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Title:
TRANSMISSION AND METHOD FOR OPERATING AN AUTOMATIC TRANSMISSION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/141610
Kind Code:
A1
Abstract:
A transmission having a main transmission (HG) and at least one splitter group (GV) is proposed, comprising at least four spur gear planes (1, 2, 3, 4) which are formed by way of at least one countershaft (VGW) and at least five shifting elements (A, B, C, D, E, F) which are assigned to the spur gear planes (1, 2, 3, 4) for switching at least six transmission stages between a transmission input shaft (W1) and a transmission output shaft (W2), wherein, in the case of a transmission change between transmission stages with a highest transmission ratio and a second highest transmission ratio, a shifting element change is provided in the case of the shifting elements (A, B) which are assigned to the splitter group (GV) and no shifting element change is provided in the case of the shifting elements (C, D, E, F) which are assigned to the main transmission (HG), wherein, in the case of a transmission change between transmission stages with a lowest transmission ratio and a second lowest transmission ratio, a shifting element change is provided in the case of the shifting elements (C, D, E, F) which are assigned to the main transmission (HG) and no shifting element change is provided in the case of the shifting elements (A, B) which are assigned to the splitter group (GV), and wherein at least one electric machine (EM) which can be attached in a switchable manner via a gear set is provided, wherein, depending on the shifting position, the gear set is provided as a pre-transmission ratio for the electric machine (EM) or as a superimposing transmission. Furthermore, a method for operating the transmission is proposed.

Inventors:
KALTENBACH JOHANNES (DE)
GLÜCKLER JOHANNES (DE)
MITTELBERGER CHRISTIAN (DE)
BORNTRÄGER KAI (DE)
GERSTEN RAYK (DE)
RENNER STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/051780
Publication Date:
August 09, 2018
Filing Date:
January 25, 2018
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
B60K6/36; B60K6/365; B60K6/48; B60K6/547; F16H3/72; F16H37/04
Foreign References:
DE102011080069A12013-01-31
DE102010043564A12012-05-10
DE102007010828A12008-11-06
EP2249062A12010-11-10
DE102015219723A12017-04-13
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Claims:
Patentansprüche

1 . Getriebe mit einem Hauptgetriebe (HG) und zumindest einer Vorschaltgruppe (GV), umfassend mindestens vier mit zumindest einer Vorgelegewelle (VGW) gebildete Stirnradebenen (1 , 2, 3, 4, 5) und mindestens fünf den Stirnradebenen (1 , 2, 3, 4, 5) zugeordneten Schaltelementen (A, B, C, D, E, F) zum Schalten von mindestens sechs Übersetzungsstufen zwischen einer Getriebeeingangswelle (W1 ) und einer Getriebeausgangswelle (W2), wobei bei einem Übersetzungswechsel zwischen Übersetzungsstufen mit höchster Übersetzung und zweithöchster Übersetzung ein Schaltelementwechsel bei den der Vorschaltgruppe (GV) zugeordneten Schaltelementen (A, B) vorgesehen ist und kein Schaltelementwechsel bei den des Hauptgetriebes (HG) zugeordneten Schaltelementen (C, D, E, F) vorgesehen ist, wobei bei einem Übersetzungswechsel zwischen Übersetzungsstufen mit niedrigster Übersetzung und zweitniedrigster Übersetzung ein Schaltelementwechsel bei den dem Hauptgetriebe (HG) zugeordneten Schaltelementen (C, D, E, F) vorgesehen ist und kein Schaltelementwechsel bei den der Vorschaltgruppe (GV) zugeordneten Schaltelementen (A, B) vorgesehen ist, und wobei zumindest eine schaltbar über einen Radsatz anbindbare elektrische Maschine (EM) vorgesehen ist, wobei der Radsatz je nach Schaltposition als Vorübersetzung für die elektrische Maschine (EM) oder als Überlagerungsgetriebe vorgesehen ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Radsatz als Planetenradsatz (PS1 ) ausgeführt ist, wobei ein Hohlrad (HR) des Planetenradsatzes (PS1 ) über ein zweites Umschaltelement (J) mit einem Gehäuse als Vorübersetzung für die elektrische Maschine (EM) verbindbar ist oder das Hohlrad (HR) über ein erstes Umschaltelement (I) mit einer Getriebeeingangswelle (W1 ) als Überlagerungsgetriebe verbindbar ist, wobei ein Planetenradtrager (PT) mit einer ersten Stirnradebene (1 ) verbunden ist und über ein erstes der Vorschaltgruppe (GV) zugeordnete Schaltelement (A) mit der Getriebeeingangswelle (W1 ) verbindbar ist, und wobei ein Sonnenrad (SR) mit dem Rotor der elektrischen Maschine (EM) verbunden ist.

3. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hauptgetriebe (HG) zum Realisieren zweier weiterer Übersetzungsstufen eine fünfte Stirnradebene (5) mit einem sechsten Schaltelement (F) zugeordnet ist.

4. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hauptgetriebe (HG) eine Bereichsgruppe (GP) als Planetenradsatz (PS2) mit einem ersten Bereichsumschaltelement (L) und einem zweiten Bereichsumschaltelement (H) nachgeschaltet ist, so dass zumindest vier bis sechs weitere Übersetzungsstufen realisierbar sind.

5. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Stirnradebene (5) zum Schalten zumindest einer Rückwärtsgangübersetzung (R1 , R2, R3, R4) vorgesehen ist.

6. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten der Übersetzungsstufe mit höchster Übersetzung das erste der Vorschaltgruppe (GV) zugeordnete Schaltelement (A) und das fünfte oder sechste dem Hauptgetriebe (HG) zugeordnete Schaltelement (E, F) geschlossen sind und dass zum Schalten der Übersetzungsstufe mit der zweithöchsten Übersetzung das zweite der Vorschaltgruppe (GV) zugeordnete Schaltelement (B) und das fünfte oder sechste dem Hauptgetriebe (HG) zugeordnete Schaltelement (E, F) geschlossen sind.

7. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten der Übersetzungsstufe mit der zweitniedrigsten Übersetzung das zweite der Vorschaltgruppe (GV) zugeordnete Schaltelement (B) und das dritte oder vierte dem Hauptgetriebe (HG) zugeordnete Schaltelement (C, D) geschlossen sind und dass zum Schalten der Übersetzungsstufe mit niedrigsten Übersetzung das zweite der Vorschaltgruppe (GV) zugeordnete Schaltelement (B) und das dritte oder vierte dem Hauptgetriebe (HG) zugeordnete Schaltelement (C, D) geschlossen sind.

8. Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Getriebes, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Hauptgetriebe (HG) und zumindest einer Vorschaltgruppe (GV) zum Schalten von mindestens sechs Übersetzungsstufen, wobei bei einem Übersetzungswechsel zwischen den Übersetzungsstufen mit niedrigster Übersetzung und zweitniedrigster Übersetzung ein verwendetes, der Vor- schaltgruppe (GV) zugeordnetes Schaltelement (A, B) nicht gewechselt und ein verwendetes, dem Hauptgetriebe (HG) zugeordnetes Schaltelement (C, D, E, F) gewechselt wird, wobei bei einem Übersetzungswechsel zwischen Übersetzungsstufen mit der höchsten Übersetzung und zweithöchster Übersetzung ein verwendetes, dem Hauptgetriebe (HG) zugeordnetes Schaltelement (C, D, E, F) nicht gewechselt und ein verwendetes, der Vorschaltgruppe (GV) zugeordnetes Schaltelement (A, B) gewechselt wird, und wobei zumindest eine elektrische Maschine (EM) derart schaltbar über einen Radsatz angebunden wird, dass der Radsatz je nach Anbindung als Vorübersetzung für die elektrische Maschine (EM) oder als Überlagerungsgetriebe eingesetzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Radsatz ein Planetenradsatz (PS1 ) verwendet wird, wobei ein Hohlrad (HR1 ) des Planetenradsatzes (PS1 ) über ein geschlossenes zweites Umschaltelement (J) mit einem Gehäuse als Vorübersetzung für die elektrische Maschine (EM) verbunden wird oder das Hohlrad (HR1 ) über ein geschlossenes erstes Umschaltelement (I) mit einer Getriebeeingangswelle (W1 ) als Überlagerungsgetriebe verbunden wird, wobei ein Planetenrad- träger (PT1 ) mit einer ersten Stirnradebene (1 ) verbunden wird und über ein geschlossenes erstes Schaltelement (A) mit der Getriebeeingangswelle (W1 ) verbunden wird, und wobei ein Sonnenrad (SR1 ) mit dem Rotor der elektrischen Maschine (EM) verbunden wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gangsprung (phil ) bei einem Übersetzungswechsel zwischen den Übersetzungsstufen mit niedrigster Übersetzung und zweitniedrigster Übersetzung geringer als ein Gangsprung (phi2) zwischen den Übersetzungsstufen mit höchster Übersetzung und zweithöchster Übersetzung gewählt wird.

Description:
Getriebe und Verfahren zum Betreiben eines Automatikgetriebes

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe und ein Verfahren zum Betreiben eines Automatikgetriebes bzw. eines automatisierten Getriebes mit einem Hauptgetriebe und einer Vorschaltgruppe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 8 näher definierten Art.

Beispielsweise aus der Druckschrift EP 2 249 0 62 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges bekannt. Der Antriebsstrang umfasst ein Gruppengetriebe mit einem mehrstufigen Hauptgetriebe. Dem Hauptgetriebe ist eine Vorschaltgruppe als Splitgruppe vorgeschaltet und eine Bereichsgruppe nachgeschaltet.

Durch die zum Beispiel 2-stufige Splitgruppe werden die Übersetzungssprünge des Hauptgetriebes halbiert und die Anzahl der insgesamt zur Verfügung stehenden Gänge des Gruppengetriebes verdoppelt. Durch die beispielsweise nachgeschaltete 2-stufige Bereichsgruppe wird die Anzahl der insgesamt zur Verfügung stehenden Gänge nochmals verdoppelt. Das Gruppengetriebe umfasst mit der Vorschaltgruppe und dem Hauptgetriebe mehrere Stirnradebenen und mehrere den Stirnradebenen zugeordnete Schaltelemente zum Realisieren von mehreren Übersetzungsstufen. Jede Stirnradebene umfasst ein der Getriebeeingangswelle bzw. der Hauptwelle zugeordnetes Stirnrad als Losrad, welches mit jeweils einem der Vorgelegewelle zugeordneten Stirnrad kämmt. Durch die vorgesehenen Schaltelemente können die Losräder mit der Getriebeeingangswelle bzw. mit der Hauptwelle verbunden werden.

Automatisierte Schaltgetriebe als 12 Gangausführung oder als 16 Gangausführung mit Splitgruppe, Hauptgetriebe und Bereichsgruppe werden vorzugsweise für die Anwendung bei Lastkraftwagen eingesetzt. Das vorbeschriebene Gruppengetriebe umfasst geometrisch gestaltete Gangsprünge, d.h. im Wesentlichen liegen immer die gleichen Gangsprünge bzw. Übersetzungssprünge zwischen zwei benachbarten Gängen vor. Die Splitgruppe teilt die Übersetzungsstufe des Hauptgetriebes in zwei Übersetzungsstufen auf. Die nachgeschaltete Bereichsgruppe ermöglicht eine Verdopplung der vorhandenen Übersetzungsstufen. Ein beispielsweise im Fernverkehr eingesetzter Lastkraftwagen bewegt sich nahezu bei konstanter Geschwindigkeit auf Autobahnen. In der Ebene wird aus Verbrauchsgründen eine niedrige Motordrehzahl gewünscht. Bei Steigungen sind somit Rück- schaltungen erforderlich, um die Motordrehzahl und damit die Antriebsleistung zu erhöhen. Für diese Gangwechsel in den Übersetzungsstufen mit niedriger Übersetzung, zum Beispiel bei einem 12 Ganggetriebe zwischen den Übersetzungsstufen 10 bis 12 wäre ein geringer Gangsprung vorteilhaft, um immer möglichst nahe am Verbrauchsoptimum des Verbrennungsmotors fahren zu können. Bei dem vorbeschriebenen Getriebe mit geometrischen Gangsprüngen wird bei einer Verkleinerung der Gangsprünge jedoch auch die gesamte Getriebespreizung deutlich verringert, welches nachteilig ist.

