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Patent Searching and Data


Title:
POWER-SHIFT HYBRID TRANSMISSION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/248075
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), with: a first transmission input shaft (24) for operative connection of the hybrid transmission to an internal combustion engine (16) of the motor vehicle; a second transmission input shaft (26) for operative connection of the hybrid transmission to a first electric drive machine (14) of the motor vehicle; a first intermediate shaft (28); a second intermediate shaft (30) which is drive-connected to the first transmission input shaft; a countershaft (32); spur gear pairs (ST1, ST2, ST3) arranged in a plurality of gear set planes for forming gear stages; a plurality of gear shifting devices with shifting elements (A, B, C, D, E, L) for engaging the gear stages; a planetary gear set which is connected to the second transmission input shaft, the first intermediate shaft and, via a spur gear pair, to the countershaft; and an output; wherein a connecting shifting element of the shifting elements is configured to drive-connect the second intermediate shaft to the second transmission input shaft; the gearwheels assigned to the second intermediate shaft, spur gear pairs and the associated shifting elements can be swapped in their axial sequence; and the gearwheels and the spur gear pairs, connected fixedly to the planetary gear set for conjoint rotation, and the planetary gear set and the associated shifting elements can be swapped in their axial sequence.

Inventors:
KUTTER FABIAN (DE)
BREHMER MARTIN (DE)
HORN MATTHIAS (DE)
KALTENBACH JOHANNES (DE)
MARTIN THOMAS (DE)
WECHS MICHAEL (DE)
BACHMANN MAX (DE)
ZIEMER PETER (DE)
PFANNKUCHEN INGO (DE)
BECK STEFAN (DE)
RADIC MLADJAN (DE)
MICHEL CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/083440
Publication Date:
December 01, 2022
Filing Date:
November 30, 2021
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
B60K6/387; B60K6/365; B60K6/48; B60K6/547
Domestic Patent References:
WO2018028747A12018-02-15
WO2021093930A12021-05-20
Foreign References:
DE102012219452A12014-04-24
DE102018219606A12020-05-20
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 (28); einer zweiten Zwischenwelle (30), die antriebswirksam mit der ersten Getrie beeingangswelle verbunden ist; einer Vorgelegewelle (32); in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren (ST1, ST2, ST3) zum Bilden von Gangstufen; mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, B, C, D, E, L) zum Einlegen der Gangstufen; einem Planeten radsatz, der mit der zweiten Getriebeeingangswelle, der ersten Zwischenwelle und über ein Stirnradpaar mit der Vorgelegewelle verbunden ist; und einem Abtrieb; wobei ein Verbindungsschaltelement der Schaltelemente dazu ausgebildet ist, die zweite Zwischenwelle antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle zu verbinden; die der zweiten Zwischenwelle zugeordneten Zahnräder, Stirnradpaare sowie die zugehörigen Schaltelemente in ihrer axialen Reihenfolge vertauschbar sind; und die mit dem Planetenradsatz drehfest verbundenen Stirnradpaare und Zahnrä der sowie der Planetenradsatz und die zugehörigen Schaltelemente in ihrer axialen Reihenfolge vertauschbar sind.

2. Hybridgetriebe (18) nach Anspruch 1 , wobei ein Differential des Abtriebs eine Differentialwelle umfasst, die als Vollwelle ausgebildet ist und von den Getriebewel len, insbesondere der ersten Zwischenwelle, zumindest abschnittsweise umgeben ist, wobei eine axiale Länge der Differentialwelle größer ist als eine axiale Länge der ersten Zwischenwelle und die Differentialwelle die erste Zwischenwelle vollständig durchdringt.

3. Hybridgetriebe (18) nach dem vorstehenden Anspruch, wobei die zweite Ge triebeeingangswelle (26), die erste Zwischenwelle (28), die zweite Zwischenwelle (30) und die Differentialwelle koaxial zueinander angeordnet sind; die erste Getriebeeingangswelle (24), die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle und die zweite Zwischenwelle als Hohlwellen ausgebildet sind; und die zweite Getriebeeingangswelle und die zweite Zwischenwelle die erste Zwi schenwelle zumindest abschnittsweise umgeben.

4. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Pla netenradträger des Planeten radsatzes (RS) über das Stirnradpaar mit der Vorgelege welle (32) verbunden ist; das Sonnenrad des Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) verbunden ist und das Hohlrad des Planetenradsatzes mit der ersten Zwischen welle (28) 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 das Hyb ridgetriebe genau drei gangbildende Stirnradpaare (ST1 , ST2, ST3) umfasst; und an der Vorgelegewelle (32) ein Abtriebszahnrad und ein Festrad des dritten Stirnradpaars angeordnet sind sowie eine Hohlwelle (34) mit jeweils einem Zahnrad des ersten Stirnradpaars und des zweiten Stirnradpaars angeordnet ist.

6. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Ab trieb des Hybridgetriebes ein Abtriebszahnrad umfasst, das mit einem Differential des Abtriebs in einer Radsatzebene angeordnet ist und vorzugsweise mit einem Differen tialkorb des Differentials kämmt.

7. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Zahnrad des ersten Stirnradpaars (ST1 ) und ein Zahnrad des zweiten Stirnradpaars (ST2) antriebswirksam miteinander verbunden sind; und die zweite Zwischenwelle (30) und ein weiteres Zahnrad des ersten Stirn radpaars antriebswirksam miteinander verbunden sind.

8. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Getriebeeingangswelle (24) eine Verbrennungsmaschinenkupplung (KO) zum lösba ren antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle mit der Verbren nungsmaschine (16) umfasst.

9. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit: einem ersten Schaltelement (A), das dazu ausgebildet ist, die erste Zwischen welle (28) antriebswirksam mittels des ersten Stirnradpaars (ST1 ) und des zweiten Stirnradpaars (ST2) mit der zweiten Zwischenwelle (30) zu verbinden, um eine wei tere Hybridgangstufe für das Hybridgetriebe zu schaffen; und/oder einem Festsetzschaltelement (E), das dazu ausgebildet ist, die erste Zwi schenwelle festzusetzen, um eine weitere Elektrogangstufe (E1 ) für das Hybridge triebe zu schaffen, wobei vorzugsweise das Festsetzschaltelement und ein zweites Schaltelement (B) mittels eines gemeinsamen Aktors betätigbar sind oder das Fest setzschaltelement mit einem dritten Schaltelement (C) ein Doppelschaltelement bil det.

10. Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein zweites Schaltelement dazu ausgebildet ist, die zweite Zwischenwelle an triebswirksam mittels des ersten Stirnradpaars mit der Vorgelegewelle zu verbinden; ein drittes Schaltelement dazu ausgebildet ist, die erste Zwischenwelle an triebswirksam mit der zweiten Zwischenwelle zu verbinden; und/oder ein viertes Schaltelement dazu ausgebildet ist, den Planeten radsatz zu verblo cken.

11 . Hybridgetriebe (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind; und/oder wenigstens zwei der Schaltelemente als Doppelschaltelement ausgebildet sind und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar sind.

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 verbindbar 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 oder 13, wobei ein Ab trieb (38) des Hybridgetriebes (18) mit einer ersten Kraftfahrzeugachse antriebswirk sam verbindbar ist und eine zweite Kraftfahrzeugachse eine elektrische Achse mit ei ner zweiten elektrischen Antriebsmaschine (20) umfasst.

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

16. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs (12) nach einem der Ansprüche 12 bis 15.

17. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, wobei eine Hybridgangstufe einen Antriebsleistungsfluss der Antriebsmaschinen zum Abtrieb bewirkt und durch Einlegen eines Schaltelements eingerichtet wird; und die Hybridgangstufe Varianten umfasst, die jeweils durch Einlegen weiterer Schaltelemente geschaffen werden, um eine definierte Drehzahl wenigstens einer von einem Antriebsleistungsfluss entkoppelten Getriebewelle zu schaffen.

18. Kraftfahrzeug (10) mit: einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach einem der Ansprüche 12 bis 15; und einem Energiespeicher (22) zum Speichern von Energie zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) und/oder der zweiten elektrischen An triebsmaschine (20).

Description:
Lastschaltbares Hvbridqetriebe

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 005 562 A1 betrifft ein Schaltgetriebe eines Hy bridantriebs 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 und drei oder vier Gangstufen zu schaffen. Insbesondere soll ein Hybridgetriebe geschaffen werden, mit dem elektrodynami sches Anfahren sowie elektrodynamische Schaltungen möglich sind. Weiterhin soll bevorzugt eine Antriebstrangkonfiguration realisiert werden, bei der das Hauptge triebe koaxial zu den Abtriebswellen positioniert ist, und die Verbrennungsmaschine achsparallel dazu angeordnet 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 Vorgelegewelle; in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren zum Bilden von Gangstufen; mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen zum Einlegen der Gangstufen; einem Planetenradsatz, der mit der zweiten Getriebeeingangswelle, der ersten Zwischenwelle und über ein Stirnradpaar mit der Vorgelegewelle verbunden ist; und einem Abtrieb; wobei ein Verbindungsschaltelement der Schaltelemente dazu ausgebildet ist, die zweite Zwischenwelle antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle zu verbinden; die der zweiten Zwischenwelle zugeordneten Zahnräder, Stirnradpaare sowie die zugehörigen Schaltelemente in ihrer axialen Reihenfolge vertauschbar sind; und die mit dem Planeten radsatz drehfest verbundenen Stirnradpaare und Zahnrä der sowie der Planetenradsatz und die zugehörigen Schaltelemente in ihrer axialen Reihenfolge vertauschbar 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 verbindbar 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 eine zweite 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 für eine Front- Queranordnung einer Verbrennungsmaschine, das auf einer Radachse angeordnet ist, geschaffen werden. Durch einen Planetenradsatz, der mit der zweiten Getriebeeingangswelle, einer ersten Zwischenwelle und über ein Stirnradpaar mit der Vorgelegewelle verbunden ist, kann ein EDA-Modus technisch einfach eingerichtet werden, der elektrodynamisches Anfahren und elektrodynami sche Schaltungen ermöglicht. Ferner kann wenigstens ein ECVT-Modus eingerichtet werden. Ein Verbindungsschaltelement ermöglicht eine vom Abtrieb entkoppelte Ver bindung zwischen der Verbrennungsmaschine und der ersten elektrischen Antriebs maschine. Durch die Vertauschbarkeit der Zahnräder, Stirnradpaare und zugehöri gen Schaltelemente kann ein hochvariables Hybridgetriebe geschaffen werden, das an verschiedene Bauraumanforderungen technisch einfach angepasst werden kann. Es versteht sich, dass ein optionales Festsetzschaltelement als zum Planetenradsatz zugehörig anzusehen ist, unabhängig von der Anordnung des Festsetzschaltele ments im Getriebe. Ferner sind Schaltelemente zum Verbinden von Getriebebautei len als beiden Getriebebauteilen zugehörig anzusehen. Mit dem Hybridgetriebe kann bevorzugt eine achsparallele Anbindung der ersten elektrischen Antriebsmaschine sowie der Verbrennungsmaschine erfolgen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst ein Differential des Abtriebs eine Diffe rentialwelle, die als Vollwelle ausgebildet ist und von den Getriebewellen, insbeson dere der ersten Zwischenwelle, zumindest abschnittsweise umgeben ist. Eine axiale Länge der Differentialwelle ist größer als eine axiale Länge der ersten Zwischen welle. Die Differentialwelle durchdringt die erste Zwischenwelle vollständig. Hierdurch kann ein kompakter Antriebsstrang geschaffen werden. Das Hybridgetriebe kann vor teilhaft um die Differentialwelle herum angeordnet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle, die zweite Zwischenwelle und die Differentialwelle koaxial zueinander angeordnet. Ergänzend sind die erste Getriebeeingangswelle, die zweite Getriebeeingangswelle, die erste Zwischenwelle und die zweite Zwischenwelle als Hohlwellen ausgebildet. Weiterhin ergänzend umgeben die zweite Getriebeeingangs welle und die zweite Zwischenwelle die erste Zwischenwelle zumindest abschnitts weise. Durch die Ausbildung der vorgenannten Wellen als Hohlwellen und die koaxi ale Anordnung kann eine Kompaktheit des Hybridgetriebes weiter verbessert wer den. Insbesondere ermöglichen die vorteilhafte koaxiale Anordnung und die Ausbildung der Wellen als Hohlwellen ein Anordnen des Hybridgetriebes um die Dif ferentialwelle herum.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Planetenradträger des Planeten radsatzes über das Stirnradpaar mit der Vorgelegewelle verbunden, wobei das Son nenrad des Planeten radsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist und das Hohlrad des Planetenradsatzes mit der ersten Zwischenwelle verbunden ist. Alternativ ist der Planetenradträger des Planeten radsatzes über das Stirnradpaar mit der Vorgelegewelle verbunden, wobei das Hohlrad des Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist und das Sonnenrad des Planetenrad satzes mit der ersten Zwischenwelle verbunden ist. Durch ein Verbinden des Son- nenrads mit der zweiten Getriebeeingangswelle und des Hohlrads mit der ersten Zwi schenwelle muss vorzugsweise von der ersten elektrischen Antriebsmaschine nur ein geringes Stützmoment beim elektrodynamischen Anfahren und bei elektrodynami schen Schaltungen aufgebracht werden. Ferner kann die erste elektrische Antriebs maschine bei einem elektrodynamischen Anfahren länger generatorisch betrieben werden, da mit zunehmender Fahrtgeschwindigkeit der generatorische Betrieb länger erhalten werden kann. Durch ein Verbinden des Hohlrads mit der zweiten Getriebe eingangswelle und des Sonnenrads mit der ersten Zwischenwelle, kann die erste elektrische Antriebsmaschine mit geringer Ausgleichsdrehzahl bei einem elektrody namischen Anfahren oder elektrodynamischen Schaltungen betrieben werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Hybridgetriebe genau drei gangbildende Stirnradpaare. Ergänzend sind an der Vorgelegewelle ein Abtriebs zahnrad und ein Festrad des dritten Stirnradpaars angeordnet sowie eine Hohlwelle mit jeweils einem Zahnrad des ersten Stirnradpaars und des zweiten Stirnradpaars. Hierdurch kann eine hohe Funktionalität und Variabilität bei einer hohen Kompaktheit des Hybridgetriebes erreicht werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst ein Abtrieb des Hybridgetriebes ein Abtriebszahnrad, das mit einem Differential des Abtriebs in einer Radsatzebene angeordnet ist und vorzugsweise mit einem Differentialkorb des Differentials kämmt. Hierdurch kann eine axiale und/oder radiale Kompaktheit des Hybridgetriebes weiter verbessert werden. Vorzugsweise kann insbesondere in Kombination mit einem An ordnen des Hybridgetriebes um die Differentialwelle herum eine Kompaktheit des Hybridgetriebes weiter erhöht werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind ein Zahnrad des ersten Stirn radpaars und ein Zahnrad des zweiten Stirnradpaars antriebswirksam miteinander verbunden. Ergänzend sind die zweite Zwischenwelle und ein weiteres Zahnrad des ersten Stirnradpaars antriebswirksam miteinander verbunden. Hierdurch kann tech nisch einfach bei einer hohen Kompaktheit des Hybridgetriebes eine vorteilhafte Übersetzung der Antriebsleistung der Verbrennungsmaschine über die entsprechend drehfest verbundenen Zahnräder der Stirnradpaare erfolgen. Ferner können diese Stirnradpaare weiter zur Einrichtung von Gangstufen verwendet werden.

