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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe, einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang.
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Lastschaltbare Getriebe sind zumeist als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet. Die im Stand der Technik bekannten Doppelkupplungsgetriebe weisen zwei Getriebeeingangswellen und zwei Triebwellen bzw. Vorgelegewellen auf, wobei zwischen den Getriebeeingangswellen und den Vorgelegewellen mehrere Zahnräder kämmend angeordnet sind. Insbesondere sind hier einige der Zahnräder als Losräder und andere Zahnräder als Festräder ausgebildet, wobei durch zwei kämmende Zahnräder eine jeweilige Zahnradstufe, bspw. die erste, zweite, dritte Gangstufe usw. gebildet ist. Durch diesen Aufbau können ein erstes und zweites Teilgetriebe gebildet werden, wobei ein Teilgetriebe mittels einer dem Teilgetriebe zugeordneten Kupplung Antriebsleistung übertragen kann, während das andere Teilgetriebe vorzugsweise lastfrei ist. Hierdurch kann in dem anderen Teilgetriebe eine Gangstufe eingelegt werden. Durch entsprechendes Ein- und Ausrücken der zwei einzelnen Kupplungen bzw. der Doppelkupplung kann ein Teilgetriebe lastfrei geschaltet werden, während das andere Teilgetriebe mittels der eingelegten Gangstufe Antriebsleistung überträgt. Es kann dabei unter Last geschaltet werden. Ein Zugkraftverlust findet nicht statt. Nachteilig bei derartigen Doppelkupplungsgetrieben ist der hohe Bauraumbedarf.
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Es sind auch Doppelkupplungsgetriebe bekannt, bei denen die miteinander kämmenden Zahnräder derart angeordnet sind, dass zumindest zwei sogenannte „Doppelradebenen“ innerhalb des Doppelkupplungsgetriebes ausgebildet sind. Eine Doppelradebene ist insbesondere durch ein auf einer Getriebeeingangswelle angeordnetes Zahnrad gebildet, das insbesondere mit je einem Zahnrad jeder der beiden Vorgelegewellen, also zugleich mit zwei Zahnrädern, kämmt. Hierdurch kann zwar der Bauraumbedarf verringert werden, dennoch haben derartige Doppelkupplungsgetriebe insbesondere aufgrund der zwei Vorgelegewellen einen erhöhten Bauraumbedarf.
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Zudem werden Fahrzeuge mit Hybridantrieben, d. h. mit wenigstens zwei verschiedenen Antriebsquellen, ausgestattet. Hybridantriebe können zur Verminderung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen beitragen. Es haben sich weitgehend Antriebsstränge mit einem Verbrennungsmotor und einem oder mehreren Elektromotoren als Parallelhybrid oder als Mischhybrid durchgesetzt. Derartige Hybridantriebe weisen im Kraftfluss eine im Wesentlichen parallele Anordnung des Verbrennungsmotors und des Elektroantriebs auf. Hierbei werden sowohl eine Überlagerung der Antriebsmomente als auch eine Ansteuerung mit rein verbrennungsmotorischem Antrieb oder rein elektromotorischem Antrieb ermöglicht. Da sich die Antriebsmomente des Elektroantriebs und des Verbrennungsmotors je nach Ansteuerung addieren können, ist eine vergleichsweise kleinere Auslegung des Verbrennungsmotors und/oder dessen zeitweise Abschaltung möglich. Hierdurch kann eine signifikante Reduzierung der CO2-Emissionen ohne nennenswerte Leistungs- bzw. Komforteinbußen erreicht werden. Die Möglichkeiten und Vorteile eines Elektroantriebs können somit mit den Reichweiten-, Leistungs- und Kostenvorteilen von Brennkraftmaschinen verbunden werden.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2016 210 713 A1 ist ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einer Getriebewelle, einer ersten Welle, einem der ersten Welle zugeordneten ersten Losrad, einem der ersten Welle zugeordneten ersten anderen Losrad, einer zweiten Welle, einem der zweiten Welle zugeordneten zweiten Losrad und einem der zweiten Welle zugeordneten zweiten anderen Losrad. Die Getriebewelle ist mit der ersten Welle und/oder der zweiten Welle wirkverbindbar. Das Getriebe umfasst eine Getriebeausgangswelle, die mit der ersten und zweiten Welle wirkverbunden ist, und ein erstes Schaltelement, mittels dem das erste Losrad mit dem ersten anderen Losrad drehfest verbindbar ist. Bei einem geschlossenen Zustand des ersten Schaltelements ist wahlweise ein erster Vorwärtsgang für einen Vorwärts-Fahrbetrieb oder ein sechster Vorwärtsgang für einen Vorwärts-Fahrbetrieb realisierbar.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2015 205 307 A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Kupplungen bekannt, deren Eingangsseiten mit einer Antriebswelle und deren Ausgangsseiten mit jeweils einer von zwei koaxial zueinander angeordneten Getriebeeingangswellen verbunden sind. Ferner sind zumindest zwei Vorgelegewellen vorgesehen, auf denen Losräder drehbar gelagert sind. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst auf den beiden Getriebeeingangswellen drehfest angeordnete Festräder, die mit den Losrädern in Eingriff stehen, und jeweils ein an den beiden Vorgelegewellen vorgesehenes Abtriebszahnrad, welches jeweils mit einer Verzahnung einer Abtriebswelle gekoppelt ist, wobei die Abtriebswelle nicht koaxial zur Antriebswelle angeordnet ist. Zudem sind mehrere Schaltelemente vorgesehen, sodass zumindest sechs lastschaltbare Vorwärtsgänge und zumindest ein Rückwärtsgang schaltbar sind. Dabei sind nur drei doppelt wirkende Schaltelemente vorgesehen, wobei jedem doppelt wirkenden Schaltelement zwei Losräder der Vorgelegewellen zugeordnet sind, wobei eines der Schaltelemente in eine erste Wirkrichtung ein Losrad mit der zugeordneten Vorgelegewelle verbindet und in eine zweite Wirkrichtung die beiden zuordneten Losräder miteinander verbindet, und wobei zwei Schaltelemente jeweils die zugeordneten Losräder mit den zugeordneten Vorgelegewellen drehfest verbinden.