Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug eine Verbrennungskraftmaschine und eine erste elektrische Maschine jeweils zum Antrieb des Kraftfahrzeugs aufweist. Ferner betrifft die Erfindung auch einen Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.

Gattungsgemäße Getriebe bzw. Hybridgetriebe sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Hybridgetriebe ist ein Getriebe, das dazu eingerichtet ist, zumindest mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer ersten elektrische Maschine antriebswirksam verbunden zu werden. Dabei sind üblicherweise bei dem Hybridgetriebe Fahrbereiche mit unterschiedlichen Übersetzungen realisiert, in denen lediglich die Verbrennungskraftmaschine das Fahrzeug antriebt, solche, in denen beiden Maschinen zusammen das Fahrzeug antrieben und auch rein elektrische Fahrbereiche, in denen lediglich die elektrische Maschine das Fahrzeug antriebt. Zwischen den Fahrbereichen wird etwa abhängig von einer Fahrsituation, den Anforderungen eines Fahrers oder dem Ladezustand einer Batterie gewählt. Ein Hybridgetriebe, mit dem diese drei Arten von Fahrbereichen realisiert sind, ist beispielsweise aus DE 10 2016 200 583 A1 bekannt.

Es ist weiterhin bekannt, Gangwechsel bei Getrieben lastschaltbar zu gestalten, also so, dass während eines Schaltvorgangs weiterhin eine Antriebsleistung zum Abtrieb übertragen wird. Aus WO 2014/146840 A1 ist beispielsweise ein Getriebe bekannt, dass auch als Hybridgetriebe eingesetzt werden kann, und bei dem die Gangstufen der Verbrennungskraftmaschine lastschaltbar gestaltet sind. Dazu ist das Getriebe als Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Teilgetrieben ausgebildet, wobei mittels reibschlüssiger Schaltelemente der Doppelkupplung die Last zwischen zwei Gangstufen aufrechterhalten wird.

Es sind weiterhin solche Hybridgetriebe bekannt, bei denen für die Gangstufen der Verbrennungskraftmaschine und/oder die hybriden Gangstufen formschlüssige Schaltelemente vorgesehen sind, die einfacher gestaltet und betreibbar sind als reib- schlüssige Schaltelemente, jedoch nicht unter Last geschaltet werden können. Eine lastunterbrechungsfreie Schaltung wird dann realisiert, indem die elektrische Maschine kurzzeitig die Last auf einem Teilgetriebe gänzlich übernimmt, während auf einem anderen Teilgetriebe die Gangstufe für die Verbrennungskraftmaschine lastfrei gewechselt wird. Nach dem Schaltvorgang wird die Last wieder an die Verbrennungskraftmaschine übergeben, bzw. in einem Hybridbetrieb von beiden Maschinen übernommen. Nachteilig sind bei solchen Hybridgetrieben, insofern mehrere Gangstufen für einen rein elektrischen Betrieb vorgesehen sind, diese nicht lastschaltbar gestaltet.

Unter dem Hintergrund des beschriebenen Standes der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Getriebe bzw. Hybridgetriebe mit Gangstufen für eine Verbrennungskraftmaschine, Gangstufen für einen rein elektrischen Betrieb und hybriden Gangstufen vorzuschlagen, bei dem zwischen den rein elektrischen Gangstufen lastunterbrechungsfrei geschaltet werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Erfindungsaspekts mit einem Getriebe nach Anspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird weiterhin gemäß einem zweiten Erfindungsaspekts mit einem Antriebsstrang nach Anspruch 12 sowie gemäß einem dritten Erfindungsaspekts mit einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Getriebe gemäß dem ersten Erfindungsaspekts umfasst: ein erstes Teilgetriebe mit einer ersten Getriebeeingangswelle; ein zweites Teilgetriebe mit einer zweiten Getriebeeingangswelle; mindestens eine Vorgelegewelle, die antriebswirksam mit einem Abtrieb verbunden ist; je Teilgetriebe mindestens zwei Radsätze zum Bilden von Gangstufen, wobei je Radsatz ein mit der jeweiligen Getriebeeingangswelle antriebswirksam verbundenes oder verbindbares Zahnrad vorgesehen ist und wobei diese Zahnräder mit je einem mit einer Vorgelegewelle antriebswirksam verbundenen oder verbindbaren Zahnrad kämmen; mehrere Gangschaltelemente zum Einlegen von Gangstufen, wobei bei geschlossenem Gangschaltelement jeweils eine Getriebeeingangswelle über einen dem Gangschaltelement zugeordneten Radsatz mit einer Vorgelegewelle antriebswirksam verbunden ist, und wobei die erste Getriebeeingangswelle dazu ausgebildet ist, antriebswirksam mit einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs verbunden zu werden und die zweite Getriebeeingangswelle dazu ausgebildet ist, antriebswirksam mit einer ersten elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs verbunden zu werden, und wobei zumindest ein Gangschaltelement des zweiten Teilgetriebes ein Lastschaltelement ist.

Im Sinne der Erfindung wird als Teilgetriebe eine Gruppe von Funktionsteilen verstanden, über die eine diskrete Anzahl an Übersetzungen zwischen Antrieb und Abtrieb realisierbar ist. Dabei weist ein Teilgetriebe jeweils eine Getriebeeingangswelle auf, die eine Antriebsleistung führen kann, wobei die Antriebsleistung über mehrere Gangstufen an eine oder mehrere Vorgelegewellen übertragbar ist.

Unter einer Welle ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zum Übertragen von Drehmomenten zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest miteinander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung bei Betätigung eines entsprechenden Schaltelements hergestellt wird.

Eine Vorgelegewelle ist als Welle zu verstehen, die auf einer anderen, vorzugsweise parallelen Achse verläuft als die Getriebeeingangswellen, wobei Vorgelegewelle und Getriebeeingangswellen insbesondere an mehreren Punkten Drehmomente aneinander übertragen können.