In einer noch nicht veröffentlichten Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 10 2015 219 723.9 wird ein Getriebe und ein Verfahren zum Betreiben eines Automatikgetriebes mit einem Hauptgetriebe und einer Vorschaltgruppe mit mindestens vier Stirnradebenen und mindestens fünf den Stirnradebenen zugeordneten Schaltelementen zum Realisieren von mindestens sechs Übersetzungsstufen beschrieben. Um eine progressive Übersetzungsreihe bei etwa gleichbleibender Getriebespreizung zu erhalten, wird der Gangsprung bei einem Übersetzungswechsel zwischen den Übersetzungsstufen mit niedriger Übersetzung und zweitniedrigster Übersetzung geringer als der Gangsprung zwischen den Gängen mit höchster Übersetzung oder zu und zweithöchster Übersetzung gewählt. Dies wird dadurch erreicht, dass bei dem Übersetzungswechsel zwischen den Übersetzungsstufen mit niedrigster Übersetzung und zweitniedrigster Übersetzung das verwendete, der Vorschaltgruppe zugeordneten Schaltelementen nicht gewechselt und das verwendete dem Hauptgetriebe zugeordnete Schaltelement gewechselt wird und dass bei einem Übersetzungswechsel zwischen Übersetzungsstufen mit höchster Übersetzung und zweithöchster Übersetzung das verwendete dem Hauptgetriebe zugeordnete Schaltelement nicht gewechselt und das verwendete der Vorschaltgruppe zugeordnete Schaltelement gewechselt wird. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Getriebe und ein Verfahren zum Betreiben des Getriebes vorzuschlagen, welches eine progressive Übersetzungsreihe bei etwa gleichbleibender Getriebespreizung aufweist und zudem einen möglichst geringen Bauaufwand sowie einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 8 gelöst, wobei sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen vorteilhafte Weiterbildungen ergeben.

Somit werden ein Getriebe und ein Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Getriebes im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen. Das Getriebe umfasst ein Hauptgetriebe und zumindest eine Vorschaltgruppe, die zusammen mindestens vier mit zumindest einer Vorgelegewelle gebildete Stirnradebenen und mindestens fünf den Stirnradebenen zugeordnete Schaltelemente zum Schalten von mindestens sechs Übersetzungsstufen zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle umfassen, wobei bei einem Übersetzungswechsel zwischen Übersetzungsstufen mit höchster Übersetzung und zweithöchster Übersetzung ein Schaltelementwechsel bei den der Vorschaltgruppe zugeordneten Schaltelemente vorgesehen ist und kein Schaltelementwechsel bei den des Hauptgetriebes zugeordneten Schaltelementen vorgesehen ist, und wobei bei einem Übersetzungswechsel zwischen Übersetzungsstufen mit niedrigster Übersetzung und zweitniedrigster Übersetzung ein Schaltelementwechsel bei den des Hauptgetriebes zugeordneten Schaltelementen vorgesehen ist und kein Schaltelementwechsel bei den der Vorschaltgruppe zugeordneten Schaltelemente vorgesehen ist. Um bei dem eine progressive Übersetzungsreihe aufweisenden Getriebe insbesondere einen verbesserten Wirkungsgrad zu realisieren, ist vorgesehen, dass zumindest eine schaltbar über einen Radsatz anbindbare elektrische Maschine vorgesehen ist, wobei der Radsatz je nach Umschaltposition als Vorübersetzung für die elektrische Maschine oder als Überlagerungsgetriebe vorgesehen ist.

Auf diese Weise umfasst das vorgeschlagene automatisierte Schaltgetriebe mit progressiver Übersetzungsreihe eine elektrische Maschine, die über einen Radsatz an- bindbar ist, sodass auf eine sonst erforderliche konventionelle Anfahrkupplung verzichtet werden kann. Zudem wird mit dem Getriebe eine elektrodynamische Anfahrfunktion (EDA) und eine elektrodynamische Lastschaltfunktion (EDS) zur Verfügung gestellt. Neben dem rein elektrischen Fahren ist auch eine elektrische Synchronisation des Getriebes möglich. Ferner ist eine Zugkraftunterstützung im Hybridbetrieb ebenfalls möglich. Insgesamt ergibt sich somit ein Getriebe mit geringem Aufwand und hohen Wirkungsgrad sowie geeigneter Spreizung und Stufung beispielsweise für den Einsatz bei Fern-LKWs.

