DE102022214115A1

DE102022214115A1 - Motor vehicle transmission for an at least partially electrically powered motor vehicle

Info

Publication number: DE102022214115A1
Application number: DE102022214115.6A
Authority: DE
Inventors: Paul Lenz; Martin Christians; David Rittler; Marcel Schmitt; Jacob Schicketanz; Walter Henneberg; Jens Kaczmarek; Emilio Sifre Botet; Florian Braun; Luisa Weindl; Martin Schneeberger; Kilian Biesenberger; Thomas Waim; Thomas Bergmann; Julian Lüftl
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-12-21
Filing date: 2022-12-21
Publication date: 2024-06-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe (9), umfassend eine Antriebswelle (13), einen Stufenplanetenradsatz (16) sowie eine Ausgangswelle (35), wobei ein Planetenträger (19) des Stufenplanetenradsatzes (16) drehfest mit der Ausgangswelle (35) verbunden ist. Zumindest funktional sind ein erstes Schaltelement (A) und ein zweites Schaltelement (B) vorgesehen, von welchen das erste Schaltelement (A) bei Betätigung ein erstes Hohlrad (21) des Stufenplanetenradsatzes (16) festsetzt. Der Stufenplanetenradsatz (16) weist zudem ein zweites Hohlrad (20) auf, wobei das zweite Schaltelement (B) bei Betätigung das zweite Hohlrad (20) des Stufenplanetenradsatzes (16) festsetzt. Zudem ist ein Planetenradsatz (15) mit einem ersten Element (26), einem zweiten Element (27) und einem dritten Element (28) vorgesehen, wobei das erste Element (26) des Planetenradsatzes (15) drehfest mit der Antriebswelle (13) verbunden ist und das zweite Element (27) drehfest mit einem Sonnenrad (18) des Stufenplanetenradsatzes (16) in Verbindung steht. Ferner sind zumindest funktional ein drittes Schaltelement (C) und ein viertes Schaltelement (D) vorgesehen, von denen das dritte Schaltelement (C) bei Betätigung das dritte Element (28) des Planetenradsatzes (15) festsetzt, während das vierte Schaltelement (D) bei Betätigung zwei der Elemente (26, 27, 28) des Planetenradsatzes (15) drehfest miteinander verbindet.The invention relates to a motor vehicle transmission (9), comprising a drive shaft (13), a stepped planetary gear set (16) and an output shaft (35), wherein a planet carrier (19) of the stepped planetary gear set (16) is connected in a rotationally fixed manner to the output shaft (35). At least functionally, a first switching element (A) and a second switching element (B) are provided, of which the first switching element (A) fixes a first ring gear (21) of the stepped planetary gear set (16) when actuated. The stepped planetary gear set (16) also has a second ring gear (20), wherein the second switching element (B) fixes the second ring gear (20) of the stepped planetary gear set (16) when actuated. In addition, a planetary gear set (15) with a first element (26), a second element (27) and a third element (28) is provided, wherein the first element (26) of the planetary gear set (15) is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft (13) and the second element (27) is connected in a rotationally fixed manner to a sun gear (18) of the stepped planetary gear set (16). Furthermore, at least functionally, a third switching element (C) and a fourth switching element (D) are provided, of which the third switching element (C) fixes the third element (28) of the planetary gear set (15) when actuated, while the fourth switching element (D) when actuated connects two of the elements (26, 27, 28) of the planetary gear set (15) to one another in a rotationally fixed manner.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, insbesondere für eine elektrisch antreibbare Kraftfahrzeugantriebsachse, umfassend mindestens eine Antriebswelle, welche für eine Koppelung mit je einer Antriebsmaschine vorgesehen ist, einen Stufenplanetenradsatz sowie eine Ausgangswelle, wobei der Stufenplanetenradsatz ein Sonnenrad, ein erstes Hohlrad und einen Planetenträger aufweist, in welchem mindestens ein Stufenplanet drehbar gelagert ist, wobei der mindestens eine Stufenplanet axial nebeneinanderliegend je eine erste Laufverzahnung und je eine drehfest mit der ersten Laufverzahnung verbundene, zweite Laufverzahnung aufweist, von welchen an der je einen ersten Laufverzahnung je ein Zahneingriff mit dem Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes und an der je einen zweiten Laufverzahnung je ein Zahneingriff mit dem ersten Hohlrad des Stufenplanetenradsatzes hergestellt ist, wobei der Planetenträger des Stufenplanetenradsatzes drehfest mit der Ausgangswelle verbunden ist, und wobei zumindest funktional ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement vorgesehen sind, von welchen das zumindest funktional vorgesehene, erste Schaltelement bei Betätigung das erste Hohlrad des Stufenplanetenradsatzes festsetzt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, eine elektrisch antreibbare Kraftfahrzeugantriebsachse für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuggetriebes.The invention relates to a motor vehicle transmission for an at least partially electrically driven motor vehicle, in particular for an electrically driven motor vehicle drive axle, comprising at least one drive shaft, which is provided for coupling to a drive machine, a stepped planetary gear set and an output shaft, wherein the stepped planetary gear set has a sun gear, a first ring gear and a planet carrier in which at least one stepped planet is rotatably mounted, wherein the at least one stepped planet has a first running gear and a second running gear axially adjacent to one another, each of which is connected in a rotationally fixed manner to the first running gear, of which a tooth engagement with the sun gear of the stepped planetary gear set is established on the respective first running gear and a tooth engagement with the first ring gear of the stepped planetary gear set is established on the respective second running gear, wherein the planet carrier of the stepped planetary gear set is connected in a rotationally fixed manner to the output shaft, and wherein at least functionally a first switching element and a second switching element are provided, of which the at least functionally provided first switching element, when actuated, is the first The invention further relates to a drive unit for an at least partially electrically driven motor vehicle, an electrically driven motor vehicle drive axle for an at least partially electrically driven motor vehicle, a hybrid or electric vehicle, and a method for operating a motor vehicle transmission.

Bei als Elektro- und Hybridfahrzeug ausgeführten Kraftfahrzeugen wird zum Teil in einem jeweiligen Antriebsstrang zwischen mindestens einer Elektromaschine und Antriebsrädern des jeweiligen Kraftfahrzeuges ein Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehen, um eine Antriebsbewegung der mindestens einen Elektromaschine insbesondere ins Langsame zu den Antriebsrädern übersetzen zu können. Neben eingängig ausgebildeten Getrieben kommen hierbei auch teilweise Kraftfahrzeuggetriebe zur Anwendung, bei denen zwei oder mehr Gänge geschaltet werden können.In the case of motor vehicles designed as electric and hybrid vehicles, a motor vehicle transmission is sometimes provided in a respective drive train between at least one electric machine and the drive wheels of the respective motor vehicle in order to be able to translate a drive movement of the at least one electric machine, in particular at a lower speed, to the drive wheels. In addition to single-speed transmissions, motor vehicle transmissions are also sometimes used in which two or more gears can be engaged.

Aus der WO 2018/045027 A1 geht eine elektrisch antreibbare Kraftfahrzeugantriebsachse mit einer Antriebseinheit hervor, die sich aus einer Elektromaschine und einem Kraftfahrzeuggetriebe zusammensetzt. Bei einer Variante der WO 2018/045027 A1 umfasst das Kraftfahrzeuggetriebe einen Stufenplanetenradsatz, bei welchem in einem Planetenträger mehrere Stufenplaneten drehbar gelagert sind. Die Stufenplaneten sind jeweils axial nebeneinanderliegend mit einer ersten Laufverzahnung und einer zweiten Laufverzahnung ausgestattet, wobei an den ersten Laufverzahnungen der Stufenplaneten ein Zahneingriff mit einem Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes hergestellt ist, welches über eine Stirnradstufe mit einer Antriebswelle des Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt ist. Die Antriebswelle ist hierbei permanent drehfest mit einem Rotor der Elektromaschine verbunden. An den zweiten Laufverzahnungen kämmen die Stufenplaneten jeweils mit einem Hohlrad, welches über ein Schaltelement festgesetzt werden kann. Zudem ist der Planetenträger des Stufenplanetenradsatzes drehfest mit einer Ausgangswelle gekoppelt, welche über eine Stirnradstufe mit einem Eingangselement eines Differentialradsatzes gekoppelt ist. Außerdem ist noch ein weiteres Schaltelement vorgesehen, bei dessen Betätigung das Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes und der Planetenträger drehfest miteinander verbunden werden und dadurch ein Blockumlauf des Stufenplanetenradsatzes erzwungen wird.From the WO 2018/045027 A1 An electrically driven motor vehicle drive axle with a drive unit is produced, which consists of an electric machine and a motor vehicle transmission. In a variant of the WO 2018/045027 A1 the motor vehicle transmission comprises a stepped planetary gear set in which several stepped planets are rotatably mounted in a planet carrier. The stepped planets are each axially adjacent to one another and are equipped with a first running gear and a second running gear, wherein the first running gears of the stepped planets mesh with a sun gear of the stepped planetary gear set, which is coupled to a drive shaft of the motor vehicle transmission via a spur gear stage. The drive shaft is permanently connected in a rotationally fixed manner to a rotor of the electric machine. At the second running gears, the stepped planets each mesh with a ring gear, which can be fixed via a switching element. In addition, the planet carrier of the stepped planetary gear set is rotationally fixedly coupled to an output shaft, which is coupled to an input element of a differential gear set via a spur gear stage. In addition, a further switching element is provided, when actuated, the sun gear of the stepped planetary gear set and the planet carrier are connected to one another in a rotationally fixed manner, thereby forcing a block revolution of the stepped planetary gear set.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kraftfahrzeuggetriebe zu schaffen, welches einen insbesondere axial möglichst kompakten Aufbau aufweist und hierdurch für die Anwendung bei einer Kraftfahrzeugantriebsachse geeignet ist.Based on the prior art described above, it is now the object of the present invention to provide a motor vehicle transmission which has a structure which is as compact as possible, particularly axially, and is thus suitable for use in a motor vehicle drive axle.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Eine Antriebseinheit, in welcher ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehen ist, ist ferner Gegenstand der Ansprüche 10 und 11. Ferner betrifft Anspruch 12 eine elektrisch antreibbare Kraftfahrzeugantriebsachse, während Anspruch 13 ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug zum Gegenstand hat. Schließlich betrifft noch Anspruch 14 ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes. This object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The dependent claims that follow thereon each reflect advantageous developments of the invention. A drive unit in which a motor vehicle transmission according to the invention is provided is also the subject of claims 10 and 11. Furthermore, claim 12 relates to an electrically driven motor vehicle drive axle, while claim 13 relates to a hybrid or electric vehicle. Finally, claim 14 relates to a method for operating a motor vehicle transmission according to the invention.

Gemäß der Erfindung umfasst ein Kraftfahrzeuggetriebe mindestens eine Antriebswelle, welche für eine Koppelung mit je einer Antriebsmaschine vorgesehen ist, einen Stufenplanetenradsatz sowie eine Ausgangswelle. Der Stufenplanetenradsatz weist ein Sonnenrad, ein erstes Hohlrad und einen Planetenträger auf, in welchem mindestens ein Stufenplanet drehbar gelagert ist, wobei der mindestens eine Stufenplanet axial nebeneinanderliegend je eine erste Laufverzahnung und je eine drehfest mit der ersten Laufverzahnung verbundene, zweite Laufverzahnung aufweist, von welchen an der je einen ersten Laufverzahnung je ein Zahneingriff mit dem Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes und an der je einen zweiten Laufverzahnung je ein Zahneingriff mit dem ersten Hohlrad des Stufenplanetenradsatzes hergestellt ist. Dabei ist der Planetenträger des Stufenplanetenradsatzes drehfest mit der Ausgangswelle verbunden. Zumindest funktional sind ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement vorgesehen, von welchen das zumindest funktional vorgesehene, erste Schaltelement bei Betätigung das erste Hohlrad des Stufenplanetenradsatzes festsetzt.According to the invention, a motor vehicle transmission comprises at least one drive shaft, which is provided for coupling to a drive machine, a stepped planetary gear set and an output shaft. The stepped planetary gear set has a sun gear, a first ring gear and a planet carrier, in which at least one stepped planet is rotatably mounted, wherein the at least one stepped planet has a first running gear and a second running gear axially adjacent to one another, each of which has a tooth engagement with the sun gear of the stepped planetary gear set on the first running gear and a tooth engagement with the second running gear on the second running gear. engagement with the first ring gear of the stepped planetary gear set. The planet carrier of the stepped planetary gear set is connected to the output shaft in a rotationally fixed manner. At least functionally, a first switching element and a second switching element are provided, of which the at least functionally provided first switching element fixes the first ring gear of the stepped planetary gear set when actuated.

