Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 .

Fahrzeuge mit Hybridgetrieben, also mit Getrieben, welche die Ankopplung von mindestens zwei Motoren als Traktionsmotoren erlauben, sind in vielfältigen Ausprägungen vorgeschlagen worden. So sind derartige Hybridgetriebe zum Beispiel aus der Druckschrift DE 1 1 2012 006 192, DE 10 2012 20 13 76 oder aus der DE 10 2012 20 13 77 bekannt. Sämtlichen Architekturen liegt die prinzipielle Aufgabe zugrunde, ein Hybridgetriebe zu entwerfen, welches hinsichtlich des konstruktiven Aufwands einerseits und den möglichen Funktionen und Betriebsarten andererseits eine vorteilhafte Lösung darstellt.

Es ist auch die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Getriebeanordnung für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welches mit einem konstruktiv niedrigen Aufwand eine hohe Funktionsvielfalt bereitstellt. Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.

Gegenstand der Erfindung ist eine Getriebeanordnung, insbesondere eine Hybridgetriebeanordnung für ein Fahrzeug. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus, etc. handeln. Die Getriebeanordnung bildet einen Teil des Antriebsstrangs und ist ausgebildet, ein Traktionsdrehmoment auf angetriebene Räder des Fahrzeugs zu leiten. Die Getriebeanordnung weist eine erste Eingangsschnittstelle zur Ankopplung eines Verbrennungsmotors auf. Optional bildet der Verbrennungsmotor einen Teil der Getriebeanordnung. Der Verbrennungsmotor stellt ein Traktionsdrehmoment für das Fahrzeug bereit. Die Eingangsschnittstelle kann als eine reale Schnittstelle ausgebildet sein, alternativ hierzu ist die Eingangsschnittstelle als eine virtuelle oder logische Schnittstelle ausgebildet und verkörpert sich beispielsweise in einer Welle oder dergleichen.

Ferner weist die Getriebeanordnung eine zweite Eingangsschnittstelle zur Ankopplung eines Elektromotors auf. Optional bildet der Elektromotor einen Teil der Getriebeanordnung. Der Elektromotor stellt ein Traktionsdrehmoment für das Fahrzeug bereit. Insbesondere ist der Elektromotor so ausgelegt, dass dieser das Fahrzeug allein beschleunigen und/oder bewegen kann. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 5 Kilowatt, vorzugsweise größer als 10 Kilowatt auf. Auch die zweite Eingangsschnittstelle kann real verkörpert sein oder alternativ hierzu eine virtuelle oder logische Schnittstelle bilden, wie dies zur ersten Eingangsschnittstelle bereits erläutert wurde.

Die Getriebeanordnung weist einen ersten Planetengetriebeabschnitt auf, welcher ein erstes Hohlrad, einen ersten Planetenträger und ein erstes Sonnenrad als Wellen aufweist. Ferner weist der erste Planetengetriebeabschnitt bevorzugt einen ersten Satz Planetenräder auf, welche auf dem ersten Planetenträger drehbar gelagert sind. Insbesondere kämmt das erste Hohlrad und/oder das erste Sonnenrad mit den Planetenrädern des ersten Satzes Planetenräder. Hohlrad, Planetenträger und Sonnenrad werden nachfolgend als Wellen bezeichnet. Der Begriff Wellen kann auch auf eine im Betrieb stehende Welle angewandt werden. Eine erste der drei Wellen des ersten Planetengetriebeabschnitts ist mit der ersten Eingangsschnittstelle wirkverbunden. Besonders bevorzugt ist die erste Welle mit der ersten Eingangsschnittstelle drehfest verbunden oder zumindest drehfest verbindbar. Eine zweite Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts ist mit der zweiten Eingangsschnittstelle wirkverbunden. Vorzugsweise ist die zweite Welle mit der zweiten Eingangsschnittstelle drehfest verbunden. Der erste Planetengetriebeabschnitt ist besonders bevorzugt als ein Stirnradplanetengetriebeabschnitt ausgebildet, wobei das erste Hohlrad, die Planetenräder sowie das erste Sonnenrad als umlaufend und/oder stirnseitig verzahnte Räder ausgebildet sind.

Ferner weist die Getriebeanordnung einen zweiten Planetengetriebeabschnitt auf, welcher ein zweites Hohlrad, einen zweiten Planetenträger, insbesondere mit einem zweiten Satz Planetenräder, welche auf dem zweiten Planetenträger drehbar gelagert sind, und ein zweites Sonnenrad als Wellen aufweist. Die Wellen können als rotierende oder als stehende Wellen ausgebildet sein. Eine erste Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts ist mit der ersten Eingangsschnittstelle wirkverbunden und vorzugsweise drehfest verbunden. Eine zweite Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts ist mit der zweiten Eingangsschnittstelle wirkverbunden und vorzugsweise drehfest verbunden.

Vorzugsweise sind die Hauptachsen des ersten und des zweiten Planetengetriebeabschnitts und/oder Drehachsen der Sonnenräder des ersten und des zweiten Planetengetriebeabschnitts parallel versetzt zueinander angeordnet.

Die Getriebeanordnung weist weiterhin einen ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt auf, welcher mindestens eine erste Übersetzungsstufe bereitstellt. Vorzugsweise stellt der erste Übersetzungsgetriebeabschnitt zwei, drei oder mehr Übersetzungsstufen bereit. Bei der Übersetzung kann es sich um ein beliebiges Übersetzungsverhältnis handeln, insbesondere kann auch eine Untersetzung mit dem Übersetzungsgetriebeabschnitt umgesetzt werden. Eine dritte Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts ist mit einem Eingang des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts wirkverbunden. Vorzugsweise ist die dritte Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts mit dem Eingang des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts drehfest verbunden.

Ferner weist die Getriebeanordnung einen zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt auf, wobei der zweite Übersetzungsgetriebeabschnitt mindestens eine zweite Übersetzungsstufe, vorzugsweise eine Mehrzahl von zweiten Übersetzungsstufen, aufweist. Die dritte Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts ist mit einem Eingang des zweiten Übersetzungsgethebeabschnitts wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden.

Ferner weist die Getriebeanordnung eine Ausgangsschnittstelle auf, wobei die Ausgänge der Übersetzungsgetriebeabschnitte mit der Ausgangsschnittstelle wirkverbunden sind.

Somit kann über die Eingangsschnittstellen ein Traktionsdrehmoment in die Getriebeanordnung eingeleitet werden und über die Ausgangsschnittstelle ausgeleitet werden. Beispielsweise kann sich an die Ausgangsschnittstelle ein Ausgangsgetriebestufe, insbesondere ein Final Drive, und/oder eine Differentialeinrichtung zur Verteilung des übersetzten Traktionsdrehmoments auf Achsen des Fahrzeugs oder auf Räder einer angetriebenen Achse anschließen. Optional bilden die Ausgangsgetriebestufe und/oder die Differentialeinrichtung einen Teil der Getriebeanordnung.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung einen Kopplungsabschnitt zur Kopplung der zweiten Wellen der Planetengetriebeabschnitte aufweist, wobei sich die zweiten Wellen insbesondere über den Kopplungsabschnitt in mindestens einem Betriebsmodus gegeneinander abstützen.

Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass vorteilhafte Betriebsarten in der Getriebeanordnung eingestellt werden können, wenn die zweiten Wellen in mindestens einem Betriebsmodus gegeneinander wirken. Auf diese Weise wird in die zweiten Wellen durch die gegenseitige Abstützung ein Verzögerungs- und/oder Bremsmoment eingeleitet. Beispiele für derartige vorteilhafte Betriebsmodi werden nachfolgend noch erläutert.

Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Kopplungsabschnitt derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass bei einem gleichgerichteten Drehmoment an den ersten Wellen der zwei Planetengetriebeabschnitte und einem gleichgerichteten Drehmoment an den dritten Wellen der Planetengetriebeabschnitte die Drehmomente an den zweiten Wellen entgegengesetzt wirken. Durch das entgegengesetzte Wirken erfolgt die gegenseitige Abstützung. Alternativ liegen entgegengesetzte Drehmoment an den ersten Wellen, sowie entgegengesetzte Drehmomente an den dritten Wellen und entgegengesetzte Drehmomente an den zweiten Wellen an.

Bei einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist der Kopplungsabschnitt als ein Getriebeabschnitt mit einer negativen Übersetzung ausgebildet. Durch die negative Übersetzung erfolgt in dem Getriebeabschnitt eine Drehrichtungsumkehr, sodass sich die zweiten Wellen in dem mindestens einen Betriebsmodus gegeneinander abstützen können.

Prinzipiell kann vorgesehen sein, dass über den Elektromotor, welcher ebenfalls über die zweite Eingangsschnittstelle auf die zweiten Wellen wirkt, ein Verzögerungsmoment und/oder ein Bremsmoment auf mindestens eine der zweiten Wellen aufgebracht wird. Es ist bevorzugt, dass die Getriebeanordnung eine Kopplungsbremseinrichtung aufweist, wobei die Kopplungsbremseinrichtung auf den Kopplungsabschnitt wirkt. Insbesondere verzögert die Kopplungsbremseinrichtung mindestens eine der zweiten Wellen oder beide zweiten Wellen gegenüber einem Gestell oder einem Gehäuse der Getriebeanordnung. Auf diese Weise ist es möglich, den Kopplungsabschnitt auf starr zu setzen und/oder zu blockieren, sodass die zweiten Wellen zueinander nicht verdreht werden können.

Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kopplungsbremseinrichtung auf die zweite Eingangsschnittstelle wirkt. Insbesondere ist die Bremseinrichtung mit einer Bremsseite mit der zweiten Eingangsschnittstelle drehfest verbunden.

Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kopplungsbremseinrichtung auf die zweite Welle des ersten und/oder des zweiten Planetengetriebeabschnitts wirkt. Dadurch, dass die zweiten Wellen des ersten und des zweiten Planetengetriebeabschnitts miteinander über den Kopplungsabschnitt gekoppelt sind, ist es ausreichend, wenn nur eine der zweiten Wellen abgebremst wird.

In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts als das erste Hohlrad, die zweite Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts als das erste Sonnenrad, die dritte Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts als der erste Planetenträger ausgebildet. Alternativ oder ergänzend ist die erste Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts als das zweite Hohlrad, die zweite Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts als das zweite Sonnenrad und die dritte Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts als der zweite Planetenträger ausgebildet. In dieser Ausgestaltung sind zum einen die Standübersetzungen der Planetengetriebeabschnitte anwendungsgerecht einzustellen und zum anderen ein kompakter konstruktiver Aufbau möglich. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Getriebeanordnung mindestens oder genau eine ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung auf, welche die Kopplungsbremseinrichtung umfasst. Eingänge der ausgangsseitigen Kopplungsaktorvorrichtung sind mit der zweiten und mit der dritten Welle einer der Planetengetriebeabschnitte, also dem ersten oder dem zweiten Planetengetriebeabschnitt, wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden. Die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung ist ausgebildet, die zweite und die dritte Welle miteinander drehfest zu setzen, sodass diese sich gegebenenfalls gemeinsam drehen können. In einem alternativen Schaltzustand ist die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung ausgebildet, die zweite Welle gegenüber einem Gestell und insbesondere einem Gehäuse der Getriebeanordnung drehfest zu setzen und damit die Kopplungsbremseinrichtung zu bilden. Über die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung können weitere Betriebsmodi der Getriebeanordnung eingestellt werden. Alternativ oder ergänzend weist die Getriebeanordnung mindestens eine Eingangsaktorvorrichtung auf. Die Eingangsaktorvorrichtung ist zwischen der ersten Eingangsschnittstelle und der ersten Welle einer der Planetengetriebeabschnitte angeordnet. Optional weist die Getriebeanordnung zwei Eingangsaktorvorrichtungen auf, sodass jeder der ersten Wellen eine Eingangsaktorvorrichtung vorgeschaltet ist. Die Eingangsaktorvorrichtung ist ausgebildet, die erste Eingangsschnittstelle mit der ersten Welle drehfest zu setzen und alternativ die erste Welle gegenüber einem Gestell drehfest zu setzen.

Sowohl die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung als auch die Eingangsaktorvorrichtung können als optionale Betriebszustände auch einen Neutralzustand einnehmen, wobei die Eingänge der Kopplungsaktorvorrichtung beziehungsweise der Eingangsaktorvorrichtung unabhängig voneinander geschalten sind.

Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung, welche eine Eingangsaktorvorrichtung vor einem der Planetengetriebeabschnitte und eine Kupplungseinrichtung vor dem anderen Planetengetriebeabschnitt aufweist. Ferner umfasst diese Getriebeanordnung eine erste und eine zweite eingangsseitige Kopplungsaktorvorrichtungen. Die erste eingangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung weist die erste Welle und die zweite Welle des ersten Planetengetriebeabschnitts als Eingänge auf, wobei in einem ersten Schaltzustand die erste und die zweite Welle drehfest miteinander setzbar sind. In einem zweiten Schaltzustand läuft die zweite Welle frei und die erste Welle ist mit einem Gestell, insbesondere mit einem Gehäuse der Getriebeanordnung drehfest gekoppelt. Ferner kann die erste eingangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung einen Neutralzustand einnehmen, wobei beide Wellen und/oder Eingänge frei laufen. Die zweite eingangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung weist die erste Welle und die zweite Welle des zweiten Planetengetriebeabschnitts als Eingänge auf, wobei in einem ersten Schaltzustand die erste und die zweite Welle drehfest miteinander setzbar sind. In einem zweiten Schaltzustand läuft die erste Welle frei und die zweite Welle ist mit einem Gestell, insbesondere mit einem Gehäuse der Getriebeanordnung drehfest gekoppelt. Ferner kann die zweite eingangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung einen Neutralzustand einnehmen, wobei beide Wellen und/oder Eingänge frei laufen. Ein weiterer möglicher Gegenstand betrifft ein Fahrzeug mit der Getriebeanordnung wie diese zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:

Figur 1 eine Getriebeanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 2 eine weitere Getriebeanordnung als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 3 eine Darstellung zur Erläuterung von verschiedenen Fahrzuständen;

Figur 4 eine weitere Darstellung zur Erläuterung von verschiedenen

Fahrzuständen;

Figur 5 eine weitere Getriebeanordnung als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6a, b, c eine erste mögliche konstruktive Realisierung der Getriebeanordnung;

Fig. 7a, b eine zweite mögliche konstruktive Realisierung der Getriebeanordnung;

Fig. 8a, b eine dritte mögliche konstruktive Realisierung der Getriebeanordnung;

Fig. 9 - 13 Zeitdiagramme zur Erläuterung von Schaltvorgängen der

Getriebeanordnung.

Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Prinzipdarstellung eine Getriebeanordnung 1 als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Getriebeanordnung 1 weist eine erste Eingangsschnittstelle 2 (AN) zur Ankopplung eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors sowie eine zweite Eingangsschnittstelle 3 zur Ankopplung eines Elektromotors 4 auf. Ferner weist die Getriebeanordnung 1 einen ersten Planetengetriebeabschnitt 5 sowie einen zweiten Getriebeabschnitt 6 (P1/P2) auf. Der erste Getriebeabschnitt 5 weist ein Hohlrad 5.1 als eine erste Welle, ein Sonnenrad 5.2 als eine zweite Welle und einen Planetenträger 5.3 als eine dritte Welle auf. Auf dem Planetenträger 5.3 sind Planetenräder drehbar angeordnet, welche mit dem Hohlrad 5.1 und mit dem Sonnenrad 5.2 kämmen.

In ähnlicher Weise weist der zweite Planetengetriebeabschnitt 6 ein Hohlrad 6.1 als eine erste Welle, ein Sonnenrad 6.2 als eine zweite Welle und einen Planetenträger 6.3 als eine dritte Welle auf. Auf dem Planetenträger 6.3 sitzen Planetenräder, welche mit dem Hohlrad 6.1 und mit dem Sonnenrad 6.2 kämmen.

Die Hohlräder 5.1 , 6.1 sind mit der ersten Eingangsschnittstelle 2 drehfest verbunden. Die Sonnenräder 5.2, 6.2 sind mit der zweiten Eingangsschnittstelle 3 wirkverbunden. Das Sonnenrad 5.2 ist mit der zweiten Eingangsschnittstelle 3 drehfest verbunden. Das Sonnenrad 6.2 ist mit der zweiten Eingangsschnittstelle 3 über einen Getriebeabschnitt 7 verbunden, wobei der Getriebeabschnitt 7 eine Übersetzung von i = -1 aufweist. Der Getriebeabschnitt 7 bildet einen Kopplungsabschnitt 10 zwischen den Sonnenrädern 5.2, 6.2. Ferner weist die Getriebeanordnung 1 einen ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt 8 (iU) sowie einen zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt 9 (iG) auf. Beide Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9 weisen jeweils mindestens eine, vorzugsweise mehrere Übersetzungsstufen auf. Die Eingänge der Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9 sind jeweils mit den dritten Wellen, insbesondere dem Planetenträger 5.3 beziehungsweise 6.3 drehfest verbunden. Die Ausgänge der Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9 sind jeweils mit der Ausgangsschnittstelle 14 (AB) drehfest verbunden. Ferner weist die Getriebeanordnung 1 eine Kopplungsbremseinrichtung BE auf, welche mit der zweiten Eingangsschnittstelle 3 drehfest verbunden ist und eine Blockierung oder Abbremsung der zweiten Eingangsschnittstelle 3 ermöglicht.

In der Getriebeanordnung 1 gemäß Figur 1 sind die Planetengetriebeabschnitte 5, 6 über die Sonnenräder 5.2 und 6.2 über den Kopplungsabschnitt 10 mittels des Getriebeabschnitts 7 mit der Übersetzung von i=-1 gekoppelt, sodass bei einem Betrieb, bei dem beide Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9 die Ausgangsschnittstelle 14 antreiben, sich die Planetengetriebeabschnitte 5, 6 über den Kopplungsabschnitt 10 gegenseitig abstützen. Alternativ kann die Abstützung auch mittels anderer Getriebevarianten als Kopplungsabschnitt erreicht werden, zum Beispiel indem die Anbindung der Planetengetriebeabschnitte 5, 6 an die erste Eingangsschnittstelle 2 mittels Übersetzungen mit unterschiedlichen Vorzeichen, zusammen mit unterschiedlichen Vorzeichen der Übersetzung zwischen den Planetengetriebeabschnitten 5, 6 und der Ausgangsschnittstelle 14 gewählt werden.

Insbesondere weist die Getriebeanordnung 1 eine Getriebeeingangswelle AN, welche die erste Eingangsschnittstelle 2 bildet, und eine Getriebeausgangswelle AB auf, welche die Ausgangsschnittstelle 14 bildet, zwei Übersetzungsgetriebeabschnitte 8, 9, welche zwei Teilgetriebe mit jeweils einem oder mehreren Gängen bilden, den Elektromotor 4, die Kopplungsbremseinrichtung BE, zwei Planetengetriebeabschnitte 5, 6 sowie den Kopplungsabschnitt 10 zwischen den Planetengetriebeabschnitten 5, 6 auf.

Eine beispielhafte Ausgestaltung der Getriebeanordnung 1 weist eine Standübersetzung der Planetengetriebeabschnitte 5, 6 von i = -2,5, zwei Getriebestufen für den ersten Übersetzungsgetriebeabschnitt mit i1 = -2,3 und i3 = - 0,7 sowie zwei Übersetzungsstufen für den zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt 9 mit i2 = -1 ,1 ; i4 = -0,51 auf. Optional ergänzend weist die Getriebeanordnung 1 eine Final-Drive-Übersetzung, insbesondere zu einer nicht dargestellten Differentialeinrichtung mit iD = -3 auf. Die Final-Drive-Übersetzung ist der Ausgangsschnittstelle 14 nachgeschaltet.

In der nachfolgenden Tabelle sind mögliche Betriebsmodi der Getriebeanordnung 1 sowie der daraus resultierenden Übersetzungen dargestellt:

Kurzbeschreibung der Betriebsmodi:

G1 , G3, G5, G7: Betriebsmodi mit festen Drehzahlverhältnissen. Jeweils nur ein Übersetzungsgetriebeabschnitt (8 oder 9) hat einen eingelegten Gang und ist an der Drehmomentübertragung beteiligt. Der Kopplungsabschnitt 10 steht.

G2, G4, G6: Betriebsmodi mit festen Drehzahlverhältnissen. Beide Übersetzungsgetriebeabschnitte (8 und 9) haben gleichzeitig einen eingelegten Gang und sind an der Drehmomentübersetzung beteiligt. Die resultierende Übersetzung liegt zwischen G1 und G3. Die Drehzahl der gekoppelten Sonnenräder 5.2, 6.2 stellt sich eigenständig so ein, dass trotz unterschiedlicher Drehzahlen an den Planetengetriebeabschnitten 5, 6, die Hohlräder 5.1 , 6.1 gleich schnell mit der Drehzahl der ersten Eingangsschnittstelle 2 drehen.

