DE102021211286A1 - Hybridgetriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Hybridgetriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend: zumindest eine Getriebeeingangswelle (12a-12g), zumindest eine Getriebeausgangswelle (14a-14g), ein Getriebe (15a-15g), welches zumindest einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz (P1a-P1g; P2a-P2g; P3a-P3g; P4a-P4g) aufweist, zumindest fünf Schalteinheiten (S1a-S1g; S2a-S2g; S3a-S3g; S4a-S4g; S5a-S5g), und zumindest eine elektrische Maschine (16a-16g), wobei die Getriebeeingangswelle (12a-12g) permanent drehfest mit dem Planetenträger (P12a-P12g) des ersten Planetenradsatzes (P1a-P1g) verbunden ist, wobei das Sonnenrad (P11a-P11g) des ersten Planetenradsatzes (P1a-P1g) gehäusefest angebunden ist und wobei der Rotor (18a-18g) der elektrischen Maschine (16a-16g) permanent drehfest mit dem Hohlrad (P13a-P13g) des ersten Planetenradsatzes (P1a-P1g) verbunden ist.Es wird vorgeschlagen, dass eine zweite Schalteinheit (S2a-S2g) der Schalteinheiten (S1a-S1g; S2a-S2g; S3a-S3g; S4a-S4g; S5a-S5g) in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, das Hohlrad (P13a-P13g) des ersten Planetenradsatzes (P1a-P1g) drehfest mit dem Planetenträger (P22a-P22g) des zweiten Planetenradsatzes (P2a-P2g) zu verbinden, wobei die Getriebeeingangswelle (12a-12g) permanent drehfest mit dem Sonnenrad (P21a-P21g) des zweiten Planetenradsatzes (P2a-P2g) und dem Sonnenrad (P31a-P31g) des dritten Planetenradsatzes (P3a-P3g) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft insbesondere eine Getriebevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 10 2015 211 072 A1 ist eine Hybridgetriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist insbesondere, eine variable Bauform mit reduziertem Bauaufwand einer gattungsgemäßen Hybridgetriebevorrichtung zu erreichen.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
  • Die Erfindung geht aus von einer Hybridgetriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einer Getriebeeingangswelle zu einer Anbindung eines Verbrennungsmotors, mit zumindest einer Getriebeausgangswelle, mit einem Getriebe, welches zumindest einen ersten Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger, einen zweiten Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger, einen dritten Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger und einen vierten Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger aufweist, mit zumindest fünf Schalteinheiten zu einer Verschaltung des Getriebes, und mit zumindest einer elektrischen Maschine mit einem drehfesten Stator und einem drehbaren Rotor, wobei die Getriebeeingangswelle permanent drehfest mit dem Planetenträger des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes gehäusefest angebunden ist und wobei der Rotor der elektrischen Maschine permanent drehfest mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist.
  • Die Erfindung löst das der Aufgabe zugrunde liegende Problem, indem eine zweite Schalteinheit der Schalteinheiten in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes drehfest mit dem Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden.
  • Für die praktische Ausführung des Getriebes kommen unterschiedliche Bauformen und Kombinationen von Planetenradsätzen in Frage. Unter einem „Planetenradsatz“ soll dabei insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Sonnenrad, zumindest einem Hohlrad und mit zumindest einem, von einem Planetenträger auf einer Kreisbahn um das Sonnenrad geführten Planetenrad verstanden werden. Es können weitere von dem oder einem weiteren Planetenträger auf einer weiteren Kreisbahn geführte Planetenräder vorgesehen sein. Vorteilhafterweise weist der Planetenradsatz genau ein Standübersetzungsverhältnis auf. Der Planetenradsatz ist vorzugsweise als einfaches Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, einem mehrere Planetenräder tragenden Planetenträger und einem Hohlrad ausgebildet. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen des Planetenradsatzes denkbar. Unter „direkt“ soll ohne Zwischenschaltung schaltbarer Kupplungselemente und/oder Zahnräder oder Zahnradstufen verstanden werden. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
  • Unter einer „Getriebeeingangswelle“ soll dabei insbesondere ein Getriebeelement verstanden werden, das zumindest konstruktiv zur drehfesten oder drehelastischen Anbindung an die Antriebseinheit, insbesondere an eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und/oder einem Rotor der elektrischen Maschine, vorgesehen ist. Die Anbindung kann dabei insbesondere beispielsweise mittels einer Trennkupplung trennbar und verbindbar ausgebildet sein. Unter einer „Getriebeausgangswelle“ soll insbesondere ein Getriebeelement verstanden werden, das mit einer Abtriebseinheit wirkverbunden ist. Vorzugsweise ist die Getriebeausgangswelle zumindest konstruktiv direkt oder über eine Festübersetzung an eine Abtriebseinheit, insbesondere eines Achsantriebs, bevorzugt eines Differentials, angebunden. Die Getriebeausgangswelle kann dabei insbesondere auch achsparallel zu einer Ausgangswelle, insbesondere einer Seitenwelle, des Achsgetriebes, insbesondere des Differentials, angeordnet sein. Das Achsgetriebe kann beispielsweise als Kegelraddifferential, Stirnraddifferential oder Planetenraddifferential ausgebildet sein. Unter einem „Getriebeelement“ soll insbesondere eine Ausgestaltung verstanden werden, die zur permanenten drehfesten Verbindung zwischen Stirnrädern, Sonnenrädern, Planetenträgern, Hohlrädern und/oder Kopplungselementen vorgesehen ist.
  • Unter einer „Schalteinheit“ soll weiter insbesondere eine Einheit mit genau zwei relativ zueinander drehbaren Kopplungselementen, die zur drehfesten Verbindung miteinander vorgesehen sind, verstanden werden. Eine Schalteinheit kann wahlweise als Kupplung oder Bremse ausgebildet werden. Unter einer Schalteinheit, die als „Kupplung“ ausgebildet ist, soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die in einem Leistungsfluss zwischen zwei Planetenradstufen angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihre zwei drehbar angeordneten Kopplungselemente, die in einem geöffneten Zustand unabhängig voneinander verdrehbar sind, in einem geschlossenen Zustand drehfest miteinander zu verbinden. Unter einer Schalteinheit, die als „Bremse“ ausgebildet ist, soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die wirkungsmäßig zwischen einer der Planetenradstufen und einem Getriebegehäuse angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihr drehbares Kopplungselement, das in einem geöffneten Zustand unabhängig von dem Getriebegehäuse verdrehbar ist, in einem geschlossenen Zustand mit ihrem drehfest mit dem Getriebegehäuse verbundenen Kopplungselement drehfest zu verbinden. Die Schalteinheiten können grundsätzlich reibschlüssig oder formschlüssig ausgebildet sein. Unter einer „reibschlüssig ausgebildeten Schalteinheit“ soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements zumindest zwei Reibpartner aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung reibschlüssig aneinander anliegen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch Reibung erfolgt. Eine reibschlüssig ausgebildete Kupplung ist vorzugsweise als eine Lamellenkupplungseinheit ausgebildet und eine reibschlüssig ausgebildete Bremse ist vorzugsweise als eine Lamellenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Kupplung ist vorzugsweise als eine Klauenkupplungseinheit ausgebildet und eine formschlüssig ausgebildete Bremse ist vorzugsweise als eine Klauenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Schalteinheit ist vorteilhaft über eine Schiebemuffe schaltbar.
  • Unter einer Schalteinheit soll in diesem Zusammenhang insbesondere keine Kupplung verstanden werden, die dem Getriebe vorgeschaltet oder nachgeschaltet ist. Unter einer „dem Getriebe vorgeschalteten Kupplung“ soll insbesondere eine Kupplung verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen der Antriebseinheit und der Getriebeeingangswelle angeordnet ist, wie beispielsweise eine Trennkupplung oder eine Anfahrkupplung. Unter einer „dem Getriebe nachgeschalteten Kupplung“ soll insbesondere eine Kupplungseinheit verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen der Getriebeausgangswelle und einem Achsgetriebe angeordnet ist, wie beispielsweise eine Allradkupplung. Grundsätzlich kann eine Schaltbarkeit der Hybridgetriebevorrichtung durch eine dem Zahnradsatz vorgeschaltete oder nachgeschaltete Kupplungseinheit erhöht werden.
  • Unter „drehfest verbunden“ soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, bei der ein Leistungsfluss über eine vollständige Umdrehung, gemittelt mit einem unveränderten Drehmoment, einer unveränderten Drehrichtung und/oder einer unveränderten Drehzahl, übertragen wird. Unter „permanent drehfest verbunden“ soll insbesondere eine nicht schaltbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen verstanden werden, welche Drehzahl und Drehmoment über eine vollständige Umdrehung gemittelt unverändert überträgt.
