DE102022202905A1 - Kompaktes Hybridgetriebe - Google Patents

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DE102022202905A1
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Germany
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gear
switching element
hybrid
input shaft
transmission
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Application number
DE102022202905.4A
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English (en)
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Fabian Kutter
Stefan Beck
Johannes Kaltenbach
Matthias Horn
Max Bachmann
Thomas Martin
Michael Wechs
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ZF Friedrichshafen AG
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ZF Friedrichshafen AG
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    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • B60K2006/4841—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range the gear provides shifting between multiple ratios
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H2003/0811—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts using unsynchronised clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0043—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising four forward speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H—GEARING
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    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/089—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears all of the meshing gears being supported by a pair of parallel shafts, one being the input shaft and the other the output shaft, there being no countershaft involved
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe (20) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraftfahrzeugs (10), mit: einer ersten Getriebeeingangswelle (24) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine (16) und einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine (18) des Kraftfahrzeugs; einer zweiten Getriebeeingangswelle (26) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) des Kraftfahrzeugs; einem Planetenradsatz (RS) mit einem ersten Planetenradsatzelement, einem zweiten Planetenradsatzelement und einem dritten Planetenradsatzelement; einer Vorgelegewelle (28); in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren (ST1, ST2, ST3, ST4) zum Bilden von Gangstufen; und mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, B, C, D, E, F) zum Einlegen von Gangstufen, wobei das erste Stirnradpaar, das zweite Stirnradpaar und das dritte Stirnradpaar der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen der Vorgelegewelle und der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnet sind, und das vierte Stirnradpaar der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen der ersten Getriebeeingangswelle, der zweiten Getriebeeingangswelle und der Vorgelegewelle zugeordnet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) mit einem solchen Hybridgetriebe (20) und ein Kraftfahrzeug (10) mit einem solchen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe, einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einem solchen Hybridgetriebe, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs.
  • Fahrzeuge werden zunehmend 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.
  • Ein Nachteil der oben genannten Hybridantriebe besteht in einem im Allgemeinen komplexeren Aufbau, da beide Antriebsquellen vorzugsweise mit nur einem Hybridgetriebe Antriebsleistung auf eine Antriebswelle übertragen. Hierdurch sind derartige Hybridgetriebe meist aufwendig und kostenintensiv in der Produktion. Eine Reduzierung der Komplexität im Aufbau eines Hybridgetriebes geht meistens mit einer Einbuße an Variabilität einher.
  • Dieser Nachteil kann zumindest teilweise mittels dedizierter Hybridgetriebe oder „Dedicated Hybrid Transmissions“ (DHT) überwunden werden, bei denen eine elektrische Maschine in das Hybridgetriebe integriert wird, um den vollen Funktionsumfang darzustellen. Beispielsweise kann im Hybridgetriebe insbesondere der mechanische Getriebeteil vereinfacht werden, etwa durch Entfall des Rückwärtsgangs, wobei stattdessen mindestens eine elektrische Maschine genutzt wird.
  • Dedizierte Hybridgetriebe können aus bekannten Getriebekonzepten hervorgehen, also aus Doppelkupplungsgetrieben, Wandler-Planetengetrieben, stufenlosen Getrieben (CVT) oder automatisierten Schaltgetrieben. Die elektrische Maschine wird dabei zum Teil des Getriebes.
  • Die Druckschrift DE 10 2020 205 090 A1 offenbart ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs, mit: einer ersten Antriebswelle für ein erstes Antriebsaggregat, einer zweiten Antriebswelle für ein zweites Antriebsaggregat und einer Abtriebswelle. Das Getriebe umfasst ein Teilgetriebe umfassend die erste Antriebswelle und eine über eine Konstantübersetzung mit der ersten Antriebswelle gekoppelte Vorgelegewelle. Auf der Vorgelegewelle sind Zahnräder angeordnet, die ausschließlich in koaxial zur ersten Antriebswelle angeordnete Zahnräder kämmen. Zumindest einige dieser Zahnräder kämmen in auf der Abtriebswelle angeordnete Zahnräder. Sowohl der ersten Antriebswelle als auch der Vorgelegewelle sind Schaltelemente zugordnet, die entweder einen Gang mit einer ersten Anzahl von Zahnradeingriffen oder einen Windungsgang mit einer zweiten Anzahl von Zahnradeingriffen bereitstellen. Das Getriebe umfasst ferner ein zweites Teilgetriebe umfassend die zweite Antriebswelle. Das zweite Teilgetriebe ist als Planetengetriebe ausgebildet, wobei ein Hohlrad die zweite Antriebswelle des zweiten Teilgetriebes bildet, wobei ein Steg an die Abtriebswelle und an ein auf der Vorgelegewelle angeordnetes Zahnrad permanent gekoppelt ist, wobei dem Planetengetriebe Schaltelemente zugordnet sind, über die abhängig von deren Schaltstellung ein Sonnenrad gehäusefest anbindbar oder das Planetengetriebe in Blockumlauf bringbar ist.
  • Vor diesem Hintergrund stellt sich einem Fachmann die Aufgabe, ein kompaktes Hybridgetriebe zu schaffen. Das Hybridgetriebe soll insbesondere radial kompakt bauen und vorzugsweise über vier hybride sowie zwei elektrische Gangstufen verfügen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Hybridgetriebe für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit:
    • einer ersten Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine und einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs;
    • einer zweiten Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs;
    • einem Planetenradsatz mit einem ersten Planetenradsatzelement, einem zweiten Planetenradsatzelement und einem dritten Planetenradsatzelement;
    • einer Vorgelegewelle;
    • in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren zum Bilden von Gangstufen; und
    • mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen zum Einlegen von Gangstufen, wobei
    • das erste Stirnradpaar, das zweite Stirnradpaar und das dritte Stirnradpaar der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen der Vorgelegewelle und der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnet sind; und
    • das vierte Stirnradpaar der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen der ersten Getriebeeingangswelle, der zweiten Getriebeeingangswelle und der Vorgelegewelle zugeordnet ist.
  • Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridgetriebe wie zuvor definiert; mit:
    • einer Verbrennungsmaschine, die mit der ersten Getriebeeingangswelle verbindbar ist;
    • einer ersten elektrischen Antriebsmaschine, die mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist; und
    • einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine, die mit der ersten Getriebeeingangswelle antriebswirksam verbunden ist.
  • Die obige Aufgabe wird zudem gelöst von einem Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs wie zuvor definiert.
  • Die obige Aufgabe wird schließlich gelöst von einem Kraftfahrzeug mit:
    • einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang wie zuvor definiert; und
    • einem Energiespeicher zum Speichern von Energie zum Versorgen der elektrischen Antriebsmaschinen.
  • 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, das Verfahren und das Kraftfahrzeug entsprechend den für das Hybridgetriebe in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.