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. Eine Verbrennungsmaschinenkupplung er möglicht das Entkoppeln der Verbrennungsmaschine vom Hybridgetriebe. Hierdurch kann ein hocheffizienter, rein elektrischer Fahrmodus eingerichtet werden. Durch eine Verbrennungsmaschinenkupplung in Form eines Reibschaltelements oder einer Reibkupplung kann ein sogenannter Schwungstart der Verbrennungsmaschine erfol gen. Zudem kann die Verbrennungsmaschinenkupplung in diesem Fall als Anfahrele ment für die Verbrennungsmaschine dienen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Hybridgetriebe ein erstes Schaltelement, das dazu ausgebildet ist, die erste Zwischenwelle antriebswirksam mittels des ersten Stirnradpaars und des zweiten Stirnradpaars mit der zweiten Zwi schenwelle zu verbinden, um eine weitere Hybridgangstufe für Hybridgetriebe zu schaffen. Ergänzend oder alternativ umfasst das Hybridgetriebe ein Festsetzschalt element, das dazu ausgebildet ist, die erste Zwischenwelle festzusetzen, um eine weitere Elektrogangstufe für das Hybridgetriebe zu schaffen, wobei vorzugsweise das Festsetzschaltelement mit einem zweiten Schaltelement mittels eines gemeinsamen Aktors schaltbar ist oder das Festsetzschaltelement mit einem dritten Schaltelement ein Doppelschaltelement bildet. Durch ein Festsetzschaltelement kann ein Planetenradsatzelement des Planetenradsatzes festgesetzt werden. Flierdurch kann für die erste elektrische Antriebsmaschine eine kurze Übersetzung mittels des Planetenradsatzes eingerichtet werden. Vorzugsweise kann die so geschaffene Gangstufe zum Rückwärtsfahren eingesetzt werden. Hierdurch ist ein hohes Achs- moment in einem seriellen Antriebsmodus möglich. Zudem sind geringere Anforde rungen an die maximale Fahrgeschwindigkeit beim Rückwärtsfahren gegeben. Es versteht sich, dass die so geschaffene Gangstufe auch bei Vorwärts- und Rückwärts fahrt als rein elektrischer Kriechgang verwendet werden kann. Dies ist beispielsweise in einem Parkhaus vorteilhaft, in dem begrenzte Geschwindigkeiten auftreten und kein verbrennungsmotorischer Betrieb erwünscht ist. Durch ein erstes Schaltelement kann eine weitere Gangstufe im Hybridgetriebe geschaffen werden. Beispielsweise kann eine erste Gangstufe durch das erste Schaltelement eingerichtet werden, wobei das erste Schaltelement besonders bevorzugt dazu ausgebildet ist, ein Losrad des zweiten Stirnradpaars antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle zu verbinden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein zweites Schaltelement dazu aus gebildet, die zweite Zwischenwelle antriebswirksam mittels des ersten Stirnradpaars mit der Vorgelegewelle zu verbinden. Ein drittes Schaltelement ist dazu ausgebildet, die erste Zwischenwelle antriebswirksam mit der zweiten Zwischenwelle zu verbin den. Ergänzend oder alternativ ist ein viertes Schaltelement dazu ausgebildet, den Planetenradsatz zu verblocken. Durch diese vorteilhafte Anordnung der Schaltele mente können mit dem Hybridgetriebe drei oder vier Hybrid- oder Verbrennungs gangstufen, wenigstens eine Elektrogangstufe, insbesondere zwei Elektrogangstufen und wenigstens ein elektrischer CVT-Modus, insbesondere zwei elektrische CVT- Modi, eingerichtet werden. Es kann ein variables und kompaktes Hybridgetriebe ge schaffen werden, mit dem ein elektrodynamisches Anfahren sowie elektrodynami sche Schaltungen für die Verbrennungsmaschine möglich sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schaltelemente als formschlüs sige Schaltelemente ausgebildet. Ergänzend oder alternativ sind wenigstens zwei der Schaltelemente als Doppelschaltelemente ausgebildet und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar. Durch formschlüssige Schaltelemente kann ein hocheffizientes und kostengünstiges Hybridgetriebe geschaffen werden. Durch we nigstens ein Doppelschaltelement kann der Aufbau und der Betrieb des Hybridgetrie bes vereinfacht sein. Insbesondere kann ein Doppelschaltelement mittels eines einzi gen 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 Kraft fahrzeug-Antriebsstrang geschaffen werden. Insbesondere kann der Kraftstoffver brauch 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 einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Abtrieb des Hybridgetriebes mit einer ersten Kraftfahrzeug achse antriebswirksam verbindbar, wobei eine zweite Kraftfahrzeugachse eine elektrische Achse mit einer dritten elektrischen Antriebsma schine umfasst. Hierdurch kann technisch einfach ein Hybridantriebsstrang mit All radantrieb geschaffen werden. Ferner kann durch den Kraftfahrzeug-Antriebsstrang ein zugkraftunterbrechungsfreies Schalten technisch einfach ermöglicht werden, da die elektrische Achse bei Schaltungen im Hybridgetriebe die Zugkraft aufrechterhal ten kann. Zudem kann ein ausfallsicherer Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug ge schaffen werden, da im Falle eines aufgebrauchten Energiespeichers für die elektri sche Antriebsmaschine ein sogenannter serieller Fahrmodus einrichtbar ist. Bei dem seriellen Fahrmodus wird vorzugsweise die erste elektrische Antriebsmaschine 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 eine Hybridgangstufe einen An triebsleistungsfluss der Antriebsmaschinen zum Abtrieb und wird durch Einlegen ei nes Schaltelements eingerichtet. Ergänzend umfasst die Hybridgangstufe Varianten, die jeweils durch Einlegen weiterer Schaltelemente geschaffen werden, um eine defi nierte Drehzahl wenigstens einer von einem Antriebsleistungsfluss entkoppelten Ge triebewelle zu schaffen. Hierdurch kann ein Schalten in eine weitere Gangstufe, ein Schalten in einen elektrodynamischen Überlagerungszustand und/oder ein Zustarten der Verbrennungsmaschine zu ermöglicht verteilhaft vorbereitet und durchgeführt werden. Hierdurch kann ein komfortables Schalten im Hybridgetriebe erreicht wer den. Insbesondere kann zugkraftunterbrechungsfrei zwischen den Varianten ge wechselt werden und so ein Lastschalten zwischen den Hybridgangstufen ermöglicht werden. Ferner kann die erste elektrische Antriebsmaschine durch die definierte Drehzahl in einem bevorzugten Drehzahlniveau sowie einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden. Insbesondere kann hierdurch jede serielle Schaltung durch einen elektrodynamischen Überlagerungszustand zugkraftunterbrechungsfrei durchgeführt werden.

