DE102016217244A1 - Transmission for a motor vehicle, and powertrain for a motor vehicle - Google Patents

Transmission for a motor vehicle, and powertrain for a motor vehicle Download PDF

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DE102016217244A1
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planetary gear
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Juri Pawlakowitsch
Peter Ziemer
Raffael Kuberczyk
Thomas Rosemeier
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ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2), ein Planetenradsatzsystem (PS) mit insgesamt vier in Drehzahlordnung gereihten Wellen (W1 bis W4), sowie fünf Schaltelement (A, B, C, D, E) aufweist, wobei durch selektives paarweises Schließen der fünf Schaltelemente (A bis E) sieben Gangstufen (1 bis 7) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) darstellbar sind, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug für ein solches Getriebe (G).Transmission (G) for a motor vehicle, the transmission (G) comprising a drive shaft (GW1), an output shaft (GW2), a planetary gearset system (PS) with a total of four shafts (W1 to W4) arranged in order of speed, and five shifting elements (A, B, C, D, E), wherein by selective pairwise closing of the five switching elements (A to E) seven gear stages (1 to 7) between the drive shaft (GW1) and the output shaft (GW2) can be displayed, and drive train for a motor vehicle for such a transmission (G).

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe. Ein Getriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, bei dem eine Vielzahl von Gängen, also feste Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der 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 geeigneter Weise anzupassen. The invention relates to a transmission for a motor vehicle, as well as a drive train for a motor vehicle with such a transmission. A transmission referred to here in particular a multi-speed transmission in which a plurality of gears, so fixed ratios between the drive shaft and the output shaft of the transmission, are preferably automatically switched by switching elements. The switching elements are, for example, clutches or brakes here. Such transmissions are mainly used in motor vehicles to adapt the speed and torque output characteristics of the drive unit to the driving resistance of the vehicle in a suitable manner.

Die Patentanmeldung DE 102 10 348 A1 der Anmelderin beschreibt ein Mehrstufengetriebe mit zwei Planetenradsätzen eines Hauptradsatzes und einen Vorschaltradsatz. Der Hauptradsatz ist als ein Ravigneaux-Radsatz ausgeführt, und weist somit insgesamt vier Wellen auf. Durch selektives paarweises Schließen von fünf Schaltelementen sind sechs Vorwärtsgänge zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle des Mehrstufengetriebes ausbildbar. The patent application DE 102 10 348 A1 The applicant describes a multi-speed transmission with two planetary gear sets of a main gearset and a Vorschaltradsatz. The main gear is designed as a Ravigneaux wheelset, and thus has a total of four waves. By selective pairwise closing of five switching elements six forward gears between a drive shaft and an output shaft of the multi-speed transmission can be formed.

Die Patentschrift US 7 018 318 B2 beschreibt ein Sieben-Gang-Getriebe mit einem ähnlichen Aufbau, wobei zur Bildung der sieben Vorwärtsgänge sechs Schaltelemente verwendet werden. The patent US Pat. No. 7,018,318 B2 describes a seven-speed transmission with a similar structure, wherein six switching elements are used to form the seven forward gears.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Getriebe anzugeben, welches dazu eingerichtet ist sieben Gangstufen gleicher Drehrichtung mit nur fünf Schaltelementen darzustellen. It is an object of the invention to provide a transmission which is adapted to represent seven gear stages same direction of rotation with only five switching elements.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren. The object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims, the description and from the figures.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Getriebe mit einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle, einem Planetenradsatzsystem mit insgesamt vier in Drehzahlordnung gereihten Wellen, sowie einem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Schaltelement vorgeschlagen. To solve the problem, a transmission with a drive shaft, an output shaft, a Planetenradsatzsystem is proposed with a total of four ranks in order of speed waves, and a first, second, third, fourth and fifth switching element.

Ein Planetenradsatzsystem bezeichnet ein System, welches sich funktional aus mehreren einzelnen Planetenradsätzen zusammensetzt. Die insgesamt vier Wellen des Planetenradsatzsystems weisen eine Drehzahlordnung auf, und sind dazu in der gegenständlichen Anmeldung als erste Welle, zweite Welle, dritte Welle und vierte Welle bezeichnet. Die Drehzahlen der vier Wellen steigen in der Reihenfolge der Bezeichnung erste, zweite, dritte, vierte Welle linear an, nehmen ab oder sind gleich. In anderen Worten ist die Drehzahl der ersten Welle kleiner gleich der Drehzahl der zweiten Welle. Die Drehzahl der zweiten Welle ist wiederum kleiner gleich der Drehzahl der dritten Welle. Die Drehzahl der dritten Welle ist kleiner gleich der Drehzahl der vierten Welle. Diese Reihenfolge ist auch reversibel, sodass die vierte Welle die kleinste Drehzahl aufweist, während die erste Welle eine Drehzahl annimmt die größer oder gleich groß wie die Drehzahl der vierten Welle ist. Zwischen den Drehzahlen aller vier Wellen besteht dabei stets ein linearer Zusammenhang. Die Drehzahl einer oder mehrerer der vier Wellen kann dabei auch negative Werte, oder auch den Wert Null annehmen. Die Drehzahlordnung ist daher stets auf den vorzeichenbehafteten Wert der Drehzahlen zu beziehen, und nicht auf deren Betrag. Werden zwei der vier Wellen miteinander verbunden, so weisen die vier Wellen die gleiche Drehzahl auf. Das Planetenradsatzsystem zeichnet sich somit in erster Linie durch seine Kinematik aus, und nicht durch dessen Aufbau. Ein derartiges Planetenradsatzsystem wird durch zweifache Koppelung zweier Einzel-Planetenradsätze gebildet. Beispiele hierfür sind der sogenannte Ravigneaux-Radsatz oder der Simpson-Radsatz. A planetary gear set system refers to a system that is functionally composed of several individual planetary gear sets. The total of four shafts of the Planetenradsatzsystems have a speed order, and are referred to in the subject application as a first wave, second wave, third wave and fourth wave. The rotational speeds of the four waves linearly increase in the order of the designation of the first, second, third, fourth wave, decrease or are the same. In other words, the rotational speed of the first shaft is less than or equal to the rotational speed of the second shaft. The speed of the second shaft is again less than or equal to the speed of the third shaft. The speed of the third shaft is less than or equal to the speed of the fourth shaft. This order is also reversible, so that the fourth shaft has the lowest speed, while the first shaft assumes a speed that is greater than or equal to the speed of the fourth shaft. There is always a linear relationship between the speeds of all four shafts. The speed of one or more of the four waves can also assume negative values, or even the value zero. The speed order is therefore always to refer to the signed value of the speeds, and not on the amount. If two of the four shafts are connected together, the four shafts have the same speed. The planetary gear set system is characterized primarily by its kinematics, and not by its structure. Such a planetary gear set is formed by two times coupling two individual planetary gear sets. Examples include the so-called Ravigneaux wheelset or the Simpson wheelset.

Die Abtriebswelle ist mit der in Drehzahlordnung dritten Welle ständig verbunden. Durch Schließen des fünften Schaltelements werden die Antriebswelle und die in Drehzahlordnung zweite Welle in eine feste Drehzahlbeziehung zueinander gebracht, und zwar mit einer ersten Übersetzung. Die erste Übersetzung kann den Wert Eins oder einen davon abweichenden Wert annehmen. Durch Schließen des zweiten Schaltelements werden die Antriebswelle und die in Drehzahlordnung erste Welle in eine feste Drehzahlbeziehung zueinander gebracht, und zwar mit einer zweiten Übersetzung. Die zweite Übersetzung unterscheidet sich dabei von der ersten Übersetzung. Durch Schließen des ersten Schaltelements werden die Antriebswelle und die in Drehzahlordnung vierte Welle in eine feste Drehzahlbeziehung miteinander gebracht, und zwar mit der ersten oder zweiten Übersetzung. Durch Schließen des dritten Schaltelements ist die in Drehzahlordnung erste Welle drehfest festsetzbar. The output shaft is permanently connected to the speed shaft third shaft. By closing the fifth shift element, the drive shaft and the speed shaft second shaft are brought into a fixed speed relationship to each other, with a first translation. The first translation can take the value one or a different value. By closing the second switching element, the drive shaft and the speed shaft first shaft are brought into a fixed rotational speed relationship with each other, with a second translation. The second translation differs from the first translation. By closing the first switching element, the drive shaft and the speed shaft fourth wave are brought into a fixed speed relationship with each other, with the first or second translation. By closing the third switching element in the speed order first wave is rotationally fixed.