Unter einer „Welle“, wie der mindestens einen Antriebswelle und der Ausgangswelle, ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches eine Kraftflussführung ggf. bei gleichzeitiger Betätigung eines zumindest funktional vorgesehenen Schaltelements vorgenommen werden kann. Insbesondere stellt die jeweilige Welle dazu eine drehfeste Verbindung zwischen Komponenten des Kraftfahrzeuggetriebes her. Die jeweilige Welle kann die einzelne Komponente des Kraftfahrzeuggetriebes dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial anbinden. So kann die jeweilige Welle auch als radiales Zwischenstück vorliegen, über welches die einzelne Komponente zum Beispiel rein radial angebunden wird. Ferner kann die jeweilige Welle, je nach Verlauf und Anbindung an die jeweilige Komponente bzw. an die jeweiligen Komponenten bzw. einer Anbindbarkeit an diese, als Vollwelle, als Hohlwelle oder teilweise als Voll- und teilweise als Hohlwelle gestaltet sein. Alternativ oder ergänzend dazu kann die jeweilige Welle ein- oder mehrteilig ausgeführt sein.For the purposes of the invention, a “shaft”, such as the at least one drive shaft and the output shaft, is to be understood as a rotatable component of the transmission, via which a power flow can be guided, if necessary, while simultaneously operating an at least functionally provided switching element. In particular, the respective shaft establishes a rotationally fixed connection between components of the motor vehicle transmission. The respective shaft can connect the individual component of the motor vehicle transmission axially or radially, or both axially and radially. The respective shaft can also be present as a radial intermediate piece, via which the individual component is connected purely radially, for example. Furthermore, the respective shaft can be designed as a solid shaft, as a hollow shaft, or partly as a solid and partly as a hollow shaft, depending on the course and connection to the respective component or components or the ability to connect to them. Alternatively or additionally, the respective shaft can be designed in one or more parts.

Mit „axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Längsmittelachse des Kraftfahrzeuggetriebes gemeint, parallel zu welcher auch Rotationsachsen von Wellen und sonstiger rotierbarer Komponenten des Kraftfahrzeuggetriebes orientiert sind. Unter „radial“ ist eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer jeweiligen rotierbaren Komponente des Getriebes zu verstehen.In the sense of the invention, "axial" means an orientation in the direction of a longitudinal center axis of the motor vehicle transmission, parallel to which the rotation axes of shafts and other rotatable components of the motor vehicle transmission are also oriented. "Radial" means an orientation in the diameter direction of a respective rotatable component of the transmission.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebe verfügt über mindestens eine Antriebswelle, welche bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe dafür vorgesehen ist, eine antriebsseitige Koppelung zu je einer Antriebsmaschine herzustellen. Hierbei dient die mindestens eine Antriebswelle jeweils bevorzugt der jeweiligen Koppelung mit genau einer Antriebsmaschine. Dazu ist die mindestens eine Antriebswelle insbesondere mit je einer Anschlussstelle ausgestattet, an welcher jeweils eine Koppelung der mindestens einen Antriebswelle mit der je einen Antriebsmaschine ausgebildet werden kann. Die Anbindung der je einen Antriebsmaschine an die jeweilige Anschlussstelle der mindestens einen Antriebswelle ist im verbauten Zustand des Kraftfahrzeuggetriebes insbesondere permanent vorgenommen, bevorzugt dann, wenn die je eine Antriebsmaschine als Elektromaschine ausgeführt ist. Alternativ dazu kann aber auch jeweils ein zwischenliegendes Anfahrelement, wie beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, eine Anfahrkupplung, etc., vorgesehen sein, über welches die mindestens eine Antriebswelle an ihrer jeweiligen Anschlussstelle mit der je einen vorgeschalteten Antriebsmaschine gekoppelt werden kann bzw. ist. Dies wird hierbei insbesondere dann realisiert, wenn die jeweilige Antriebsmaschine als Brennkraftmaschine konzipiert ist.The motor vehicle transmission according to the invention has at least one drive shaft, which in the motor vehicle transmission according to the invention is provided for establishing a drive-side coupling to a respective drive machine. In this case, the at least one drive shaft preferably serves for the respective coupling to exactly one drive machine. For this purpose, the at least one drive shaft is in particular equipped with a connection point at which a coupling of the at least one drive shaft to the respective drive machine can be formed. The connection of the respective drive machine to the respective connection point of the at least one drive shaft is in particular permanent in the installed state of the motor vehicle transmission, preferably when the respective drive machine is designed as an electric machine. Alternatively, however, an intermediate starting element, such as a hydrodynamic torque converter, a starting clutch, etc., can also be provided, via which the at least one drive shaft can be or is coupled at its respective connection point to the respective upstream drive machine. This is achieved in particular when the respective drive machine is designed as an internal combustion engine.

Die Koppelung zwischen der je einen Antriebsmaschine und der mindestens einen Antriebswelle liegt bevorzugt in der Form vor, dass im verbauten Zustand des Kraftfahrzeuggetriebes zwischen einer jeweiligen Drehzahl der mindestens einen Antriebswelle des Kraftfahrzeuggetriebes und einer jeweiligen Drehzahl der je einen Antriebsmaschine jeweils stets ein festes Drehzahlverhältnis vorherrscht. So kann im Rahmen der Erfindung zwischen der mindestens einen Antriebswelle und der je einen Antriebsmaschine ggf. noch jeweils mindestens eine Übersetzungsstufe, wie beispielsweise eine Stirnradstufe und/oder eine Planetenstufe, vorgesehen sein, über welche eine Vorübersetzung einer Drehbewegung der je einen Antriebsmaschine auf die mindestens eine Antriebswelle darstellbar ist. Besonders bevorzugt erfolgt aber an der mindestens einen Antriebswelle des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes jeweils eine drehfeste Anbindung der je einen Antriebsmaschine, so dass die Antriebsmaschine und die mindestens eine Antriebswelle im Betrieb jeweils unter derselben Drehzahl laufen.The coupling between the respective drive motor and the at least one drive shaft is preferably in the form that, in the installed state of the motor vehicle transmission, a fixed speed ratio always prevails between a respective speed of the at least one drive shaft of the motor vehicle transmission and a respective speed of the respective drive motor. Thus, within the scope of the invention, at least one gear stage, such as a spur gear stage and/or a planetary gear stage, can be provided between the at least one drive shaft and the respective drive motor, via which a pre-translation of a rotary movement of the respective drive motor to the at least one drive shaft can be represented. However, it is particularly preferred for the respective drive motor to be connected in a rotationally fixed manner to the at least one drive shaft of the motor vehicle transmission according to the invention, so that the drive motor and the at least one drive shaft each run at the same speed during operation.

Bei dem Kraftfahrzeuggetriebe handelt es sich insbesondere um ein Hybrid- oder Elektrofahrzeuggetriebe, welches dafür vorgesehen ist, an der mindestens einen Antriebswelle mit je einer Antriebsmaschine in Form je einer Elektromaschine verbunden zu werden. Besonders bevorzugt ist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebe hierbei für eine Anwendung bei einer elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugantriebsachse vorgesehen. Ein jeweiliger Rotor der je einen Elektromaschine kann dabei, wie vorstehend beschrieben, über mindestens eine zwischenliegende Übersetzungsstufe mit der mindestens einen Antriebswelle des Getriebes gekoppelt sein. Besonders bevorzugt ist ein jeweiliger Rotor der je einen Elektromaschine im verbauten Zustand des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes aber drehfest mit der mindestens einen Antriebswelle verbunden, so dass die mindestens eine Antriebswelle in diesem Fall als eine jeweilige Rotorwelle fungiert.The motor vehicle transmission is in particular a hybrid or electric vehicle transmission which is intended to be connected to the at least one drive shaft with a drive machine in the form of an electric machine. The motor vehicle transmission according to the invention is particularly preferably intended for use with an electrically driven motor vehicle drive axle. A respective rotor of the respective electric machine can, as described above, be coupled to the at least one drive shaft of the transmission via at least one intermediate gear stage. However, a respective rotor of the respective electric machine is particularly preferably connected in a rotationally fixed manner to the at least one drive shaft in the installed state of the motor vehicle transmission according to the invention, so that the at least one drive shaft functions as a respective rotor shaft in this case.

Die Ausgangswelle ist bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe insbesondere dafür vorgesehen, eine abtriebsseitige Koppelung des Kraftfahrzeuggetriebes zu Komponenten herzustellen, welche im verbauten Zustand des Kraftfahrzeuggetriebes in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des jeweiligen Kraftfahrzeuges auf das Kraftfahrzeuggetriebe folgen.The output shaft in the motor vehicle transmission according to the invention is particularly intended to establish an output-side coupling of the motor vehicle transmission to components which, in the installed state of the motor vehicle transmission in the direction of power flow to the drive wheels of the respective motor vehicle on the motor vehicle transmission.

Der Stufenplanetenradsatz des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes umfasst ein Sonnenrad, ein erstes Hohlrad und einen Planetenträger, in welchem mindestens ein Stufenplanet drehbar gelagert geführt ist. Der mindestens eine Stufenplanet ist dabei jeweils mit zwei Laufverzahnungen ausgestattet, die hierbei axial nebeneinanderliegend ausgestaltet und drehfest miteinander verbunden sind. Insbesondere stehen die beiden jeweiligen Laufverzahnungen des mindestens einen Stufenplaneten hierbei über je ein axial zwischenliegendes Wellenstück drehfest miteinander in Verbindung, so dass die beiden jeweiligen Laufverzahnungen in diesem Fall also axial nicht unmittelbar aneinander angrenzen. Alternativ dazu könnten die jeweiligen Laufverzahnungen des mindestens einen Stufenplaneten aber auch axial unmittelbar nebeneinanderliegen, wodurch axial auf die erste Laufverzahnung des mindestens einen Stufenplaneten direkt die zweite Laufverzahnung folgt. Besonders bevorzugt ist der mindestens eine Stufenplanet einteilig ausgestaltet, so dass die beiden jeweiligen Laufverzahnungen sowie ggf. das jeweilige, zwischenliegende Wellenstück durch ein und dasselbe Bauteil ausgebildet sind. Alternativ dazu kommt aber prinzipiell auch eine mehrteilige Ausführung des mindestens einen Stufenplaneten im Rahmen der Erfindung in Betracht.The stepped planetary gear set of the motor vehicle transmission according to the invention comprises a sun gear, a first ring gear and a planet carrier in which at least one stepped planet is rotatably mounted. The at least one stepped planet is equipped with two running gears, which are designed to be axially adjacent to one another and are connected to one another in a rotationally fixed manner. In particular, the two respective running gears of the at least one stepped planet are connected to one another in a rotationally fixed manner via an axially intermediate shaft piece, so that in this case the two respective running gears are not axially directly adjacent to one another. Alternatively, the respective running gears of the at least one stepped planet could also be axially directly adjacent to one another, whereby the second running gear axially follows the first running gear of the at least one stepped planet. The at least one stepped planet is particularly preferably designed in one piece, so that the two respective running gears and possibly the respective intermediate shaft piece are formed by one and the same component. Alternatively, however, a multi-part design of the at least one stepped planet is also possible within the scope of the invention.

An dem mindestens einen Stufenplaneten liegen die beiden jeweiligen Laufverzahnungen bevorzugt auf unterschiedlichen Außendurchmessern des mindestens einen Stufenplaneten, wobei die jeweiligen Laufverzahnungen zudem voneinander abweichende Zähnezahlen aufweisen. Insbesondere ist die erste Laufverzahnung des mindestens einen Stufenplaneten im Vergleich zu der zweiten Laufverzahnung auf einem größeren Außendurchmesser und mit einer höheren Zähnezahl ausgestaltet.On the at least one stepped planet, the two respective running gears preferably lie on different outer diameters of the at least one stepped planet, wherein the respective running gears also have different numbers of teeth. In particular, the first running gear of the at least one stepped planet is designed with a larger outer diameter and a higher number of teeth than the second running gear.

Erfindungsgemäß ist an der ersten Laufverzahnung des mindestens einen Stufenplaneten ein Zahneingriff mit dem Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes hergestellt, während der mindestens eine Stufenplanet an seiner zweiten Laufverzahnung mit dem ersten Hohlrad des Stufenplanetenradsatzes kämmt. Dementsprechend erfolgen die Zahneingriffe des mindestens einen Stufenplaneten mit dem Sonnenrad und dem ersten Hohlrad ebenfalls axial nebeneinanderliegen. Im Sinne der Erfindung ist unter einer jeweiligen „Laufverzahnung“ eine jeweilige Verzahnung zu verstehen, die an dem mindestens einen Stufenplaneten sowie ggf. weiteren Komponenten des Kraftfahrzeuggetriebes ausgestaltet und dafür geeignet ist, einen laufenden, d.h. wandernden Zahneingriff mit einer Verzahnung einer anderen Komponente herzustellen. Die jeweilige Laufverzahnung ist an der jeweiligen Komponente dazu umlaufend gestaltet. Allerdings muss ein Zahneingriff an der jeweiligen Laufverzahnung im Betrieb des Kraftfahrzeuggetriebes nicht permanent wandernd stattfinden.According to the invention, a tooth engagement with the sun gear of the stepped planetary gear set is established on the first running toothing of the at least one stepped planet, while the at least one stepped planet meshes with the first ring gear of the stepped planetary gear set on its second running toothing. Accordingly, the tooth engagements of the at least one stepped planet with the sun gear and the first ring gear also occur axially next to one another. In the sense of the invention, a respective "running toothing" is to be understood as a respective toothing that is designed on the at least one stepped planet and possibly other components of the motor vehicle transmission and is suitable for establishing a running, i.e. moving tooth engagement with a toothing of another component. The respective running toothing is designed to run all the way around on the respective component. However, a tooth engagement on the respective running toothing does not have to be permanently moving during operation of the motor vehicle transmission.