Ein Festsetzen eines Elements eines Planeten radsatzes 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, wel che zu einer permanenten Übertragung einer Drehzahl, eines Drehmoments und/o der 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 Energiespeicher zu 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 Synchronisa tion kann ein Gangwechsel schneller erfolgen, vorzugsweise können dabei form schlüssige 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 einer weiteren 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 Planeten radsätze 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 2a eine schematische Darstellung einer Variante eines erfindungsgemä ßen Flybridgetriebes;

Figur 2b eine schematische Darstellung einer alternativen Variante eines erfin dungsgemäßen Hybridgetriebes;

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

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

Figur 4a eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 4b eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 5a eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 5b eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 6a eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 6b eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 7a schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes gemäß der Figu ren 5a und 6a; Figur 7b schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes gemäß der Figu ren 5b und 6b;

Figur 8a eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 8b eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 9a eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 9b eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 10a schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes gemäß der Fi gur 9a;

Figur 10b schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes gemäß der Fi gur 9b;

Figur 11a eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 11 b eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 12a eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 12b eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 13a eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 13b eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

Figur 14a eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;

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

Figur 15b 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, eine Verbrennungsmaschine 16 und ein Hybridgetriebe 18 auf. Das Hybridgetriebe 18 ist mit einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 umfasst in dem gezeigten Beispiel ferner eine optionale 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, also dass das Hybridgetriebe 18 mit der Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden ist und die Vorderachse des Kraft fahrzeugs die elektrische Achse umfasst. Mittels des Kraftfahrzeug-Antriebs strangs 12 wird Antriebsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14, der Verbrennungsmaschine 16 und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 den Rädern des Kraftfahrzeugs 10 zugeführt. Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner ei nen Energiespeicher 22 auf, um Energie zu speichern, die zum Versorgen der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 und/oder der zweiten elektrischen Antriebsma schine 20 dient.

Figur 2a zeigt eine Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 18 in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12. Das Hybridgetriebe 18 weist eine erste Getriebeein gangswelle 24 und eine zweite Getriebeeingangswelle 26 auf, die dazu ausgebildet sind, Antriebsleistung der Antriebsmaschinen in das Hybridgetriebe 18 zu übertra gen. Das Hybridgetriebe 18 weist ferner eine erste Zwischenwelle 28 und eine zweite Zwischenwelle 30 auf. Die vorgenannten Getriebewellen 24, 26, 28, 30 sind als Hohl wellen ausgebildet.

Das Hybridgetriebe 18 umfasst ferner eine Vorgelegewelle 32, an der eine Hohl welle 34 angeordnet ist. Weiterhin umfasst das Hybridgetriebe 18 einen Planetenradsatz RS sowie insgesamt drei gangbildende Stirnradpaare, die mit ST1 bis ST3 bezeichnet sind.

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 Getriebeeingangswelle 26 ist über ein Festrad und eine Kette antriebs wirksam mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 verbunden.

Die erste Getriebeeingangswelle 24 ist antriebswirksam, vorzugsweise mittels einer Kette, mit einem an der zweiten Zwischenwelle 30 angeordneten Festrad verbunden.

Ferner umfasst das Flybridgetriebe 18 in dem gezeigten Beispiel fünf Schaltele mente A bis D und L.

Ein Sonnenrad des Planetenradsatzes RS ist antriebswirksam mit der zweiten Ge triebeeingangswelle 26 verbunden. Ein Planetenradträger des Planetenradsatzes RS ist antriebswirksam mit einem Stirnrad des dritten Stirnradpaars ST3 verbunden, wo bei das weitere Zahnrad des Stirnradpaars ST3 als Festrad ausgebildet ist und der Vorgelegewelle 32 zugeordnet ist.

Ein Hohlrad des Planetenradsatzes RS ist antriebswirksam mit der ersten Zwischen welle 28 verbunden.

Ein erstes Stirnradpaar ST1 weist ein Festrad auf, das antriebswirksam an der Hohl welle 34 angeordnet ist. Ein weiteres Festrad des ersten Stirnradpaars ST1 ist an der zweiten Zwischenwelle 30 angeordnet.

Ein Zahnrad des zweiten Stirnradpaars ST2 ist ebenfalls an der Hohlwelle 34 ange ordnet. Das zweite Stirnradpaar ST2 umfasst ein Losrad, das an der ersten Zwi schenwelle 28 angeordnet ist. Dieses Losrad kann durch Einlegen des ersten Schalt elements A antriebswirksam mit der ersten Zwischenwelle 28 und durch Einlegen eines Verbindungsschaltelements L antriebswirksam mit der zweiten Getriebeein gangswelle 26 verbunden werden kann.

Die Hohlwelle 34 kann durch Einlegen eines zweiten Schaltelements B antriebswirk sam mit der Vorgelegewelle 32 verbunden werden.

Die zweite Zwischenwelle 30 kann durch Einlegen eines dritten Schaltelements C an triebswirksam mit der ersten Zwischenwelle 28 verbunden werden.

Durch Einlegen eines vierten Schaltelements D kann der Planetenradsatz RS ver blockt werden, indem das Hohlrad des Planetenradsatzes RS antriebswirksam mit dem Sonnenrad des Planetenradsatzes RS verbunden wird.

Die Schaltelemente A bis D und L sind vorzugsweise als unsynchronisierte, bei spielsweise Klauenschaltelemente ausgebildet. Ferner sind das erste Schaltele ment A und das dritte Schaltelement C sowie das vierte Schaltelement D und das Verbindungschaltelement L zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst.

An der Vorgelegewelle 32 ist ferner ein viertes Stirnradpaar ST4 angeordnet, das An triebsleistung aus dem Hybridgetriebe 18 in einen Abtrieb 38 des Hybridgetriebes überträgt.

Der Abtrieb 38 umfasst vorzugsweise ein Differential mit einer Differentialwelle, wo bei die Differentialwelle als Vollwelle ausgebildet ist und das Hybridgetriebe 18 und insbesondere die erste Zwischenwelle 28 vollständig durchdringt. Mit anderen Wor ten kann das Hybridgetriebe 18 um die Differentialwelle herum angeordnet werden. Das Differential des Abtriebs 38 kann beispielsweise als Kugeldifferential, Stirnraddif ferential oder Planetenraddifferential ausgebildet sein.

Vorzugsweise wird das Hybridgetriebe 18 folglich um eine Differentialwelle herum an einer Vorderachse angeordnet, wobei die Verbrennungsmaschine 16 sowie die erste elektrische Antriebsmaschine 14 achsparallel hierzu angeordnet sind. Figur 2b zeigt eine schematische Darstellung einer alternativen Variante eines erfin dungsgemäßen Hybridgetriebes 18. Im Unterschied zu der in Figur 2a gezeigten Ausführungsform weist das Hybridgetriebe 18 gemäß der Figur 2b kein erstes Schalt element A auf. Hierdurch reduziert sich die Anzahl der Hybridgangstufen des Hybrid getriebes 18 gemäß der Figur 2b auf drei Hybridgangstufen. Ferner sind die Anbin dungen des Planetenradsatzes RS getauscht, wobei die zweite Getriebeeingangs welle 26 antriebswirksam mit einem Hohlrad des Planetenradsatzes RS verbunden ist. Die erste Zwischenwelle 28 ist antriebswirksam mit einem Sonnenrad des Plane tenradsatzes RS verbunden.