Erfindungsgemäß werden durch Schließen des vierten Schaltelements die Antriebswelle und die in Drehzahlordnung zweite Welle in eine feste Drehzahlbeziehung zueinander gebracht, und zwar mit einer dritten Übersetzung. Die dritte Übersetzung unterscheidet sich dabei von der ersten und zweiten Übersetzung. According to the invention, by closing the fourth switching element, the drive shaft and the speed shaft second shaft are brought into a fixed rotational speed relationship with each other, with a third translation. The third translation differs from the first and second translation.

Die erste, zweite und dritte Übersetzung werden durch geeignete Radsätze des Getriebes erreicht. Dabei kann es sich beispielsweise um Planetenradsätze, Planetenradsatzsysteme oder um Stirnradsätze handeln. The first, second and third gear ratios are achieved by suitable wheelsets of the transmission. These may be, for example, planetary gear sets, planetary gearset systems or spur gear sets.

Im Unterschied zu den im Stand der Technik bekannten Getrieben wird die in Drehzahlordnung zweite Welle somit nicht durch eine Bremse drehfest festgesetzt, sondern mittels einer Kupplung in eine feste Drehzahlbeziehung zur Antriebswelle gebracht. Dadurch wird die Bildung einer weiteren Gangstufe ermöglicht, ohne ein zusätzliches Schaltelement zu verwenden. In contrast to the transmissions known in the prior art, the speed shaft second shaft is thus not rotationally fixed by a brake, but brought by means of a clutch in a fixed speed relationship to the drive shaft. This allows the formation of a further gear stage, without using an additional switching element.

Vorzugsweise weist das Getriebe abgesehen vom dritten Schaltelement kein Schaltelement auf, welches als Breme wirkt. Das dritte Schaltelement ist somit das einzige als Bremse wirkende Schaltelement des Getriebes. Apart from the third switching element, the gearbox preferably has no switching element which acts as a brake. The third switching element is thus the only acting as a brake switching element of the transmission.

Vorzugsweise ist die dritte Übersetzung dazu eingerichtet, die von der Antriebswelle übertragene Drehzahl im Vergleich zur ersten und zweiten Übersetzung stärker zu reduzieren. In anderen Worten ist die Drehzahl der in Drehzahlordnung zweiten Welle bei geschlossenem viertem Schaltelement geringer als die Drehzahl der in Drehzahlordnung ersten oder zweiten Welle bei geschlossenem zweitem, beziehungsweise fünftem Schaltelement. Dies begünstigt eine für ein Kraftfahrzeug geeignete Gangabstufung. Preferably, the third ratio is arranged to reduce the speed transmitted by the drive shaft more in comparison to the first and second gear ratio. In other words, the speed of the second speed shaft in the second switching element closed is less than the speed of the speed order in the first or second shaft with closed second or fifth switching element. This favors a suitable for a motor vehicle grading.

Vorzugsweise ist die zweite Übersetzung dazu eingerichtet, die von der Antriebswelle übertragene Drehzahl im Vergleich zur ersten Übersetzung stärker zu reduzieren. In anderen Worten ist die Drehzahl der in Drehzahlordnung ersten Welle bei geschlossenem zweitem Schaltelement geringer als die Drehzahl der in Drehzahlordnung zweiten Welle bei geschlossenem fünftem Schaltelement. Dies begünstigt ebenso eine für ein Kraftfahrzeug geeignete Gangabstufung. Preferably, the second gear is arranged to reduce the transmitted speed of the drive shaft in comparison to the first translation stronger. In other words, the speed of the first speed in the order of the second shaft closed element is less than the speed of the second speed in the order of rotation with the fifth switching element closed. This also favors a suitable for a motor vehicle grading.

Durch selektives paarweises Schließen der fünf Schaltelemente sind sieben Gangstufen zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle darstellbar. Die erste Gangstufe ergibt sich durch Schließen des dritten und vierten Schaltelements. Die zweite Gangstufe ergibt sich durch Schließen des vierten und ersten Schaltelements. Die dritte Gangstufe ergibt sich durch Schließen des dritten und ersten Schaltelements. Die vierte Gangstufe ergibt sich durch Schließen des zweiten und ersten Schaltelements. Die fünfte Gangstufe ergibt sich durch Schließen des fünften und ersten Schaltelements. Die sechste Gangstufe ergibt sich durch Schließen des zweiten und fünften Schaltelements. Die siebente Gangstufe ergibt sich durch Schließen des dritten und fünften Schaltelements. Durch Schließen des zweiten und vierten Schaltelements ist zudem die Bildung einer Gangstufe zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle möglich, welche für einen Rückwärtsbetrieb des Kraftfahrzeugs geeignet ist. By selective pairwise closing the five switching elements seven gear ratios between the drive shaft and the output shaft can be displayed. The first gear is obtained by closing the third and fourth switching element. The second gear is obtained by closing the fourth and first switching element. The third gear is obtained by closing the third and first switching element. The fourth gear is obtained by closing the second and first switching element. The fifth gear is obtained by closing the fifth and first switching element. The sixth gear is obtained by closing the second and fifth switching element. The seventh gear is obtained by closing the third and fifth switching element. By closing the second and fourth switching element also the formation of a gear stage between the drive shaft and the output shaft is possible, which is suitable for a reverse operation of the motor vehicle.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die erste, zweite und dritte Übersetzung durch je einen Stirnradsatz gebildet. Das Planetenradsatzsystem ist dabei achsparallel zur Antriebswelle angeordnet, wobei die Leistungsübertragung zwischen der Antriebswelle und den Wellen Eins, Zwei und Vier des Planetenradsatzsystems über die Stirnradsätze erfolgt. Eine solche Ausbildung eignet sich besonders für den Einsatz des Getriebes in einem Front-Quer-Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs, da derart eine axial kurze Baulänge des Getriebes begünstigt wird. According to a preferred embodiment, the first, second and third translation are each formed by a spur gear. The Planetenradsatzsystem is arranged axially parallel to the drive shaft, wherein the power transmission between the drive shaft and the waves one, two and four of the Planetenradsatzsystems via the Stirnradsätze. Such a design is particularly suitable for the use of the transmission in a front-transverse drive train of a motor vehicle, since such an axially short overall length of the transmission is favored.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung weist das Planetenradsatzsystem einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz auf, welche je als ein Minus-Radsatz ausgebildet sind. According to a first preferred embodiment, the Planetenradsatzsystem on a first and a second planetary gear, which are each designed as a minus wheelset.