Besonders bevorzugt sind in dem Planetenträger des Stufenplanetenradsatzes mehrere Stufenplaneten drehbar gelagert, die hierbei einander entsprechen und dementsprechend alle jeweils je eine erste Laufverzahnung und je eine zweite Laufverzahnung aufweisen. An den ersten Laufverzahnungen der Stufenplaneten sind dann im Einzelnen Zahneingriffe mit dem Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes hergestellt, während die Stufenplaneten an ihren zweiten Laufverzahnungen jeweils mit dem ersten Hohlrad des Stufenplanetenradsatzes kämmen.Particularly preferably, several stepped planets are rotatably mounted in the planet carrier of the stepped planetary gear set, which correspond to one another and accordingly each have a first running gear and a second running gear. The first running gears of the stepped planets then individually mesh with the sun gear of the stepped planetary gear set, while the stepped planets each mesh with the first ring gear of the stepped planetary gear set on their second running gears.

Der den mindestens einen Stufenplaneten drehbar lagernde Planetenträger ist drehfest mit der Ausgangswelle verbunden, so dass der Planetenträger des Stufenplanetenradsatzes und die Ausgangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes stets gemeinsam rotieren. Hierbei könnte der Planetenträger des Stufenplanetenradsatzes ggf. ganz oder teilweise einstückig mit der Ausgangswelle ausgestaltet sein.The planet carrier, which rotatably supports at least one stepped planet, is connected to the output shaft in a rotationally fixed manner, so that the planet carrier of the stepped planetary gear set and the output shaft of the motor vehicle transmission always rotate together. The planet carrier of the stepped planetary gear set could possibly be designed entirely or partially as one piece with the output shaft.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe sind die mindestens eine Antriebswelle und die Ausgangswelle bevorzugt koaxial zueinander liegend angeordnet, wobei weiter bevorzugt auch der Stufenplanetenradsatz koaxial zu der mindestens einen Antriebswelle und der Ausgangswelle platziert ist.In the motor vehicle transmission according to the invention, the at least one drive shaft and the output shaft are preferably arranged coaxially to one another, wherein the stepped planetary gear set is also preferably placed coaxially to the at least one drive shaft and the output shaft.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe sind zumindest funktional ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement vorgesehen, wobei in einem betätigten Zustand des zumindest funktional vorgesehenen, ersten Schaltelements das erste Hohlrad des Stufenplanetenradsatzes festgesetzt ist. Insofern ist das erste Hohlrad des Stufenplanetenradsatzes bei Darstellung eines betätigten Zustands des zumindest funktional vorgesehenen, ersten Schaltelements dann an einer Drehbewegung gehindert.In the motor vehicle transmission according to the invention, a first shifting element and a second shifting element are provided at least functionally, wherein the first ring gear of the stepped planetary gear set is fixed in an actuated state of the at least functionally provided first shifting element. In this respect, the first ring gear of the stepped planetary gear set is prevented from rotating when the at least functionally provided first shifting element is in an actuated state.

Dass ein jeweiliges Schaltelement „zumindest funktional“ vorgesehen ist, bedeutet im Sinne der Erfindung, dass bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe zumindest die jeweilige Funktion des jeweiligen Schaltelements abgebildet ist. Dabei können die Schaltelemente im Einzelnen tatsächlich physisch als Einzelschaltelement vorliegen oder ihre Funktion wird durch eine andere Komponente abgebildet, wie beispielsweise eine Schalteinrichtung. Eine die Funktion abbildende Komponente kann hierbei dann die Funktion von zwei oder mehr Schaltelementen in einer Einrichtung vereinigen.The fact that a respective switching element is provided “at least functionally” means in the sense of the invention that at least the respective function of the respective switching element is represented in the motor vehicle transmission according to the invention. The switching elements can actually be physically present as a single switching element or their function is represented by another component, such as a switching device. A component that represents the function can then combine the function of two or more switching elements in one device.

Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass der Stufenplanetenradsatz zudem ein zweites Hohlrad aufweist, mit welchem der mindestens eine Stufenplanet des Stufenplanetenradsatzes an der je einen zweiten Laufverzahnung jeweils im Zahneingriff steht. Des Weiteren setzt das zumindest funktional vorgesehene, zweite Schaltelement bei Betätigung das zweite Hohlrad des Stufenplanetenradsatzes fest. Zudem ist ein Planetenradsatz mit einem ersten Element, einem zweiten Element und einem dritten Element in Form eines Sonnenrades, eines Planetenträgers und eines Hohlrades vorgesehen, wobei das erste Element des Planetenradsatzes mit der mindestens einen Antriebswelle gekoppelt ist und das zweite Element drehfest mit dem Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes in Verbindung steht. Ferner sind zumindest funktional ein drittes Schaltelement und ein viertes Schaltelement vorgesehen, von denen das zumindest funktional vorgesehene, dritte Schaltelement bei Betätigung das dritte Element des Planetenradsatzes festsetzt, wohingegen das zumindest funktional vorgesehene, vierte Schaltelement bei Betätigung zwei der Elemente des Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet.The invention now includes the technical teaching that the stepped planetary gear set also has a second ring gear, with which the at least one stepped planet of the stepped planetary gear set is in meshing engagement on the respective second running gear. Furthermore, the at least functionally provided second switching element fixes the second ring gear of the stepped planetary gear set when actuated. In addition, a planetary gear set is provided with a first element, a second element and a third element in the form of a sun gear, a planet carrier and a ring gear, wherein the first element of the planetary gear set is coupled to the at least one drive shaft and the second element is connected in a rotationally fixed manner to the sun gear of the stepped planetary gear set. Furthermore, at least functionally, a third switching element and a fourth switching element are provided, of which the at least functionally provided third switching element fixes the third element of the planetary gear set when actuated, whereas the at least functionally provided fourth switching element connects two of the elements of the planetary gear set to one another in a rotationally fixed manner when actuated.

Mit anderen Worten weist also der Stufenplanetenradsatz neben dem Planetenträger, dem Sonnenrad und dem ersten Hohlrad noch ein weiteres, zweites Hohlrad auf, welches dabei mit der je einen zweiten Laufverzahnung des mindestens einen Stufenplaneten kämmt. Dementsprechend ist an der je einen zweiten Laufverzahnung des mindestens einen Stufenplaneten gleichzeitig ein Zahneingriff mit dem Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes und dem zweiten Hohlrad hergestellt. Letzteres kann zudem durch Betätigung des zumindest funktional vorgesehenen, zweiten Schaltelements festgesetzt und in der Folge an einer Drehbewegung gehindert werden.In other words, in addition to the planet carrier, the sun gear and the first ring gear, the stepped planetary gear set also has a further, second ring gear, which meshes with the second running gear of the at least one stepped planet. Accordingly, the second running gear of the at least one stepped planet simultaneously meshes with the sun gear of the stepped planetary gear set and the second ring gear. The latter can also be fixed by actuating the at least functionally provided second switching element and subsequently prevented from rotating.

Neben dem Stufenplanetenradsatz verfügt das Kraftfahrzeuggetriebe außerdem noch über einen Planetenradsatz, welcher sich aus einem ersten Element, einem zweiten Element und einem dritten Element zusammensetzt. Von diesen Elementen handelt es sich dabei bei einem Element um ein Sonnenrad, bei einem Element um einen Planetenträger und bei einem Element um ein Hohlrad des Planetenradsatzes. Das erste Element des Planetenradsatzes ist permanent mit der mindestens einen Antriebswelle gekoppelt, so dass das erste Element des Planetenradsatzes und die mindestens eine Antriebswelle stets gemeinsam mit einem festen Drehzahlverhältnis rotieren. Ferner sind das zweite Element des Planetenradsatzes und das Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes drehfest miteinander verbunden, wodurch das zweite Element des Planetenradsatzes und das Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes permanent gemeinsam rotieren.In addition to the stepped planetary gear set, the motor vehicle transmission also has a planetary gear set, which is made up of a first element, a second element and a third element. Of these elements, one element is a sun gear, one element is a planet carrier and one element is a ring gear of the planetary gear set. The first element of the planetary gear set is permanently coupled to the at least one drive shaft, so that the first element of the planetary gear set and the at least one drive shaft always rotate together at a fixed speed ratio. Furthermore, the second element of the planetary gear set and the sun gear of the stepped planetary gear set are connected to one another in a rotationally fixed manner, as a result of which the second element of the planetary gear set and the sun gear of the stepped planetary gear set permanently rotate together.

Neben den zumindest funktional vorgesehenen ersten und zweiten Schaltelementen sind zudem noch zumindest funktional ein drittes Schaltelement und ein viertes Schaltelement Teil des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes, wobei bei Darstellung eines betätigten Zustands des zumindest funktional vorgesehenen, dritten Schaltelements das dritte Element des Planetenradsatzes festgesetzt ist. Wird hingegen ein betätigter Zustand des zumindest funktional vorgesehenen, vierten Schaltelements dargestellt, so werden zwei der Elemente des Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden, was einen Blockumlauf des Planetenradsatzes zur Folge hat. Hierdurch wird dann eine drehfeste Verbindung des ersten Elements des Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes herbeigeführt.In addition to the at least functionally provided first and second shifting elements, a third shifting element and a fourth shifting element are also at least functionally part of the motor vehicle transmission according to the invention, wherein when an actuated state of the at least functionally provided third shifting element is shown, the third element of the planetary gear set is fixed. If, however, an actuated state of the at least functionally provided fourth shifting element is shown, two of the elements of the planetary gear set are connected to one another in a rotationally fixed manner, which results in a block revolution of the planetary gear set. This then brings about a rotationally fixed connection of the first element of the planetary gear set to the sun gear of the stepped planetary gear set.

Eine derartige Ausgestaltung eines Kraftfahrzeuggetriebes hat dabei den Vorteil, dass durch Kombination des Stufenplanetenradsatzes mit dem vorgeschalteten Planetenradsatz ein besonders kompakter Aufbau möglich ist. Zudem können durch selektive Betätigung der zumindest funktional vorgesehenen Schaltelemente unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse als Gänge geschaltet werden, die für eine Einbindung einer insbesondere als Elektromaschine ausgestalteten Antriebsmaschine geeignet sind. Dadurch, dass sowohl das erste Schaltelement, als auch das zweite Schaltelement bei Betätigung jeweils eines der Hohlräder des Stufenplanetenradsatzes festsetzen, sind diese zumindest funktional vorgesehenen Schaltelemente an einem Außendurchmesser des Stufenplanetenradsatzes und dementsprechend auf einem großen Durchmesser anzuordnen. Dadurch kann mit verhältnismäßig kleinem Kraftaufwand jeweils ein Bremsmoment erzeugt werden, so dass auch eine zugehörige Aktuatorik entsprechend kleiner dimensioniert werden kann. Insgesamt lässt sich ein Getriebe realisieren, welches aufgrund seines kompakten Aufbaus und der geeigneten Anordnung von zumindest zwei der funktional vorgesehenen Schaltelemente besonders für die Anwendung bei einer elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugantriebsachse geeignet ist.Such a design of a motor vehicle transmission has the advantage that a particularly compact structure is possible by combining the stepped planetary gear set with the upstream planetary gear set. In addition, by selectively operating the at least functionally provided switching elements, different transmission ratios can be switched as gears, which are suitable for integrating a drive machine designed in particular as an electric machine. Because both the first switching element and the second switching element fix one of the ring gears of the stepped planetary gear set when actuated, these at least functionally provided switching elements are to be arranged on an outer diameter of the stepped planetary gear set and accordingly on a large diameter. As a result, a braking torque can be generated with relatively little effort, so that the associated actuators can also be dimensioned accordingly smaller. Overall, a transmission can be realized which, due to its compact structure and the suitable arrangement of at least two of the functionally provided switching elements, is particularly suitable for use with an electrically driven motor vehicle drive axle.

Besonders bevorzugt weist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebe zumindest von der Funktion her genau vier Schaltelemente in Form des ersten Schaltelements, des zweiten Schaltelements, des dritten Schaltelements und des vierten Schaltelements auf. Insbesondere sind zwischen der Antriebswelle und der Ausgangswelle als Übersetzungsstufen lediglich der Planetenradsatz und der Stufenplanetenradsatz vorgesehen.Particularly preferably, the motor vehicle transmission according to the invention has, at least in terms of function, exactly four shifting elements in the form of the first shifting element, the second shifting element, the third shifting element and the fourth shifting element. In particular, only the planetary gear set and the stepped planetary gear set are provided as transmission stages between the drive shaft and the output shaft.