Betriebsmodi V1 , V2, V3 und V4: Das sind jeweils Fahrmodi, bei denen die Drehzahl des Elektromotors 4 und des nicht dargestellten Verbrennungsmotors in einem der Planetengetriebeabschnitte 5, 6 überlagert werden (addiert werden). Die Ausgangsdrehzahl kann somit bei konstanter Drehzahl des Verbrennungsmotors mittels der Drehzahl des Elektromotors variiert werden. Dies ermöglicht ein Stehen der Ausgangsschnittstelle bei eingelegtem Gang und drehendem Verbrennungsmotor. In der oben gezeichneten Tabelle beziehen sich die Übersetzungen I _V M AB und IEM -> AB auf die Übersetzungen der Drehmomente:

ABDrehmoment AB

Die Figur 2 zeigt in einer ähnlichen Darstellung wie die Figur 1 eine Getriebeanordnung 1 , welche sich von der Getriebeanordnung 1 in der Figur 1 zum einen durch die Position der Kopplungsbremseinrichtung BE und zum anderen durch weitere Komponenten unterscheidet. In gleicher weise wie in der Figur 1 umfasst die Getriebeanordnung 1 jedoch die erste Eingangsschnittstelle 2, die zweite Eingangsschnittstelle 3, den Elektromotor 4, die Ausgangsschnittstelle 14, den ersten und zweiten Planetengetriebeabschnitt 5, 6 sowie den ersten und zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt 8, 9. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Sonnenräder 5.2, 6.2 über einen Kopplungsabschnitt 10, welcher den Getriebeabschnitt 7 umfasst, miteinander verbunden. Die Kopplungsbremseinrichtung BE bildet jedoch einen Teil einer ausgangsseitigen Kopplungsaktorvorrichtung 1 1 , welche zwei Eingänge aufweist. Ein erster Eingang ist mit dem Sonnenrad 6.2, ein zweiter Eingang mit dem Planetenträger 6.3 drehfest verbunden. Die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung 1 1 ermöglicht es, in einer Schaltstellung BE, das Sonnenrad 6.2 drehfest gegenüber einem Gestell, insbesondere einem Gehäuse der Getriebeanordnung 1 zu setzen. In einer Schaltstellung KS2 werden das Sonnenrad 6.2 und der Planetenträger 6.3 miteinander drehfest gesetzt. Die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung 1 1 kann - wie alle anderen Einrichtungen der Getriebeanordnung 1 - über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung angesteuert werden. Ferner ist es möglich, die ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung 1 1 in einen Neutralzustand N zu setzen. In diesem Fall sind die Eingänge drehentkoppelt zueinander und zu dem Gestell G. Die Schaltstellung KS2 ermöglicht ein Verblocken des Planetengetriebeabschnitts 6, sodass Hohlrad 6.1 , Sonnenrad 6.2 und Planetenträger 6.3 synchron miteinander drehen. BE dient zum Blockieren der gekoppelten Eingänge der beiden Planetengetriebeabschnitte 5, 6 gegen Verdrehen und bildet damit die Kopplungsbremseinrichtung. KS2 ist mit der Verriegelung BE als ein Schaltelement kombiniert. Falls nur einer der Planetengetriebeabschnitte 5, 6 verriegelbar ausgeführt wird, wie dies in der Figur 2 dargestellt ist, so ist es besonders vorteilhaft, wenn der verriegelbare Planetengetriebeabschnitt 6 vor dem Übersetzungsgetriebeabschnitt 8, 9 mit der schnellsten Übersetzung liegt, sodass ein Spargang unter Verwendung der Verriegelung des Planetengetriebeabschnitts 6 nochmals eine deutlich schnellere Übersetzung erlaubt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der verriegelbare Planetengetriebeabschnitt 6 nicht vor dem Teilgetriebe mir der langsamsten Übersetzung liegt, da dies die Realisierung eines Kriechgangs vereinfacht.

Ferner weist die Getriebeanordnung 1 zwei Eingangsaktorvorrichtungen 12, 13 auf. Die Eingangsaktorvorrichtungen 12, 13 sind jeweils zwischen der ersten Eingangsschnittstelle 2 und der ersten Welle, in diesem Fall dem Hohlrad 5.1 und 6.1 der Planetengetriebeabschnitte 5, 6 angeordnet. Die Eingangsaktorvorrichtungen 12, 13 ermöglicht es, das jeweilige Hohlrad 5.1 , 6.1 selektiv mit der ersten Eingangsschnittstelle 2 oder mit dem Gestell G drehfest zu setzen. Auch bei den Eingangsaktorvorrichtungen 12, 13 ist eine Neutralstellung N möglich.

Die Schaltstellungen KA und KB erlauben ein Verbinden zwischen den Hohlrädern 5.1 und 6.1 der Planetengetriebeabschnitte 5, 6 und der ersten Eingangsschnittstelle 2. BA und BB ermöglichen ein Blockieren des entsprechenden Hohlrades 5.1 , 6.1 gegen Verdrehen.

Beispielhafte Übersetzungen sind:

Standübersetzung der Planetengetriebeabschnitte 5, 6: i = -2,5; Übersetzungen der Stirnradstufen des ersten Übersetzungsgetriebeabschnitts 5: i1 = -2,3; i3 = -0,7 und des zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitts 6: i2 = -1 ,1 ; i4 = -0,51 . Final-Drive- Übersetzung zum Differential: iD = -3

Die verschiedenen Betriebsmodi sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt. - 14 -

Die Festgänge G2-G8 entsprechen den Festgängen G1 -G7 aus der Figur 1 . Die Betnebsmodi V1 -V4 sind ähnlich wie bei der Figur 1 ; Die zusätzlichen Schaltelemente KA / BA, KB / BB und KS2 ermöglichen 2 neue Gänge (G1 => 11 + Kriech und G9=>I4 + Spar), sowie einen Rückwärtsgang, als auch elektrisches Fahren (Vorwärts und Rückwärts). Für das elektrische Vorwärtsfahren und einen Wechsel in den Hybridbetrieb ohne Zugkraftunterbrechung und ohne spezielle Synchronringe an den einzelnen Schaltmuffen sind weitere Schaltkombinationen aufgelistet. Diese werden weiter unten erläutert. Ein Wechsel der Gänge bzw. Fahrmodi ohne Zugkraftunterbrechung ist auch ohne Reibelemente für ein überschneidendes Schalten der Schaltelemente möglich.

In der Figur 3 ist eine Übersicht der Drehzahlzustände einiger Betriebsmodi gezeigt.

In der Abbildung ist dargestellt, welche Übersetzungen (Y-Achse, nichtlinear skaliert) die Betriebsmodi mit festen Drehzahlverhältnissen (G1 bis G9, EH und R) aufweisen. Und zudem welches Drehzahlverhältnis der E-Motor zum Verbrennungsmotor (X- Achse, nichtlinear skaliert) in diesen Betriebsmodi aufweist. Die einzelnen Betriebsmodi welche vorzugsweise beim Antrieb über AN verwendet werden, sind als schwarze Punkte eingetragen ergänzt um die Bezeichnung des Betriebsmodus. Weitere Betriebsmodi, welche vorzugsweise zum Umschalten von reinem E-Antrieb auf einen Hybridantrieb bzw. Antrieb über AN verwendet werden, sind als weiße Punkte mit schwarzem Rand dargestellt.

