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Title:
TRANSMISSION ARRANGEMENT FOR A MOTOR VEHICLE AND METHOD FOR OPERATING A HYBRID VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/191797
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a transmission arrangement (10) for a hybrid vehicle, comprising a housing (11), a transmission input shaft (12) and at least one transmission output shaft (13), a first planetary transmission set (PG1) having a first sun gear (zs1), a first ring gear (zr1) and a first planet carrier (c1) for a first planetary gear set (zp1) meshing with the first sun gear (zs1) and the first ring gear (zr1), also comprising a second planetary transmission set (PG2) having a second sun gear (zs2), a second ring gear (zr2) and a second planet carrier (c2) for second planetary gear set (zp2) meshing with the second sun gear (zs2) and the second ring gear (zr2), wherein the transmission input shaft (12) is rotationally fixed to the first planet carrier (c1), and the first ring gear (zr1) and the second ring gear (zr2) are permanently connected to one another and are rotationally fixed to the transmission output shaft (13), further comprising a first electric machine (E1) and a second electric machine (E2), wherein the first electric machine (E1) is in permanent driving engagement with first sun gear (zs1) and the second electric machine (E2) is in driving engagement with the second sun gear (zs2) in at least one operating mode, and wherein the first sun gear (zs1) can be connected to the housing (11) via a first switching element (S1). According to the invention, the second planet carrier (c2) is fixedly connected to the housing (11) and the second electric machine (E2) is drivingly engaged or can be drivingly engaged to the second sun gear (zs2).

Inventors:
WIENER, Herbert (Unteretzerstetten 7, 3250 WIESELBURG, 3250, AT)
SCHÖRGHUBER, Christoph (Bahnhofstrasse 41, 3352 ST. PETER/AU, 3352, AT)
Application Number:
AT2019/060114
Publication Date:
October 10, 2019
Filing Date:
April 03, 2019
Export Citation:
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Assignee:
AVL COMMERCIAL DRIVELINE & TRACTOR ENGINEERING GMBH (Schönauer Strasse 5, 4400 STEYR, 4400, AT)
International Classes:
B60K6/445; B60K6/365; B60K6/387; B60K17/28; F16H3/72; B60K6/38
Foreign References:
DE112007002558B42014-10-16
US20170066436A12017-03-09
JP2014211213A2014-11-13
JP2009120043A2009-06-04
DE102017117336A12018-02-08
DE102013113344A12014-06-12
DE102013226472A12015-04-16
Attorney, Agent or Firm:
BABELUK, Michael (Florianigasse 26/3, 1080 WIEN, 1080, AT)
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Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Getriebeanordnung (10) für ein Hybridfahrzeug, mit einem Gehäuse (11), mit einer Getriebeeingangswelle (12) und zumindest einer Getriebeausgangs- welle (13), mit einem ersten Planetengetriebesatz (PG1) mit einem ersten Sonnenrad (zsl), einem ersten Hohlrad (zrl) und einem ersten Planetenträ- ger (cl) für einen mit dem ersten Sonnenrad (zsl) und dem ersten Hohlrad (zrl) im Zahneingriff stehenden ersten Planetenradsatz (zpl), mit einem zweiten Planetengetriebesatz (PG2) mit einem zweiten Sonnenrad (zs2), einem zweiten Hohlrad (zr2) und einem zweiten Planetenträger (c2) für einen mit dem zweiten Sonnenrad (zs2) und dem zweiten Hohlrad (zr2) im Zahn- eingriff stehenden zweiten Planetenradsatz (zp2), wobei die Getriebeein- gangswelle (12) mit dem ersten Planetenträger (cl) drehfest verbunden ist und das erste Hohlrad (zrl) und zweite Hohlrad (zr2) permanent miteinander und mit der Getriebeausgangswelle (13) drehfest verbunden sind, mit einer ersten elektrischen Maschine (El) und einer zweiten elektrischen Maschine (E2), wobei die erste elektrische Maschine (El) permanent mit dem ersten Sonnenrad (zsl) antriebsverbunden und die zweite elektrische Maschine (E2) in zumindest einem Betriebsmodus mit dem zweiten Sonnenrad (zs2) an- triebsverbunden ist, und wobei das erste Sonnenrad (zsl) über ein erstes Schaltelement (Sl) mit dem Gehäuse (11) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (c2) fest mit dem Gehäuse (11) verbunden ist und dass die zweite elektrische Maschine (E2) - vorzugsweise über zumindest eine Übersetzungsstufe (Gl, G2) - mit dem zweiten Sonnen- rad (zs2) antriebsverbunden oder antriebsverbindbar ist.

2. Getriebeanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrische Maschine (E2) über ein zweites Schaltelement (S2) - vorzugsweise wahlweise über eine erste (Gl) oder zweite Übersetzungsstufe (G2) - mit dem zweiten Sonnenrad (zs2) antriebsverbindbar ist.

3. Getriebeanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Notfall-Modus (LH) der Getriebeanordnung (10) die Ge- triebeeingangswelle (12) über ein Notfall-Schaltelement (SE) mit dem ersten Sonnenrad (zsl) oder dem zweiten Sonnenrad (zs2) antriebsverbindbar ist.

4. Getriebeanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Notfall-Modus (LH) der Getriebeanordnung (10) die Ge- triebeeingangswelle (12) über ein Notfall-Schaltelement (SEM) entweder zu- sätzlich zur Verbindung zum Planetenträger (cl) wahlweise über eine erste Vorwärtsübersetzungsstufe (GV) mit dem zweiten Sonnenrad (zs2) oder über eine Rückwärts-Übersetzungsstufe (GR) - welche die Drehrichtung umkehrt - mit dem zweiten Sonnenrad (zs2) antriebsverbindbar ist.

5. Getriebeanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (12) - vorzugsweise über das erste Schaltelement (Sl) - mit dem Gehäuse (11) verbindbar ist.

6. Getriebeanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeausgangswelle (13) koaxial zur Getriebe- eingangswelle (12) angeordnet ist.

7. Getriebeanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Maschine (El) und die zweite elek- trische Maschine (E2) achsversetzt zueinander, vorzugsweise auch achsver- setzt in Bezug zur Getriebeeingangswelle (12) und/oder Getriebeausgangs- welle (13) - angeordnet sind.

8. Getriebeanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (12) - vorzugsweise über eine Übersetzungsstufe (Gl, G2) - mit einer Nebenabtriebswelle (20) an- triebsverbunden oder antriebsverbindbar ist.

9. Getriebeanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nebenabtriebswelle (20) über ein Schaltelement (S3) -vorzugsweise über eine Übersetzungsstufe G3 - mit der Getriebeein- gangswelle (12) antriebsverbunden oder antriebsverbindbar ist oder - vor- zugsweise über eine Übersetzungsstufe (G4) - mit der zweiten elektrischen Maschine (E2) antriebsverbunden oder antriebsverbindbar ist.

10. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste (PG1), als auch der zweite Planetenradsatz (PG2) als einfaches Minusgetriebe ausgebildet sind.

11. Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeuges mit einer Getriebeanord- nung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Overdrive-Modus (OD) des Hybridfahrzeuges die erste elektri- sche Maschine (El) blockiert wird, wobei das erste Sonnenrad (zsl) über ein erstes Schaltelement (Sl) mit dem Gehäuse (11) verbunden wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Overdrive- Modus (OD) die zweite elektrische Maschine (E2) über das zweite Schaltele- ment (S2) vom Antriebsstrang (19) getrennt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Notfall-Modus (LH) die Getriebeeingangswelle (12) mit dem ersten Sonnenrad (zsl) oder dem zweiten Sonnenrad (zs2) antriebsverbun- den wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Notfall-Modus (LH) der Getriebeanordnung (10) die Getriebeeingangs- welle (12) über ein Notfall-Schaltelement (SEM) entweder zusätzlich zur Ver- bindung zum Planetenträger (cl) wahlweise über eine erste Vorwärtsüber- setzungsstufe (GV) mit dem zweiten Sonnenrad (zs2) oder über eine Rück- wärts-Übersetzungsstufe (GR) - welche die Drehrichtung umkehrt - mit dem zweiten Sonnenrad (zs2) antriebsverbunden wird.

Description:
GETRIEBEANORDNUNG FÜR EIN HYBRIDFAHRZEUG UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN

EINES HYBRIDFAHRZEUGES

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Hybridfahrzeug, mit einem Gehäuse, mit einer Getriebeeingangswelle und zumindest einer Getriebeausgangs- welle, mit einem ersten Planetengetriebesatz mit einem ersten Sonnenrad, einem ersten Hohlrad und einem ersten Planetenträger für einen mit dem ersten Son- nenrad und dem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehenden ersten Planetenradsatz, mit einem zweiten Planetengetriebesatz mit einem zweiten Sonnenrad, einem zweiten Hohlrad und einem zweiten Planetenträger für einen mit dem zweiten Son- nenrad und dem zweiten Hohlrad im Zahneingriff stehenden zweiten Planetenrad- satz, wobei die Getriebeeingangswelle mit dem ersten Planetenträger drehfest ver- bunden ist und das erste und zweite Hohlrad permanent miteinander und mit der Getriebeausgangswelle drehfest verbunden sind, mit einer ersten elektrischen Ma- schine und einer zweiten elektrischen Maschine, wobei die erste elektrische Ma- schine permanent mit dem ersten Sonnenrad antriebsverbunden und die zweite elektrische Maschine in zumindest einem Betriebsmodus mit dem zweiten Sonnen- rad antriebsverbunden ist, und wobei das erste Sonnenrad über ein erstes Schalt- element mit dem Gehäuse verbindbar ist.

Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeuges mit einer Getriebeanordnung der genannten Art.

Aus der DE 10 2013 113 344 Al ist ein Leistungsübertragungssystem für ein Hy- brid-Elektrofahrzeug mit einem ersten und einem zweiten Planetengetriebesatz bekannt, von denen einer als Minusgetriebe und der andere als Plusgetriebe aus- gebildet ist. Dabei sind eine erste elektrische Maschine und eine zweite elektrische Maschine koaxial zur Getriebeeingangswelle angeordnet, wobei die erste elektri- sche Maschine fest mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebesatzes und die zweite elektrische Maschine fest mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetrie- besatzes verbunden ist. Die Planetenträger der beiden Planetengetriebesätze sind über eine Reibungskupplung miteinander drehverbindbar. Das Sonnenrad des ersten Planetengetriebesatzes kann über eine erste Reibungsbremse, und der Pla- netenträger des zweiten Planetengetriebesatzes über eine zweite Reibungsbremse festgehalten werden.

Die DE 10 2013 226 472 Al beschreibt ein Kraftübertragungssystem für ein Hy- bridfahrzeug mit einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten Planetenrad- satz. Der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist mit der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine verbunden. Die Hohlräder der beiden Planetenradsätze sind miteinander verbunden und wirken auf eine Antriebseinheit ein. Der Plane- tenträger des zweiten Planetenradsatzes ist über eine Bremse festhaltbar. Der Pla- netenträger des ersten Planetenradsatzes ist über eine Kupplung mit den Hohlrä- dern verbindbar. Weiters ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit einer ersten elektrischen Maschine und das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes mit einer zweiten elektrischen Maschine verbunden.

Ausgehend von einer Getriebeanordnung der eingangs genannten Art ist es die Aufgabe der Erfindung, auf möglichst einfache Weise und unter Beanspruchung von wenig Bauraum eine hohe Funktionalität mit vielen Betriebsmodi zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der zweite Planetenträger fest mit dem Gehäuse verbunden ist und dass die zweite elektrische Maschine - vor- zugsweise über zumindest eine Übersetzungsstufe - mit dem zweiten Sonnenrad antriebsverbunden oder antriebsverbindbar ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die zweite elektrische Maschine über ein zwei- tes Schaltelement - vorzugsweise wahlweise über eine erste oder zweite Übersetz- ungsstufe - mit dem zweiten Sonnenrad antriebsverbindbar ist.

In einer konstruktiv einfachen und kompakten Ausführung der Erfindung ist vor- gesehen, dass sowohl der erste als auch der zweite Planetenradsatz als einfache Minusgetriebe ausgebildet sind.

Um bei Ausfall beispielsweise der Steuerung für die elektrischen Maschinen eine sogenannte "Limp home" Funktion zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn in zumindest einem Notfall-Modus der Getriebeanordnung die Getriebeein- gangswelle über ein Notfall-Schaltelement mit dem ersten Sonnenrad oder dem zweiten Sonnenrad antriebsverbindbar ist. Um im Falle einer Störung eine Weiter- fahrt mit reduzierter Funktionalität zu ermöglichen, wird im Notfall-Modus die Ge- triebeeingangswelle mit dem ersten Sonnenrad oder dem zweiten Sonnenrad an- triebsverbunden.

In einer alternativen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem Notfall-Modus der Getriebeanordnung die Getriebeeingangswelle über ein Notfall-Schaltelement entweder zusätzlich zur Verbindung zum Planetenträger wahlweise über eine erste Vorwärtsübersetzungsstufe mit dem zweiten Sonnenrad oder über eine Rückwärts-Übersetzungsstufe - welche die Drehrichtung umkehrt - mit dem zweiten Sonnenrad antriebsverbindbar ist.