Neben dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Getriebe wird auch ein Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Getriebes mit einem Hauptgetriebe und zumindest einer Vorschaltgruppe zum Schalten von mindestens sechs Übersetzungsstufen beansprucht, wobei zumindest bei einem Übersetzungswechsel zwischen den Übersetzungsstufen mit niedrigster Übersetzung und zweitniedrigster Übersetzung ein verwendetes, der Vorschaltgruppe zugeordnetes Schaltelement nicht gewechselt und ein verwendetes, dem Hauptgetriebe zugeordnetes Schaltelement gewechselt wird, wobei zumindest bei einem Übersetzungswechsel zwischen Übersetzungsstufen mit der höchsten Übersetzung und zweithöchster Übersetzung ein verwendetes, dem Hauptgetriebe zugeordnetes Schaltelement nicht gewechselt und ein verwendetes, der Vorschaltgruppe zugeordnetes Schaltelement gewechselt wird, und wobei zumindest eine elektrische Maschine derart schaltbar über einen Radsatz angebunden wird, dass der Radsatz je nach Anbindung als Vorübersetzung für die elektrische Maschine oder als Überlagerungsgetriebe eingesetzt wird.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dieses bei dem ebenfalls erfindungsgemäß beanspruchten Getriebe eingesetzt werden.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Prinzipdarstellung einer Radsatzausführung eines automatisierten

Getriebes; Standübersetzungen der Radebenen der Radsatzausführung gemäß Figur 1 ; eine Schaltmatrix der Radsatzausführung gemäß Figur 1 ; eine Prinzipdarstellung einer weiteren Radsatzausführung des automatisierten Getriebes gemäß Figur 1 mit nachgeschaltete Bereichsgruppe; eine Schaltmatrix der Radsatzausführung gemäß Figur 2; eine Prinzipdarstellung einer weiteren Radsatzausführung des automatisierten Getriebes gemäß Fig. 1 ohne Rückwärtsgangübersetzung; eine Prinzipdarstellung einer weiteren Radsatzausführung des automatisierten Getriebes;

Standübersetzungen der Radebenen der Radsatzausführung gemäß Figur 4; eine Schaltmatrix der Radsatzausführung gemäß Figur 4; eine Prinzipdarstellung einer weiteren Radsatzausführung des automatisierten Getriebes gemäß Figur 1 mit nachgeschaltete Bereichsgruppe; eine Schaltmatrix der Radsatzausführung gemäß Figur 5. eine Prinzipdarstellung einer weiteren Radsatzausführung des automatisierten Getriebes gemäß Figur 3 als Direktganggetriebe;

Standübersetzungen der Radebenen der Radsatzausführung gemäß Figur 6; Figur 6 B eine Schaltmatrix der Radsatzausführung gemäß Figur 6;

Figur 7 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Radsatzausführung des automatisierten Getriebes gemäß Figur 4 als Direktganggetriebe;

Figur 7 A Standübersetzungen der Radebenen der Radsatzausführung gemäß

Figur 7;

Figur 7 B eine Schaltmatrix der Radsatzausführung gemäß Figur 7;

In den Figuren 1 bis 7 sind beispielhaft verschiedene Radsatzausführungen eines automatisierten Getriebes dargestellt, anhand derer die Erfindung beispielhaft beschrieben wird. Die Radsatzausführungen umfassen ein Hauptgetriebe HG und eine vorgeschaltete Vorschaltgruppe GV sowie eine über einen Planetenradsatz PS1 anbindbare elektrische Maschine EM, wobei die ebenfalls dargestellte nachgeschaltete Bereichsbereichsgruppe GP nicht zwingend erforderlich für die Erfindung ist. Ferner zeigen die Prinzipdarstellungen jeweils nur eine Hälfte des Radsatzes. Durch Spiegelung an einer Achse einer Getriebeeingangswelle W1 und einer Getriebeausgangswelle W2 entsteht ein Radsatz mit zum Beispiel zwei Vorgelegewellen VGW, wobei prinzipiell eine Vorgelegewelle VGW ausreichend ist.

Unabhängig von den jeweiligen Ausführungen des erfindungsgemäßen Radsatzes ist vorgesehen, dass mindestens vier maximal fünf mit zumindest einer Vorgelegewelle VGW gebildete Stirnradebenen 1 , 2, 3, 4, 5 und fünf den Stirnradebenen 1 , 2, 3, 4, 5 zugeordnete Schaltelemente A, B, C, D, E, F zum Schalten von mindestens sechs Übersetzungsstufen zwischen der Getriebeeingangswelle W1 und der Getriebeausgangswelle W2 vorgesehen sind, wobei bei einem Übersetzungswechsel zwischen Übersetzungsstufen mit höchster Übersetzung und zweithöchster Übersetzung ein Schaltelementwechsel bei den der Vorschaltgruppe GV zugeordneten Schaltelemente A, B vorgesehen ist und kein Schaltelementwechsel bei den des Hauptgetriebes HG zugeordneten Schaltelementen C, D, E, F vorgesehen ist, wobei bei einem Übersetzungswechsel zwischen Übersetzungsstufen mit niedrigster Übersetzung und zweitniedrigster Übersetzung ein Schaltelementwechsel bei den des Hauptgetriebes HG zugeordneten Schaltelementen C, D, E, F vorgesehen ist und kein Schaltelementwechsel bei den der Vorschaltgruppe GV zugeordneten Schaltelemente A, B vorgesehen ist, und wobei zumindest eine schaltbar über einen Radsatz anbindbare elektrische Maschine EM vorgesehen ist, wobei der Radsatz je nach Schaltposition als Vorübersetzung für die elektrische Maschine EM oder als Überlagerungsgetriebe vorgesehen ist. Der Radsatz ist als Planetenradsatz PS1 ausgeführt, wobei ein Hohlrad HR1 des Planetenradsatzes PS1 über ein zweites Umschaltelement J mit einem Gehäuse als Vorübersetzung für die elektrische Maschine EM verbindbar ist oder das Hohlrad HR über ein erstes Umschaltelement I mit einer Getriebeeingangswelle W1 als Überlagerungsgetriebe verbindbar ist, wobei ein Planetenradträger PT1 mit einer ersten Stirnradebene 1 verbunden ist und über ein erstes Schaltelement A mit der Getriebeeingangswelle W1 verbindbar ist, und wobei ein Sonnenrad SR1 mit dem Rotor der elektrischen Maschine EM verbunden ist.