  • Die Planetenradsätze sind im Folgenden mit „erster Planetenradsatz“, „zweiter Planetenradsatz“, „dritter Planetenradsatz“ und „vierter Planetenradsatz“ bezeichnet. Die Bezeichnungen „erster“, „zweiter“, „dritter“ und „vierter“ Planetenradsatz sind insbesondere zur Festlegung einer axialen Anordnung vorgesehen, wobei eine axiale Reihenfolge der Planetenradsätze von der Nummerierung abweichen kann. Grundsätzlich ist eine geänderte Anordnung der Planetenradsätze und/oder eine gestapelte Anordnung, bei der die Planetenradsätze zumindest teilweise radial ineinander geschachtelt sind, denkbar. Insbesondere durch eine räumliche Umordnung von Schalteinheiten, durch eine geänderte Anordnung von Getriebeelementen und/oder durch Vertauschung der Sonnenräder, Planetenräder und/oder Hohlräder sind verschiedene, kinematisch äquivalente Getriebestrukturen realisierbar. Unter „kinematisch äquivalenten Getriebestrukturen“ sollen dabei Getriebestrukturen verstanden werden, welche eine gleiche Anzahl von Schalteinheiten sowie identische Schaltschemata zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge und der Rückwärtsgetriebegänge aufweisen.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine besonders kompakte Hybridgetriebevorrichtung, mit lediglich vier Planetenradstufen und vorzugsweise zumindest sieben Vorwärtsgetriebegängen bereitgestellt werden. Insbesondere kann eine Planetenradstufe dabei weiterhin zum Hochtreiben der elektrischen Maschine genutzt werden. Es kann daher insbesondere eine Planetenradstufe zum Hochtreiben der elektrischen Maschine und gleichzeitig zum Erzeugen der Gänge genutzt werden. Hierdurch kann ein geringer Bauaufwand realisiert werden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Getriebeeingangswelle permanent drehfest mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes verbunden ist. Hierdurch kann insbesondere eine Anzahl an Bauteilen, insbesondere an Wellen, gering gehalten werden. Gleichzeitig wäre vorteilhaft, wenn die Getriebeausgangswelle permanent drehfest mit dem Planetenträger des dritten Planetenradsatzes verbunden ist.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass eine erste Schalteinheit der Schalteinheiten in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, den Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes gehäusefest anzubinden. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte gehäusefeste Anbindung des Planetenträgers des zweiten Planetenradsatzes erreicht werden. Hierdurch kann eine vorteilhafte Schaltbarkeit erreicht werden. Vorzugsweise kann die erste Schalteinheit der Schalteinheiten in einem geschlossenen Zustand ferner dazu vorgesehen sein, das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes gehäusefest anzubinden.
  • Es wird weiter vorgeschlagen, dass eine fünfte Schalteinheit der Schalteinheiten in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
  • Vorzugsweise kann die fünfte Schalteinheit der Schalteinheiten in einem geschlossenen Zustand zudem dazu vorgesehen sein, das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit dem Planetenträger des vierten Planetenradsatzes zu verbinden. Dadurch kann eine vorteilhafte Schaltbarkeit erreicht werden.
  • Es wird ferner vorgeschlagen, dass eine dritte Schalteinheit der Schalteinheiten in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit der Getriebeausgangswelle zu verbinden. Bevorzugt kann die dritte Schalteinheit der Schalteinheiten in einem geschlossenen Zustand zudem dazu vorgesehen sein, das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit dem Planetenträger des dritten Planetenradsatzes zu verbinden. Dadurch kann eine vorteilhafte Schaltbarkeit erreicht werden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes permanent drehfest mit dem Planetenradträger des vierten Planetenradsatzes verbunden ist. Dadurch kann eine vorteilhafte Anbindung zwischen den Planetenradsätzen geschaffen werden. Alternativ wäre denkbar, dass die vierte Schalteinheit der Schalteinheiten in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes drehfest mit dem Planetenträger des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes gehäusefest angebunden ist. Alternativ wäre denkbar, dass die vierte Schalteinheit der Schalteinheiten in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes gehäusefest anzubinden.
  • Es wird ferner vorgeschlagen, dass eine vierte Schalteinheit der Schalteinheiten in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes drehfest mit dem Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden. Dadurch kann eine vorteilhafte Schaltbarkeit erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die vierte Schalteinheit der Schalteinheiten in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes gehäusefest anzubinden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Hybridgetriebevorrichtung einen Drehmomentwandler mit einem Pumpenrad, mit einem Leitrad und mit einem Turbinenrad aufweist, wobei das Turbinenrad permanent drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist. Vorzugsweise umfasst der Drehmomentwandler zumindest ein Pumpenrad, ein Turbinenrad und ein Leitrad. Unter einem „Pumpenrad“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bauteil, insbesondere Rad, verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, mit der Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs verbunden zu werden. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einem „Turbinenrad“ insbesondere ein zu dem Pumpenrad korrespondierendes Bauteil, insbesondere Rad, verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, von dem Pumpenrad insbesondere hydrodynamisch angetrieben zu werden.
  • Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem Hybridantriebssystem mit einer Hybridgetriebevorrichtung und einem Verbrennungsmotor. Ferner geht die Erfindung aus von einem Kraftfahrzeug mit dem Hybridantriebssystem.
  • Die Begriffe „axial“ und „radial“ sind insbesondere auf die Hauptrotationsachse der Hybridgetriebevorrichtung bezogen, sodass der Ausdruck „axial“ insbesondere eine Richtung bezeichnet, die parallel oder koaxial zu der Hauptrotationsachse verläuft. Ferner bezeichnet der Ausdruck „radial“ insbesondere eine Richtung, die senkrecht zu der Hauptrotationsachse verläuft. Unter einer „getriebeeingangsseitigen Anordnung“ soll insbesondere verstanden werden, dass das genannte Bauteil auf einer Seite des weiteren Bauteils angeordnet ist, welche einer Eingangswelle und/oder dem Verbrennungsmotor zugewandt ist. Unter einer „getriebeausgangsseitigen Anordnung“ soll insbesondere verstanden werden, dass das genannte Bauteil auf einer Seite des weiteren Bauteils angeordnet ist, welche der Eingangswelle und/oder dem Verbrennungsmotor abgewandt ist.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination.
  • Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
    • 1 ein Schema eines Hybridantriebssystems eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines Getriebes;
    • 2 eine Schaltmatrix des Hybridantriebssystems mit dem ersten Ausführungsbeispiel des Getriebes;
    • 3 ein Schema eines Hybridantriebssystems eines Kraftfahrzeugs mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Getriebes;
    • 4 ein Schema eines Hybridantriebssystems eines Kraftfahrzeugs mit einem dritten Ausführungsbeispiel eines Getriebes;
    • 5 ein Schema eines Hybridantriebssystems eines Kraftfahrzeugs mit einem vierten Ausführungsbeispiel eines Getriebes;
    • 6 ein Schema eines Hybridantriebssystems eines Kraftfahrzeugs mit einem fünften Ausführungsbeispiel eines Getriebes;
    • 7 ein Schema eines Hybridantriebssystems eines Kraftfahrzeugs mit einem sechsten Ausführungsbeispiel eines Getriebes und
    • 8 ein Schema eines Hybridantriebssystems eines Kraftfahrzeugs mit einem siebten Ausführungsbeispiel eines Getriebes.
  • Die 1 zeigt schematisch ein Hybridantriebssystem mit einer Hybridgetriebevorrichtung 10a für ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug umfasst das Hybridantriebssystem, über welches nicht weiter sichtbar Antriebsräder des Kraftfahrzeugs angetrieben werden. Das Hybridantriebssystem bildet einen Antriebsstrang aus. Das Hybridantriebssystem weist einen Verbrennungsmotor 13a auf. Die Hybridgetriebevorrichtung 10a ist von einem Kraftfahrzeuggetriebe gebildet. Die Hybridgetriebevorrichtung 10a bildet einen Teil des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs. Die Hybridgetriebevorrichtung 10a ist entlang des Antriebsstrangs, insbesondere entlang eines Kraftflusses des Antriebsstrangs, hinter dem Verbrennungsmotor 13a angeordnet. Die Hybridgetriebevorrichtung 10a weist eine elektrische Maschine 16a auf. Die Hybridgetriebevorrichtung 10a wird in zumindest einem Betriebszustand über den Verbrennungsmotor 13a und/oder die elektrische Maschine 16a angetrieben.
  • Ferner weist die Hybridgetriebevorrichtung 10a eine Getriebeeingangswelle 12a zu einer Anbindung eines Verbrennungsmotors 13a, eine drehfest mit der Getriebeeingangswelle 12a koppelbare Antriebswelle 11a und eine Getriebeausgangswelle 14a auf. Die Getriebeeingangswelle 12a ist zu einer Anbindung des Verbrennungsmotors 13a.
  • Die Getriebeeingangswelle 12a ist dazu vorgesehen, ein von dem Verbrennungsmotor 13a abgegebenes Antriebsmoment in die Hybridgetriebevorrichtung 10a einzuleiten. Die Antriebswelle 11a ist koaxial zu der Getriebeeingangswelle 12a angeordnet. Ferner weist die Hybridgetriebevorrichtung 10a eine zwischen der Getriebeeingangswelle 12a und der Antriebswelle 11a angeordnete Trennkupplung K0a auf. Die Trennkupplung K0a ist zu einem wahlweisen Unterbrechen eines Kraftflusses zwischen dem Verbrennungsmotor 13a und der Hybridgetriebevorrichtung 10a. Die Trennkupplung K0a ist axial überlappungsfrei zu der elektrischen Maschine 16a und einem Getriebe 15a angeordnet.
  • Die Trennkupplung K0a ist in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen, eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 13a bzw. die Antriebswelle 11a an die Getriebeeingangswelle 12a anzubinden. Die Trennkupplung K0a ist beispielhaft von einer Lamellenkupplung gebildet. Es wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung der Trennkupplung K0a denkbar. Die Trennkupplung K0a weist ein Schaltelement und zwei Kopplungselemente K01a, K02a auf. Das erste Kopplungselement K01a ist permanent drehfest mit der Getriebeeingangswelle 12a des Verbrennungsmotors 13a verbunden. Das zweite Kopplungselement K02a ist permanent drehfest mit der Antriebswelle 11a verbunden. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand der Trennkupplung K0a dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement K01a mit dem zweiten Kopplungselement K02a drehfest zu verbinden. In einem geöffneten Zustand der Trennkupplung K0a ist das Schaltelement dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement K01a relativ zu dem zweiten Kopplungselement K02a freizugeben, sodass der Verbrennungsmotor 13a entkoppelt ist.
