Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe. Ein Getriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, bei dem eine Vielzahl von Gängen, also feste Übersetzungsverhältnisse zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle des Getriebes, durch Schaltelemente vorzugsweise automatisch schaltbar sind. Bei den Schaltelementen handelt es sich hier beispielsweise um Kupplungen oder Bremsen. Derartige Getriebe finden vor allem in Kraftfahrzeugen Anwendung, um die Drehzahl- und Drehmomentabgabecharakteristik der Antriebseinheit den Fahrwiderständen des Fahrzeugs in geeigneterWeise anzupassen.

Die Offenlegung DE 10 2010 002 746 A1 der Anmelderin beschreibt ein solches Getriebe, welches eine innerhalb einer Getriebeglocke des Getriebegehäuses angeordnete elektrische Maschine aufweist. Die elektrische Maschine ist mit einer zugeordneten Leistungselektronik gekoppelt, wobei die Leistungselektronik in einer Deckelkonstruktion des Getriebegehäuses vorgesehen ist und über eine Phasenschnittstelle mit der elektrischen Maschine verbunden ist. Die Deckelkonstruktion ist im Bereich der Getriebeglocke radial unterhalb der elektrischen Maschine an dem Getriebegehäuse lösbar befestigt. Durch eine derartige Anbindung der Leistungselektronik wird die Bodenfreiheit eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Getriebe reduziert.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung das im Stand der Technik bekannte Getriebe derart weiterzuentwickeln, sodass das Getriebe eine kompakte Bauhöhe aufweist ohne die Außenabmessungen des Getriebes wesentlich zu vergrößern.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.

Das Getriebe weist ein Gehäuse, einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Radsatz zur Bildung mehrerer Gänge zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle des Getriebes, eine elektrische Maschine sowie ein Leistungselektronik- modul auf. Die elektrische Maschine ist mit der Antriebswelle, mit der Abtriebswelle oder mit einem Element des Radsatzes wirkverbunden.

Das Leistungselektronikmodul weist ein Trägerelement mit einer Innenseite und mit einer Außenseite, einen Gleichspannungsanschluss, einen Wechselrichter sowie einen Wechselspannungsanschluss auf. Der Wechselspannungsanschluss ist mit einer Phasenschnittstelle der elektrischen Maschine verbunden, bevorzugt lösbar verbunden.

Das Gehäuse weist an einer Außenwand einen Bereich zur Aufnahme des Leistungselektronikmoduls auf. Dieser Bereich ist durch das Trägerelement des Leistungselektronikmoduls verschließbar. Die Außenwand des Gehäuses und die Innenseite des Trägerelements bilden einen Trockenraum, in dem der Wechselrichter aufgenommen ist. Der Wechselrichter ist an dem Trägerelement befestigt. Der Bereich des Gehäuses, an dem das Leistungselektronikmodul aufgenommen ist, trennt zumindest abschnittsweise den Radsatz des Getriebes vom Trockenraum des Wechselrichters.

Durch das Zusammenwirken von Getriebegehäuse und Trägerelement des Leistungselektronikmoduls kann ein separates Gehäuse des Leistungselektronikmoduls entfallen. Durch die Ausbildung des Trockenraums im Bereich des Radsatzes kann der zur Verfügung stehende Bauraum besonders effizient genutzt werden. Denn der Radsatz weist häufig einen runden, oder zumindest abgerundeten Querschnitt auf, welcher kleiner ist als der Querschnitt der elektrischen Maschine. Durch Ausnutzung des Bauraums im Bereich des Radsatzes für das Leistungselektronikmodul vergrößert sich der gesamte Querschnitt des Getriebes daher nur geringfügig.