Somit ergibt sich ein Radsatz mit progressiver Gangstufung, obwohl es sich um ein Gruppengetriebe mit guter Ausnutzung der nur fünf vorgesehenen Stirnradebenen 1 , 2, 3, 4, 5 handelt. Der Planetenradsatz PS1 wird doppelt genutzt. Zum einen als Vorübersetzung für die elektrische Maschine EM, wenn beispielsweise das zugeordnete zweite Umschaltelement J geschlossen ist. Zum anderen als Überlagerungsgetriebe, wenn das zugeordnete erste Umschaltelement I geschlossen ist. Die Schaltungen der Vorschaltgruppe GV bei einem Wechsel der Schaltelemente A, B sind lastschaltbar, wenn die Gangstufe im Hauptgetriebe HG gleichbleibt, d.h. die Schaltelemente C, D, E, R verbleiben in ihrer Schaltposition. Wahlweise ist eine elektrodynamische Überlagerung (EDS) bei geschlossenem ersten Umschaltelement I (Schaltelement A, B werden mit Überlagerung an dem Planetenradsatz PS 1 synchronisiert). Wahlweise ist auch eine Zugkraftstützung ausschließlich mit der elektrischen Maschine EM bei geschlossenem zweiten Umschaltelement J (Schaltelemente A, B werden mit Verbrennungsmotor alleine synchronisiert) möglich. Darüber hinaus sind die Schaltungen zwischen den Übersetzungsstufen erster Gang und zweiter Gang sowie dritter bis fünfter Gang und vierter bis sechster Gang lastschaltbar. Bei größeren Fahrzeugbeschleunigungen oder Verzögerungen kann es sinnvoll sein, einen Gang auszulassen. Die vorgesehenen Schaltelemente können beispielsweise als unsynchronisierte Klauenschaltelemente ausgeführt werden. Bei zugkraftunterbrochenen Schaltungen im Hauptgetriebe HG kann die neue Gangstufe (Schaltelemente C, D, E, R) mithilfe der elektrischen Maschine EM synchronisiert werden. Wahlweise auch elektrodynamisch mit Überlagerung bei geschlossenem ersten Umschaltelement I (Schaltelemente A, B sind geöffnet) oder wahlweise allein mit der elektrischen Maschine EM bei geschlossenem zweiten Umschaltelement J (Schaltelemente A, B sind geöffnet).

Ferner ist ein rein elektrisches Fahren möglich, wenn das zweite Umschaltelement J geschlossen ist (keine Trennkupplung für den Verbrennungsmotor erforderlich). Hierzu stehen der erste Gang, dritte Gang, vierte Gang und Rückwärtsgang R1 zur Verfügung, wenn die Schaltelemente A, B geöffnet sind. Mit besonderem Vorteil kann der erste Gang und der Rückwärtsgang R1 genutzt werden, um ein maximales Anfahrmoment zu realisieren.

Darüber hinaus ist ein elektrodynamisches anfahren (EDA) bei geschlossenem ersten Umschaltelement I möglich. Hierzu stehen derberste Gang, der dritte Gang, der vierte Gang und der Rückwärtsgang R1 zur Verfügung, wenn die Schaltelemente A, B geöffnet sind. Mit besonderen Vorteile ist auch hier der erste Gang und der Rückwärtsgang R1 nutzbar, um ein maximales Anfahrmoment zu realisieren.

Zudem ist die elektrische Maschine EM auch mit einem Fahrmotor bzw. Verbrennungsmotor verbindbar, ohne dass ein Kraftfluss zum Abtrieb besteht. Hierbei ergeben sich verschiedene Funktionen, nämlich der Motorstart und das Laden des elektrischen Energiespeichers in Neutral, wenn die Schaltelemente J und A geschlossen sind, ist die elektrische Maschine EM über den Planetenradsatz PS1 zum Verbrennungsmotor übersetzt. Wenn die Schaltelemente J und B geschlossen sind, ist die elektrische Maschine EM über den Planetenradsatz PS 1 und zusätzlich über die Vorschaltgruppe GV zum Verbrennungsmotor übersetzt. Hierbei ergibt sich ein vorteilhafter Motorstart, da die elektrische Maschine EM sehr wenig Drehmoment benötigt. Des Weiteren stehen mehrere Rückwärtsgangübersetzungen R1 bis R4 mit großem Gangsprung zur Verfügung. Bei dem vorgeschlagenen Radsatz ergibt sich demzufolge eine Anordnung mit elektrischer Maschine EM über den Planetenradsatz PS1 und die Umschaltelemente l/J des Planetenradsatzes PS1 . Zusätzlich ergeben sich Vorteile aus der Schaltmatrix. Denn bei den Schaltungen zwischen höchster und zweithöchster Übersetzung also zwischen dem ersten und dem zweiten Gang wechseln die beiden Schaltelemente A, B der Vorschaltgruppe GV und im Hauptgetriebe HG verbleiben sämtliche Schaltelemente C, D, E, F, R in ihrer Position und bei Schaltungen zwischen zweit niedrigster und niedrigster Übersetzung, also zwischen zum Beispiel dem fünften und sechsten Gang, wechseln die Schaltelemente des Hauptgetriebes HG und die Schaltelemente der Vorschaltgruppe GV verbleiben in ihrer Position.

Unabhängig von den verschiedenen Radsatzausführungen ist vorgesehen, dass zum Realisieren der Übersetzungsstufe mit höchster Übersetzung das erste der Vorschaltgruppe GV zugeordnete Schaltelement A und das fünfte oder sechste dem Hauptgetriebe HG zugeordnete Schaltelement E oder F geschlossen sind und dass zum Realisieren der Übersetzungsstufe mit der zweithöchsten Übersetzung das zweite der Vorschaltgruppe GV zugeordnete Schaltelement B und das fünfte oder sechste dem Hauptgetriebe HG zugeordnete Schaltelement E oder F geschlossen sind. Ferner ist vorgesehen, dass zum Realisieren der Übersetzungsstufe mit der zweitniedrigsten Übersetzung das zweite der Vorschaltgruppe GV zugeordnete Schaltelement B und das dritte oder vierte dem Hauptgetriebe HG zugeordnete Schaltelement C oder D geschlossen sind und dass zum Realisieren der Übersetzungsstufe mit niedrigsten Übersetzung das zweite der Vorschaltgruppe GV zugeordnete Schaltelement B und das dritte oder vierte dem Hauptgetriebe HG zugeordnete Schaltelement C oder D geschlossen sind.