  • Ferner weist die Hybridgetriebevorrichtung 10a die Getriebeausgangswelle 14a auf, die nicht weiter sichtbar mit einem Achsgetriebe wirkverbunden ist. Die Getriebeeingangswelle 12a ist koaxial zu der Getriebeausgangswelle 14a angeordnet. Ferner ist die Getriebeeingangswelle 12a und die Getriebeausgangswelle 14a jeweils koaxial zu einem Rotor 18a der elektrischen Maschine 16a.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10a weist ferner das Getriebe 15a auf. Das Getriebe 15a ist koaxial zu der Getriebeausgangswelle 14a angeordnet. Das Getriebe 15a weist vier Planetenradsätze P1a, P2a, P3a, P4a auf. Das Getriebe 15a weist einen ersten Planetenradsatz P1a mit einem Sonnenrad P11a, einem Hohlrad P13a und einem Planetenträger P12a, einen zweiten Planetenradsatz P2a mit einem Sonnenrad P21a, einem Hohlrad P23a und einem Planetenträger P22a, einen dritten Planetenradsatz P3a mit einem Sonnenrad P31a, einem Hohlrad P33a und einem Planetenträger P32a und einen vierten Planetenradsatz P4a mit einem Sonnenrad P41a, einem Hohlrad P43a und einem Planetenträger P42a auf.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10a weist eine Hauptrotationsachse auf, zu der der erste Planetenradsatz P1a, der zweite Planetenradsatz P2a, der dritte Planetenradsatz P3a und der vierte Planetenradsatz P4a koaxial angeordnet sind. Der erste Planetenradsatz P1a, der zweite Planetenradsatz P2a, der dritte Planetenradsatz P3a und der vierte Planetenradsatz P4a sind im dargestellten Ausführungsbeispiel entlang der Hauptrotationsachse hintereinander angeordnet. Eine Nummerierung der Planetenradsätze P1a, P2a, P3a, P4a entspricht einer Reihenfolge der Planetenradsätze P1a, P2a, P3a, P4a. Der erste Planetenradsatz P1a weist einen kleineren Abstand zu dem Verbrennungsmotor 13a auf als der zweite Planetenradsatz P2a, der dritte Planetenradsatz P3a und/oder der vierte Planetenradsatz P4a. Zudem weist der zweite Planetenradsatz P2a einen kleineren Abstand zu dem Verbrennungsmotor 13a auf als der dritte Planetenradsatz P3a und/oder der vierte Planetenradsatz P4a. Zudem weist der dritte Planetenradsatz P3a einen kleineren Abstand zu dem Verbrennungsmotor 13a auf als der vierte Planetenradsatz P4a. Zur Umgestaltung der Hybridgetriebevorrichtung 10a ist es jedoch auch möglich, eine Reihenfolge der Planetenradsätze P1a, P2a, P3a, P4a entlang der Hauptrotationsachse zu ändern. Die Planetenradsätze P1a, P2a, P3a, P4a sind jeweils von Einfachplanetenradsätzen gebildet.
  • Die Getriebeeingangswelle 12a ist permanent drehfest mit dem Planetenträger P12a des ersten Planetenradsatzes P1a verbunden. Ferner ist die Getriebeeingangswelle 12a permanent drehfest mit dem Sonnenrad P21a des zweiten Planetenradsatzes P2a und dem Sonnenrad P31a des dritten Planetenradsatzes P3a verbunden. Des Weiteren ist das Sonnenrad P11a des ersten Planetenradsatzes P1a gehäusefest angebunden. Das Sonnenrad P41a des vierten Planetenradsatzes P4a ist gehäusefest angebunden. Das gehäusefeste Sonnenrad P41a des vierten Planetenradsatzes P4a kann zusätzlich zur Lagerung der Getriebeausgangswelle 14a und zur Druckölzuführung genutzt werden. Die Getriebeausgangswelle 14a ist permanent drehfest mit dem Planetenträger P32a des dritten Planetenradsatzes P3a verbunden. Ferner ist das Hohlrad P33a des dritten Planetenradsatzes P3a permanent drehfest mit dem Planetenträger P42a des vierten Planetenradsatzes P4a verbunden.
  • Ferner weist die Hybridgetriebevorrichtung 10a die elektrische Maschine 16a mit einem drehfesten Stator 17a und dem drehbaren Rotor 18a auf. Der Rotor 18a der elektrischen Maschine 16a ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P13a des ersten Planetenradsatzes P1a verbunden ist. Der erste Planetenradsatz P1a ist radial innerhalb des Rotors 18a der elektrischen Maschine 16a angeordnet. Der erste Planetenradsatz P1a dient insbesondere in zumindest einem Betriebszustand zu einem Hochtreiben der elektrischen Maschine 16a.
  • Ferner weist die Hybridgetriebevorrichtung 10a mehrere Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a zu einer Verschaltung des Getriebes 15a auf. Die Hybridgetriebevorrichtung 10a weist genau fünf Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a auf, insbesondere eine erste Schalteinheit S1a, eine zweite Schalteinheit S2a, eine dritte Schalteinheit S3a, eine vierte Schalteinheit S4a und eine fünfte Schalteinheit S5a. Die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a sind zur Schaltung und/oder Verschaltung des Getriebes 15a vorgesehen. Die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a sind beispielhaft als kraftschlüssige Schalteinheiten, beispielsweise als Reibschlussschalteinheiten, ausgeführt. Die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a sind von Reibschalteinheiten gebildet. Die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a sind von Lamellenschalteinheiten, insbesondere von Lamellenkupplungen und/oder Lamellenbremsen gebildet. Es wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a denkbar. Alle Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a müssen nicht zwangsläufig Lamellenkupplungen sein, es können auch Klauenkupplungen sein.
  • Vier Schalteinheiten S2a, S3a, S4a, S5a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a sind als Kupplungen ausgebildet. Im vorliegenden Fall sind die zweite Schalteinheit S2a, die dritte Schalteinheit S3a, die vierte Schalteinheit S4a und die fünfte Schalteinheit S5a als Kupplungen ausgebildet.
  • Eine Schalteinheit S1a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a ist als Bremse ausgebildet. Im vorliegenden Fall ist die erste Schalteinheit S1a als Bremse ausgebildet.
  • Die erste Schalteinheit S1a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a ist in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen, den Planetenträger P22a des zweiten Planetenradsatzes P2a gehäusefest anzubinden. Die erste Schalteinheit S1a weist ein Schaltelement und zwei Kopplungselemente S11a, S12a auf. Das erste Kopplungselement S11a ist gehäusefest. Das zweite Kopplungselement S12a ist permanent drehfest mit dem Planetenträger P22a des zweiten Planetenradsatzes P2a verbunden. Das zweite Kopplungselement S12a ist über eine erste Zwischenwelle 19a permanent drehfest mit dem Planetenträger P22a des zweiten Planetenradsatzes P2a verbunden. Die erste Zwischenwelle 19a übergreift insbesondere zumindest den zweiten Planetenradsatz P2a und den dritten Planetenradsatz P3a. Die Kopplungselemente S11a, S12a sind insbesondere von Lamellenträgern einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist beispielhaft von mehreren axial beweglichen Reiblamellen einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand zu einer kraftschlüssigen Verbindung der Kopplungselemente S11a, S12a vorgesehen. Es wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung des Schaltelements denkbar. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand der ersten Schalteinheit S1a dazu vorgesehen, das erste, gehäusefeste Kopplungselement S11a mit dem zweiten Kopplungselement S12a drehfest zu verbinden. Die als Bremse ausgebildete, erste Schalteinheit S1a ist dazu vorgesehen, ihr drehbar gelagertes, zweites Kopplungselement S12a drehfest mit dem Getriebegehäuse zu verbinden. In einem geöffneten Zustand der ersten Schalteinheit S1a ist das Schaltelement dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S11a relativ zu dem zweiten Kopplungselement S12a freizugeben. Der geöffnete Zustand der ersten Schalteinheit S1a bildet eine Neutralstellung. Die erste Schalteinheit S1a ist in einer Ebene zwischen dem ersten Planetenradsatz P1a und dem zweiten Planetenradsatz P2a angeordnet. Die erste Schalteinheit S1a ist koaxial zu dem Getriebe 15a angeordnet.
  • Weist der Radsatz, insbesondere das Hybridsystem, als Anfahrelement keinen hydrodynamischen Drehmomentwandler auf, dann bietet sich die erste Schalteinheit S1a als integriertes Anfahrelement an, da es in den Gängen R, V1 und V2 geschlossen ist.
  • Die zweite Schalteinheit S2a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a ist in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen, das Hohlrad P13a des ersten Planetenradsatzes P1a drehfest mit dem Planetenträger P22a des zweiten Planetenradsatzes P2a zu verbinden. Hierdurch kann ferner der Rotor 18a der elektrischen Maschine 16a drehfest an den Planetenträger P22a des zweiten Planetenradsatzes P2a und an die erste Zwischenwelle 19a angebunden werden. Die zweite Schalteinheit S2a weist ein Schaltelement und zwei Kopplungselemente S21a, S22a auf. Das erste Kopplungselement S21a ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P13a des ersten Planetenradsatzes P1a verbunden. Das zweite Kopplungselement S22a ist permanent drehfest mit dem Planetenträger P22a des zweiten Planetenradsatzes P2a verbunden. Das zweite Kopplungselement S22a ist über die erste Zwischenwelle 19a permanent drehfest mit dem Planetenträger P22a des zweiten Planetenradsatzes P2a verbunden. Die Kopplungselemente S21a, S22a sind insbesondere von Lamellenträgern einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist beispielhaft von mehreren axial beweglichen Reiblamellen einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand zu einer kraftschlüssigen Verbindung der Kopplungselemente S21a, S22a vorgesehen. Es wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung des Schaltelements denkbar. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand der zweiten Schalteinheit S2a dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S21a mit dem zweiten Kopplungselement S22a drehfest zu verbinden. In einem geöffneten Zustand der zweiten Schalteinheit S2a ist das Schaltelement dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S21a relativ zu dem zweiten Kopplungselement S22a freizugeben. Die zweite Schalteinheit S2a ist in einer Ebene zwischen dem ersten Planetenradsatz P1a und dem zweiten Planetenradsatz P2a angeordnet. Die zweite Schalteinheit S2a ist koaxial zu dem Getriebe 15a angeordnet.
