WO2015090823A1 - Transmission, hybrid drivetrain and drivetrain for an electric vehicle - Google Patents

Transmission, hybrid drivetrain and drivetrain for an electric vehicle Download PDF

Info

Publication number
WO2015090823A1
WO2015090823A1 PCT/EP2014/075080 EP2014075080W WO2015090823A1 WO 2015090823 A1 WO2015090823 A1 WO 2015090823A1 EP 2014075080 W EP2014075080 W EP 2014075080W WO 2015090823 A1 WO2015090823 A1 WO 2015090823A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
hrs
transmission
main gearset
switching element
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/075080
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Ziemer
Raffael Kuberczyk
Christian Sibla
Andreas Beisswenger
Eckehard MÜNCH
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zf Friedrichshafen Ag filed Critical Zf Friedrichshafen Ag
Publication of WO2015090823A1 publication Critical patent/WO2015090823A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • F16H3/725—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines with means to change ratio in the mechanical gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4816—Electric machine connected or connectable to gearbox internal shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2012—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with four sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2051—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with eight engaging means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a transmission having a transmission input shaft and a transmission output shaft, a main gearset, a 1925radsatz, and an electric machine having a rotor and a stator, wherein the transmission has at least one power path between the transmission input shaft and the main gear, wherein the main gearset having a first and a second planetary gear set with a total of four in speed order as the first, second, third and fourth waves, the at least one power path via at least one switching element with at least one of the four shafts of the main gear is connectable, wherein the third shaft the main gearset is connected to the transmission output shaft, and wherein the auxiliary gearset includes a planetary gear set having first, second and third shafts, the first shaft of the auxiliary gearset being connected to the rotor.
  • the invention also relates to a drive train for a motor vehicle with a transmission.
  • the switching elements are, for example, clutches or brakes here.
  • Such transmissions are mainly used in motor vehicles to adjust the speed and torque output capability of the drive unit to the driving resistance of the vehicle in a suitable manner.
  • Another object of the invention is to improve the range of use of the transmission so that the electric machine in each gear is capable of receiving or delivering mechanical power from the transmission output shaft.
  • the transmission includes at least a transmission input shaft and a transmission output shaft, a main gearset, a 1925radsatz, and an electric machine with a rotor and a stator.
  • the main gearset has a first and a second planetary gear set with a total of four designated in speed order as the first, second, third and fourth wave waves.
  • the main gearset is thus designed as a two-bar four-shaft gearbox.
  • the amidradsatz has a planetary gear set with a total of three designated as first, second, and third wave waves.
  • the first shaft of formeradsatzes is permanently connected to the rotor.
  • the third shaft of the main gearset is connected to the transmission output shaft.
  • a coupling shaft is defined as a permanent mechanical connection between an element - ie sun gear or web or ring gear - of the first single planetary gear set with one element - ie sun gear or web or ring gear - of the second single planetary gear set Number of free waves are not over defines the visual appearance of the transmission, but via its kinematics.
  • a reduced two-bridge four-shaft transmission is a design of a two-bridge four-shaft transmission, in which an element - ie a sun gear, a bridge or a ring gear - of the transmission is saved, as another element of the Getriebes takes over its task without changing the kinematics thereby.
  • the element which takes over the function of the saved element is thus at the same time one of the coupling shafts of the transmission.
  • a known embodiment of this is the Ravigneaux wheelset, which has either two sun gears and only one ring gear or two ring gears and only one sun gear.
  • the transmission input shaft via at least one switching element with at least one of the four shafts of the main gear is connectable.
  • the at least one power path can be connected via two switching elements to two of the four shafts of the main gearset. By closing one of the switching elements thus a rotationally fixed connection between the at least one power path and one of the four shafts of the main gear is made, whereby torque from the transmission input shaft to the main gear is feasible.
  • at least one power path is meant that the transmission has one or more power paths between the transmission input shaft and the main gearset.
  • the transmission input shaft When used in a motor vehicle, the transmission input shaft is connected to a shaft of a drive unit or connectable via a coupling, so that mechanical power of the drive unit of the transmission input shaft can be fed.
  • the drive unit can both as an internal combustion engine and as be formed electrical machine.
  • the transmission shaft serves as
  • a shaft is not to be understood below exclusively as an example cylindrical, rotatably mounted machine element for transmitting torque, but these are also general fasteners to understand that connect individual components or elements together, in particular connecting elements that connect a plurality of elements rotatably together.
  • a planetary gear set includes a sun gear, a land and a ring gear. Rotatably mounted on the web are planet gears, which mesh with the toothing of the sun gear and / or with the toothing of the ring gear.
  • a negative gearset describes a planetary gear set with a web on which the planetary gears are rotatably mounted, with a sun gear and with a ring gear, wherein the toothing meshes with at least one of the planet gears both with the toothing of the sun gear and with the toothing of the ring gear whereby the ring gear and the sun gear rotate in opposite directions of rotation when the sun gear rotates at a stationary web.
  • Both sun gear and ring gear of a planetary gear set can also be divided into several segments.
  • the planet gears mesh with two sun gears, which are not connected to each other.
  • the speed ratios are of course identical on both segments of the sun gear, as if they were connected together.
  • a plus gear set differs from the negative planetary gear set just described in that the plus gear set has inner and outer planet gears rotatably supported on the land.
  • the toothing of the inner planet gears meshes on the one hand with the teeth of the sun gear and on the other hand with the teeth of the outer planetary gears.
  • the toothing of the outer planetary gears also meshes with the teeth of the ring gear. This has the consequence that rotate at test standing web, the ring gear and the sun gear in the same direction.
  • the stationary gear ratio defines the speed ratio between the sun gear and ring gear of a planetary gear set with non-rotatable web. Since the direction of rotation between the sun gear and the ring gear reverses in the case of a negative gearset when the web is non-rotatable, the stationary gear ratio always assumes a negative value for a negative gearset.
  • the speed diagram shows the speed ratios of the individual shafts in the vertical direction.
  • the horizontal distances between the waves result from the ratios between the waves, so that can be connected to a specific operating point speed ratios and torque ratios of the waves by a straight line.
  • the transmission ratios between the shafts result from the stationary gear ratios of the planetary gear sets involved.
  • the speed plan can be displayed, for example, in the form of a utility plan.
  • first, second, third and fourth wave in the order of rotation are characterized in that the rotational speeds of these waves increase, decrease or become linear in the stated order.
  • the rotational speed of the first shaft is less than or equal to the rotational speed of the second shaft.
  • the speed of the second shaft is again less than or equal to the speed of the third shaft.
  • the speed of the third shaft is less than or equal to the speed of the fourth shaft.
  • This order is also reversible, so that the fourth shaft has the highest speed, while the first shaft assumes a speed which is less than or equal to the speed of the fourth shaft. There is always a linear relationship between the speeds of all four shafts.
  • the speed of one or more waves can also assume negative values, or even the value zero.
  • the speed order is therefore always to refer to the signed value of the speeds, and not on the amount.
  • the speeds of the four shafts are then the same if two of these elements are connected to each other by the elements ring gear, web and sun of one of the planetary gear sets.
  • An electric machine consists at least of a non-rotatable stator and a rotatably mounted rotor and is configured in a motor operation to convert electrical energy into mechanical energy in the form of speed and torque, and in a regenerative operation mechanical energy into electrical energy in the form of To transform electricity and voltage.
  • switching elements depending on the operating state, a relative movement between two components allowed or made a connection for transmitting a torque between the two components.
  • a relative movement for example, to understand a rotation of two components, wherein the rotational speed of the first component and the rotational speed of the second component differ from each other.
  • the rotation of only one of the two components is conceivable while the other component is stationary or rotating in the opposite direction.
  • the switching elements are preferably designed in the present invention as claw switching elements, which produce the connection by positive locking.
  • Two elements are referred to as being connected to one another, in particular, if a solid, in particular non-rotatable connection exists between the elements. Such connected elements rotate at the same speed.
  • the various components and elements of said invention can be connected to one another via a shaft or via a closed switching element or a connecting element, but also directly, for example by means of a welding, pressing or other connection.
  • Two elements are hereinafter referred to as connectable if there is a releasable rotationally fixed connection between these elements. If the connection is made, such elements rotate at the same speed.
  • a switching operation is effected by closing a previously not lying in the power of the transmission gear shift element of the transmission and opening a previously lying in the power output of the transmission switching element of the transmission.
  • the shift operation can also be performed under load, that is to say without complete withdrawal of the torque at the transmission input shaft and the transmission output shaft.
  • Such a switching operation is referred to below as a load circuit.
  • a prerequisite for the load circuit in the use of jaw switching elements is that the switching element to be dissolved is guided before releasing in an at least almost no-load condition.
  • the leadership in the virtually no-load condition is achieved in that the switching element is made largely free of torque, so that no or only a small torque is transmitted via the switching element. For this purpose, a torque is applied by the electric machine to that shaft, with which the switching element to be released establishes a connection.
  • the second shaft of the additional gearset can be connected to the first shaft of the main gearset via a first additional shift element and to the second or third shaft of the main gearset via a second additional shift element. If the second shaft of the sansradsatzes connectable via the second additional switching element with the second shaft of the main gearset, the third wave of the sansradsatzes is constantly connected to the third or fourth shaft of the main gearset. If the second shaft of the sansradsatzes connectable via the second additional switching element with the third shaft of the main gearset, the third wave of toastradsatzes is constantly connected to the fourth shaft of the main gearset.
  • either the first additional switching element or the second additional switching element is closed.
  • a switching phase between the first and second auxiliary switching element at first one of the additional switching elements is opened, and only then the other additional switching element is closed. During this switching phase, therefore, neither of the two additional switching elements is closed at short notice.
  • the position of the first wave of Vietnameseradsatzes in the speed plan is selectively influenced. If the first additional switching element is closed and the second additional switching element is open, the second shaft of the additional gearset is connected to the first shaft of the main gearset. In this position, the first and second auxiliary switching element is the first wave of the main gearset in the speed diagram between the first shaft of sansradsatzes and the second shaft of the main gearset. This case is referred to below as the first operating state.
  • the second additional switching element is closed and the first additional switching element is open, then the second shaft of the additional gearset is connected to the second or third shaft of the main gearset. This case is referred to below as the second operating state.
  • the position of the first shaft of relieveradsatzes changes in the speed plan compared to the first operating state.
  • the ratio of the first shaft of relieveradsatzes to the third wave of the main gearset is reduced compared to the first operating state.
  • the ratio of the first wave of relieveradsatzes to the third wave of the main gearset is greater in the first operating state than in the second operating state.
  • the torque to be applied during the switching operation of the rotor is reduced, whereby the electric machine can be made smaller and lighter.
  • the reduced electric machine can apply the required torque to the transmission input shaft even at a high torque at a load circuit, without resulting in an undesirably high torque reduction at the transmission output shaft.
  • the enlarged ratio is also useful when the torque of the electric machine to be transmitted to the transmission output shaft, for example when using the transmission in a motor vehicle, whereby an electric driving operation of the motor vehicle is made possible.
  • the increased ratio is additionally useful when transmitting torque from the electric machine to the transmission input shaft
  • the enlarged translation causes the electrical machine can be smaller and thus easier to build.
  • the rotor is even in a rotationally fixed fixing one of the shafts of the main gearset is able to assume a speed.
  • the assumption of a speed is a prerequisite for receiving and delivering mechanical power by the electric machine.
  • This makes it possible for the electric machine to be able to absorb or dispense mechanical power even in those gears in which, for example, the first shaft of the main gearset is fixed in a rotationally fixed manner or has no appreciable rotational speed.
  • This is particularly advantageous when using the transmission in a motor vehicle, since kinetic energy of the motor vehicle can be recuperated by the regenerative operation of the electric machine in each gear of the transmission. If an internal combustion engine is connected to the transmission input shaft, then the load point of the internal combustion engine can be shifted by regenerative or engine operation of the electric machine in each gear. The transmission thus enables an increase in efficiency of the motor vehicle.
  • the position of the first shaft of Rajradsatzes changes in the speed plan
  • the exact location of the stationary gear ratios of the planetary gear sets involved depends.
  • the stationary gear ratio of the participating planetary gear sets is the first shaft of the main gearset in the speed plan in the second operating state between the first shaft of the sansradsatzes and the second shaft of the main gearset, or the first wave of vinradsatzes is located between the first and second shaft of the main gearset.
  • the first wave of vinradsatzes may be in the speed plan with closed second additional switching element between the second and third shaft of the main gear.
  • the ratio of the first wave of beauradsatzes to the third wave of the main gearset is smaller in the second operating state than in the first operating state.
  • the rotational speed of the rotor of the electric machine which is connected to the first shaft of the sansradsatzes, are selectively reduced in selected gears.
  • low gears with a high transmission ratio between the transmission input shaft and the transmission output shaft, the speed difference between the four shafts of the main gear and the rotor is comparatively low.
  • high gears with a low transmission ratio between the transmission input shaft and the transmission output shaft, the speed difference between the four shafts of the main gearset and the rotor is significantly higher. In high gears, it may thus happen depending on the assignment of the switching elements to the waves of the main gearset and depending on the stationary gear ratio of the planetary gear sets that the limit speed of the rotor is reached.
  • the ratio of the first shaft of unberadsatzes to the third wave of the main gearset can be selectively influenced so that no compromise must be made in terms of the advantage of improved load switching behavior at low gears and the speed limit of the rotor in high gears.
  • the two additional switching elements are preferably actuated by a double-acting actuator. This reduces both the assembly costs and the manufacturing cost of the transmission.
  • a sun gear of the planetary gear set of vinradsatzes is a part of the first wave of the vinradsatzes.
