars angeordnet ist.

9. Aspekt Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Aspekte, wobei ein erstes Schaltelement (A) dazu ausgebildet ist, das erste Stirnrad paar (ST1) antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle (30) zu verbinden; ein zweites Schaltelement (B) dazu ausgebildet ist, alle an der Vorgelege welle (34) angeordneten Zahnräder antriebswirksam mit der Abtriebswelle (28) zu verbinden; ein drittes Schaltelement (C) dazu ausgebildet ist, die zweite Zwischen welle (32) antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle (30) zu verbinden; ein viertes Schaltelement (D) dazu ausgebildet ist, den ersten Planetenrad satz (RS1) zu verblocken; und/oder ein fünftes Schaltelement (E) dazu ausgebildet ist, das erste Stirnradpaar an triebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) zu verbinden.

10. Aspekt Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Aspekte, wobei die Schaltelemente (A, B, C, D, E) als formschlüssige Schaltelemente ausge bildet sind; und/oder wenigstens zwei der Schaltelemente als Doppelschaltelement ausgebildet sind und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar sind.

11. Aspekt Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) für ein Kraftfahrzeug (10), mit: einem Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Aspekte; einer Verbrennungsmaschine (16), die mit der ersten Getriebeeingangs welle (24) verbindbar ist; und einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14), die mit der zweiten Getriebe eingangswelle (26) antriebswirksam verbunden ist.

12. Aspekt Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Aspekt 11, mit einer elektri schen Starter-Maschine, die insbesondere als Hochvolt-Startergenerator ausgebildet ist; wobei die elektrische Starter-Maschine (44) als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine (16) ansteuerbar ist; und/oder als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers (22) und/oder zum Ver sorgen von Nebenverbrauchern ansteuerbar ist.

13. Aspekt Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Aspekt 11 oder 12, wobei ein Abtrieb (38) des Hybridgetriebes (18) mit einer ersten Kraftfahrzeugachse antriebs wirksam verbindbar ist und eine zweite Kraftfahrzeugachse eine elektrische Achse mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20) umfasst.

14. Aspekt Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Aspekt 13, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine (14) als Generator zum Versorgen der zweiten elektri schen Antriebsmaschine (20) ansteuerbar ist, um einen seriellen Fahrmodus einzu richten.

15. Aspekt Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs (12) nach einem der Aspekte 11 bis 14.

16. Verfahren nach Aspekt 15, wobei ein Zustand Laden-in-Neutral (LiN) einen vom Abtrieb entkoppelten Leistungsfluss zwischen der ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) und der Verbrennungsma schine (16) bewirkt und durch Einlegen eines fünften Schaltelements (E) eingerichtet wird; und aus dem Zustand Laden-in-Neutral in eine von wenigstens drei Hybridgangstufen je weils durch Einlegen eines weiteren Schaltelements gewechselt wird.

17. Aspekt Kraftfahrzeug (10) mit: einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach einem der Aspekte 11 bis 14; und einem Energiespeicher (22) zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) und/oder der zweiten elektrischen Antriebsma schine (20).

Bezuqszeichen

10 Kraftfahrzeug

12 Kraftfahrzeug-Antriebsstrang

14 erste elektrische Antriebsmaschine

16 Verbrennungsmaschine

18 Hybridgetriebe

20 zweite elektrische Antriebsmaschine

22 Energiespeicher

24 erste Getriebeeingangswelle

26 zweite Getriebeeingangswelle

28 Abtriebswelle

30 erste Zwischenwelle

32 zweite Zwischenwelle

34 Vorgelegewelle

36 Kurbelwelle

38 Abtrieb

40 Hohlwelle

42 Schaltmatrix

44 elektrischer Starter-Maschine

A-E Schaltelemente

KO Verbrennungsmaschinenkupplung

RS1 erster Planetenradsatz

RS2 zweiter Planetenradsatz

ST1-ST3 Stirnradpaare

W0-W7 ergänzende Bezeichnung für Getriebewellen