  • Die dritte Schalteinheit S3a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a ist in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen, das Hohlrad P23a des zweiten Planetenradsatzes P2a drehfest mit der Getriebeausgangswelle 14a zu verbinden. Die dritte Schalteinheit S3a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a ist in einem geschlossenen Zustand ferner dazu vorgesehen, das Hohlrad P23a des zweiten Planetenradsatzes P2a drehfest mit dem Planetenträger P32a des dritten Planetenradsatzes P3a zu verbinden. Die dritte Schalteinheit S3a weist ein Schaltelement und zwei Kopplungselemente S31a, S32a auf. Das erste Kopplungselement S31a ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P23a des zweiten Planetenradsatzes P2a verbunden. Das erste Kopplungselement S31a ist über eine zweite Zwischenwelle 20a permanent drehfest mit dem Hohlrad P23a des zweiten Planetenradsatzes P2a verbunden. Das zweite Kopplungselement S32a ist permanent drehfest mit der Getriebeausgangswelle 14a und dem Planetenträger P32a des dritten Planetenradsatzes P3a verbunden. Die Kopplungselemente S31a, S32a sind insbesondere von Lamellenträgern einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist beispielhaft von mehreren axial beweglichen Reiblamellen einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand zu einer kraftschlüssigen Verbindung der Kopplungselemente S31a, S32a vorgesehen. Es wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung des Schaltelements denkbar. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand der dritten Schalteinheit S3a dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S31a mit dem zweiten Kopplungselement S32a drehfest zu verbinden. In einem geöffneten Zustand der dritten Schalteinheit S3a ist das Schaltelement dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S31a relativ zu dem zweiten Kopplungselement S32a freizugeben. Die dritte Schalteinheit S3a ist in einer Ebene zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2a und dem dritten Planetenradsatz P3a angeordnet. Die dritte Schalteinheit S3a ist koaxial zu dem Getriebe 15a angeordnet.
  • Die vierte Schalteinheit S4a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a ist in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen, das Hohlrad P43a des vierten Planetenradsatzes P4a drehfest mit dem Planetenträger P22a des zweiten Planetenradsatzes P2a zu verbinden. Die vierte Schalteinheit S4a weist ein Schaltelement und zwei Kopplungselemente S41a, S42a auf. Das erste Kopplungselement S41a ist permanent drehfest mit dem Planetenträger P22a des zweiten Planetenradsatzes P2a verbunden. Das erste Kopplungselement S41a ist über die erste Zwischenwelle 19a permanent drehfest mit dem Planetenträger P22a des zweiten Planetenradsatzes P2a verbunden. Das zweite Kopplungselement S42a ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P43a des vierten Planetenradsatzes P4a verbunden. Die Kopplungselemente S41a, S42a sind insbesondere von Lamellenträgern einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist beispielhaft von mehreren axial beweglichen Reiblamellen einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand zu einer kraftschlüssigen Verbindung der Kopplungselemente S41a, S42a vorgesehen. Es wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung des Schaltelements denkbar. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand der vierten Schalteinheit S4a dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S41a mit dem zweiten Kopplungselement S42a drehfest zu verbinden. In einem geöffneten Zustand der vierten Schalteinheit S4a ist das Schaltelement dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S41a relativ zu dem zweiten Kopplungselement S42a freizugeben. Die vierte Schalteinheit S4a ist in einer Ebene des vierten Planetenradsatzes P4a angeordnet. Die vierte Schalteinheit S4a ist koaxial zu dem Getriebe 15a angeordnet.
  • Die fünfte Schalteinheit S5a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a ist in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen, das Hohlrad P23a des zweiten Planetenradsatzes P2a drehfest mit dem Hohlrad P33a des dritten Planetenradsatzes P3a zu verbinden. Die fünfte Schalteinheit S5a weist ein Schaltelement und zwei Kopplungselemente S51 a, S52a auf. Das erste Kopplungselement S51a ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P23a des zweiten Planetenradsatzes P2a verbunden. Das erste Kopplungselement S51a ist über die zweite Zwischenwelle 20a permanent drehfest mit dem Hohlrad P23a des zweiten Planetenradsatzes P2a verbunden. Das zweite Kopplungselement S52a ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P33a des dritten Planetenradsatzes P3a und mit dem Planetenträger P42a des vierten Planetenradsatzes P4a verbunden. Das zweite Kopplungselement S52a ist über eine dritte Zwischenwelle 21a permanent drehfest dem Hohlrad P33a des dritten Planetenradsatzes P3a und mit dem Planetenträger P42a des vierten Planetenradsatzes P4a verbunden. Die dritte Zwischenwelle 21a verbindet das Hohlrad P33a des dritten Planetenradsatzes P3a permanent drehfest mit dem Planetenträger P42a des vierten Planetenradsatzes P4a. Die Kopplungselemente S51a, S52a sind insbesondere von Lamellenträgern einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist beispielhaft von mehreren axial beweglichen Reiblamellen einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand zu einer kraftschlüssigen Verbindung der Kopplungselemente S51a, S52a vorgesehen. Es wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung des Schaltelements denkbar. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand der fünften Schalteinheit S5a dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S51a mit dem zweiten Kopplungselement S52a drehfest zu verbinden. In einem geöffneten Zustand der fünften Schalteinheit S5a ist das Schaltelement dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S51a relativ zu dem zweiten Kopplungselement S52a freizugeben. Die fünfte Schalteinheit S5a ist in einer Ebene axial zwischen dem dritten Planetenradsatz P3a und dem vierten Planetenradsatz P4a angeordnet. Die fünfte Schalteinheit S5a ist koaxial zu dem Getriebe 15a angeordnet. Die fünf Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a sind jeweils im Wesentlichen koaxial zu der Getriebeausgangswelle 14a und der Getriebeeingangswelle 12a angeordnet.
  • Eine Schaltstrategie zum Schalten der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a kann der Tabelle in 2 entnommen werden. Es sind sieben Vorwärtsgänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7 sowie ein Rückwärtsgang R schaltbar. Das Getriebe 15a weist dabei verbrennungsmotorische und/oder hybride und/oder elektrische Gänge auf. Zu einer Schaltung des Rückwärtsgangs R sind insbesondere die erste Schalteinheit S1a und die dritte Schalteinheit S3a geschlossen. Die weiteren Schalteinheiten S2a, S4a und S5a sind geöffnet. Zu einer Schaltung des ersten Vorwärtsgangs V1 sind insbesondere die erste Schalteinheit S1a und die fünfte Schalteinheit S5a geschlossen. Die weiteren Schalteinheiten S2a, S3a und S4a sind geöffnet. Zu einer Schaltung des zweiten Vorwärtsgangs V2 sind insbesondere die erste Schalteinheit S1a und die vierte Schalteinheit S4a geschlossen. Die weiteren Schalteinheiten S2a, S3a und S5a sind geöffnet. Zu einer Schaltung des dritten Vorwärtsgangs V3 sind insbesondere die vierte Schalteinheit S4a und die fünfte Schalteinheit S5a geschlossen. Die weiteren Schalteinheiten S1a, S2a und S3a sind geöffnet. Zu einer Schaltung des vierten Vorwärtsgangs V4 sind insbesondere die dritte Schalteinheit S3a und die vierte Schalteinheit S4a geschlossen. Die weiteren Schalteinheiten S1a, S2a und S5a sind geöffnet. Zu einer Schaltung des fünften Vorwärtsgangs V5 sind insbesondere die dritte Schalteinheit S3a und die fünfte Schalteinheit S5a geschlossen. Die weiteren Schalteinheiten S1a, S2a und S4a sind geöffnet. Zu einer Schaltung des sechsten Vorwärtsgangs V6 sind insbesondere die zweite Schalteinheit S2a und die fünfte Schalteinheit S5a geschlossen. Die weiteren Schalteinheiten S1a, S3a und S4a sind geöffnet. Zu einer Schaltung des siebten Vorwärtsgangs V7 sind insbesondere die zweite Schalteinheit S2a und die dritte Schalteinheit S3a geschlossen. Die weiteren Schalteinheiten S1a, S4a und S5a sind geöffnet. Der erste Vorwärtsgang V1 weist beispielhaft ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Verbrennungsmotor 13a und der Getriebeausgangswelle 14a von 4,581 auf. Der zweite Vorwärtsgang V2 weist beispielhaft ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Verbrennungsmotor 13a und der Getriebeausgangswelle 14a von 2,600 auf. Der dritte Vorwärtsgang V3 weist beispielhaft ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Verbrennungsmotor 13a und der Getriebeausgangswelle 14a von 1,687 auf. Der vierte Vorwärtsgang V4 weist beispielhaft ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Verbrennungsmotor 13a und der Getriebeausgangswelle 14a von 1,379 auf. Der fünfte Vorwärtsgang V5 weist beispielhaft ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Verbrennungsmotor 13a und der Getriebeausgangswelle 14a von 1,000 auf. Der sechste Vorwärtsgang V6 weist beispielhaft ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Verbrennungsmotor 13a und der Getriebeausgangswelle 14a von 0,754 auf. Der siebte Vorwärtsgang V7 weist beispielhaft ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Verbrennungsmotor 13a und der Getriebeausgangswelle 14a von 0,654 auf. Der Rückwärtsgang R weist beispielhaft ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Verbrennungsmotor 13a und der Getriebeausgangswelle 14a von -3,700 auf.