  • a bridge of the planetary gear set of Rajradsatzes is a part of the second shaft of the whilradsatzes, and a ring gear of the planetary gear set of whradsatzes a part of the third wave of the beauradsatzes.
  • the invention is therefore particularly easy to adapt to different transmission variants and available space conditions.
  • three of the four shafts of the main gearset rotate in the same direction of rotation as the transmission output shaft.
  • the remaining wave of the four shafts of the main gearset either rotates in the same direction as the other waves of the main gearset or has no direction of rotation by the remaining shaft is set switchable rotatably.
  • all four shafts of the main gear rotate in the same direction of rotation, unless one of the four waves is fixed by a switching element and thus has no speed, and thus no direction of rotation. There is thus no difference in the direction of rotation between the four shafts of the main gearset.
  • connection of the rotor to additional gear set and main gearset is chosen so that the rotor in the speed plan with closed second additional switching element between the first and the second, or third wave of the main gearset, so it comes between the four waves of the main gear and the rotor to no reversal of direction.
  • the rotor is thus always operated at a speed greater than zero except for a reverse gear realized by reverse rotation of the rotor. Since electrical machines are usually controlled or regulated by the rotor speed, a zero crossing of the speed at a dynamic change of direction a significant overhead in its control, or regulation.
  • stationary gear ratios of the planetary gear sets involved ensures that the Rotor in the forward gears during the second operating state undergoes no reversal of direction. With a suitable assignment of the switching elements and depending on the stationary gear ratio of the planetary gear sets involved can also be achieved that the rotor undergoes no change in direction in the forward gears even during the first operating state.
  • the stationary gear ratios of the planetary gearset of Rajradsatzes and the planetary gear sets of the main gearset are selected such that the first shaft of the sansradsatzes in the speed plan with closed second auxiliary switching element and opened first additional switching element between the first and second shaft of the main gearset.
  • a sun gear of the first planetary gearset of the main gearset is part of the first shaft of the main gearset.
  • a web of the first planetary gear set and a ring gear of the second planetary gear set of the main gearset is part of the second shaft of the main gearset.
  • a ring gear of the first planetary gear set and a web of the second planetary gear set are components of the third wave of the main gearset.
  • a sun gear of the second planetary gear set of the main gearset is part of the fourth wave of the main gearset.
  • a sun gear of the planetary gear set of relieveradsatzes is an example of part of the first wave of beaujutes.
  • a bridge of the planetary gear set of sansradsatzes is part of the second shaft of the sansradsatzes, and a ring gear of the planetary gear set of whradsatzes is part of the third wave of the sansradsatzes. All planetary gear sets are designed as minus wheelsets.
  • the second shaft of regradsatzes connected via the closed second additional switching element to the second shaft of the main gearset, and the third wave of mirradsatzes connected to the third shaft of the main gearset, then the first wave of mirradsatzes in the speed plan is only then between the first and second shafts of the main gearset when the amount of the stationary gear ratio of the planetary gearset of the sansradsatzes is smaller than the amount of the stationary gear ratio of the first planetary gearset of the main gearset.
  • the second shaft of beautunas connected via the closed second additional switching element to the third shaft of the main gearset, and the third wave of beauradsatzes connected to the fourth shaft of the main gearset, the position of the first shaft of the beauradsatzes in the speed plan is dependent from the stationary gear ratio of soirradsatzes and the stationary gear ratios of the two planetary gear sets of the main gearset.
  • the amount of the stationary gear ratio of the planetary gearset of adjectiveradsatzes must be smaller than the increased by the value of one amount of stationary gear ratio of the first planetary gearset of the main gearset, this sum must be divided by the amount of stationary gear ratio of the second planetary gearset of the main gearset.
  • the order of the four shafts of the main gearset in the speed diagram is dependent on the manner which waves are assigned to which components of the first and second planetary gearset of the main gearset, and which of the four shafts are interconnected. Examples are known in the prior art, but certain variants have been found to be particularly advantageous for the implementation in a transmission. These are particularly advantageous because of a geometrically favorable arrangement, because of a reduced component load and because of improved accessibility to switching elements.
  • the first shaft of the main gearset is connected to a sun gear of the first planetary gear set of the main gearset.
  • the second Shaft of the main gearset is connected to a web of the first planetary gear set and a ring gear of the second planetary gear set of the main gearset.
  • the third wave of the main gearset is connected to a ring gear of the first planetary gear set and to a land of the second planetary gear set of the main gearset.
  • the fourth shaft of the main gearset is connected to a sun gear of the second planetary gear set of the main gearset.
  • First and second planetary gear set are designed as minus wheelsets.
  • the second additional shifting element is preferably closed in the fifth to eighth forward gear.
  • the ratio between the first wave of beautuses and the third wave of the main gearset is reduced.
  • the first additional switching element is preferably closed. In the first and second forward gear, the speed difference between the four shafts of the main gear is relatively low.
  • the transmission according to the invention is preferably designed as a power shiftable eight-speed transmission.
  • This eight-speed transmission has a first power path and a second power path between the transmission input shaft and the main gearset.
  • First and second power path have a different gear ratio to the transmission input shaft.
  • the first performance ptad is connectable via a first switching element with the fourth shaft of the main gearset and a second switching element with the second shaft of the main gearset.
  • the second power path is connectable via a third switching element with the first shaft of the main gearset and a fourth switching element with the second shaft of the main gearset.
  • the first wave of the main gearset is rotatably fixed by a fifth switching element.
  • the fourth wave of the main gearset is rotationally fixed by a sixth switching element.
  • a first forward speed results from closing the third switching element and the sixth switching element.
  • a second forward speed results from closing the fourth switching element and the sixth switching element.
  • a third forward speed results from closing the third switching element and the fourth switching element.
  • a fourth forward speed is achieved by closing the fourth switching element and the first switching element.
  • a fifth forward speed results from closing the third switching element and the first switching element.
  • a sixth forward speed results from closing the second switching element and the first switching element.
  • a seventh forward speed results from closing the third switching element and the second switching element.
  • An eighth forward speed results from closing the fifth shift element and the second shift element.
  • Switching between the first and second additional switching element is particularly advantageous in the third forward gear, since the four shafts of the main gearset have the same speed when the third and fourth switching element is closed. An otherwise required when switching between the two additional switching elements synchronization of the waves involved eliminates this in a simple way.
  • two switching elements in each case can be actuated by a double-acting actuator.
  • Third and fifth switching element can be actuated via a first double-acting actuator.
  • Second and fourth switching element can be actuated via a second double-acting actuator.
  • First and sixth switching element can be actuated via a third double-acting actuator.
  • Each of the three double-acting actuators can assume three states. In a first switching state of the double-acting actuator, the first switching element assigned to the actuator is in a closed position, while the second switching element assigned to the actuator assumes an open position. In a second switching state of the actuator, the second switching element associated with the actuator is in a closed position, while the first switching element assigned to the actuator assumes an open position. In a third switching state, both switching elements assigned to the actuator assume the open position.
  • the transmission may preferably be part of a hybrid drive train of a motor vehicle.
  • the hybrid powertrain also has an internal combustion engine in addition to the transmission.
  • the internal combustion engine is either directly or via a clutch connected to the transmission input shaft of the transmission, or connectable.
  • the motor vehicle can be driven both by the internal combustion engine and by the electric machine of the transmission.
  • the hybrid powertrain on an additional electric machine, which is adapted to deliver a torque on the crankshaft of the internal combustion engine via its rotor and thus to start the internal combustion engine.
  • This has the advantage that the internal combustion engine can be started by means of the additional electric machine, without having to influence a simultaneous electric driving operation, in which the motor vehicle is driven solely by the electric machine of the transmission.
  • the auxiliary electric machine is preferably arranged in the power flow between the internal combustion engine and the clutch.
  • the coupling may have a variable transmission capability.
  • the electric machine is connected to a converter, via which the electric machine is connected to an energy store.
  • an energy store for this purpose, any form of energy storage is suitable, in particular electrochemical, electrostatic, hydraulic and mechanical energy storage.
  • the transmission may also be part of a drive train of an electric vehicle.
  • An electric vehicle is driven solely by one or more electric machines, and accordingly has no internal combustion engine.
  • a traction electric machine is connected. Due to the different gear ratios of the transmission, the traction electric machine can always be operated in an operating range with high efficiency, whereby the energy efficiency of the entire electric vehicle is improved.
  • Fig. 1 shows schematically a transmission according to a first embodiment of the invention.
  • Fig. 2 shows a speed plan of the transmission.
  • Fig. 3 shows a circuit diagram of the transmission.
  • Fig. 4 shows schematically a transmission according to a second embodiment of the invention.
  • 5 shows schematically a transmission according to a third embodiment of the invention.
  • Fig. 6 shows a hybrid powertrain of a motor vehicle.
  • Fig. 1 shows schematically a transmission G according to a first embodiment of the invention.
  • the transmission G has a transfer gearset VRS, a supplementary gearset ZRS and a main gearset HRS.
  • the transfer gearset VRS has a planetary gearset P3 and the additional gearset ZRS has a planetary gearset P4, while the main gearset HRS has a first planetary gearset P1 and a second planetary gearset P2. All planetary gear sets P1, P2, P3, P4 are designed as minus wheelsets.
  • the representation of the transmission G essentially shows the connectable and connected elements of the transmission G.
  • the distances selected in the representation of the transmission G can not be used to deduce the transmission ratios.
  • a transmission input shaft GW1 is connected to a sun So-P3 of the planetary gear set P3 of the VRS, while a ring gear Ho-P3 of the planetary gear set P3 of the VRS rotation with the gear housing GG of the transmission G, or with another rotatably fixed component of the transmission G is connected.
  • first and second power paths L1, L2 are formed with power from the transmission input shaft GW1 to both of the first power path L1 and the second power path L2
  • Main gearset HRS can be transmitted.
  • the second power path L2 thereby initiates a rotation, which is changed in comparison with the speed of the transmission input shaft GW1.
  • number to the main gearset HRS by the speed at the transmission input shaft GW1 is translated by the ratio between the sun So-P3 and a web St-P3 of the planetary gear set P3 of the VRS.
  • the first power path L1 forwards the speed of the transmission input shaft GW1 without translation to the main gearset HRS.
  • the sun So-P3 of the planetary gearset P3 of the VRS is part of a first wave W1 VS of the transfer gear VRS, which is connected to the transmission input shaft GW1.
  • the web St-P3 of the planetary gearset P3 of the VRS is part of a second wave W2VS of the VRS. That component on which the ring gear Ho-P3 of the planetary gearset P3 of the transfer gearset VRS is supported is referred to below as the third shaft W3VS of the transfer gearset VRS.
  • a first wave W1 of the main gearset HRS is connected to a sun gear So-P1 of the first planetary gearset P1 of the main gearset HRS.
  • a second wave W2 of the main gearset HRS is connected to a web St-P1 of the first planetary gear set P1 and to a ring gear Ho-P2 of the second planetary gear set P2 of the main gearset HRS.
  • a third wave W3 of the main gearset HRS is connected to a ring gear Ho-P1 of the first planetary gear set P1 and to a web St-P2 of the second planetary gear set P2 of the main gearset HRS.
  • a fourth wave W4 of the main gearset HRS is connected to a sun So-P2 of the second planetary gearset P2 of the main gearset HRS.
  • the arrangement of the first, second, third and fourth wave W1, W2, W3, W4 of the main gearset HRS is determined in the speed plan, the order first , second, third, fourth wave W1, W2, W3, W4 whose order corresponds to the speed plan.
  • the third shaft W3 is connected to a transmission output shaft GW2.
  • the third wave W3 may also be connected via an additional transmission gear to the transmission output shaft GW2.
  • the sun So-P2 of the second planetary gearset P2 of the main gearset HRS has two separate parts. This allows the connection of the transmission output shaft GW2 with the third shaft W3 of the main gearset HRS, which between the two parts of the Son nenrads So-P2 is arranged.
  • the speed ratios are of course the same on both parts of the sun So-P2.
  • both parts of the sun So-P2 are referred to as part of the same wave, specifically the fourth wave W4 of the main gearset HRS.
  • the sun So-P2 of the second planetary gear set P2 of the main gearset HRS can also be made in one piece, for example, in the event of use of the transmission in the motor vehicle in a direction transverse to the drive train, the transmission in this case has an axially parallel output.
  • the first power path L1 can be connected via a first switching element A to the fourth shaft W4 of the main gearset HRS and via a second switching element E to the second shaft W2 of the main gearset HRS.
  • the second power path L2 can be connected via a third switching element B to the first shaft W1 of the main gearset HRS and via a fourth switching element D to the second shaft W2 of the main gearset HRS.
  • the first wave W1 of the main gearset HRS is connectable by a fifth shift element C to the transmission housing GG of the transmission G, or to another non-rotatable component of the transmission G, so that the first shaft W1 of the main gearset HRS can not assume a rotational speed when the fifth shift element C is closed.
  • the fourth wave W4 of the main gearset HRS is in the same way by a sixth switching element F rotatably fixed by the fourth shaft W4 is connected by the sixth switching element F to the transmission housing GG.
  • Two switching elements in each case can be actuated by a double-acting actuator.
  • Third and fifth switching element B, C can be actuated via a first double-acting actuator.
  • Second and fourth switching element E, D can be actuated via a second double-acting actuator.
  • First and sixth switching element A, F can be actuated via a third double-acting actuator.
  • the gear G has an electric machine EM, wherein a stator S is non-rotatably connected to the gearbox GG of the gear G or to another non-rotatable component of the gear G, so that the stator S does not rotate at any speed. can take.
  • a rotatably mounted rotor R is connected to a sun So-P4 of the planetary gear P4 of Rajradsatzes ZRS.
  • the sun So-P4 of the planetary gear P4 of waiveradsatzes ZRS is part of a first wave W1 P4 of waiveradsatzes ZRS.