Als antriebswirksame Verbindung wird eine Verbindung zwischen zwei Drehmoment führenden Teilen verstanden, die es erlaub, zwischen den Teilen eine Leistung zu übertragen. Insbesondere sind dabei beide Teile entsprechend gelagert. Als antriebswirksame Verbindungen sind sowohl solche zu verstehen, die keine Überset- zung oder Zwischenbauteile aufweisen, als auch solche, die eine Übersetzung oder Zwischenbauteile aufweisen.

Als Radsatz wird eine Paarung aus zwei Zahnrädern, insbesondere einem Fest- und einem Losrad, verstanden, mittels der eine Getriebeeingangswelle mit einer Vorgelegewelle unter einer definierten Übersetzung antriebswirksam verbindbar ist und die dazu vorgesehen ist, die Antriebsleistung von der Antriebsvorrichtung hin zum Abtrieb mit dieser Übersetzung zu übertragen.

Als Gangstufe wird eine Summe aus Schaltstellungen aller Schaltelement und Kupplungen im Getriebe verstanden, die eine Gesamtübersetzung als Produkt aller Einzelübersetzungen ergibt. Dabei wird die Antriebsleistung in einer Gangstufe über eine bestimmte Folge von Teilen des Getriebes zwischen An- und Abtrieb übertragen.

Als Losräder werden Zahnräder, die drehbar an einer Welle gelagert sind und bevorzugt durch ein Schaltelement drehfest sowie lösbar mit dieser Welle verbunden werden können, verstanden, während Festräder solche Zahnräder sind, die dauerhaft drehfest mit einer Welle verbunden sind. Zahnräder, die miteinander in Eingriff stehen oder miteinander kämmen, übertragen über ihre Verzahnungen, die ineinandergreifen, eine Drehzahl und ein Drehmoment.

Als Schaltelement wird ein Verbindungsteil verstanden, mittels dem zwei Drehmoment übertragende Teile antriebswirksam miteinander verbunden werden können. Das Schaltelement weist zumindest eine geöffnete und einen geschlossene Stellung auf, wobei das Schaltelement in der geöffneten Stellung kein Drehmoment zwischen zwei mit dem Schaltelement zusammenwirkenden Teilen übertragen kann, und wobei das Schaltelement in der geschlossenen Stellung ein Drehmoment zwischen zwei mit dem Schaltelement zusammenwirkenden Teilen übertragen kann. Sofern eine antriebswirksame Verbindung zwischen zwei Getriebeelementen besteht, werden Drehmomente und Kräfte bzw. eine Drehzahl von einem Getriebeelement auf das andere Getriebeelement übertragen. Ein Schaltelement ist beispielsweise form- oder kraftschlüssig ausgebildet. Eine Kupplung ist ein Schaltelement, mit dem zwei Wellen miteinander verbindbar sind.

Als lösbare Verbindung wird eine solche verstanden, die sich nach ihrem Herstellen zerstörungsfrei öffnen lässt, insbesondere derart, dass das Herstellen und Lösen der Verbindung widerholt werden kann. Bevorzugt lässt sich die Verbindung dabei zwischen einem definierten geschlossenen und einem definierten geöffneten Zustand beliebig wechseln.

Ein Lastschaltelement ist ein Schaltelement, das es erlaubt, zwei Getriebeelemente miteinander zu verbinden, während an dem einen Getriebeelement eine Antriebsleistung anliegt, so dass nach dem Schließen die Antriebsleistung auf das andere Getriebeelement übertragen wird. Ein Lastschaltelement ist beispielsweise als reibschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Lammellenschaltelement, ausführbar. Wird ein solches reibschlüssiges Schaltelement geschlossen, so steigt die über das Schaltelement übertragbare Antriebsleistung mit zunehmender Anpresskraft der Teile des Schaltelements in einem Schlupfbereich bis zu einem Maximum an. Eine Synchronisation der Drehzahlen der beteiligten Getriebeelementen vor dem Schließen eines Lastschaltelements ist nicht notwendig.

Mit dem nach dem ersten Erfindungsaspekt ausgebildeten Getriebe ist es vorteilhaft möglich, zwischen solchen an dem zweiten Teilgetriebe ausgebildeten rein elektrischen Gangstufen, die lediglich mit der elektrischen Maschine betrieben werden, ohne Lastunterbrechung am Abtrieb zu schalten. Dazu ist mit dem Lastschaltelement eine einfache und kostengünstige Möglichkeit geschaffen. Eine Lastübernahme durch das erste Teilgetriebe, etwa durch die Verbrennungskraftmaschine oder eine dort angebundene zweite elektrische Maschine, ist dann nicht notwendig, um unter Last zwischen den rein elektrischen Gangstufe zu wechseln. Die rein elektrischen Gangstufen können mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Getriebe effizient und komfortabel betrieben und geschaltet werden.

Sind etwa zwei rein elektrische Gangstufen mit entsprechenden Radsätzen an dem zweiten Teilgetriebe ausgebildet, so ist zumindest das dem Radsatz mit der kleineren Übersetzung zugeordnete Gangschaltelement als Lastschaltelement ausgeführt. Das Gangschaltelement des anderen Radsatzes ist dann als formschlüssiges Schaltelement ausführbar. Wird zwischen den Gangstufen geschaltet, so wird das Lastschaltelement geschlossen, während das andere Gangschaltelement noch geschlossen ist, bzw. wird das Lastschaltelement geöffnet, wenn das andere Gangschaltelement bereits geschlossen ist. Sind beide Gangschaltelemente geschlossen, wird die Last über das Lastschaltelement übertragen, da dieses der kleineren Übersetzung zugeordnet ist.