Ein Minus-Radsatz bezeichnet einen Planetenradsatz mit einem Steg, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind, mit einem Sonnenrad und mit einem Hohlrad, wobei die Verzahnung zumindest eines der Planetenräder sowohl mit der Verzahnung des Sonnenrades, als auch mit der Verzahnung des Hohlrades kämmt, wodurch das Hohlrad und das Sonnenrad in entgegengesetzte Drehrichtungen rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Steg rotiert. Ein Plus-Radsatz unterscheidet sich zu dem gerade beschriebenen Minus-Planetenradsatz dahingehend, dass der Plus-Radsatz innere und äußere Planetenräder aufweist, welche drehbar an dem Steg gelagert sind. Die Verzahnung der inneren Planetenräder kämmt dabei einerseits mit der Verzahnung des Sonnenrads und andererseits mit der Verzahnung der äußeren Planetenräder. Die Verzahnung der äußeren Planetenräder kämmt darüber hinaus mit der Verzahnung des Hohlrades. Dies hat zur Folge, dass bei feststehendem Steg das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Drehrichtung rotieren. Wird ein Minus-Radsatz durch einen Plus-Radsatz ersetzt, so ist neben der veränderten Anbindung der Elemente Steg und Hohlrad der Betrag der Standgetriebeübersetzung um den Wert Eins zu erhöhen, um dieselbe Übersetzungswirkung zu erzielen. A minus wheel set denotes a planetary gear set with a web on which the planet gears are rotatably mounted, with a sun gear and with a ring gear, wherein the toothing of at least one of the planetary gears meshes with both the teeth of the sun gear, as well as with the teeth of the ring gear, whereby the ring gear and the sun gear rotate in opposite directions of rotation when the sun gear rotates at a fixed web. A plus gear set differs from the negative planetary gear set just described in that the plus gear set has inner and outer planet gears rotatably supported on the land. The toothing of the inner planet gears meshes on the one hand with the teeth of the sun gear and on the other hand with the teeth of the outer planetary gears. The toothing of the outer planetary gears also meshes with the teeth of the ring gear. This has the consequence that rotate at a fixed land, the ring gear and the sun gear in the same direction. If a minus wheel set is replaced by a plus wheel set, in addition to the changed connection of the elements bridge and ring gear, the amount of the stationary gear ratio by the value of one to increase to achieve the same translation effect.

In der bevorzugten ersten Ausgestaltung ist ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes Bestandteil der in Drehzahlordnung vierten Welle des Planetenradsatzsystems. Ein Steg des ersten Planetenradsatzes und ein Steg des zweiten Planetenradsatzes sind Bestandteile der in Drehzahlordnung zweiten Welle des Planetenradsatzsystems. Ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und ein Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes sind Bestandteile der in Drehzahlordnung ersten Welle des Planetenradsatzsystems. Ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ist Bestandteil der in Drehzahlordnung dritten Welle des Planetenradsatzsystems. (A8) Bevorzugt ist dabei der erste Planetenradsatz radial innerhalb des zweiten Planetenradsatzes angeordnet. In the preferred first embodiment, a sun gear of the first planetary gear set is part of the speed order fourth wave of the planetary gear set system. A web of the first planetary gear set and a web of the second planetary gear set are components of the speed order second shaft of the planetary gear set system. A ring gear of the first planetary gear set and a sun gear of the second planetary gear set are components of the speed order in the first shaft of the Planetenradsatzsystems. A ring gear of the second planetary gear set is part of the speed order third wave of the planetary gear set system. (A8) Preference is given to the first planetary gear set arranged radially within the second planetary gear set.

Gemäß einer bevorzugten zweiten Ausgestaltung ist das Planetenradsatzsystem als ein Ravigneaux-Radsatz ausgebildet. Ein Ravigneaux-Radsatz besteht funktional aus zwei Planetenradsätzen, wobei einer der Planetenradsätze als Minus-Radsatz und der andere Planetenradsatz als Plus-Radsatz wirkt. Der Steg des Minus-Radsatzes ist mit dem Steg des Plus-Radsatzes ständig verbunden, wodurch ein gemeinsamer Steg gebildet wird. Ein zusammengefasstes Hohlrad kämmt mit äußeren Planetenrädern des als Plus-Radsatz wirkenden Planetenradsatzes, welche zugleich Planetenräder des als Minus-Radsatz wirkenden Planetenradsatzes bilden. Mit den inneren Planetenrädern des als Plus-Radsatz wirkenden Planetenradsatzes kämmt ein erstes Sonnenrad. Mit den Planetenrädern des als Minus-Radsatz wirkenden Planetenradsatzes kämmt ein zweites Sonnenrad. Ein Ravigneaux-Radsatz zeichnet sich durch einen geringen Bauraumbedarf und eine einfache Baubarkeit aus. According to a preferred second embodiment, the Planetenradsatzsystem is designed as a Ravigneaux wheelset. A Ravigneaux wheelset is functionally composed of two planetary gear sets, with one of the planetary gear sets acting as a minus gearset and the other planetary gear set acting as a plus gearset. The web of the minus wheel set is permanently connected to the web of the Plus wheel set, whereby a common web is formed. A combined ring gear meshes with outer planetary gears of the planetary gear set acting as a plus gearset, which at the same time form planet wheels of the planetary gearset acting as a minus gearset. A first sun gear meshes with the inner planet wheels of the planetary gearset acting as a plus gearset. A second sun gear meshes with the planetary wheels of the planetary gearset acting as a negative gearset. A Ravigneaux wheelset is characterized by a low space requirement and easy buildability.

Das größere Sonnenrad des Ravigneaux-Radsatzes, welches mit den Planetenrädern des als Minus-Radsatz wirkenden Radsatzes kämmt, ist Bestandteil der in Drehzahlordnung ersten Welle. Der gemeinsame Steg des Ravigneaux-Radsatzes ist Bestandteil der in Drehzahlordnung zweiten Welle. Das gemeinsame Hohlrad des Ravigneaux-Radsatzes ist Bestandteil der in Drehzahlordnung dritten Welle. Das kleinere Sonnenrad, welches mit den inneren Planetenrädern des als Plus-Radsatz wirkenden Radsatzes kämmt, ist Bestandteil der in Drehzahlordnung vierten Welle. The larger sun gear of the Ravigneaux wheelset, which meshes with the planet wheels of the wheel set acting as a minus wheel set, is part of the first shaft speed order. The common bridge of the Ravigneaux wheelset is part of the speed order second shaft. The common ring gear of the Ravigneaux wheelset is part of the speed order third wave. The smaller sun gear, which meshes with the inner planetary gears of the wheel set acting as a plus wheel set, is part of the fourth wave in speed order.

Gemäß einer dritten bevorzugten Ausgestaltung weist das Planetenradsatzsystem einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz auf, welche je als ein Minus-Radsatz ausgebildet sind. Ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und ein Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes sind Bestandteile der in Drehzahlordnung vierten Welle. Ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ist Bestandteil der in Drehzahlordnung ersten Welle. Ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und ein Steg des zweiten Planetenradsatzes sind Bestandteile der in Drehzahlordnung zweiten Welle. Ein Steg des ersten Planetenradsatzes ist Bestandteil der in Drehzahlordnung dritten Welle. According to a third preferred embodiment, the Planetenradsatzsystem on a first and a second planetary gear, which are each designed as a minus wheelset. A sun gear of the first planetary gear set and a sun gear of the second planetary gear set are components of the speed order fourth wave. A ring gear of the second planetary gear set is part of the first order in speed order. A ring gear of the first planetary gear set and a web of the second planetary gear set are components of the speed order second shaft. A web of the first planetary gear set is part of the speed order third wave.