  • a web St-P4 of the planetary gear P4 of relieveradsatzes ZRS is part of a second wave W2P4 of beauradsatzes ZRS.
  • the second wave W2P4 of waiveradsatzes ZRS is connectable via a first additional switching element U to the first wave W1 of the main gearset HRS, and via a second additional switching element V with the second wave W2 of the main gearset HRS.
  • a ring gear Ho-P4 of the planetary gear P4 of relieveradsatzes ZRS is part of a third wave W3P4 of relieveradsatzes ZRS and is connected to the third wave W3 of the main gearset HRS.
  • Fig. 2 shows a speed diagram of the transmission G
  • Fig. 3 is a circuit diagram of the transmission G is shown.
  • the rotational speeds of the four shafts W1, W2, W3, W4 of the main gearset HRS and the first shaft W1 P4 of the additional gearset ZRS are plotted in the vertical direction in relation to the rotational speed n of the transmission input shaft GW1.
  • a maximum occurring speed n of the transmission input shaft GW1 is normalized to the value one.
  • the first additional switching element U is closed, the first shaft W1 of the main gearset HRS is located in the speed diagram between the first shaft W1 P4 of the additional gearset ZRS and the second shaft W2 of the main gearset HRS.
  • the second additional switching element V is closed, the first shaft W1 P4 of the additional gearset ZRS is located between the first shaft W1 of the main gearset HRS and the second shaft W2 of the main gearset HRS.
  • two shafts are connected, these connected shafts rotate at the same speed.
  • such connected waves in the speed plan can be shown horizontally separated from each other, for example, to better illustrate the speed transmission from the transfer gear VRS on the first or second power path L1, L2 to the main gearset HRS.
  • the selected in the speed schedule horizontal distance between the connected waves is arbitrary.
  • the translation between such connected waves is of course the value one, regardless of the horizontal distance selected in the speed plan.
  • Fig. 3 shows a circuit diagram of the transmission G according to the first embodiment.
  • the closed circuit elements A, B, C, D, E, F and additional switching elements U, V are indicated in Fig. 3 by circles.
  • the shift pattern, the respective ratios of the individual gear ratios and the gear ratios to be determined from the next higher gear can be exemplified, the transmission G has such a spread of 10.1.
  • the translations result from the stationary gear ratios of the planetary P1, P2, P3, P4. With sequential switching mode, double circuits or group circuits can be avoided since two adjacent gear stages share a switching element.
  • the gears of the transmission G are shown in the various lines of the wiring diagram.
  • a first forward gear 1 VM between the transmission input shaft GW1 and the transmission output shaft GW2 is obtained by closing the third shift element B and the sixth shift element F, a second forward speed 2VM by closing the fourth shift element D and the sixth shift element F, a third forward speed 3VM by closing the third switching element B and the fourth switching element D, a fourth forward gear 4VM by closing the fourth
  • Switching element D and the first switching element A a fifth forward speed 5VM by closing the third switching element B and the first switching element A, a sixth forward gear 6VM by closing the second switching element E and the first switching element A, a seventh forward gear 7VM by closing the third switching element B. and the eighth forward speed 8VM by closing the fifth shift element C and the second shift element E.
  • the first additional switching element U is closed.
  • the first additional switching element U is opened and the second additional switching element V is closed, or vice versa.
  • the second additional switching element V is closed.
  • first electric gear 1 EM torque is transmitted solely from the electric machine EM to the transmission output shaft GW2, wherein the first, second, third, fourth switching element A, E, B, D is open and thus no torque-carrying connection between the transmission Input shaft GW1 and the transmission output shaft GW2 consists.
  • the first additional switching element U and the sixth switching element F are closed.
  • the fifth switching element C is open.
  • the second additional switching element V is closed.
  • a first and second start mode 1 S, 2 S of the transmission input shaft GW1 torque is supplied, depending on the position of the sixth switching element F torque exclusively from the electric machine EM or from the Transmission output shaft GW2 the transmission input shaft GW1 is applicable. If the sixth shifting element F is closed and the electric machine EM does not release any torque, the transmission input shaft GW1 can also be supplied with torque exclusively from the transmission output shaft GW2. This is particularly relevant when using the transmission G in the motor vehicle, in order to start such a connected to the transmission input shaft GW1 internal combustion engine VKM. If in this case the sixth shift element F is open, then the transmission output shaft GW2 must be locked in rotation by a parking brake. The first additional switching element U is closed.
  • the second and the fourth wave W2, W4 of the main gearset HRS each form a differential shaft, while the third wave W3 of the main gearset HRS represents a sum wave.
  • the fourth switching element D remains closed.
  • the sixth switching element F is opened, then the third switching element B is closed. If the sixth switching element F designed as a claw-switching element, the sixth switching element F must be made largely free of torque before opening, so that the sixth switching element F no or only transmits a small torque. This load release of the sixth switching element F is effected by a regenerative torque of the electric machine EM.
  • a generator torque is now applied by the electric machine EM in order to achieve a rotational speed synchronization between the second shaft W2VS of the transfer gearset VRS and the first shaft W1 of the main gearset HRS.
  • Fig. 4 shows schematically a transmission G according to a second embodiment of the invention.
  • the third wave W3P4 of the additional gear set ZRS is no longer connected to the third wave W3 of the main gearset HRS.
  • the third wave W3P4 of soirradsatzes ZRS is connected to the fourth wave W4 of the main gearset HRS.
  • the stationary gear ratio of the planetary gearset P4 of the relieveradsatzes ZRS must be adjusted accordingly.
  • Fig. 5 schematically shows a transmission G according to a third embodiment of the invention.
  • the second wave W2P4 of waiveradsatzes ZRS in this third embodiment via the second additional switching element V is no longer connectable to the second wave W2 of the main gearset HRS now.
  • the second wave W2P4 of relieveradsatzes ZRS via the second additional switching element V is now connectable to the third wave W3 of the main gearset HRS.
  • the third wave W3P4 of relieveradsatzes ZRS is connected to the fourth wave W4 of the main gearset HRS.
  • the speed diagram in Fig. 2 and the circuit diagram in Fig. 3 also apply to the second and third embodiment, provided that the stationary gear ratios of the planetary gear sets are selected accordingly.
  • Fig. 6 shows schematically a hybrid powertrain of a motor vehicle.
  • the gear G contained therein corresponds to the first embodiment of the transmission G, which is to be regarded only as an example.
  • a rotatable rotor R2 of an additional Electric machine SG is connected to the transmission input shaft GW1, while the stator S2 of the auxiliary electric machine SG is non-rotatably connected to the transmission housing GG of the transmission G or to another non-rotatable component of the transmission G.
  • an internal combustion engine VKM is connected to the transmission input shaft GW1.
  • the gearbox output shaft GW2 is connected to a transaxle AG.
  • the torque applied to the transmission output shaft GW2 is distributed to wheels W of the motor vehicle.
  • the stator S is supplied with electric power via an inverter INV.
  • the stator S supplies the inverter INV with electric power.
  • the inverter INV converts the DC voltage of a battery BAT into an AC voltage suitable for the electrical machine EM, and vice versa.
  • the additional electric machine SG can also be supplied with electrical power via the inverter INV.
  • the additional electric machine SG may also be connected to another power supply, for example to a low-voltage vehicle electrical system of the motor vehicle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

A transmission (G) having a transmission input shaft (GW1) and having a transmission output shaft (GW2), having a main gear set (HRS), having an auxiliary gear set (ZRS), and having an electric machine (EM) with a rotor (R) and with a stator (S), wherein the transmission (G) has at least one power path (L1, L2) between the transmission input shaft (GW1) and the main gear set (HRS), wherein the main gear set (HRS) has a first and a second planetary gear set (P1, P2) with a total of four shafts (W1, W2, W3, W4) designated, in order of rotational speed, as first, second, third and fourth shaft, wherein the at least one power path (L1, L2) is connectable by means of at least one shift element (A, B, D, E) to at least one of the four shafts (W1, W2, W3, W4) of the main gear set (HRS), wherein the third shaft (W3) of the main gear set (HRS) is connected to the transmission output shaft (GW2), wherein the auxiliary gear set (ZRS) has a planetary gear set (P4) with a first, second and third shaft (W1P4, W2P4, W3P4), wherein the first shaft (W1P4) of the auxiliary gear set (ZRS) is permanently connected to the rotor (R), wherein the second shaft (W2P4) of the auxiliary gear set (ZRS) is connectable by means of a first auxiliary shift element (U) to the first shaft (W1) of the main gear set (HRS) and by means of a second auxiliary shift element (V) to the second or third shaft (W2, W3) of the main gear set (HRS), wherein either the first or the second auxiliary shift element (U, V) is closed, wherein, in the case of the second shaft (W2P4) of the auxiliary gear set (ZRS) being connectable by means of the second auxiliary shift element (V) to the second shaft (W2) of the main gear set (HRS), the third shaft (W3P4) of the auxiliary gear set (ZRS) is permanently connected to the third or fourth shaft (W3, W4) of the main gear set (HRS), and in the case of the second shaft (W2P4) of the auxiliary gear set (ZRS) being connectable by means of the second auxiliary shift element (V) to the third shaft (W3) of the main gear set (HRS), the third shaft (W3P4) of the auxiliary gear set (ZRS) is permanently connected to the fourth shaft (W4) of the main gear set (HRS).

Description

GETRIEBE, HYBRIDANTRIEBSSTRANG UND ANTRIEBSSTRANG FÜR ELEKTROFAHRZEUG  TRANSMISSION, HYBRID DRIVE TRAIN AND DRIVE TRAIN FOR ELECTRIC VEHICLE
Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einer Getriebe-Eingangswelle und einer Getriebe-Ausgangswelle, einem Hauptradsatz, einem Zusatzradsatz, und einer elektrischen Maschine mit einem Rotor und einem Stator, wobei das Getriebe zumindest einen Leistungspfad zwischen der Getriebe-Eingangswelle und dem Hauptradsatz aufweist, wobei der Hauptradsatz einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz mit insgesamt vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichnete Wellen aufweist, wobei der zumindest eine Leistungspfad über zumindest ein Schaltelement mit zumindest einer der vier Wellen des Hauptradsatzes verbindbar ist, wobei die dritte Welle des Hauptradsatzes mit der Getriebe-Ausgangswelle verbunden ist, und wobei der Zusatzradsatz einen Planetenradsatz mit einer ersten, zweiten und dritten Welle aufweist, wobei die erste Welle des Zusatzradsatzes mit dem Rotor verbunden ist. Die Erfindung betrifft außerdem einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe. The invention relates to a transmission having a transmission input shaft and a transmission output shaft, a main gearset, a Zusatzradsatz, and an electric machine having a rotor and a stator, wherein the transmission has at least one power path between the transmission input shaft and the main gear, wherein the main gearset having a first and a second planetary gear set with a total of four in speed order as the first, second, third and fourth waves, the at least one power path via at least one switching element with at least one of the four shafts of the main gear is connectable, wherein the third shaft the main gearset is connected to the transmission output shaft, and wherein the auxiliary gearset includes a planetary gear set having first, second and third shafts, the first shaft of the auxiliary gearset being connected to the rotor. The invention also relates to a drive train for a motor vehicle with a transmission.
Ein Getriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, bei dem eine vordefinierte Anzahl an Gängen, also festen Übersetzungsverhältnissen zwischen einer Getriebe-Eingangswelle und einer Getriebe-Ausgangswelle, durch Schaltelemente automatisch schaltbar ist. Bei den Schaltelementen handelt es sich hier beispielsweise um Kupplungen oder Bremsen. Derartige Getriebe finden vor allem in Kraftfahrzeugen Anwendung, um das Drehzahl- und Drehmomentabgabevermögen der Antriebseinheit den Fahrwiderständen des Fahrzeugs in geeigneter Weise anzupassen. A transmission referred to here in particular a multi-speed transmission in which a predefined number of gears, ie fixed gear ratios between a transmission input shaft and a transmission output shaft, is automatically switched by switching elements. The switching elements are, for example, clutches or brakes here. Such transmissions are mainly used in motor vehicles to adjust the speed and torque output capability of the drive unit to the driving resistance of the vehicle in a suitable manner.
Aus der Patentanmeldung DE 10 2012 201 377 A1 der Anmelderin ist ein Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle und zwei Leistungspfaden zwischen der Getriebeeingangswelle und einem Hauptradsatz mit zwei Einzelplanetenradsätzen mit vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichneten Wellen bekannt, wobei die dritte der vier Wellen mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist. Eine Elektromaschine ist über ein Planetengetriebe an der ersten Welle des Hauptradsatzes angebunden. Autgabe der Erfindung ist es, das Lastschaltverhalten des Getriebes in ausgewählten Gängen zu verbessern. From the patent application DE 10 2012 201 377 A1 of the applicant is known a transmission with a transmission input shaft and a transmission output shaft and two power paths between the transmission input shaft and a main gearset with two Einzelplanetenradsätzen with four in speed order as first, second, third and fourth wave called waves the third of the four shafts is connected to the transmission output shaft. An electric machine is connected via a planetary gear to the first shaft of the main gearset. Autgabe the invention is to improve the load switching behavior of the transmission in selected gears.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, den Einsatzbereich des Getriebes zu verbessern, sodass die elektrische Maschine in jedem Gang dazu in der Lage ist mechanische Leistung von der Getriebe-Ausgangswelle aufzunehmen oder auf diese abzugeben. Another object of the invention is to improve the range of use of the transmission so that the electric machine in each gear is capable of receiving or delivering mechanical power from the transmission output shaft.
Die Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 , wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren ergeben. The objects are achieved by the features of claim 1, wherein advantageous embodiments of the dependent claims, the description and from the figures.