Ein formschlüssiges Schaltelement ist ein solches, bei dem zwei Teile ineinandergreifen und einen Formschluss zum Übertragen eines Drehmoments zwischen zwei Getriebeelementen bilden. Ein Formschlusselement ist einfacher zu betreiben als ein Lastschaltelement, da kein Kraftschluss hergestellt werden muss, und insofern bezüglich baulichem Aufwand zu bevorzugen, bedarf jedoch einer Synchronisation der Drehzahlen der Getriebeelemente. Dazu ist etwa eine Synchronisationsvorrichtung vorgesehen, oder beteiligte Getriebeelemente werden durch eine elektrische Maschine oder eine Verbrennungskraftmaschine synchronisiert. Ein formschlüssiges Schaltelement ist zudem nicht unter Last, also bei an einem beteiligten Getriebeelement anliegenden Drehmoment, schaltbar.

Das formschlüssige Gangschaltelement kann in dem zweiten Teilgetriebe ohne Synchronisationsvorrichtung ausgebildet sein. Eine Synchronisationsvorrichtung ist dazu ausgebildet, die Drehzahl von zwei Getriebeelementen, die zur Verbindung über ein Schaltelement vorgesehen sind, vor dieser Verbindung anzugleichen, so dass die zwei Teile eines formschlüssigen Schaltelements ineinandergreifen können. Ein Synchronisationsvorrichtung ist etwa ein Synchronisationsring. Die Synchronisation der Getriebeelemente des zweiten Teilgetriebes beim Schalten des formschlüssigen Gangschaltelements ist durch die erste elektrische Maschine realisierbar.

An dem zweiten Teilgetriebe sind alterativ mehr als zwei Gangstufen ausbildbar, wobei dann eine entsprechende Anzahl an Lastschaltelemente vorzusehen ist, so dass insbesondere alle Gangwechsel nach dem vorbeschriebenen Prinzip unter Last geschaltet werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform des ersten Erfindungsaspekts weist das zweite Teilgetriebe zwei Radsätze und zwei den Radsätzen jeweils zugeordnete Gangschaltelemente auf, wobei ein erstes Gangschaltelement ein formschlüssiges Schaltelement ist und ein zweites Gangschaltelement ein Lastschaltelement ist. So sind für das zweite Teilgetriebe und somit für den Betrieb lediglich mit der zweiten Antriebsvorrichtung zwei Gangstufen ausgebildet. Zwei Gangstufen reichen üblicherweise aus, um mit einer elektrischen Maschine ein Fahrzeug über einen weiten Geschwindigkeitsbereich komfortabel anzutreiben. Es ist insofern ein komfortables und dennoch einfaches und kompaktes Getriebe geschaffen.

In einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform sind die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle mittels einer ersten Kupplung antriebswirksam und lösbar miteinander verbindbar. Die erste elektrische Maschine kann dann auch auf die erste Getriebeeingangswelle wirken und die Verbrennungskraftmaschine ebenfalls auf die zweite Getriebeeingangswelle. Die Gangstufen des ersten sowie der zweiten Teilgetriebes können dann beispielsweise hybridisch oder lediglich mit der Verbrennungskraftmaschine betrieben werden. Es stehen dann insbesondere für die Verbrennungskraftmaschine mehr Gangstufen zur Verfügung. Weiterhin sind die Gangstufen des ersten Teilgetriebes als formschlüssige Schaltelemente ausführbar, wobei dann ein lastunterbrechungsfreies Schalten zwischen diesen Gangstufen realisiert wird, indem die erste elektrische Maschine die Antriebslast während eines Schaltvorgangs im ersten Teilgetriebe über das zweite Teilgetriebe übernimmt.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Verbrennungskraftmaschine mittels einer zweiten Kupplung antriebswirksam und lösbar mit der ersten Getriebeeingangswelle verbindbar. Mit einer solchen Kupplung ist ein Anfahren des Fahrzeugs mittels der Verbrennungskraftmaschine und ohne Antrieb durch die erste elektrische Maschine möglich, etwa dann, wenn wegen einer entladenen Batterie keine Energie für die erste elektrische Maschine zur Verfügung steht. Ein Anfahren über die erste elektrische Maschine ist auf einfache Weise möglich, indem einer der rein elektrischen Gänge bei stillstehendem An- und Abtrieb geschlossen wird und die erste elektrische Ma- schine im Anschluss anfährt. Aus einem solchen Gang ist die Verbrennungskraftmaschine durch Schließen der ersten Kupplung ohne Lastunterbrechung zuschaltbar, um zu einer hybridischen Gangstufe zu gelangen.

Ist bei dieser Ausführungsform zudem eine erste Kupplung zum Verbinden der beiden Getriebeeingangswellen vorgesehen, sind auch die Gangstufen des ersten Teilgetriebes rein elektrisch mittels der elektrischen Maschine antreibbar, wobei dann die Verbrennungskraftmaschine abgekoppelt ist. Sind die Gangschaltelemente des ersten Teilgetriebes als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet, so kann zwischen diesen Gangstufen bei abgekoppelter Verbrennungskraftmaschine und geschlossener ersten Kupplung nicht ohne Lastunterbrechung geschaltet werden. In einer Ausführungsform weist daher auch das erste Teilgetriebe zumindest ein Lastschaltelement auf. Bevorzugt weist jedoch lediglich das zweite Teilgetriebe ein solches Lastschaltelement auf, wobei im rein elektrischen Betrieb lediglich auf die Gangstufen des zweiten Teilgetriebes zugegriffen wird.

Vorzugsweise sind die Radsätze jeweils durch ein drehfest mit einer Getriebeeingangswelle oder Vorgelegewelle verbundenes Festrad und ein an der Vorgelegewelle oder der Getriebeeingangswelle drehbar gelagertes Losrad gebildet, wobei das Losrad über ein zugeordnetes Gangschaltelement mit der Welle antriebswirksam und lösbar verbindbar ist, an dem es gelagert ist. Das Getriebe ist so einfach und kompakt aufgebaut.