Die jeweils drehfeste Verbindung zwischen der Ausgangswelle und dem Planetenträger des Stufenplanetenradsatzes sowie zwischen dem zweiten Element des Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes kann im Rahmen der Erfindung in Form einer drehfesten Verbindung von Einzelbauteilen verwirklicht sein, d.h. die jeweiligen Komponenten liegen als separate Bauteile vor, die drehfest miteinander in Verbindung stehen. Alternativ dazu kommt aber auch eine einstückige Ausführung der jeweiligen Komponenten infrage. Bei der drehfesten Verbindung des zweiten Elements des Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes kann diese Verbindung über eine zwischenliegende Welle verwirklicht sein, die hierbei mit dem zweiten Element des Planetenradsatzes und/oder mit dem Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes einstückig ausgeführt sein kann. Bei räumlich dichter Anordnung des zweiten Elements des Planetenradsatzes und des Sonnenrades des Stufenplanetenradsatzes kommt aber im Rahmen der Erfindung auch eine einstückige Ausführung des zweiten Elements des Planetenradsatzes und des Sonnenrades des Stufenplanetenradsatzes in Betracht.The respective rotationally fixed connection between the output shaft and the planet carrier of the stepped planetary gear set and between the second element of the planetary gear set and the sun gear of the stepped planetary gear set can be implemented within the scope of the invention in the form of a rotationally fixed connection of individual components, i.e. the respective components are present as separate components that are rotationally fixedly connected to one another. Alternatively, however, a one-piece design of the respective components is also possible. In the rotationally fixed connection of the second element of the planetary gear set to the sun gear of the stepped planetary gear set, this connection can be implemented via an intermediate shaft, which can be designed as a single piece with the second element of the planetary gear set and/or with the sun gear of the stepped planetary gear set. If the second element of the planetary gear set and the sun gear of the stepped planetary gear set are arranged spatially close together, however, a one-piece design of the second element of the planetary gear set and the sun gear of the stepped planetary gear set is also possible within the scope of the invention.

Der Planetenradsatz liegt besonders bevorzugt als Minus-Planetensatz vor, bei welchem der Planetenträger mindestens ein Planetenrad drehbar gelagert führt, wobei das mindestens eine Planetenrad dabei sowohl mit dem Sonnenrad, als auch dem Hohlrad im Zahneingriff steht. Bei einer Ausführung des Planetenradsatzes als Minus-Planetensatz handelt es sich dann insbesondere bei dem ersten Element des Planetenradsatzes um das Sonnenrad, bei dem zweiten Element des Planetenradsatzes um den Planetenträger und bei dem dritten Element des Planetenradsatzes um das Hohlrad.The planetary gear set is particularly preferably in the form of a minus planetary gear set, in which the planet carrier guides at least one planetary gear in a rotatable manner, with the at least one planetary gear meshing with both the sun gear and the ring gear. When the planetary gear set is designed as a minus planetary gear set, the first element of the planetary gear set is then the sun gear, the second element of the planetary gear set is the planet carrier, and the third element of the planetary gear set is the ring gear.

Alternativ dazu könnte der Planetenradsatz aber auch als ein Plus-Planetensatz ausgebildet sein. In diesem Fall ist in dem Planetenträger dann mindestens ein Planetenradpaar drehbar gelagert, von dessen Planetenrädern ein Planetenrad mit dem Sonnenrad und ein Planetenrad mit dem Hohlrad im Zahneingriff steht. Zudem kämmen die Planetenräder des mindestens einen Planetenradpaares untereinander. Im Unterschied zu einer Ausführung als Minus-Planetensatz handelt es sich dann bevorzugt bei dem ersten Element des Planetenradsatzes um das Sonnenrad, bei dem zweiten Element des Planetenradsatzes um das Hohlrad und bei dem dritten Element des Planetenradsatzes um den Planetenträger. Im Vergleich zu einer Ausführung als Minus-Planetensatz ist zudem eine Standübersetzung des Planetenradsatzes um Eins zu erhöhen. Wie bereits vorstehend beschrieben, handelt es sich bei dem Planetenradsatz aber bevorzugt um einen Minus-Planetenradsatz.Alternatively, the planetary gear set could also be designed as a plus planetary gear set. In this case, at least one planetary gear pair is rotatably mounted in the planet carrier, of which one planetary gear meshes with the sun gear and one planetary gear meshes with the ring gear. In addition, the planetary gears of the at least one planetary gear pair mesh with one another. In contrast to a design as a minus planetary gear set, the first element of the planetary gear set is then preferably the sun gear, the second element of the planetary gear set is the ring gear, and the third element of the planetary gear set is the planet carrier. In comparison to a design as a minus planetary gear set, the stationary gear ratio of the planetary gear set must also be increased by one. As already described above, the planetary gear set is preferably a minus planetary gear set.

Das Festsetzen des ersten Hohlrad des Stufenplanetenradsatzes, des zweiten Hohlrad des Stufenplanetenradsatzes sowie des dritten Elements des Planetenradsatzes über das jeweilige zumindest funktional vorgesehene Schaltelement erfolgt jeweils insbesondere dadurch, dass die jeweilige Komponente drehfest mit einem permanent festgesetzten, drehfesten Bauelement verbunden wird. Dabei handelt es sich bei dem permanent festgesetzten Bauelement bevorzugt um ein Gehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes, einen Teil des Gehäuses oder ein hiermit drehfest verbundenes Bauteil.The first ring gear of the stepped planetary gear set, the second ring gear of the stepped planetary gear set and the third element of the planetary gear set are fixed via the respective at least functionally provided switching element in particular by the respective component being connected in a rotationally fixed manner to a permanently fixed, rotationally fixed component. The permanently fixed component is preferably a housing of the motor vehicle transmission, a part of the housing or a component connected to it in a rotationally fixed manner.

In vorteilhafter Weise lassen sich durch selektive Betätigung der zumindest funktional vorgesehenen, vier Schaltelemente vier unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse als Gänge zwischen der mindestens einen Antriebswelle und der Ausgangswelle realisieren. So wird ein erster Gang zwischen der mindestens einen Antriebswelle und der Ausgangswelle geschaltet, indem betätigten Zustände des ersten Schaltelements und des dritten Schaltelements dargestellt werden. Ferner wird ein zweiter Gang zwischen der mindestens einen Antriebswelle und der Ausgangswelle dadurch dargestellt, dass bei dem zweiten Schaltelement und dem dritten Schaltelement jeweils ein betätigter Zustand dargestellt wird. Ein dritter Gang wird zwischen der mindestens einen Antriebswelle und der Abtriebswelle durch Darstellung von betätigten Zuständen des ersten Schaltelements und des vierten Schaltelements geschaltet, wohingegen sich ein vierter Gang zwischen der mindestens einen Antriebswelle und der Ausgangswelle dadurch ergibt, dass bei dem zweiten Schaltelement und dem vierten Schaltelement jeweils ein betätigter Zustand realisiert wird. Hierdurch lassen sich unterschiedliche Gänge realisieren, die insbesondere für die Einbindung einer Antriebsmaschine in Form einer Elektromaschine geeignet sind.Advantageously, by selectively operating the four switching elements provided at least for functional purposes, four different gear ratios can be realized as gears between the at least one drive shaft and the output shaft. A first gear is thus switched between the at least one drive shaft and the output shaft by displaying the actuated states of the first switching element and the third switching element. Furthermore, a second gear between the at least one drive shaft and the output shaft is represented by displaying an actuated state for the second switching element and the third switching element. A third gear is switched between the at least one drive shaft and the output shaft by displaying the actuated states of the first switching element and the fourth switching element, whereas a fourth gear between the at least one drive shaft and the output shaft results from the actuated state being realized for the second switching element and the fourth switching element. This makes it possible to realize different gears that are particularly suitable for integrating a drive machine in the form of an electric machine.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung verbindet das vierte Schaltelement bei Betätigung das zweite Element und das dritte Element des Planetenradsatzes. Alternativ dazu wird im betätigten Zustand des vierten Schaltelements eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element des Planetenradsatzes herbeigeführt. Weiter alternativ verbindet das vierte Schaltelement bei Betätigung das erste Element und das dritte Element des Planetenradsatzes drehfest miteinander. In allen drei vorgenannten Fällen wird jeweils ein Blockumlauf des Planetenradsatzes und dementsprechend eine drehfeste Verbindung des ersten Elements des Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes herbeigeführt.According to one embodiment of the invention, the fourth switching element connects the second element and the third element of the planetary gear set when actuated. Alternatively, when the fourth switching element is actuated, a rotationally fixed connection is established between the first element and the second element of the planetary gear set. Alternatively, the fourth switching element connects the first element and the third element of the planetary gear set to one another in a rotationally fixed manner when actuated. In all three of the aforementioned cases, a block revolution of the planetary gear set and, accordingly, a rotationally fixed connection of the first element of the planetary gear set to the sun gear of the stepped planetary gear set is established.

Gemäß einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement und/oder das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement jeweils als Einzelschaltelement ausgebildet. Besonders bevorzugt liegen hierbei alle vier Schaltelemente jeweils als Einzelschaltelemente vor, die jeweils über je einen zugehörigen Stellaktuator in jeweils einen betätigten Zustand überführt werden können. Alternativ dazu kommt aber bei den Schaltelementen, die für die Darstellung der Gänge nicht gleichzeitig zu betätigen sind, auch eine gemeinsame Bildung durch eine Schalteinrichtung infrage, welche dann die Funktion dieser Schaltelemente abbildet. So könnten vorliegend das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement zu einer Schalteinrichtung zusammengefasst und/oder das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement durch eine Schalteinrichtung abgebildet sein.According to one possible embodiment of the invention, the first switching element and/or the second switching element and/or the third switching element and/or the fourth switching element are each designed as an individual switching element. Particularly preferably, all four switching elements are each in the form of individual switching elements, each of which can be transferred to an actuated state via an associated actuating actuator. Alternatively, however, for the switching elements that do not have to be actuated simultaneously to represent the gears, a joint formation by a switching device is also possible, which then maps the function of these switching elements. In this case, the first switching element and the second switching element could be combined to form a switching device and/or the third switching element and the fourth switching element could be mapped by a switching device.

In Weiterbildung der Erfindung ist das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement und/oder das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement jeweils als kraftschlüssiges Schaltelement ausgestaltet. In diesem Fall ist also das jeweilige Schaltelement zumindest von der Funktion her als kraftschlüssiges Schaltelement ausgestaltet, was den Vorteil hat, dass eine Betätigung des jeweiligen Schaltelements unter Last und bei ggf. an dem jeweiligen Schaltelement vorherrschenden Drehzahldifferenzen vorgenommen werden kann. Insbesondere kommt dabei eine Ausgestaltung des jeweiligen Schaltelements als Lamellenschaltelement in Frage.In a further development of the invention, the first switching element and/or the second switching element and/or the third switching element and/or the fourth switching element are each designed as a force-locking switching element. In this case, the respective switching element is designed as a force-locking switching element, at least in terms of its function, which has the advantage that the respective switching element can be actuated under load and in the event of speed differences that may prevail at the respective switching element. In particular, the respective switching element can be designed as a multi-disk switching element.

Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement und/oder das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement jeweils als formschlüssiges Schaltelement auszugestalten. Hierbei hat eine Ausführung als formschlüssiges Schaltelement den Vorteil, dass in einem geöffneten Zustand des jeweiligen Schaltelements keine oder nur geringe Schleppverluste an diesem Schaltelement entstehen, wodurch sich der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Getriebes verbessern lässt. Dabei könnte das einzelne Schaltelement als Klauenschaltelement oder als Sperrsynchronisation gestaltet sein.Alternatively, it is also conceivable to design the first switching element and/or the second switching element and/or the third switching element and/or the fourth switching element as a positive-locking switching element. In this case, a design as a positive-locking switching element has the advantage that when the respective switching element is open, no or only minimal drag losses occur on this switching element, which can improve the efficiency of the transmission according to the invention. The individual switching element could be designed as a claw switching element or as a locking synchronization.

Gemäß einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist die Ausgangswelle drehfest mit einem Eingangselement eines Differentialradsatzes verbunden, über welchen die Ausgangswelle mit zwei Abtriebswellen gekoppelt ist. Über diesen Differentialradsatz kann auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise eine Aufteilung eines an der Ausgangswelle dargestellten Antriebsmoments auf die beiden Abtriebswellen verwirklicht werden, wobei dabei über den Differentialradsatz zudem Drehzahldifferenzen zwischen den Abtriebswellen ausgeglichen werden können. Bevorzugt wird über den Differentialradsatz eine gleichmäßige Aufteilung vorgenommen, um bei Verwendung des Kraftfahrzeuggetriebes bei einer elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugantriebsachse als Querdifferential eine gleichmäßige Verteilung auf Antriebsräder der Kraftfahrzeugantriebsachse zu realisieren. Alternativ dazu kann der Differentialradsatz aber auch als Längsdifferential fungieren, wobei hierbei dann ebenfalls eine gleichmäßige oder aber auch eine ungleichmäßige Aufteilung auf dann insbesondere mehrere Kraftfahrzeugantriebsachsen möglich ist.According to one possible embodiment of the invention, the output shaft is connected in a rotationally fixed manner to an input element of a differential gear set, via which the output shaft is coupled to two output shafts. This differential gear set can be used to distribute a drive torque presented at the output shaft between the two output shafts in a manner known in principle to those skilled in the art, and the differential gear set can also compensate for speed differences between the output shafts. The differential gear set is preferably used to evenly distribute the torque to the drive wheels of the motor vehicle drive axle when the motor vehicle transmission is used as a transverse differential on an electrically driven motor vehicle drive axle. Alternatively, the differential gear set can also function as a longitudinal differential, in which case even or even uneven distribution to, in particular, several motor vehicle drive axles is also possible.