Das Getriebe umfasst wenigstens eine Getriebe-Eingangswelle und eine Getriebe- Ausgangswelle, einen Hauptradsatz, einen Zusatzradsatz, und eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator. The transmission includes at least a transmission input shaft and a transmission output shaft, a main gearset, a Zusatzradsatz, and an electric machine with a rotor and a stator.
Der Hauptradsatz weist einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz mit insgesamt vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichnete Wellen auf. Der Hauptradsatz ist somit als ein Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebe ausgebildet. Der Zusatzradsatz weist einen Planetenradsatz mit insgesamt drei als erste, zweite, und dritte Welle bezeichnete Wellen auf. The main gearset has a first and a second planetary gear set with a total of four designated in speed order as the first, second, third and fourth wave waves. The main gearset is thus designed as a two-bar four-shaft gearbox. The Zusatzradsatz has a planetary gear set with a total of three designated as first, second, and third wave waves.
Die erste Welle des Zusatzradsatzes ist mit dem Rotor ständig verbunden. Die dritte Welle des Hauptradsatzes ist mit der Getriebe-Ausgangswelle verbunden. The first shaft of Zusatzradsatzes is permanently connected to the rotor. The third shaft of the main gearset is connected to the transmission output shaft.
Unter einem Zwei-Steg- Vier-Wellen-Getriebe ist ein Planetengetriebe zu verstehen, das aus zwei über genau zwei Koppelwellen kinematisch miteinander gekoppelten Einzel-Planetenradsätzen gebildet ist und bei dem vier seiner Elemente („Wellen") für andere Getriebeelemente frei zugänglich sind. Eine Koppelwelle ist dabei als ständige mechanische Verbindung zwischen einem Element - also Sonnenrad oder Steg oder Hohlrad - des ersten Einzel-Planetenradsatzes mit einem Element - also Sonnenrad oder Steg oder Hohlrad - des zweiten Einzel-Planetenradsatzes definiert. Die Anzahl der Einzel-Planetenradsätze und die Anzahl der freien Wellen sind nicht über das optische Erscheinungsbild des Getriebes definiert, sondern über dessen Kinematik. In jedem Gang eines Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebes müssen zwei der mit Elementen des Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebes verbunden Schaltelemente des Getriebes geschlossen sein. Zur graphischen Darstellung der Kinematik des Getriebes wird üblicherweise ein Drehzahlplan des Getriebes verwendet, beispielsweise den aus der Getriebelehre bekannten Kutzbachplan. Bekannte Ausführungsbeispiele für ein solches Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebe sind der so genannte Ravigneaux-Radsatz und der so genannte Simpson-Radsatz. Under a two-bridge four-shaft transmission is a planetary gear to understand, which is formed of two over exactly two coupling shafts kinematically coupled to each other single planetary gear sets and in which four of its elements ("waves") are freely accessible to other transmission elements. A coupling shaft is defined as a permanent mechanical connection between an element - ie sun gear or web or ring gear - of the first single planetary gear set with one element - ie sun gear or web or ring gear - of the second single planetary gear set Number of free waves are not over defines the visual appearance of the transmission, but via its kinematics. In each gear of a two-land four-shaft transmission, two of the transmission shifting elements connected to elements of the two-land four-shaft transmission must be closed. For the graphical representation of the kinematics of the transmission usually a speed plan of the transmission is used, for example, the well-known from the Gauge Kutzbach plan. Known embodiments of such a two-bridge four-shaft transmission are the so-called Ravigneaux wheelset and the so-called Simpson wheelset.
Ein reduziertes Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebe ist eine Bauform eines Zwei-Steg- Vier-Wellen-Getriebes, bei dem ein Element - also ein Sonnenrad, ein Steg oder ein Hohlrad - des Getriebes eingespart ist, da ein anderes Element des Getriebes dessen Aufgabe übernimmt, ohne die Kinematik dadurch zu verändern. Dasjenige Element, welches die Funktion des eingesparten Elementes übernimmt, ist damit gleichzeitig eine der Koppelwellen des Getriebes. Ein bekanntes Ausführungsbeispiel hierfür ist der Ravigneaux-Radsatz, der entweder zwei Sonnenräder und nur ein Hohlrad aufweist oder aber zwei Hohlräder und nur ein Sonnenrad. A reduced two-bridge four-shaft transmission is a design of a two-bridge four-shaft transmission, in which an element - ie a sun gear, a bridge or a ring gear - of the transmission is saved, as another element of the Getriebes takes over its task without changing the kinematics thereby. The element which takes over the function of the saved element is thus at the same time one of the coupling shafts of the transmission. A known embodiment of this is the Ravigneaux wheelset, which has either two sun gears and only one ring gear or two ring gears and only one sun gear.
Über zumindest einen Leistungspfad ist die Getriebe-Eingangswelle über zumindest ein Schaltelement mit zumindest einer der vier Wellen des Hauptradsatzes verbindbar. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zumindest eine Leistungspfad über zwei Schaltelemente mit zwei der vier Wellen des Hauptradsatzes verbindbar. Durch Schließen eines der Schaltelemente wird somit eine drehfeste Verbindung zwischen dem zumindest einen Leistungspfad und einer der vier Wellen des Hauptradsatzes hergestellt, wodurch Drehmoment von der Getriebe-Eingangswelle auf den Hauptradsatz führbar ist. Unter zumindest einem Leistungspfad ist zu verstehen, dass das Getriebe einen oder mehrere Leistungspfade zwischen der Getriebe-Eingangswelle und dem Hauptradsatz aufweist. About at least one power path, the transmission input shaft via at least one switching element with at least one of the four shafts of the main gear is connectable. In a preferred embodiment, the at least one power path can be connected via two switching elements to two of the four shafts of the main gearset. By closing one of the switching elements thus a rotationally fixed connection between the at least one power path and one of the four shafts of the main gear is made, whereby torque from the transmission input shaft to the main gear is feasible. By at least one power path is meant that the transmission has one or more power paths between the transmission input shaft and the main gearset.
Bei Anwendung in einem Kraftfahrzeug ist die Getriebe-Eingangswelle mit einer Welle eines Antriebsaggregates verbunden oder über eine Kupplung verbindbar, sodass mechanische Leistung des Antriebsaggregats der Getriebe-Eingangswelle zuführbar ist. Das Antriebsaggregat kann sowohl als Verbrennungskraftmaschine als auch als elektrische Maschine ausgebildet sein. Die üetriebe-Ausgangswelle dient als When used in a motor vehicle, the transmission input shaft is connected to a shaft of a drive unit or connectable via a coupling, so that mechanical power of the drive unit of the transmission input shaft can be fed. The drive unit can both as an internal combustion engine and as be formed electrical machine. The transmission shaft serves as
Schnittstelle zur Übertragung mechanischer Leistung zu den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs. Interface for transmitting mechanical power to the drive wheels of the motor vehicle.
Unter einer Welle ist nachfolgend nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehfest miteinander verbinden. A shaft is not to be understood below exclusively as an example cylindrical, rotatably mounted machine element for transmitting torque, but these are also general fasteners to understand that connect individual components or elements together, in particular connecting elements that connect a plurality of elements rotatably together.
Ein Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, einen Steg und ein Hohlrad. An dem Steg drehbar gelagert sind Planetenräder, welche mit der Verzahnung des Sonnenrades und/oder mit der Verzahnung des Hohlrads kämmen. Nachfolgend beschreibt ein Minus-Radsatz einen Planetenradsatz mit einem Steg, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind, mit einem Sonnenrad und mit einem Hohlrad, wobei die Verzahnung zumindest eines der Planetenräder sowohl mit der Verzahnung des Sonnenrades, als auch mit der Verzahnung des Hohlrades kämmt, wodurch das Hohlrad und das Sonnenrad in entgegengesetzte Drehrichtungen rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Steg rotiert. A planetary gear set includes a sun gear, a land and a ring gear. Rotatably mounted on the web are planet gears, which mesh with the toothing of the sun gear and / or with the toothing of the ring gear. In the following, a negative gearset describes a planetary gear set with a web on which the planetary gears are rotatably mounted, with a sun gear and with a ring gear, wherein the toothing meshes with at least one of the planet gears both with the toothing of the sun gear and with the toothing of the ring gear whereby the ring gear and the sun gear rotate in opposite directions of rotation when the sun gear rotates at a stationary web.
Sowohl Sonnenrad als auch Hohlrad eines Planetenradsatzes können auch in mehrere Segmente aufgeteilt sein. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Planetenräder mit zwei Sonnenräder kämmen, welche nicht miteinander verbunden sind. Die Drehzahlverhältnisse sind selbstverständlich an beiden Segmenten des Sonnenrads identisch, so als ob sie miteinander verbunden wären. Both sun gear and ring gear of a planetary gear set can also be divided into several segments. For example, it is conceivable that the planet gears mesh with two sun gears, which are not connected to each other. The speed ratios are of course identical on both segments of the sun gear, as if they were connected together.
Ein Plus-Radsatz unterscheidet sich zu dem gerade beschriebenen Minus- Planetenradsatz dahingehend, dass der Plus-Radsatz innere und äußere Planetenräder aufweist, welche drehbar an dem Steg gelagert sind. Die Verzahnung der inneren Planetenräder kämmt dabei einerseits mit der Verzahnung des Sonnenrads und andererseits mit der Verzahnung der äußeren Planetenräder. Die Verzahnung der äußeren Planetenräder kämmt darüber hinaus mit der Verzahnung des Hohlrades. Dies hat zur Folge, dass bei teststehendem Steg das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Drehrichtung rotieren. A plus gear set differs from the negative planetary gear set just described in that the plus gear set has inner and outer planet gears rotatably supported on the land. The toothing of the inner planet gears meshes on the one hand with the teeth of the sun gear and on the other hand with the teeth of the outer planetary gears. The toothing of the outer planetary gears also meshes with the teeth of the ring gear. This has the consequence that rotate at test standing web, the ring gear and the sun gear in the same direction.
Die Standgetriebeübersetzung definiert das Drehzahlverhältnis zwischen Sonnenrad und Hohlrad eines Planetenradsatzes bei drehfestem Steg. Da sich bei einem Minus- Radsatz die Drehrichtung zwischen Sonnenrad und Hohlrad bei drehfestem Steg umkehrt, nimmt die Standgetriebeübersetzung bei einem Minus-Radsatz stets einen negativen Wert an. The stationary gear ratio defines the speed ratio between the sun gear and ring gear of a planetary gear set with non-rotatable web. Since the direction of rotation between the sun gear and the ring gear reverses in the case of a negative gearset when the web is non-rotatable, the stationary gear ratio always assumes a negative value for a negative gearset.
Im Drehzahlplan sind in vertikaler Richtung die Drehzahlverhältnisse der einzelnen Wellen aufgetragen. Die horizontalen Abstände zwischen den Wellen ergeben sich aus den Übersetzungsverhältnissen zwischen den Wellen, sodass sich zu einem bestimmten Betriebspunkt gehörende Drehzahlverhältnisse und Drehmomentverhältnisse der Wellen durch eine Gerade verbinden lassen. Die Übersetzungsverhältnisse zwischen den Wellen ergeben sich aus den Standgetriebeübersetzungen der beteiligten Planetenradsätze. Der Drehzahlplan ist beispielsweise in Form eines Kutz- bachplans darstellbar. The speed diagram shows the speed ratios of the individual shafts in the vertical direction. The horizontal distances between the waves result from the ratios between the waves, so that can be connected to a specific operating point speed ratios and torque ratios of the waves by a straight line. The transmission ratios between the shafts result from the stationary gear ratios of the planetary gear sets involved. The speed plan can be displayed, for example, in the form of a utility plan.
Vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichnete Wellen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlen dieser Wellen in der genannten Reihenfolge linear ansteigen, abnehmen oder gleich sind. In anderen Worten ist die Drehzahl der ersten Welle kleiner gleich der Drehzahl der zweiten Welle. Die Drehzahl der zweiten Welle ist wiederum kleiner gleich der Drehzahl der dritten Welle. Die Drehzahl der dritten Welle ist kleiner gleich der Drehzahl der vierten Welle. Diese Reihenfolge ist auch reversibel, sodass die vierte Welle die größte Drehzahl aufweist, während die erste Welle eine Drehzahl annimmt die kleiner oder gleich groß wie die Drehzahl der vierten Welle ist. Zwischen den Drehzahlen aller vier Wellen besteht dabei stets ein linearer Zusammenhang. Four waves referred to as the first, second, third and fourth wave in the order of rotation are characterized in that the rotational speeds of these waves increase, decrease or become linear in the stated order. In other words, the rotational speed of the first shaft is less than or equal to the rotational speed of the second shaft. The speed of the second shaft is again less than or equal to the speed of the third shaft. The speed of the third shaft is less than or equal to the speed of the fourth shaft. This order is also reversible, so that the fourth shaft has the highest speed, while the first shaft assumes a speed which is less than or equal to the speed of the fourth shaft. There is always a linear relationship between the speeds of all four shafts.
Die Drehzahl einer oder mehrerer Wellen kann dabei auch negative Werte, oder auch den Wert Null annehmen. Die Drehzahlordnung ist daher stets auf den vorzeichenbehafteten Wert der Drehzahlen zu beziehen, und nicht auf deren Betrag. Die Drehzahlen der vier Wellen sind dann gleich, wenn von den Elementen Hohlrad, Steg und Sonne eines der Planetenradsätze zwei dieser Elemente miteinander verbunden sind. The speed of one or more waves can also assume negative values, or even the value zero. The speed order is therefore always to refer to the signed value of the speeds, and not on the amount. The speeds of the four shafts are then the same if two of these elements are connected to each other by the elements ring gear, web and sun of one of the planetary gear sets.