In einer weiteren Ausführungsform sind zwei Vorgelegewellen an dem Getriebe ausgebildet und zumindest ein an einer Getriebeeingangswelle vorgesehenes Festrad kämmt mit zwei an unterschiedlichen Vorgelegewellen gelagerten Losrädern zum Bilden von zwei Radsätzen. Das Festrad wird insofern doppelt genutzt und auf ein weiteres entsprechendes Festrad kann verzichtet werden. Das Getriebe ist dann besonders kompakt ausbildbar.

Weiterhin bevorzugt ist zumindest ein Paar Gangschaltelement in einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Als Doppelschaltelemente werden solche verstanden, die ein erstes drehbares Getriebeelement, insbesondere eine Welle, einerseits mit einem ersten weiteren drehbaren Getriebeelement oder andererseits mit einem zweiten weiteren drehbaren Getriebeelement verbinden können. In einer Neutralstellung ist das erste drehbare Getriebeelement mit keinem der weiteren drehbaren Getriebeelemente verbunden. Es können demnach zwei Schaltoptionen statt mittels zwei einzelner Schaltelemente in einem Schaltelement mit nur einem Aktuator realisiert werden, was zu einer deutlichen baulichen Vereinfachung führt. Doppelschaltelemente bauen zudem kleiner als zwei einzelne Schaltelemente.

Die Gangschaltelemente des ersten Teilgetriebes sind bevorzugt formschlüssige Schaltelemente, denn diese sind einfacher zu betreiben als reibschlüssige Schaltelemente, so dass ein insgesamt kostengünstiges Getriebe gebildet ist.

In einer Ausführungsform mit formschlüssigen Gangschaltelementen an dem ersten Teilgetriebe weisen diese Gangschaltelemente Synchronisationsvorrichtungen wie beispielsweise Synchronisationsringe auf. In einer weiteren Variante ist eine zweite elektrische Maschine zur Synchronisierung der Schaltvorgänge des ersten Teilgetriebes vorgesehen, die mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden oder verbindbar ist. Es kann dann bei den formschlüssigen Gangschaltelementen auf Synchronisationsvorrichtungen verzichtet werden, so dass diese einfacher ausgebildet sind. Letztlich ist in einer dritten Variante die erste Getriebeeingangswelle zur Synchronisation der Schaltvorgänge des ersten Teilgetriebes mittels einer dritten Kupplung mit einem gehäusefesten Bauteil verbindbar, so dass eine Bremse für die erste Getriebeeingangswelle gebildet ist. Mittels dieser Bremse ist die Drehzahl der ersten Getriebeeingangswelle mit dem Abtrieb synchronisierbar. Diese Varianten sind auch kombinierbar, so dass beispielsweise einzelne Gangschaltelemente eine Synchronisationsvorrichtung aufweisen und andere durch eine zweite elektrische Maschine oder eine Bremse an der ersten Getriebeeingangswelle synchronisiert werden.

Ein Antriebsstrang gemäß dem zweiten Erfindungsaspekts ist mit einem vorbeschriebenen Getriebe, sowie mit einer Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben der ersten Getriebeeingangswelle und einer ersten elektrischen Maschine zum Antreiben der zweiten Getriebeeingangswelle ausgebildet. Die Vorteile eines solchen Antriebsstrang ergeben sich aus dem Vorbeschriebenen. In einer Ausführungsform des Antriebsstrangs ist eine elektrische Maschine achsparallel zur jeweiligen Getriebeeingangswelle angeordnet und über eine Zahnradstufe antriebswirksam mit der jeweiligen Getriebeeingangswelle verbunden. Mit einer solchen Anordnung ist die elektrische Maschine variabel an dem Getriebe platzierbar, bzw. ist ein entsprechendes Zahnrad der Zahnradstufe variabel an dem Getriebe platzierbar. Alternativ oder bei zwei elektrischen Maschinen ist in einer weiteren Ausführungsform zumindest eine elektrische Maschine koaxial an der ihr zugeordneten Getriebeeingangswelle angeordnet. Eine koaxiale Anordnung führt zu einem besonders kompakten Getriebe, insbesondere in axialer Richtung.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben, die verschiedene Ausführungsformen der Erfindung zeigen, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Einzelnen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Getriebe in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Getriebe in einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Schaltmatrix betreffend Schaltstellungen zum Antrieb mittels der Verbrennungskraftmaschine oder im hybridischen Betrieb bei einem erfindungsgemäßen Getriebe gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Schaltmatrix betreffend Schaltstellungen zum Antrieb lediglich mittels der elektrischen Maschine bei einem erfindungsgemäßen Getriebe gemäß Fig. 2;

Fig. 5 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Getriebe in einer dritten Ausführungsform; Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Schaltmatrix betreffend Schaltstellungen zum Antrieb mittels der Verbrennungskraftmaschine oder im hybridischen Betrieb bei einem erfindungsgemäßen Getriebe gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Schaltmatrix betreffend Schaltstellungen zum Antrieb lediglich mittels der elektrischen Maschine bei einem erfindungsgemäßen Getriebe gemäß Fig. 5;

Fig. 8 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Getriebe in einer vierten Ausführungsform;

Fig. 9 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Getriebe in einer fünften Ausführungsform;

Fig. 10 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Getriebe in einer sechsten Ausführungsform;

Fig. 11 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Getriebe in einer siebten Ausführungsform;

Fig. 12 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs mit einem Getriebe 100 in einer ersten Ausführungsform. Das Getriebe 100 ist mit einem ersten Teilgetriebe 3.1 und einem zweiten Teilgetriebe 3.2 ausgebildet, wobei eine Verbrennungskraftmaschine 19 an dem ersten Teilgetriebe 3.1 angreift und eine erste elektrische Maschine 20 an dem zweiten Teilgetriebe 3.2 angreift. Die Verbrennungskraftmaschine 19 wirkt über eine zweite Kupplung K2 auf eine erste Getriebeeingangswelle 4.1 des ersten Teilgetriebes 3.1 . Die erste elektrische Maschine 20 wirkt auf eine zweite Getriebeeingangswelle 4.2 des zweiten Teilgetriebes 3.2. Die über die Teilgetriebe 3.1, 3.2 übertragene Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine 19 und der ersten elektrischen Maschine 20 summiert sich an einem abtriebseitigen Differenzial 15, das auf nicht dargestellte Abtriebswellen wirkt. Die Teilgetriebe 3.1 , 3.2 sind weiterhin über eine erste Kupplung K1 miteinander verbindbar. Das erste Teilgetriebe 3.1 ist zudem über eine dritte Kupplung K3 drehtest mit einem gehäusefesten Bauteil verbindbar. Die erste und dritte Kupplung K1 , K3 wirken auf die jeweiligen Getriebeeingangswellen 4.1 , 4.2 der Teilgetriebe 3.1, 3.2, wie sich aus dem Folgenden ergibt.