Die beiden Abtriebswellen sind bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe insbesondere dafür vorgesehen, jeweils eine abtriebsseitige Koppelung des Kraftfahrzeuggetriebes zu Komponenten herzustellen, welche im verbauten Zustand des Kraftfahrzeuggetriebes in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des jeweiligen Kraftfahrzeuges auf das Kraftfahrzeuggetriebe folgen. Dabei ist die einzelne Abtriebswelle im verbauten Zustand des Kraftfahrzeuggetriebes bevorzugt jeweils für die Koppelung mit je einem Antriebsrad einer elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugantriebsachse vorgesehen, wobei der Differentialradsatz in diesem Fall dann eben als Querdifferential ausgestaltet ist. Alternativ dazu kann die einzelne Abtriebswelle aber auch für die Koppelung mit je einer Kraftfahrzeugantriebsachse ausgestaltet sein, wenn der Differentialradsatz als Längsdifferential fungiert.The two output shafts in the motor vehicle transmission according to the invention are in particular intended to produce an output-side coupling of the motor vehicle transmission to components which, when the motor vehicle transmission is installed, follow the motor vehicle transmission in the direction of power flow to the drive wheels of the respective motor vehicle. In the installed state of the motor vehicle transmission, the individual output shaft is preferably intended for coupling to one drive wheel of an electrically driven motor vehicle drive axle, with the differential gear set in this case then being designed as a transverse differential. Alternatively, the individual output shaft can also be designed for coupling to one motor vehicle drive axle if the differential gear set functions as a longitudinal differential.

Der Differentialradsatz liegt dabei bevorzugt radial innen zu dem mindestens einen Stufenplaneten des Stufenplanetenradsatzes, wobei der Differentialradsatz hierbei mit der je einen zweiten Laufverzahnung des mindestens einen Stufenplaneten axial zumindest überschneidet. Dies hat den Vorteil, dass sich durch den somit geschachtelten Aufbau die axiale Baulänge des Kraftfahrzeuggetriebes weiter reduzieren lässt. Insbesondere überdeckt die je eine zweite Laufverzahnung hierbei zumindest überwiegend axial mit dem Differentialradsatz. Besonders bevorzugt findet diese Überdeckung dabei nahezu vollständig statt.The differential gear set is preferably located radially inward of the at least one stepped planet of the stepped planetary gear set, with the differential gear set axially at least overlapping the second running gear of the at least one stepped planet. This has the advantage that the axial length of the motor vehicle transmission can be further reduced by the nested structure. In particular, the second running gear at least predominantly axially overlaps the differential gear set. This overlap is particularly preferably almost complete.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung sind die mindestens eine Antriebswelle, die Ausgangswelle, der Stufenplanetenradsatz und der Planetenradsatz koaxial zueinander angeordnet. In vorteilhafter Weise lässt sich hierdurch auch ein radial kompakter Aufbau verwirklichen. Ist die Ausgangswelle zudem drehfest mit dem Eingangselement eines Differentialradsatzes verbunden, so sitzt folglich auch der Differentialradsatz und damit auch die beiden Abtriebswellen koaxial zu der mindestens einen Antriebswelle, der Ausgangswelle, dem Stufenplanetenradsatz und dem Planetenradsatz. Die Antriebswelle ist hierbei bevorzugt als Hohlwelle gestaltet, die axial überdeckend sowie radial umliegend zu einer der Abtriebswellen angeordnet ist.According to one embodiment of the invention, the at least one drive shaft, the output shaft, the stepped planetary gear set and the planetary gear set are arranged coaxially to one another. This also advantageously makes it possible to achieve a radially compact structure. If the output shaft is also connected in a rotationally fixed manner to the input element of a differential gear set, the differential gear set and thus also the two output shafts are also coaxial to the at least one drive shaft, the output shaft, the stepped planetary gear set and the planetary gear set. The drive shaft is preferably designed as a hollow shaft that is arranged axially overlapping and radially surrounding one of the output shafts.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe ist bevorzugt genau eine Antriebswelle vorgesehen, die mit dem ersten Element des Planetenradsatzes gekoppelt ist, wobei die genau einer Antriebswelle dabei bevorzugt drehfest mit dem ersten Element des Planetenradsatzes verbunden ist. Dementsprechend ist das Kraftfahrzeuggetriebe in diesem Fall für die Einbindung einer Antriebsmaschine und hierbei insbesondere eine Elektromaschine vorgesehen. Prinzipiell könnten bei einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe aber auch mehrere Antriebswellen vorgesehen sein, die jeweils der Koppelung mit je einer zugehörigen Antriebsmaschine dienen, wobei die Antriebswellen dann jeweils mit dem ersten Element des Planetenradsatzes gekoppelt sind, beispielsweise über eine jeweilige Stirnradstufe. In vorteilhafter Weise können in diesem Fall mehrere Antriebsmaschinen eingebunden werden, die gemeinsam oder auch alternativ zueinander für einen Antrieb nutzbar sind.In the motor vehicle transmission according to the invention, exactly one drive shaft is preferably provided, which is coupled to the first element of the planetary gear set, wherein the exact one drive shaft is preferably connected in a rotationally fixed manner to the first element of the planetary gear set. Accordingly, the motor vehicle transmission in this case is provided for the integration of a drive machine and in particular an electric machine. In principle, however, a motor vehicle transmission according to the invention could also be provided with several drive shafts, each of which serves to couple to an associated drive machine, wherein the drive shafts are then each coupled to the first element of the planetary gear set, for example via a respective spur gear stage. In this case, several drive machines can advantageously be integrated, which can be used together or alternatively to one another for a drive.

Gegenstand der Erfindung ist zudem eine Antriebseinheit, die neben einer Elektromaschine ein Kraftfahrzeuggetriebe gemäß einer oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Varianten aufweist. Dabei ist ein Rotor der Elektromaschine mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt. Die Elektromaschine kann dabei im Rahmen der Erfindung insbesondere zum einen als Generator sowie zum anderen als Elektromotor betrieben werden. Hierdurch kann eine Antriebseinheit geschaffen werden, welche für die Anwendung bei einem Kraftfahrzeug in Form eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges geeignet ist.The invention also relates to a drive unit which, in addition to an electric machine, has a motor vehicle transmission according to one or more of the variants described above. A rotor of the electric machine is coupled to the drive shaft of the motor vehicle transmission. Within the scope of the invention, the electric machine can be operated in particular as a generator on the one hand and as an electric motor on the other. This makes it possible to create a drive unit which is suitable for use in a motor vehicle in the form of an electric or hybrid vehicle.

Besonders bevorzugt ist die Elektromaschine koaxial zu der Antriebswelle angeordnet und der Rotor der Elektromaschine drehfest mit der Antriebswelle verbunden. Hierdurch laufen die Antriebswelle und der Rotor der Elektromaschine im Betrieb unter derselben Drehzahl. Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, dass der Rotor der Elektromaschine mit der Antriebswelle über mindestens eine Übersetzungsstufe gekoppelt ist.Particularly preferably, the electric machine is arranged coaxially to the drive shaft and the rotor of the electric machine is connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner. As a result, the drive shaft and the rotor of the electric machine run at the same speed during operation. Alternatively, it is also conceivable that the rotor of the electric machine is coupled to the drive shaft via at least one gear ratio.

Eine entsprechend einer der vorgenannten Varianten ausgeführte Antriebseinheit ist insbesondere Teil einer elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugantriebsachse, welche dabei insbesondere für die Anwendung bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug vorgesehen ist. Hierbei sind Abtriebswellen des Kraftfahrzeuggetriebes dann insbesondere jeweils mit je einem Antriebsrad gekoppelt. In vorteilhafter Weise kann hierdurch ein kompakter Aufbau einer Antriebsachse mit der Antriebseinheit erreicht werden, wobei die Koppelung zwischen der Ausgangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes und den Abtriebswellen der Antriebsachse insbesondere über einen Differentialradsatz vollzogen ist.A drive unit designed according to one of the aforementioned variants is in particular part of an electrically driven motor vehicle drive axle, which is intended in particular for use in an electric or hybrid vehicle. In this case, output shafts of the motor vehicle transmission are then each coupled in particular to a drive wheel. In this way, a compact structure of a drive axle with the drive unit can be achieved in an advantageous manner, with the coupling between the output shaft of the motor vehicle transmission and the output shafts of the drive axle being implemented in particular via a differential gear set.

Eine vorgenannte Kraftfahrzeugantriebsachse ist im Rahmen der Erfindung bei einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug vorgesehen, bei welchem es sich um einen PKW oder um ein Nutzfahrzeug handeln kann. Ein Nutzfahrzeug kann dabei als zumindest teilweise elektrisch angetriebener Transporter oder leichter bis mittelschwerer Bus oder Lkw vorliegen.Within the scope of the invention, an aforementioned motor vehicle drive axle is provided in a hybrid or electric vehicle, which can be a passenger car or a commercial vehicle. A commercial vehicle can be an at least partially electrically powered van or a light to medium-weight bus or truck.

Dass zwei Bauelemente des Kraftfahrzeuggetriebes „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Insofern ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Wellen und/oder Komponenten des Stufenplanetenradsatzes bzw. des Planetenradsatzes und/oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind unter einem festen Drehzahlverhältnis miteinander gekoppelt.The fact that two components of the motor vehicle transmission are "connected" or "coupled" or "connected to one another" means, in the sense of the invention, a permanent coupling of these components so that they cannot rotate independently of one another. In this respect, no switching element is provided between these components, which can be shafts and/or components of the stepped planetary gear set or the planetary gear set and/or a rotationally fixed component of the transmission, but rather the corresponding components are coupled to one another at a fixed speed ratio.

Ist hingegen zumindest funktional ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent miteinander gekoppelt, sondern eine Koppelung wird erst durch Betätigen des zumindest funktional vorgesehenen, zwischenliegenden Schaltelements vorgenommen. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements im Sinne der Erfindung, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement bezeichnet.If, however, a switching element is provided between two components, at least functionally, these components are not permanently coupled to one another, but rather a coupling is only made by actuating the at least functionally provided, intermediate switching element. Actuating the switching element within the meaning of the invention means that the switching element in question is transferred to a closed state and as a result the components directly coupled to it adjust their rotational movements. If the switching element in question is designed as a form-fitting switching element, the components directly connected to one another in a rotationally fixed manner will run at the same speed, whereas in the case of a force-fitting switching element, speed differences can exist between the components even after the switching element has been actuated. This intended or unintended state is nevertheless referred to in the context of the invention as a rotationally fixed connection of the respective components via the switching element.

Die Anordnung des ersten Planetenradsatzes, des Stufenplanetenradsatzes, des Differenzials und der Kupplungen ist derart ausgeführt, dass der axiale Bauraum des Antriebssystem so klein wie möglich ist.The arrangement of the first planetary gear set, the stepped planetary gear set, the differential and the clutches is designed in such a way that the axial installation space of the drive system is as small as possible.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrzeugs entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Ansicht einer Kraftfahrzeugantriebsachse des Elektrofahrzeugs aus 1, entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung;
3 ein beispielhaftes Schaltschema eines Kraftfahrzeuggetriebes der Kraftfahrzeugantriebsachse aus 2;
4 bis 6 schematische Darstellungen von jeweiligen Kraftflüssen in Gängen des Kraftfahrzeuggetriebes aus 2.

Advantageous embodiments of the invention, which are explained below, are shown in the drawings. It shows:

1 a schematic representation of an electric vehicle according to a preferred embodiment of the invention;
2 a schematic view of a motor vehicle drive axle of the electric vehicle from 1 , according to a preferred embodiment of the invention;
3 an exemplary circuit diagram of a motor vehicle transmission of the motor vehicle drive axle from 2 ;
4 to 6 schematic representations of the respective power flows in gears of the motor vehicle transmission from 2 .