In Figur 3a sind schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes 18 gemäß der Figur 2a in einer Schaltmatrix 40a gezeigt. In einer ersten Spalte der Schaltmat rix 40a sind die Hybridgangstufen H1 bis H4, eine Elektrogangstufe E2, zwei elektro dynamische Überlagerungszustände ECVT1 , ECVT2 und der Zustand Laden-in- Neutral LiN gezeigt. In der zweiten bis sechsten Spalte sind die Schaltzustände der Schaltelemente A bis D und des Verbindungsschaltelements L gezeigt, wobei ein "X" bedeutet, dass das jeweilige Schaltelement geschlossen ist, also die zugeordneten Getriebebauteile antriebswirksam miteinander verbindet. Sofern kein Eintrag vorhan den ist, ist davon auszugehen, dass das entsprechende Schaltelement offen ist, also keine Antriebsleistung überträgt.

Zum Einrichten der ersten Hybridgangstufe H1 sind das erste Schaltelement A und das Verbindungsschaltelement L 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 Verbindungsschaltelements L eingerichtet wer den.

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 Verbindungsschaltelements L 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 E2 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, bei dem die Verbrennungsmaschine 16 antriebswirk sam mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine verbunden ist, kann durch Schlie ßen des Verbindungsschaltelements L eingerichtet werden.

Zum Einrichten der zweiten Hybridgangstufe H2 ist folglich das zweite Schaltele ment B zu schließen, wobei die alternativen Varianten durch das Schließen weiterer Schaltelemente definierte Drehzahlen an den Getriebewellen und insbesondere der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 einrichten.

Zum verbrennungsmotorischen bzw. hybriden Fahren stehen vier mechanische Hauptfahrgänge für die Verbrennungsmaschine 16 zur Verfügung. In der ersten Hy bridgangstufe H1 sind das erste Schaltelement A und das Verbindungsschaltele ment L geschlossen. Die Verbrennungsmaschine 16 wird folglich über das erste Stirnradpaar ST 1 , das zweite Stirnradpaar ST2, den durch das erste Schaltelement A und das Verbindungsschaltelement L verblockten Planetenradsatz RS, das dritte Stirnradpaar ST3 und das Abtriebsstirnradpaar ST4 mit dem Abtrieb 38 und insbe sondere einem Differential des Abtriebs verbunden. Die zweite Hybridgangstufe H2 wird durch ein geschlossenes zweites Schaltele ment B über das erste Stirnradpaar ST1 und das Abtriebsstirnradpaar ST4 erzeugt. Durch zusätzliches Schließen des ersten Schaltelements A, des Verbindungsschalt elements L oder des dritten Schaltelements C kann eine Schaltung vorbereitet wer den oder das Drehzahlniveau der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 verändert werden.

Die dritte Hybridgangstufe H3 ist eine leistungsverzweigte Gangstufe, bei der der Planetenradsatz RS als Summationsgetriebe fungiert. Hierbei sind das dritte Schalt element C und das Verbindungsschaltelement L geschlossen.

In der vierten Hybridgangstufe ist die Verbrennungsmaschine 16 über den verblock ten Planetenradsatz RS, das dritte Stirnradpaar ST3 und das Abtriebsstirn radpaar ST4 mit dem Abtrieb 38 und insbesondere einem Differential des Abtriebs 38 verbunden.

Zum elektrischen Fahren steht die Elektrogangstufe E2 zur Verfügung, in der das vierte Schaltelement D geschlossen ist. Der Planeten radsatz RS ist somit verblockt. Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 verwendet damit eine eigene Vorüberset zung, die bei der Anbindung an die zweite Getriebeeingangswelle 26 eingerichtet wird, sowie das dritte Stirnradpaar ST3 und das Abtriebsstirnradpaar ST4. Mit der elektrischen Gangstufe E2 kann der gesamte Geschwindigkeitsbereich des Fahr zeugs abgedeckt werden. Eine Verbindung zur Verbrennungsmaschine 16 ist im Hybridgetriebe 18 in Neutralstellung geschaltet, also das erste Schaltelement A, das zweite Schaltelement B und das dritte Schaltelement C sind offen. Sofern eine Ver brennungsmaschinenkupplung vorhanden ist, kann diese geöffnet oder geschlossen sein.

Ist das erste Schaltelement A geschlossen, entsteht ein elektrodynamischer Überla gerungszustand ECVT1 am Planeten radsatz RS. Die Verbrennungsmaschine 16 ist dann über das erste Stirnradpaar ST1 und das zweite Stirnradpaar ST2 mit dem Hohlrad des Planetenradsatzes RS verbunden. Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 stützt am Sonnenrad des Planetenradsatzes RS das Drehmo ment der Verbrennungsmaschine 16 ab, wobei der Planetenradträger des Planeten radsatzes RS über das dritte Stirnradpaar ST3 und das Abtriebsstirnradpaar ST4 mit dem Abtrieb 38 verbunden ist. In diesem Zustand ist ein EDA-Anfahren vorwärts möglich. Aus dem ersten elektrodynamischen Überlagerungszustand ECVT1 kann die Verbrennungsmaschine 16 in die erste Hybridgangstufe H1 und die erste Vari ante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 geschaltet werden, weil das erste Schaltele ment A in diesen Gangstufen jeweils geschlossen ist.

Ein weiterer elektrodynamischer Überlagerungszustand, ECVT2, entsteht durch Schließen des dritten Schaltelements C. Die Verbrennungsmaschine 16 ist dann di rekt mit dem Hohlrad des Planeten radsatzes RS verbunden, die erste elektrische An triebsmaschine 14 stützt am Sonnenrad das Moment der Verbrennungsmaschine 16 ab, wobei der Planetenradträger des Planetenradsatzes RS über das dritte Stirnrad paar ST3 und das Abtriebsstirnradpaar ST4 mit dem Abtrieb 38 verbunden ist. Hier durch ist ein weiterer EDA-Zustand, der vorwärtsgerichtet ist, möglich. Aus dem zwei ten elektrodynamischen Überlagerungszustand ECVT2 kann für die Verbrennungs maschine 16 die dritte Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3, die dritte Hybrid gangstufe H3 und die vierte Hybridgangstufe H4 geschaltet werden, weil das dritte Schaltelement C in diesen Gangstufen jeweils geschlossen ist.

Folglich sind die folgenden elektrodynamischen Lastschaltungen möglich. Eine Schaltung von der ersten mechanischen Gangstufe in die zweite mechanische Gang stufe kann elektrodynamisch durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 erfol gen, wobei das erste Schaltelement A geschlossen bleibt und von der ersten Hybrid gangstufe H1 in die erste Variante der zweiten Hybridgangstufe 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 kann von der dritten Variante der zwei ten Hybridgangstufe H2.3 in die dritte Hybridgangstufe H3 gewechselt werden. Eine Schaltung von der dritten in die vierte Gangstufe ist ebenfalls elektrodynamisch durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 möglich, wobei das dritte Schaltele ment C geschlossen bleibt. Ein Übergang von der dritten Hybridgangstufe H3 in die vierte Hybridgangstufe H4 ist hierdurch möglich.