  • Durch eine erste Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine und einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine sowie eine zweite Getriebeeingangswelle zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine kann technisch einfach ein kompaktes Hybridgetriebe geschaffen werden. Eine Wirkverbindung kann sowohl schaltbar als auch nicht schaltbar ausgeführt sein. Insbesondere kann ein Hybridgetriebe für eine Frontqueranordnung in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang geschaffen werden, wobei vorzugsweise an der nicht mit dem Hybridgetriebe verbundenen Achse des Kraftfahrzeugs eine elektrische Achse angeordnet sein kann. Ein Planetenradsatz ermöglicht ein kompaktes Hybridgetriebe, mit dem insbesondere zwei reine Elektrogangstufen einrichtbar sind. Ferner sind die beiden Elektrogangstufen vorteilhaft mit bis zu vier Gangstufen für die Verbrennungsmaschine zu Hybridgangstufen kombinierbar. Es versteht sich, dass jede Gangstufe für eine Verbrennungsmaschine im vorliegenden Fall auch als Hybridgangstufe angesehen werden kann, da die zweite elektrische Antriebsmaschine vorzugsweise über die erste Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungsmaschine wirkverbunden oder wirkverbindbar ist. Dadurch, dass das erste Stirnradpaar, das zweite Stirnradpaar und das dritte Stirnradpaar der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen der Vorgelegewelle und der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnet sind, kann ein radial kompaktes Hybridgetriebe geschaffen werden. Unter einer Zuordnung eines Stirnradpaars zu einem Getriebebauteil bzw. zu einer Getriebewelle kann insbesondere verstanden werden, dass durch das Stirnradpaar die dem Stirnradpaar zugeordneten Getriebewellen antriebswirksam miteinander verbindbar sind. Dadurch, dass das vierte Stirnradpaar der ersten Getriebeeingangswelle, der zweiten Getriebeeingangswelle und der Vorgelegewelle zugeordnet ist, kann ein gewichtsoptimiertes kompaktes Hybridgetriebe geschaffen werden, da zur Kombination der Elektrogangstufen mit den mechanischen Gangstufen für die Verbrennungsmaschine kein zusätzliches Zahnrad benötigt wird. Das Hybridgetriebe weist eine geringe Bauteilbelastung sowie geringe Getriebeverluste und einen guten Verzahnungswirkungsgrad sowohl verbrennungsmotorisch als auch rein elektrisch auf. Trotz des kompakten Aufbaus sind alle Schaltelemente des Hybridgetriebes vorteilhaft mit Aktoren erreichbar.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Planetenradsatz eine erste Verbindung zum vierten Stirnradpaar, eine zweite Verbindung zu einem Gehäuse und eine dritte Verbindung zur ersten elektrischen Antriebsmaschine auf. Ergänzend sind zwei der vorgenannten Verbindungen als permanentfeste Verbindung ausgeführt, wobei eine dieser Verbindungen als schaltbare Verbindung ausgeführt ist. Hierdurch kann ein bezüglich des zur Verfügung stehenden Bauraums flexibles Hybridgetriebe geschaffen werden, da die vorgenannten verschiedenen Ausführungen wirkungsgleich schaltbar sind, jedoch eine hohe Flexibilität bei der Anordnung des Planetenradsatzes und insbesondere der Schaltelemente zum Schalten des Planetenradsatzes erlauben. Besonders bevorzugt ist ein Hohlrad des Planetenradsatzes mit dem vierten Stirnradpaar verbunden oder verbindbar, ein Planetenradträger des Planetenradsatzes mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden oder verbindbar und ein Sonnenrad des Planetenradsatzes festgesetzt oder festsetzbar.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente und insbesondere als Klauenschaltelemente ausgebildet. Ergänzend oder alternativ sind wenigstens zwei der Schaltelemente, bevorzugt alle Schaltelemente, als Doppelschaltelement ausgebildet und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar. Formschlüssige Schaltelemente ermöglichen ein hocheffizientes und kostengünstiges Hybridgetriebe. Der technische Aufbau des Hybridgetriebes kann durch ein Doppelschaltelement weiter vereinfacht werden. Ein Doppelschaltelement kann mittels eines einzigen Aktors geschaltet werden, wodurch sich der Verkabelungs- und Steueraufwand verringert.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Getriebeeingangswelle als Hohlwelle ausgebildet und umgibt die erste Getriebeeingangswelle zumindest abschnittsweise. Ergänzend oder alternativ sind die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle achsparallel zu der Vorgelegewelle angeordnet. Hierdurch kann die Kompaktheit des Hybridgetriebes weiter verbessert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Hybridgetriebe eine Verbrennungsmaschinenkupplung zum lösbaren antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungsmaschine auf. Es versteht sich, dass die Verbrennungsmaschinenkupplung als Klauenschaltelement oder als Reibschaltelement ausgebildet sein kann. Durch eine Verbrennungsmaschinenkupplung kann die Verbrennungsmaschine vom Hybridgetriebe entkoppelt werden und so ein hoch effizienter, rein elektrischer Fahrmodus mittels des Hybridgetriebes eingerichtet werden. Eine Reibkupplung ermöglicht zudem einen sogenannten Schwungstart der Verbrennungsmaschine und kann als Anfahrelement für die Verbrennungsmaschine dienen. Durch eine Verbrennungsmaschinenkupplung können die Variabilität und die Effizienz des Hybridgetriebes erhöht werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste elektrische Antriebsmaschine jeweils in einer Variante jeder Hybridgangstufe abkoppelbar, um einen effizienten Fahrbetrieb mittels der Verbrennungsmaschine und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine zu ermöglichen. Hierdurch kann ein unnötiges Mitschleppen der ersten elektrischen Antriebsmaschine bei verbrennungsmotorischer Fahrt unterbunden werden. Ferner kann ein rein elektrischer Fahrbetrieb eingerichtet werden, bei dem eine Stützkraft von der ersten elektrischen Antriebsmaschine oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine bei Schaltungen für die jeweils andere elektrische Antriebsmaschine aufgebracht werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Hybridgetriebe genau vier Stirnradpaare, genau einen Planetenradsatz und genau sechs Schaltelemente zum Bilden von vier hybriden Gangstufen und zwei Elektrogangstufen auf. Ergänzend oder alternativ ist bei drei Stirnradpaaren zum Bilden der Gangstufen eine Anordnung des Losrads mit der Anordnung des Festrads tauschbar. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist eine axiale Anordnung von drei der Stirnradpaare zum Bilden der Gangstufen beliebig tauschbar. Hierdurch kann ein Getriebe mit technisch einfachem Aufbau und insbesondere vergleichsweise wenig Bauteilen geschaffen werden. Die Tauschbarkeit eines Losrads mit einem Festrad bzw. die Tauschbarkeit einer axialen Anordnung der Stirnradpaare ermöglicht ein hochvariables Getriebe, das insbesondere vorteilhaft auf verschiedene Bauraumanforderungen angepasst werden kann, ohne dabei Funktionalität einzubüßen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Hybridgetriebe an einem ersten Getriebeeingang mit der Verbrennungsmaschine verbindbar, wobei das Hybridgetriebe an einem zweiten, dem ersten Getriebeeingang gegenüberliegenden Getriebeeingang mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine verbindbar ist. Ergänzend oder alternativ ist das Hybridgetriebe am ersten Getriebeeingang mittels eines Stirnradpaars der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen oder einem Anbindungszahnrad mit der zweiten elektrischen Antriebsmaschine verbindbar. Durch die vorteilhafte gegenüberliegende Anordnung der ersten elektrischen Antriebsmaschine und der Verbrennungsmaschine kann eine radiale Kompaktheit des Hybridgetriebes bzw. des Antriebsstrangs mit einem solchen Hybridgetriebe weiter erhöht werden. Eine Anbindung der zweiten elektrischen Antriebsmaschine mittels eines Stirnradpaars ermöglicht eine gewichtsoptimierte und bauteilsparende Anbindung einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine an das Hybridgetriebe. Durch eine Anbindung der zweiten elektrischen Antriebsmaschine mittels eines Anbindungszahnrads kann eine Größe, Leistung sowie Übersetzung der zweiten elektrischen Antriebsmaschine aus einem größeren Bereich gewählt werden. Es kann ein flexibler und auf einen speziellen Anwendungsfall abgestimmter Hybridantriebsstrang geschaffen werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein erstes Schaltelement dazu ausgebildet, die erste Getriebeeingangswelle mittels des vierten Stirnradpaars antriebswirksam mit der Vorgelegewelle zu verbinden. Ergänzend oder alternativ ist ein zweites Schaltelement dazu ausgebildet, die erste Getriebeeingangswelle mittels des zweiten Stirnradpaars antriebswirksam mit der Vorgelegewelle zu verbinden. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist ein drittes Schaltelement dazu ausgebildet, die erste Getriebeeingangswelle antriebswirksam mittels des dritten Stirnradpaars mit der Vorgelegewelle zu verbinden. Ergänzend oder alternativ ist ein viertes Schaltelement dazu ausgebildet, die erste Getriebeeingangswelle mittels des ersten Stirnradpaars antriebswirksam mit der Vorgelegewelle zu verbinden. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist ein fünftes Schaltelement dazu ausgebildet, die zweite Getriebeeingangswelle antriebswirksam mit dem vierten Stirnradpaar zu verbinden und weiter mittels des vierten Stirnradpaars antriebswirksam mit der Vorgelegewelle zu verbinden. Schließlich ist weiterhin ergänzend oder alternativ ein sechstes Schaltelement dazu ausgebildet, die zweite Getriebeeingangswelle durch den Planetenradsatz übersetzt antriebswirksam mittels des vierten Stirnradpaars mit der Vorgelegewelle zu verbinden. Durch diese vorteilhafte Anordnung der Schaltelemente können mit dem Hybridgetriebe vier Hybridgangstufen mit mehreren Varianten sowie zwei reine Elektrogangstufen eingerichtet werden. Ferner können durch Einlegen von höchstens zwei Schaltelementen alle Gangstufen eingerichtet werden, wobei die beiden Elektrogangstufen durch Einlegen jeweils eines einzigen Schaltelements einrichtbar sind.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine erste Hybridgangstufe durch Schließen des ersten Schaltelements und vorzugsweise des fünften Schaltelements oder sechsten Schaltelements einrichtbar. Ergänzend oder alternativ ist eine zweite Hybridgangstufe durch Schließen des zweiten Schaltelements, und vorzugsweise des fünften Schaltelements oder sechsten Schaltelements, einrichtbar. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist eine dritte Hybridgangstufe durch Schließen des dritten Schaltelements, und vorzugsweise des fünften Schaltelements oder sechsten Schaltelements, einrichtbar. Ergänzend oder alternativ ist eine vierte Hybridgangstufe durch Schließen des vierten Schaltelements, und vorzugsweise des fünften Schaltelements oder sechsten Schaltelements, einrichtbar. Weiterhin ergänzend oder alternativ ist eine erste Elektrogangstufe durch Schließen des fünften Schaltelements einrichtbar. Schließlich ist weiterhin ergänzend oder alternativ eine zweite Elektrogangstufe durch Schließen des sechsten Schaltelements einrichtbar. Durch diese vorteilhafte Gangfolge kann zu jeder Hybridgangstufe eine erste Variante und eine zweite Variante eingerichtet werden, bei der die erste elektrische Antriebsmaschine jeweils in der ersten reinen Elektrogangstufe oder der zweiten reinen Elektrogangstufe aufgeschaltet wird, um die entsprechende Hybridgangstufe zu bilden. Ferner kann eine von der ersten elektrischen Antriebsmaschine entkoppelte Hybridgangstufe eingerichtet werden, in der vorzugsweise nur mittels der Verbrennungsmaschine und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine gefahren wird.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die zweite elektrische Antriebsmaschine als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine ansteuerbar. Ergänzend oder alternativ ist die zweite elektrische Antriebsmaschine von der Verbrennungsmaschine generatorisch betreibbar, um Energie für ein serielles Kriechen mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine bereitzustellen. Hierdurch kann auf einen externen Anlasser für die Verbrennungsmaschine verzichtet werden. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang kann gewichtsoptimiert ausgeführt werden. Ferner kann auch bei leerem Energiespeicher ein rein elektrisches Fahren mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine erfolgen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste elektrische Antriebsmaschine als Koaxialmaschine ausgebildet und der Planetenradsatz und/oder ein Doppelschaltelement zumindest abschnittsweise radial und/oder axial innerhalb der ersten elektrischen Antriebsmaschine angeordnet. Hierdurch kann ein radial kompakter Kraftfahrzeug-Antriebsstrang geschaffen werden. Insbesondere kann eine direkte Anbindung der ersten elektrischen Antriebsmaschine an das Hybridgetriebe erfolgen, es kann also auf weitere Bauteile, wie eine Zahnradkette, ein Zugmittelgetriebe oder weitere Wellen, verzichtet werden. Das Hybridgetriebe kann gewichtsoptimiert ausgeführt werden.
  • Ein Festsetzen eines Elements eines Planetenradsatzes ist insbesondere als ein Blockieren einer Drehung des Elements um seine Rotationsachse zu verstehen.
  • Vorzugsweise wird dabei das Element mittels eines Schaltelements drehfest mit einem statischen Bauteil wie einem Rahmen und/oder einem Getriebegehäuse verbunden. Es ist auch denkbar, das Element bis zu einem Stillstand zu bremsen.
  • Ein Verblocken eines Planetenradsatzes umfasst ein antriebswirksames Verbinden zweier Zahnräder und/oder des Planetenradträgers und eines Zahnrads des Planetenradsatzes, sodass diese gemeinsam mit der gleichen Umdrehungszahl um denselben Punkt, vorzugsweise den Mittelpunkt des Planetenradsatzes, rotieren. Beim Verblocken zweier Zahnräder und/oder eines Planetenradträgers und eines Zahnrads des Planetenradsatzes wirkt der Planetenradsatz vorzugsweise wie eine Welle, es findet insbesondere keine Übersetzung im Planetenradsatz statt.
  • Unter „antriebswirksam verbunden“ oder „verbunden“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine nicht schaltbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen verstanden werden, welche zu einer permanenten Übertragung einer Drehzahl, eines Drehmoments und/oder Antriebsleistung vorgesehen ist. Die Verbindung kann dabei sowohl direkt oder über eine Festübersetzung erfolgen. Die Verbindung kann beispielsweise über eine feste Welle, eine Verzahnung, insbesondere eine Stirnradverzahnung, und/oder ein Umschlingungsmittel, insbesondere ein Zugmittelgetriebe, erfolgen.