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2009 002 354 A1 betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Kupplungen, deren Eingangsseiten mit einer Ausgangswelle und deren Ausgangsseiten mit jeweils einer von zwei koaxial zueinander angeordneten Getriebeeingangswellen verbunden sind. Es sind zumindest zwei Vorgelegewellen vorgesehen, auf denen als Losräder ausgebildete Gangzahnräder drehbar gelagert sind, wobei auf den beiden Getriebeeingangswellen drehfest angeordnete und als Festräder ausgebildete Gangzahnräder vorgesehen sind. Es sind zumindest mehrere lastschaltbare Vorwärtsgänge und zumindest ein Rückwärtsgang schaltbar. Gemäß der Offenbarung sind maximal fünf Radebenen vorgesehen, sodass zumindest ein lastschaltbarer Windungsgang über zumindest ein Schaltelement schaltbar ist.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2013 211 591 A1 betrifft eine Anordnung aus einem Getriebe und einer elektrischen Maschine für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs. Das Getriebe ist als mehrstufiges Schaltgetriebe mit zwei Teilgetrieben ausgebildet. Die Teilgetriebe weisen jeweils eine separate Eingangswelle und eine gemeinsame Ausgangswelle auf. Beide Eingangswellen sind über formschlüssige Schaltelemente der Teilgetriebe mit der gemeinsamen Ausgangswelle koppelbar. Einer ersten Eingangswelle eines ersten Teilgetriebes ist eine erste schaltbare Kupplung derart zugeordnet, dass der Verbrennungsmotor über die erste schaltbare Kupplung an die erste Eingangswelle des ersten Teilgetriebes koppelbar ist. Einer zweiten Eingangswelle eines zweiten Teilgetriebes ist eine zweite schaltbare Kupplung derart zugeordnet, dass die elektrische Maschine über die zweite schaltbare Kupplung an die zweite Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes koppelbar ist. Die elektrische Maschine ist über eine dritte schaltbare Kupplung an den Verbrennungsmotor und über eine vierte schaltbare Kupplung an die erste Eingangswelle des ersten Teilgetriebes koppelbar.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2016 202 914 A1 betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer ersten Eingangswelle und einer zweiten Eingangswelle, und zwei Kupplungen, über die die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle wahlweise mit dem Antriebsmotor kuppelbar sind. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst ferner zwei parallel zu den Getriebeeingangswellen angeordnete Zwischenwellen, Zahnradpaarungen von Festrädern und Losrädern, von denen ein erstes Zahnrad auf einer der Eingangswellen und ein zweites Zahnrad auf einer der Zwischenwellen angeordnet ist. Weiterhin umfasst das Doppelkupplungsgetriebe Kopplungsvorrichtungen, über die die Losräder mit den jeweiligen Zwischenwellen wahlweise verbindbar sind, und je ein auf den beiden Zwischenwellen angeordnetes Abtriebszahnrad, wobei die Abtriebszahnräder beider Zwischenwellen mit dem Differential kämmen und jeweils mittels einer der Kopplungsvorrichtungen drehfest mit der jeweiligen Zwischenwelle wechselweise verbindbar sind.
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Die Offenlegungsschrift
JP 2016-53 412 A betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer ersten und zweiten Getriebeeingangswelle, die koaxial zueinander angeordnet sind, und zwei als Hohlwellen ausgebildeten Vorgelegewellen, die über kämmende Zahnradpaare mit einer der Getriebeeingangswellen in Triebverbindung bringbar sind. Ferner umfasst das Doppelkupplungsgetriebe zwei als Vollwellen ausgebildete Vorgelegewellen, die durch Kupplungen mit den als Hohlwellen ausgebildeten Vorgelegewellen antriebswirksam verbindbar sind.
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Vor diesem Hintergrund stellt sich einem Fachmann die Aufgabe ein kompaktes Getriebe mit hohem Funktionsumfang zu schaffen. Insbesondere sollen alle Gangstufen unter Last schaltbar sein und das Getriebe vorteilhaft mit einer elektrischen Antriebsmaschine kombinierbar sein.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Getriebe für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit:
- einer Getriebeantriebswelle, die dazu ausgebildet ist, antriebswirksam mit einer Verbrennungsmaschine des Kraftfahrzeugs verbunden zu werden;
- einer ersten Getriebeeingangswelle für ein erstes Teilgetriebe;
- einer zweiten Getriebeeingangswelle für ein zweites Teilgetriebe;
- einer ersten Vorgelegewelle mit einem ersten Abtrieb für das erste Teilgetriebe und/oder das zweite Teilgetriebe;
- einer zweiten Vorgelegewelle mit einem zweiten Abtrieb für das erste Teilgetriebe und/oder das zweite Teilgetriebe;
- in mehreren Radsatzebenen angeordneten Losrädern und Festrädern zum Bilden von Gangstufen, und
- mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen zum Einlegen der Gangstufen, wobei
- ein an der zweiten Getriebeeingangswelle angeordnetes gangbildendes Zahnrad mit einem gangbildenden Zahnrad auf der ersten Vorgelegewelle und mit einem gangbildenden Zahnrad auf der zweiten Vorgelegewelle kämmt;
- eine höchste Vorwärtsgangstufe als Direktgangstufe ausgebildet ist; und
- ein Verbindungsschaltelement der Schaltelemente zum antriebswirksamen Verbinden des ersten Teilgetriebes und des zweiten Teilgetriebes ausgebildet ist, um vier Windungsgangstufen einzurichten.
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Die obige Aufgabe wird ferner gelöst von einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit:
- einem Getriebe wie zuvor definiert; und
- einer Verbrennungsmaschine, die mit der Getriebeantriebswelle antriebswirksam verbindbar ist.
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Die obige Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit:
- einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang wie zuvor definiert; und
- einem Energiespeicher zum Speichern von Energie zum Versorgen der elektrischen Antriebsmaschine.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang und das Kraftfahrzeug entsprechend den für das Getriebe in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.