Der erste elektrodynamische Überlagerungszustand ECVT1 wird folglich zum Anfah ren und für die Lastschaltungen von der ersten Hybridgangstufe H1 in die erste Vari ante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 genutzt. Der zweite elektrodynamische Über lagerungszustand ECVT2 wird folglich für die Lastschaltung von der dritten Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 in die dritte Hybridgangstufe H3 und von 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 dieser Gangstufe das beste Drehzahlniveau und auch der beste Wirkungsgrad für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 er reicht wird .

Eine Schaltung von der dritten Hybridgangstufe H3 in die vierte Hybridgangstufe H4 kann beispielsweise wie folgt erfolgen. Im Ausgangszustand, der dritten Hybridgang stufe H3, sind das dritte Schaltelement C und das Verbindungsschaltelement L ge schlossen. Die Momente der Verbrennungsmaschine 16 und der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 werden so eingestellt, dass einerseits das gewünschte Ab triebsmoment bereitgestellt wird und andererseits das auszu legende Verbindungs schaltelement L lastfrei wird. Es versteht sich, dass das Verbindungsschaltelement L vorzugsweise als Klauenschaltelement ausgebildet ist. Sodann wird das Verbin dungsschaltelement L geöffnet. Die Momente der Verbrennungsmaschine 16 und der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 werden so eingestellt, dass einerseits das gewünschte Abtriebsmoment bereitgestellt wird und andererseits die Drehzahl der Verbrennungsmaschine 16 absinkt. Ist das einzulegende vierte Schaltelement D syn chron, wird es geschlossen. Dadurch ist die vierte Hybridgangstufe H4 für die Verbrennungsmaschine 16 mechanisch geschaltet, also das dritte Schaltelement C und das vierte Schaltelement D geschlossen.

Rückschaltungen erfolgen analog zu den Hochschaltungen, nur in umgekehrter Ab lauffolge. Es versteht sich, dass auch Schubschaltungen möglich sind, da die erste elektrische Antriebsmaschine auch Moment am Planetenradsatz RS bremsend ab stützen kann.

Ist nur das Verbindungsschaltelement L geschlossen, kann die erste elektrische An triebsmaschine 14 unabhängig vom Abtrieb 38 mit der Verbrennungsmaschine 16 verbunden werden. Die erste elektrische Antriebsmaschine 14 und die Verbren nungsmaschine 16 drehen dann in einem festen Verhältnis zueinander. Hierdurch kann einerseits ein Start der Verbrennungsmaschine 16 mittels der ersten elektri schen Antriebsmaschine 14 erfolgen. Andererseits kann die erste elektrische An triebsmaschine 14 auch als Generator betrieben werden und einen elektrischen Energiespeicher 22 laden oder elektrische Verbraucher versorgen.

Es versteht sich, dass der Verbraucher auch eine zweite elektrische Antriebsma schine 20 sein kann, die beispielsweise die andere Fahrzeugachse antreibt, es kann also eine elektrische Achse betrieben werden. Ein Übergang vom Zustand Laden-in- Neutral LiN ist in die erste Hybridgangstufe H1 , die zweite Variante der zweiten Hyb ridgangstufe H2.2 und die dritte Hybridgangstufe H3 möglich, weil in diesen Schaltzu ständen das Verbindungsschaltelement L jeweils geschlossen ist.

Ist im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 eine elektrische Achse vorhanden, kann eine E-CVT-Funktion eingerichtet werden. Die elektrodynamischen Überlagerungszu stände ECVT1 , ECVT2 sind leistungsverzweigte E-CVT-Fahrbereiche für die Ver brennungsmaschine 16, bei denen auch ein batterieneutraler Betrieb möglich ist.

Ferner kann ein serielles Fahren erfolgen, bei dem das Hybridgetriebe 18 in den Zu stand Laden-in-Neutral LiN geschaltet wird. In diesem Zustand kann die erste elektri sche Antriebsmaschine 14 generatorisch von der Verbrennungsmaschine 16 betrieben werden und die so erzeugte Energie der zweiten elektrischen Antriebsma schine 20 zur Verfügung gestellt werden.

Aus der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 20 kann eine Zugkraftunterstützung 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, wenn zu erst rein elektrisch mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 gefahren wird und ein Start der Verbrennungsmaschine 16 mittels der ersten elektrischen Antriebs maschine 14 erfolgen soll, wobei das Hybridgetriebe 18 vorzugsweise in Neutral ge schaltet ist. Ein weiteres Beispiel ist ein serielles Schalten. Bei einem geschlossenen Verbindungsschaltelement L erfolgt ein beliebiger Wechsel zwischen der ersten Hyb ridgangstufe H1 , der zweiten Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.2 und der drit ten Hybridgangstufe H3. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die erste elektrische Antriebsmaschine 14 unterbrechungsfrei generatorisch arbeiten kann und so sowohl das Bordnetz als auch die zweite elektrische Antriebsmaschine 20 mit elektrischer Leistung versorgen kann.

In Figur 3b ist eine Schaltmatrix 40b gezeigt, die in analoger Weise zur Schaltmat rix 40a die Schaltzustände für das Hybridgetriebe 18 gemäß der Figur 2b darstellt.

Zum Einrichten der ersten Hybridgangstufe H1 sind das zweite Schaltelement B und das dritte Schaltelement C zu schließen.

Eine zweite Hybridgangstufe H2 wird durch Schließen des dritten Schaltelements C und des Verbindungsschaltelements L eingerichtet.

Eine dritte Hybridgangstufe H3 wird durch Schließen des dritten Schaltelements C und des vierten Schaltelements D eingerichtet.

Eine Elektrogangstufe E2 wird durch Schließen des vierten Schaltelements D einge richtet. Ein elektrodynamischer Überlagerungsbereich ECVT wird durch Schließen des drit ten Schaltelements C eingerichtet.

Der Zustand Laden-in-Neutral kann durch Schließen des Verbindungsschaltele ments L eingerichtet werden.

Folglich ist durch die Einsparung des Schaltelements A, also das Weglassen des Schaltelements A, nur eine Variante der zweiten Hybridgangstufe möglich. Ferner kann nur ein ECVT-Modus eingerichtet werden.

Elektrodynamische Lastschaltungen können wie folgt erfolgen. Eine Schaltung von der ersten Gangstufe in die zweite Gangstufe kann elektrodynamisch durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 erfolgen, wobei das dritte Schaltelement geschlos sen bleibt. Es findet ein Wechsel von der ersten Hybridgangstufe H1 in die zweite Hybridgangstufe H2 statt.

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. Es erfolgt ein Wechsel von der zweiten Hybrid gangstufe H2 in die dritte Hybridgangstufe H3.

Ferner ist eine elektrodynamische Lastschaltung von der ersten in die dritte Gang stufe elektrodynamisch durch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 möglich, wo bei das dritte Schaltelement C geschlossen bleibt. Es erfolgt ein Wechsel von der ersten Hybridgangstufe H1 in die dritte Hybridgangstufe H3.