Vorzugsweise ist das Leistungselektronikmodul seitlich am Getriebe angeordnet. Unter„seitlich" wird hierbei eine Anordnung verstanden, bei der die Leistungselektronik nicht oberhalb oder unterhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist, sondern an einer Außenseite des Getriebegehäuses. Bei einem Getriebe für einen parallel zur Fahrtrichtung ausgerichteten Kraftfahrzeug-Antriebsstrang ist das Leistungselektronikmodul somit zu einer Fahrzeugseite hin ausgerichtet. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Getriebe eine Antriebswellenschnittstelle und eine Abtriebswellenschnittstelle auf. Über die Antriebswellenschnittstelle ist Leistung von einer getriebe-externen Antriebseinheit auf die Antriebswelle des Getriebes übertragbar, gegebenenfalls durch Schließen einer Trennkupplung oder einer Anfahrkupplung. Über die Abtriebswellenschnittstelle ist Leistung von der Abtriebswelle zu Antriebsrädern eines mit dem Getriebe ausgestatteten Kraftfahrzeugs übertragbar. Der Leistungspfad zwischen Abtriebswelle und Antriebsrädern kann ein oder mehrere Differentialgetriebe sowie weitere Antriebsstrangwellen umfassen. Die Antriebsschnittstelle und die Abtriebsschnittstelle sind an gegenüberliegenden Enden des Getriebes angeordnet. Das Leistungselektronikmodul ist zwischen der Antriebsschnittstelle und der Abtriebsschnittstelle angeordnet, und erstreckt sich zumindest abschnittsweise bis oberhalb des untersten Drittels der Bauhöhe des Getriebegehäuses. Unter„Bauhöhe" wird hierbei die vertikale Abmessung des Getriebegehäuses in der Einbaulage im Kraftfahrzeug verstanden.

Vorzugsweise befindet sich der Gehäusebereich zur Aufnahme des Leistungselektronikmoduls zwischen einer Unterkante des Getriebegehäuses und der halben Bauhöhe des Getriebegehäuses. Zumindest abschnittsweise erstreckt sich der Gehäusebereich oberhalb des untersten Drittels der Bauhöhe des Getriebegehäuses. Bei einer solchen Ausgestaltung kann zumindest ein Teil des Wechselspannungsanschlusses in jenem Abschnitt des Leistungselektronikmoduls angeordnet sein, welcher sich oberhalb des untersten Drittels der Bauhöhe des Getriebegehäuses erstreckt.

Vorzugsweise weist das Leistungselektronikmodul abschnittsweise eine geringere Bauhöhe als das Drittel der Bauhöhe des Getriebegehäuses auf. Bei einer solchen Ausgestaltung kann der Gleichspannungsanschluss in jenem Abschnitt des Leistungselektronikmoduls angeordnet sein, welcher eine geringere Bauhöhe als das Drittel der Bauhöhe des Getriebegehäuses aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich das Leistungselektronikmodul zu einem überwiegenden Anteil entlang des untersten Drittels der Bauhöhe des Getriebegehäuses. In anderen Worten ist ein Großteil des Leistungselektronikmoduls entlang des untersten Drittels des Getriebegehäuses angeordnet. Dadurch wird ein Innenraum des Kraftfahrzeugs mit einem solchen Getriebe nicht verkleinert.

Vorzugsweise weist das Trägerelement Öffnungen auf, welche mittels einem oder mehreren Deckeln verschließbar sind. Durch die Öffnungen können Montage und/oder Wartungstätigkeiten am Getriebe ermöglicht werden, ohne das Leistungselektronikmodul vom Getriebe zu lösen. Beispielsweise kann der Wechselspan- nungsanschluss an der Innenseite des Trägerelements angeordnet sein, wobei der Wechselspannungsanschluss durch die Öffnungen hindurch ausgehend von einer Außenseite des Trägerelements zugänglich ist. Dies ermöglicht eine Kontaktierung des Wechselspannungsanschlusses mit der Phasenschnittstelle der elektrischen Maschine nach einer Befestigung des Leistungselektronikmoduls am Getriebegehäuse.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Gleichspannungsanschluss an der Außenseite des Trägerelements angeordnet. Dies erleichtert das Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer Batterie des Kraftfahrzeugs und dem Gleichspannungsanschluss bei der Montage des Getriebes in das Kraftfahrzeug.

Vorzugsweise weist das Leistungselektronikmodul einen Kühlwasser-Zufuhr- Anschluss und einen Kühlwasser-Abfuhr-Anschluss auf, welche an der Außenseite des Trägerelements angeordnet sind. Über den Kühlwasser-Zufuhr-Anschluss kann dem Leistungselektronikmodul Kühlwasser zugeführt werden, insbesondere zum Kühlen der Leistungshalbleiter des Wechselrichters. Über den Kühlwasser-Abfuhr- Anschluss kann das Kühlwasser aus dem Leistungselektronikmodul wieder herausgeführt werden.