  • Unter „antriebswirksam verbindbar“, „kann antriebswirksam verbunden werden“ oder „ist zum antriebswirksamen Verbinden ausgebildet“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein schaltbares Verbinden zwischen zwei Bauteilen verstanden werden, welches in einem geschlossenen Zustand zu einer temporären Übertragung einer Drehzahl, eines Drehmoments und/oder einer Antriebsleistung vorgesehen ist. In einem geöffneten Zustand überträgt das schaltbare Verbinden vorzugsweise temporär im Wesentlichen keine Drehzahl, kein Drehmoment und/oder keine Antriebsleistung.
  • Unter Standladen bzw. Laden-in-Neutral ist insbesondere das Betreiben der elektrischen Antriebsmaschine als Generator zu verstehen, vorzugsweise bei einem Stillstand mit laufender Verbrennungsmaschine, um einen Energiespeicher zu befüllen und/oder eine Bordelektronik zu speisen.
  • 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.
  • Ein Gangstufenwechsel, insbesondere ein serielles Schalten, erfolgt insbesondere durch Abschalten eines Schaltelements und/oder einer Kupplung und gleichzeitiges Aufschalten des Schaltelements 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 von 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.
  • 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.
  • Beim seriellen Fahren oder Kriechen wird eine elektrische Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs generatorisch von einer Verbrennungsmaschine des Kraftfahrzeugs betrieben. Die so erzeugte Energie wird dann einer weiteren elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt, um Antriebsleistung bereitzustellen.
  • Eine elektrische Fahrzeugachse, oder kurz elektrische Achse, ist vorzugsweise eine Nicht-Haupt-Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, bei der mittels einer elektrischen Antriebsmaschine Antriebsleistung auf Räder des Kraftfahrzeugs übertragen werden kann. Es versteht sich, dass die elektrische Antriebsmaschine auch mittels eines Getriebes angebunden sein kann. Mittels einer elektrischen Achse kann ganz oder teilweise eine Zugkraft aufrechterhalten werden, wenn im Getriebe für eine Haupt-Antriebsachse ein Gangwechsel erfolgt. Ferner kann mittels einer elektrischen Achse zumindest teilweise eine Allrad-Funktionalität eingerichtet werden.
  • Ein elektrodynamisches Anfahrelement (EDA) bewirkt, dass über einen oder mehrere Planetenradsätze eine Drehzahlüberlagerung von Verbrennungsmaschinen-Drehzahl und elektrischer Antriebsmaschinen-Drehzahl stattfindet, sodass ein Anfahren eines Kraftfahrzeugs aus dem Stillstand bei laufender Verbrennungsmaschine, vorzugsweise ohne Reibkupplung, möglich ist. Dabei stützt die elektrische Antriebsmaschine ein Drehmoment ab. Vorzugsweise ist die Verbrennungsmaschine nicht mehr durch eine Anfahrkupplung oder dergleichen vom Getriebe trennbar. Durch Verwenden eines EDAs können vorzugsweise Anlasser, Generator und Anfahrkupplung beziehungsweise hydrodynamischer Wandler entfallen. Dabei baut ein EDA insbesondere so kompakt, dass alle Komponenten im serienmäßigen Kupplungsgehäuse ohne Verlängerung des Getriebes Platz finden. Das elektrodynamische Anfahrelement kann beispielsweise über einen weich abgestimmten Torsionsdämpfer fest mit einer Verbrennungsmaschine und insbesondere einem Schwungrad einer Verbrennungsmaschine verbunden sein. Somit können die elektrische Antriebsmaschine und die Verbrennungsmaschine wahlweise gleichzeitig oder alternativ betrieben werden. Hält das Kraftfahrzeug an, können elektrische Antriebsmaschine und Verbrennungsmaschine abgeschaltet werden. Aufgrund einer guten Regelbarkeit der elektrischen Antriebsmaschine wird eine sehr hohe Anfahrqualität erreicht, die der eines Antriebs mit Wandlerkupplung entsprechen kann.
  • Bei einer sogenannten elektrodynamischen Schaltung (EDS) findet wie beim EDA-Anfahren über einen oder mehrere Planetenradsätze eine Drehzahlüberlagerung von Verbrennungsmaschinen-Drehzahl und elektrischer Antriebsmaschinen-Drehzahl statt. Zum Schaltungsbeginn werden die Drehmomente der elektrischen Antriebsmaschine und der Verbrennungsmaschine angepasst, sodass das auszulegende Schaltelement lastfrei wird. Nach dem Öffnen dieses Schaltelements erfolgt eine Drehzahlanpassung unter Erhaltung der Zugkraft, sodass das einzulegende Schaltelement synchron wird. Nach dem Schließen des Schaltelements erfolgt die Lastaufteilung zwischen der Verbrennungsmaschine und der elektrischen Antriebsmaschine beliebig je nach Hybrid-Betriebsstrategie. Das elektrodynamische Schaltverfahren hat den Vorteil, dass das zu schaltende Schaltelement des Zielgangs durch das Zusammenspiel der elektrischen Antriebsmaschine und der Verbrennungsmaschine synchronisiert wird, wobei die elektrische Antriebsmaschine vorzugsweise präzise regelbar ist. Ein weiterer Vorteil des EDS-Schaltverfahrens ist, dass eine hohe Zugkraft erreicht werden kann, da sich die Drehmomente der Verbrennungsmaschine und der elektrischen Maschine im Hybridgetriebe summieren.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang;
    • 2 eine schematische Darstellung einer Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes;
    • 3 schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes gemäß der 2;
    • 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes;
    • 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes;
    • 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes;
    • 7 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes;
    • 8 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes;
    • 9 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes; und
    • 10 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante eines Hybridgetriebes.
  • In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 gezeigt. Der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 weist eine erste elektrische Antriebsmaschine 14, eine Verbrennungsmaschine 16 und eine zweite elektrische Antriebsmaschine 18 auf, die mittels eines Hybridgetriebes 20 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, der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 18 den Rädern des Kraftfahrzeugs 10 zugeführt. Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner einen Energiespeicher 22 auf, um Energie zu speichern, die zum Versorgen der ersten und zweiten elektrischen Antriebsmaschine 14, 18 dient. Es versteht sich, dass im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 auch eine elektrische Achse vorgesehen sein kann, die die nicht mit dem Hybridgetriebe 20 verbundene Achse des Kraftfahrzeugs 10 antreibt.
  • 2 zeigt eine vereinfachte Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 20 in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12. Das Hybridgetriebe 20 umfasst eine erste Getriebeeingangswelle 24 und eine zweite Getriebeeingangswelle 26, die dazu ausgebildet sind, Antriebsleistung der Antriebsmaschinen 14, 16, 18 in das Hybridgetriebe 20 zu übertragen.
  • Die erste Getriebeeingangswelle 24 ist als Vollwelle ausgebildet und koaxial zur zweiten Getriebeeingangswelle 26 angeordnet. Die zweite Getriebeeingangswelle 26 umgibt die erste Getriebeeingangswelle 24 zumindest abschnittsweise.