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Durch eine erste und zweite Getriebeeingangswelle für ein erstes und zweites Teilgetriebe kann ein kompaktes variables Getriebe geschaffen werden, das insbesondere eine hohe Anzahl von Gangstufen aufweist, die vorzugsweise unter Last schaltbar sind. Eine axiale Kompaktheit des Getriebes kann durch eine erste und zweite Vorgelegewelle weiter verbessert werden. Ferner kann durch ein an der zweiten Getriebeeingangswelle angeordnetes gangbildendes Zahnrad, das mit einem gangbildenden Zahnrad auf der ersten Vorgelegewelle und mit einem gangbildenden Zahnrad auf der zweiten Vorgelegewelle kämmt, ein hochvariables und dabei axial kurz bauendes, also kompaktes Getriebe geschaffen werden. Durch ein Ausbilden der höchsten Vorwärtsgangstufe als Direktgangstufe kann in dieser Vorwärtsgangstufe verlustarm, also effizient gefahren werden. Folglich kann mit dem geschaffenen Getriebe eine effiziente Hochgeschwindigkeitsfahrt in der höchsten Vorwärtsgangstufe eingerichtet werden.
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Durch ein Verbindungsschaltelement der Schaltelemente zum antriebswirksamen Verbinden des ersten Teilgetriebes und des zweiten Teilgetriebes können die Variabilität und Funktionalität des Getriebes erhöht werden. Durch ein Verbindungsschaltelement zum Verbinden des ersten Teilgetriebes mit dem zweiten Teilgetriebe sind Windungsgangstufen einrichtbar. Hierdurch kann beispielsweise eine Spreizung des Getriebes erhöht werden. Ferner ist es möglich, eine feinere Abstufung der Übersetzungsreihe einzurichten. Es versteht sich, dass auch die Windungsgangstufen vorzugsweise unter Last schaltbar sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schaltelemente als synchronisierte formflüssige Schaltelemente ausgebildet. Ergänzend oder alternativ sind wenigstens zwei der Schaltelemente als Doppelschaltelement ausgebildet und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar. Eine Verwendung von formschlüssigen Schaltelementen führt zu einem hocheffizienten Getriebe. Synchronisierte Schaltelemente erlauben es, die Schaltelemente vorzugsweise ohne ein vorheriges Synchronisieren des Getriebes einzulegen. Folglich kann mit synchronisierten Schaltelementen vergleichsweise schnell geschaltet werden. Ein Doppelschaltelement ermöglicht es, das Getriebe mit weniger Bauteilen aufzubauen, da zur Betätigung eines Doppelschaltelements nur ein Aktor verwendet werden muss. Da weniger Aktoren angesteuert werden müssen, ist eine Ansteuerung des Getriebes vereinfacht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Getriebeeingangswelle als Hohlwelle ausgebildet und umgibt die erste Getriebeeingangswelle zumindest abschnittsweise. Ergänzend sind die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle achsparallel zu der ersten Vorgelegewelle und der zweiten Vorgelegewelle angeordnet. Die erste Vorgelegewelle und die zweite Vorgelegewelle definieren eine Vorgelegeebene. Ergänzend sind die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle in Draufsicht auf die Vorgelegeebene radial zwischen der ersten und zweiten Vorgelegewelle angeordnet. Durch eine derartige Anordnung kann eine Kompaktheit des Getriebes weiter verbessert werden. Insbesondere kann der für das Getriebe zur Verfügung stehende Bauraum verbessert ausgenutzt werden. Es versteht sich, dass die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle mit der ersten Vorgelegewelle und der zweiten Vorgelegewelle in axialer Draufsicht ein Dreieck bilden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Getriebeantriebswelle, die erste Getriebeeingangswelle und/oder die zweite Getriebeeingangswelle dazu ausgebildet, mit einer elektrischen Antriebsmaschine antriebswirksam verbunden zu werden.
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Ergänzend oder alternativ ist die Getriebeantriebswelle dazu ausgebildet, mit einer Doppelkupplungsvorrichtung verbunden zu werden, wobei die Doppelkupplungsvorrichtung eine erste Kupplung umfasst, um die Getriebeantriebswelle lösbar mit der ersten Getriebeeingangswelle antriebswirksam zu verbinden, und eine zweite Kupplung umfasst, um die Getriebeantriebswelle lösbar mit der zweiten Getriebeeingangswelle antriebswirksam zu verbinden. Hierdurch kann insbesondere erreicht werden, dass alle Gangstufen für die Verbrennungsmaschine und vorzugsweise auch für die elektrische Antriebsmaschine unter Last schaltbar sind, da die elektrische Antriebsmaschine vorzugsweise in Leistungsflussrichtung vor der Doppelkupplungsvorrichtung angeordnet ist. Ferner kann auf einen externen Anlasser für die Verbrennungsmaschine verzichtet werden. Das Getriebe kann technisch einfach zu einem Hybridgetriebe gewandelt werden. Es versteht sich, dass die elektrische Antriebsmaschine sowohl als Koaxialmaschine als auch achsparallel an das Getriebe angebunden sein kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Verbrennungsmaschinenkupplung zum lösbaren Verbinden der Verbrennungsmaschine mit der Getriebeantriebswelle vorgesehen. Hierdurch kann ein unnötiges Mitschleppen der Verbrennungsmaschine entfallen, insbesondere dann, wenn rein elektrisch gefahren werden soll. Ein Getriebe mit einer Verbrennungsmaschinenkupplung kann rein elektrisch hocheffizient betrieben werden. Die Verbrennungsmaschinenkupplung kann dabei reib- und/oder formschlüssig ausgebildet sein. Bei einer formschlüssig ausgebildeten Verbrennungsmaschinenkupplung kann bei einem Ankuppeln der Verbrennungsmaschine das Getriebe mittels der elektrischen Antriebsmaschine synchronisiert werden. Bei einer reibschlüssig ausgebildeten Verbrennungsmaschinenkupplung kann ohne vorheriges Synchronisieren die Verbrennungsmaschine angekoppelt werden. Ferner ist ein sogenannter Schwungstart der Verbrennungsmaschine möglich.