Die vertikale gepunktete Linie "L" entspricht einem Betriebsmodus "Starter/Generator", bei dem AN und EM unabhängig von AB miteinander gekoppelt sind. Die gestrichelten diagonalen Linien (E1 und ER) entsprechen den Drehzahlverhältnissen bei den rein elektrischen Fahrmodi (E und RE). Da in diesen Modi AN beziehungsweise der Verbrennungsmotor unabhängig von EM und AB drehen bzw. stehen kann, wird für die Darstellung der X-Achse angenommen, das der Verbrennungsmotor mit einer konstanten Drehzahl > 0 dreht, welche der Drehzahl des Verbrennungsmotors in den Festgängen E1 H beziehungsweise R entspricht.

Die in dem Diagramm durchgezogenen diagonalen Linien (V1 bis V4) symbolisieren das Drehzahl-Zusammenspiel von E-Motor, Verbrennungsmotor und Getriebeausgang in Getriebezuständen bzw. Betriebsmodi, bei denen mit Hilfe der Planetensätze die Drehzahl des Verbrennungsmotors (AN) mit der Drehzahl der E- Maschine (EM) addiert / überlagert werden und somit gemeinsam die Ausgangsdrehzahl (AB) definierten.

In der Figur 4 sind weitere Drehzahlzustände ergänzt und weitere Betriebsmodi dargestellt. Hier wird das Diagramm aus Fig. 3 um weitere Betriebsmodi ergänzt. Die Ergänzungen betreffen Modi zum rein elektrischen Fahren und weitere Modi zum Umschalten vom rein elektrischen Antrieb zum Hybrid bzw. Antrieb über AN.

Aufgrund der Übersichtlichkeit, wurden auch in diesem Diagramm nicht alle möglichen Kombinationen eingetragen.

Falls Komfort- und Zugkraftunterbrechung beim Schalten eine untergeordnete Rolle spielen, erlaubt die Getriebeanordnung gemäß der Figur 2 eine Vielzahl weiterer Schaltkombinationen, welche in 20 Vorwärtsgängen und zwei Rückwärtsgängen mit festen Übersetzungsverhältnissen resultieren. Eine Auflistung der Gänge mit den Übersetzungsverhältnissen und aktiven Schaltelementen ist nachfolgend aufgeführt. Die Schaltzustände sind nur beispielhaft, da einzelne Gänge mittels verschiedener Schaltkombinationen erreicht werden können.

Allgemein können die Schaltelemente formschlüssig mit oder ohne Synchronringen ausgeführt werden, wobei die Entscheidung der Ausführung für jedes Schaltelement individuell erfolgen kann. Im Falle ohne Synchronringen erfolgt die Synchronisierung der Schaltverzahnung mittels Regeln der Drehzahl der E-Maschine und / oder des Verbrennungsmotors welcher die Welle AN antreibt. Auch bei einer Verwendung von formschlüssigen Schaltelementen mit Synchronringen erfolgt der Großteil der Synchronisierung mittels regeln der Drehzahlen, jedoch kann die Schaltzeit verkürzt werden, da die Drehzahlen nicht so genau geregelt werden müssen. Alternativ können auch einzelne Schaltelemente reibschlüssig ausgeführt werden, so dass die Schaltzeiten noch kürzer ausfallen können. Bei einer geeigneten Wahl der Schaltelemente welche reibschlüssig ausgeführt werden, kann sogar die E-Maschine entfallen, oder das Getriebe bei defekter E-Maschine weiter betrieben werden (Notfahrstrategie). Für eine Notfahrstrategie bei einer Ausführung gemäß der Skizze rechts ist es besonders vorteilhaft wenn BE, KA, und KB reibschlüssig ausgeführt werden. BA reibschlüssig würde zusätzlich ein Anfahren in Rückwärtsrichtung ermöglichen. KS2 Reibschlüssig ermöglicht weiterhin den Spargang und den Kriechgang ohne E-Maschine zu nutzen. In der Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Getriebeanordnung 1 dargestellt, welche sich von der Getriebeanordnung 1 in der Figur 1 zum einen durch die Position der Kopplungsbremseinrichtung BE und zum anderen durch weitere Komponenten unterscheidet. In gleicher Weise wie in der Figur 1 umfasst die Getriebeanordnung 1 jedoch die erste Eingangsschnittstelle 2, die zweite Eingangsschnittstelle 3, den Elektromotor 4, die Ausgangsschnittstelle 14, den ersten und zweiten Planetengetriebeabschnitt 5, 6 sowie den ersten und zweiten Übersetzungsgetriebeabschnitt 8, 9. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Sonnenräder 5.2, 6.2 über einen Kopplungsabschnitt 10, welcher den Getriebeabschnitt 7 umfasst, miteinander verbunden.

Die Kopplungsbremseinrichtung BE bildet jedoch einen Teil einer eingangsseitigen, ersten Kopplungsaktorvorrichtung 15, welche zwei Eingänge aufweist. Der erste Eingang ist mit dem Sonnenrad 6.2 des zweiten Planetengetriebeabschnitts 6, der zweite Eingang ist mit dem Hohlrad 6.1 drehfest verbunden. In der Schaltstellung BE ist das Sonnenrad 6.2 mit dem Gestell G drehfest verbunden, in der Schaltstellung KH2 ist das Sonnenrad 6.2 mit dem Hohlrad 6.1 drehfest verbunden. Ferner ist eine Neutralstellung möglich. Eine zweite eingangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung 16 ist vor dem zweiten Planetengetriebeabschnitt 5 angeordnet und weist zwei Eingänge auf, wobei ein Eingang mit dem Hohlrad 5.1 und der andere Eingang mit dem Sonnenrad 5.2 drehfest gekoppelt ist. In einem Schaltzustand KH1 ist das Hohlrad 5.1 drehfest mit dem Sonnenrad 5.2 gekoppelt. In einem Schaltzustand BA ist das Hohlrad 5.2 mit dem Gestell G drehfest gekoppelt. Ferner ist ein neutraler Schaltzustand N möglich. Die Getriebeanordnung 1 weist ferner die Eingangsaktorvorrichtung 13 auf, wobei auf die Beschreibung auf die Figur 2 verwiesen wird. Als zusätzliche Komponente weist die Getriebeanordnung 1 eine Kupplungsvorrichtung 17 auf, die zwischen der ersten Eingangsschnittstelle 2 und der zweiten eingangsseitigen Kopplungsaktorvorrichtung 16 angeordnet ist.

Die Figur 5 zeigt insbesondere eine Variante, bei der beide Planetensätze verriegelbar sind (mittels KH2 und KH1 ). Dies ist vorteilhaft, wenn die Teilgetriebe iU und iG in Summe eine ungerade Anzahl von Gängen haben. Bei einer ungeraden Anzahl von Gängen liegen die schnellste und die langsamste Übersetzung im gleichen Teilgetriebe, so dass mit nur einem verriegelbar ausgeführten Planetensatz entweder der Spar-Gang oder der Kriechgang nur eingeschränkt realisiert werden kann. Die Koppelung zwischen dem Planetensatz P1 und der Getriebeeingangswelle ist als reibschlüssige Kupplung ausgeführt. Dies ermöglicht den Verbrennungsmotor während des rein elektrischen Fahrens mittels Schließen der Kupplung KA zu starten.