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Elektrofahrzeugs 1, bei welchem es sich insbesondere um ein Elektro-Nutzfahrzeug, wie beispielsweise einen leichten bis schweren Bus oder Lkw, handeln kann. Neben einer lenkbaren, nicht angetriebenen Fahrzeugachse 2, verfügt das Elektrofahrzeug 1 noch über eine elektrisch antreibbare Kraftfahrzeugantriebsachse 3, bei welcher über eine Antriebseinheit 4 mittels Abtriebswellen 5 und 6 Antriebsräder 7 und 8 angetrieben werden können. Während es sich bei der Fahrzeugachse 2 dabei um eine Vorderachse des Elektrofahrzeugs 1 handelt, ist die Kraftfahrzeugantriebsachse 3 eine Hinterachse des Elektrofahrzeuges 1. Allerdings könnte alternativ oder ergänzend zu der Kraftfahrzeugantriebsachse 3 auch die Fahrzeugachse 2 als angetriebene Achse konzipiert und hierbei ggf. gleich aufgebaut sein. Zudem könnten neben der Kraftfahrzeugantriebsachse 3 noch weitere Hinterachsen als Kraftfahrzeugantriebsachsen vorgesehen sein, die hierbei einen der Kraftfahrzeugantriebsachse 3 entsprechenden Aufbau aufweisen können. 1 shows a schematic view of an electric vehicle 1, which can in particular be an electric commercial vehicle, such as a light to heavy bus or truck. In addition to a steerable, non-driven vehicle axle 2, the electric vehicle 1 also has an electrically driven motor vehicle drive axle 3, in which drive wheels 7 and 8 can be driven via a drive unit 4 by means of output shafts 5 and 6. While the vehicle axle 2 is a front axle of the electric vehicle 1, the motor vehicle drive axle 3 is a rear axle of the electric vehicle 1. However, as an alternative or in addition to the motor vehicle drive axle 3, the vehicle axle 2 could also be designed as a driven axle and, if necessary, have the same structure. In addition to the motor vehicle drive axle 3, further rear axles could also be provided as motor vehicle drive axles, which can have a structure corresponding to the motor vehicle drive axle 3.

In 2 ist die Kraftfahrzeugantriebsachse 3 aus 1 nun näher im Detail dargestellt, wobei die Kraftfahrzeugantriebsachse 3 dabei gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung realisiert ist. Die Antriebseinheit 4 der Kraftfahrzeugantriebsachse 3 setzt sich aus einem Kraftfahrzeuggetriebe 9 und einer Elektromaschine 10 zusammen, wobei das Kraftfahrzeuggetriebe 9 hierbei entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgestaltet ist. Die Elektromaschine 10 ist auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise durch einen Stator 11 und einen Rotor 12 gebildet, wobei die Elektromaschine 10 dabei zum einen als Generator sowie zum anderen als Elektromotor betrieben werden kann.In 2 the motor vehicle drive axle 3 is made of 1 now shown in more detail, the motor vehicle drive axle 3 being implemented according to a preferred embodiment of the invention. The drive unit 4 of the motor vehicle drive axle 3 is composed of a motor vehicle transmission 9 and an electric machine 10, the motor vehicle transmission 9 being designed according to a preferred embodiment of the invention. The electric machine 10 is formed in a manner known in principle to those skilled in the art by a stator 11 and a rotor 12, the electric machine 10 being able to be operated as a generator on the one hand and as an electric motor on the other.

Das Kraftfahrzeuggetriebe 9 umfasst eine Antriebswelle 13, welche koaxial zu den Abtriebswellen 5 und 6 angeordnet ist, die im Weiteren innerhalb der Kraftfahrzeugantriebsachse 3 jeweils mit dem je zugehörigen Antriebsrad 7 bzw. 8 gekoppelt sind. Die Antriebswelle 13 ist an einer Anschlussstelle 14 drehfest mit dem Rotor 12 der Elektromaschine 10 verbunden, so dass die Antriebswelle 13 und der Rotor 12 stets unter derselben Drehzahl rotieren.The motor vehicle transmission 9 comprises a drive shaft 13 which is arranged coaxially to the output shafts 5 and 6, which are further coupled within the motor vehicle drive axle 3 to the respective associated drive wheel 7 or 8. The drive shaft 13 is connected at a connection point 14 in a rotationally fixed manner to the rotor 12 of the electric machine 10, so that the drive shaft 13 and the rotor 12 always rotate at the same speed.

Wie zudem in 2 zu erkennen ist, weist das Kraftfahrzeuggetriebe 9 ferner einen Planetenradsatz 15, einen Stufenplanetenradsatz 16 sowie einen Differentialradsatz 17 auf, die ebenfalls koaxial zu der Antriebswelle 13 und den Abtriebswellen 5 und 6 platziert sind. Der Stufenplanetenradsatz 16 weist ein Sonnenrad 18, einen Planetenträger 19 sowie zwei Hohlräder 20 und 21 auf, wobei in dem Planetenträger 19 dabei mehrere Stufenplaneten 22 jeweils drehbar gelagert sind. Die Stufenplaneten 22 weisen jeweils je eine erste Laufverzahnung 23 und je eine zweite Laufverzahnung 24 auf, die axial nebeneinanderliegend an dem jeweiligen Stufenplaneten 22 ausgestaltet und drehfest über je ein Wellenstück 25 miteinander verbunden sind. Hierbei ist der einzelne Stufenplaneten 22 jeweils einstückig ausgeführt, indem die erste Laufverzahnung 23, die zweite Laufverzahnung 24 und das Wellenstück 25 durch ein gemeinsames Bauteil gebildet sind.As also in 2 As can be seen, the motor vehicle transmission 9 further comprises a planetary gear set 15, a stepped planetary gear set 16 and a differential gear set 17, which are also positioned coaxially to the drive shaft 13 and the output shafts 5 and 6. The stepped planetary gear set 16 comprises a sun gear 18, a planet carrier 19 and two ring gears 20 and 21, with several stepped planets 22 each being rotatably mounted in the planet carrier 19. The stepped planets 22 each comprise a first running toothing 23 and a second running toothing 24, which are arranged axially adjacent to one another on the respective stepped planet 22 and are connected to one another in a rotationally fixed manner via a shaft piece 25. In this case, the individual stepped planet 22 is each designed in one piece, in that the first running toothing 23, the second running toothing 24 and the shaft piece 25 are formed by a common component.

An der jeweiligen ersten Laufverzahnung 23 stehen die Stufenplaneten 22 jeweils sowohl mit einer Laufverzahnung des Sonnenrades 18, als auch mit einer Laufverzahnung des Hohlrades 20 jeweils im Zahneingriff, während die Stufenplaneten 22 an den jeweiligen zweiten Laufverzahnungen 24 jeweils mit einer Laufverzahnung des Hohlrades 21 kämmen. Vorliegend sind die Laufverzahnungen 23 und 24 sowie die Laufverzahnungen des Sonnenrades 18, des Hohlrades 20 und des Hohlrades 21 dabei jeweils bevorzugt als Schrägverzahnungen gestaltet, wobei Schrägungswinkel der Laufverzahnungen 23 und 24 so gestaltet sind, dass sich Axialkräfte an dem einzelnen Stufenplaneten 22 zumindest weitestgehend gegenseitig kompensieren. Ferner ist die jeweilige erste Laufverzahnung 23 der Stufenplaneten 22 im Vergleich zu der jeweiligen zweiten Laufverzahnung 24 auf einem größeren Durchmesser und mit einer höheren Zähnezahl ausgestaltet.On the respective first running gear 23, the stepped planets 22 are each in mesh with a running gear of the sun gear 18 and also with a running gear of the ring gear 20, while the stepped planets 22 on the respective second running gear 24 each mesh with a running gear of the ring gear 21. In the present case, the running gears 23 and 24 as well as the running gears of the sun gear 18, the ring gear 20 and the ring gear 21 are each preferably designed as helical gears, with the helix angles of the running gears 23 and 24 being designed such that axial forces on the individual stepped planet 22 at least largely compensate for one another. Furthermore, the respective first running gear 23 of the stepped planets 22 is designed with a larger diameter and a higher number of teeth than the respective second running gear 24.

Der Planetenradsatz 15 umfasst ein erstes Element 26, ein zweites Element 27 und ein drittes Element 28, von welchen das erste Element 26 als Sonnenrad 29, das zweite Element 27 als Planetenträger 30 und das dritte Element 28 als Hohlrad 31 ausgestaltet ist. In dem Planetenträger 30 sind dabei mehrere Planetenräder 32 jeweils drehbar gelagert, die im Einzelnen sowohl mit dem Sonnenrad 29, als auch dem Hohlrad 31 jeweils im Zahneingriff stehen. Insofern ist der Planetenradsatz 15 vorliegend als Minus-Planetensatz ausgeführt, wobei prinzipiell aber auch eine Ausführung als Plus-Planetensatz denkbar wäre.The planetary gear set 15 comprises a first element 26, a second element 27 and a third element 28, of which the first element 26 is designed as a sun gear 29, the second element 27 as a planet carrier 30 and the third element 28 as a ring gear 31. In the planet carrier 30, several planet gears 32 are each rotatably mounted, which are in meshing engagement with both the sun gear 29 and the ring gear 31. In this respect, the planetary gear set 15 is designed as a minus planetary gear set, although in principle a design as a plus planetary gear set would also be conceivable.

Vorliegend ist das Sonnenrad 29 des Planetenradsatzes 15 ständig drehfest mit der Antriebswelle 13 und damit auch mit dem Rotor 12 der Elektromaschine 10 verbunden, wobei das Sonnenrad 29 des Planetenradsatzes 15 hierbei einteilig mit der Antriebswelle 13 ausgestaltet sein kann. Des Weiteren steht der Planetenträger 30 des Planetenradsatzes 15 permanent mit dem Sonnenrad 18 des Stufenplanetenradsatzes 16 in Verbindung, so dass der Planetenträger 30 und das Sonnenrad 18 stets gemeinsam rotieren. Ggf. könnten das Sonnenrad 18 und zumindest Teile des Planetenträgers 30 auch einstückig ausgeführt sein.In this case, the sun gear 29 of the planetary gear set 15 is permanently connected to the drive shaft 13 and thus also with the rotor 12 of the electric machine 10, whereby the sun gear 29 of the planetary gear set 15 can be designed as one piece with the drive shaft 13. Furthermore, the planet carrier 30 of the planetary gear set 15 is permanently connected to the sun gear 18 of the stepped planetary gear set 16, so that the planet carrier 30 and the sun gear 18 always rotate together. If necessary, the sun gear 18 and at least parts of the planet carrier 30 could also be designed as one piece.

Der Differentialradsatz 17 ist vorliegend als Kegelraddifferential ausgeführt, wobei ein Eingangselement 33 des Differentialradsatzes 17 in Form eines Differentialkorbes 34 drehfest mit einer Ausgangswelle 35 verbunden ist, welche zudem drehfest mit dem Planetenträger 19 des Stufenplanetenradsatzes 16 in Verbindung steht. Somit sind auch der Differentialkorb 34 des Differentialradsatzes 17 und der Planetenträger 19 des Stufenplanetenradsatzes 16 drehfest miteinander verbunden. Die Ausgangswelle 35 könnte hierbei einteilig mit dem Differentialkorb 34 und/oder auch mit zumindest einem Teil des Planetenträgers 19 ausgestaltet sein.The differential gear set 17 is designed as a bevel gear differential, with an input element 33 of the differential gear set 17 in the form of a differential cage 34 being connected in a rotationally fixed manner to an output shaft 35, which is also connected in a rotationally fixed manner to the planet carrier 19 of the stepped planetary gear set 16. The differential cage 34 of the differential gear set 17 and the planet carrier 19 of the stepped planetary gear set 16 are thus also connected in a rotationally fixed manner to one another. The output shaft 35 could be designed in one piece with the differential cage 34 and/or with at least part of the planet carrier 19.

Vorliegend ist der Differentialradsatz 17 radial innenliegend zu den Stufenplaneten 22 des Stufenplanetenradsatzes 15 angeordnet, wobei der Differentialradsatz dabei axial teilweise mit den zweiten Laufverzahnungen 24 der Stufenplaneten 22 überdeckt. Hierdurch sind der Differentialradsatz 17 und der Stufenplanetenradsatz 16 geschachtelt auf axial kompaktem Raum angeordnet.In the present case, the differential gear set 17 is arranged radially inwardly to the stepped planets 22 of the stepped planetary gear set 15, with the differential gear set partially axially overlapping the second running gears 24 of the stepped planets 22. As a result, the differential gear set 17 and the stepped planetary gear set 16 are arranged nested in an axially compact space.

Das Kraftfahrzeuggetriebe 9 verfügt über vier Schaltelemente A, B, C und D, die jeweils als Einzelschaltelemente ausgeführt sind und im Einzelnen entweder als kraftschlüssiges Schaltelement oder als formschlüssiges Schaltelement vorliegen können. Während das Schaltelement D hierbei als Kupplung konzipiert ist, liegen die Schaltelemente A, B und C jeweils als Bremse vor. Dabei könnten die Schaltelemente A, B und C im Einzelnen auch als Bandbremse gestaltet sein.The motor vehicle transmission 9 has four shifting elements A, B, C and D, each of which is designed as an individual shifting element and can be either a force-locking shifting element or a form-locking shifting element. While the shifting element D is designed as a clutch, the shifting elements A, B and C are each designed as a brake. The shifting elements A, B and C could also be designed as a band brake.