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung bilden die Losräder und Festräder zum Bilden von Gangstufen sechs Zahnradpaare, die in vier Radsatzebenen angeordnet sind. Ergänzend weist das erste Teilgetriebe drei Zahnradpaare auf, von denen zwei Zahnradpaare antriebswirksam mit der ersten Vorgelegewelle verbindbar sind und ein Zahnradpaar mit der zweiten Vorgelegewelle antriebswirksam verbindbar ist. Das zweite Teilgetriebe weist drei weitere Zahnradpaare auf, von denen zwei Zahnradpaare antriebswirksam mit der zweiten Vorgelegewelle verbindbar sind und ein Zahnradpaar mit der ersten Vorgelegewelle antriebswirksam verbindbar ist. Weiterhin ergänzend sind die Losräder und Festräder zum Bilden von acht lastschaltbaren Vorwärtsgangstufen und zwei Rückwärtsgangstufen ausgebildet. Hierdurch kann bei einer kompakten Bauweise des Getriebes eine geringe Bauteilbelastung sowie geringe Getriebeverluste und ein guter Verzahnungswirkungsgrad erreicht werden. Insbesondere kann durch vier Radsatzebenen eine gute Übersetzungsreihe erreicht werden. Vorzugsweise sind wenigstens drei Doppelschaltelemente mit einer derartigen Anordnung möglich. Das Bilden von acht lastschaltbaren Vorwärtsgangstufen führt zu einem erhöhten Fahrkomfort mit einem derartigen Getriebe. Insbesondere kann eine vorteilhafte hohe Spreizung des Getriebes erreicht werden. Ferner kann ein Rückwärtsgang durch ein Rückwärtsgangzahnrad eingerichtet werden, das mit einem gangbildenden Zahnradpaar kämmt. Beispielsweise kann ein an der zweiten Vorgelegewelle angeordnetes Losrad zum Bilden der dritten Gangstufe mit dem Rückwärtsgangzahnrad kämmen, um eine Drehrichtungsumkehr zu erreichen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Getriebe an einem Getriebeeingang mit einer Verbrennungsmaschine verbindbar. Ergänzend sind der erste Abtrieb und der zweite Abtrieb an derselben Getriebeseite wie der Getriebeeingang angeordnet. Hierdurch kann ein Getriebe geschaffen werden, das insbesondere an einer der Anbindungsseite der Doppelkupplungsvorrichtung entgegenliegenden Seite radial kompakt baut. Ein derartiges Getriebe eignet sich besonders bevorzugt für einen Frontquer- oder Heckquereinbau mit einem seitlichen Abtrieb.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist von einer Anbindungsseite der Verbrennungsmaschine ausgehend ein erstes Zahnradpaar in einer ersten Radsatzebene angeordnet und durch Einlegen eines fünften Schaltelements antriebswirksam schaltbar. Ein zweites Zahnradpaar und ein drittes Zahnradpaar sind in einer zweiten Radsatzebene angeordnet, wobei das zweite Zahnradpaar durch Einlegen eines dritten Schaltelements und das dritte Zahnradpaar durch Einlegen eines ersten Schaltelements antriebswirksam schaltbar ist. Ergänzend sind ein viertes Zahnradpaar und ein fünftes Zahnradpaar in einer dritten Radsatzebene angeordnet, wobei das vierte Zahnradpaar durch Einlegen eines zweiten Schaltelements und das fünfte Zahnradpaar durch Einlegen eines Rückwärtsgangschaltelements antriebswirksam schaltbar ist. Weiterhin ergänzend ist ein sechstes Zahnradpaar in einer vierten Radsatzebene angeordnet und durch Einlegen eines vierten Schaltelements antriebswirksam schaltbar. Durch eine derartige Anordnung der Zahnradpaare in den Radsatzebenen kann vorteilhaft eine Verbindung zwischen den Losrädern der zweiten Radsatzebene und der dritten Radsatzebene mittels des Verbindungsschaltelements eingerichtet werden, sodass wenigstens drei Vorwärtsgangstufen als Windungsgangstufen ausgebildet sein können. Es kann eine vorteilhafte Übersetzungsreihe aller Vorwärtsgangstufen erreicht werden. Mit anderen Worten kann hierdurch zwischen der zweiten und dritten Radsatzebene durch Verbinden des ersten und zweiten Teilgetriebes eine geringe Über- oder Untersetzung erfolgen, sodass die mittels der Direktgangstufen einrichtbaren Übersetzungen derart vorübersetzt werden können, dass vorzugsweise benachbarte Gangstufen als Windungsgangstufen geschaffen werden können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine erste Vorwärtsgangstufe durch Schließen des Verbindungsschaltelements und eines ersten Schaltelements einrichtbar. Eine zweite Vorwärtsgangstufe ist durch Schließen des ersten Schaltelements einrichtbar. Zudem ist eine dritte Vorwärtsgangstufe durch Schließen eines zweiten Schaltelements einrichtbar. Eine vierte Vorwärtsgangstufe ist durch Schließen eines dritten Schaltelements einrichtbar. Ferner ist eine fünfte Vorwärtsgangstufe durch Schließen eines vierten Schaltelements einrichtbar. Eine sechste Vorwärtsgangstufe ist durch Schließen des Verbindungsschaltelements und des vierten Schaltelements einrichtbar. Eine siebte Vorwärtsgangstufe ist durch Schließen des Verbindungsschaltelements und eines fünften Schaltelements einrichtbar. Weiterhin ist eine achte Vorwärtsgangstufe durch Schließen des fünften Schaltelements einrichtbar. Eine erste Rückwärtsgangstufe ist durch Schließen eines Rückwärtsgangschaltelements einrichtbar. Ergänzend ist eine zweite Rückwärtsgangstufe durch Schließen des Verbindungsschaltelements und des Rückwärtsgangschaltelements einrichtbar. Von den Gangstufen ist eine erste Vorwärtsgangstufe, eine sechste Vorwärtsgangstufe und eine siebte Vorwärtsgangstufe als Windungsgangstufe ausgebildet. Zudem ist eine der Rückwärtsgangstufen als Windungsgangstufe ausgebildet. Hierdurch kann eine Funktionalität des Getriebes erweitert werden, ohne dabei den Bauraumbedarf für das Getriebe zu erhöhen. Insbesondere sind die beim Betrieb weniger häufig verwendeten Gangstufen als Windungsgangstufen ausgebildet, sodass bei einer hohen Kompaktheit des Getriebes eine hohe Variabilität und eine ausreichend hohe Effizienz erreicht werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang ein zuvor definiertes Getriebe, bei dem die Getriebeantriebswelle dazu ausgebildet ist, mit einer elektrischen Antriebsmaschine antriebswirksam verbunden zu werden und eine elektrische Antriebsmaschine auf, die mit der Getriebeantriebswelle antriebswirksam verbindbar ist. Hierdurch kann technisch einfach ein Hybridgetriebe geschaffen werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die elektrische Antriebsmaschine als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine ansteuerbar. Ergänzend oder alternativ ist die elektrische Antriebsmaschine als Ladegenerator zum Laden eines Energiespeichers ansteuerbar. Durch ein Ansteuern der elektrischen Antriebsmaschine als Startergenerator und/oder als Ladegenerator kann der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang hocheffizient betrieben werden. Der Kraftstoffverbrauch kann reduziert werden. Zudem kann auf einen zusätzlichen Anlasser für die Verbrennungsmaschine verzichtet werden. Es kann ein kosteneffizienter Hybridantriebsstrang geschaffen werden, der insbesondere einen hohen Funktionsumfang aufweist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die elektrische Antriebsmaschine achsparallel zur Getriebeantriebswelle angeordnet und mittels eines Zugmittelgetriebes und/oder eines Radsatzes antriebswirksam mit der Getriebeantriebswelle verbunden. Alternativ ist die elektrische Antriebsmaschine als Koaxialmaschine ausgebildet und die Doppelkupplungsvorrichtung und/oder die Verbrennungsmaschinenkupplung zumindest abschnittsweise radial und/oder axial innerhalb der elektrischen Antriebsmaschine angeordnet. Durch eine achsparallele Anordnung der elektrischen Antriebsmaschine wird der Bauraum für die Doppelkupplungsvorrichtung und die Verbrennungsmaschinenkupplung nicht durch die elektrische Antriebsmaschine bestimmt. Das Getriebe kann axial kürzer ausgeführt werden. Ferner kann mehr konstruktiver Freiraum zur Anordnung der Verbrennungsmaschinenkupplung und der Doppelkupplungsvorrichtung geschaffen werden. Durch das Ausbilden der elektrischen Antriebsmaschine als Koaxialmaschine kann ein radial kompaktes Getriebe geschaffen werden, da vorzugsweise die Verbrennungsmaschinenkupplung und/oder die Doppelkupplungsvorrichtung radial und/oder axial innerhalb der elektrischen Antriebsmaschine angeordnet werden kann. Insbesondere vorteilhaft ist dabei, dass auf ein Zugmittelgetriebe und/oder eine Zahnradkette, also auf weitere Bauteile verzichtet werden kann. Das Getriebe kann gewichtsoptimiert ausgeführt werden.
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Zum Schalten eines sogenannten Windungsganges werden vorzugsweise zwei Teilgetriebe miteinander gekoppelt. Beispielsweise kann ein Schaltelement vorgesehen sein, das eine drehfeste Verbindung zwischen zwei Losrädern einer Vorgelegewelle ermöglicht, ohne die Losräder selbst mit der Vorgelegewelle zu verbinden.
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Ein Aktor ist vorliegend insbesondere ein Bauteil, das ein elektrisches Signal in eine mechanische Bewegung umsetzt. Vorzugsweise führen Aktoren, die mit Doppelschaltelementen verwendet werden, Bewegungen in zwei entgegengesetzte Richtungen aus, um in der ersten Richtung ein Schaltelement des Doppelschaltelements zu schalten und in der zweiten Richtung das andere Schaltelement zu schalten.
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Ein Gangstufenwechsel erfolgt insbesondere durch Abschalten eines Schaltelementes und/oder einer Kupplung und gleichzeitiges Aufschalten des Schaltelementes und/oder der Kupplung für die nächsthöhere oder -niedrigere Gangstufe. Das zweite Schaltelement und/oder die zweite Kupplung übernimmt also Stück für Stück das Drehmoment vom ersten Schaltelement und/oder der ersten Kupplung, bis am Ende des Gangstufenwechsels das gesamte Drehmoment vom zweiten Schaltelement und/oder der zweiten Kupplung übernommen wird. Bei vorheriger Synchronisation kann ein Gangwechsel schneller erfolgen, vorzugsweise können dabei formschlüssige Schaltelemente Anwendung finden.
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Eine Verbrennungsmaschine kann insbesondere jede Maschine sein, die durch Verbrennen eines Antriebsmittels, wie Benzin, Diesel, Kerosin, Ethanol, Flüssiggas, Autogas, etc. eine Drehbewegung erzeugen kann. Eine Verbrennungsmaschine kann beispielsweise ein Ottomotor, ein Dieselmotor, ein Wankelmotor oder ein Zweitaktmotor sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine Variante eines erfindungsgemäßen Getriebes;
- 3 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Getriebes;
- 4 eine Schaltmatrix der Getriebe gemäß der 2 und 3;
- 5 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Getriebes;
- 6 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Getriebes;
- 7 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Getriebes;
- 8 eine Schaltmatrix der Getriebe gemäß der 6 und 7;
- 9 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Getriebes; und
- 10 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Getriebes.
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In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 gezeigt. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 weist eine optionale elektrische Antriebsmaschine 14 und eine Verbrennungsmaschine 16 auf, die mittels eines Getriebes 18 mit einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 verbunden sind. Es versteht sich, dass auch eine Verbindung mit einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 möglich ist. Mittels des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 12 wird Antriebsleistung der Verbrennungsmaschine 16 und/oder der optionalen elektrischen Antriebsmaschine 14 den Rädern des Kraftfahrzeugs 10 zugeführt.