In der Figur 6a ist eine beispielhafte konstruktive Ausführung der Getriebeanordnung in der Figur 2 gezeigt. Der Verbrennungsmotor treibt direkt oder indirekt über einen Schwindungsdämpfer (der Schwingungsdämpfer ist im Schaubild nicht dargestellt) die Antriebswelle "AN" an. "AN" ist mittels dem Zahnrad ZAN mit den Zahnrädern ZX1 , ZX2 verzahnt, welche konzentrisch zu "XV bzw. "X2" angeordnet sind. Die Schaltmuffen (BA/KA und BB/KB) ermöglichen die Wellen X1 und X2 wahlweise gegen Drehung zu verriegeln oder mit den Zahnrädern ZX1 bzw. ZX2 drehfest zu verbinden.

Teilgetriebe iU, iG sowie Stirnradstufen 11 , 12, 13, 14: Das Teilgetriebe iU enthält die Stirnradstufen 11 und 13, sowie die Hohlwelle XiU. Das Teilgetriebe iG enthält die Stirnradstufen 12 und 14, sowie die Hohlwelle XiG. Die Abtriebszahnräder der Übersetzungen 11 bis 14 sind drehfest auf der Abtriebswelle AB angeordnet. Die Antriebszahnräder der Übersetzungen 11 bis 14 sind jeweils konzentrisch zu den Hohlwellen XiU bzw. XiG angeordnet und können jeweils mittels den Schaltmuffen K1/K3 bzw. K2/K4 drehfest mit XiU bzw. XiG verbunden werden. Die Hohlwellen XiU und XiG sind konzentrisch zu den Wellen X1 bzw. X2 angeordnet und werden von den Planetenträgern der Planetensätze P1 bzw. P2 angetrieben. Planetensätze P1 und P2: Die Hohlräder der Planetensätze P1 und P2 werden jeweils von den Wellen X1 bzw. X2 angetrieben. Die Sonnenräder sind jeweils drehfest mit den Zahnrädern ZS1 bzw. ZS2 verbunden. ZS1 und ZS2 zahnen ineinander, so dass diese mit gegenläufigen Drehrichtungen drehen. Die E-Maschine EM ist über ein Zahnrad ZEM wahlweise mit ZS1 oder ZS2 verbunden, wobei in der beiliegenden Skizze die ZEM mit ZS2 verzahnt ist. Weitere Gänge: Falls mehr als die 9 Gänge (z.B. für eine feinere Gangabstufung) benötigt werden, können die Wellen XiG und XiU nach "rechts" verlängert werden und weitere Stirnradstufen ergänzt werden. Räumliche Anordnung der Wellen (betrachtet in Längsrichtung): AN, X1 und X2 bilden ein Dreieck und X1 , X2 und AB bilden ein Dreieck. Diese Dreiecke können nebeneinander angeordnet sein (Figur 6b) oder überlappend angeordnet werden (Figur 6c). In beiden Fällen haben die Dreiecke eine gemeinsame Kante, wobei die restlichen Kanten unterschiedliche Längen aufweisen können.

Die Figuren 7a und b zeigen eine Weiterbildung der Getriebeanordnung 1 in den Figuren 6a, b, c. Falls die Wellen im Raum so angeordnet werden, dass die Wellen AN-X1 -X2 und AB-X1 -X2 deckungsgleich sind, so kann ein weiterer Gang mittels einer weiteren Schaltvorrichtung "KD" realisiert werden. In der Figur 7a wurde die Schaltvorrichtung "KD" mit einer Parksperre "PS" kombiniert.

Die Figuren 8a, b zeigen eine Weiterbildung der Getriebeanordnung 1 in den vorhergehenden Figuren. Falls die Wellen im Raum so angeordnet werden, dass die Dreiecke aus den Wellen AN-X1 -X2 und AB-X1 -X2 nebeneinander angeordnet sind, kann auch das Differential in die Abtriebswelle AB integriert werden.

Wobei die Anordnung des Differentials zur linken Seite der Stirnradstufen (wie in der Skizze dargestellt) oder zur rechten Seite der Stirnradstufen 11 bis 14 erfolgen kann. Bei einer Anordnung des Differentials zur rechten Seite, kann der Verbrennungsmotor auch zur rechten Seite mit einer langen Getriebeeingangswelle angeordnet werden. Die Getriebeeingangswelle würde in diesem Fall durch das gesamte Getriebe durchlaufen und die Planetensätze wären dann nicht zwischen Verbrennungsmotor und Stirnradstufen, sondern auf der zum Verbrennungsmotor abgewandten Seite der Stirnradstufen. Dies ist Vorteilhaft bei Front-Quer-Answendungen, da die Stirnradstufen und das Differential sehr nah am Verbrennungsmotor angeordnet werden können. Falls aufgrund der Abmessungen der Schaltmuffen K1/K3 und K2/K4 der Abstand zwischen den Stirnradstufen (z.B. 12 und 13) zu groß wird, kann ein schmales Differential auch zwischen den Stirnradstufen angeordnet werden.

Weiterhin kann eine lange elastisch ausgeführte Eingangswelle zum Verbrennungsmotor als Elastizität für einen Schwingungstilger oder ZMS verwendet werden. z.B. indem an beiden Enden der Welle eine Schwungmasse angeordnet wird kann ein ZMS realisiert werden.

Nachlaufend werden Ablaufbeschreibungen mittels Zeitdiagramm für verschiedene Fahrzustände offenbart: Fig. 9: Anfahren mit Geared-Neutral im Modus V1

Anfahren im Geared-Neutral erfolgt vorzugsweise bei leeren Batterien oder bei Anfahrten mit hohem Drehmoment (z.B. mit Anhänger und Bergauf).

Verwendete Bezeichnungen:

AN=Getriebe-Eingangswelle (angetrieben z.B. vom Verbrennungsmotor),

EM=E-Maschine.

BE=Verriegelung der E-Maschine gegen Verdrehen.

AB=Getriebe-Ausgangswelle (z.B. Abtrieb zu den Fahrzeugrädern).

XiU=Hohlwelle des Teilgetriebes "iU" mit Schaltelement (K1 ) für die Übersetzung 11 , K1 =Schaltverzahnung: Drehzahl = 11 ^* Drehzahl AB. Kann mittels einer Schaltmuffe drehfest mit der Welle XiU verbunden werden.

Ausgangssituation: Im Zeitbereich vor "B" befindet sich das Fahrzeug im Leerlauf: Der Verbrennungsmotor dreht im Leerlauf, die E-Maschine steht und folglich dreht sich XiU1 . AN steht, da das Fahrzeug steht und somit steht auch K1 . KA ist aktiv. Bei B: Die Steuerung entscheidet, dass ein Anfahrvorgang vorbereitet werden soll (z.B. Fahrer schaltet in "Drive").

B bis D: Die EM erzeugt ein Drehmoment, welches die EM rückwärts beschleunigt. Aufgrund der negativen Drehzahl von EM sinkt die Drehzahl von XiU.