Eine sehr platzsparende Bauweise wird ermöglicht, wenn die Getriebeausgangs- welle koaxial zur Getriebeeingangswelle angeordnet ist. Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die erste elektrische Ma- schine und die zweite elektrische Maschine achsversetzt und parallel zueinander, vorzugsweise auch achsversetzt in Bezug zur Getriebeeingangswelle und/oder Ge- triebeausgangswelle - angeordnet sind. Dies ermöglicht eine optimale Nutzung des zur Verfügung stehenden Bauraumes. Durch die Verwendung von kompakten elek- trischen Maschinen mit hohen Drehzahlen kann der verbaute Raum reduziert und Kosten eingespart werden. Die elektrischen Maschinen können beispielsweise im Bereich einer Stirnseite der Getriebeanordnung vorgesehen werden, wodurch der Platz optimal ausgenutzt und kurz bauende Anordnungen realisiert werden kön- nen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die einfachere Montage.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Getriebeeingangs- welle - vorzugsweise über eine Übersetzungsstufe - mit einer Nebenabtriebswelle antriebsverbunden oder antriebsverbindbar ist. Dies ermöglicht es, gegebenenfalls Zusatzaggregate oder externe Maschinen anzutreiben.

In weiteren Ausführungsvarianten ist vorgesehen, dass eine Nebenabtriebswelle über ein Schaltelement -vorzugsweise über eine Übersetzungsstufe - mit der Ge- triebeeingangswelle antriebsverbunden oder antriebsverbindbar ist oder - vor- zugsweise über eine Übersetzungsstufe - mit der zweiten elektrischen Maschine antriebsverbunden oder antriebsverbindbar ist. Dies ermöglicht es, gegebenenfalls Zusatzaggregate oder externe Maschinen wahlweise mechanisch oder elektrisch anzutreiben.

Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem Overdrive-Modus des Hy- bridfahrzeuges die erste elektrische Maschine blockiert wird, wobei das erste Son- nenrad über ein erstes Schaltelement mit dem Gehäuse verbunden wird. Unter einem Overdrive-Modus wird ein Schongang der Getriebeanordnung verstanden, der eine Absenkung der für eine bestimmte Geschwindigkeit notwenigen Motor- drehzahl bewirkt. Durch Ermöglichung des Overdrive-Modus kann der Kraftstoff- Verbrauch, die Emissionen, der Geräuschpegel, sowie die Belastung des Triebwer- kes insbesondere bei Überlandfahrten des Hybridfahrzeuges wesentlich reduziert werden. Zur Minimierung der Verluste wird vorzugsweise im Overdrive-Modus die zweite elektrische Maschine über das zweite Schaltelement mechanisch vom An- triebsstrang getrennt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren gezeigten nicht ein- schränkenden Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigen schematisch :

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung in einer ersten Ausfüh- rung der Erfindung; Fig. 2 eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung in einer zweiten Ausfüh- rung der Erfindung;

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung in einer dritten Ausfüh- rung der Erfindung;

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung in einer vierten Ausfüh- rung der Erfindung;

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung in einer fünften Ausfüh- rung der Erfindung;

Fig. 6 eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung in einer sechsten Aus- führung der Erfindung;

Fig. 7 eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung in einer siebenten Aus- führung der Erfindung; und

Fig. 8 eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung in einer achten Ausfüh- rung der Erfindung.

Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit den gleichen Bezugs- zeichen versehen.

Die Fig. 1 bis Fig. 8 zeigen jeweils Getriebeanordnungen 10 für Hybridfahrzeuge.

Jede Getriebeanordnung 10 weist ein Gehäuse 11, eine Getriebeeingangswelle 12 und zumindest eine Getriebeausgangswelle 13 auf. Die Getriebeeingangswelle 12 kann über eine Schaltkupplung 14 mit einer Brennkraftmaschine ICE verbunden werden. Die Getriebeausgangswelle 13 dient zum Antrieb von Antriebsrädern 15 des Hybridfahrzeuges, wobei mit Bezugszeichen 16 ein Differential bezeichnet ist. Innerhalb des Gehäuses 11 ist ein erster Planetengetriebesatz PG1 und ein zweiter Planetengetriebesatz PG2 angeordnet, wobei die Planetengetriebesätze PG1, PG2 als einfache Minusgetriebe ausgebildet sind.