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem Getriebe 200 in einer zweiten Ausführungsform und in einer detaillierteren Darstellung als in Fig. 1. Wiederum wirkt eine Verbrennungskraftmaschine 19 über eine zweite Kupplung K2 auf eine erste Getriebeeingangswelle 4.1 und eine erste elektrische Maschine 20 über ein Zahnradpaar 17, 10.5 auf eine zweite Getriebeeingangswelle 4.2.

An der ersten Getriebeeingangswelle 4.1 sind ein drittes Festrad 10.3 und ein viertes Festrad 10.4 drehfest angeordnet. Das dritte Festrad 10.3 kämmt mit einem dritten Losrad 12.3 an einer ersten Vorgelegewelle 11.1 zum Ausbilden eines dritten Radsatzes 5.3 und mit einem vierten Losrad 12.4 an einer zweite Vorgelegewelle 11 .2 zum Ausbilden eines vierten Radsatzes 5.4. Das vierte Festrad 10.4 kämmt mit einem fünften Losrad 12.5 an der ersten Vorgelegewelle 11.1 zum Ausbilden eines fünften Radsatzes 5.5 und mit einem sechsten Losrad 12.6 an der zweite Vorgelegewelle 11 .2 zum Ausbilden eines sechsten Radsatzes 5.6.

An der zweiten Getriebeeingangswelle 4.2 ist ein erstes Festrad 10.1 drehfest angeordnet. Weiterhin ist an der zweiten Getriebeeingangswelle 4.2 ein zweites Losrad 12.2 drehbar angeordnet. Das erste Festrad 10.1 kämmt mit einem ersten Losrad 12.1 an der ersten Vorgelegewelle 11 .1 zum Ausbilden eines ersten Radsatzes 5.1 . Das zweite Losrad 12.2 kämmt mit einem zweiten Festrad 10.2 an der zweiten Vorgelegewelle 11.2 zum Ausbilden eines zweiten Radsatzes 5.2.

Den Radsätzen 5.1 , 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6 sind jeweils Gangschaltelemente A, B, C, D, E, F zugeordnet, mittels denen die jeweiligen Losräder 12.1 , 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6 mit den Wellen, an denen sie gelagert sind, antriebswirksam und lösbar verbindbar sind, so dass bei bestehenden Verbindungen Gangstufen ausgebildet sind. Erfindungsgemäß ist das zweite Gangschaltelement B, das dem zweiten Rad- satz 5.2 an der zweiten Getriebeeingangswelle 4.2 des zweiten Teilgetriebes 3.2 zugeordnet ist, als Lastschaltelement ausgebildet. Das erste Gangschaltelement A, das ebenfalls der zweiten Getriebeeingangswelle 4.2 zugeordnet ist, ist als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Auch die der ersten Getriebeeingangswelle 4.1 zugeordneten Gangschaltelemente C, D, E, F sind als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet. Das dritte Gangschaltelement C und das fünfte Gangschaltelement E sowie das vierte Gangschaltelement D und das sechste Gangschaltelement F sind jeweils als Doppelschaltelemente ausgebildet.

Die erste Vorgelegewelle 11.1 ist über ein sechstes Festrad 10.6, dass mit einem Abtriebsrad 14 kämmt, antriebswirksam mit dem Abtrieb verbunden. Das Abtriebsrad 14 wirkt auf ein Differenzial 15, das seinerseits auf Abtriebswellen 16 wirkt, die etwa mit Rädern eines Kraftfahrzeugs verbunden sein können. Die zweite Vorgelegewelle 11 .2 weist ein siebtes Festrad 10.7 auf, das ebenfalls mit dem Abtriebsrad 14 kämmt. Die zweite Vorgelegewelle 11.2 weist zudem ein Feststellelement P in Form eines mit der zweiten Vorgelegewelle 11 .2 drehfest verbundenen Zahnrads auf. In das Feststellelement P kann beispielsweise ein nicht dargestelltes gehäusefestes Element zum Feststellen der zweiten Vorgelegewelle 11.2 eingreifen, so dass das Fahrzeug an einer Bewegung gehindert ist.

Die erste Getriebeeingangswelle 4.1 und die zweite Getriebeeingangswelle 4.2 sind über eine erste Kupplung K1 miteinander verbindbar, so dass Verwindungsgangstufen ausgebildet werden können, wie im Folgenden beschrieben wird.

Die zweite Kupplung K2 ist als Reibkupplung ausgebildet und dient so als Anfahrkupplung für Gangstufen, die lediglich mit der Verbrennungskraftmaschine 19 betrieben werden.

Fig. 3 zeigt eine schematische Übersicht über sechs Verbrenner- Vorwärtsgangstufen V1 , V2, V3, V4, V5, V6, die sich mit dem in Fig. 2 gezeigten Getriebe 200 für den Antrieb mittels der Verbrennungskraftmaschine 19 oder im hybridischen Betrieb schalten lassen. Dabei ist ein jeweiliges Schaltelement bzw. eine jeweilige Kupplung bei eingetragenem „x“ geschlossen und bei keiner Eintragung ge- öffnet oder für die Gangstufe prinzipiell nicht von Belang, wie im Folgenden jeweils beschrieben.