Das Schaltelement A verbindet bei Betätigung das Hohlrad 21 des Stufenplanetenradsatzes 16 drehfest mit einem permanent feststehenden Bauelement 36, bei welchem es sich um ein Gehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes 9 handelt. Dementsprechend wird das Hohlrad 21 bei Betätigung des Schaltelements A festgesetzt und in der Folge an einer Drehbewegung gehindert. In dem Gehäuse ist dabei neben dem Planetenradsatz 15, dem Stufenplanetenradsatz 16 und dem Differentialradsatz 17 auch die Elektromaschine 10 aufgenommen. Zudem ist an dem feststehenden Bauelement 36 auch der Stator 11 der Elektromaschine 10 festgesetzt.When actuated, the switching element A connects the ring gear 21 of the stepped planetary gear set 16 in a rotationally fixed manner to a permanently fixed component 36, which is a housing of the motor vehicle transmission 9. Accordingly, the ring gear 21 is fixed when the switching element A is actuated and is subsequently prevented from rotating. In addition to the planetary gear set 15, the stepped planetary gear set 16 and the differential gear set 17, the electric machine 10 is also accommodated in the housing. In addition, the stator 11 of the electric machine 10 is also fixed to the fixed component 36.

Wird das Schaltelement B betätigt, so verbindet das Schaltelement B das Hohlrad 20 des Stufenplanetenradsatzes 16 drehfest mit dem feststehenden Bauelement 36, wodurch in der Folge das Hohlrad 20 festgesetzt ist. An dem feststehenden Bauelement 36 kann ferner auch das Hohlrad 31 des Planetenradsatzes 15 festgesetzt werden, indem das Schaltelement C betätigt wird. Hingegen sorgt das Schaltelement D bei Betätigung für eine drehfeste Verbindung des Planetenträgers 30 des Planetenradsatzes 15 mit dem Hohlrad 31 des Planetenradsatzes 15, was einen Blockumlauf des Planetenradsatzes 15 und damit auch eine drehfeste Verbindung der Antriebswelle 13 mit dem Sonnenrad 18 des Stufenplanetenradsatzes 16 bedeutet.If the switching element B is actuated, the switching element B connects the ring gear 20 of the stepped planetary gear set 16 in a rotationally fixed manner to the stationary component 36, as a result of which the ring gear 20 is subsequently fixed. The ring gear 31 of the planetary gear set 15 can also be fixed to the stationary component 36 by actuating the switching element C. On the other hand, when actuated, the switching element D ensures a rotationally fixed connection of the planet carrier 30 of the planetary gear set 15 to the ring gear 31 of the planetary gear set 15, which means a block revolution of the planetary gear set 15 and thus also a rotationally fixed connection of the drive shaft 13 to the sun gear 18 of the stepped planetary gear set 16.

Wie in 2 zu erkennen ist, ist die Antriebseinheit 4 axial zwischen den Antriebsrädern 7 und 8 angeordnet, wobei die Antriebswelle 13, die Elektromaschine 10, der Planetenradsatz 15, der Stufenplanetenradsatz 16, der Differentialradsatz 17 und die Ausgangswelle 35 koaxial den Abtriebswellen 5 und 6 liegen, die drehfest mit den Antriebsrädern 7 und 8 in Verbindung stehen. Dabei ist die Elektromaschine 11 axial benachbart zu dem Antriebsrad 8 angeordnet, wobei hierauf dann zunächst der Planetenradsatz 15, dann der Stufenplanetenradsatz 16 und der Differentialradsatz 17 sowie schließlich das Antriebsrad 7 folgen.As in 2 As can be seen, the drive unit 4 is arranged axially between the drive wheels 7 and 8, with the drive shaft 13, the electric machine 10, the planetary gear set 15, the stepped planetary gear set 16, the differential gear set 17 and the output shaft 35 lying coaxially with the output shafts 5 and 6, which are connected in a rotationally fixed manner to the drive wheels 7 and 8. The electric machine 11 is arranged axially adjacent to the drive wheel 8, with this then followed first by the planetary gear set 15, then the stepped planetary gear set 16 and the differential gear set 17 and finally the drive wheel 7.

Die Schaltelemente A und B sind radial umliegend zu den Stufenplaneten 22 vorgesehen, wobei das Schaltelement A axial auf Höhe der zweiten Laufverzahnungen 24 liegt, während das Schaltelement B axial auf Höhe der ersten Laufverzahnungen 23 der Stufenplaneten 22 angeordnet ist. Das Schaltelement C ist radial umliegend zu dem Planetenradsatz 15 sowie axial auf Höhe des Planetenradsatzes 15 vorgesehen. Aufgrund der radial umliegenden Platzierungen der Schaltelemente A, B und C liegen diese auf einem entsprechenden Durchmesser, so dass über die Schaltelemente A, B und C jeweils mit verhältnismäßig niedrigem Kraftaufwand je ein Bremsmoment erzeugbar ist. Das Schaltelement D ist hingegen axial zwischen dem Planetenradsatz 15 und der Elektromaschine 10 angeordnet, wobei das Schaltelement D radial zwischen dem Planetenträger 30 und dem Hohlrad 31 des Planetenradsatzes 15 liegt.The switching elements A and B are provided radially surrounding the stepped planets 22, with the switching element A lying axially at the level of the second running gears 24, while the switching element B is arranged axially at the level of the first running gears 23 of the stepped planets 22. The switching element C is provided radially surrounding the planetary gear set 15 and axially at the level of the planetary gear set 15. Due to the radially surrounding placement of the switching elements A, B and C, these lie on a corresponding diameter so that a braking torque can be generated via the switching elements A, B and C with relatively little effort. The switching element D, on the other hand, is arranged axially between the planetary gear set 15 and the electric machine 10, with the switching element D lying radially between the planet carrier 30 and the ring gear 31 of the planetary gear set 15.

Während die Abtriebswellen 5 und 6 im Wesentlichen als Vollwellen ausgeführt sind, sind die Antriebswelle 13 und die Ausgangswelle 35 jeweils als Hohlwellen gestaltet. While the output shafts 5 and 6 are essentially designed as solid shafts, the drive shaft 13 and the output shaft 35 are each designed as hollow shafts.

3 zeigt ein beispielhaftes Schaltschema des Kraftfahrzeuggetriebes 9 aus 2. Dabei können ein erster Gang G1, ein zweiter Gang G2, ein dritter Gang G3 und ein vierter Gang G4 geschaltet werden, wobei in der Tabelle aus 3 dabei jeweils mit einem X gekennzeichnet ist, welches der Schaltelemente A, B, C und D dazu jeweils zu betätigen ist. So ergibt sich der erste Gang G1 zwischen der Antriebswelle 13 und der Ausgangswelle 35 durch Schließen der Schaltelemente A und C, wodurch sowohl das Hohlrad 31 des Planetenradsatzes 15, als auch das Hohlrad 21 des Stufenplanetenradsatzes 16 jeweils festgesetzt sind. Hierdurch ist die Antriebswelle 13 unter Übersetzung über den Planetenradsatz 15 mit dem Sonnenrad 18 gekoppelt, von welchem ausgehend dann eine weitere Übersetzung über den Stufenplanetenradsatz 16 auf die Ausgangswelle 35 stattfindet. Der Kraftfluss im ersten Gang G1 ist hierbei in 4 dargestellt. 3 shows an exemplary circuit diagram of the motor vehicle transmission 9 from 2 . A first gear G1, a second gear G2, a third gear G3 and a fourth gear G4 can be engaged, whereby in the table 3 each is marked with an X, which of the switching elements A, B, C and D is to be operated for this purpose. The first gear G1 is thus obtained between the drive shaft 13 and the output shaft 35 by closing the switching elements A and C, whereby both the ring gear 31 of the planetary gear set 15 and the ring gear 21 of the stepped planetary gear set 16 are respectively fixed. As a result, the drive shaft 13 is coupled with the sun gear 18 via the planetary gear set 15, from which a further transmission then takes place via the stepped planetary gear set 16 to the output shaft 35. The power flow in the first gear G1 is in 4 shown.

Hingegen sind für die Schaltung des zweiten Ganges G2 das Schaltelement B und das Schaltelement C zu schließen, so dass bei dem Stufenplanetenradsatz 16 nun das Hohlrad 20 festgesetzt ist, während bei dem Planetenradsatz 15 nach wie vor das Hohlrad 31 an einer Drehbewegung gehindert ist. Dementsprechend erfolgt nun ausgehend von dem Sonnenrad 18 des Stufenplanetenradsatzes 16, welches wie schon im ersten Gang G1 mit der Antriebswelle 13 unter Übersetzung über den Planetenradsatz 15 gekoppelt ist, eine abweichende Übersetzung über den Stufenplanetenradsatz 16 auf die Ausgangswelle 35. Die Kraftflussführung im zweiten Gang G2 ist hierbei in 5 zu sehen.On the other hand, to engage the second gear G2, the switching element B and the switching element C must be closed, so that the ring gear 20 is now fixed in the stepped planetary gear set 16, while the ring gear 31 in the planetary gear set 15 is still prevented from rotating. Accordingly, starting from the sun gear 18 of the stepped planetary gear set 16, which, as in the first gear G1, is coupled to the drive shaft 13 with a transmission via the planetary gear set 15, a different transmission takes place via the stepped planetary gear set 16 to the output shaft 35. The power flow in the second gear G2 is in 5 to see.

Zur Darstellung des dritten Ganges G3 ist bei den Schaltelementen A und D jeweils ein geschlossener Zustand darzustellen, wodurch zum einen bei dem Stufenplanetenradsatz 16 das Hohlrad 21 festgesetzt sowie zum anderen der Planetenradsatz 15 verblockt ist. Somit ist die Antriebswelle 13 nun über den im Blockumlauf befindlichen Planetenradsatz 15 drehfest mit dem Sonnenrad 18 verbunden, von welchem ausgehend dann eine weitere Übersetzung über den Stufenplanetenradsatz 16 auf die Ausgangswelle 35 stattfindet. Der Kraftfluss im dritten Gang G3 ist vorliegend in 6 dargestellt.To represent the third gear G3, the switching elements A and D are each shown in a closed state, whereby the ring gear 21 is fixed in the stepped planetary gear set 16 and the planetary gear set 15 is blocked. The drive shaft 13 is thus now connected in a rotationally fixed manner to the sun gear 18 via the planetary gear set 15 in block circulation, from which a further transmission takes place via the stepped planetary gear set 16 to the output shaft 35. The power flow in the third gear G3 is in the present case in 6 shown.

Schließlich wird der vierte Gang G4 dadurch geschaltet, dass sowohl das Schaltelement B, als auch der Schaltelemente betätigt werden. Erneut befindet sich hierdurch der Planetenradsatz 15 im Blockumlauf wodurch die Antriebswelle 13 drehfest mit dem Sonnenrad 18 des Stufenplanetenradsatzes 16 verbunden ist. Bei dem Stufenplanetenradsatz 16 ist nun aber das Hohlrad 20 festgesetzt, so dass ausgehend von dem Sonnenrad 18 ein im Vergleich zum dritten Gang G3 abweichende Übersetzung über den Stufenplanetenradsatz 16 auf die Ausgangswelle 35 stattfindet. Die Kraftflussführung im vierten Gang G4 ist dabei in 7 zu sehen.Finally, the fourth gear G4 is engaged by operating both the shifting element B and the shifting elements. This causes the planetary gear set 15 to rotate in a block, whereby the drive shaft 13 is connected in a rotationally fixed manner to the sun gear 18 of the stepped planetary gear set 16. However, the ring gear 20 is now fixed in the stepped planetary gear set 16, so that starting from the sun gear 18, a different ratio than in the third gear G3 takes place via the stepped planetary gear set 16 to the output shaft 35. The power flow in the fourth gear G4 is in 7 to see.

Die Anordnung des ersten Planetenradsatzes 15, des Stufenplanetenradsatzes 16, des Differenzials 17 und der Kupplungen A, B, C, D ist derart ausgeführt, dass der axiale Bauraum des Antriebssystems so klein wie möglich ist.The arrangement of the first planetary gear set 15, the stepped planetary gear set 16, the differential 17 and the clutches A, B, C, D is designed such that the axial installation space of the drive system is as small as possible.

Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann ein Kraftfahrzeuggetriebe mit kompaktem Aufbau verwirklicht werden, welches für die Anwendung bei einer Kraftfahrzeugantriebsachse geeignet ist.By means of the design according to the invention, a motor vehicle transmission with a compact structure can be realized which is suitable for use in a motor vehicle drive axle.