  • Das Hybridgetriebe umfasst ferner insgesamt vier gangbildende Stirnradpaare, die mit ST1-ST4 bezeichnet sind, sowie einen Planetenradsatz RS und eine Vorgelegewelle 28. In dem gezeigten Beispiel fungiert die Vorgelegewelle 28 als Abtriebswelle und ist über ein nicht näher bezeichnetes Abtriebszahnrad mit einem Abtrieb 30 des Hybridgetriebes 20 verbunden.
  • Ein Sonnenrad des Planetenradsatzes RS ist festgesetzt, ein Planetenradträger des Planetenradsatzes RS ist antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 verbunden und ein Hohlrad des Planetenradsatzes RS ist antriebswirksam mit dem vierten Stirnradpaar ST4 verbindbar. Ferner ist die zweite Getriebeeingangswelle 26 mit dem vierten Stirnradpaar ST4 verbindbar, wobei die zweite Getriebeeingangswelle 26 antriebswirksam mit der als Koaxialmaschine ausgebildeten ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 verbunden ist.
  • In dem gezeigten Beispiel ist die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 mittels des ersten Stirnradpaars ST1, insbesondere einem an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordneten Festrad des ersten Stirnradpaars ST1, antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 verbunden. Ferner ist die nicht gezeigte Verbrennungsmaschine 16 mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 verbunden.
  • Das erste Stirnradpaar ST1 und das zweite Stirnradpaar ST2 umfassen jeweils ein an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnetes Festrad, das jeweils mit einem an der Vorgelegewelle 28 angeordneten Losrad kämmt. Das dritte Stirnradpaar ST3 und das vierte Stirnradpaar ST4 umfassen jeweils ein an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnetes Losrad, das mit einem an der Vorgelegewelle 28 angeordneten Festrad kämmt.
  • Das Losrad des vierten Stirnradpaars ST4 ist durch Einlegen eines ersten Schaltelements A antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 verbindbar.
  • Das Losrad des zweiten Stirnradpaars ST2 ist durch Einlegen eines zweiten Schaltelements B antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 28 verbindbar.
  • Das Losrad des dritten Stirnradpaars ST3 ist durch Einlegen eines dritten Schaltelements C antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 verbindbar.
  • Das Losrad des ersten Stirnradpaars ST1 ist durch Einlegen eines vierten Schaltelements D antriebswirksam mit der Vorgelegewelle 28 verbindbar.
  • Das Losrad des vierten Stirnradpaars ST4 ist zudem durch Einlegen eines fünften Schaltelements E antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 verbindbar, wobei bei dieser Verbindung keine Übersetzung durch den Planetenradsatz RS eingerichtet wird.
  • Zudem ist das Losrad des vierten Stirnradpars ST4 durch Einlegen eines sechsten Schaltelements F antriebswirksam mit einem Hohlrad des Planetenradsatzes RS verbindbar, wobei durch diese Verbindung eine Untersetzung oder Übersetzung der Antriebsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 mittels des Planetenradsatzes RS eingerichtet wird.
  • In der gezeigten Ausführungsform ist der Planetenradsatz RS zumindest abschnittsweise radial und/oder axial innerhalb der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 angeordnet. Das zweite Schaltelement B ist mit dem vierten Schaltelement D zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Das erste Schaltelement A ist mit einem dritten Schaltelement C zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Zudem sind das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement F zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Es versteht sich, dass alle Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente, beispielsweise Klauenschaltelemente, ausgeführt sein können.
  • In dem gezeigten Beispiel sind die Getriebebauteile von einer Anbindungsseite der nicht gezeigten Verbrennungsmaschine 16 aus gesehen wie folgt angeordnet; zunächst das erste Stirnradpaar ST1, dann das Doppelschaltelement umfassend das vierte Schaltelement D und das zweite Schaltelement B, dann das zweite Stirnradpaar ST2, dann das dritte Stirnradpaar ST3, dann das Doppelschaltelement umfassend das dritte Schaltelement C und das erste Schaltelement A, dann das vierte Stirnradpaar ST4, dann das Doppelschaltelement umfassend das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement F und schließlich den Planetenradsatz RS.
  • Es versteht sich ferner, dass dem im Hybridgetriebe 20 gezeigten Radsatz üblicherweise ein Differential nachgeschaltet wird. Ferner kann zwischen Verbrennungsmaschine 16 und der ersten Getriebeeingangswelle 24 vorzugsweise ein Element zur Drehschwingungsentkopplung, beispielsweise ein Torsionsdämpfer oder ein Zweimassenschwungrad, angeordnet sein.
  • In 3 sind schematisch die Schaltzustände des Hybridgetriebes 20 gemäß der 2 und der folgenden Figuren in einer Schaltmatrix 32 gezeigt. In einer ersten Spalte der Schaltmatrix 32 sind die Hybridgangstufen H1 bis H4, zwei Elektrogangstufen E1, E2 und ein Zustand Laden-in-Neutral gezeigt. Zusätzlich ist bei den Gangstufen die Kombination aus Verbrennungsgangstufe und Elektrogangstufe, die die jeweilige Hybrid- oder Elektrogangstufe bildet, angegeben. In der zweiten bis siebten Spalte sind die Schaltzustände der Schaltelemente A bis F sowie einer optionalen Verbrennungsmaschinenkupplung, wie beispielsweise in den 9 und 10, gezeigt, wobei ein „X“ bedeutet, dass das jeweilige Schaltelement bzw. die jeweilige Kupplung geschlossen ist, also die zugeordneten Getriebebauteile antriebswirksam miteinander verbindet. Sofern kein Eintrag vorhanden ist, ist davon auszugehen, dass das entsprechende Schaltelement offen ist, also keine Antriebsleistung überträgt. Die Hybridgangstufen H1 bis H4 weisen jeweils drei Varianten auf, wobei in der ersten Spalte zusätzlich eine Kombination der jeweiligen Verbrennungsgangstufe mit der jeweiligen Elektrogangstufe mitaufgenommen ist, die zur jeweiligen Hybridgangstufe führt.
  • Eine erste Variante der ersten Hybridgangstufe H1.1, die eine Kombination der ersten Verbrennungsgangstufe V1 mit der ersten Elektrogangstufe E1 darstellt, kann durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0, des ersten Schaltelements A und des fünften Schaltelements E eingerichtet werden.
  • Ein Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0, des ersten Schaltelements A und des sechsten Schaltelements F richtet eine zweite Variante der ersten Hybridgangstufe H1.2 ein, die eine Kombination der ersten Verbrennungsgangstufe V1 mit der zweiten Elektrogangstufe E2 darstellt.
  • Eine dritte Variante der ersten Hybridgangstufe H1.3, die eine Kombination der ersten Verbrennungsgangstufe V1 mit der nullten Elektrogangstufe E0 darstellt, kann durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0 und des ersten Schaltelements A eingerichtet werden. Unter Elektrogangstufe E0 ist insbesondere zu verstehen, dass die erste elektrische Antriebsmaschine 14 keine Antriebsleistung in dieser Gangstufe überträgt.