Der erste Planetengetriebesatz PG1 weist ein erstes Sonnenrad zsl, ein erstes Hohlrad zrl und einen ersten Planetenträger cl für einen mit dem ersten Sonnen- rad zsl und dem ersten Hohlrad zrl im Zahneingriff stehenden ersten Planeten- radsatz zpl auf. Der zweite Planetengetriebesatz PG2 weist ein zweites Sonnenrad zs2, ein zweites Hohlrad zr2 und einen zweiten Planetenträger c2 für einen mit dem zweiten Sonnenrad zs2 und dem zweiten Hohlrad zr2 im Zahneingriff stehen- den zweiten Planetenradsatz zp2 auf. Die beiden Hohlräder zrl, zr2 sind mehr- stückig starr miteinander verbunden oder einstückig ausgeführt. Die Getriebeein- gangswelle 12 ist mit dem ersten Planetenträger cl drehfest verbunden. Das erste Hohlrad zrl und das zweite Hohlrad zr2 sind permanent miteinander und mit der Getriebeausgangswelle 13 drehfest verbunden. Im Gehäuse 11 ist eine erste elek- trische Maschine El und eine zweite elektrische Maschine E2 angeordnet, wobei die erste elektrische Maschine El permanent mit dem ersten Sonnenrad zsl an- triebsverbunden und die zweite elektrische Maschine E2 in zumindest einem Be- triebsmodus der Getriebeanordnung 10 mit dem zweiten Sonnenrad zs2 antriebs- verbunden ist. Der zweite Planetenträger c2 ist mit dem Gehäuse 11 verbunden.

Das erste Sonnenrad zsl kann über ein erstes Schaltelement S1 mit dem Gehäuse 11 verbunden werden.

Die zweite elektrische Maschine E2 ist mit dem zweiten Sonnenrad zs2 antriebs- verbunden oder kann in einigen Ausführungsvarianten über ein zweites Schaltele- ment S2 mit dem zweiten Sonnenrad zs2 antriebsverbunden werden.

Weiters weisen die in den Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 7 gezeigten Getriebeanordnungen 10 jeweils eine Notfalleinrichtung 17 mit einem Notfall-Schaltelement SE auf, über welches die Getriebeeingangswelle 12 zur Verwirklichung einer "Limp Home"- Funktion über eine Zwischenwelle 18 gleichzeitig mit dem ersten Planetenträger cl-und mit dem ersten Sonnenrad zsl antriebsverbunden werden kann.

Weiters weisen die in den Fig. 3 bis Fig. 6 gezeigten Getriebeanordnungen 10 je- weils eine Notfalleinrichtung 17 mit einem Notfall-Schaltelement SE auf, über wel- ches die Getriebeeingangswelle 12 zur Verwirklichung einer "Limp Home"- Funk- tion über eine Zwischenwelle 18 nur mit dem zweiten Sonnenrad zs2 antriebsver- bunden werden kann.

Weiters weist die in der Fig. 8 gezeigte Getriebeanordnung 10 eine Notfalleinrich- tung 17 mit einem Notfall-Schaltelement SEM auf, über welches die Getriebeein- gangswelle 12 zur Verwirklichung einer "Limp Home"- Funktion über eine Zwi- schenwelle 18 gleichzeitig mit dem ersten Planetenträger cl und wahlweise über eine Vorwärts-Übersetzungsstufe GV - für Limp Home Vorwärts - mit dem zweiten Sonnenrad zs2 antriebsverbunden werden kann oder wahlweise über eine Rück- wärts-Übersetzungsstufe GR - welche die Drehrichtung für Limp Home Rückwärts umkehrt - mit dem zweiten Sonnenrad zs2 antriebsverbunden werden kann.

In den in den Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 5, Fig. 7 und Fig. 8 gezeigten Ausführungs- Varianten weist jeweils das erste Schaltelement S1 drei Schaltstellungen, nämlich L, M und R auf, wobei in der linken Schaltstellung die Getriebeeingangswelle 12 blockiert und in der rechten Schaltstellung das erste Sonnenrad zsl festgehalten ist. In der Mittelstellung M werden weder die Getriebeeingangswelle 12, noch das erste Sonnenrad zsl gebremst und können sich frei drehen. Weiters sind in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 7 und Fig. 8 zweite Schaltelemente S2 vorgesehen, welche jeweils ebenfalls drei Schaltstellungen, nämlich 1, 2 und N aufweisen, wobei in der ersten Schaltstellung 1 die zweite Maschine über eine erste Übersetzungsstufe Gl, und in der zweiten Schaltstellung 2 über eine zweite Über- setzungsstufe G2 mit dem zweiten Sonnenrad zs2 antriebsverbunden ist.