  • Es gibt alternativ dazu die Möglichkeit den fünften Vorwärtsgangs V5 durch Schlie-ßen der zweiten Schalteinheit S2a und der vierten Schalteinheit S4a zu bilden. Die alternative Variante weist im Vergleich zur Vorzugsvariante einen schlechteren Wirkungsgrad für das verbrennungsmotorische Fahren auf und ist deshalb nicht bevorzugt zu nutzen (beim elektrischen Fahren unterscheidet sich der Wirkungsgrad im Wesentlichen nicht). Es kann aber in manchen Fahrsituationen Sinn machen, die alternative Variante zu nutzen. Will man beispielsweise vom zweiten Vorwärtsgang V2 in den fünften Vorwärtsgang V5 schalten, ist dies bei der alternativen Variante im Gegensatz zur Vorzugsvariante mittels einer Direktschaltung möglich. Es müsste hierbei nur eine Schalteinheit geöffnet und ein andere Schalteinheit dafür geschlossen werden.
  • Der Nachteil der Hybridgetriebevorrichtung 10a sind die hohen abzustützenden bzw. zu übertragenden Drehmomente der ersten Schalteinheit S1a und der dritten Schalteinheit S3a im Rückwärtsgang R, sowie der ersten Schalteinheit S1a und der fünften Schalteinheit S5a im ersten Vorwärtsgang V1. Um diesen Nachteil zu umgehen, könnte hier, zumindest kurzzeitig, mit erhöhtem Systemdruck gearbeitet werden. So könnten beispielsweise die Schaltelemente der Schalteinheiten S1a, S3a im Rückwärtsgang R mit erhöhtem Systemdruck geschlossen und/oder geschlossen gehalten werden. Analog dazu können die Schalteinheiten S1a, S5a im ersten Vorwärtsgang V1 mit erhöhtem Systemdruck geschlossen und/oder geschlossen gehalten werden. Dieser erhöhte Systemdruck wirkt sich kaum nachteilig auf die Effizienz aus, da der Rückwärtsgang R und der Vorwärtsgang V1 Anfahrgänge sind und diese nur kurzzeitig mit Maximalmoment beaufschlagt werden können. Liegt das Maximalmoment über längere Zeit an, hat das Fahrzeug so stark beschleunigt, dass es bereits in den nächsten Gang schalten würde, also vom Vorwärtsgang V1 in den Vorwärtsgang V2, oder bereits seine maximale Rückwärtsgeschwindigkeit erreicht hat.
  • In den 3 bis 8 sind sechs weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 1 und 2 durch die Buchstaben b bis g in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der 3 bis 8 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden.
  • Die 3 zeigt schematisch ein Hybridantriebssystem mit einer Hybridgetriebevorrichtung 10b für ein Kraftfahrzeug. Die Hybridgetriebevorrichtung 10b weist eine elektrische Maschine 16b auf.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10b weist ferner ein Getriebe 15b auf. Das Getriebe 15b weist vier Planetenradsätze P1b, P2b, P3b, P4b auf.
  • Ein Hohlrad P43b des vierten Planetenradsatzes P4b ist permanent drehfest mit einem Planetenträger P22b des zweiten Planetenradsatzes P2b verbunden. Das Hohlrad P43b des vierten Planetenradsatzes P4b ist über eine erste Zwischenwelle 19b permanent drehfest mit dem Planetenträger P22b des zweiten Planetenradsatzes P2b verbunden.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10b weist mehrere Schalteinheiten S1b, S2b, S3b, S4b, S5b auf. Die Hybridgetriebevorrichtung 10b weist genau fünf Schalteinheiten S1b, S2b, S3b, S4b, S5b zu einer Verschaltung des Getriebes 15b auf. Ferner weist die Hybridgetriebevorrichtung 10b eine Getriebeeingangswelle 12b zu einer Anbindung eines Verbrennungsmotors 13b, eine drehfest mit der Getriebeeingangswelle 12b koppelbare Antriebswelle 11b und eine Getriebeausgangswelle 14b auf. Des Weiteren weist die Hybridgetriebevorrichtung 10b eine zwischen der Getriebeeingangswelle 12b und der Antriebswelle 11b angeordnete Trennkupplung K0b auf.
  • Die vierte Schalteinheit S4b der Schalteinheiten S1b, S2b, S3b, S4b, S5b ist als Bremse ausgeführt. Die vierte Schalteinheit S4b der Schalteinheiten S1b, S2b, S3b, S4b, S5b ist in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen, ein Sonnenrad P41b des vierten Planetenradsatzes P4b gehäusefest anzubinden. Die vierte Schalteinheit S4b weist ein Schaltelement und zwei Kopplungselemente S41b, S42b auf. Das erste Kopplungselement S41b ist gehäusefest angebunden. Das zweite Kopplungselement S42b ist permanent drehfest mit dem Sonnenrad P41b des vierten Planetenradsatzes P4b verbunden. Die Kopplungselemente S41b, S42b sind insbesondere von Lamellenträgern einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist beispielhaft von mehreren axial beweglichen Reiblamellen einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand zu einer kraftschlüssigen Verbindung der Kopplungselemente S41b, S42b vorgesehen. Es wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung des Schaltelements denkbar. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand der vierten Schalteinheit S4b dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S41b mit dem zweiten Kopplungselement S42b drehfest zu verbinden. Die als Bremse ausgebildete, vierte Schalteinheit S4b ist dazu vorgesehen, ihr drehbar gelagertes, zweites Kopplungselement S42b drehfest mit dem Getriebegehäuse zu verbinden. In einem geöffneten Zustand der vierten Schalteinheit S4b ist das Schaltelement dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S41b relativ zu dem zweiten Kopplungselement S42b freizugeben. Die vierte Schalteinheit S4b ist in einer Ebene axial hinter dem vierten Planetenradsatz P4b angeordnet. Die vierte Schalteinheit S4b ist koaxial zu dem Getriebe 15b angeordnet.
  • Die vierte Schalteinheit S4b ist in dieser Ausführung als Bremse ausgeführt, wobei Bremsen in aller Regel konstruktiv einfacher darstellbar und mit weniger Bauteilen ausführbar sind. Gleichzeitig kann ein niedrigeres abzustützendes Drehmoment an der vierten Schalteinheit S4b realisiert werden. Die Ausführung als Bremse führt jedoch zu einer hohen Lamellendifferenzdrehzahl im Rückwärtsgang R und im siebten Vorwärtsgang V7.
  • Die 4 zeigt schematisch ein Hybridantriebssystem mit einer Hybridgetriebevorrichtung 10c für ein Kraftfahrzeug. Die Hybridgetriebevorrichtung 10c weist eine elektrische Maschine 16c auf.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10c weist ferner ein Getriebe 15c auf. Das Getriebe 15c weist vier Planetenradsätze P1c, P2c, P3c, P4c auf.
  • Ein Hohlrad P43c des vierten Planetenradsatzes P4c ist permanent drehfest mit einem Planetenträger P22c des zweiten Planetenradsatzes P2c verbunden. Das Hohlrad P43c des vierten Planetenradsatzes P4c ist über eine erste Zwischenwelle 19c permanent drehfest mit dem Planetenträger P22c des zweiten Planetenradsatzes P2c verbunden.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10c weist mehrere Schalteinheiten S1c, S2c, S3c, S4c, S5c auf. Die Hybridgetriebevorrichtung 10c weist genau fünf Schalteinheiten S1c, S2c, S3c, S4c, S5c zu einer Verschaltung des Getriebes 15c auf. Ferner weist die Hybridgetriebevorrichtung 10c eine Getriebeeingangswelle 12c zu einer Anbindung eines Verbrennungsmotors 13c, eine drehfest mit der Getriebeeingangswelle 12c koppelbare Antriebswelle 11c und eine Getriebeausgangswelle 14c auf. Des Weiteren weist die Hybridgetriebevorrichtung 10c eine zwischen der Getriebeeingangswelle 12c und der Antriebswelle 11c angeordnete Trennkupplung K0c auf.
  • Die vierte Schalteinheit S4c der Schalteinheiten S1c, S2c, S3c, S4c, S5c ist in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen, einen Planetenträger P42c des vierten Planetenradsatzes P4c drehfest mit einem Hohlrad P33c des dritten Planetenradsatzes P3c zu verbinden. Die vierte Schalteinheit S4c weist ein Schaltelement und zwei Kopplungselemente S41c, S42c auf. Das erste Kopplungselement S41c ist permanent drehfest mit dem Planetenträger P42c des vierten Planetenradsatzes P4c verbunden. Das zweite Kopplungselement S42c ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P33c des dritten Planetenradsatzes P3c verbunden. Das zweite Kopplungselement S42c ist über eine dritte Zwischenwelle 21c permanent drehfest mit dem Hohlrad P33a des dritten Planetenradsatzes P3a verbunden. Die Kopplungselemente S41c, S42c sind insbesondere von Lamellenträgern einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist beispielhaft von mehreren axial beweglichen Reiblamellen einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand zu einer kraftschlüssigen Verbindung der Kopplungselemente S41c, S42c vorgesehen. Es wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung des Schaltelements denkbar. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand der vierten Schalteinheit S4c dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S41c mit dem zweiten Kopplungselement S42c drehfest zu verbinden. In einem geöffneten Zustand der vierten Schalteinheit S4c ist das Schaltelement dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S41c relativ zum zweiten Kopplungselement S42c freizugeben. Die vierte Schalteinheit S4c ist in einer Ebene zwischen dem dritten Planetenradsatz P3c und dem vierten Planetenradsatz P4c angeordnet. Die vierte Schalteinheit S4c ist koaxial zu dem Getriebe 15c angeordnet.