Eine elektrische Maschine besteht zumindest aus einem drehfesten Stator und einem drehbar gelagerten Rotor und ist in einem motorischen Betrieb dazu eingerichtet, elektrische Energie in mechanische Energie in Form von Drehzahl und Drehmoment zu wandeln, sowie in einem generatorischen Betrieb mechanische Energie in elektrische Energie in Form von Strom und Spannung zu wandeln. An electric machine consists at least of a non-rotatable stator and a rotatably mounted rotor and is configured in a motor operation to convert electrical energy into mechanical energy in the form of speed and torque, and in a regenerative operation mechanical energy into electrical energy in the form of To transform electricity and voltage.
Durch Schaltelemente wird, je nach Betätigungszustand, eine Relativbewegung zwischen zwei Bauteilen zugelassen oder eine Verbindung zur Übertragung eines Drehmoments zwischen den zwei Bauteilen hergestellt. Unter einer Relativbewegung ist beispielsweise eine Rotation zweier Bauteile zu verstehen, wobei die Drehzahl des ersten Bauteils und die Drehzahl des zweiten Bauteils voneinander abweichen. Darüber hinaus ist auch die Rotation nur eines der beiden Bauteile denkbar, während das andere Bauteil stillsteht oder in entgegengesetzter Richtung rotiert. Die Schaltelemente sind in der gegenständlichen Erfindung bevorzugt als Klauen- Schaltelemente ausgeführt, welche die Verbindung durch Formschluss herstellen. By switching elements, depending on the operating state, a relative movement between two components allowed or made a connection for transmitting a torque between the two components. Under a relative movement, for example, to understand a rotation of two components, wherein the rotational speed of the first component and the rotational speed of the second component differ from each other. In addition, the rotation of only one of the two components is conceivable while the other component is stationary or rotating in the opposite direction. The switching elements are preferably designed in the present invention as claw switching elements, which produce the connection by positive locking.
Zwei Elemente werden insbesondere dann als miteinander verbunden bezeichnet, wenn zwischen den Elementen eine feste, insbesondere drehfeste Verbindung besteht. Derart verbundene Elemente drehen mit der gleichen Drehzahl. Die verschiedenen Bauteile und Elemente der genannten Erfindung können dabei über eine Welle beziehungsweise über ein geschlossenes Schaltelement oder ein Verbindungselement, aber auch direkt, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Press- oder einer sonstigen Verbindung, miteinander verbunden sein. Two elements are referred to as being connected to one another, in particular, if a solid, in particular non-rotatable connection exists between the elements. Such connected elements rotate at the same speed. The various components and elements of said invention can be connected to one another via a shaft or via a closed switching element or a connecting element, but also directly, for example by means of a welding, pressing or other connection.
Zwei Elemente werden im Weiteren als verbindbar bezeichnet, wenn zwischen diesen Elementen eine lösbare drehfeste Verbindung besteht. Wenn die Verbindung besteht, so drehen solche Elemente mit der gleichen Drehzahl. Ein Schaltvorgang wird durch Schließen eines zuvor nicht im Leistungstluss des Getriebes liegenden Schaltelements des Getriebes und Öffnen eines zuvor im Leistungstluss des Getriebes liegenden Schaltelements des Getriebes bewirkt. Der Schaltvorgang kann auch unter Last, das heißt ohne vollständige Zurücknahme des Drehmoments an der Getriebe-Eingangswelle und der Getriebe-Ausgangswelle vorgenommen werden. Ein derartiger Schaltvorgang wird im Folgenden als Lastschaltung bezeichnet. Eine Voraussetzung für die Lastschaltung bei der Verwendung von Klauen-Schaltelementen ist, dass das zu lösende Schaltelement vor dem Lösen in einen zumindest nahezu lastlosen Zustand geführt wird. Die Führung in den nahezu lastlosen Zustand wird dadurch erreicht, dass das Schaltelement weitgehend drehmomentfrei gestellt wird, sodass über das Schaltelement kein oder nur ein geringes Drehmoment übertragen wird. Dazu wird durch die elektrische Maschine ein Drehmoment auf jene Welle aufgebracht, mit der das zu lösende Schaltelement eine Verbindung herstellt. Two elements are hereinafter referred to as connectable if there is a releasable rotationally fixed connection between these elements. If the connection is made, such elements rotate at the same speed. A switching operation is effected by closing a previously not lying in the power of the transmission gear shift element of the transmission and opening a previously lying in the power output of the transmission switching element of the transmission. The shift operation can also be performed under load, that is to say without complete withdrawal of the torque at the transmission input shaft and the transmission output shaft. Such a switching operation is referred to below as a load circuit. A prerequisite for the load circuit in the use of jaw switching elements is that the switching element to be dissolved is guided before releasing in an at least almost no-load condition. The leadership in the virtually no-load condition is achieved in that the switching element is made largely free of torque, so that no or only a small torque is transmitted via the switching element. For this purpose, a torque is applied by the electric machine to that shaft, with which the switching element to be released establishes a connection.
Erfindungsgemäß ist die zweite Welle des Zusatzradsatzes über ein erstes Zusatzschaltelement mit der ersten Welle des Hauptradsatzes und über ein zweites Zusatzschaltelement mit der zweiten oder dritten Welle des Hauptradsatzes verbindbar. Ist die zweite Welle des Zusatzradsatzes über das zweite Zusatzschaltelement mit der zweiten Welle des Hauptradsatzes verbindbar, so ist die dritte Welle des Zusatzradsatzes ständig mit der dritten oder vierten Welle des Hauptradsatzes verbunden. Ist die zweite Welle des Zusatzradsatzes über das zweite Zusatzschaltelement mit der dritten Welle des Hauptradsatzes verbindbar, so ist die dritte Welle des Zusatzradsatzes ständig mit der vierten Welle des Hauptradsatzes verbunden. According to the invention, the second shaft of the additional gearset can be connected to the first shaft of the main gearset via a first additional shift element and to the second or third shaft of the main gearset via a second additional shift element. If the second shaft of the Zusatzradsatzes connectable via the second additional switching element with the second shaft of the main gearset, the third wave of the Zusatzradsatzes is constantly connected to the third or fourth shaft of the main gearset. If the second shaft of the Zusatzradsatzes connectable via the second additional switching element with the third shaft of the main gearset, the third wave of Zusatzradsatzes is constantly connected to the fourth shaft of the main gearset.
Dabei ist entweder das erste Zusatzschaltelement oder das zweite Zusatzschaltelement geschlossen. Während einer Umschaltphase zwischen erstem und zweitem Zusatzschaltelement wird zunächst eines der Zusatzschaltelemente geöffnet, und erst dann das andere Zusatzschaltelement geschlossen. Während dieser Umschaltphase ist daher kurzfristig keines der beiden Zusatzschaltelemente geschlossen. In this case, either the first additional switching element or the second additional switching element is closed. During a switching phase between the first and second auxiliary switching element, at first one of the additional switching elements is opened, and only then the other additional switching element is closed. During this switching phase, therefore, neither of the two additional switching elements is closed at short notice.
Durch das erste und zweite Zusatzschaltelement ist die Lage der ersten Welle des Zusatzradsatzes im Drehzahlplan gezielt beeinflussbar. Ist das erste Zusatzschaltelement geschlossen und ist das zweite Zusatzschaltelement geöffnet, so ist die zweite Welle des Zusatzradsatzes mit der ersten Welle des Hauptradsatzes verbunden. In dieser Stellung des ersten und zweiten Zusatzschaltelements liegt die erste Welle des Hauptradsatzes im Drehzahlplan zwischen der ersten Welle des Zusatzradsatzes und der zweiten Welle des Hauptradsatzes. Dieser Fall wird im Folgenden als erster Betriebszustand bezeichnet. By the first and second additional switching element, the position of the first wave of Zusatzradsatzes in the speed plan is selectively influenced. If the first additional switching element is closed and the second additional switching element is open, the second shaft of the additional gearset is connected to the first shaft of the main gearset. In this position, the first and second auxiliary switching element is the first wave of the main gearset in the speed diagram between the first shaft of Zusatzradsatzes and the second shaft of the main gearset. This case is referred to below as the first operating state.
Ist das zweite Zusatzschaltelement geschlossen und ist das erste Zusatzschaltelement geöffnet, so ist die zweite Welle des Zusatzradsatzes mit der zweiten oder dritten Welle des Hauptradsatzes verbunden. Dieser Fall wird im Folgenden als zweiter Betriebszustand bezeichnet. In dieser Stellung des ersten und zweiten Zusatzschaltelements verändert sich die Lage der ersten Welle des Zusatzradsatzes im Drehzahlplan im Vergleich zum ersten Betriebszustand. Die Übersetzung der ersten Welle des Zusatzradsatzes zur dritten Welle des Hauptradsatzes wird im Vergleich zum ersten Betriebszustand reduziert. If the second additional switching element is closed and the first additional switching element is open, then the second shaft of the additional gearset is connected to the second or third shaft of the main gearset. This case is referred to below as the second operating state. In this position of the first and second auxiliary switching element, the position of the first shaft of Zusatzradsatzes changes in the speed plan compared to the first operating state. The ratio of the first shaft of Zusatzradsatzes to the third wave of the main gearset is reduced compared to the first operating state.
Die Übersetzung von erster Welle des Zusatzradsatzes zur dritten Welle des Hauptradsatzes ist im ersten Betriebszustand größer als im zweiten Betriebszustand. The ratio of the first wave of Zusatzradsatzes to the third wave of the main gearset is greater in the first operating state than in the second operating state.
Durch diese im ersten Betriebszustand vergrößerte Übersetzung wird das beim Schaltvorgang vom Rotor aufzubringende Drehmoment reduziert, wodurch die elektrische Maschine kleiner und leichter aufgebaut werden kann. Derart kann die verkleinerte elektrische Maschine bei einer Lastschaltung selbst bei einem hohen Drehmoment an der Getriebe-Eingangswelle das erforderliche Drehmoment aufbringen, ohne dass es zu einer unerwünscht hohen Drehmomentreduktion an der Getriebe- Ausgangswelle kommt. Die vergrößerte Übersetzung ist zudem auch dann von Nutzen, wenn das Drehmoment der elektrischen Maschine auf die Getriebe- Ausgangswelle übertragen werden soll, beispielsweise bei Verwendung des Getriebes in einem Kraftfahrzeug, wodurch ein elektrischer Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht wird. Durch die derart vergrößerte Übersetzung ist ein Anfahren des Kraftfahrzeugs in einer Steigung selbst bei verkleinerter elektrischer Maschine möglich. Die vergrößerte Übersetzung ist zusätzlich von Nutzen, wenn ausgehend von der elektrischen Maschine ein Drehmoment auf die Getriebe-Eingangswelle übertragen wird, beispielsweise bei Anwendung zum Starten einer Verbrennungskrattmaschine, die mit der Getriebe-Eingangswelle verbunden ist. Auch hier führt die vergrößerte Übersetzung dazu, dass die elektrische Maschine kleiner und damit leichter aufgebaut werden kann. By this enlarged in the first operating state ratio, the torque to be applied during the switching operation of the rotor is reduced, whereby the electric machine can be made smaller and lighter. In this way, the reduced electric machine can apply the required torque to the transmission input shaft even at a high torque at a load circuit, without resulting in an undesirably high torque reduction at the transmission output shaft. The enlarged ratio is also useful when the torque of the electric machine to be transmitted to the transmission output shaft, for example when using the transmission in a motor vehicle, whereby an electric driving operation of the motor vehicle is made possible. By so magnified translation starting up of the motor vehicle in a slope even with miniaturized electrical machine is possible. The increased ratio is additionally useful when transmitting torque from the electric machine to the transmission input shaft For example, when used to start a Verbrennungskrattmaschine, which is connected to the transmission input shaft. Again, the enlarged translation causes the electrical machine can be smaller and thus easier to build.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird zudem erreicht, dass der Rotor selbst bei drehfester Festsetzung einer der Wellen des Hauptradsatzes dazu in der Lage ist eine Drehzahl anzunehmen. Das Annehmen einer Drehzahl ist Vorrausetzung zur Aufnahme und Abgabe von mechanischer Leistung durch die elektrische Maschine. Dadurch wird ermöglicht, dass die elektrische Maschine auch in jenen Gängen dazu imstande ist mechanische Leistung aufzunehmen oder abzugeben, in der beispielsweise die erste Welle des Hauptradsatzes drehfest festgesetzt ist oder keine nennenswerte Drehzahl aufweist. Dies ist insbesondere bei Anwendung des Getriebes in einem Kraftfahrzeug vorteilhaft, da kinetische Energie des Kraftfahrzeugs durch den generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine in jedem Gang des Getriebes rekuperiert werden kann. Ist eine Verbrennungskraftmaschine mit der Getriebe- Eingangswelle verbunden, so kann derart der Lastpunkt der Verbrennungskraftmaschine durch generatorischen oder motorischen Betrieb der elektrischen Maschine in jedem Gang verschoben werden. Das Getriebe ermöglicht damit eine Effizienzsteigerung des Kraftfahrzeugs. By the arrangement according to the invention is also achieved that the rotor is even in a rotationally fixed fixing one of the shafts of the main gearset is able to assume a speed. The assumption of a speed is a prerequisite for receiving and delivering mechanical power by the electric machine. This makes it possible for the electric machine to be able to absorb or dispense mechanical power even in those gears in which, for example, the first shaft of the main gearset is fixed in a rotationally fixed manner or has no appreciable rotational speed. This is particularly advantageous when using the transmission in a motor vehicle, since kinetic energy of the motor vehicle can be recuperated by the regenerative operation of the electric machine in each gear of the transmission. If an internal combustion engine is connected to the transmission input shaft, then the load point of the internal combustion engine can be shifted by regenerative or engine operation of the electric machine in each gear. The transmission thus enables an increase in efficiency of the motor vehicle.