In einer ersten Verbrenner-Vorwärtsgangstufe V1 ist die erste Kupplung K1 geschlossen, die zweite Kupplung K2 geschlossen und das erste Gangschaltelement A geschlossen. Die Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine 19 wird dann über die zweite Kupplung K2, die erste Getriebeeingangswelle 4.1 , die erste Kupplung K1 , die zweite Getriebeeingangswelle 4.2, den ersten Radsatz 5.1 , das erste Gangschaltelement A und die erste Vorgelegewelle 11.1 zum Abtrieb übertragen.

In einer zweiten Verbrenner-Vorwärtsgangstufe V2 ist die erste Kupplung K1 geschlossen, die zweite Kupplung K2 geschlossen und das zweite Gangschaltelement B geschlossen. Die Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine 19 wird dann über die zweite Kupplung K2, die erste Getriebeeingangswelle 4.1 , die erste Kupplung K1 , die zweite Getriebeeingangswelle 4.2, das zweite Gangschaltelement B, den zweiten Radsatz 5.2, und die zweite Vorgelegewelle 11.2 zum Abtrieb übertragen.

Um aus der ersten Verbrenner-Vorwärtsgangstufe V1 in die zweite Verbrenner- Vorwärtsgang stufe V2 ohne Lastunterbrechung zu schalten, wird das zweite Gangschaltelement B, dass erfindungsgemäß ein Lastschaltelement ist, geschlossen, während das erste Gangschaltelement A noch geschlossen ist. Da der zweite Radsatz 5.2 eine kleinere Übersetzung aufweist als der erste Radsatz 5.1 , wird die Antriebslast über den zweiten Radsatz 5.2 übertragen, wenn das erste Gangschaltelement A und das zweite Gangschaltelement B gleichzeitig geschlossen sind. Das formschlüssige erste Gangschaltelement A ist demnach zu diesem Zeitpunkt lastfrei und kann entsprechend geöffnet werden. Bei einem Schalten aus der zweiten Ver- brenner-Vorwärtsgangstufe V2 in die erste Verbrenner-Vorwärtsgangstufe V1 wird das erste Gangschaltelement A geschlossen, bevor das zweite Gangschaltelement B geöffnet wird.

In einer dritten Verbrenner-Vorwärtsgangstufe V3 ist die erste Kupplung K1 geschlossen, die zweite Kupplung K2 offen und das dritte Gangschaltelement C ge- schlossen. Die Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine 19 wird dann über die zweite Kupplung K2, die erste Getriebeeingangswelle 4.1 , den dritten Radsatz 5.3, das dritte Gangschaltelement C und die erste Vorgelegewelle 11.1 zum Abtrieb übertragen.

Um aus der zweiten Verbrenner-Vorwärtsgangstufe V2 in die dritte Verbrenner- Vorwärtsgangstufe V3 zu schalten, bringt die erste elektrische Maschine 20 eine Antriebsleistung an der zweiten Getriebeeingangswelle 4.2 ein, woraufhin die erste Kupplung K1 geöffnet wird. Die Last liegt dann allein bei der ersten elektrischen Maschine 20 und wird über das immer noch geschlossene zweite Gangschaltelement B zum Abtrieb übertragen. Das erste Teilgetriebe 3.1 ist dabei lastfrei, so dass das formschlüssige dritte Gangschaltelement C geschlossen werden kann. Im Anschuss wird die Last wieder an die Verbrennungskraftmaschine 19 übergeben. Ein Schalten zwischen der dritten Verbrenner-Vorwärtsgangstufe V3 und der zweiten Verbrenner- Vorwärtsgangstufe V2 wird in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt.

In einer vierten Verbrenner-Vorwärtsgangstufe V4 ist die erste Kupplung K1 geschlossen, die zweite Kupplung K2 offen und das vierte Gangschaltelement D geschlossen. Die Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine 19 wird dann über die zweite Kupplung K2, die erste Getriebeeingangswelle 4.1 , den vierten Radsatz 5.4, das vierte Gangschaltelement D und die zweite Vorgelegewelle 11 .2 zum Abtrieb übertragen.

In einer fünften Verbrenner-Vorwärtsgangstufe V5 ist die erste Kupplung K1 geschlossen, die zweite Kupplung K2 offen und das fünfte Gangschaltelement E geschlossen. Die Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine 19 wird dann über die zweite Kupplung K2, die erste Getriebeeingangswelle 4.1 , den fünften Radsatz 5.5, das fünfte Gangschaltelement E und die erste Vorgelegewelle 11.1 zum Abtrieb übertragen.

In einer sechsten Verbrenner-Vorwärtsgangstufe V6 ist die erste Kupplung K1 geschlossen, die zweite Kupplung K2 offen und das sechste Gangschaltelement F geschlossen. Die Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine 19 wird dann über die zweite Kupplung K2, die erste Getriebeeingangswelle 4.1 , den sechsten Radsatz 5.6, das sechste Gangschaltelement F und die zweite Vorgelegewelle 11 .2 zum Abtrieb übertragen.

Bei Schaltvorgängen zwischen zwei der dritten, vierten, fünften und sechsten Verbrenner-Vorwärtsgangstufen V3, V4, V5, V6 wird jeweils kurzzeitig eine Antriebsleistung durch die erste elektrische Maschine 20 über die zweite Getriebeeingangswelle 4.2 und den ersten oder zweiten Radsatz 5.1 , 5.2 zum Abtrieb übertragen, so dass der Schaltvorgang ohne Lastunterbrechung am Abtrieb durchgeführt werden kann. Die erste Getriebeeingangswelle 4.1 bzw. die ihr zugeordneten formschlüssigen Gangschaltelemente C, D, E, F, ist bzw. sind dann lastfrei und ein Öffnen bzw. Schließen der an dem Schaltvorgang beteiligten Gangschaltelemente C, D, E, F ist möglich. Nach dem Schaltvorgang wird die Last wieder an die Verbrennungskraftmaschine 19 übergeben.