Anhand der konkreten Radsatzausführungen ergibt sich beispielsweise aus Figur 1 , dass zwischen den und das niedrigsten Gängen 1 und 2 große bzw. größere Gangsprünge phi 2 mit dem Wert von etwa 1 ,46 vorgesehen sind, während zwischen den höchsten Gängen 3 bis 5 kleine bzw. kleinere Gangsprünge phil mit dem Wert von etwa 1 ,21 vorgesehen sind. Insgesamt ergibt sich ungeachtet dessen eine hohe Ge- samtspreizung, die etwa auch bei einer geometrischen Stufung maximal erreicht werden kann. In Figur 1 ist der Radsatz als progressives Sechsganggetriebe mit Overdrivegang OD mit Rückwärtsgang R1 , A 2 dargestellt. Hierbei umfassen die Vorschaltgruppe GV und das Hauptgetriebe HG insgesamt fünf Stirnradebenen 1 bis 5, denen 6 Schaltelemente A, B, C, D, E, R zugeordnet sind, um die Stirnräder von Vorgelegewelle VGW und Getriebeeingangswelle W1 bzw. Getriebeausgangswelle W2 miteinander in Verbindung zu bringen. Bei der hier dargestellten Radsatzausführung ist keine zusätzliche Vorgelegewelle VGW vorgesehen, jedoch fakultativ möglich. Dem Hauptgetriebe HG sind die erste Gangstufe 1 ., die zweite Gangstufe 2., die dritte Gangstufe 3. und die Rückwärtsgangstufe R1 , R2 zugeordnet, während der Vorschaltgruppe GV die erste Stirnradebene 1 mit der Antriebskonstante KL der Vorschaltgruppe GV ins Langsame zugeordnet ist. Die zweite Stirnradebene 2 ist sowohl der Vorschaltgruppe GV als Antriebskonstante KH der Vorschaltgruppe GV ins Schnelle als auch dem Hauptgetriebe HG für die zweite Gangstufe 2. gemeinsam zugeordnet. Die dritte, vierte und fünftes Radebene 3, 4, 5 sind dem Hauptgetriebe HG zugeordnet.

In Figur 1 A sind die Standübersetzungen für die einzelnen Stirnradebenen 1 bis 4 beispielhaft angegeben. Die jeweils angegebenen Standübersetzungen entsprechen dem jeweiligen Zähnezahlverhältnis zwischen den Stirnrädern der jeweiligen Stirnradebene 1 bis 4.

In Figur 1 B sind beispielhaft die Übersetzungen i bei der in Figur 1 dargestellten Radsatzausführung angegeben. Ferner sind die zwischen den dargestellten Übersetzungsstufen vorgesehenen Gangsprünge phi und die Gesamtspreizung angegeben. Des Weiteren sind die für die Realisierung der jeweiligen Übersetzungsstufe geschlossenen Schaltelemente A, B, C, D, E, R durch entsprechende Kreuze in der Tabelle angegeben. Um bei dem Getriebe eine progressive Übersetzungsreihe bei etwa gleichbleibender Getriebespreizung zu erhalten, ist zumindest bei einem Übersetzungswechsel zwischen den Übersetzungsstufen mit niedrigster Übersetzung und zweitniedrigster Übersetzung i ein kleinerer Gangsprung phil als der Gangsprung phi2 bei einem Übersetzungswechsel zwischen den Übersetzungsstufen mit höchster Übersetzung und zweithöchster Übersetzung vorgesehen. In Figur 2 ist eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Getriebes als 12- Ganggetriebe mit Overdrivegang und vier Rückwärtsgängen R1 bis R 4 beispielhaft dargestellt. Im Unterschied zu der Ausführung gemäß Figur 1 ist dem Hauptgetriebe HG eine Bereichsgruppe GP als Planetenradsatz PS2 mit einem ersten Bereichsumschaltelement L und einem zweiten Bereichsumschaltelement H nach geschaltet, so dass zumindest vier bis sechs weitere Übersetzungsstufen realisierbar sind. Zudem ist eine Hauptwelle W3 dem Hauptgetriebe HG und dem Bereichsgetriebe GP zugeordnet. Hierbei ist vorgesehen, dass ein Planetenradträger PT2 des Planetenradsatzes PS2 mit der Getriebeausgangswelle W2 verbunden ist, während ein Sonnenrad SR2 mit der Hauptwelle W3 verbunden ist. Ein Hohlrad HR2 des Planetenradsatzes PS2 ist bei geschlossenem Bereichsumschaltelement L mit dem Gehäuse verbunden und bei geschlossenem Bereichsumschaltelement H mit der Hauptwelle W3 verbunden.

Der vierte Gang und der sechste Gang können bei dieser Ausführung ausgelassen werden, sodass sich vom ersten Gang bis zum achten Gang ein gleichbleibender Gangsprung phi ergibt. Dies entspricht dann einer insgesamt progressiven Gangreihe bis zum zwölften Gang, wenn nur zehn Gänge genutzt werden. Die Übersetzung der Bereichsgruppe GP kann auch erhöht werden, um die Spreizung weiter zu erhöhen. Der Gangsprung bei der Bereichsgruppenschaltung zwischen dem sechsten Gang und dem siebten Gang wird dann entsprechend erhöht.