  • Die fünfte Schalteinheit S5c der Schalteinheiten S1c, S2c, S3c, S4c, S5c ist in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen, das Hohlrad P23c des zweiten Planetenradsatzes P2c drehfest mit dem Hohlrad P33c des dritten Planetenradsatzes P3c zu verbinden. Die fünfte Schalteinheit S5c weist ein Schaltelement und zwei Kopplungselemente S51c, S52c auf. Das erste Kopplungselement S51c ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P23c des zweiten Planetenradsatzes P2c verbunden. Das erste Kopplungselement S51c ist über die zweite Zwischenwelle 20c permanent drehfest mit dem Hohlrad P23c des zweiten Planetenradsatzes P2c verbunden. Das zweite Kopplungselement S52c ist permanent drehfest dem Hohlrad P33c des dritten Planetenradsatzes P3c verbunden. Das zweite Kopplungselement S52c ist über die dritte Zwischenwelle 21c permanent drehfest mit dem Hohlrad P33c des dritten Planetenradsatzes P3c verbunden. Die dritte Zwischenwelle 21c verbindet das Hohlrad P33c des dritten Planetenradsatzes P3c permanent drehfest mit dem Planetenträger P42c des vierten Planetenradsatzes P4c. Die Kopplungselemente S51c, S52c sind insbesondere von Lamellenträgern einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist beispielhaft von mehreren axial beweglichen Reiblamellen einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand zu einer kraftschlüssigen Verbindung der Kopplungselemente S51c, S52c vorgesehen. Es wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung des Schaltelements denkbar. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand der fünften Schalteinheit S5c dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S51c mit dem zweiten Kopplungselement S52c drehfest zu verbinden. In einem geöffneten Zustand der fünften Schalteinheit S5c ist das Schaltelement dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S51c relativ zu dem zweiten Kopplungselement S52c freizugeben. Die fünfte Schalteinheit S5c ist in einer Ebene axial zwischen dem dritten Planetenradsatz P3c und dem vierten Planetenradsatz P4c angeordnet. Die fünfte Schalteinheit S5c ist koaxial zu dem Getriebe 15c angeordnet.
  • Durch die Anordnung der vierten Schalteinheit S4c an der fünften Schalteinheit S5c können die vierte Schalteinheit S4c und die fünfte Schalteinheit S5c insbesondere konstruktiv geschickt als Doppelschalteinheit ausgeführt werden. Hierbei liegt jedoch ein hohes abzustützendes Drehmoment an der vierten Schalteinheit S4c an.
  • Die 5 zeigt schematisch ein Hybridantriebssystem mit einer Hybridgetriebevorrichtung 10d für ein Kraftfahrzeug. Die Hybridgetriebevorrichtung 10d weist eine elektrische Maschine 16d auf.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10d weist ferner ein Getriebe 15d auf. Das Getriebe 15d weist vier Planetenradsätze P1d, P2d, P3d, P4d auf.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10d weist mehrere Schalteinheiten S1d, S2d, S3d, S4d, S5d auf. Die Hybridgetriebevorrichtung 10d weist genau fünf Schalteinheiten S1d, S2d, S3d, S4d, S5d zu einer Verschaltung des Getriebes 15d auf. Ferner weist die Hybridgetriebevorrichtung 10d eine Getriebeeingangswelle 12d zu einer Anbindung eines Verbrennungsmotors 13d, eine drehfest mit der Getriebeeingangswelle 12d gekoppelte Antriebswelle 11d und eine Getriebeausgangswelle 14d auf. Die Getriebeeingangswelle 12d ist permanent drehfest mit der Antriebswelle 11d gekoppelt. Die Antriebswelle 11d und die Getriebeeingangswelle 12d sind einteilig ausgebildet. In dieser Ausführung wird auf eine Trennkupplung verzichtet.
  • Durch den Verzicht auf die Trennkupplung kann ein Bauaufwand und Kosten gering gehalten werden. Durch den Verzicht auf die Trennkupplung ist jedoch rein elektrisches Fahren nur unter Mitschleppen des Verbrennungsmotors 13d möglich.
  • Die 6 zeigt schematisch ein Hybridantriebssystem mit einer Hybridgetriebevorrichtung 10e für ein Kraftfahrzeug. Die Hybridgetriebevorrichtung 10e weist eine elektrische Maschine 16e auf.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10e weist ferner ein Getriebe 15e auf. Das Getriebe 15e weist vier Planetenradsätze P1e, P2e, P3e, P4e auf.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10e weist mehrere Schalteinheiten S1e, S2e, S3e, S4e, S5e auf. Die Hybridgetriebevorrichtung 10e weist genau fünf Schalteinheiten S1e, S2e, S3e, S4e, S5e zu einer Verschaltung des Getriebes 15e auf. Ferner weist die Hybridgetriebevorrichtung 10e eine Getriebeeingangswelle 12e zu einer Anbindung eines Verbrennungsmotors 13e, eine drehfest mit der Getriebeeingangswelle 12e koppelbare Antriebswelle 11e und eine Getriebeausgangswelle 14e auf. Des Weiteren weist die Hybridgetriebevorrichtung 10e eine zwischen der Getriebeeingangswelle 12e und der Antriebswelle 11e angeordnete Trennkupplung K0e auf.
  • Die vierte Schalteinheit S4e der Schalteinheiten S1e, S2e, S3e, S4e, S5e ist in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen, ein Hohlrad P43e des vierten Planetenradsatzes P4e drehfest mit einem Planetenträger P22e des zweiten Planetenradsatzes P2e zu verbinden. Die vierte Schalteinheit S4e weist ein Schaltelement und zwei Kopplungselemente S41e, S42e auf. Das erste Kopplungselement S41e ist permanent drehfest mit dem Planetenträger P22e des zweiten Planetenradsatzes P2e verbunden. Das erste Kopplungselement S41e ist über eine erste Zwischenwelle 19e permanent drehfest mit dem Planetenträger P22e des zweiten Planetenradsatzes P2e verbunden. Das zweite Kopplungselement S42e ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P43e des vierten Planetenradsatzes P4e angebunden. Die vierte Schalteinheit S4e ist in einer Ebene axial hinter der Ebene des vierten Planetenradsatzes P4e angeordnet. Die vierte Schalteinheit S4e ist axial auf einer dem Verbrennungsmotor 13e abgewandten Seite des vierten Planetenradsatzes P4e angeordnet. Die vierte Schalteinheit S4e ist koaxial zu dem Getriebe 15e angeordnet.
  • Es kann dabei konstruktiv geschickt sein, dass die vierte Schalteinheit S4e in einer separaten Ebene angeordnet ist, da es, abhängig von der Standübersetzung des vierten Planetenradsatzes P4e, nicht immer möglich ist, Lamellen der vierten Schalteinheit S4a über dem Hohlrad P43e des vierten Planetenradsatzes P4a anzuordnen.
  • Die 7 zeigt schematisch ein Hybridantriebssystem mit einer Hybridgetriebevorrichtung 10f für ein Kraftfahrzeug. Die Hybridgetriebevorrichtung 10f weist eine elektrische Maschine 16f auf.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10f weist ferner ein Getriebe 15f auf. Das Getriebe 15f weist vier Planetenradsätze P1f, P2f, P3f, P4f auf.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10f weist mehrere Schalteinheiten S1f, S2f, S3f, S4f, S5f auf. Die Hybridgetriebevorrichtung 10f weist genau fünf Schalteinheiten S1f, S2f, S3f, S4f, S5f zu einer Verschaltung des Getriebes 15f auf. Ferner weist die Hybridgetriebevorrichtung 10f eine Getriebeeingangswelle 12f zu einer Anbindung eines Verbrennungsmotors 13f, eine drehfest mit der Getriebeeingangswelle 12f koppelbare Antriebswelle 11f und eine Getriebeausgangswelle 14f auf. Des Weiteren weist die Hybridgetriebevorrichtung 10f eine zwischen der Getriebeeingangswelle 12f und der Antriebswelle 11f angeordnete Trennkupplung K0f auf.
  • Die vierte Schalteinheit S4f der Schalteinheiten S1f, S2f, S3f, S4f, S5f ist in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen, ein Hohlrad P43f des vierten Planetenradsatzes P4f drehfest mit einem Planetenträger P22f des zweiten Planetenradsatzes P2f zu verbinden. Die vierte Schalteinheit S4f weist ein Schaltelement und zwei Kopplungselemente S41f, S42f auf. Das erste Kopplungselement S41f ist permanent drehfest mit dem Planetenträger P22f des zweiten Planetenradsatzes P2f verbunden. Das erste Kopplungselement S41f ist über eine erste Zwischenwelle 19f permanent drehfest mit dem Planetenträger P22f des zweiten Planetenradsatzes P2f verbunden. Die erste Zwischenwelle 19f erstreckt sich zwischen dem ersten Planetenradsatz P1f und dem zweiten Planetenradsatz P2f. Das zweite Kopplungselement S42f ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P43f des vierten Planetenradsatzes P4f verbunden. Das zweite Kopplungselement S42f ist über eine vierte Zwischenwelle 22f permanent drehfest mit dem Hohlrad P43f des vierten Planetenradsatzes P4f verbunden. Die vierte Zwischenwelle 22f übergreift den zweiten Planetenradsatz P2f und den dritten Planetenradsatz P3f. Die vierte Schalteinheit S4f ist in einer Ebene axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1f und dem zweiten Planetenradsatz P2f angeordnet. Die vierte Schalteinheit S4f ist koaxial zu dem Getriebe 15f angeordnet.