Der einzige ECVT-Zustand wird folglich zum Anfahren und für die Lastschaltung von der ersten Hybridgangstufe H1 in die zweite Hybridgangstufe H2, von der zweiten Hybridgangstufe H2 in die dritte Hybridgangstufe H3 und von der ersten Hybridgang stufe H1 in die dritte Hybridgangstufe H3 genutzt. Folglich sind keine Vorwahlschal tungen nötig, um von der ersten Hybridgangstufe H1 bis in die dritte Hybridgang stufe H3 durchzuschalten. Eine Schaltung von der zweiten Hybridgangstufe H2 in die dritte Hybridgangstufe H3 kann beispielsweise wie folgt erfolgen. In der Hybridgangstufe H2 sind das dritte Schaltelement C und das Verbindungsschaltelement L geschlossen. Die Momente der Verbrennungsmaschine 16 und der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 werden so eingestellt, dass einerseits das gewünschte Abtriebsmoment bereitgestellt wird und andererseits das auszulegende Verbindungsschaltelement L lastfrei wird. Das Verbindungsschaltelement L wird sodann geöffnet. Die Momente der Verbren nungsmaschine 16 und der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 werden so ein gestellt, dass einerseits das gewünschte Abtriebsmoment bereitgestellt wird und an dererseits die Drehzahl der Verbrennungsmaschine 16 absinkt. Ist das einzu legende vierte Schaltelement D synchron, wird es geschlossen. Dadurch ist die dritte Hybrid gangstufe H3 für die Verbrennungsmaschine 16 mechanisch geschaltet.

Rückschaltungen erfolgen analog zu Hochschaltungen, nur in umgekehrter Ablauf folge. Es versteht sich, dass auch Schubschaltungen möglich sind, da die erste elek trische Antriebsmaschine 14 Moment am Planetenradsatz RS bremsend abstützen kann.

In den Figuren 4a und 4b sind weitere Varianten der Hybridgetriebe 18 gemäß den Figuren 2a und 2b gezeigt, wobei in den Figuren 4a und 4b die Anbindung des Pla netenradsatzes RS geändert ist. Insbesondere sind die Bindungen am Sonnenrad und Hohlrad des Planeten radsatzes RS getauscht. Der Abtrieb, also das dritte Stirn radpaar ST3, bleibt dem Planetenradträger des Planetenradsatzes RS zugeordnet.

In der Figur 4a ist die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Hohlrad des Plane tenradsatzes RS und die erste Zwischenwelle 28 am Sonnenrad des Planetenradsat zes RS angebunden. Hierdurch kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 am Hohlrad das Planetenradsatzes RS mit geringerer Ausgleichsdrehzahl bei einem elektrodynamischen Anfahren oder elektrodynamischen Schaltungen betrieben wer den. Das führt zu einem hohen Stützmoment der ersten elektrischen Antriebsma schine 14 am Hohlrad bei einem elektrodynamischen Anfahren oder elektrodynami schen Schaltungen. Ferner kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 beim elektrodynamischen Anfahren weniger lang generatorisch betrieben werden, da mit zunehmender Fahrtgeschwindigkeit der generatorische Betrieb früher verlassen wird.

In der Figur 4b ist die erste elektrische Antriebsmaschine 14 mit dem Sonnenrad des Planetenradsatzes RS verbunden, wobei die erste Zwischenwelle 28 am Flohlrad des Planetenradsatzes RS angebunden ist. Flierdurch benötigt die erste elektrische An triebsmaschine 14 nur ein geringes Stützmoment beim elektrodynamischen Anfahren und bei elektrodynamischen Schaltungen. Ferner kann die erste elektrische Antriebs maschine 14 bei einem elektrodynamischen Anfahren länger generatorisch betrieben werden, da mit zunehmender Fahrtgeschwindigkeit der generatorische Betrieb länger erhalten werden kann. Jedoch wird die erste elektrische Antriebsmaschine 14 beim elektrodynamischen Anfahren oder elektrodynamischen Schaltungen mit höherer Ausgleichsdrehzahl betrieben.

In den Figuren 5a und 5b sowie 6a und 6b sind weitere Varianten von erfindungsge mäßen Hybridgetrieben 18 gezeigt, wobei im Unterschied zu den in Figuren 2a und 2b gezeigten Ausführungsformen eine Verbrennungsmaschinenkupplung KO an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet ist. In den Ausführungsformen gemäß den Figuren 5a und 6a ist die Verbrennungsmaschinenkupplung KO als formschlüssi ges Schaltelement ausgebildet. In den Ausführungsformen gemäß den Figuren 5b und 6b ist die Verbrennungsmaschinenkupplung als Reibschaltelement ausgebildet.

Es versteht sich, dass das Hybridgetriebe 18 prinzipiell auch ohne Verbrennungsma schinenkupplung KO betrieben werden kann. Jedoch kann eine Verbrennungsma schinenkupplung KO aus funktionssicherheitstechnischen Gründen notwendig sein.

In den Figuren 7a und 7b sind in Schaltmatrizen 42a, 42b die Schaltzustände der Hybridgetriebe 18 gemäß den Figuren 5a, 5b, 6a, 6b gezeigt. Im Unterschied zu den entsprechenden Schaltmatrizen 40a, 40b der Figuren 3a und 3b sind die Schaltzu stände der Verbrennungsmaschinenkupplung KO jeweils mitaufgenommen. Mit Aus nahme der Elektrogang stufe E2 ist die Verbrennungsmaschinenkupplung KO in allen weiteren Schaltzuständen zu schließen. Die übrigen Schaltelemente werden analog zu den Schaltmatrizen 40a, 40b gemäß den Figuren 3a und 3b geschaltet. In der Elektrogangstufe E2 kann die Verbrennungsmaschinenkupplung KO ebenfalls ge schlossen werden, beispielsweise um die Verbrennungsmaschine 16 zu starten, das ist in den Figuren durch ein in Klammern gesetztes "X" dargestellt.

In den Figuren 8a und 8b sind weitere Varianten von Flybridgetrieben 18 gezeigt. Im Unterschied zu den in Figuren 2a und 2b gezeigten Ausführungsformen ist das zweite Schaltelement B an einer Außenseite der Hybridgetriebe 18 auf der Vorgele gewelle 32 angeordnet. Hierdurch können drei voneinander axial versetzte Schalt gassen in den Hybridgetrieben 18 geschaffen werden, was die räumliche Anordnung der Schaltgabeln begünstigen kann. Insbesondere ist zwischen dem dritten Stirnrad paar ST3 und dem zweiten Stirnradpaar ST2 auf der Vorgelegewelle 32 kein Schalt element mehr angeordnet.

In den Figuren 9a und 9b sind weitere Varianten von erfindungsgemäßen Hybridge trieben 18 gezeigt. Im Unterschied zu den bisher offenbarten Ausführungsformen von Hybridgetrieben 18 umfassen in den gezeigten Beispielen die Hybridgetriebe 18 ein Festsetzschaltelement E. Das Festsetzschaltelement E ist jeweils an einer Getriebe außenseite angeordnet und dazu ausgebildet, die erste Zwischenwelle 28 festzuset zen, also beispielsweise mit einem Getriebegehäuse drehfest zu verbinden.

In dem in Figur 9a gezeigten Beispiel ist das zweite Schaltelement B ebenfalls an der Getriebeaußenseite angeordnet und weist vorzugsweise mit dem Festsetzschaltele ment E einen gemeinsamen Aktor auf.

In dem in Figur 9b gezeigten Beispiel ist das zweite Schaltelement B in einer Getrie bemitte angeordnet, wobei das dritte Schaltelement C und das Festsetzschaltele ment E zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst sind.