Vorzugsweise umfasst das Getriebe eine elektrische Maschine mit einem drehfesten Stator und einem drehbaren Rotor, wobei der Rotor in ständiger oder schaltbarer Wirkverbindung zur Antriebswelle steht. Die ständige oder schaltbare Verbindung kann dabei als unmittelbare Verbindung oder als mittelbare Verbindung ausgebildet sein. Bei einer Ausbildung als mittelbare Verbindung ist der Rotor über ein festes Übersetzungsverhältnis an die Antriebswelle ständig oder schaltbar angebunden, beispielsweise über einen zusätzlichen Planetenradsatz, einen Stirnradsatz oder durch einen Kettentrieb. Durch die elektrische Maschine kann die Funktionalität des Getriebes erweitert werden, wodurch sich das Getriebe für den Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs eignet. Die Anbindung des Rotors an die Antriebswelle erlaubt die Nutzung sämtlicher Gangstufen bei Antrieb des Hybridfahrzeugs mittels der elektrischen Maschine. Preferably, the transmission comprises an electric machine with a rotationally fixed stator and a rotatable rotor, wherein the rotor is in constant or switchable operative connection to the drive shaft. The permanent or switchable connection can be designed as a direct connection or as an indirect connection. In an embodiment as an indirect connection, the rotor is permanently or switchably connected via a fixed transmission ratio to the drive shaft, for example via an additional planetary gear set, a spur gear set or by a chain drive. By the electric machine, the functionality of the transmission can be extended, whereby the transmission is suitable for the drive train of a hybrid vehicle. The connection of the rotor to the drive shaft allows the use of all gear ratios when driving the hybrid vehicle by means of the electric machine.

Vorzugsweise weist das Getriebe eine Trennkupplung auf. Durch Schließen der Trennkupplung wird die Antriebswelle mit einer Anschlusswelle des Getriebes verbunden. Die Anschlusswelle dient als Schnittstelle zu einer getriebe-externen Antriebseinheit, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine. Preferably, the transmission has a separating clutch. By closing the separating clutch, the drive shaft is connected to a connecting shaft of the gearbox. The connection shaft serves as an interface to a transmission-external drive unit, for example an internal combustion engine.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Anschlusswelle zwei Abschnitte auf, welche durch einen Torsionsschwingungsdämpfer miteinander verbunden sind. Derart können von der getriebeexternen Antriebseinheit erzeugte Drehschwingungen zur Antriebswelle hin gedämpft werden. According to a preferred embodiment, the connection shaft has two sections, which are interconnected by a torsional vibration damper. In this way, torsional vibrations generated by the transmission-external drive unit can be damped towards the drive shaft.

Das Getriebe kann Bestandteil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Der Antriebsstrang weist neben dem Getriebe auch eine Verbrennungskraftmaschine auf, welche über den optionalen Torsionsschwingungsdämpfer mit der Antriebswelle des Getriebes drehelastisch verbunden, bzw. verbindbar sein kann. Die Abtriebswelle des Getriebes ist mit einem getriebe-internen oder getriebe-externen Differentialgetriebe antriebswirkverbunden, welches mit Rädern des Kraftfahrzeugs wirkverbunden ist. Weist das Getriebe die elektrische Maschine auf, so ermöglicht der Antriebsstrang 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 von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben. In einem hybridischen Betrieb wird das Kraftfahrzeug sowohl von der Verbrennungskraftmaschine als auch von der elektrischen Maschine des Getriebes angetrieben. The transmission may be part of a drive train of a motor vehicle. In addition to the transmission, the drive train also has an internal combustion engine, which can be connected with torsional elasticity to the drive shaft of the transmission via the optional torsional vibration damper or can be connected. The output shaft of the transmission is drivirkgetrunden with a gear-internal or gear-external differential gear, which is operatively connected to wheels of the motor vehicle. If the transmission has the electric machine, the drive train enables a plurality of drive modes of the motor vehicle. In an electric driving operation, the motor vehicle is driven by the electric machine of the transmission. In an internal combustion engine operation, the motor vehicle is driven by the internal combustion engine. In a hybrid operation, the motor vehicle is driven by both the internal combustion engine and the electric machine of the transmission.

Eine ständige Verbindung wird als Verbindung zwischen zwei Elementen bezeichnet, die stets besteht. Derart ständig verbundene Elemente drehen stets mit der gleichen Abhängigkeit zwischen deren Drehzahlen. In einer ständigen Verbindung zwischen zwei Elementen kann sich kein Schaltelement befinden. Eine ständige Verbindung ist daher von einer schaltbaren Verbindung zu unterscheiden. Eine ständig drehfeste Verbindung wird als Verbindung zwischen zwei Elementen bezeichnet, die stets besteht und deren verbundene Elemente somit stets die gleiche Drehzahl aufweisen. A permanent connection is called a connection between two elements that always exists. Such constantly connected elements always rotate with the same dependence between their speeds. In a permanent connection between two elements, no switching element can be located. A permanent connection must therefore be distinguished from a switchable connection. A permanently rotatable connection is referred to as a connection between two elements, which always exists and their associated elements thus always have the same speed.

Unter dem Begriff „Schließen eines Schaltelements“ wird im Zusammenhang mit der Gangbildung ein Vorgang verstanden, bei dem das Schaltelement so angesteuert wird, dass es am Ende des Schließvorgangs ein hohes Maß an Drehmoment überträgt. Während formschlüssige Schaltelemente im „geschlossenen“ Zustand keine Differenzdrehzahl zulassen, ist bei kraftschlüssigen Schaltelementen im „geschlossenen“ Zustand die Ausbildung einer geringen Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften gewollt oder ungewollt möglich. The term "closing a switching element" is understood in connection with the formation of a process in which the switching element is controlled so that it transmits a high degree of torque at the end of the closing process. While positive switching elements in the "closed" state do not allow differential speed, the formation of a low differential speed between the switching element halves is intentionally or unintentionally possible with non-positive switching elements in the "closed" state.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen: Embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying figures. Show it:

1 eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; 1 a schematic view of a transmission according to a first embodiment;

2 eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; 2 a schematic view of a transmission according to a second embodiment;

3 einen Drehzahlplan für das Planetenradsatzsystem des Getriebes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; 3 a speed plan for the planetary gear set of the transmission according to the first embodiment;

4 eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; 4 a schematic view of a transmission according to a second embodiment;

5 einen Drehzahlplan für das Planetenradsatzsystem des Getriebes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel; 5 a speed plan for the planetary gear set of the transmission according to the second embodiment;

6 ein Schaltschema; und 6 a circuit diagram; and

7 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeug-Antriebsstranges. 7 a schematic representation of a motor vehicle drive train.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Getriebe G weist eine Antriebswelle GW1, eine achsparallel zur Antriebswelle GW1 angeordnete Abtriebswelle GW2, ein drehfestes Gehäuse GG sowie ein koaxial zur Abtriebswelle GW2 angeordnetes Planetenradsatzsystem PS auf. Das Planetenradsatzsystem PS weist insgesamt vier Wellen auf, welche in der Reihenfolge ihrer Drehzahlordnung als erste Welle W1, zweite Welle W2, dritte Welle W3 und vierte Welle W4 bezeichnet sind. Die dritte Welle W3 ist mit der Abtriebswelle GW2 ständig verbunden. 1 shows a schematic view of a transmission G according to a first embodiment. The transmission G has a drive shaft GW1, an output shaft GW2 arranged axially parallel to the drive shaft GW1, a rotationally fixed housing GG, and a planetary gearset system PS arranged coaxially with the output shaft GW2. The planetary gear set PS has a total of four waves, which are referred to in the order of their speed order as the first wave W1, second wave W2, third wave W3 and fourth wave W4. The third wave W3 is permanently connected to the output shaft GW2.