Bei D: Die Drehzahl der EM ist auf die Drehzahl AN so angepasst, dass XiU steht. D bis F: K1 dreht synchron mit XiU (beide stehen) und K1 kann geschlossen werden. F bis G: Optionale Wartezeit. z.B. Fahrer steht noch auf der Bremse.

G bis H: Die Drehmomente an AN und EM werden synchron hochgeregelt, so dass an AB ein Nutzmoment anliegt und das Fahrzeug beschleunigt. AN beschleunig optional für mehr Drehmoment Reserven.

H bis I: Im Betriebsmodus V1 beschleunigt das Fahrzeug, während die EM bis zum Stillstand abgebremst wird, so dass die Drehzahl an AN sich nur gering ändert.

I: EM kommt zum stehen. Ab diese Zeitpunkt steigt die Drehzahl von AN proportional zu AB.

I bis J: Aktivieren der Bremse BE.

J bis K: Reduzieren des Drehmoments der EM. Geleichzeitig steigt das Drehmoment welches BE abstützen muss.

K - L: Im Betriebsmodus G1 erzeugt die EM kein Drehmoment mehr und das Fahrzeug beschleunigt angetrieben über AN.

Optional kann im Zeitbereich B bis D die Welle AN durch die E-Maschine angetrieben werden um z.B. den Verbrennungsmotor zu starten. Hierfür müssen von B bis D die Schaltelemente KB und KS2 aktiv sein und nach dem Start des Verbrennungsmotors muss mindestens KS2 geöffnet werden um K1 und XiU synchronisieren zu können.

Figur 10: Hochschalten in Mischgang (z.B. Modus G2 nach G3)

Verwendete Bezeichnungen:

• AN, EM, BE und AB, K1 wie bei Fig. 1 1 .

• XiU und XiG=Hohlwellen der Teilgetriebe "iU" und "iG",

· K2=ähnlich K1 , wobei 11 durch 12, XiU durch XiG ersetzt werden muss.

Rahmenbedingungen: Das Fahrzeug fährt mit konstanter Geschwindigkeit und benötigt ein konstantes Antriebsmoment. Der Verbrennungsmotor arbeitet im Teillastbereich und mittels einer Hochschaltung soll ein günstigerer Betriebspunkt (höheres Drehmoment, geringere Drehzahl) des Verbrennungsmotors erreicht werden.

Ausgangssituation: In nur einem der Teilgetriebe (iU) ist ein Gang eingelegt (z.B. ist K1 geschlossen so dass 11 aktiv ist), die Bremse BE ist aktiv und Stützt das Drehmoment an der Koppelung der Planetensätze ab. Die E-Maschine steht und erzeugt kein Drehmoment. XiU und XiG drehen mit gleicher Drehzahl, K2 dreht mit einer geringeren Drehzahl aufgrund der zugehörigen Übersetzung im Teilgetriebe iG. Da K2 geöffnet ist können XiG und K2 mit unterschiedlicher Drehzahl drehen.

Bei "B" beginnt die Hochschaltung

"B" bis "C": Entlastung von BE, indem EM ein Drehmoment aufbaut (Vorzeichen aufgrund Übersetzung -1 ).

Bei "C": BE ist lastfrei, die EM erzeugt das gesamte Stützmoment.

"C" bis "D": BE wird geöffnet

"D" bis "E": EM beschleunigt während gleichzeitig die Drehzahl an AN so reduziert wird, dass die Drehzahl von XiU konstant bleibt (gemäß der obigen

Rahmenbedingungen bleibt die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant).

Die Drehzahländerungen von EM und AN wirken sich jedoch auf die Drehzahl XiG aus, so dass XiG langsamer wird und sich der Drehzahl von K2 annähert.

Bei "E": XiG und K2 drehen mit annähernd gleicher Drehzahl, so dass K2 geschlossen werden kann.

"E" bis "F": K2 wird geschlossen.

Bei "F": K2 ist geschlossen

"F" bis "G": Das Drehmoment von EM wird reduziert und gleichzeitig das

Drehmoment an AN entsprechend gesteigert, so dass das Ausgangsdrehmoment AB konstant bleibt.

"G" bis "H": Die EM dreht weiter gemäß der Drehzahl der Koppelung zwischen den Planetensätzen und erzeugt nur bei Bedarf ein zusätzliches Drehmoment (ähnlich der Funktion bei einem P2-Hybrid).

Figur 1 1 : Hochschalten vom Mischgang aus (z.B. G2 nach G3) Verwendete Bezeichnungen:

• AN, EM, BE und AB, XiU, XiG, K1 , K2 wie bei Fig. 1 1 .

Rahmenbedingungen: Das Fahrzeug fährt mit konstanter Geschwindigkeit und benötigt ein konstantes Antriebsmoment. Der Verbrennungsmotor arbeitet im Teillastbereich und mittels einer Hochschaltung soll ein günstigerer Betriebspunkt (höheres Drehmoment, geringere Drehzahl) des Verbrennungsmotors erreicht werden.

Ausgangssituation: In beiden Teilgetrieben (iU und iG) ist ein Gang eingelegt (K1 und K2 aktiv). K1 und K2 drehen mit unterschiedlichen Drehzahlen, aufgrund der unterschiedlichen zugehörigen Übersetzungen. Da K1 und K2 aktiv sind drehen XiU und XiG entsprechend der Drehzahlen von K1 und K2. Die Drehzahldifferenz zwischen XiU und XiG wird mittels der Drehzahl der Koppelung der Planetensätze kompensiert, so dass beide Planetensätze von AN gleichzeitig angetrieben werden können. Die EM dreht im Leerlauf gemäß der Drehzahl der Koppelung der Planetensätze.

Bei "B" beginnt die Hochschaltung

"B" bis "C": Die EM baut ein Drehmoment auf und entlastet damit K1 . Da die E- Maschine mechanische Leistung aufnimmt, muss gleichzeitig die über AN eingespeiste Leistung erhöht werden, so dass die bereitgestellt Leistung an AN konstant bleibt. Die Leistung an AN wird mittels einer Drehmomentsteigerung bei gleicher Drehzahl an AN erreicht (gemäß der Rahmenbedingungen, dass das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit und konstantem Antriebsmoment fährt). Bei "C": K1 ist lastfrei, die EM erzeugt das gesamte Stützmoment.

"C" bis "D": K1 wird geöffnet

"D" bis "E": Die EM bremst bis zum Stillstand ab während gleichzeitig auch die Drehzahl AN reduziert wird, dies erfolgt dermaßen, dass die Drehzahl an XiG konstant bleibt (konstante Fahrzeuggeschwindigkeit). Die Drehzahl von XiU reduziert sich ausgehend von der Drehzahl K1 .

Bei "E": Steht die EM, so dass BE geschlossen werden kann.

"E" bis "F": Schließen von BE. "F" bis "G": Das Drehmoment von EM wird reduziert und BE übernimmt das Stützmoment an der Koppelung der Planetensätze.

"G" bis "H": EM steht und das Fahrzeug wird von AN über K2 angetrieben. Figur 12: Elektrisches Fahren und Übergang zum Hybridbetrieb

Verwendete Bezeichnungen:

• AN, EM, BE und AB, XiU, XiG, K1 , K2 wie bei Fig. 1 1 .