  • Diese konstruktive Ausführung weist den Vorteil auf, dass die zweite Schalteinheit S2f und die vierte Schalteinheit S4f als eine Art Doppelschalteinheit ausgeführt werden können.
  • Die 8 zeigt schematisch ein Hybridantriebssystem mit einer Hybridgetriebevorrichtung 10g für ein Kraftfahrzeug. Die Hybridgetriebevorrichtung 10g weist eine elektrische Maschine 16g auf.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10g weist ferner ein Getriebe 15g auf. Das Getriebe 15g weist vier Planetenradsätze P1g, P2g, P3g, P4g auf.
  • Ein Hohlrad P43g des vierten Planetenradsatzes P4g ist permanent drehfest mit einem Planetenträger P22g des zweiten Planetenradsatzes P2g verbunden. Das Hohlrad P43g des vierten Planetenradsatzes P4g ist über eine erste Zwischenwelle 19g permanent drehfest mit dem Planetenträger P22g des zweiten Planetenradsatzes P2g verbunden.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10g weist mehrere Schalteinheiten S1g, S2g, S3g, S4g, S5g auf. Die Hybridgetriebevorrichtung 10g weist genau fünf Schalteinheiten S1g, S2g, S3g, S4g, S5g zu einer Verschaltung des Getriebes 15g auf. Ferner weist die Hybridgetriebevorrichtung 10g eine Getriebeeingangswelle 12g zu einer Anbindung eines Verbrennungsmotors 13g, eine drehfest mit der Getriebeeingangswelle 12g koppelbare Antriebswelle 11g und eine Getriebeausgangswelle 14g auf. In dieser Ausführung wird auf eine Trennkupplung verzichtet.
  • Ferner weist die Hybridgetriebevorrichtung 10g einen Drehmomentwandler 23g auf. Der Drehmomentwandler 23g umfasst ein Pumpenrad 24g, ein Turbinenrad 25g und ein Leitrad 26g, die für eine hydrodynamische Drehmomentübertragung vorgesehen sind. Das Pumpenrad 24g weist eine Mehrzahl von Schaufeln auf, die dazu vorgesehen sind, ein Betriebsmittel, wie insbesondere ein Öl, zu erfassen und zu beschleunigen. Das Pumpenrad 24g ist dazu vorgesehen, drehfest mit der Antriebswelle 11g und dem Verbrennungsmotor 13g verbunden zu werden. Für eine Übertragung des vom dem Verbrennungsmotor 13g bereitgestellten Drehmoments wandelt das Pumpenrad 24g eine von dem Verbrennungsmotor 13g bereitgestellte mechanische Energie in Strömungsenergie um. Das Pumpenrad 24g bildet eine Primärseite des Drehmomentwandlers 23g aus.
  • Das Turbinenrad 25g ist dazu vorgesehen, die von dem Pumpenrad 24g bereitgestellte Strömungsenergie aufzunehmen und als mechanische Energie bereitzustellen. Das Turbinenrad 25g ist dazu vorgesehen, mit der Getriebeeingangswelle 12g des dem Drehmomentwandler 23g nachgeschalteten Getriebes 15g verbunden zu werden. Das Turbinenrad 25g bildet eine Sekundärseite des Drehmomentwandlers 23g aus. Das Turbinenrad 25g ist permanent drehfest mit der Getriebeeingangswelle 12g verbunden.
  • Vorzugsweise umfasst der Drehmomentwandler 23g einen Freilauf 27g, der dazu vorgesehen ist, das Leitrad 26g gehäusefest abzustützen. Weist das Pumpenrad 24g eine höhere Drehzahl auf als das Leitrad 26g, erzeugt das Pumpenrad 24g einen Betriebsmittelstrom, der an dem Turbinenrad 25g und an dem Leitrad 26g umgelenkt wird. Ein auf das Leitrad 26g dabei wirkendes Drehmoment ist in eine Sperrrichtung des Freilaufs 27g gerichtet. Das Leitrad 26g ist dadurch gehäusefest angeordnet. Durch den zweifach abgelenkten Betriebsmittelstrom wirkt auf das Turbinenrad 25g ein Drehmoment, das größer sein kann als das von dem Verbrennungsmotor 13g bereitgestellte Drehmoment. Weisen das Pumpenrad 24g und das Turbinenrad 25g eine gleiche oder ähnliche Drehzahl auf, wirkt der Drehmomentwandler 23g als hydrodynamische Kupplung. Das Leitrad 26g wird durch den Ölstrom mitgenommen. Ein auf das Leitrad 26g dabei wirkendes Drehmoment ist entlang einer Freilaufrichtung gerichtet. Das Leitrad 26g dreht mit. Zusätzlich weist der Drehmomentwandler 23g eine Überbrückungskupplung 28g auf, die dazu vorgesehen ist, das Pumpenrad 24g und das Turbinenrad 25g mechanisch miteinander zu verbinden. Die Überbrückungskupplung 28g weist ein Schaltelement und zwei Kopplungselemente 29g, 30g auf. Das erste Kopplungselement 29g ist permanent drehfest mit dem Pumpenrad 24g des Drehmomentwandlers 23g verbunden. Das zweite Kopplungselement 30g ist permanent drehfest mit den Turbinenrad 25g des Drehmomentwandlers 23g verbunden.
  • Der Drehmomentwandler 23g ist axial zwischen dem Verbrennungsmotor 13g und dem ersten Planetenradsatz P1g angeordnet. Der Drehmomentwandler 23g ist dem Getriebe 15g und der elektrischen Maschine 16g vorgeschaltet.
  • Die vierte Schalteinheit S4g der Schalteinheiten S1g, S2g, S3g, S4g, S5g ist als Bremse ausgeführt. Die vierte Schalteinheit S4g der Schalteinheiten S1g, S2g, S3g, S4g, S5g ist in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen, ein Sonnenrad P41g des vierten Planetenradsatzes P4g gehäusefest anzubinden. Die vierte Schalteinheit S4g weist ein Schaltelement und zwei Kopplungselemente S41g, S42g auf. Das erste Kopplungselement S41g ist gehäusefest angebunden. Das zweite Kopplungselement S42g ist permanent drehfest mit dem Sonnenrad P41g des vierten Planetenradsatzes P4g verbunden. Die Kopplungselemente S41g, S42g sind insbesondere von Lamellenträgern einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist beispielhaft von mehreren axial beweglichen Reiblamellen einer Reibschlussschalteinheit gebildet. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand zu einer kraftschlüssigen Verbindung der Kopplungselemente S41g, S42g vorgesehen. Es wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung des Schaltelements denkbar. Das Schaltelement ist in einem geschlossenen Zustand der vierten Schalteinheit S4g dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S41g mit dem zweiten Kopplungselement S42g drehfest zu verbinden. Die als Bremse ausgebildete, vierte Schalteinheit S4g ist dazu vorgesehen, ihr drehbar gelagertes, zweites Kopplungselement S42g drehfest mit dem Getriebegehäuse zu verbinden. In einem geöffneten Zustand der vierten Schalteinheit S4g ist das Schaltelement dazu vorgesehen, das erste Kopplungselement S41g relativ zu dem zweiten Kopplungselement S42g freizugeben. Die vierte Schalteinheit S4g ist in einer Ebene axial hinter dem vierten Planetenradsatz P4g angeordnet. Die vierte Schalteinheit S4g ist koaxial zu dem Getriebe 15g angeordnet.
  • Die vierte Schalteinheit S4g ist in dieser Ausführung als Bremse ausgeführt, wobei Bremsen in aller Regel konstruktiv einfacher darstellbar und mit weniger Bauteilen ausführbar sind. Gleichzeitig kann ein niedrigeres abzustützendes Drehmoment an der vierten Schalteinheit S4g realisiert werden. Die Ausführung als Bremse führt jedoch zu einer hohen Lamellendifferenzdrehzahl im Rückwärtsgang R und im siebten Vorwärtsgang V7.
  • Dieses Ausführungsbeispiel mit dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 23g und dazugehöriger Überbrückungskupplung 28g ist insbesondere für Fahrzeuge mit geringer elektrischer Leistung zu bevorzugen.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10g weist in diesem Ausführungsbeispiel verschiedene Fahrmodi auf. Die Hybridgetriebevorrichtung 10g weist einen verbrennungsmotorischen Betrieb auf, in dem nur der Verbrennungsmotor 13g das Kraftfahrzeug antreibt, also in einem Zugbetrieb, bzw. der Verbrennungsmotor 13g wird vom Kraftfahrzeug angetrieben, also in einem Schubbetrieb. Die elektrische Maschine 16g läuft in diesem Betrieb nur leer mit. Im verbrennungsmotorischen Betrieb verhält sich das Getriebe 15g wie ein konventionelles Automatgetriebe, da es alle Komponenten eines konventionellen Automatgetriebes aufweist, insbesondere auch den hydrodynamischen Drehmomentwandler 23g mit der Überbrückungskupplung 28g.
  • Die Hybridgetriebevorrichtung 10g weist ferner einen hybridischen Betrieb auf, in welchem der Verbrennungsmotor 13g und die elektrische Maschine 16g arbeitet. Das Getriebe 15g verhält sich im Hybrid-Betrieb wie ein P2-Hybrid. Bei den meisten P2-Hybriden gibt es allerdings keine feste Übersetzung der elektrischen Maschine 16g zum Verbrennungsmotor 13g. Die Übersetzung des ersten Planetenradsatzes P1g hat den Vorteil, dass ein erhöhtes Drehmoment der elektrischen Maschine 16g dem Antrieb zur Verfügung steht.