BezugszeichenReference symbols

11: ElektrofahrzeugElectric vehicle
22: FahrzeugachseVehicle axle
33: KraftfahrzeugantriebsachseMotor vehicle drive axle
44: AntriebseinheitDrive unit
55: AbtriebswelleOutput shaft
66: AbtriebswelleOutput shaft
77: Antriebsraddrive wheel
88th: Antriebsraddrive wheel
99: KraftfahrzeuggetriebeAutomotive transmission
1010: ElektromaschineElectric machine
1111: Statorstator
1212: Rotorrotor
1313: Antriebswelledrive shaft
1414: AnschlussstelleJunction
1515: PlanetenradsatzPlanetary gear set
1616: StufenplanetenradsatzStepped planetary gear set
1717: DifferentialradsatzDifferential gear set
1818: SonnenradSun gear
1919: PlanetenträgerPlanet carrier
2020: HohlradRing gear
2121: HohlradRing gear
2222: StufenplanetenStage planets
2323: erste Laufverzahnungfirst gear teeth
2424: zweite Laufverzahnungsecond running gear
2525: WellenstückShaft piece
2626: erstes Elementfirst element
2727: zweites Elementsecond element
2828: drittes Elementthird element
2929: SonnenradSun gear
3030: PlanetenträgerPlanet carrier
3131: Hohlrad Ring gear
3232: PlanetenräderPlanetary gears
3333: EingangselementInput element
3434: DifferentialkorbDifferential cage
3535: AusgangswelleOutput shaft
3636: feststehendes Bauelement fixed component
AA: SchaltelementSwitching element
BB: SchaltelementSwitching element
CC: SchaltelementSwitching element
DD: Schaltelement Switching element
G1G1: erster Gangfirst course
G2G2: zweiter Gangsecond gear
G3G3: dritter Gangthird gear
G4G4: vierter Gangfourth gear

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2018045027 A1 [0003]WO 2018045027 A1 [0003]

Claims

Kraftfahrzeuggetriebe (9) für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, insbesondere für eine elektrisch antreibbare Kraftfahrzeugantriebsachse (3), umfassend mindestens eine Antriebswelle (13), welche für eine Koppelung mit je einer Antriebsmaschine vorgesehen ist, einen Stufenplanetenradsatz (16) sowie eine Ausgangswelle (35), wobei der Stufenplanetenradsatz (16) ein Sonnenrad (18), ein erstes Hohlrad (21) und einen Planetenträger (19) aufweist, in welchem mindestens ein Stufenplanet (22) drehbar gelagert ist, wobei der mindestens eine Stufenplanet (22) axial nebeneinanderliegend je eine erste Laufverzahnung (23) und je eine drehfest mit der ersten Laufverzahnung (23) verbundene, zweite Laufverzahnung (24) aufweist, von welchen an der je einen ersten Laufverzahnung (23) je ein Zahneingriff mit dem Sonnenrad (18) des Stufenplanetenradsatzes (16) und an der je einen zweiten Laufverzahnung (24) je ein Zahneingriff mit dem ersten Hohlrad (21) des Stufenplanetenradsatzes (16) hergestellt ist, wobei der Planetenträger (19) des Stufenplanetenradsatzes (16) drehfest mit der Ausgangswelle (35) verbunden ist, und wobei zumindest funktional ein erstes Schaltelement (A) und ein zweites Schaltelement (B) vorgesehen sind, von welchen das zumindest funktional vorgesehene, erste Schaltelement (A) bei Betätigung das erste Hohlrad (21) des Stufenplanetenradsatzes (16) festsetzt, dadurch gekennzeichnet, - dass der Stufenplanetenradsatz (16) zudem ein zweites Hohlrad (20) aufweist, mit welchem der mindestens eine Stufenplanet (22) des Stufenplanetenradsatzes (16) an der je einen ersten Laufverzahnung (23) jeweils im Zahneingriff steht, - dass das zumindest funktional vorgesehene, zweite Schaltelement (B) bei Betätigung das zweite Hohlrad (20) des Stufenplanetenradsatzes (16) festsetzt, - dass zudem ein Planetenradsatz (15) mit einem ersten Element (26), einem zweiten Element (27) und einem dritten Element (28) in Form eines Sonnenrades (29), eines Planetenträgers (30) und eines Hohlrades (31) vorgesehen ist, wobei das erste Element (26) des Planetenradsatzes (15) mit der mindestens einen Antriebswelle (13) gekoppelt ist und das zweite Element (27) drehfest mit dem Sonnenrad (18) des Stufenplanetenradsatzes (16) in Verbindung steht, - dass ferner zumindest funktional ein drittes Schaltelement (C) und ein viertes Schaltelement (D) vorgesehen sind, von denen das zumindest funktional vorgesehene, dritte Schaltelement (C) bei Betätigung das dritte Element (28) des Planetenradsatzes (15) festsetzt, - und dass das zumindest funktional vorgesehene, vierte Schaltelement (D) bei Betätigung zwei der Elemente (26, 27, 28) des Planetenradsatzes (15) drehfest miteinander verbindet.Motor vehicle transmission (9) for an at least partially electrically driven motor vehicle, in particular for an electrically driven motor vehicle drive axle (3), comprising at least one drive shaft (13) which is provided for coupling to a respective drive machine, a stepped planetary gear set (16) and an output shaft (35), wherein the stepped planetary gear set (16) has a sun gear (18), a first ring gear (21) and a planet carrier (19) in which at least one stepped planet (22) is rotatably mounted, wherein the at least one stepped planet (22) has a first running gear (23) and a second running gear (24) axially adjacent to one another, each of which has a tooth engagement with the sun gear (18) of the stepped planetary gear set (16) on the respective first running gear (23) and a tooth engagement with the first ring gear on the respective second running gear (24). (21) of the stepped planetary gear set (16), wherein the planet carrier (19) of the stepped planetary gear set (16) is connected to the output shaft (35) in a rotationally fixed manner, and wherein at least functionally a first switching element (A) and a second switching element (B) are provided, of which the at least functionally provided first switching element (A) fixes the first ring gear (21) of the stepped planetary gear set (16) when actuated, characterized in that - the stepped planetary gear set (16) also has a second ring gear (20), with which the at least one stepped planet (22) of the stepped planetary gear set (16) is in meshing engagement on the respective first running gear (23), - that the at least functionally provided second switching element (B) fixes the second ring gear (20) of the stepped planetary gear set (16) when actuated, - that in addition a planetary gear set (15) with a first element (26), a second element (27) and a third element (28) in the form of a sun gear (29), a planet carrier (30) and a ring gear (31), wherein the first element (26) of the planetary gear set (15) is coupled to the at least one drive shaft (13) and the second element (27) is connected in a rotationally fixed manner to the sun gear (18) of the stepped planetary gear set (16), - that furthermore at least functionally a third switching element (C) and a fourth switching element (D) are provided, of which the at least functionally provided third switching element (C) fixes the third element (28) of the planetary gear set (15) when actuated, - and that the at least functionally provided fourth switching element (D) connects two of the elements (26, 27, 28) of the planetary gear set (15) to one another in a rotationally fixed manner when actuated.

Kraftfahrzeuggetriebe (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Schaltelement (D) bei Betätigung das zweite Element (27) und das dritte Element (28) des Planetenradsatzes (15) oder das erste Element und das zweite Element des Planetenradsatzes oder das erste Element und das dritte Element des Planetenradsatzes drehfest miteinander verbindet.Motor vehicle transmissions (9) according to Claim 1 , characterized in that the fourth switching element (D), when actuated, connects the second element (27) and the third element (28) of the planetary gear set (15) or the first element and the second element of the planetary gear set or the first element and the third element of the planetary gear set in a rotationally fixed manner.

Kraftfahrzeuggetriebe (9) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (A) und/oder das zweite Schaltelement (B) und/oder das dritte Schaltelement (C) und/oder das vierte Schaltelement (D) jeweils als Einzelschaltelement ausgebildet ist.Motor vehicle transmissions (9) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the first switching element (A) and/or the second switching element (B) and/or the third switching element (C) and/or the fourth switching element (D) are each designed as individual switching elements.

Kraftfahrzeuggetriebe (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (A) und/oder das zweite Schaltelement (B) und/oder das dritte Schaltelement (C) und/oder das vierte Schaltelement (D) jeweils als kraftschlüssiges Schaltelement ausgestaltet ist.Motor vehicle transmission (9) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the first switching element (A) and/or the second switching element (B) and/or the third switching element (C) and/or the fourth switching element (D) are each designed as non-positive switching elements.

Kraftfahrzeuggetriebe (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (A) und/oder das zweite Schaltelement (B) und/oder das dritte Schaltelement (C) und/oder das vierte Schaltelement (D) jeweils als formschlüssiges Schaltelement ausgestaltet ist.Motor vehicle transmission (9) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the first switching element (A) and/or the second switching element (B) and/or the third switching element (C) and/or the fourth switching element (D) are each designed as positive-locking switching elements.

Kraftfahrzeuggetriebe (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (35) drehfest mit einem Eingangselement (33) eines Differentialradsatzes (17) verbunden ist, über welchen die Ausgangswelle (35) mit zwei Abtriebswellen (5, 6) gekoppelt ist.Motor vehicle transmission (9) according to one of the preceding claims, characterized in that the output shaft (35) is connected in a rotationally fixed manner to an input element (33) of a differential gear set (17), via which the output shaft (35) is coupled to two output shafts (5, 6).

Kraftfahrzeuggetriebe (9) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Differentialradsatz (17) radial innenliegend zu dem mindestens einen Stufenplaneten (22) platziert ist und hierbei mit der je einen zweiten Laufverzahnung (24) des mindestens einen Stufenplaneten (22) axial zumindest überschneidet.Motor vehicle transmissions (9) according to Claim 6 , characterized in that the differential gear set (17) is placed radially inward to the at least one stepped planet (22) and at least axially overlaps with the second running gear (24) of the at least one stepped planet (22).

Kraftfahrzeuggetriebe (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Antriebswelle (13), die Ausgangswelle (35), der Stufenplanetenradsatz (16) und der Planetenradsatz (15) koaxial zueinander angeordnet sind.Motor vehicle transmission (9) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one drive shaft (13), the output shaft (35), the stepped planetary gear set (16) and the planetary gear set (15) are arranged coaxially to one another.

Kraftfahrzeuggetriebe (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine Antriebswelle (13) vorgesehen ist, die mit dem ersten Element (26) des Planetenradsatzes (15) gekoppelt, bevorzugt drehfest mit dem ersten Element (26) des Planetenradsatzes (15) verbunden ist.Motor vehicle transmission (9) according to one of the preceding claims, characterized net that exactly one drive shaft (13) is provided which is coupled to the first element (26) of the planetary gear set (15), preferably connected in a rotationally fixed manner to the first element (26) of the planetary gear set (15).

Antriebseinheit (4) für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, insbesondere für eine elektrisch antreibbare Kraftfahrzeugantriebsachse (3), umfassend eine Elektromaschine (10) und ein Kraftfahrzeuggetriebe (9) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Rotor (12) der Elektromaschine (10) mit der Antriebswelle (13) des Kraftfahrzeuggetriebes (9) gekoppelt ist.Drive unit (4) for an at least partially electrically driven motor vehicle, in particular for an electrically driven motor vehicle drive axle (3), comprising an electric machine (10) and a motor vehicle transmission (9) according to one or more of the Claims 1 until 9 , wherein a rotor (12) of the electric machine (10) is coupled to the drive shaft (13) of the motor vehicle transmission (9).

Antriebseinheit (4) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (12) koaxial zu der Antriebswelle (13) angeordnet und drehfest mit der Antriebswelle (13) verbunden ist.Drive unit (4) after Claim 10 , characterized in that the rotor (12) is arranged coaxially to the drive shaft (13) and is connected to the drive shaft (13) in a rotationally fixed manner.

Elektrisch antreibbare Kraftfahrzeugantriebsachse (3) für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebseinheit (4) nach Anspruch 10 oder 11.Electrically driven motor vehicle drive axle (3) for an at least partially electrically driven motor vehicle, comprising a drive unit (4) according to Claim 10 or 11 .

Hybrid- oder Elektrofahrzeug (1), umfassend eine Antriebseinheit (4) nach Anspruch 10 oder 11 oder eine Kraftfahrzeugantriebsachse (3) nach Anspruch 12.Hybrid or electric vehicle (1), comprising a drive unit (4) according to Claim 10 or 11 or a motor vehicle drive axle (3) according to Claim 12 .

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuggetriebes (9) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, - wobei ein erster Gang (G1) zwischen der mindestens einen Antriebswelle (13) und der Ausgangswelle (35) geschaltet wird, indem betätigte Zustände des ersten Schaltelements (A) und des dritten Schaltelements (C) dargestellt werden, - wobei ein zweiter Gang (G2) zwischen der mindestens einen Antriebswelle (13) und der Ausgangswelle (35) geschaltet wird, indem betätigte Zustände des zweiten Schaltelements (B) und des dritten Schaltelements (C) dargestellt werden, - wobei ein dritter Gang (G3) zwischen der mindestens einen Antriebswelle (13) und der Ausgangswelle (35) geschaltet wird, indem betätigte Zustände des ersten Schaltelements (A) und des vierten Schaltelements (D) dargestellt werden, - und wobei ein vierter Gang (G4) zwischen der mindestens einen Antriebswelle (13) und der Ausgangswelle (35) geschaltet wird, indem betätigte Zustände des zweiten Schaltelements (B) und des vierten Schaltelements (D) dargestellt werden.Method for operating a motor vehicle transmission (9) according to one or more of the Claims 1 until 9 , - wherein a first gear (G1) is switched between the at least one drive shaft (13) and the output shaft (35) by displaying actuated states of the first switching element (A) and the third switching element (C), - wherein a second gear (G2) is switched between the at least one drive shaft (13) and the output shaft (35) by displaying actuated states of the second switching element (B) and the third switching element (C), - wherein a third gear (G3) is switched between the at least one drive shaft (13) and the output shaft (35) by displaying actuated states of the first switching element (A) and the fourth switching element (D), - and wherein a fourth gear (G4) is switched between the at least one drive shaft (13) and the output shaft (35) by displaying actuated states of the second switching element (B) and the fourth switching element (D).