Weiters ist in den Ausführungsvarianten nach Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 7 eine Notfall- einrichtung 17 mit einem Notfall-Schaltelement SE vorgesehen, mit welchem die Eingangswelle 12 zusätzlich zur Verbindung zum Planetenträger cl über die Zwi- schenwelle 18 mit dem ersten Sonnenrad zsl antriebsverbunden werden kann. Das Notfall-Schaltelement SE weist zwei Schaltstellungen, nämlich "OFF" und "ON" auf, wobei in der Schaltstellung "OFF" die "Limp-home"-Funktion deaktiviert und die direkte Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle 12 und dem ersten Sonnenrad zsl unterbrochen ist. Durch Verschieben des Notfall-Schaltelementes SE wird die Antriebsverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle 12 gleichzei- tig mit dem ersten Planetenträger cl und dem ersten Sonnenrad zsl hergestellt und somit die "Limp home"-Funktion aktiviert. Die Aktivierung der "Limp home"- Funktion erfolgt beispielsweise im Falle eines Ausfalles der Steuerung für die elek- trischen Maschinen El, E2, wodurch eine Weiterfahrt des Fahrzeuges mit einge- schränkter Funktionalität möglich ist.

Die Fig. 3 bis Fig. 6 zeigen erfindungsgemäße Getriebeanordnungen 10, welche sich von dem in Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispielen da- durch unterscheiden, dass durch das Notfall-Schaltelement SE die Getriebeein- gangswelle 12 über die Zwischenwelle 18 nicht mit dem ersten Sonnenrad zsl, sondern mit dem zweiten Sonnenrad zs2 verbunden werden kann. In den Fig. 3 und Fig. 4 muss zusätzlich das zweite Schaltelement S2 in die Schaltstellung "1" oder die Schaltstellung "2" geschaltet werden, um die "Limp Home"-Funktion zu ermöglichen. Bei den konstruktiv einfacheren Ausführungen der Fig. 5 und Fig. 6 ist die Zwischenwelle 18, sowie die zweite elektrische Maschine E2 direkt mit dem zweiten Sonnenrad zs2 antriebsverbunden - ein zweites Schaltelement S2 zum Auswählen zwischen Übersetzungsstufen Gl, G2 ist nicht vorgesehen.

Die Fig. 8 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Getriebeanordnung 10, welche sich von den in Fig. 1 - Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispielen dadurch unterschei- det, das durch das Notfall-Schaltelement SEM die Getriebeeingangswelle 12 gleich- zeitig mit dem ersten Planetenträger cl und über die Zwischenwelle 18 wahlweise über die Vorwärts-Übersetzungsstufe GV - für Limp Home Vorwärts (Stellung LHV des Notfallschaltelementes SEM)- mit dem zweiten Sonnenrad zs2 antriebsverbun- den werden kann oder wahlweise über eine Rückwärts-Übersetzungsstufe GR - welche die Drehrichtung für Limp Home Rückwärts (Stellung LHR des Notfallschalt- elementes SEM) umkehrt - mit dem zweiten Sonnenrad zs2 antriebsverbunden werden kann.

In den Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 8 muss zusätzlich das zweite Schaltelement S2 in die Schaltstellung "1" oder die Schaltstellung "2" geschaltet werden, um die "Limp Home"-Funktion zu ermöglichen. Bei den konstruktiv einfacheren Ausführungen der Fig. 5 und Fig. 6 ist die Zwischenwelle 18 sowie die zweite elektrische Maschine E2 direkt mit dem zweiten Sonnenrad zs2 antriebsverbunden - ein zweites Schalt- element S2 zum Auswählen zwischen Übersetzungsstufen Gl, G2 ist nicht vor- gesehen.

Die Fig. 4 und Fig. 6 zeigen weitere konstruktiv einfache Ausführungsvarianten, bei denen das erste Schaltelement S1 nur zwei Schaltstellungen aufweist, nämlich die Schaltstellung "RM-", bei der das erste Sonnenrad zsl und die erste elektrische Maschine El blockiert sind, und die Schaltstellung "MR", bei der das erste Sonnen- rad zsl und die erste elektrische Maschine El frei drehbar sind.

Weiters können verschiedene Varianten zur Realisierung des Nebenabtriebs PTO unabhängig von den Ausführungsvarianten dargestellt werden. Vorzugsweise wie bei der in Fig. 1 dargestellten Getriebeanordnung 10 kann optional ein elektrisch angetriebener Nebenabtrieb PTO verbaut sein. Vorzugsweise kann wie bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführung ein mechanisch über die Getriebeeingangs- welle 12 angetriebener Nebenabtrieb PTO vorgesehen werden.

Vorzugsweise kann wie bei den in Fig. 7 und Fig. 8 gezeigten Ausführungsvarian- ten zur Realisierung des Nebenabtriebs PTO die Nebenabtriebswelle 20 über ein zusätzliches Schaltelement S3 - vorzugsweise wahlweise über eine Übersetzungs- stufe G3 - mit der Getriebeeingangswelle 12 antriebsverbunden oder antriebsver- bindbar werden oder vorzugsweise wahlweise über eine Übersetzungsstufe G4 mit der zweiten elektrischen Maschine E2 antriebsverbunden oder antriebsverbindbar werden.