  • Die ersten Varianten der Hybridgangstufen sind jeweils eine Kombination der entsprechenden Verbrennungsgangstufe mit der ersten Elektrogangstufe E1. Die zweiten Varianten der Hybridgangstufen entsprechen einer Kombination der entsprechenden Verbrennungsgangstufe mit der zweiten Elektrogangstufe E2. Die dritten Varianten der Hybridgangstufen entsprechen jeweils einer Kombination der entsprechenden Verbrennungsgangstufe mit der Elektrogangstufe E0, also einem Schaltzustand, in dem die erste elektrische Antriebsmaschine 14 keine Übertragungsleistung beisteuert.
  • Eine erste Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.1 kann durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0, des zweiten Schaltelements B und des fünften Schaltelements E eingerichtet werden.
  • Ein Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0 des zweiten Schaltelements B und des sechsten Schaltelements F richtet eine zweite Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.2 ein.
  • Eine dritte Variante der zweiten Hybridgangstufe H2.3 kann durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0 und des zweiten Schaltelements B eingerichtet werden.
  • Ein Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0, des dritten Schaltelements C und des fünften Schaltelements E richtet eine erste Variante der dritten Hybridgangstufe H3.1 ein.
  • Eine zweite Variante der dritten Hybridgangstufe H3.2 kann durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0, des dritten Schaltelements C und des sechsten Schaltelements F eingerichtet werden.
  • Ein Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0 und des dritten Schaltelements C richtet eine dritte Variante der dritten Hybridgangstufe H3.3 ein.
  • Eine erste Variante der vierten Hybridgangstufe H4.1 kann durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0, des vierten Schaltelements D und des fünften Schaltelements E eingerichtet werden.
  • Ein Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0, des vierten Schaltelements D und des sechsten Schaltelements F richtet eine zweite Variante der vierten Hybridgangstufe H4.2 ein.
  • Eine dritte Variante der vierten Hybridgangstufe H4.3 kann durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0 und des vierten Schaltelements D eingerichtet werden.
  • Zum Einrichten der ersten Elektrogangstufe E1 ist das fünfte Schaltelement E zu schließen.
  • Die zweite Elektrogangstufe E2 kann durch Schließen des sechsten Schaltelements F eingerichtet werden.
  • In der Schaltmatrix 32 bedeutet eine Kombination mit der nullten Verbrennungsgangstufe V0, dass keine Antriebsleistung von der Verbrennungsmaschine 16 zur Verfügung gestellt wird.
  • Ein Zustand Laden-in-Neutral mittels der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 18 kann durch Schließen der Verbrennungsmaschinenkupplung K0 eingerichtet werden.
  • Es versteht sich, dass, sofern keine Verbrennungsmaschinenkupplung K0 vorhanden ist, also beispielsweise wie in dem in 2 gezeigten Hybridgetriebe 20, die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 als geschlossen anzusehen ist.
  • Mittels der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 18 kann ein Start der Verbrennungsmaschine 16 aus rein elektrischer Fahrt erfolgen. Ferner kann die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 von der Verbrennungsmaschine 16 generatorisch betrieben werden und eine Bordnetzversorgung sicherstellen.
  • Es versteht sich, dass durch die generatorisch betriebene zweite elektrische Antriebsmaschine 18 ein serielles Kriechen bzw. Fahren sowohl vorwärts als auch rückwärts möglich ist, wobei die von der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 18 generatorisch gewandelte Energie der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 zum entsprechenden Fahrbetrieb zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Ferner kann die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 die Verbrennungsmaschine 16 bei einer Drehzahlregelung beispielsweise beim Ankoppeln und bei Schaltungen unterstützen.
  • Die Verbrennungsmaschine 16 kann in allen hybriden Gangstufen angekoppelt werden, wenn die erste elektrische Antriebsmaschine 14 die erste Elektrogangstufe E1 oder die zweite Elektrogangstufe E2 nutzt. Mit anderen Worten kann die Verbrennungsmaschine 16 in jeder Hybridgangstufe angekoppelt werden.
  • Zudem kann die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 beim Entlasten des ersten bis vierten Schaltelements A bis D unterstützen, indem die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 generatorisch von der Verbrennungsmaschine 16 betrieben wird. Der hierdurch erzeugte Strom kann von der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 zur Zugkraftunterstützung genutzt werden.
  • Mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 kann elektrisch angefahren und gefahren werden, sowohl vorwärts als auch rückwärts. Ferner kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 die Zugkraft stützen bei Schaltungen für die Verbrennungsmaschine 16. Insbesondere kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 über die erste Elektrogangstufe E1 oder die zweite Elektrogangstufe E2 die Zugkraft aufrechterhalten, wenn ein Wechsel bei einem ersten, zweiten, dritten oder vierten Schaltelement A, B, C, D erfolgt.
  • Eine Lastschaltung von der ersten Verbrennungsgangstufe V1 in die zweite Verbrennungsgangstufe V2 im Hybridbetrieb kann beispielsweise wie folgt erfolgen. Im Ausgangspunkt, also wenn die erste Verbrennungsgangstufe V1 für die Verbrennungsmaschine 16 eingelegt ist, sind das erste Schaltelement A, und - sofern vorhanden - die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 geschlossen. Anschließend erfolgt ein Lastabbau am ersten Schaltelement A und ein gleichzeitiger Lastaufbau an der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14. Der Lastabbau kann erfolgen, indem die Verbrennungsmaschine 16 und die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 das Moment abbauen oder wenn die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 das Moment der Verbrennungsmaschine 16 generatorisch ausgleicht, sodass die Summe der Momente der Verbrennungsmaschine 16 und der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 18 im Wesentlichen null sind. Das erste Schaltelement A wird sodann geöffnet. Die Drehzahlen der Verbrennungsmaschine 16 und der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 18 werden abgesenkt, sodass das zweite Schaltelement B synchron wird. Dazu kann beispielsweise die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 generatorisch arbeiten, was bevorzugt ist, oder die Verbrennungsmaschine 16 kann in den Schubbetrieb gehen. Sodann kann das zweite Schaltelement B eingelegt werden.
  • Im Hybridbetrieb kann im Hintergrund lastfrei von der ersten Elektrogangstufe E1 in die zweite Elektrogangstufe E2 gewechselt werden, wobei jeweils von der ersten Variante der entsprechenden Hybridgangstufe in die zweite Variante der entsprechenden Hybridgangstufe gewechselt wird. Dabei wird eine Drehzahl der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 abgesenkt. Die Umschaltung erfolgt jeweils, während die Verbrennungsmaschine 16 und/oder die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 in jeweils einer dritten Variante der Hybridgangstufe die Zugkraft aufrechterhalten.
  • Im Hybridbetrieb kann die erste elektrische Antriebsmaschine 14 abgekoppelt werden, wenn die Verbrennungsmaschine 16 und/oder die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 in einer dritten Variante einer Hybridgangstufe betrieben werden. Hierdurch kann ein effizienter verbrennungsmotorischer und/oder hybrider Fahrbetrieb mittels der Verbrennungsmaschine 16 und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 18 erfolgen.
  • Es versteht sich, dass die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 gegebenenfalls kleiner dimensioniert werden kann als die erste elektrische Antriebsmaschine 14, da die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 vorzugsweise keine wesentlichen Fahrfunktionen erfüllen muss.