  • Des Weiteren weist die Hybridgetriebevorrichtung 10g einen elektrischen Betrieb auf, in welchem der Verbrennungsmotor 13g steht oder mitgeschleppt wird und nur die elektrische Maschine 16g das Kraftfahrzeug antreibt, also in einem Zugbetrieb, bzw. die elektrische Maschine 16g vom Kraftfahrzeug angetrieben wird, also in einem Schubbetrieb. Im rein elektrischen Betrieb ist die Überbrückungskupplung 28g bevorzugt geöffnet. Bei Drehung der elektrischen Maschine 16g dreht zwingend auch das Turbinenrad 25g mit, da die elektrische Maschine 16g und das Turbinenrad 25g über den ersten Planetenradsatz P1g mit einer festen Übersetzung verbunden sind. Am Pumpenrad 24g entsteht dann ein Moment. Damit fungiert der Drehmomentwandler 23g quasi als hydrodynamische Bremse. In diesem Zusammenhang bringt die feste Übersetzung des ersten Planetenradsatzes P1g nicht nur den Vorteil der Drehmomentenüberhöhung mit sich, sondern auch den Vorteil der geringeren Verlustmomente im Drehmomentwandler 23g beim elektrischen Fahren, da das Turbinenrad 25g langsamer als die elektrische Maschine 16g dreht. Das rein elektrische Fahren ist in diesem Zusammenhang bei sehr geringen Geschwindigkeiten vorteilhaft, wie insbesondere beim Rangieren oder Anfahren.
  • Bei einem Start des Verbrennungsmotors 13 ist die Überbrückungskupplung 28g bevorzugt geschlossen. Die elektrische Maschine 16g kann den Verbrennungsmotor 13g starten.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sind grundsätzlich alle Funktionen eines konventionellen Automatgetriebes möglich, insbesondere auch das verbrennungsmotorische Anfahren mit hohem Komfort über den hydrodynamischen Drehmomentwandler 23g. Ferner kann die elektrische Maschine 16g inkl. Wechselrichter und Batterie klein und kostengünstig ausgeführt werden
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Getriebevorrichtung
    11
    Antriebswelle
    12
    Getriebeeingangswelle
    13
    Verbrennungsmotor
    14
    Getriebeausgangswelle
    15
    Getriebe
    16
    elektrische Maschine
    17
    Stator
    18
    Rotor
    19
    Zwischenwelle
    20
    Zwischenwelle
    21
    Zwischenwelle
    22
    Zwischenwelle
    23
    Drehmomentwandler
    24
    Pumpenrad
    25
    Turbinenrad
    26
    Leitrad
    27
    Freilauf
    28
    Überbrückungskupplung
    29
    Kopplungselement
    30
    Kopplungselement
    K0
    Trennkupplung
    K01
    Kopplungselement
    K02
    Kopplungselement
    P1
    Planetenradsatz
    P11
    Sonnenrad
    P12
    Planetenträger
    P13
    Hohlrad
    P2
    Planetenradsatz
    P21
    Sonnenrad
    P22
    Planetenträger
    P23
    Hohlrad
    P3
    Planetenradsatz
    P31
    Sonnenrad
    P32
    Planetenträger
    P33
    Hohlrad
    P4
    Planetenradsatz
    P41
    Sonnenrad
    P42
    Planetenträger
    P43
    Hohlrad
    S1
    Schalteinheit
    S11
    Kopplungselement
    S12
    Kopplungselement
    S2
    Schalteinheit
    S21
    Kopplungselement
    S22
    Kopplungselement
    S3
    Schalteinheit
    S31
    Kopplungselement
    S32
    Kopplungselement
    S4
    Schalteinheit
    S41
    Kopplungselement
    S42
    Kopplungselement
    S5
    Schalteinheit
    S51
    Kopplungselement
    S52
    Kopplungselement
    V1
    Vorwärtsgang
    V2
    Vorwärtsgang
    V3
    Vorwärtsgang
    V4
    Vorwärtsgang
    V5
    Vorwärtsgang
    V6
    Vorwärtsgang
    V7
    Vorwärtsgang
    R
    Rückwärtsgang
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015211072 A1 [0002]

Claims (12)

  1. Hybridgetriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend: - zumindest eine Getriebeeingangswelle (12a-12g) zu einer Anbindung eines Verbrennungsmotors (13a-13g), - zumindest eine Getriebeausgangswelle (14a-14g), - ein Getriebe (15a-15g), welches zumindest einen ersten Planetenradsatz (P1a-P1 g) mit einem Sonnenrad (P11a-P11g), einem Hohlrad (P13a-P13g) und einem Planetenträger (P12a-P12g), einen zweiten Planetenradsatz (P2a-P2g) mit einem Sonnenrad (P21a-P21g), einem Hohlrad (P23a-P23g) und einem Planetenträger (P22a-P22g), einen dritten Planetenradsatz (P3a-P3g) mit einem Sonnenrad (P31a-P31g), einem Hohlrad (P33a-P33g) und einem Planetenträger (P32a-P32g) und einen vierten Planetenradsatz (P4a-P4g) mit einem Sonnenrad (P41a-P41g), einem Hohlrad (P43a-P43g) und einem Planetenträger (P42a-P42g) aufweist, - zumindest fünf Schalteinheiten (S1a-S1g; S2a-S2g; S3a-S3g; S4a-S4g; S5a-S5g) zu einer Verschaltung des Getriebes (15a-15g), und - zumindest eine elektrische Maschine (16a-16g) mit einem drehfesten Stator (17a-17g) und einem drehbaren Rotor (18a-18g), wobei die Getriebeeingangswelle (12a-12g) permanent drehfest mit dem Planetenträger (P12a-P12g) des ersten Planetenradsatzes (P1a-P1g) verbunden ist, wobei das Sonnenrad (P11a-P11g) des ersten Planetenradsatzes (P1a-P1 g) gehäusefest angebunden ist und wobei der Rotor (18a-18g) der elektrischen Maschine (16a-16g) permanent drehfest mit dem Hohlrad (P13a-P13g) des ersten Planetenradsatzes (P1a-P1g) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Schalteinheit (S2a-S2g) der Schalteinheiten (S1a-S1 g; S2a-S2g; S3a-S3g; S4a-S4g; S5a-S5g) in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, das Hohlrad (P13a-P13g) des ersten Planetenradsatzes (P1a-P1g) drehfest mit dem Planetenträger (P22a-P22g) des zweiten Planetenradsatzes (P2a-P2g) zu verbinden, wobei die Getriebeeingangswelle (12a-12g) permanent drehfest mit dem Sonnenrad (P21a-P21g) des zweiten Planetenradsatzes (P2a-P2g) und dem Sonnenrad (P31a-P31g) des dritten Planetenradsatzes (P3a-P3g) verbunden ist.
  2. Hybridgetriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Schalteinheit (S1a-S1g) der Schalteinheiten (S1a-S1g; S2a-S2g; S3a-S3g; S4a-S4g; S5a-S5g) in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, den Planetenträger (P22a-P22g) des zweiten Planetenradsatzes (P2a-P2g) gehäusefest anzubinden.
  3. Hybridgetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine fünfte Schalteinheit (S5a-S5g) der Schalteinheiten (S1a-S1g; S2a-S2g; S3a-S3g; S4a-S4g; S5a-S5g) in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, das Hohlrad (P23a-P23g) des zweiten Planetenradsatzes (P2a-P2g) drehfest mit dem Hohlrad (P33a-P33g) des dritten Planetenradsatzes (P3a-P3g) zu verbinden.
  4. Hybridgetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeausgangswelle (14a-14g) permanent drehfest mit dem Planetenträger (P32a-P32g) des dritten Planetenradsatzes (P3a-P3g) verbunden ist.
  5. Hybridgetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Schalteinheit (S3a-S3g) der Schalteinheiten (S1a-S1g; S2a-S2g; S3a-S3g; S4a-S4g; S5a-S5g) in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, das Hohlrad (P23a-P23g) des zweiten Planetenradsatzes (P2a-P2g) drehfest mit der Getriebeausgangswelle (14a-14g) zu verbinden.
  6. Hybridgetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (P33a; P33b; P33d-P33g) des dritten Planetenradsatzes (P3a; P3b; P3d-P3g) permanent drehfest mit dem Planetenradträger (P42a; P42b; P42d-P42g) des vierten Planetenradsatzes (P4a; P4b; P4d-P4g) verbunden ist.
  7. Hybridgetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (P41a; P41c-41f) des vierten Planetenradsatzes (P4a; P4c-P4f) gehäusefest angebunden ist.
  8. Hybridgetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine vierte Schalteinheit (S4a; S4d-S4f) der Schalteinheiten (S1a; S1d-S1f; S2a; S2d-S2f; S3a; S3d-S3f; S4a; S4d-S4f; S5a; S5d-S5f) in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, das Hohlrad (P43a; P43d-P43f) des vierten Planetenradsatzes (P4a-P4f) drehfest mit dem Planetenträger (P22a; P22d-P22f) des zweiten Planetenradsatzes (P2a; P2d-P2f) zu verbinden.
  9. Hybridgetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine vierte Schalteinheit (S4b; S4g) der Schalteinheiten (S1b; S1g; S2b; S2g; S3b; S3g; S4b; S4g; S5b; S5g) in einem geschlossenen Zustand dazu vorgesehen ist, das Sonnenrad (P41b; P41g) des vierten Planetenradsatzes (P4b; P4g) gehäusefest anzubinden.
  10. Hybridgetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Drehmomentwandler (23g) mit einem Pumpenrad (24g) und mit einem Turbinenrad (25g), wobei das Turbinenrad (25g) permanent drehfest mit der Getriebeeingangswelle (12g) verbunden ist.
  11. Hybridantriebssystem mit einer Hybridgetriebevorrichtung (10a-10g) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und mit einem Verbrennungsmotor (13a-13g).
  12. Kraftfahrzeug mit einem Hybridantriebssystem nach Anspruch 11.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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