Vorzugsweise weist das Leistungselektronikmodul einen Signalstecker auf, welcher an der Außenseite des Trägerelements angeordnet ist. Der Signalstecker ist zur Signalübertragung zwischen einem Element des Leistungselektronikmoduls und einer getriebe-externen Steuereinheit eingerichtet. Durch Vorsehen der verschiedenen Schnittstellen des Leistungselektronikmoduls an dessen Trägerelement kann das Leistungselektronikmodul fertig geprüft und vormontiert am Getriebegehäuse befestigt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Trägerelement ein Druckausgleichselement auf, mittels dem der Trockenraum mit der Umgebung verbunden ist. Dadurch kann ein Ansammeln von Feuchtigkeit im Trockenraum, hervorgerufen durch einen Druckunterschied zwischen Umgebung und Trockenraum, vermieden werden. Alternativ dazu kann das Trägerelement einen Anschluss für eine Entlüftungsleitung aufweisen, mittels dem der Trockenraum mit der Umgebung verbunden ist. Das freie Ende der Entlüftungsleitung kann an einem im Kraftfahrzeug, welches mit einem solchen Getriebe ausgestattet ist, hoch gelegenen und wassergeschützten Bereich angeordnet sein. Gemäß einer weiteren Alternative kann der Trockenraum über zumindest eine Bohrung im Gehäuse mit der Umgebung verbunden sein. Das freie Ende dieser Bohrung ist vorzugsweise an einem hoch gelegenen und wassergeschützten Bereich des Getriebes angeordnet. Die Entlüftung des Trockenraums erfolgt bei einer solchen Ausgestaltung über diese Bohrung.

Das Getriebe kann Bestandteil eines Kraftfahrzeugs sein. Das Kraftfahrzeug weist neben dem Getriebe auch einen Verbrennungsmotor auf, welche über einen Torsi- onsschwingungsdämpfer mit der Antriebswelle des Getriebes drehelastisch verbunden, bzw. verbindbar sein kann. Die Abtriebswelle des Getriebes ist mit einem ge- triebe-internen oder getriebe-externen Differentialgetriebe antriebswirkverbunden, welches mit Rädern des Kraftfahrzeugs wirkverbunden ist. Das Kraftfahrzeug mit dem Getriebe ermöglicht mehrere Antriebsmodi des Kraftfahrzeugs. In einem elektrischen Fahrbetrieb wird das Kraftfahrzeug von der elektrischen Maschine des Getriebes angetrieben. In einem verbrennungsmotorischen Betrieb wird das Kraftfahrzeug vom Verbrennungsmotor angetrieben. In einem hybridischen Betrieb wird das Kraftfahrzeug sowohl vom Verbrennungsmotor als auch von der elektrischen Maschine des Getriebes angetrieben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 bis Fig.3 je eine schematische Ansicht eines Getriebes für ein Kraftfahrzeug;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Getriebes mit demontiertem Leistungselektronikmodul;

Fig. 5 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Getriebes mit montiertem Leistungselektronikmodul;

Fig. 6 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Getriebes mit montiertem Leistungselektronikmodul;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Variante des erfindungsgemäßen Getriebes mit montiertem Leistungselektronikmodul; und

Fig. 8 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit dem erfindungsgemäßen Getriebe.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G für ein Kraftfahrzeug. Das Getriebe G weist ein Gehäuse GG, einen innerhalb des Gehäuses GG angeordneten Radsatz RS sowie eine Antriebswelle GW1 und eine Abtriebswelle GW2 auf. Der Radsatz RS dient zur Bildung mehrerer Gänge zwischen der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2. Das Getriebe G weist ferner eine elektrische Maschine EM auf, deren Rotor mit der Antriebswelle GW1 wirkverbunden ist. Die Antriebswelle GW1 ist über eine Kupplung K0 mit einer Anschlusswelle AN des Getriebes G verbunden. An der Anschlusswelle AN ist eine Antriebsschnittstelle GW1A ausgebildet. An der Abtriebswelle GW2 ist eine Abtriebsschnittstelle GW2A ausgebildet. Antriebsschnittstelle GW1A und Abtriebsschnittstelle GW2A sind an gegenüberliegenden Enden des Getriebes G angeordnet. Das Gehäuse GG umschließt neben dem Radsatz RS auch die Trennkupplung K0 und die elektrische Maschine EM.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G, welches im Wesentlichen dem in Fig.1 dargestellten Getriebe G entspricht. Der Rotor der elektrischen Maschine EM ist nun mit Abtriebswelle GW2 wirkverbunden. Die Anschlusswelle AN und die Trennkupplung K0 entfallen, sodass die Antriebsschnittstelle GW1A an der Antriebswelle GW1 ausgebildet ist. Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G, welches im Wesentlichen dem in Fig.1 dargestellten Getriebe G entspricht. Der Rotor der elektrischen Maschine EM ist nun einem Element RSx des Radsatzes RS wirkverbunden. Die Anschlusswelle AN und die Trennkupplung KO entfallen, sodass die Antriebsschnittstelle GW1A an der Antriebswelle GW1 ausgebildet ist.