  • In 4 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 20 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform ist die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 nicht am Festrad des ersten Stirnradpaars ST1 an das Getriebe angebunden, sondern über ein Anbindungszahnrad, das als Festrad ausgebildet und an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet ist. Hierdurch kann eine Übersetzung bei der Anbindung der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 18 an das Hybridgetriebe 20 variabler gewählt werden. In der gezeigten Ausführungsform ist die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 über ein Festrad an einer Rotorwelle der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 18, das mit einem weiteren Festrad kämmt, wobei das weitere Festrad mit dem Anbindungszahnrad kämmt, an das Hybridgetriebe 20 angebunden.
  • In 5 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 20 gezeigt. Im Unterschied zu der in 4 gezeigten Ausführungsform sind beim ersten Stirnradpaar ST1 und beim zweiten Stirnradpaar ST2 jeweils die Fest- und Losräder getauscht. Es versteht sich, dass das vierte Schaltelement D und das zweite Schaltelement B ebenfalls getauscht sind. Folglich ist die Vorgelegewelle 28 schaltelementfrei ausgebildet und weist ausschließlich Festräder auf.
  • Diese Ausführungsform eignet sich bevorzugt für Varianten, bei denen die zweite elektrische Antriebsmaschine 18 mittels eines Anbindungszahnrads an das Hybridgetriebe 20 angebunden ist.
  • Es versteht sich, dass der Tausch eines Losrads mit einem Festrad auch nur bei einem der Stirnradpaare ST1, ST2 denkbar ist.
  • In 6 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 20 gezeigt. Im Unterschied zu der in 5 gezeigten Ausführungsform ist beim dritten Stirnradpaar ST3 die Anordnung des Los- bzw. Festrads getauscht. Folglich ist das Festrad des dritten Stirnradpaares ST3 an der ersten Getriebeeingangswelle 24 angeordnet und das Losrad an der Vorgelegewelle 28 angeordnet. Hierdurch ist auch das dritte Schaltelement C an der Vorgelegewelle 28 angeordnet. Das erste Schaltelement A und das dritte Schaltelement C können bei dieser Ausführungsform ebenfalls mittels eines einzigen Aktors bedient werden. Hierfür bedarf es allerdings einer zusätzlichen Schaltgabel.
  • In 7 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 20 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform weist die in 7 gezeigte Ausführungsform eine alternative Anbindung am Planetenradsatz RS auf. Das Hohlrad des Planetenradsatzes RS ist mit dem Losrad des vierten Stirnradpaars ST4 antriebswirksam verbunden. Die zweite Getriebeeingangswelle 26 ist antriebswirksam mit einem Planetenradträger des Planetenradsatzes RS verbunden. Ferner ist das Sonnenrad des Planetenradsatzes RS durch Einlegen des sechsten Schaltelements F festsetzbar. Das fünfte Schaltelement E ist dazu ausgebildet, die zweite Getriebeeingangswelle, also den Planetenradträger des Planetenradsatzes RS, antriebswirksam mit dem Sonnenrad des Planetenradsatzes RS zu verbinden. Folglich kann durch Einlegen des fünften Schaltelements E in der gezeigten Ausführungsform der Planetenradsatz RS verblockt werden.
  • In 8 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßem Hybridgetriebes 20 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform sind die Anbindungen am Planetenradsatz RS getauscht. Ein Hohlrad des Planetenradsatzes RS ist antriebswirksam mit dem Losrad des vierten Stirnradpaars ST4 verbunden und durch Einlegen des fünften Schaltelements E antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 verbindbar. Ein Planetenradträger des Planetenradsatzes RS ist durch Einlegen eines sechsten Schaltelements F antriebswirksam mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26 verbindbar. Das Sonnenrad des Planetenradsatzes RS ist festgesetzt.
  • Ferner ist das Doppelschaltelement umfassend das fünfte Schaltelement E und das sechste Schaltelement F zumindest abschnittsweise radial und/oder axial innerhalb der ersten elektrischen Antriebsmaschine 14 angeordnet.
  • Die in den 7 und 8 offenbarten alternativen Anbindungen des Planetenradsatzes RS sind wirkungsgleich zu den Anbindungen gemäß der 2, 4, 5 und 6.
  • In 9 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 20 gezeigt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform umfasst die erste Getriebeeingangswelle 24 eine Verbrennungsmaschinenkupplung K0. Die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 ist dazu ausgebildet, die nicht gezeigte Verbrennungsmaschine 16 lösbar antriebswirksam mit der ersten Getriebeeingangswelle 24 zu verbinden. In der gezeigten Ausführungsform ist die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet.
  • In 10 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes 20 gezeigt. Im Unterschied zu der in 9 gezeigten Ausführungsform ist die Verbrennungsmaschinenkupplung K0 als reibschlüssiges Schaltelement ausgeführt.
  • Es versteht sich, dass der Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 bzw. das Hybridgetriebe 20 auch ohne Verbrennungsmaschinenkupplung K0 betrieben werden können. Dennoch kann eine Verbrennungsmaschinenkupplung K0 aus verschiedenen Gründen, wie beispielsweise aus funktionssicherheitstechnischen Gründen, sinnvoll sein. Insbesondere ermöglicht eine Verbrennungsmaschinenkupplung K0 in Form eines reibschlüssigen Schaltelements, wie in 10 gezeigt, einen Schleppstart der Verbrennungsmaschine 16. Ferner kann eine als Reibschaltelement ausgeführte Verbrennungsmaschinenkupplung K0 als Notanfahrelement für die Verbrennungsmaschine 16 dienen.
  • 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.
  • 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. Ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 12 kann beispielsweise in Form eines Computerprogramms realisiert werden, das auf einem Steuergerät für den Kraftfahrzeug-Antriebsstrang 12 ausgeführt wird. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger gespeichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hardware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme.
  • Bezugszeichen
    • 10
    Kraftfahrzeug
    12
    Kraftfahrzeug-Antriebsstrang
    14
    erste elektrische Antriebsmaschine
    16
    Verbrennungsmaschine
    18
    zweite elektrische Antriebsmaschine
    20
    Hybridgetriebe
    22
    Energiespeicher
    24
    erste Getriebeeingangswelle
    26
    zweite Getriebeeingangswelle
    28
    Vorgelegewelle
    30
    Abtrieb
    32
    Schaltmatrix
    A bis F
    Schaltelemente
    K0
    Verbrennungsmaschinenkupplung
    RS
    Planetenradsatz
    ST1 bis ST4
    Stirnradpaare
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102020205090 A1 [0006]

Claims (15)

  1. Hybridgetriebe (20) für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) eines Kraftfahrzeugs (10), mit: einer ersten Getriebeeingangswelle (24) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer Verbrennungsmaschine (16) und einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine (18) des Kraftfahrzeugs; einer zweiten Getriebeeingangswelle (26) zum Wirkverbinden des Hybridgetriebes mit einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) des Kraftfahrzeugs; einem Planetenradsatz (RS) mit einem ersten Planetenradsatzelement, einem zweiten Planetenradsatzelement und einem dritten Planetenradsatzelement; einer Vorgelegewelle (28); in mehreren Radsatzebenen angeordneten Stirnradpaaren (ST1, ST2, ST3, ST4) zum Bilden von Gangstufen; und mehreren Gangschaltvorrichtungen mit Schaltelementen (A, B, C, D, E, F) zum Einlegen von Gangstufen, wobei das erste Stirnradpaar, das zweite Stirnradpaar und das dritte Stirnradpaar der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen der Vorgelegewelle und der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnet sind; und das vierte Stirnradpaar der Stirnradpaare zum Bilden von Gangstufen der ersten Getriebeeingangswelle, der zweiten Getriebeeingangswelle und der Vorgelegewelle zugeordnet ist.