Das Getriebe G weist ferner drei Stirnradsätze ST1, ST2, ST3 sowie fünf Schaltelemente A, B, C, D, E auf. Durch Schließen des ersten Schaltelements A ist eine feste Drehzahlbeziehung zwischen der Antriebswelle GW1 und der vierten Welle W4 herstellbar, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebswelle GW1 und vierter Welle W4 durch den Stirnradsatz ST1 vorgegeben ist. Durch Schließen des zweiten Schaltelements B ist eine feste Drehzahlbeziehung zwischen der Antriebswelle GW1 und der ersten Welle W1 herstellbar, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle GW1 und erster Welle W1 durch den Stirnradsatz ST2 gegeben ist. Durch Schließen des dritten Schaltelements C ist die erste Welle W1 drehfest festsetzbar. Durch Schließen des vierten Schaltelements D ist eine feste Drehzahlbeziehung zwischen der Antriebswelle GW1 und der zweiten Welle W2 herstellbar, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle GW1 und zweiter Welle W2 durch den Stirnradsatz ST3 gegeben ist. Durch Schließen des fünften Schaltelements E ist eine feste Drehzahlbeziehung zwischen der Antriebswelle GW1 und der zweiten Welle W2 herstellbar, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebswelle GW1 und zweiter Welle W2 durch den Stirnradsatz ST1 gegeben ist. The transmission G further comprises three spur gear sets ST1, ST2, ST3 and five switching elements A, B, C, D, E. By closing the first switching element A, a fixed speed relationship between the drive shaft GW1 and the fourth shaft W4 can be produced, wherein the gear ratio between the drive shaft GW1 and fourth shaft W4 is predetermined by the spur gear ST1. By closing the second switching element B, a fixed speed relationship between the drive shaft GW1 and the first shaft W1 can be produced, wherein the gear ratio between the drive shaft GW1 and the first shaft W1 is given by the spur gear ST2. By closing the third switching element C, the first wave W1 is rotatably fixable. By closing the fourth shift element D, a fixed speed relationship between the drive shaft GW1 and the second shaft W2 can be produced, wherein the gear ratio between the drive shaft GW1 and second shaft W2 is given by the spur gear ST3. By closing the fifth switching element E, a fixed speed relationship between the drive shaft GW1 and the second shaft W2 can be produced, wherein the gear ratio between the drive shaft GW1 and second shaft W2 is given by the spur gear ST1.

Die drei Stirnradsätze ST1, ST2, ST3 weisen voneinander unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse auf, wie in 1 qualitativ durch verschiedenartig große Stirnräder visualisiert ist. Die Schaltelemente C, B, D sind koaxial zur Antriebswelle GW1 angeordnet. Daher sind die koaxial zur Antriebswelle GW1 angeordneten Stirnräder der Stirnradsätze ST2, ST3 als Losräder zur Antriebswelle GW1 ausgebildet. Die Schaltelemente A, E sind koaxial zur Abtriebswelle GW1 angeordnet. Daher ist das koaxial zur Abtriebswelle GW2 angeordnete Stirnrad des Stirnradsatzes ST1 als Losrad zur zweiten und vierten Welle W2, W4 ausgebildet. The three spur gear sets ST1, ST2, ST3 have mutually different gear ratios, as in 1 qualitatively visualized by different sized spur gears. The switching elements C, B, D are arranged coaxially with the drive shaft GW1. Therefore, the coaxial with the drive shaft GW1 arranged spur gears of the spur gear ST2, ST3 are designed as idler gears to the drive shaft GW1. The switching elements A, E are arranged coaxially with the output shaft GW1. Therefore, the spur gear of the spur gear ST1 arranged coaxially with the output shaft GW2 is formed as idler gear to the second and fourth shafts W2, W4.

Die Schaltelemente A, B, C, D, E sind schematisch als kraftschlüssige Schaltelemente ausgebildet. Dies ist lediglich beispielhaft anzusehen. Einzelne oder alle Schaltelemente A, B, C, D, E können alternativ als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet sein. The switching elements A, B, C, D, E are designed schematically as non-positive switching elements. This is only an example. Individual or all switching elements A, B, C, D, E may alternatively be formed as a form-locking switching elements.

Das Planetenradsatzsystem PS besteht aus einem ersten und zweiten Planetenradsatz, welche je als ein Minus-Radsatz ausgebildet sind. Ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes P1 ist Bestandteil der vierten Welle W4. Die Stegwellen des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1, P2 sind Bestandteile der zweiten Welle W2. Ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes P2 ist Bestandteil der dritten Welle W3. Ein Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes P2 und ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 ist Bestandteil der ersten Welle W1. Der erste Planetenradsatz P1 ist radial innerhalb des zweiten Planetenradsatzes P2 angeordnet. The planetary gear set PS consists of a first and second planetary gear set, which are each designed as a minus wheel set. A sun gear of the first planetary gear P1 is part of the fourth wave W4. The ridge waves of the first and second planetary gear P1, P2 are components of the second wave W2. A ring gear of the second planetary gear set P2 is part of the third wave W3. A sun gear of the second planetary gear P2 and a ring gear of the first planetary gear P1 is part of the first wave W1. The first planetary gear set P1 is arranged radially inside the second planetary gear set P2.

Das Planetenradsatzsystem PS sowie die Stirnradsätze ST1, ST2, ST3 sind zur besseren Übersichtlichkeit nur zur Hälfte dargestellt. The planetary gearset PS and the spur gear sets ST1, ST2, ST3 are shown for clarity only in half.

Das Getriebe G weist ferner ein Differentialgetriebe AG auf, welches über einen Stirntrieb mit der Abtriebswelle GW2 verbunden ist. Über das Differentialgetriebe AG kann die an der Abtriebswelle GW2 anliegende Leistung auf Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs verteilt werden. The transmission G further has a differential gear AG, which is connected via a spur gear to the output shaft GW2. About the differential gear AG which applied to the output shaft GW2 power can be distributed to drive wheels of a motor vehicle.

Das Getriebe G weist optional eine elektrische Maschine EM mit einem drehfesten Stator und einem drehbaren Rotor auf. Die elektrische Maschine EM ist koaxial zur Antriebswelle GW1 angeordnet, wobei der Rotor mit der Antriebswelle GW1 ständig drehfest verbunden ist. Radial innerhalb des Rotors ist eine Trennkupplung K0 angeordnet. Durch Schließen der Trennkupplung K0 kann die Antriebswelle GW1 mit einer Anschlusswelle AN verbunden werden. Die Anschlusswelle AN dient als Schnittstelle zur einer getriebe-externen Antriebseinheit. Die Anschlusswelle AN weist zwei Abschnitte auf, welche durch einen Torsionsschwingungsdämpfer TS miteinander verbunden sind. Der Torsionsschwingungsdämpfer TS ist radial innerhalb des Rotors angeordnet. The transmission G optionally has an electric machine EM with a rotationally fixed stator and a rotatable rotor. The electric machine EM is arranged coaxially with the drive shaft GW1, wherein the rotor is permanently connected to the drive shaft GW1 in a rotationally fixed manner. Radially inside the rotor, a separating clutch K0 is arranged. By closing the separating clutch K0, the drive shaft GW1 can be connected to a connecting shaft AN. The connection shaft AN serves as an interface to a transmission-external drive unit. The connection shaft AN has two sections, which are interconnected by a torsional vibration damper TS. The torsional vibration damper TS is arranged radially inside the rotor.

Die in 1 gewählte Darstellung mit Stirnradsätzen ST1, ST2, ST3, Planetenradsatzsystem PS und Differentialgetriebe AG in einer gemeinsamen Schnittebene dient lediglich der besseren Veranschaulichung. In the 1 selected representation with spur gear sets ST1, ST2, ST3, planetary gearset PS and differential gear AG in a common cutting plane is only a better illustration.

2 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches im Wesentlichen dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Das Planetenradsatzsystem PS ist nun als Ravigneaux-Radsatz ausgebildet. Das größere Sonnenrad des Ravigneaux-Radsatzes ist Bestandteil der in Drehzahlordnung ersten Welle W1. Der gemeinsame Steg des Ravigneaux-Radsatzes ist Bestandteil der in Drehzahlordnung zweiten Welle W2. Das gemeinsame Hohlrad des Ravigneaux-Radsatzes ist Bestandteil der in Drehzahlordnung dritten Welle W3. Das kleinere Sonnenrad des Ravigneaux-Radsatzes ist Bestandteil der in Drehzahlordnung vierten Welle W4. 2 shows a schematic view of a transmission G according to a second embodiment, which substantially the in 1 corresponds to the first embodiment shown. The planetary gearset PS is now designed as Ravigneaux wheelset. The larger sun gear of the Ravigneaux wheel set is part of the speed order in the first wave W1. The common bridge of the Ravigneaux wheelset is part of the speed order second wave W2. The common ring gear of the Ravigneaux wheelset is part of the speed order third wave W3. The smaller sun gear of the Ravigneaux wheelset is part of the speed order fourth wave W4.