Beispielhafte Übersetzungen i sind in der Schaltmatrix 2 A dargestellt. Diese beispielhaften Übersetzungen gelten, wenn die Bereichsgruppe GP die Übersetzung 4, 6 bereitstellt (Standgetriebeübersetzungen iO der Bereichsgruppe GP ist dann - 3, 6).

In Figur 3 ist ein Radsatz als progressives 6-Ganggetriebe mit Overdrivegang jedoch ohne Rückwärtsgang gemäß Figur 1 beispielhaft dargestellt. Demzufolge entspricht der Radsatz gemäß Figur 3 dem in Figur 1 dargestellten Radsatz, nur, dass die fünfte Radebene 5 für den Rückwärtsgang und das betreffende Schaltelement R entfallen. Bei dieser Ausführung ist das Rückwärtsfahren ausschließlich rein elektrisch möglich, wenn die Schaltelemente J und E geschlossen sind, sodass der erste Gang 1 . rein elektrisch genutzt wird. Hierbei ergibt sich der Vorteil, des deutlich geringeren Bauaufwandes und der geringeren Baulänge. Es ist ohne weiteres möglich, dass die Ausführung gemäß Figur 3 auch durch eine nachgeschaltete Bereichsgruppe GP ergänzt wird.

In Figur 4 ist eine progressive 8 Gang-Radsatzausführung mit Overdrivegang ohne Rückwärtsgang dargestellt. Diese Ausführung entspricht der Ausführung gemäß Figur 1 , unterscheidet sich jedoch dadurch, dass die Radebene 5 für den Rückwärtsgang für einen weiteren Vorwärtsgang genutzt wird. Es ergeben sich somit 2 X 4 gleich 8 Vorwärtsgänge.

Im Unterschied zu den zu Figur 1 genannten Vorteilen ergibt sich bei der Ausführung gemäß Figur 4, dass die folgenden Schaltungen lastschaltbar ausführbar sind, 1 -2, 3- 4, 5-7 und 6-8. Ferner stehen beim rein elektrischen Fahren die Gänge 1 , 3, 5, 6 zur Verfügung. Mit besonderem Vorteil ist der erste Gang nutzbar. Für das elektrodynamische anfahren stehen die Gänge 1 , 3, 5, 6 zur Verfügung, während sich der erste Gang auch hier mit besonderem Vorteil nutzen lässt, um ein maximales Anfahrmoment zu halten. Ansonsten ergeben sich die gleichen Vorteile wie bei der Ausführung gemäß Figur 1 .

In Figur 4 A sind beispielhaft Standübersetzungen der einzelnen Stirnradstufen 1 , 2, 3, 4, 5 dargestellt. Bei der ersten und zweiten Radebene 1 , 2 sind diese Übersetzungen von der Antriebswelle bzw. Getriebeeingangwelle W1 zur Vorgelegewelle VGW gesehen und bei der dritten, vierten und fünften Radebene 3, 4, 5 werden diese von der Vorgelegewelle VGW zur Getriebeausgangswelle W2 gesehen, wobei sich das negative Vorzeichen auf die Drehrichtungsumkehr bezieht.

In Figur 4 B sind beispielhaft die Übersetzungen i in Form einer Schaltmatrix für die Ausführung gemäß Figur 4 dargestellt, wobei die gleichbleibenden Gangsprünge phi 1 und phi 2 bezeichnet sind.

In Figur 5 ist beispielhaft eine weitere Ausführung als progressives 16-Ganggetriebe mit Overdrivegang ohne Rückwärtsgang dargestellt. Diese Ausführung entspricht der Ausführung gemäß Figur 4 jedoch mit nachgeschalteter Bereichsgruppe GP, sodass sich eine Verdopplung der Gangzahl ergibt. Der sechste und der achte Gang können ausgelassen werden, sodass sich vom ersten Gang bis zum zwölften Gang ein gleichbleibender Gangsprung ergibt. Dies entspricht dann einer insgesamt progressiven Gangreihe bis zum sechzehnten Gang, wobei nur 14 Gänge genutzt werden. Die Übersetzung der Bereichsgruppe GP kann auch erhöht werden, um die Spreizung zu erhöhen. Der Gangsprung phi bei der Bereichsgruppenschaltung vom achten Gang zum neunten Gang wird dann entsprechend größer.

In Figur 5 A ist ein entsprechendes Schaltschema mit beispielhaft angegebenen Übersetzungen i dargestellt. Die angegebene Übersetzung i gelten, wenn die Bereichsgruppe GP die Übersetzung 4,61 bereitstellt, wobei dann die Standgetriebeübersetzungen iO der Bereichsgruppe GP minus 3,61 ist.

In Figur 6 ist eine Ausführung als 6 Gang-Getriebe mit Direktgang ohne Rückwärtsgang beispielhaft dargestellt. Diese Ausführung entspricht der Ausführung gemäß über 3, jedoch mit Direktgang, d.h. die Übersetzung des höchsten Ganges ist 1 . Es ergeben sich weniger große und mehr kleine Gangsprünge phi als bei der Overdrive- Variante. Hierbei ist es möglich, dass die Ausführung gemäß Figur 6 auch mit einer nachgeschalteten Bereichsgruppe GP realisiert wird. Ferner ist es denkbar, dass auch eine Rückwärtsgangübersetzung hinzugefügt wird, beispielsweise wie bei der Ausführung gemäß Figur 1 .

In Figur 6 A sind beispielhaft die Standübersetzungen der Radebenen 1 bis 4 angegeben, wobei bei der ersten und zweiten Radebene 1 , 2 die Übersetzung von der Getriebeeingangswelle W1 zur Vorgelegewelle VGH zu sehen sind und bei der dritten Radebene 3 und vierten Radebene 4 sind die Übersetzungen von der Vorgelegewelle VGW zur Getriebeausgangswelle W2 zu sehen, wobei das negative Vorzeichen sich auf die Drehrichtungsumkehr bezieht.