Die in den Fig. 1 bis Fig. 8 dargestellten Getriebeanordnungen 10 ermöglichen fol- gende Betriebsmodi :

In der Tabelle bedeuten : "+" aktivierte Maschine, deaktivierte Maschine und "BL" blockierte Maschine. "X" bedeutet nicht vorhandenes Schaltelement. Die Schaltstellungen "OFF", "ON" des Notfallschaltelementes SE; "LHF", "N", "LHR" des Notfallschaltelementes SEM; "L", "M", "R" des ersten Schaltelementes Sl; und "1", "N", "2" des zweiten Schaltelementes S2 entsprechen je nach Darstellung den in den Fig. 1 bis Fig. 8 angedeuteten Schaltpositionen der Schaltelemente SE, SEM, Sl, S2. In der Schaltstellung L des ersten Schaltelementes Sl wird die Brennkraft - maschine ICE, in der Schaltstellung R des ersten Schaltelementes Sl die erste elektrische Maschine Sl blockiert. In der Mittelstellung M können sowohl die Brennkraftmaschine ICE, als auch die erste elektrische Maschine El Antriebsdreh- moment zur Verfügung stellen. In der Position "N" ist die zweite elektrische Ma- schine E2 abgekoppelt. In den Schaltstellungen 1 und 2 kann Drehmoment über unterschiedliche Übersetzungsstufen Gl, G2 durch die zweite elektrische Maschine E2 in den Antriebsstrang 19 der Getriebeanordnung 10 eingebracht werden. In der Stellung "N" ist die zweite elektrische Maschine E2 vom restlichen Getriebe ent- koppelt.

Zeile 1 der Tabelle zeigt den Betriebsmodus OD (Overdrive), welcher insbesondere im oberen Geschwindigkeitsbereich eingesetzt werden kann, um Kraftstoffver- brauch, Emissionen und Lärmpegel zu verringern. Dabei ist bevorzugt nur die Brennkraftmaschine ICE in Betrieb und kann bei optimaler Drehzahl betrieben wer- den. Die zweite elektrische Maschine E2 kann mechanisch abgekoppelt werden (Position "N" des zweiten Schaltelementes S2) und die erste elektrische Maschine El blockiert werden (Position "R" des ersten Schaltelementes Sl). Dadurch können Verluste durch die elektrischen Maschinen El und E2 vermieden werden. Bei Be- darf kann die zweite elektrische Maschine E2 als Parallelhybrid-Antrieb dazu ge- schalten werden (Positionen "1" oder "2" des zweiten Schaltelementes S2), um ein zusätzliches Antriebsdrehmoment zu erzeugen.

Zeile 2 der Tabelle zeigt den Betriebsmodus eCVTl, bei dem sowohl die Brenn- kraftmaschine, als auch die erste elektrische Maschine El und zweite elektrische Maschine E2 in Betrieb sind, wobei die zweite elektrische Maschine E2 über die erste Übersetzungsstufe Gl angekoppelt ist. Durch gezielte Ansteuerung der bei- den elektrischen Maschinen El, E2 kann eine elektrisch unterstützte kontinuierlich variable Übersetzung (eCVT) zwischen der Brennkraftmaschine ICE und den An- triebsrädern 15 erzielt werden. Dieser Betriebsmodus eCVTl ermöglicht ein hohes Antriebsdrehmoment bei hohem Übersetzungsverhältnis der ersten Übersetzungs- stufe Gl.

Zeile 3 zeigt analog zum Betriebsmodus eCVTl den Betriebsmodus eCVT2, bei dem sowohl die Brennkraftmaschine als auch die erste elektrische Maschine El und zweite elektrische Maschine E2 in Betrieb sind, wobei die zweite elektrische Ma- schine E2 über die zweite Übersetzungsstufe G2 angekoppelt ist. Dieser Betriebs- modus eCVT2 ermöglicht hohe Antriebsdrehzahlen bei niedrigem Übersetzungs- Verhältnis der zweiten Übersetzungsstufe G2.

Zeile 4 zeigt den rein elektrischen Betriebsmodus EVI, bei dem die Brennkraftma- schine ICE ausgeschaltet, aber nicht blockiert ist (das erste Schaltelement befindet sich in der Schaltposition "M"). Sowohl die erste elektrische Maschine El, als auch die zweite elektrische Maschine E2 sind aktiviert. Die zweite elektrische Maschine E2 gibt Antriebsdrehmoment für den Abtrieb ab, wobei die erste elektrische Ma- schine El oder wahlweise die ausgekuppelte Brennkraftmaschine ICE mit einer ihr aufgezwungenen Drehzahl mitlaufen kann. Dieser Betriebsmodus wird vorzugs- weise nur für den Antrieb in der Ebene oder bei kleinen Steigungen verwendet.