3 zeigt einen Drehzahlplan für das Planetenradsatzsystem PS gemäß den in 1 und 2 dargestellten Getriebe G. Im Drehzahlplan sind in vertikaler Richtung die Drehzahlen der vier Wellen W1, W2, W3, W4 des Planetenradsatzsystems PS aufgetragen. Die Abstände zwischen den vier Wellen W1, W2, W3, W4 ergeben sich aus den Standgetriebeübersetzungen der beteiligten Planetenradsätze. Die Darstellung dient nur zur Anschauung und ist nicht maßstäblich. Zu einem bestimmten Betriebspunkt gehörende Drehzahlverhältnisse lassen sich durch eine Gerade verbinden. Darüber hinaus sind im Drehzahlplan die Schaltelemente A, B, C, D, E und deren Zuordnung zu den vier Wellen W1 bis W4 dargestellt, sowie eine daraus möglich Gangbildung mit einer ersten bis siebenten Gangstufe 1 bis 7 und einem Rückwärtsgang R. Zusätzlich sind in 2 eine erste Übersetzung i1, eine zweite Übersetzung i2 und eine dritte Übersetzung i3 gekennzeichnet. Durch den Drehzahlplan wird die Gangbildung mittels den Stirnradsätzen ST1, ST2, ST3 und dem Planetenradsatzsystem PS deutlich. 3 shows a speed plan for the planetary gear set PS according to the in 1 and 2 shown gear G. The speed diagram of the four shafts W1, W2, W3, W4 of the planetary gear set PS are plotted in the vertical direction. The distances between the four shafts W1, W2, W3, W4 result from the stationary gear ratios of the planetary gear sets involved. The representation is for illustrative purposes only and is not to scale. Speed ratios associated with a particular operating point can be connected by a straight line. In addition, the shift elements A, B, C, D, E and their assignment to the four shafts W1 to W4 are shown in the speed plan, as well as a possible gear formation with a first to seventh gear 1 to 7 and a reverse R. In addition, in 2 a first translation i1, a second translation i2 and a third translation i3. Through the speed plan, the gear formation by means of the spur gears ST1, ST2, ST3 and the planetary gearset PS is clear.

4 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, welches im Wesentlichen dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Das Planetenradsatzsystem PS ist nun andersartig aufgebaut, und weist einen ersten Planetenradsatz P21 und einen zweiten Planetenradsatz P22 auf. Sonnenräder der beiden Planetenradsätze P21, P22 sind Bestandteile der vierten Welle W4. Ein Steg des ersten Planetenradsatzes P21 ist Bestandteil der dritten Welle W3. Ein Steg des zweiten Planetenradsatzes P22 und ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P21 sind Bestandteile der zweiten Welle W2. Ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes P22 ist Bestandteil der ersten Welle W1. 4 shows a schematic view of a transmission G according to a third embodiment, which substantially the in 1 corresponds to the first embodiment shown. The planetary gear set PS is now constructed differently, and has a first planetary gear P21 and a second planetary gear P22. Sun gears of the two planetary gear sets P21, P22 are components of the fourth wave W4. A web of the first planetary gear set P21 is part of the third wave W3. A web of the second planetary gear set P22 and a ring gear of the first planetary gear set P21 are components of the second wave W2. A ring gear of the second planetary gear set P22 is part of the first wave W1.

Im Getriebe G gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel sind die Schaltelemente A, B, C koaxial zum Planetenradsatzsystem PS angeordnet. Die Schaltelemente D, E sind koaxial zur Antriebswelle GW1 angeordnet. Das jeweils koaxial zur Antriebswelle GW1 angeordnete Stirnrad der Stirnradsätze ST1, ST3 ist entsprechend als Losrad zur Antriebswelle GW1 ausgebildet. In the transmission G according to the third embodiment, the switching elements A, B, C are arranged coaxially with the planetary gear set PS. The switching elements D, E are arranged coaxially with the drive shaft GW1. The respective coaxial with the drive shaft GW1 arranged spur gear of the spur gear ST1, ST3 is designed accordingly as idler gear to the drive shaft GW1.

Im Unterschied zum Getriebe G gemäß 1 führt das Schließen des Schaltelements A nun zu einer festen Drehzahlbeziehung zwischen Antriebswelle GW1 und vierter Welle W4, dessen Übersetzungsverhältnis durch den zweiten Stirnradsatz ST2 vorgegeben ist. In contrast to the transmission G according to 1 The closure of the switching element A now leads to a fixed speed relationship between the drive shaft GW1 and fourth shaft W4, whose transmission ratio is predetermined by the second spur gear ST2.

Die optionale elektrische Maschine EM ist nun nicht koaxial, sondern achsparallel zur Antriebswelle GW1 angeordnet. Der Rotor der elektrischen Maschine EM ist über einen Stirntrieb mit der Antriebswelle GW1 ständig verbunden. Die in 4 gewählte Darstellung mit elektrischer Maschine EM, Stirnradsätzen ST1, ST2, ST3, Planetenradsatzsystem PS und Differentialgetriebe AG in einer gemeinsamen Schnittebene dient dabei lediglich der besseren Veranschaulichung. The optional electric machine EM is now not coaxial, but arranged axially parallel to the drive shaft GW1. The rotor of the electric machine EM is permanently connected via a spur drive to the drive shaft GW1. In the 4 selected representation with electric machine EM, spur gear sets ST1, ST2, ST3, planetary gearset PS and differential gear AG in a common cutting plane is merely a better illustration.

5 zeigt einen Drehzahlplan für das Planetenradsatzsystem PS des in 4 dargestellten Getriebes G, wobei auf die Erläuterungen zu 3 verwiesen wird. Das erste Schaltelement A ist nun nicht mehr über die erste Übersetzung i1 angebunden, sondern über die zweite Übersetzung i2. 5 shows a speed plan for the planetary gearset PS of in 4 illustrated gear G, with the comments to 3 is referenced. The first switching element A is no longer connected via the first gear ratio i1, but via the second gear ratio i2.

6 zeigt ein Schaltschema, welches für sämtliche Ausführungsbeispiele G anwendbar ist. Im Schaltschema ist durch ein X gekennzeichnet, welche der Schaltelemente A bis E zur Bildung der Gangstufen 1 bis 7, bzw. R zu schließen sind. 6 shows a circuit diagram which is applicable to all embodiments G. In the circuit diagram is marked by an X, which of the switching elements A to E to form the gear stages 1 to 7 , or R are to be closed.