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Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner einen Energiespeicher 20 auf, um Energie zu speichern, die zum Versorgen der optionalen elektrischen Antriebsmaschine 14 dient. Es versteht sich, dass vorliegend auch ein Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 ohne elektrische Antriebsmaschine 14 geschaffen werden kann. Bei einem rein verbrennungsmotorischen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 ist der Energiespeicher 20 vorzugsweise ein Kraftstofftank und/oder eine Kraftfahrzeugbatterie, insbesondere eine Anlasserbatterie, um die Verbrennungsmaschine 16 zu starten.
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2 zeigt eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Getriebes 18. Das Getriebe 18 umfasst eine erste Getriebeeingangswelle 22 und eine zweite Getriebeeingangswelle 24. Die erste Getriebeeingangswelle 22 ist als Vollwelle ausgebildet. Die zweite Getriebeeingangswelle 24 ist als Hohlwelle ausgebildet und umgibt die erste Getriebeeingangswelle 22 zumindest abschnittsweise.
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Das Getriebe 18 umfasst zudem eine erste Vorgelegewelle 26 und eine zweite Vorgelegewelle 28. An der ersten Vorgelegewelle 26 ist ein erstes Abtriebsritzel Ab1 angeordnet, das als Festrad ausgebildet ist und mit einem an einem Differential eines Abtriebs 30 angeordneten Festrad kämmt. An der zweiten Vorgelegewelle 28 ist ein zweites Abtriebsritzel Ab2 angeordnet, das ebenfalls mit dem an dem Differential angeordneten Festrad kämmt bzw. antriebswirksam mit dem Differential des Abtriebs 30 verbunden ist.
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An der zweiten Getriebeeingangswelle 24 ist ein Festrad angeordnet, das mit einem Losrad zum Bilden der siebten und achten Vorwärtsgangstufe kämmt. Das Losrad zum Bilden der siebten und achten Vorwärtsgangstufe ist an der zweiten Vorgelegewelle 28 angeordnet und durch Einlegen eines fünften Schaltelements E antriebswirksam mit dieser verbindbar. An der zweiten Getriebeeingangswelle 24 ist ein weiteres Festrad angeordnet, das in Eingriff mit einem Losrad der ersten und zweiten Vorwärtsgangstufe und in Eingriff mit dem Losrad der vierten Vorwärtsgangstufe ist.
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Das Losrad der ersten und zweiten Vorwärtsgangstufe ist an der ersten Vorgelegewelle 26 angeordnet und durch Einlegen eines ersten Schaltelements A antriebswirksam mit der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar.
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Das Losrad der vierten Vorwärtsgangstufe ist an der zweiten Vorgelegewelle 28 angeordnet und kann durch Einlegen eines dritten Schaltelements C antriebswirksam mit der zweiten Vorgelegewelle 28 verbunden werden.
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An der ersten Getriebeeingangswelle 22 ist ein Festrad angeordnet, das in Eingriff mit einem Losrad der dritten Vorwärtsgangstufe ist. Das Losrad der dritten Vorwärtsgangstufe ist an der zweiten Vorgelegewelle 28 angeordnet und durch Einlegen eines zweiten Schaltelements B antriebswirksam mit der zweiten Vorgelegewelle 28 verbindbar. Das Festrad ist zudem antriebswirksam mit einem Losrad einer ersten und zweiten Rückwärtsgangstufe verbunden. Das Losrad der ersten und zweiten Rückwärtsgangstufe ist an der ersten Vorgelegewelle 26 angeordnet und durch Einlegen eines Rückwärtsgangschaltelements R antriebswirksam mit der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar. Es versteht sich, dass bei der Anbindung zwischen dem Festrad und dem Losrad der Rückwärtsgangstufe eine Drehrichtungsumkehr, beispielsweise durch ein zusätzliches Zahnrad, eingerichtet wird, um ein Rückwärtsfahren mittels des Getriebes 18 zu ermöglichen.
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An der ersten Getriebeeingangswelle 22 ist ein Losrad angeordnet, das mit einem Festrad der fünften und sechsten Vorwärtsgangstufe kämmt. Das Festrad der fünften und sechsten Vorwärtsgangstufe ist an der ersten Vorgelegewelle 26 angeordnet. Das Losrad zum Einrichten der fünften und sechsten Vorwärtsgangstufe ist durch Einlegen eines vierten Schaltelements D antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle 22 verbindbar.
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An der zweiten Vorgelegewelle 28 ist zudem ein Verbindungsschaltelement Wangeordnet, das die Losräder der dritten Vorwärtsgangstufe und der vierten Vorwärtsgangstufe antriebswirksam miteinander verbinden kann, ohne dabei eine antriebswirksame Verbindung zur zweiten Vorgelegewelle 28 einzurichten.
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Das fünfte Schaltelement E ist mit dem dritten Schaltelement C zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Das Verbindungsschaltelement W ist mit dem zweiten Schaltelement B zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Das vierte Schaltelement D ist als Einfachschaltelement ausgebildet. Das erste Schaltelement A ist mit dem Rückwärtsgangschaltelement R zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst.
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An der ersten Vorgelegewelle 26 ist zwischen dem ersten Abtriebsritzel Ab1 und dem Losrad der ersten und zweiten Vorwärtsgangstufe ein Parksperrenrad angeordnet, das gestrichelt dargestellt ist und mit P bezeichnet ist.
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Die erste Getriebeeingangswelle 22 und die zweite Getriebeeingangswelle 24 sind auf einer Getriebeachse A1 angeordnet. Die erste Vorgelegewelle 26 ist auf einer Getriebeachse A2 angeordnet. Die zweite Vorgelegewelle 28 ist auf einer Getriebeachse A3 angeordnet. Der Abtrieb 30 und insbesondere ein Differential des Abtriebs 30 ist auf einer Getriebeachse A4 angeordnet.
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Ferner sind an den Zahnrädern zur besseren Verständlichkeit die mittels der Zahnräder einrichtbaren Gangstufen bezeichnet, wobei die mittels der Zahnräder bzw. Zahnradpaare einrichtbaren Gangstufen aus Gründen der Übersicht nur radial außen bezeichnet sind.