In den Figuren 10a und 10 b sind die Schaltzustände der Hybridgetriebe gemäß den Figuren 9a und 9b in Schaltmatrizen 44a, 44b gezeigt, wobei die Schaltmatri zen 44a, 44b analog zu den in den Figuren 3a und 3b gezeigten Schaltmatri zen 40a, 40b ausgeführt sind. Diese sind lediglich um den Schaltzustand des Fest setzschaltelements E ergänzt, wobei durch das Festsetzschaltelement E eine weitere Elektrogangstufe E1 eingerichtet werden kann. Hierzu ist das Festsetzschaltele ment E als einziges Schaltelement zu schließen.

In den Figuren 11a und 11b sind weitere Varianten von erfindungsgemäßen Hybrid getrieben 18 gezeigt. Im Unterschied zu den in den Figuren 2a und 2b gezeigten Ausführungsformen ist das dritte Schaltelement C axial außen an einer Getriebeseite angeordnet, wobei in der in Figur 11a gezeigten Ausführungsform das dritte Schalt element C mit dem ersten Schaltelement A zu einem Doppelschaltelement zusam mengefasst ist. Folglich ist das erste Schaltelement A in dieser Ausführungsform ebenfalls an einer Getriebeseite angeordnet. Hierdurch sind das zweite Stirnrad paar ST2 und eine Anbindung der ersten Getriebeeingangswelle 24 an das Hybrid getriebe 18 axial benachbart zueinander angeordnet.

In den Figuren 12a und 12b sind weitere Varianten von erfindungsgemäßen Hybrid getrieben 18 gezeigt. Im Unterschied zu den in den Figuren 2a und 2b gezeigten Ausführungsformen sind die axiale Anordnung des Planetenradsatzes RS und des dritten Stirnradpaars ST3 getauscht. Das dritte Stirnradpaar ST3 ist folglich neben dem Abtriebsstirnradpaar ST4 bzw. neben einem Differential des Abtriebs 38 ange ordnet. Vorteilhaft dabei ist, dass ein Zahnrad des dritten Stirnradpaars ST3, das auf der Hauptachse angeordnet ist, in den gezeigten Beispielen auf der ersten Hohlwel lenebene und nicht mehr auf der dritten Hohlwellenebene angeordnet ist.

In den Figuren 13a und 13b sind weitere Varianten von erfindungsgemäßen Hybrid getrieben 18 gezeigt, wobei im Unterschied zu den in den Figuren 12a und 12b ge zeigten Ausführungsformen die Radsatzebenen der Anbindung der ersten elektri schen Antriebsmaschine 14 und des Planeten radsatzes RS getauscht sind. Eine der artige Anordnung kann insbesondere aus Bauraumanforderungen vorteilhaft sein. Insbesondere kann hierdurch die erste elektrische Antriebsmaschine 14 näher am Abtrieb 38 angeordnet werden.

In den Figuren 14a und 14b sind weitere Varianten von Hybridgetrieben 18 gezeigt, wobei im Unterschied zu den in den Figuren 2a und 2b gezeigten Ausführungsfor men eine Anbindung der ersten Getriebeeingangswelle 24 zur zweiten Zwischenwelle 30 axial außen am Hybridgetriebe 18 angeordnet ist. Mit anderen Worten wird die Radsatzebene des ersten Stirnradpaars ST1 mit der Anbindungs ebene der Anbindung der ersten Getriebeeingangswelle 24 zur zweiten Zwischen welle 30 getauscht. Hierdurch kann die Anbindung der ersten Getriebeeingangswelle 24 unabhängig vom Schwenkwinkel der Vorgelegewelle 32 an der Vorgelegewelle 32 vorbeigeführt werden.

In den Figuren 15a und 15b sind weitere Varianten von Hybridgetrieben 18 gezeigt.

Im Unterschied zu den in den Figuren 2a und 2b gezeigten Ausführungsformen sind alternative Verblockungsmöglichkeiten für den Planetenradsatz RS gezeigt. Zur Ver blockung des Planetenradsatzes RS können zwei beliebige Wellen bzw. zwei belie bige Planetenradsatzelemente miteinander verbunden werden. Prinzipiell sind fol gende Verbindungen denkbar. Es können das Sonnenrad mit dem Hohlrad des Pla netenradsatzes RS, das Sonnenrad mit dem Planetenradträger des Planetenradsat zes oder der Planetenradträger mit dem Hohlrad des Planetenradsatzes miteinander verbunden werden.

In Figur 15a ist eine Ausführungsform gezeigt, in der das vierte Schaltelement D den Planetenradträger und das Sonnenrad des Planetenradsatzes RS miteinander ver binden kann. Folglich muss eine Durchführung durch ein Anbindungszahnrad für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 eingerichtet werden. In der Zeichnung ist dies gestrichelt dargestellt.

In Figur 15b ist eine Variante gezeigt, bei der das vierte Schaltelement D den Plane tenradträger und das Hohlrad des Planetenradsatzes RS miteinander verbinden kann. Auch in dieser Ausführungsform muss eine entsprechende Durchführung durch das Anbindungszahnrad für die erste elektrische Antriebsmaschine 14 eingerichtet werden, die ebenfalls gestrichelt dargestellt ist.

Es versteht sich, dass in den oben gezeigten Ausführungsformen von Hybridgetrie ben das Festsetzschaltelement E sowie die Verbrennungsmaschinenkupplung KO als optional anzusehen sind. Alle gezeigten Ausführungsformen können folglich ohne die oben genannten Bauteile geschaffen werden, wobei mit einem entsprechend verrin gerten Funktionsumfang zu rechnen ist.

Die Anbindung der Verbrennungsmaschine 16 zum Hybridgetriebe 18 kann beispiel haft über eine Kette oder über eine Räderkette erfolgen. Ebenso kann die Anbindung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 über eine Kette oder eine Räderkette erfolgen.

Das Differential kann aus einer Stirnradstufe, die von der Vorgelegewelle 32 aus auf ein Kugeldifferential auf einer Getriebehauptachse greift, bestehen. Es versteht sich, dass das Differential auch aus einem drehmomenterhöhenden Planeten radsatz und einem Kugeldifferential bestehen kann. Anstelle des Kugeldifferentials kann auch ein Stirnraddifferential oder andere Differentialsysteme verwendet werden, wie beispiels weise ein integriertes Differential, das sowohl eine Drehmomenterhöhung als auch eine Differentialwirkung erreichen kann.

Das vierte Schaltelement D dient zur Verblockung des Planeten radsatzes RS. Zur Verblockung können zwei beliebige Wellen des Planetenradsatzes RS drehfest mitei nander verbunden werden, sodass die gesamte Planetenradsatzeinheit mit dersel ben Drehzahl dreht. Neben den dargestellten Varianten, bei denen das vierte Schalt element D das Sonnenrad und das Hohlrad des Planetenradsatzes antriebswirksam verbindet, kann das vierte Schaltelement D auch den Planetenradträger und das Sonnenrad oder den Planetenradträger oder das Hohlrad des Planetenradsatzes RS verbinden.

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 Vorhandensein 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 Flardware und/oder als Teil einer Flardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Inter nets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme. Be zugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.

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 erste Zwischenwelle

30 zweite Zwischenwelle

32 Vorgelegewelle

34 Hohlwelle

36 Kurbelwelle

38 Abtrieb

40a, 40b Schaltmatrizen

42a, 42b Schaltmatrizen

44a, 44b Schaltmatrizen

A bis D Schaltelemente

E Festsetzschaltelement

L Verbindungsschaltelement

KO Verbrennungsmaschinenkupplung

ST1-ST3 Stirnradpaare

ST4 Abtriebsstirnradpaar