Fig. 4 zeigt eine schematische Übersicht über elektrische Vorwärtsgangstufen E1 und E2, die sich mit dem in Fig. 2 gezeigten Getriebe 200 für den Antrieb allein mittels der ersten elektrischen Maschine 20 schalten lassen.

In einer ersten elektrischen Vorwärtsgangstufe E1 ist die erste Kupplung K1 offen und das erste Gangschaltelement A geschlossen. Die Antriebsleistung der ersten elektrischen Maschine 20 wird dann über die zweite Getriebeeingangswelle 4.2, den ersten Radsatz 5.1 , das erste Gangschaltelement A und die erste Vorgelegewelle 11.1 zum Abtrieb übertragen.

In einer zweiten elektrischen Vorwärtsgangstufe E2 ist die erste Kupplung K1 offen und das zweite Gangschaltelement B geschlossen. Die Antriebsleistung der ersten elektrischen Maschine 20 wird dann über die zweite Getriebeeingangswelle 4.2, das zweite Gangschaltelement B, den zweiten Radsatz 5.2, und die zweite Vorgelegewelle 11 .2 zum Abtrieb übertragen.

Um aus der ersten elektrischen Vorwärtsgangstufe E1 in die zweite elektrische Vorwärtsgangstufe E2 ohne Lastunterbrechung am Abtrieb zu schalten, wird das zweite Gangschaltelement B, dass erfindungsgemäß ein Lastschaltelement ist, geschlossen, während das erste Gangschaltelement A noch geschlossen ist. Da der zweite Radsatz 5.2 eine kleinere Übersetzung aufweist als der erste Radsatz 5.1 , wird die Antriebslast über den zweiten Radsatz 5.2 übertragen, wenn das erste Gangschaltelement A und das zweite Gangschaltelement B gleichzeitig geschlossen sind. Das formschlüssige erste Gangschaltelement A ist demnach zu diesem Zeitpunkt lastfrei und kann entsprechend geöffnet werden. Bei einem Schalten aus der zweiten elektrischen Vorwärtsgangstufe E2 in die erste elektrische Vorwärtsgangstufe E1 wird das erste Gangschaltelement A geschlossen, bevor das zweite Gangschaltelement B geöffnet wird. Zwischen den rein elektrisch betriebenen Vorwärtsgangstufen E1 , E2 ist insofern auf einfache Weise ein Schalten ohne Lastunterbrechung am Abtrieb möglich.

Es ist ferner bei geschlossener erster Kupplung und geöffneter zweiter Kupplung möglich, auch mit den Radsätzen 5.3, 5.4, 5.5, 5.6 an der ersten Getriebeeingangswelle 4.1 rein elektrisch betriebene Vorwärtsgangstufen auszubilden, die in Fig. 4 nicht dargestellt sind. Die Antriebsleistung der ersten elektrischen Maschine 20 wird dann über die zweite Getriebeeingangswelle 4.2, die erste Kupplung K1 , die zweite Getriebeeingangswelle 4.1 und einen der genannten Radsätze 5.3, 5.4, 5.5, 5.6 sowie die entsprechende Vorgelegewelle 11.1 , 11 .2 zum Abtrieb übertragen. Um zwischen solchen elektrischen Vorwärtsgangstufen ohne Lastunterbrechung am Abtrieb schalten zu können, müssten die Gangschalelemente C, D, E, F des ersten Teilgetriebes 3.2 entgegen der Darstellung der Fig. 2 als Lastschaltelemente ausgebildet sein.

Die elektrischen Vorwärtsgangstufen E1 , E2 sind in beiden Drehrichtungen betreibbar, indem die erste elektrische Maschine 20 in entsprechender Drehrichtung betrieben wird. Auf diese Weise sind auch elektrische Rückwärtsgangstufen ausgebildet, die den elektrischen Vorwärtsgangstufen E1 , E2 entsprechen.

Weiterhin ferner ist in einer nicht in Fig. 3 oder Fig .4 dargestellten Schaltstellung die erste elektrische Maschine 20 mittels der Verbrennungskraftmaschine 19 antreibbar und wird dann als Generator betrieben, um einen in Fig. 2 nicht dargestellten Ener- giespeicher aufzuladen. Dazu ist die erste Kupplung K1 geschlossen und die zweite Kupplung K2 geschlossen, während alle Gangschaltelemente A, B, C, D, E, F geöffnet sind. Es kann auch die erste elektrische Maschine 20 in einer der beschriebenen Verbrenner-Vorwärtsgangstufen V1 , V2, V3, V4, V5, V6 bei geschlossener erster Kupplung K1 als Generator betrieben werden, wobei dann ein Teil der Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine 19 zum Antrieb des Kraftfahrzeugs und ein Teil zum Ausladen des Energiespeichers aufgewendet wird.

Im Folgenden werden weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Getriebes beschrieben. Dabei wird auf eine erneute Beschreibung bereits beschriebener Merkmale verzichtet du hauptsächlich auf die Unterscheide zu den vorherigen Ausführungsformen eingegangen. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche Merkmale und werden nicht erneut erläutert.