Zeile 5 zeigt den rein elektrischen Betriebsmodus EV2, bei dem die Brennkraftma- schine ICE blockiert ist (das erste Schaltelement S1 befindet sich in der Schaltpo- sition "L"). Sowohl die erste elektrische Maschine El, als auch die zweite elektri- sche Maschine E2 sind aktiviert. Beide elektrische Maschinen El und E2 werden für den Antrieb verwendet.

Zeile 6 zeigt den Betriebsmodus LH1V ("Limp home"), bei dem der Antrieb des Fahrzeuges nur über die Brennkraftmaschine ICE erfolgt. Das Notfall-Schaltele- ment SE befindet sich in der Stellung "ON", wodurch die Getriebeeingangswelle 12 zusätzlich zur Verbindung zum Planetenträger cl mit dem ersten Sonnenrad zsl antriebsverbunden ist. Das erste Schaltelement S1 befindet sich in der Mittelposi- tion "M", das zweite Schaltelement S2 in der Neutralstellung "N". Die erste elek- trische Maschine El und die zweite elektrische Maschine E2 können deaktiviert sein.

Zeile 7 zeigt den Betriebsmodus LH2V ("Limp home"), bei dem der Antrieb des Fahrzeuges nur über die Brennkraftmaschine ICE erfolgt. Das Notfall-Schaltele- ment SE befindet sich in der Stellung "ON", wodurch die Getriebeeingangswelle 12 direkt mit dem zweiten Sonnenrad zs2 antriebsverbunden ist. Das erste Schaltele- ment S1 befindet sich in der Mittelposition "M", das zweite Schaltelement S2 in der Position "1" oder "2". Die erste elektrische Maschine El kann deaktiviert sein und die zweite elektrische Maschine E2 kann mit einer ihr aufgezwungenen Drehzahl mitdrehen.

Zeile 8 zeigt den Betriebsmodus LH3V ("Limp home Vorwärts"), bei dem der An- trieb des Fahrzeuges nur über die Brennkraftmaschine ICE erfolgt. Das Notfall- Schaltelement SEM befindet sich in der Stellung "LHF", wodurch die Getriebeein- gangswelle 12 zusätzlich zur Verbindung zum Planetenträger cl mit dem zweiten Sonnenrad zs2 antriebsverbunden ist. Das erste Schaltelement S1 befindet sich in der Mittelposition "M", das zweite Schaltelement S2 in der Stellung "2". Die erste elektrische Maschine El und die zweite elektrische Maschine E2 können deaktiviert sein.

Zeile 9 zeigt den Betriebsmodus LH3R ("Limp home Rückwärts"), bei dem der An- trieb des Fahrzeuges nur über die Brennkraftmaschine ICE erfolgt. Das Notfall- Schaltelement SEM befindet sich in der Stellung "LHR", wodurch die Getriebeein- gangswelle 12 zusätzlich zur Verbindung zum Planetenträger cl mit dem zweiten Sonnenrad zs2 antriebsverbunden ist. Das erste Schaltelement S1 befindet sich in der Mittelposition "M", das zweite Schaltelement S2 in der Stellung "1". Die erste elektrische Maschine El und die zweite elektrische Maschine E2 können deaktiviert sein.

Die Zeilen 10 und 11 zeigen die Betriebsmodi CHM und CHS, für das Laden der Fahrzeugbatterie, entweder während des Fährbetriebes (Betriebsmodus CHM) oder während des Stillstandes des Fahrzeuges (Betriebsmodus CHS). Dabei sind die Brennkraftmaschine ICE und die erste elektrische Maschine El aktiviert. Im Betriebsmodus CHM ist auch die zweite elektrische Maschine E2 aktiviert und ent- weder über die erste Übersetzungsstufe Gl oder die zweite Übersetzungsstufe G2 mit dem zweiten Sonnenrad zs2 verbunden. Im Betriebsmodus CHS ist die zweite elektrische Maschine E2 deaktiviert und entweder über die erste Übersetzungs- stufe Gl oder die zweite Übersetzungsstufe G2 an den Antriebsstrang 19 der Ge- triebeanordnung 10 angebunden (Schaltstellung "1" oder "2" des zweiten Schalt- elementes S2) oder von diesem getrennt (Schaltstellung "N" des zweiten Schalt- elementes S2).