Die in Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellten Getriebe G sind lediglich beispielhaft anzusehen. So könnte bei Ausführungen gemäß Fig. 2 und Fig. 3 ebenso eine Trennkupplung KO und eine Anschlusswelle AN vorgesehen sein. Jedes der beispielhaft gezeigten Getriebe könnte einen Drehmomentwandler aufweisen, welcher zwischen der Anschlusswelle AN und dem Radsatz RS angeordnet ist.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Getriebes G. Der Aufbau des Getriebes G kann beispielhaft einem der in Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellten Ausführungen entsprechen. Das Getriebe G weist jedenfalls eine elektrische Maschine EM auf, welche im Inneren des Gehäuses GG angeordnet, und daher in Fig. 4 nicht sichtbar ist. Das Gehäuse GG weist an einer Außenwand GGA einen Bereich GGE auf, welcher mittels eines in Fig. 4 nicht dargestellten Leistungselektronikmoduls LE verschließbar ist. Der Bereich GGE wird durch eine Flanschfläche FF begrenzt, welche die mechanische Schnittstelle zwischen dem Gehäuse GG und dem Leistungselektronikmodul LE bildet. Im Bereich GGE ist eine Phasenschnittstelle AC2 angeordnet, welche der innerhalb des Gehäuses GG angeordneten elektrischen Maschine EM zugeordnet ist.

Der Bereich GGE befindet sich zwischen einer Unterkante UK des Getriebegehäuses GG und der halben Bauhöhe GH2 des Getriebegehäuses GG. Abschnittsweise erstreckt sich der Bereich GGE oberhalb des untersten Drittels GH3 der Bauhöhe GH des Getriebegehäuses GG. Die Phasenschnittstelle AC2 befindet sich teilweise in einem Abschnitt des Bereichs GGE, welcher sich oberhalb des untersten Drittels GH3 der Bauhöhe GH des Getriebegehäuses GG erstreckt.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Getriebes G, wobei das Leistungselektronikmodul LE am Getriebegehäuse GG montiert ist. Die in Fig. 4 angegebene Schnittebene A verläuft durch den Radsatz RS hindurch, sodass der Radsatz RS in Fig. 5 teilweise sichtbar ist. Das Leistungselektronikmodul LE weist ein Trägerelement S mit einer Innenseite Sl und mit einer Außenseite SA, einen Gleich- spannungsanschluss DC, einen Wechselrichter INV sowie einen mit der Phasenschnittstelle AC2 verbundenen Wechselspannungsanschluss AC auf. Der Wechselrichter INV ist an der Innenseite Sl des Trägerelement S befestigt. Der Bereich GGE des Gehäuses GG und die Innenseite Sl des Trägerelements S bilden einen Trockenraum TR zur Aufnahme des Wechselrichters INV. In der Schnittebene A trennt den Bereich GGE des Gehäuse GG den Radsatz RS vom Trockenraum TR,

Der Wechselspannungsanschluss AC ist innerhalb des Trockenraums TR angeordnet, und in der gegebenen Schnittansicht nur teilweise sichtbar. Ein Abschnitt des Wechselspannungsanschlusses AC befindet sich oberhalb des untersten Drittels GH3 der Bauhöhe GH des Getriebegehäuses GG. Der Gleichspannungsanschluss DC ist an der Außenseite SA des Trägerelements S angeordnet und befindet innerhalb des untersten Drittels GH3 der Bauhöhe GH des Getriebegehäuses GG.

Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Getriebes G, wobei im Unterschied zur Darstellung in Fig. 4 das Leistungselektronikmodul LE am Gehäuse GG montiert ist. Darin ist gut zu erkennen, dass sich das Leistungselektronikmodul LE zu einem überwiegenden Anteil entlang des untersten Drittels GH3 der Bauhöhe GH des Getriebegehäuses GG erstreckt. Das Trägerelement S weist mehrere Öffnungen auf, welche mittels Deckeln C verschlossen sind. Werden die Deckel C entfernt, so ist der an der Innenseite Sl des Trägerelements S angeordnete Wechselspannungsanschluss AC von der Außenseite SA zugänglich.