Fig. 5 zeigt einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem Getriebe 300 in einer dritten Ausführungsform. Im Unterscheid zu dem Getriebe 200 in der zweiten Ausführungsform ist an der ersten Getriebeeingangswelle 4.1 lediglich ein drittes Festrad 10.3 ausgebildet, dass mit einem dritten Losrad 12.3 an der ersten Vorgelegewelle 11.1 einen dritten Radsatz 5.3 und mit einem vierten Losrad 12.4 an der zweiten Vorgelegewelle 11 .2 einen vierten Radsatz 5.4 bildet. Ein viertes Festrad 10.4 ist an der ersten Getriebeeingangswelle 4.1 nicht ausgebildet. Mit dem Getriebe 300 ergeben sich insofern lediglich vier Verbrenner-Vorwärtsgangstufen V1 , V2, V3 V4 sowie zwei lastschaltbare elektrische Vorwärtsgangstufen E1 , E2, wie in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellt ist. Die vier Verbrenner-Vorwärtsgangstufen V1 , V2, V3, V4 sowie die beiden lastschaltbaren elektrischen Vorwärtsgangstufen E1 , E2 entsprechen den in Fig. 3 und Fig.4 dargestellten gleich benannten Vorwärtsgangstufen und unterscheiden sich auch nicht in den beschriebenen Schaltvorgängen.

Fig. 8 zeigt einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem Getriebe 400 in einer vierten Ausführungsform, das dem Getriebe 200 in der zweiten Ausführungsform weitestgehend entspricht. Die erste Kupplung K1 ist hier abweichend an der Seite der Verbrennungskraftmaschine 19 angeordnet, so dass eine andere Bauraumaufteilung erreicht wird. Fig. 9 zeigt einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem Getriebe 500 in einer fünften Ausführungsform, das dem Getriebe 300 in der dritten Ausführungsform weitestgehend entspricht. Die erste Kupplung K1 ist hier abweichend an der Seite der Verbrennungskraftmaschine 19 angeordnet, so dass eine andere Bauraumaufteilung erreicht wird.

Fig. 10 zeigt einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem Getriebe 600 in einer sechsten Ausführungsform, das dem Getriebe 200 in der zweiten Ausführungsform weitestgehend entspricht. Bei dem Getriebe 600 ist zusätzlich eine mechanische Rückwärtsgangstufe ausgebildet. Dazu ist an der zweiten Vorgelegewelle 11 .2 ein siebtes Losrad 12.7 drehbar gelagert, das mit dem ersten Losrad 12.1 des ersten Radsatzes 5.1 kämmt. Über ein Rückwärtsgangschaltelement R ist das siebte Losrad 12.7 antriebswirksam und lösbar mit der zweiten Vorgelegewelle 11.2 verbindbar. Die Drehzahl der zweiten Getriebeeingangswelle 4.2 wird dann mit einer Umkehrung der Drehrichtung an die zweite Vorgelegewelle 11 .2 übertragen, wenn das Rückwärtsgangschaltelement R geschlossen ist. Eine so gebildete mechanische Rückwärtsgangstufe ist mittels der ersten elektrischen Maschine 20 über die zweite Getriebeeingangswelle 4.2 betreibbar und/oder mittels der Verbrennungskraftmaschine 19 über die zweite Kupplung K2, die erste Getriebeeingangswelle 4.1 , die erste Kupplung K1 und die zweite Getriebeeingangswelle 4.2. Die mechanische Rückwärtsgangstufe kann demnach im Unterschied zu den beschriebenen elektrischen Rückwärtsgangstufen sowohl mit der Verbrennungskraftmaschine 19 als auch mit der ersten elektrischen Maschine 20 betrieben werden.

Fig. 11 zeigt einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem Getriebe 700 in einer sechsten Ausführungsform, das dem Getriebe 300 in der dritten Ausführungsform weitestgehend entspricht. Im Gegensatz zu dem Getriebe 300 in der dritten Ausführungsform weist das Getriebe 700 in der siebten Ausführungsform eine vorbeschriebene mechanische Rückwärtsgangstufe entsprechend dem Getriebe 600 in der sechsten Ausführungsform auf. Fig. 12 zeigt ein Kraftfahrzeug 800 mit einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang. Der Antriebsstrang umfasst ein Getriebe 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 sowie eine Verbrennungskraftmaschine 19 und eine erste elektrische Maschine 20 die jeweils auf das Getriebe 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 wirken. Weiterhin umfasst das Kraftfahrzeug 800 einen Energiespeicher 30, mittels dem die erste elektrische Maschine 20 mit Energie versorgt wird, oder der durch die erste elektrische Maschine 20 bei deren Betrieb als Generator aufgeladen wird. Der Energiespeicher 30 ist vorzugsweise eine wiederaufladbare Batterie.

Bezuqszeichen erstes Teilgetriebe zweites Teilgetriebe erste Getriebeeingangswelle zweite Getriebeeingangswelle erster Radsatz zweiter Radsatz dritter Radsatz vierter Radsatz fünfter Radsatz sechster Radsatz erstes Festrad zweites Festrad drittes Festrad viertes Festrad fünftes Festrad sechstes Festrad siebtes Festrad erste Vorgelegewelle zweite Vorgelegewelle erstes Losrad zweites Losrad drittes Losrad viertes Losrad fünftes Losrad sechstes Losrad siebtes Losrad Abtriebsrad Differenzial Abtriebswelle Zahnrad Verbrennungskraftmaschine 20 elektrische Maschine

30 Energiespeicher 100 Getriebe

200 Getriebe

300 Getriebe

400 Getriebe

500 Getriebe

600 Getriebe

700 Getriebe

800 Kraftfahrzeug

A erstes Gangschaltelement

B zweites Gangschaltelement

C drittes Gangschaltelement

D viertes Gangschaltelement

E fünftes Gangschaltelement

F sechstes Gangschaltelement

K1 erste Kupplung

K2 zweite Kupplung

K3 dritte Kupplung

P Feststellelement

R Rückwärtsgangschaltelement

V1 erste Verbrenner-Vorwärtsgangstufe

V2 zweite Verbren ner-Vorwärtsgangstufe

V3 dritte Verbrenner-Vorwärtsgangstufe

V4 vierte Verbrenner-Vorwärtsgangstufe

V5 fünfte Verbrenner-Vorwärtsgangstufe

V6 sechste Verbrenner-Vorwärtsgangstufe

E1 erste elektrische Vorwärtsgangstufe

E2 zweite elektrische Vorwärtsgangstufe