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Zudem sind die Zahnradpaare mit Z1 bis Z6 durchnummeriert. Das erste Zahnradpaar Z1 ist von einer Anbindungsseite der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 aus gesehen in der ersten Radsatzebene angeordnet und zum Einrichten der siebten und achten Vorwärtsgangstufen V7, V8 ausgebildet.
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Das zweite Zahnradpaar Z2 und das dritte Zahnradpaar Z3 sind von einer Anbindungsseite der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 aus gesehen in der zweiten Radsatzebene angeordnet. Das zweite Zahnradpaar Z2 ist zum Einrichten der vierten Vorwärtsgangstufe V4 ausgebildet. Das dritte Zahnradpaar Z3 ist zum Einrichten der ersten und zweiten Vorwärtsgangstufen V1, V2 ausgebildet.
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Das vierte Zahnradpaar Z4 und das fünfte Zahnradpaar Z5 sind von einer Anbindungsseite der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 aus gesehen in der dritten Radsatzebene angeordnet. Das vierte Zahnradpaar Z4 ist zum Einrichten der dritten Vorwärtsgangstufe V3 ausgebildet. Das fünfte Zahnradpaar Z5 ist zum Einrichten der ersten und zweiten Rückwärtsgangstufen R1, R2 ausgebildet, wobei das fünfte Zahnradpaar Z5 zwei Zahnräder umfasst, die an den Vorgelegewellen 26, 28 angeordnet sind, um eine Drehrichtungsumkehr einzurichten.
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Das sechste Zahnradpaar Z6 ist von einer Anbindungsseite der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 aus gesehen in der vierten Radsatzebene angeordnet und zum Einrichten der fünften und sechsten Vorwärtsgangstufen V5, V6 ausgebildet.
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In 3 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Getriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform eines Getriebes 18 ist das fünfte Schaltelement E an der zweiten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet. Es versteht sich, dass das Zahnradpaar Z1 zum Bilden der siebten und achten Vorwärtsgangstufe demnach vertauscht ist. Das Festrad zum Bilden der siebten und achten Vorwärtsgangstufe ist an der zweiten Vorgelegewelle 28 angeordnet und das Losrad der siebten und achten Vorwärtsgangstufe ist an der zweiten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet und mittels des fünften Schaltelements E antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle 24 verbindbar. Es versteht sich, dass sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Merkmale beziehen und nicht erneut erläutert werden.
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In 4 ist eine Schaltmatrix 32 der Getriebe 18 gemäß der 2 und 3 gezeigt. In der Schaltmatrix 32 können die Schaltzustände des Getriebes 18 beschrieben werden. Hierzu sind in der ersten Spalte die Vorwärtsgangstufen V1 bis V8 sowie R1 und R2 benannt. In der zweiten bis achten Spalte sind die Schaltzustände des Verbindungsschaltelements W, des Rückwärtsschaltelements R und des ersten bis fünften Schaltelements A bis E gezeigt, wobei ein „X“ bedeutet, dass das jeweilige Schaltelement geschlossen ist, also die dem Schaltelement zugeordneten Getriebebauteile antriebswirksam miteinander verbindet. Es versteht sich, dass, sofern kein „X“ in der Schaltmatrix 32 vorhanden ist, die Kupplung bzw. das entsprechende Schaltelement als offen anzusehen ist, also keine Antriebsleistung überträgt.
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Zum Einrichten der ersten Rückwärtsgangstufe R1 ist das Rückwärtsgangschaltelement R zu schließen.
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Ein Schließen des Verbindungsschaltelements W und des ersten Schaltelements A richtet die erste Vorwärtsgangstufe V1 ein.
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Die dritte Vorwärtsgangstufe V3 kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B eingerichtet werden.
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Ein Schließen des vierten Schaltelements D richtet die fünfte Vorwärtsgangstufe V5 ein.
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Die siebte Vorwärtsgangstufe kann durch Schließen des Verbindungsschaltelements W und des fünften Schaltelements E eingerichtet werden.
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Die oben beschriebenen Gangstufen sind mittels der ersten Getriebeeingangswelle 22 einrichtbar. Die erste Vorwärtsgangstufe V1 und die siebte Vorwärtsgangstufe V7 sind als Windungsgangstufen ausgebildet, die übrigen bisher beschriebenen Gangstufen sind als Direktgangstufen ausgebildet. Die nun folgenden Gangstufen sind mittels der zweiten Getriebeeingangswelle 24 einrichtbar.
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Die zweite Rückwärtsgangstufe R2 ist als Windungsgangstufe ausgebildet und kann durch Einlegen des Verbindungsschaltelements W und des Rückwärtsgangschaltelements R eingerichtet werden.
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Die zweite Vorwärtsgangstufe ist als Direktgangstufe ausgebildet und wird durch Einlegen des ersten Schaltelements A eingerichtet.
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Die vierte Vorwärtsgangstufe ist ebenfalls eine Direktgangstufe und kann durch Einlegen des dritten Schaltelements C eingerichtet werden.
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Die sechste Vorwärtsgangstufe ist als Windungsgangstufe ausgebildet und folglich durch Einlegen des Schaltelements W und zusätzliches Einlegen des vierten Schaltelements D einrichtbar.
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Die achte Vorwärtsgangstufe ist als Direktgangstufe ausgebildet und durch Einlegen des fünften Schaltelements E einrichtbar.
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In 5 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Getriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Variante ist das vierte Schaltelement D an der ersten Vorgelegewelle 26 angeordnet. Folglich ist das Zahnradpaar Z6 zum Einrichten der fünften und sechsten Vorwärtsgangstufe vertauscht, also das Festrad der fünften und sechsten Vorwärtsgangstufe an der ersten Getriebeeingangswelle 22 angeordnet und das Losrad der fünften und sechsten Vorwärtsgangstufe an der ersten Vorgelegewelle 26 angeordnet. Mittels des vierten Schaltelements D ist das Losrad der fünften und sechsten Vorwärtsgangstufe antriebswirksam mit der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar. Es versteht sich, dass die Schaltzustände des Getriebes 18 gemäß der 5 durch die Schaltmatrix 32 der 4 beschrieben werden können.