Das Leistungselektronikmodul LE weist einen Kühlwasser-Zufuhr-Anschluss K1 und einen Kühlwasser-Abfuhr-Anschluss K2 auf, welche an der Außenseite SA des Trägerelements S angeordnet sind. Über den Kühlwasser-Zufuhr-Anschluss K1 kann einem Wärmetauscher des Leistungselektronikmoduls LE Kühlwasser zugeführt werden. Der Wärmetauscher ist in thermischem Kontakt mit Leistungshalbleitern des Wechselrichters INV, sodass die Leistungshalbleiter an den Wärmetauscher Wärmeenergie abgeben können. Im Wärmetauscher erwärmt sich das zugeführte Kühlwasser, welches über den Kühlwasser-Abfuhr-Anschluss K2 aus dem Leistungselektro- nikmodul LE herausgeleitet wird. Das derart erwärmte Kühlwasser kann einem bevorzugt getriebe-externen weiteren Wärmetauscher zugeführt werden.

Das Leistungselektronikmodul LE weist an der Außenseite SA des Trägerelements S einen Signalstecker I auf. Der Signalstecker I ist zur Signalübertragung zwischen einem Element des Leistungselektronikmoduls LE, insbesondere einer Steuerung des Wechselrichters INV, und einer in Fig. 6 nicht dargestellten getriebe-externen Steuereinheit ECU eingerichtet. Das Leistungselektronikmodul LE weist ferner ein Druckausgleichselement D auf, mittels dem der Trockenraum TR mit der Umgebung verbunden ist. Dadurch kann ein Ansammeln von Feuchtigkeit im Trockenraum TR, hervorgerufen durch einen Druckunterschied zwischen Umgebung und Trockenraum TR, vermieden werden.

Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht einer Variante des erfindungsgemäßen Getriebes G, welches im Wesentlichen dem in Fig. 6 dargestellten Getriebe G entspricht. Anstatt dem Druckausgleichselement D weist das Trägerelement S nun einen Anschluss für eine Entlüftungsleitung DS auf. Mittels der Entlüftungsleitung DS ist der Trockenraum TR mit der Umgebung verbunden. Das freie Ende der Entlüftungsleitung DS kann an einem im Kraftfahrzeug, welches mit einem solchen Getriebe G ausgestattet ist, hoch gelegenen und wassergeschützten Bereich angeordnet sein.

Fig. 8 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit dem erfindungsgemäßen Getriebe G. Das Getriebe G ist über die Antriebsschnittstelle GW1A mit einem Verbrennungsmotor VM verbunden. Über die Abtriebsschnittstelle GW2A ist das Getriebe G mit einem nicht dargestellten Differentialgetriebe verbunden, über welches die an der Abtriebswelle GW2 anliegende Leistung auf Antriebsräder DW des Kraftfahrzeugs verteilt wird.

Das Kraftfahrzeug weist eine Steuereinheit ECU auf, welche zur Steuerung von Hybridantriebsfunktionen des Kraftfahrzeugs eingerichtet ist. Die Steuereinheit ECU ist dazu mit dem Verbrennungsmotor VM und über den Signalstecker I mit dem Leistungselektronikmodul LE des Getriebes G zur Signalübertragung verbunden. Die Steuereinheit ECU kann mit weiteren Komponenten des Kraftfahrzeugs verbunden sein, beispielsweise mit einer Batterie.

Bezuqszeichen

G Getriebe

GW1 Antriebswelle

GW2 Abtriebswelle

GW1A Antriebsschnittstelle

GW2A Abtriebsschnittstelle

RS Radsatz

RSx Radsatzelement

EM Elektrische Maschine

AC2 Phasenschnittstelle der elektrischen Maschine

GG Gehäuse

GGE Bereich des Gehäuses

GGA Außenwand des Gehäuses

FF Flanschfläche

UK Unterkante des Gehäuses

GH Bauhöhe des Gehäuses

GH2 Halbe Bauhöhe des Gehäuses

GH3 Drittel der Bauhöhe des Gehäuses

LE Leistungselektronikmodul

S Trägerelement

Sl Innenseite des Trägerelements

SA Außenseite des Trägerelements

DC Gleichspannungsanschluss

AC Wechselspannungsanschluss

INV Wechselrichter

A Schnittebene

TR Trockenraum

C Deckel

K1 Kühlwasser-Zufuhr-Anschluss

K2 Kühlwasser-Abfuhr-Anschluss

I Signalstecker

ECU Steuereinheit D Druckausgleichselement

DS Entlüftungsleitung

VM Verbrennungsmotor

K0 Trennkupplung

AN Anschlusswelle

DW Antriebsrad