Figur 6 B zeigt beispielhaft ein entsprechendes Schaltschema der Ausführung gemäß Figur 6. In Figur 7 ist eine weitere Ausführung als progressives 8 Gang-Getriebe ohne Rückwärtsgang mit Direktgang dargestellt. Diese Ausführung entspricht der Ausführung gemäß Figur 4, jedoch nur als Direktgang Ausführung, weil der höchste Gang die Übersetzung 1 aufweist. Es ergeben sich weniger große und mehr kleine Gangsprünge phi als bei einer Overdrive-Gangvariante. Es ist hier möglich, dass eine nachgeschaltete Bereichsgruppe GP vorgesehen ist.

Figur 7 A zeigt wieder die Standübersetzungen der einzelnen Stirnradstufen beziehungsweise Radebenen 1 bis 5. Bei der ersten und zweiten Radebene 1 , 2 sind die Übersetzungen von der Getriebeeingangswelle W1 zur Vorgelegewelle VGW gesehen und bei der dritten, vierten und fünften Radebene 3, 4, 5 sind die Übersetzungen von der Vorgelegewelle VGW zur Abtriebswelle W2 gesehen, wobei sich das negative Vorzeichen auf die Drehrichtungsumkehr bezieht.

Figur 7 B zeigt eine entsprechende Schaltmatrix der Ausführung gemäß Figur 7.

Neben dem beanspruchten Getriebe wird auch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Getriebes mit einem Hauptgetriebe HG und zumindest einer Vorschaltgruppe GV zum Schalten von mindestens sechs Übersetzungsstufen, wobei bei einem Übersetzungswechsel zwischen den Übersetzungsstufen mit niedrigster Übersetzung und zweitniedrigster Übersetzung ein verwendetes, der Vorschaltgruppe GV zugeordnetes Schaltelement A, B nicht gewechselt und ein verwendetes, dem Hauptgetriebe HG zugeordnetes Schaltelement C, D, E, F gewechselt wird, wobei bei einem Übersetzungswechsel zwischen Übersetzungsstufen mit der höchsten Übersetzung und zweithöchster Übersetzung ein verwendetes, dem Hauptgetriebe HG zugeordnetes Schaltelement C, D, E, F nicht gewechselt und ein verwendetes, der Vorschaltgruppe GV zugeordnetes Schaltelement A, B gewechselt wird, und wobei zumindest eine elektrische Maschine EM derart schaltbar über einen Radsatz angebunden wird, dass der Radsatz je nach Anbindung als Vorübersetzung für die elektrische Maschine EM oder als Überlagerungsgetriebe eingesetzt wird.

Als Radsatz wird ein Planetenradsatz PS1 verwendet, wobei ein Hohlrad HR1 des Planetenradsatzes PS1 über ein geschlossenes zweites Umschaltelement J des Pla- netenradsatzes PS1 mit einem Gehäuse als Vorübersetzung für die elektrische Maschine EM verbunden wird oder das Hohlrad HR1 über ein geschlossenes erstes Umschaltelement I mit einer Getriebeeingangswelle W1 als Überlagerungsgetriebe verbunden wird, wobei ein Planetenradträger PT1 mit einer ersten Stirnradebene 1 verbunden wird und über ein geschlossenes erstes Schaltelement A mit der Getriebeeingangswelle W1 verbunden wird, und wobei ein Sonnenrad SR1 mit dem Rotor der elektrischen Maschine EM verbunden wird.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Gangsprung phi 1 bei einem Übersetzungswechsel zwischen den Übersetzungsstufen mit niedrigster Übersetzung und zweitniedrigster Übersetzung geringer als ein Gangsprung phi 2 zwischen den Übersetzungsstufen mit höchster Übersetzung und zweithöchster Übersetzung gewählt.

Das beanspruchte Verfahren kann bevorzugt bei dem vorbeschriebenen Getriebe und deren Ausführungen eingesetzt werden.

Bezugszeichen

1 erste Stirnradebene

2 zweite Stirnradebene

3 dritte Stirnradebene

4 vierte Stirnradebene

5 fünfte Stirnradebene

A erstes der Vorschaltgruppe zugeordnetes Schaltelement

B zweites der Vorschaltgruppe zugeordnete Schaltelement

C drittes dem Hauptgetriebe zugeordnetes Schaltelement

D viertes dem Hauptgetriebe zugeordnetes Schaltelement

E fünftes dem Hauptgetriebe zugeordnetes Schaltelement

F sechstes dem Hauptgetriebe zugeordnetes Schaltelement

R Schaltelement für Rückwärtsgangübersetzungen

KL Antriebskonstante der Vorschaltgruppe ins Langsame

KH Antriebskonstante der Vorschaltgruppe ins Schnelle

L erstes Bereichsumschaltelement

H zweites Bereichsumschaltelement

I erstes Umschaltelement des PS1

J zweites Umschaltelement des PS1

W1 Antriebswelle bzw. Getriebeeingangswelle

W2 Abtriebswelle bzw. Getriebeausgangswelle

W3 Hauptwelle

VGW Vorgelegewelle

GV Vorschaltgruppe

HG Hauptgetriebe

GP nachgeschaltete Bereichsgruppe als Planetenradsatz phil kleinerer Gangsprung bzw. Übersetzungssprung phi2 größerer Gangsprung bzw. Übersetzungssprung i Übersetzung der jeweiligen Übersetzungsstufe

EM elektrische Maschine

PS1 Planetenradsatz der elektrischen Maschine

PS2 Planetenradsatz der Bereichsgruppe SR1 Sonnenrad von PS1

PT1 Planetenradträger von PS1

HR1 Hohlrad von PS1

SR2 Sonnenrad von PS2

PT2 Planetenradträger von PS2

HR2 Hohlrad von PS2

1 . erste Gangstufe des HG

2. zweite Gangstufe HG

3. dritte Gangstufe HG

4. vierte Gangstufe HG