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In 6 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Getriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform weist das Getriebe 18 der 6 eine Getriebeantriebswelle 34 auf, die vorzugsweise dazu ausgebildet ist, mit der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 verbunden zu werden. Ferner weist das Getriebe 18 gemäß der 6 eine Doppelkupplungsvorrichtung 36 auf, die eine erste Kupplung K1 und eine zweite Kupplung K2 umfasst. Durch Schließen der ersten Kupplung K1 kann die Getriebeantriebswelle 34 antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle 22 verbunden werden. Ein Schließen der zweiten Kupplung K2 verbindet die zweite Getriebeeingangswelle 24 antriebswirksam mit der Getriebeantriebswelle 34.
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In 7 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Getriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 3 gezeigten Variante weist das Getriebe 18 der 7 eine Doppelkupplungsvorrichtung 36 auf, umfassend eine erste Kupplung K1 und eine zweite Kupplung K2. Die Doppelkupplungsvorrichtung 36 ist antriebswirksam mit der Getriebeantriebswelle 34 verbunden und kann, wie bereits zu 6 beschrieben, die erste Getriebeeingangswelle 22 und die zweite Getriebeeingangswelle 24 durch Schließen der entsprechenden Kupplungen K1, K2 antriebswirksam mit der Getriebeantriebswelle 34 verbinden.
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In 8 ist eine Schaltmatrix 38 der Getriebe 18 gemäß der 6 und 7 gezeigt. Im Unterschied zu der in 4 gezeigten Schaltmatrix 32 sind die Schaltzustände der ersten Kupplung K1 und der zweiten Kupplung K2 mit aufgenommen. Ferner sind die Gangstufen in aufsteigender Reihenfolge dargestellt. Die Vorwärtsgangstufen V1 bis V8 sowie die beiden Rückwärtsgangstufen R1 und R2 schalten sich dabei analog zu den in der 4 dargestellten Schaltzuständen. Für die ungeraden Vorwärtsgangstufen sowie die erste Rückwärtsgangstufe R1 ist zudem die erste Kupplung K1 zu schließen. Für die geraden Vorwärtsgangstufen und die zweite Rückwärtsgangstufe R2 ist zusätzlich die zweite Kupplung K2 zu schließen.
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In 9 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Getriebes 18 gezeigt. Im Unterschied zu der in 6 gezeigten Ausführungsform eines Getriebes 18 ist an der Getriebeantriebswelle 34 eine Verbrennungsmaschinenkupplung K0 angeordnet. Ferner ist in Leistungsflussrichtung nach der Verbrennungsmaschinenkupplung K0 eine elektrische Antriebsmaschine 14 an das Getriebe 18 angebunden. Die elektrische Antriebsmaschine 14 ist als Koaxialmaschine ausgebildet, sodass die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 und die Doppelkupplungsvorrichtung 36 zumindest abschnittsweise radial und axial innerhalb der elektrischen Antriebsmaschine 14 angeordnet sind. Durch die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 kann eine an der Getriebeantriebswelle 34 angeordnete Verbrennungsmaschine 16 vom Getriebe 18 entkoppelt werden. Hierdurch kann das Getriebe 18 rein elektrisch durch die elektrische Antriebsmaschine 14 betrieben werden. Die Vorwärtsgangstufen V1 bis V8 und die Rückwärtsgangstufen sind folglich als reine Elektrogangstufen verwendbar.
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In 10 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Getriebes 18 gezeigt. Die in 10 dargestellte Ausführungsform eines Getriebes 18 entspricht dabei im Wesentlichen der in 9 dargestellten Ausführungsform, wobei auch hier die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 und die elektrische Antriebsmaschine 14 an das Getriebe angebunden sind.
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Im Unterschied zu der in 9 gezeigten Ausführungsform ist die elektrische Antriebsmaschine 14 als achsparallele elektrische Antriebsmaschine ausgebildet und mittels eines Zugmittelgetriebes, einer Zahnradkette oder einer anderen prinzipiell im Stand der Technik bekannten Anbindungsweise an das Getriebe 18 angebunden. Folglich entspricht das Getriebe 18 der 10 funktional dem in 9 gezeigten Getriebe. Die elektrische Antriebsmaschine 14 ist auf einer Getriebeachse A5 angeordnet.
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Eine Anordnung der elektrischen Antriebsmaschine 14 gemäß der 9 und 10 entspricht einer sogenannten P1- oder P2-Anordnung. Für eine P1-Anordnung wäre auf die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 zu verzichten. Insofern ist in den Figuren eine P2-Anordnung, also mit einer Verbrennungsmaschinenkupplung K0, gezeigt. Durch die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 kann eine an der Getriebeantriebswelle 34 in Leistungsflussrichtung vor der Verbrennungsmaschinenkupplung K0 angeordnete Verbrennungsmaschine 16 bei rein elektrischer Fahrt vom Getriebe 18 abgekoppelt werden. Im abgekoppelten Zustand sind folglich alle Gangstufen des Getriebes 18 rein elektrisch nutzbar. Die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 kann dabei wahlweise als reib- und/oder formschlüssige Kupplung ausgeführt werden.
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Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.
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In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftfahrzeug
- 12
- Kraftfahrzeug-Antriebsstrang
- 14
- elektrische Antriebsmaschine
- 16
- Verbrennungsmaschine
- 18
- Getriebe
- 20
- Energiespeicher
- 22
- erste Getriebeeingangswelle
- 24
- zweite Getriebeeingangswelle
- 26
- erste Vorgelegewelle
- 28
- zweite Vorgelegewelle
- 30
- Abtrieb
- 32
- Schaltmatrix
- 34
- Getriebeantriebswelle
- 36
- Doppelkupplungsvorrichtung
- 38
- Schaltmatrix
- A1 bis A5
- Getriebeachsen
- A bis F
- Schaltelemente
- W
- Verbindungsschaltelement
- R
- Rückwärtsgangschaltelement
- K0
- Verbrennungsmaschinenkupplung
- K1
- erste Kupplung
- K2
- zweite Kupplung
- Ab1
- erstes Abtriebsritzel
- Ab2
- zweites Abtriebsritzel
- Z1 bis Z6
- Zahnradpaare