Im zweiten Betriebszustand ändert sich die Lage der ersten Welle des Zusatzradsatzes im Drehzahlplan, wobei die genaue Lage von den Standgetriebeübersetzungen der beteiligten Planetenradsätze abhängt. Abhängig von der Standgetriebeübersetzung der beteiligten Planetenradsätze befindet sich die erste Welle des Hauptradsatzes im Drehzahlplan im zweiten Betriebszustand zwischen der ersten Welle des Zusatzradsatzes und der zweiten Welle des Hauptradsatzes, oder die erste Welle des Zusatzradsatzes befindet sich zwischen der ersten und zweiten Welle des Hauptradsatzes. Ist die zweite Welle des Zusatzradsatzes über das zweite Zusatzschaltelement mit der dritten Welle des Hauptradsatzes verbunden, so kann sich die erste Welle des Zusatzradsatzes im Drehzahlplan bei geschlossenem zweitem Zusatzschaltelement auch zwischen der zweiten und dritten Welle des Hauptradsatzes befinden. Die Übersetzung von erster Welle des Zusatzradsatzes zur dritten Welle des Hauptradsatzes ist im zweiten Betriebszustand kleiner als im ersten Betriebszustand. In the second operating state, the position of the first shaft of Zusatzradsatzes changes in the speed plan, the exact location of the stationary gear ratios of the planetary gear sets involved depends. Depending on the stationary gear ratio of the participating planetary gear sets is the first shaft of the main gearset in the speed plan in the second operating state between the first shaft of the Zusatzradsatzes and the second shaft of the main gearset, or the first wave of Zusatzradsatzes is located between the first and second shaft of the main gearset. If the second shaft of Zusatzradsatzes connected via the second additional switching element to the third shaft of the main gearset, the first wave of Zusatzradsatzes may be in the speed plan with closed second additional switching element between the second and third shaft of the main gear. The ratio of the first wave of Zusatzradsatzes to the third wave of the main gearset is smaller in the second operating state than in the first operating state.
Dadurch kann die Drehzahl des Rotors der elektrischen Maschine, welcher mit der ersten Welle des Zusatzradsatzes verbunden ist, in ausgewählten Gängen gezielt reduziert werden. In niedrigen Gängen, mit einem hohen Übersetzungsverhältnis zwischen Getriebe-Eingangswelle und Getriebe-Ausgangswelle, ist der Drehzahlunterschied zwischen den vier Wellen des Hauptradsatzes und dem Rotor vergleichsweise gering. In hohen Gängen, mit einem niedrigen Übersetzungsverhältnis zwischen Getriebe-Eingangswelle und Getriebe-Ausgangswelle ist der Drehzahlunterschied zwischen den vier Wellen des Hauptradsatzes und dem Rotor deutlich höher. In hohen Gängen kann es damit je nach Zuordnung der Schaltelemente zu den Wellen des Hauptradsatzes und je nach Standgetriebeübersetzung der Planetenradsätze dazu kommen, dass die Grenzdrehzahl des Rotors erreicht wird. Thereby, the rotational speed of the rotor of the electric machine, which is connected to the first shaft of the Zusatzradsatzes, are selectively reduced in selected gears. In low gears, with a high transmission ratio between the transmission input shaft and the transmission output shaft, the speed difference between the four shafts of the main gear and the rotor is comparatively low. In high gears, with a low transmission ratio between the transmission input shaft and the transmission output shaft, the speed difference between the four shafts of the main gearset and the rotor is significantly higher. In high gears, it may thus happen depending on the assignment of the switching elements to the waves of the main gearset and depending on the stationary gear ratio of the planetary gear sets that the limit speed of the rotor is reached.
Durch die erfindungsgemäße Umschaltmöglichkeit mittels der beiden Zusatzschaltelemente kann die Übersetzung der ersten Welle des Zusatzradsatzes zur dritten Welle des Hauptradsatzes gezielt beeinflusst werden, sodass kein Kompromiss hinsichtlich des Vorteils des verbesserten Lastschaltverhaltens bei niedrigen Gängen und der Grenzdrehzahl des Rotors in hohen Gängen eingegangen werden muss. Due to the switching possibility according to the invention by means of the two additional switching elements, the ratio of the first shaft of Zusatzradsatzes to the third wave of the main gearset can be selectively influenced so that no compromise must be made in terms of the advantage of improved load switching behavior at low gears and the speed limit of the rotor in high gears.
Die beiden Zusatzschaltelemente sind vorzugsweise von einem doppeltwirkenden Aktuator betätigbar. Dies reduziert sowohl den Montageaufwand als auch die Herstellungskosten des Getriebes. The two additional switching elements are preferably actuated by a double-acting actuator. This reduces both the assembly costs and the manufacturing cost of the transmission.
Vorzugsweise ist ein Sonnenrad des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ein Bestandteil der ersten Welle des Zusatzradsatzes. Im Falle, dass der Planetenradsatz des Zusatzradsatzes als Minus-Radsatz ausgebildet ist, ist ein Steg des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ein Bestandteil der zweiten Welle des Zusatzradsatzes, und ein Hohlrad des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ein Bestandteil der dritten Welle des Zusatzradsatzes. Ist der Planetenradsatz des Zusatzradsatzes als Plus-Radsatz ausgebildet, so ist die Zuordnung von Hohlrad und Steg vertauscht, sodass das Hohlrad des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ein Bestandteil der zweiten Welle des Zusatzradsatzes ist und der Steg des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ein Bestandteil der dritten Welle des Zusatzradsatzes ist. Dadurch liegt die Drehzahl der zweiten Welle des Zusatzradsatzes stets zwischen der Drehzahl der ersten und dritten Welle des Zusatzradsatzes, sofern die genannten Elemente des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes nicht mit derselben Drehzahl umlaufen. Preferably, a sun gear of the planetary gear set of Zusatzradsatzes is a part of the first wave of the Zusatzradsatzes. In the case that the planetary gearset of Zusatzradsatzes is designed as minus wheelset, a bridge of the planetary gear set of Zusatzradsatzes is a part of the second shaft of the Zusatzradsatzes, and a ring gear of the planetary gear set of Zusatzradsatzes a part of the third wave of the Zusatzradsatzes. If the planetary gear set of Zusatzradsatzes designed as a plus-wheel, so the assignment of ring gear and land is reversed, so that the ring gear of the planetary gear set of Zusatzradsatzes a part of the second wave of Zusatzradsatzes and the web of the planetary gear set of Zusatzradsatzes is a part of the third wave of the Zusatzradsatzes. As a result, the speed of the second shaft of Zusatzradsatzes is always between the rotational speed of the first and third shaft of the Zusatzradsatzes, provided that said elements of the planetary gear set of Zusatzradsatzes do not rotate at the same speed.
Bei Verwendung eines Plus-Radsatzes ist zu berücksichtigen, dass der Betrag der Standgetriebeübersetzung um den Wert Eins erhöht werden muss um die gleiche Übersetzungswirkung zu erzielen wie bei einem Minus-Radsatz. When using a Plus wheel set, it must be taken into account that the amount of the stationary gear ratio must be increased by the value of one in order to achieve the same translation effect as with a minus wheel set.
Durch diese Zuordnung der Elemente des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes zu den drei Wellen des Zusatzradsatzes wird zusammen mit der erfindungsgemäßen Zuordnung dieser drei Wellen zu den vier Wellen des Hauptradsatzes sichergestellt, dass die erste Welle des Hauptradsatzes bei geschlossenem ersten Zusatzschaltelement im Drehzahlplan stets zwischen der ersten Welle des Zusatzradsatzes und der zweiten Welle des Hauptradsatzes liegt. Through this assignment of the elements of the planetary gearset of Zusatzradsatzes to the three waves of Zusatzradsatzes is ensured together with the inventive assignment of these three waves to the four shafts of the main gear that the first wave of the main gear always closed with the first additional switching element in the speed plan between the first wave Zusatzradsatzes and the second wave of the main gear is.
Durch die Vielzahl an gebotenen Möglichkeiten der Anbindung zwischen Rotor, Zusatzradsatz und Hauptradsatz ist die Erfindung daher besonders einfach an verschiedene Getriebevarianten und zur Verfügung stehenden Bauraum-Verhältnisse anpassbar. Due to the large number of offered possibilities of connection between rotor, additional gear and main gear, the invention is therefore particularly easy to adapt to different transmission variants and available space conditions.
Vorzugsweise rotieren drei der vier Wellen des Hauptradsatzes in die gleiche Drehrichtung wie die Getriebe-Ausgangswelle. Die verbleibende Welle der vier Wellen des Hauptradsatzes dreht dabei entweder in die gleiche Richtung wie die anderen Wellen des Hauptradsatzes oder weist keine Drehrichtung auf, indem die verbleibende Welle schaltbar drehfest festgesetzt ist. In anderen Worten drehen alle vier Wellen des Hauptradsatzes in die gleiche Drehrichtung, außer eine der vier Wellen ist durch ein Schaltelement festgesetzt und weist somit keine Drehzahl, und damit keine Drehrichtung auf. Es kommt somit zu keinem Drehrichtungsunterschied zwischen den vier Wellen des Hauptradsatzes. Ist die Anbindung des Rotors an Zusatzradsatz und Hauptradsatz dabei so gewählt, dass der Rotor im Drehzahlplan bei geschlossenem zweiten Zusatzschaltelement zwischen der ersten und der zweiten, bzw. dritten Welle des Hauptradsatzes liegt, so kommt es auch zwischen den vier Wellen des Hauptradsatzes und dem Rotor zu keiner Drehrichtungsumkehr. Der Rotor wird somit mit Ausnahme eines durch Rückwärtsdrehen des Rotors realisierten Rückwärtsgangs stets mit einer Drehzahl größer Null betrieben. Da elektrische Maschinen in der Regel über die Rotordrehzahl gesteuert oder geregelt sind, stellt ein Null-Durchgang der Drehzahl bei einem dynamischen Drehrichtungswechsel einen erheblichen Mehraufwand in dessen Steuerung, bzw. Regelung dar. Durch die bevorzugt gewählten Standgetriebeübersetzungen der beteiligten Planetenradsätze wird sichergestellt, dass der Rotor in den Vorwärtsgängen während dem zweiten Betriebszustand keine Drehrichtungsumkehr erfährt. Bei geeigneter Zuordnung der Schaltelemente und abhängig von der Standgetriebeübersetzung der beteiligten Planetenradsätze kann zudem erreicht werden, dass der Rotor in den Vorwärtsgängen auch während des ersten Betriebszustands keine Drehrichtungsänderung erfährt. Preferably, three of the four shafts of the main gearset rotate in the same direction of rotation as the transmission output shaft. The remaining wave of the four shafts of the main gearset either rotates in the same direction as the other waves of the main gearset or has no direction of rotation by the remaining shaft is set switchable rotatably. In other words, all four shafts of the main gear rotate in the same direction of rotation, unless one of the four waves is fixed by a switching element and thus has no speed, and thus no direction of rotation. There is thus no difference in the direction of rotation between the four shafts of the main gearset. If the connection of the rotor to additional gear set and main gearset is chosen so that the rotor in the speed plan with closed second additional switching element between the first and the second, or third wave of the main gearset, so it comes between the four waves of the main gear and the rotor to no reversal of direction. The rotor is thus always operated at a speed greater than zero except for a reverse gear realized by reverse rotation of the rotor. Since electrical machines are usually controlled or regulated by the rotor speed, a zero crossing of the speed at a dynamic change of direction a significant overhead in its control, or regulation. By the preferably selected stationary gear ratios of the planetary gear sets involved ensures that the Rotor in the forward gears during the second operating state undergoes no reversal of direction. With a suitable assignment of the switching elements and depending on the stationary gear ratio of the planetary gear sets involved can also be achieved that the rotor undergoes no change in direction in the forward gears even during the first operating state.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Standgetriebeübersetzungen des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes und der Planetenradsätze des Hauptradsatzes derart gewählt, dass die erste Welle des Zusatzradsatzes im Drehzahlplan bei geschlossenem zweitem Zusatzschaltelement und geöffnetem ersten Zusatzschaltelement zwischen der ersten und zweiten Welle des Hauptradsatzes liegt. According to an advantageous embodiment, the stationary gear ratios of the planetary gearset of Zusatzradsatzes and the planetary gear sets of the main gearset are selected such that the first shaft of the Zusatzradsatzes in the speed plan with closed second auxiliary switching element and opened first additional switching element between the first and second shaft of the main gearset.
Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführung zu einer Auslegung der Standgetriebeübersetzungen dargelegt. Beispielhaft ist ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes Bestandteil der ersten Welle des Hauptradsatzes. Ein Steg des ersten Planetenradsatzes und ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes ist Bestandteil der zweiten Welle des Hauptradsatzes. Ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und ein Steg des zweiten Planetenradsatzes sind Bestandteile der dritten Welle des Hauptradsatzes. Ein Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes ist Bestandteil der vierten Welle des Hauptradsatzes. Ein Sonnenrad des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes sei beispielhaft Bestandteil der ersten Welle des Zusatzradsatzes. Ein Steg des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ist Bestandteil der zweiten Welle des Zusatzradsatzes, und ein Hohlrad des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes ist Bestandteil der dritten Welle des Zusatzradsatzes. Alle Planetenradsätze seien als Minus-Radsätze ausgebildet. Ist in dieser beispielhaften Ausführung die zweite Welle des Zusatzradsatzes über das geschlossene zweite Zusatzschaltelement mit der zweiten Welle des Hauptradsatzes verbunden, und ist die dritte Welle des Zusatzradsatzes mit der dritten Welle des Hauptradsatzes verbunden, so befindet sich die erste Welle des Zusatzradsatzes im Drehzahlplan nur dann zwischen der ersten und zweiten Welle des Hauptradsatzes, wenn der Betrag der Standgetriebeübersetzung des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes kleiner ist als der Betrag der Standgetriebeübersetzung des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes. In the following, an exemplary embodiment is presented for a design of the stationary gear ratios. By way of example, a sun gear of the first planetary gearset of the main gearset is part of the first shaft of the main gearset. A web of the first planetary gear set and a ring gear of the second planetary gear set of the main gearset is part of the second shaft of the main gearset. A ring gear of the first planetary gear set and a web of the second planetary gear set are components of the third wave of the main gearset. A sun gear of the second planetary gear set of the main gearset is part of the fourth wave of the main gearset. A sun gear of the planetary gear set of Zusatzradsatzes is an example of part of the first wave of Zusatzradsatzes. A bridge of the planetary gear set of Zusatzradsatzes is part of the second shaft of the Zusatzradsatzes, and a ring gear of the planetary gear set of Zusatzradsatzes is part of the third wave of the Zusatzradsatzes. All planetary gear sets are designed as minus wheelsets. In this exemplary embodiment, the second shaft of Zusatzradsatzes connected via the closed second additional switching element to the second shaft of the main gearset, and the third wave of Zusatzradsatzes connected to the third shaft of the main gearset, then the first wave of Zusatzradsatzes in the speed plan is only then between the first and second shafts of the main gearset when the amount of the stationary gear ratio of the planetary gearset of the Zusatzradsatzes is smaller than the amount of the stationary gear ratio of the first planetary gearset of the main gearset.
Ist in dieser beispielhaften Ausführung die zweite Welle des Zusatzradsatzes über das geschlossene zweite Zusatzschaltelement mit der dritten Welle des Hauptradsatzes verbunden, und ist die dritte Welle des Zusatzradsatzes mit der vierten Welle des Hauptradsatzes verbunden, so ist die Lage der ersten Welle des Zusatzradsatzes im Drehzahlplan abhängig von der Standgetriebeübersetzung des Zusatzradsatzes und von den Standgetriebeübersetzungen der beiden Planentenradsätze des Hauptradsatzes. Der Betrag der Standgetriebeübersetzung des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes muss dabei kleiner sein als der um den Wert Eins erhöhte Betrag der Standgetriebeübersetzung des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes, wobei diese Summe durch den Betrag der Standgetriebeübersetzung des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes geteilt werden muss. Is in this exemplary embodiment, the second shaft of Zusatzradsatzes connected via the closed second additional switching element to the third shaft of the main gearset, and the third wave of Zusatzradsatzes connected to the fourth shaft of the main gearset, the position of the first shaft of the Zusatzradsatzes in the speed plan is dependent from the stationary gear ratio of Zusatzradsatzes and the stationary gear ratios of the two planetary gear sets of the main gearset. The amount of the stationary gear ratio of the planetary gearset of Zusatzradsatzes must be smaller than the increased by the value of one amount of stationary gear ratio of the first planetary gearset of the main gearset, this sum must be divided by the amount of stationary gear ratio of the second planetary gearset of the main gearset.
Die Reihenfolge der vier Wellen des Hauptradsatzes im Drehzahlplan ist abhängig von der Art und Weise, welche Wellen welchen Bestandteilen des ersten und zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes zugeordnet sind, und welche der vier Wellen miteinander verbunden sind. Im Stand der Technik sind Beispiele dazu bekannt, jedoch haben sich bestimmte Varianten als besonders vorteilhaft für die Umsetzung in einem Getriebe hervorgetan. Diese sind insbesondere wegen einer geometrisch günstigen Anordnung, wegen einer verringerten Bauteilbelastung sowie wegen einer verbesserten Zugänglichkeit zu Schaltelementen vorteilhaft. The order of the four shafts of the main gearset in the speed diagram is dependent on the manner which waves are assigned to which components of the first and second planetary gearset of the main gearset, and which of the four shafts are interconnected. Examples are known in the prior art, but certain variants have been found to be particularly advantageous for the implementation in a transmission. These are particularly advantageous because of a geometrically favorable arrangement, because of a reduced component load and because of improved accessibility to switching elements.
Gemäß einer bevorzugten Variante ist die erste Welle des Hauptradsatzes mit einem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die zweite Welle des Hauptradsatzes ist mit einem Steg des ersten Planetenradsatzes und mit einem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die dritte Welle des Hauptradsatzes ist mit einem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und mit einem Steg des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Die vierte Welle des Hauptradsatzes ist mit einem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes verbunden. Erster und zweiter Planetenradsatz sind dabei als Minus-Radsätze ausgebildet. According to a preferred variant, the first shaft of the main gearset is connected to a sun gear of the first planetary gear set of the main gearset. The second Shaft of the main gearset is connected to a web of the first planetary gear set and a ring gear of the second planetary gear set of the main gearset. The third wave of the main gearset is connected to a ring gear of the first planetary gear set and to a land of the second planetary gear set of the main gearset. The fourth shaft of the main gearset is connected to a sun gear of the second planetary gear set of the main gearset. First and second planetary gear set are designed as minus wheelsets.
Weist das Getriebe acht Vorwärtsgänge zwischen der Getriebe-Eingangswelle und der Getriebe-Ausgangswelle auf, so ist vorzugsweise das zweite Zusatzschaltelement im fünften bis achten Vorwärtsgang geschlossen. Die Übersetzung zwischen der ersten Welle des Zusatzradsatzes und der dritten Welle des Hauptradsatzes ist dabei reduziert. Bei Verwendung des Getriebes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ist bei diesen hohen Gängen ein geringfügiger Leistungseinbruch an der Getriebe-Ausgangswelle während der Lastschaltung hinzunehmen, da diese hohen Gänge in der Regel als Schongang bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten benutzt werden. Bei geeigneter Wahl der Standgetriebeübersetzungen der beteiligten Planetenradsätze kann auch in diesen Gängen rekuperiert werden. Im ersten und zweiten Vorwärtsgang ist bevorzugt das erste Zusatzschaltelement geschlossen. Im ersten und zweiten Vorwärtsgang ist der Drehzahlunterschied zwischen den vier Wellen des Hauptradsatzes verhältnismäßig gering. Daher wird die Grenzdrehzahl des Rotors trotz der bei geschlossenem erstem Zusatzschaltelement vergrößerten Übersetzung zwischen der ersten Welle des Zusatzradsatzes und der dritten Welle des Hauptradsatzes nicht erreicht. Der Vorteil der verbesserten Lastschaltung bei geschlossenem erstem Zusatzschaltelement kann in diesen Gängen daher genutzt werden. Im eingelegten dritten oder vierten Vorwärtsgang wird zwischen erstem und zweitem Zusatzschaltelement umgeschaltet. If the transmission has eight forward gears between the transmission input shaft and the transmission output shaft, the second additional shifting element is preferably closed in the fifth to eighth forward gear. The ratio between the first wave of Zusatzradsatzes and the third wave of the main gearset is reduced. When using the transmission in the drive train of a motor vehicle is to accept at these high gears a slight power dip at the transmission output shaft during the load circuit, since these high gears are usually used as a smooth response at high vehicle speeds. With a suitable choice of the stationary gear ratios of the participating planetary gear sets can be recuperated in these gears. In the first and second forward gear, the first additional switching element is preferably closed. In the first and second forward gear, the speed difference between the four shafts of the main gear is relatively low. Therefore, the limit speed of the rotor despite the enlarged when the first auxiliary switching element enlarged ratio between the first shaft of Zusatzradsatzes and the third wave of the main gearset is not reached. The advantage of the improved load circuit with closed first additional switching element can therefore be used in these corridors. In the engaged third or fourth forward gear is switched between the first and second auxiliary switching element.
Das erfindungsgemäße Getriebe ist vorzugsweise als ein lastschaltbares Acht-Gang- Getriebe ausgebildet. Dieses Acht-Gang-Getriebe weist einen ersten Leistungspfad und einen zweiten Leistungspfad zwischen der Getriebe-Eingangswelle und dem Hauptradsatz auf. Erster und zweiter Leistungspfad weisen dabei ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis zur Getriebe-Eingangswelle auf. Der erste Leistungs- ptad ist über ein erstes Schaltelement mit der vierten Welle des Hauptradsatzes und über ein zweites Schaltelement mit der zweiten Welle des Hauptradsatzes verbindbar. Der zweite Leistungspfad ist über ein drittes Schaltelement mit der ersten Welle des Hauptradsatzes und über ein viertes Schaltelement mit der zweiten Welle des Hauptradsatzes verbindbar. Die erste Welle des Hauptradsatzes ist durch ein fünftes Schaltelement drehfest festsetzbar. Die vierte Welle des Hauptradsatzes ist durch ein sechstes Schaltelement drehfest festsetzbar. Durch das fünfte und sechste Schaltelement ist demnach eine feste Verbindung mit einem Getriebegehäuse des Getriebes oder mit einem anderen drehfest fixierten Bauelement des Getriebes herstellbar. Diese Anordnung der ersten bis sechsten Schaltelemente bewirkt eine besonders vorteilhafte Aufteilung der einzelnen Gänge. The transmission according to the invention is preferably designed as a power shiftable eight-speed transmission. This eight-speed transmission has a first power path and a second power path between the transmission input shaft and the main gearset. First and second power path have a different gear ratio to the transmission input shaft. The first performance ptad is connectable via a first switching element with the fourth shaft of the main gearset and a second switching element with the second shaft of the main gearset. The second power path is connectable via a third switching element with the first shaft of the main gearset and a fourth switching element with the second shaft of the main gearset. The first wave of the main gearset is rotatably fixed by a fifth switching element. The fourth wave of the main gearset is rotationally fixed by a sixth switching element. By the fifth and sixth switching element is therefore a firm connection with a transmission housing of the transmission or with another rotatably fixed component of the transmission produced. This arrangement of the first to sixth switching elements causes a particularly advantageous division of the individual courses.
Durch selektives paarweises Eingreifen des ersten bis sechsten Schaltelements sind acht Vorwärtsgänge zwischen der Getriebe-Eingangswelle und der Getriebe- Ausgangswelle realisierbar. Ein erster Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des dritten Schaltelements und des sechsten Schaltelements. Ein zweiter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des vierten Schaltelements und des sechsten Schaltelements. Ein dritter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des dritten Schaltelements und des vierten Schaltelements. Ein vierter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des vierten Schaltelements und des ersten Schaltelements. Ein fünfter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des dritten Schaltelements und des ersten Schaltelements. Ein sechster Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des zweiten Schaltelements und des ersten Schaltelements. Ein siebenter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des dritten Schaltelements und des zweiten Schaltelements. Ein achter Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen des fünften Schaltelements und des zweiten Schaltelements. By selective pairwise engagement of the first to sixth switching element eight forward gears between the transmission input shaft and the transmission output shaft can be realized. A first forward speed results from closing the third switching element and the sixth switching element. A second forward speed results from closing the fourth switching element and the sixth switching element. A third forward speed results from closing the third switching element and the fourth switching element. A fourth forward speed is achieved by closing the fourth switching element and the first switching element. A fifth forward speed results from closing the third switching element and the first switching element. A sixth forward speed results from closing the second switching element and the first switching element. A seventh forward speed results from closing the third switching element and the second switching element. An eighth forward speed results from closing the fifth shift element and the second shift element.
Ein Umschalten zwischen erstem und zweitem Zusatzschaltelement ist besonders im dritten Vorwärtsgang vorteilhaft, da bei geschlossenem drittem und viertem Schaltelement die vier Wellen des Hauptradsatzes die gleiche Drehzahl aufweisen. Eine sonst beim Umschalten zwischen den beiden Zusatzschaltelementen erforderliche Synchronisation der beteiligten Wellen entfällt dabei auf einfache Weise. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Acht-Gang-Getriebes sind jeweils zwei Schaltelemente durch einen doppeltwirkenden Aktuator betätigbar. Drittes und fünftes Schaltelement sind über einen ersten doppeltwirkenden Aktuator betätigbar. Switching between the first and second additional switching element is particularly advantageous in the third forward gear, since the four shafts of the main gearset have the same speed when the third and fourth switching element is closed. An otherwise required when switching between the two additional switching elements synchronization of the waves involved eliminates this in a simple way. According to a preferred embodiment of the eight-speed transmission two switching elements in each case can be actuated by a double-acting actuator. Third and fifth switching element can be actuated via a first double-acting actuator.
Zweites und viertes Schaltelement sind über einen zweiten doppeltwirkenden Aktuator betätigbar. Erstes und sechstes Schaltelement sind über einen dritten doppeltwirkenden Aktuator betätigbar. Jeder der drei doppeltwirkenden Aktuatoren kann dabei drei Zustände einnehmen. In einem ersten Schaltzustand des doppeltwirkenden Aktuators befindet sich das erste dem Aktuator zugeordnete Schaltelement in einer Ge- schlossen-Stellung, während das zweite dem Aktuator zugeordnete Schaltelement eine Offen-Stellung einnimmt. In einem zweiten Schaltzustand des Aktuators befindet sich das zweite dem Aktuator zugeordnete Schaltelement in einer Geschlossenstellung, während das erste dem Aktuator zugeordnete Schaltelement eine Offen- Stellung einnimmt. In einem dritten Schaltzustand nehmen beide dem Aktuator zugeordneten Schaltelemente die Offen-Stellung ein. Durch die Ausgestaltung des Hauptradsatzes und die Anbindung des Hauptradsatzes an die elektrische Maschine wird diese Zuordnung der ersten bis sechsten Schaltelemente zu lediglich drei doppeltwirkenden Aktuatoren ermöglicht. Diese verringerte Anzahl der Aktuatoren trägt zur Reduktion der Komplexität des Getriebes bei und reduziert die Herstellungskosten des Getriebes. Second and fourth switching element can be actuated via a second double-acting actuator. First and sixth switching element can be actuated via a third double-acting actuator. Each of the three double-acting actuators can assume three states. In a first switching state of the double-acting actuator, the first switching element assigned to the actuator is in a closed position, while the second switching element assigned to the actuator assumes an open position. In a second switching state of the actuator, the second switching element associated with the actuator is in a closed position, while the first switching element assigned to the actuator assumes an open position. In a third switching state, both switching elements assigned to the actuator assume the open position. Due to the design of the main gearset and the connection of the main gearset to the electric machine, this assignment of the first to sixth switching elements is made possible for only three double-acting actuators. This reduced number of actuators helps reduce the complexity of the transmission and reduces the manufacturing cost of the transmission.