7 zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Eine Verbrennungskraftmaschine VM ist über einen Torsionsschwingungsdämpfer TS mit der Anschlusswelle AN des Getriebes G verbunden. Das in 7 dargestellte Getriebe G entspricht dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dies ist lediglich beispielhaft anzusehen. Die Verbrennungskraftmaschine VM könnte über den Torsionsschwingungsdämpfer TS auch direkt mit der Antriebswelle GW1 des Getriebes G verbunden sein. Der Antriebsstrang könnte mit jedem der gegenständlichen Ausführungsbeispiele ausgeführt sein, mit oder ohne elektrische Maschine EM. Der Antriebsstrang könnte einen hydrodynamischen Drehmomentwandler enthalten, welcher im Kraftfluss zwischen der Verbrennungskraftmaschine VM und der Antriebswelle GW1 des Getriebes G anzuordnen ist. Ein solcher Drehmomentwandler kann auch eine Überbrückungskupplung umfassen. Der Fachmann wird Anordnung und räumliche Lage der einzelnen Komponenten des Antriebsstranges je nach den äußeren Randbedingungen frei konfigurieren. Die an der Abtriebswelle GW2 anliegende Leistung wird über das Differentialgetriebe AG auf Antriebsräder DW des Kraftfahrzeugs verteilt. 7 schematically shows a drive train of a motor vehicle. An internal combustion engine VM is connected via a torsional vibration damper TS to the connection shaft AN of the transmission G. This in 7 shown gear G corresponds to the in 1 illustrated first embodiment of the invention. This is only an example. The internal combustion engine VM could also be connected directly to the drive shaft GW1 of the transmission G via the torsional vibration damper TS. The powertrain could be implemented with any of the subject embodiments, with or without electric machine EM. The drive train could include a hydrodynamic torque converter, which is to be arranged in the power flow between the internal combustion engine VM and the drive shaft GW1 of the transmission G. Such a torque converter may also include a lock-up clutch. The person skilled in the art will freely configure the arrangement and spatial position of the individual components of the drive train, depending on the external boundary conditions. The power applied to the output shaft GW2 power is distributed via the differential gear AG on drive wheels DW of the motor vehicle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

G G
Getriebe transmission
GW1 LV1
Antriebswelle drive shaft
AN AT
Anschlusswelle connecting shaft
GW2 GW2
Abtriebswelle output shaft
ST1 ST1
Stirnradsatz spur gear
ST2 ST2
Stirnradsatz spur gear
ST3 ST3
Stirnradsatz spur gear
PS PS
Planetenradsatzsystem Planetenradsatzsystem
P1 P1
Erster Planetenradsatz First planetary gear set
P2 P2
Zweiter Planetenradsatz Second planetary gear set
P21 P21
Erster Planetenradsatz First planetary gear set
P22 P22
Zweiter Planetenradsatz Second planetary gear set
W1 W1
Erste Welle First wave
W2 W2
Zweite Welle Second wave
W3 W3
Dritte Welle Third wave
W4 W4
Vierte Welle Fourth wave
A A
Erstes Schaltelement First switching element
B B
Zweites Schaltelement Second switching element
C C
Drittes Schaltelement Third switching element
D D
Viertes Schaltelement Fourth switching element
E e
Fünftes Schaltelement Fifth switching element
i1 i1
Erste Übersetzung First translation
i2 i2
Zweite Übersetzung Second translation
i3 i3
Dritte Übersetzung Third translation
K0 K0
Trennkupplung separating clutch
1–7 1-7
Gangstufe grade
R R
Rückwärtsgang reverse gear
EM EM
Elektrische Maschine Electric machine
AG AG
Differentialgetriebe differential gear
VM VM
Verbrennungskraftmaschine Internal combustion engine
TS TS
Torsionsschwingungsdämpfer torsional vibration damper
DW DW
Antriebsrad drive wheel
GG GG
Gehäuse casing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10210348 A1 [0002] DE 10210348 A1 [0002]
  • US 7018318 B2 [0003] US 7018318 B2 [0003]

Claims (14)

Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2), ein Planetenradsatzsystem (PS) mit insgesamt vier in Drehzahlordnung gereihten Wellen (W1 bis W4), sowie ein erstes, zweites, drittes, viertes und fünftes Schaltelement (A, B, C, D, E) aufweist, wobei – wobei die Abtriebswelle (GW2) mit der in Drehzahlordnung dritten Welle (W3) ständig verbunden ist, – wobei durch Schließen des fünften Schaltelements (E) die Antriebswelle (GW1) und die in Drehzahlordnung zweite Welle (W2) in eine feste Drehzahlbeziehung mit einer ersten Übersetzung (i1) bringbar ist, – wobei durch Schließen des zweiten Schaltelements (B) die Antriebswelle (GW1) und die in Drehzahlordnung erste Welle (W1) in eine feste Drehzahlbeziehung mit einer zweiten Übersetzung (i2) bringbar ist, welche sich von der ersten Übersetzung (i1) unterscheidet, – wobei durch Schließen des ersten Schaltelements (A) die Antriebswelle (GW1) und die in Drehzahlordnung vierte Welle (W4) in eine feste Drehzahlbeziehung mit der ersten oder zweiten Übersetzung (i1, i2) bringbar ist, – wobei durch Schließen des dritten Schaltelements (C) die in Drehzahlordnung erste Welle (W1) drehfest festzusetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – durch Schließen des vierten Schaltelements (D) die Antriebswelle (GW1) und die in Drehzahlordnung zweite Welle (W2) in eine feste Drehzahlbeziehung mit einer dritten Übersetzung (i3) bringbar ist, welche sich von der ersten und zweiten Übersetzung (i1, i2) unterscheidet. Transmission (G) for a motor vehicle, wherein the transmission (G) comprises a drive shaft (GW1), an output shaft (GW2), a planetary gear set (PS) with a total of four arranged in order of speed waves (W1 to W4), and a first, second, third, fourth and fifth switching element (A, B, C, D, E), wherein - wherein the output shaft (GW2) is continuously connected to the speed order third shaft (W3), - wherein by closing the fifth switching element (E) the drive shaft (GW1) and the speed shaft second shaft (W2) can be brought into a fixed rotational speed relationship with a first gear ratio (i1), wherein closing the second shift element (B) drives the drive shaft (GW1) and the first shaft ( W1) can be brought into a fixed speed relationship with a second ratio (i2), which differs from the first ratio (i1), - by closing the first switching element (A), the drive shaft (GW1) and the in Drehzahlordnu ng fourth shaft (W4) in a fixed speed relationship with the first or second ratio (i1, i2) can be brought, - wherein by closing the third switching element (C) in speed order first shaft (W1) rotatably festzusetzbar, characterized in that By closing the fourth shift element (D), the drive shaft (GW1) and the speed shaft second shaft (W2) can be brought into a fixed speed relationship with a third gear ratio (i3) which differs from the first and second gear ratios (i1, i2) different. Getriebe (G) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) abgesehen vom dritten Schaltelement (C) kein Schaltelement aufweist, welches als Bremse wirkt. Gear (G) according to claim 1, characterized in that the transmission (G) apart from the third shift element (C) does not have a switching element, which acts as a brake. Getriebe (G) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Übersetzung (i3) dazu eingerichtet ist, die von der Antriebswelle (GW1) übertragene Drehzahl im Vergleich zur ersten und zweiten Übersetzung (i1, i2) stärker zu reduzieren. Transmission (G) according to claim 1 or claim 2, characterized in that the third ratio (i3) is adapted to reduce the speed transmitted by the drive shaft (GW1) more than the first and second ratios (i1, i2). Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Übersetzung (i2) dazu eingerichtet ist, die von der Antriebswelle (GW1) übertragene Drehzahl im Vergleich zur ersten Übersetzung (i1) stärker zu reduzieren. Transmission (G) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second gear ratio (i2) is adapted to reduce the speed transmitted by the drive shaft (GW1) more in comparison to the first gear ratio (i1). Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch selektives paarweises Schließen der fünf Schaltelemente (A bis E) sieben Gangstufen (1 bis 7) zwischen der Antriebswelle (GW1) und der Abtriebswelle (GW2) darstellbar sind, wobei sich – eine erste Gangstufe (1) durch Schließen des dritten und vierten Schaltelements (C, D), – eine zweite Gangstufe (2) durch Schließen des vierten und ersten Schaltelements (D, A), – eine dritte Gangstufe (3) durch Schließen des dritten und ersten Schaltelements (C, A), – eine vierte Gangstufe (4) durch Schließen des zweiten und ersten Schaltelements (B, A), – eine fünfte Gangstufe (5) durch Schließen des fünften und ersten Schaltelements (E, A), – eine sechste Gangstufe (6) durch Schließen des zweiten und fünften Schaltelements (B, E), und – eine siebente Gangstufe (7) sich durch Schließen des dritten und fünften Schaltelements (C, E) ergibt. Transmission (G) according to one of claims 1 to 4, characterized in that by selective pairwise closing of the five switching elements (A to E) seven gear stages ( 1 to 7 ) between the drive shaft (GW1) and the output shaft (GW2) can be displayed, wherein - a first gear stage ( 1 ) by closing the third and fourth switching element (C, D), - a second gear stage ( 2 ) by closing the fourth and first switching element (D, A), - a third gear stage ( 3 ) by closing the third and first switching element (C, A), - a fourth gear stage ( 4 ) by closing the second and first switching element (B, A), - a fifth gear stage ( 5 ) by closing the fifth and first switching element (E, A), - a sixth gear ( 6 ) by closing the second and fifth switching elements (B, E), and - a seventh gear stage ( 7 ) is obtained by closing the third and fifth switching elements (C, E). Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, zweite und dritte Übersetzung (i1, i2, i3) durch je eine Stirnradstufe (ST1, ST2, ST3) gebildet sind, wobei das Planetenradsatzsystem (PS) achsparallel zur Antriebswelle (GW1) angeordnet ist. Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that the first, second and third gear ratios (i1, i2, i3) are each formed by a spur gear stage (ST1, ST2, ST3), the planetary gear set system (PS) being parallel to the axis Drive shaft (GW1) is arranged. Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenradsatzsystem (PS) einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz (P1, P2) aufweist, welche je als ein Minus-Radsatz ausgebildet sind, – wobei ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (P1) Bestandteil der in Drehzahlordnung vierten Welle (W4) ist, – wobei ein Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) und ein Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) Bestandteile der in Drehzahlordnung zweiten Welle (W2) sind, – wobei ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1) und ein Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) Bestandteile der in Drehzahlordnung ersten Welle (W1) sind, und – wobei ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) Bestandteil der in Drehzahlordnung dritten Welle (W3) ist. Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that the Planetenradsatzsystem (PS) comprises a first and a second planetary gear set (P1, P2), which are each designed as a minus wheel set, - wherein a sun gear of the first planetary gear set ( P1) is part of the speed order in the fourth wave (W4), - wherein a web of the first planetary gear set (P1) and a web of the second planetary gear set (P2) are components of the speed order second shaft (W2), - wherein a ring gear of the first planetary gear set (P1) and a sun gear of the second planetary gear set (P2) are components of the speed order in the first shaft (W1), and - wherein a ring gear of the second planetary gear set (P2) is part of the speed order third shaft (W3). Getriebe (G) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (P1) radial innerhalb des zweiten Planetenradsatzes (P2) angeordnet ist. Transmission (G) according to claim 7, characterized in that the first planetary gear set (P1) is arranged radially within the second planetary gear set (P2). Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenradsatzsystem (PS) als ein Ravigneaux-Radsatz ausgebildet ist, – wobei das größere Sonnenrad des Ravigneaux-Radsatzes Bestandteil der in Drehzahlordnung ersten Welle (W1 ist), – wobei der gemeinsame Steg des Ravigneaux-Radsatzes Bestandteil der in Drehzahlordnung zweiten Welle (W2) ist, – wobei das gemeinsame Hohlrad des Ravigneaux-Radsatzes Bestandteil der in Drehzahlordnung dritten Welle (W3) ist, und – wobei das kleinere Sonnenrad des Ravigneaux-Radsatzes Bestandteil der in Drehzahlordnung vierten Welle (W4) ist. Transmission (G) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Planetenradsatzsystem (PS) is designed as a Ravigneaux wheelset, - wherein the larger sun gear of the Ravigneaux wheelset is part of the speed order in the first wave (W1), - where the common bridge of the Ravigneaux wheelset is part of the speed order second shaft (W2), - Wherein the common ring gear of the Ravigneaux gear set is part of the speed order in the third wave (W3), and - wherein the smaller sun gear of the Ravigneaux gear set is part of the speed order fourth wave (W4). Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenradsatzsystem (PS) einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz (P21, P22) aufweist, welche je als ein Minus-Radsatz ausgebildet sind, – wobei ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (P21) und ein Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (P22) Bestandteile der in Drehzahlordnung vierten Welle (W4) sind, – wobei ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (P22) Bestandteil der in Drehzahlordnung ersten Welle (W1) ist, – wobei ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P21) und ein Steg des zweiten Planetenradsatzes (P22) Bestandteile der in Drehzahlordnung zweiten Welle (W2) sind, und – wobei ein Steg des ersten Planetenradsatzes (P21) Bestandteil der in Drehzahlordnung dritten Welle (W3) ist. Transmission (G) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Planetenradsatzsystem (PS) has a first and a second planetary gear set (P21, P22), which are each designed as a minus wheel set, - wherein a sun gear of the first A planetary gear set (P21) and a sun gear of the second planetary gear set (P22) are components of the speed order fourth wave (W4), - wherein a ring gear of the second planetary gear set (P22) is part of the speed order in the first wave (W1), - first planetary gear set (P21) and a bridge of the second planetary gear set (P22) components of speed second order (W2) are, and - wherein a web of the first planetary gear set (P21) is part of the speed order third wave (W3). Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) eine elektrische Maschine (EM) mit einem drehfesten Stator und einem drehbaren Rotor umfasst, wobei der Rotor mit der Antriebswelle (GW1) ständig verbunden oder schaltbar verbindbar ist, wobei die ständige oder schaltbare Verbindung zwischen Rotor und Antriebswelle (GW1) entweder als unmittelbare Verbindung oder als mittelbare Verbindung unter Zwischenschaltung eines festen Übersetzungsverhältnisses ausgebildet ist. Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission (G) comprises an electric machine (EM) with a rotationally fixed stator and a rotatable rotor, wherein the rotor with the drive shaft (GW1) is permanently connected or switchable connectable , wherein the permanent or switchable connection between the rotor and the drive shaft (GW1) is formed either as a direct connection or as an indirect connection with the interposition of a fixed transmission ratio. Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) eine Trennkupplung (K0) umfasst, wobei durch Schließen der Trennkupplung (K0) die Antriebswelle (GW1) mit einer Anschlusswelle (AN) des Getriebes (G) verbindbar ist. Transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission (G) comprises a separating clutch (K0), wherein by closing the separating clutch (K0) the drive shaft (GW1) with a connecting shaft (AN) of the transmission (G) is connectable. Getriebe (G) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusswelle (AN) zwei Abschnitte aufweist, welche durch einen Torsionsschwingungsdämpfer (TS) miteinander verbunden sind. Transmission (G) according to claim 12, characterized in that the connection shaft (AN) has two sections which are interconnected by a torsional vibration damper (TS). Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, wobei der Antriebsstrang eine Verbrennungskraftmaschine (VM), ein Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 sowie ein mit Rädern des Kraftfahrzeugs verbundenes getriebe-internes oder getriebe-externen Differentialgetriebe (AG) aufweist, wobei die Antriebswelle (GW1) des Getriebes (G) über entweder direkt oder über die Anschlusswelle (AN) und die Trennkupplung (K0) mit der Verbrennungskraftmaschine (VM) drehelastisch verbunden ist, und wobei die Abtriebswelle (GW2) mit dem Differentialgetriebe (AG) antriebswirkverbunden ist.  A drive train for a motor vehicle, the drive train having an internal combustion engine (VM), a transmission (G) according to one of claims 1 to 13 and a gear-internal or transmission-external differential gear (AG) connected to wheels of the motor vehicle, wherein the drive shaft ( GW1) of the transmission (G) via either the connection shaft (AN) and the clutch (K0) with the internal combustion engine (VM) is torsionally connected, and wherein the output shaft (GW2) with the differential gear (AG) is drive-connected.
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