• H2=Hohlrad des Planetensatzes 2, welches wahlweise über BB gegen Drehzahl verriegelt wird oder mittels KB mit AN drehfest verbunden wird.

Rahmenbedingungen: Das Fahrzeug wird ab dem Stillstand mit konstantem Drehmoment beschleunigt. Beim Hochschalten bleibt das Drehmoment an AB konstant, indem das Drehmoment an AN entsprechend gesteigert wird. Hierfür hat der Verbrennungsmotor Drehmomentreserven (arbeitet im Teillastbereich).

Ausgangssituation: Fahrzeug steht. Drehzahl an AN, EM und AB gleich NULL.

"B" bis "C": Vorbereiten des Anfahrens durch aktivieren BB und K2.

"C" bis "D": Optionale Wartezeit bis zum Anfahren.

"D": Start des Anfahrens mittels E-Maschine.

"D" bis "F": E-Maschine erzeugt Drehmoment und Beschleunigt alleine das Fahrzeug. AN steht weiterhin.

"F" bis "G": Starten des Verbrennungsmotors an AN (z.B. mit separatem Starter) und Regeln der Drehzahl an AN, so dass XiU und K1 synchron drehen.

"G" bis "H": Aktivieren von K1 .

"H" bis "I": Reduzieren des Drehmomentes der EM bis auf 0 und steigern des

Drehmomentes an AN, so dass das Drehmoment an AB konstant bleibt.

"I" bis "J": Fahren in E1 H. Nur AN beschleunig das Fahrzeug.

"J" bis "K": Drehmomentaufbau der EM und angepasst Drehmomentsteigerung an

AN, so dass Drehmoment AB konstant bleibt. Drehmoment an H2 reduziert sich bis

Null (BB wird entlastet).

"K" bis "L": Öffnen BB

"L" bis "M": Reduzieren der Drehzahl EM bis 0. Gleichzeitig anpassen der Drehzahl

AN an die Fahrzeuggeschwindigkeit.

"M" bis "N": Aktivieren BE "N" bis "O": Stützmomentübergabe von EM an BE.

"O" bis "P": Fahren im 2. Gang (i1 aktiv). Schaltkombination weicht vom normalen 2. Gang ab.

"P" bis "Q": Stützmomentübergabe von BE an EM

"Q" bis "R": Offenen BE.

"R" bis "S": Beschleunigen EM, so dass H2 und AN synchron drehen.

"S" bis "T": Aktivieren KB

"T" bis "U": Drehmomentübergabe von der EM an KB, gleichzeig Drehmoment anpassung an AN für konstantes Drehmoment an AB.

Ab "U": Fahren im normalen 3. Gang (i1 und i2 aktiv).

Schritte "M" bis "R" sind optional und können übersprungen werden.

Figur 13: Zeitlicher Ablauf mit Modus G9 (Spargang)

Verwendete Bezeichnungen:

· AN, EM, BE und AB, XiU, XiG, K1 , K2 wie bei Fig. 1 1 .

• S2=Sonnenrad des Planetensatzes P2.

• KS2=Schaltelement welches S2 mit XiG drehfest verbinden kann.

Rahmenbedingungen: Das Fahrzeug fährt im Modus G8 unter Verwendung der schnellsten Stirnradübersetzung (14). Zwecks Optimierung des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors entscheidet die Getriebesteuerung, dass eine höhere Übersetzung verwendet werden soll. Es wird in den Modus G9 geschaltet. Während der Fahrt im Modus G9 wird eine höhere Antriebsleistung (z.B. um erneut zu beschleunigen) gefordert. So dass die Getriebesteuerung erneut in den Modus G8 zurückgeschaltet wird.

Ausgangssituation: Fahrzeug fährt im Modus G8 mit gleichbleibender Geschwindigkeit (z.B. Autobahn) mit dem Verbrennungsmotor im Teillastbereich.

B bis C: Drehmomentübergabe von BE an EM

C bis D: BE wird geöffnet

D bis E: Im Modus V4 beschleunigt EM um die Drehzahl der Sonne S2 an die Drehzahl der Wellge XiG anzupassen. Für eine konstante Abtriebsdrehzahl muss hierfür die Drezahl an AN reduziert werden. Punkt E: S2 und XiG drehen synchron, somit ist die Drehzahldifferenz über das Schaltelement KS2 ebenfalls 0. KS2 kann somit geschlossen werden.

E bis F: Schließen KS2

F bis G: Drehmomentübergabe von EM an KS2. Für ein gleichbleibendes Abtriebsmoment an AB, muss das Drehmoment an AN erhöht werden (XiG stützt S2 über KS2 ab).

G bis H: Fahrzeug fährt mit gleicher Geschwindigkeit im Modus G9. Der Verbrennungsmotor an AN dreht langsamer bei einem höheren Drehmoment.

Punkt H: Die Steuerung erkennt einen erhöhten Leistungsbedarf.

H bis I: Drehmomentübergabe von KS2 an EM. Bei gleichbleibendem Drehmoment an AN steigt somit das Ausgangsdrehmoment an AB, da sich die Sonne S2 nicht mehr an XiG abstützt. EM unterstützt somit den Antrieb über AN und ein erhöhtes Ausgangsdrehmoment an AB steht bereits zur Verfügung.

I bis J: Fahren im Modus G9 mit Boostbetrieb durch EM, falls die Leistung ausreichend ist und die Energie in der Batterie ausreicht. Falls dies nicht gegeben ist, wird in einen anderen Modus geschaltet (folgende Schritte).

J bis K: Öffnen KS2 während das Fahrzeug bereits beschleunigt.

K bis L: Im Modus V4 Reduzieren der Drehzahl von EM bis zum Stillstand.

Gleichzeitig wird die Drehzahl an AN erhöht

L bis M: Schließen von BE

M bis N: Drehmomentübergabe von EM an BE.

Ab N: Weiterfahrt im kleineren Gang und Antrieb über AN.

Bezugszeichenliste

1 Getriebeanordnung

2 erste Eingangsschnittstelle

3 zweite Eingangsschnittstelle

4 Elektromotor

5 erster Planetengetriebeabschnitt

5.1 Hohlrad

5.2 Sonnenrad

5.3 Planetenträger

6 zweiter Planetengetriebeabschnitt

6.1 Hohlrad

6.2 Sonnenrad

6.3 Planetenträger

7 Getriebeabschnitt

8 Übersetzungsgetriebeabschnitt

9 Übersetzungsgetriebeabschnitt

10 Kopplungsabschnitt

1 1 ausgangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung

12 Eingangsaktorvorrichtung

13 Eingangsaktorvorrichtung

14 Ausgangsschnittstelle

15 erste eingangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung

16 zweite eingangsseitige Kopplungsaktorvorrichtung

17 Kupplungsvorrichtung

AB Ausgangsschnittstelle

AB Getriebeausgangswelle

AN Getriebeeingangswelle

BA, BB Schaltstellungen

BE Kopplungsbremseinrichtung

G Gestell G1 -G9 Festgänge KA, KB Schaltstellungen KS2 Schaltstellung N Neutralzustand V1 -V4 Betriebsmodi