  2. Hybridgetriebe (20) nach Anspruch 1, wobei der Planetenradsatz eine erste Verbindung zum vierten Stirnradpaar aufweist; eine zweite Verbindung zu einem Gehäuse aufweist und eine dritte Verbindung zur ersten elektrischen Antriebsmaschine aufweist; und zwei der vorgenannten Verbindungen als permanent feste Verbindungen ausgeführt sind und eine dieser Verbindungen als schaltbare Verbindung ausgeführt ist.
  3. Hybridgetriebe (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schaltelemente (A, B, C, D, E, F) als formschlüssige Schaltelemente, insbesondere als Klauenschaltelemente, ausgebildet sind; und/oder wenigstens zwei der Schaltelemente, bevorzugt alle Schaltelemente, als Doppelschaltelement ausgebildet sind und von einem doppeltwirkenden Aktor betätigbar sind.
  4. Hybridgetriebe (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Getriebeeingangswelle (26) als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Getriebeeingangswelle (24) zumindest abschnittsweise umgibt; und/oder die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle achsparallel zur Vorgelegewelle (28) angeordnet sind.
  5. Hybridgetriebe (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Getriebeeingangswelle (24) eine Verbrennungsmaschinenkupplung (K0) zum lösbaren antriebswirksamen Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungsmaschine (16) umfasst.
  6. Hybridgetriebe (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine (14) jeweils in einer Variante jeder Hybridgangstufe (H1.3, H2.3, H3.3, H4.3) abkoppelbar ist, um einen effizienten Fahrbetrieb mittels der Verbrennungsmaschine (16) und/oder der zweiten elektrischen Antriebsmaschine (18) zu ermöglichen.
  7. Hybridgetriebe (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Hybridgetriebe genau vier Stirnradpaare (ST1, ST2, ST3, ST4), genau einen Planetenradsatz (RS) und genau sechs Schaltelemente (A, B, C, D, E, F) zum Bilden von vier hybriden Gangstufen und zwei Elektrogangstufen aufweist; bei drei Stirnradpaaren (ST1, ST2, ST3) zum Bilden der Gangstufen eine Anordnung des Losrads mit der Anordnung des Festrads tauschbar ist; und/oder eine axiale Anordnung von drei der Stirnradpaare (ST1, ST2, ST3) zum Bilden der Gangstufen beliebig tauschbar ist.
  8. Hybridgetriebe (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Hybridgetriebe an einem ersten Getriebeeingang mit der Verbrennungsmaschine (16) verbindbar ist; und das Hybridgetriebe an einem zweiten, dem ersten Getriebeeingang gegenüberliegenden Getriebeeingang mit der ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) verbindbar ist; und/oder das Hybridgetriebe am ersten Getriebeeingang mittels einem Stirnradpaar der Stirnradpaare (ST1, ST2, ST3) zum Bilden von Gangstufen oder einem Anbindungszahnrad mit der zweiten elektrischen Antriebsmaschine verbindbar ist.
  9. Hybridgetriebe (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein erstes Schaltelement (A) dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle (24) mittels des vierten Stirnradpaars (ST4) antriebswirksam mit der Vorgelegewelle (28) zu verbinden; ein zweites Schaltelement (B) dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle mittels des zweiten Stirnradpaars (ST2) antriebswirksam mit der Vorgelegewelle zu verbinden; ein drittes Schaltelement (C) dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle antriebswirksam mittels des dritten Stirnradpaars (ST3) mit der Vorgelegewelle zu verbinden; ein viertes Schaltelement (D) dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle mittels des ersten Stirnradpaars (ST1) antriebswirksam mit der Vorgelegewelle zu verbinden; ein fünftes Schaltelement (E) dazu ausgebildet ist, die zweite Getriebeeingangswelle übersetzungsfrei mit dem vierten Stirnradpaar (ST4) antriebswirksam zu verbinden und weiter mittels des vierten Stirnradpaars (ST4) antriebswirksam mit der Vorgelegewelle zu verbinden; und/oder ein sechstes Schaltelement (F) dazu ausgebildet ist, die zweite Getriebeeingangswelle durch den Planetenradsatz übersetzt, mittels des vierten Stirnradpaars (ST4) antriebswirksam mit der Vorgelegewelle zu verbinden.
  10. Hybridgetriebe (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine erste Hybridgangstufe (H1) durch Schließen des ersten Schaltelements (A), und vorzugsweise des fünften Schaltelements (E) oder sechsten Schaltelements (F), einrichtbar ist; eine zweite Hybridgangstufe (H2) durch Schließen des zweiten Schaltelements (B), und vorzugsweise des fünften Schaltelements (E) oder sechsten Schaltelements (F), einrichtbar ist; eine dritte Hybridgangstufe (H3) durch Schließen des dritten Schaltelements (C), und vorzugsweise des fünften Schaltelements (E) oder sechsten Schaltelements (F), einrichtbar ist; eine vierte Hybridgangstufe (H4) durch Schließen des vierten Schaltelements (D), und vorzugsweise des fünften Schaltelements (E) oder sechsten Schaltelements (F), einrichtbar ist; eine erste Elektrogangstufe (E1) durch Schließen des fünften Schaltelements (E) einrichtbar ist; und/oder eine zweite Elektrogangstufe (E2) durch Schließen des sechsten Schaltelements (F) einrichtbar ist.
  11. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) für ein Kraftfahrzeug (10), mit: einem Hybridgetriebe (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche; einer Verbrennungsmaschine (16), die mit der ersten Getriebeeingangswelle (24) verbindbar ist; einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (14), die mit der zweiten Getriebeeingangswelle (26) verbunden ist; und einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine (18), die mit der ersten Getriebeeingangswelle (24) antriebswirksam verbunden ist.
  12. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach Anspruch 11, wobei die zweite elektrische Antriebsmaschine (18) als Startergenerator zum Starten der Verbrennungsmaschine (16) ansteuerbar ist; und/oder von der Verbrennungsmaschine generatorisch betreibbar ist, um Energie für ein serielles Kriechen mittels der ersten elektrischen Antriebsmaschine (14) bereitzustellen.
  13. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die erste elektrische Antriebsmaschine (14) als Koaxialmaschine ausgebildet ist; und der Planetenradsatz (RS) und/oder ein Doppelschaltelement zumindest abschnittsweise radial und/oder axial innerhalb der ersten elektrischen Antriebsmaschine angeordnet ist.
  14. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 13.
  15. Kraftfahrzeug (10) mit: einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (12) nach einem der Ansprüche 12 bis 14; und einem Energiespeicher (22) zum Speichern von Energie zum Versorgen der elektrischen Antriebsmaschinen (14, 18).
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Citations (3)

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DE102014213607A1 (de) 2014-07-14 2016-01-14 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantriebsgetriebe eines Kraftfahrzeugs
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