Das Getriebe kann vorzugsweise Bestandteil eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Der Hybridantriebsstrang weist neben dem Getriebe auch eine Verbrennungskraftmaschine auf. Die Verbrennungskraftmaschine ist entweder direkt oder über eine Kupplung mit der Getriebe-Eingangswelle des Getriebes verbunden, bzw. verbindbar. Das Kraftfahrzeug kann dabei sowohl durch die Verbrennungskraftmaschine als auch durch die elektrische Maschine des Getriebes angetrieben werden. Optional weist der Hybridantriebsstrang eine Zusatz-Elektromaschine auf, die dazu eingerichtet ist über ihren Rotor ein Drehmoment auf die Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine abzugeben und derart die Verbrennungskraftmaschine zu starten. Dies hat den Vorteil, dass die Verbrennungskraftmaschine mittels der Zusatz-Elektromaschine gestartet werden kann, ohne Einfluss auf einen zeitgleichen elektrischen Fahrbetrieb zu nehmen, in dem das Kraftfahrzeug allein durch die elektrische Maschine des Getriebes angetrieben wird. Weist der Hybridantriebsstrang ei- ne Kupplung zwischen Getriebe und Verbrennungskrattmaschine und eine Zusatz- Elektromaschine auf, so ist die Zusatz-Elektromaschine im Leistungsfluss vorzugsweise zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der Kupplung angeordnet. Die Kupplung kann eine variierbare Übertragungsfähigkeit aufweisen. The transmission may preferably be part of a hybrid drive train of a motor vehicle. The hybrid powertrain also has an internal combustion engine in addition to the transmission. The internal combustion engine is either directly or via a clutch connected to the transmission input shaft of the transmission, or connectable. The motor vehicle can be driven both by the internal combustion engine and by the electric machine of the transmission. Optionally, the hybrid powertrain on an additional electric machine, which is adapted to deliver a torque on the crankshaft of the internal combustion engine via its rotor and thus to start the internal combustion engine. This has the advantage that the internal combustion engine can be started by means of the additional electric machine, without having to influence a simultaneous electric driving operation, in which the motor vehicle is driven solely by the electric machine of the transmission. Does the hybrid powertrain have ne clutch between the transmission and Verbrennungskrattmaschine and an additional electric machine, the auxiliary electric machine is preferably arranged in the power flow between the internal combustion engine and the clutch. The coupling may have a variable transmission capability.
Die elektrische Maschine ist mit einem Umformer verbunden, über den die elektrische Maschine mit einem Energiespeicher verbunden ist. Dazu ist jede Form von Energiespeicher geeignet, insbesondere elektrochemische, elektrostatische, hydraulische und mechanische Energiespeicher. The electric machine is connected to a converter, via which the electric machine is connected to an energy store. For this purpose, any form of energy storage is suitable, in particular electrochemical, electrostatic, hydraulic and mechanical energy storage.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Getriebe auch Bestandteil eines Antriebsstrangs eines Elektrofahrzeugs sein. Ein Elektrofahrzeug wird dabei allein durch eine oder mehrere Elektromaschinen angetrieben, und weist dementsprechend keine Verbrennungskraftmaschine auf. An der Getriebe-Eingangswelle ist in diesem Fall eine Traktions-Elektromaschine angebunden. Durch die verschiedenen Übersetzungsstufen des Getriebes kann die Traktions-Elektromaschine dabei stets in einem Betriebsbereich mit hohem Wirkungsgrad betrieben werden, wodurch die Energieeffizienz des gesamten Elektrofahrzeugs verbessert wird. In a further embodiment, the transmission may also be part of a drive train of an electric vehicle. An electric vehicle is driven solely by one or more electric machines, and accordingly has no internal combustion engine. At the transmission input shaft in this case, a traction electric machine is connected. Due to the different gear ratios of the transmission, the traction electric machine can always be operated in an operating range with high efficiency, whereby the energy efficiency of the entire electric vehicle is improved.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying figures.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 1 shows schematically a transmission according to a first embodiment of the invention.
Fig. 2 zeigt einen Drehzahlplan des Getriebes. Fig. 2 shows a speed plan of the transmission.
Fig. 3 zeigt ein Schaltschema des Getriebes. Fig. 3 shows a circuit diagram of the transmission.
Fig. 4 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 5 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer dritten Austührungs- form der Erfindung. Fig. 4 shows schematically a transmission according to a second embodiment of the invention. 5 shows schematically a transmission according to a third embodiment of the invention.
Fig. 6 zeigt einen Hybridantriebstrang eines Kraftfahrzeugs. Fig. 6 shows a hybrid powertrain of a motor vehicle.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Getriebe G weist einen Vorschaltradsatz VRS, einen Zusatzradsatz ZRS und einen Hauptradsatz HRS auf. Der Vorschaltradsatz VRS weist einen Planetenradsatz P3 auf und der Zusatzradsatz ZRS weist einen Planetenradsatz P4 auf, während der Hauptradsatz HRS einen ersten Planetenradsatz P1 und einen zweiten Planetenradsatz P2 aufweist. Sämtliche Planetenradsätze P1 , P2, P3, P4 sind als Minus-Radsätze ausgebildet. Fig. 1 shows schematically a transmission G according to a first embodiment of the invention. The transmission G has a transfer gearset VRS, a supplementary gearset ZRS and a main gearset HRS. The transfer gearset VRS has a planetary gearset P3 and the additional gearset ZRS has a planetary gearset P4, while the main gearset HRS has a first planetary gearset P1 and a second planetary gearset P2. All planetary gear sets P1, P2, P3, P4 are designed as minus wheelsets.
Die Darstellung des Getriebes G zeigt im Wesentlichen die verbindbaren und verbundenen Elemente des Getriebes G. Durch die in der Darstellung des Getriebes G gewählten Abstände kann nicht auf die Übersetzungsverhältnisse rückgeschlossen werden. The representation of the transmission G essentially shows the connectable and connected elements of the transmission G. The distances selected in the representation of the transmission G can not be used to deduce the transmission ratios.
Eine Getriebe-Eingangswelle GW1 ist mit einem Sonnenrad So-P3 des Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS verbunden, während ein Hohlrad Ho-P3 des Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS drehfest mit dem Getriebegehäuse GG des Getriebes G, oder mit einem anderen drehfest fixierten Bauelement des Getriebes G verbunden ist. Derart wird ein erster und ein zweiter Leistungspfad L1 , L2 gebildet, wobei sowohl durch den ersten Leistungspfad L1 als auch durch den zweiten Leistungspfad L2 Leistung von der Getriebe-Eingangswelle GW1 zum A transmission input shaft GW1 is connected to a sun So-P3 of the planetary gear set P3 of the VRS, while a ring gear Ho-P3 of the planetary gear set P3 of the VRS rotation with the gear housing GG of the transmission G, or with another rotatably fixed component of the transmission G is connected. Thus, first and second power paths L1, L2 are formed with power from the transmission input shaft GW1 to both of the first power path L1 and the second power path L2
Hauptradsatz HRS übertragen werden kann. Der zweite Leistungspfad L2 leitet dabei eine im Vergleich zur Drehzahl der Getriebe-Eingangswelle GW1 veränderte Dreh- zahl an den Hauptradsatz HRS weiter, indem die Drehzahl an der Getriebeein- gangswelle GW1 durch die Übersetzung zwischen dem Sonnenrad So-P3 und einem Steg St-P3 des Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS übersetzt wird. Der erste Leistungspfad L1 leitet die Drehzahl der Getriebe-Eingangswelle GW1 ohne Übersetzung an den Hauptradsatz HRS weiter. Das Sonnenrad So-P3 des Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS ist dabei Bestandteil einer ersten Welle W1 VS des Vorschaltradsatzes VRS, welche mit der Getriebe-Eingangswelle GW1 verbunden ist. Der Steg St-P3 des Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS ist Bestandteil einer zweiten Welle W2VS des Vorschaltradsatzes VRS. Jenes Bauelement, an dem sich das Hohlrad Ho-P3 des Planetenradsatzes P3 des Vorschaltradsatzes VRS abstützt, wird im Folgenden als dritte Welle W3VS des Vorschaltradsatzes VRS bezeichnet. Main gearset HRS can be transmitted. The second power path L2 thereby initiates a rotation, which is changed in comparison with the speed of the transmission input shaft GW1. number to the main gearset HRS by the speed at the transmission input shaft GW1 is translated by the ratio between the sun So-P3 and a web St-P3 of the planetary gear set P3 of the VRS. The first power path L1 forwards the speed of the transmission input shaft GW1 without translation to the main gearset HRS. The sun So-P3 of the planetary gearset P3 of the VRS is part of a first wave W1 VS of the transfer gear VRS, which is connected to the transmission input shaft GW1. The web St-P3 of the planetary gearset P3 of the VRS is part of a second wave W2VS of the VRS. That component on which the ring gear Ho-P3 of the planetary gearset P3 of the transfer gearset VRS is supported is referred to below as the third shaft W3VS of the transfer gearset VRS.
Eine erste Welle W1 des Hauptradsatzes HRS ist mit einem Sonnenrad So-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Eine zweite Welle W2 des Hauptradsatzes HRS ist mit einem Steg St-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 und mit einem Hohlrad Ho-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Eine dritte Welle W3 des Hauptradsatzes HRS ist mit einem Hohlrad Ho-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 und mit einem Steg St-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Eine vierte Welle W4 des Hauptradsatzes HRS ist mit einem Sonnenrad So-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Durch diese Anordnung und Verbindung zwischen den einzelnen Bauelementen des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1 , P2 des Hauptradsatzes HRS wird die Anordnung der ersten, zweiten, dritten und vierten Welle W1 , W2, W3, W4 des Hauptradsatzes HRS im Drehzahlplan bestimmt, wobei die Reihenfolge erste, zweite, dritte, vierte Welle W1 , W2, W3, W4 deren Reihenfolge im Drehzahlplan entspricht. Die dritte Welle W3 ist mit einer Getriebe-Ausgangswelle GW2 verbunden. Alternativ dazu kann die dritte Welle W3 auch über ein zusätzliches Übersetzungsgetriebe mit der Getriebe- Ausgangswelle GW2 verbunden sein. Das Sonnenrad So-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS weist dabei zwei voneinander getrennte Teile auf. Dies ermöglicht die Verbindung der Getriebe-Ausgangswelle GW2 mit der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS, welche zwischen den beiden Teilen des Son- nenrads So-P2 angeordnet ist. Die Drehzahlverhältnisse sind selbstverständlich an beiden Teilen des Sonnenrads So-P2 gleich. Infolgedessen werden im Folgenden beide Teile des Sonnenrads So-P2 als Bestandteil derselben Welle, konkret der vierten Welle W4 des Hauptradsatzes HRS bezeichnet. In einer alternativen, der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Ausführungsform kann das Sonnenrad So-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 des Hauptradsatzes HRS auch einteilig ausgeführt sein, beispielsweise für den Fall einer Verwendung des Getriebes im Kraftfahrzeug in einem quer zur Fahrtrichtung angeordneten Antriebsstrang, wobei das Getriebe in diesem Fall einen achsparallelen Abtrieb aufweist. A first wave W1 of the main gearset HRS is connected to a sun gear So-P1 of the first planetary gearset P1 of the main gearset HRS. A second wave W2 of the main gearset HRS is connected to a web St-P1 of the first planetary gear set P1 and to a ring gear Ho-P2 of the second planetary gear set P2 of the main gearset HRS. A third wave W3 of the main gearset HRS is connected to a ring gear Ho-P1 of the first planetary gear set P1 and to a web St-P2 of the second planetary gear set P2 of the main gearset HRS. A fourth wave W4 of the main gearset HRS is connected to a sun So-P2 of the second planetary gearset P2 of the main gearset HRS. By this arrangement and connection between the individual components of the first and second planetary gear sets P1, P2 of the main gearset HRS, the arrangement of the first, second, third and fourth wave W1, W2, W3, W4 of the main gearset HRS is determined in the speed plan, the order first , second, third, fourth wave W1, W2, W3, W4 whose order corresponds to the speed plan. The third shaft W3 is connected to a transmission output shaft GW2. Alternatively, the third wave W3 may also be connected via an additional transmission gear to the transmission output shaft GW2. The sun So-P2 of the second planetary gearset P2 of the main gearset HRS has two separate parts. This allows the connection of the transmission output shaft GW2 with the third shaft W3 of the main gearset HRS, which between the two parts of the Son nenrads So-P2 is arranged. The speed ratios are of course the same on both parts of the sun So-P2. As a result, hereinafter both parts of the sun So-P2 are referred to as part of the same wave, specifically the fourth wave W4 of the main gearset HRS. In an alternative embodiment, not shown for clarity, the sun So-P2 of the second planetary gear set P2 of the main gearset HRS can also be made in one piece, for example, in the event of use of the transmission in the motor vehicle in a direction transverse to the drive train, the transmission in this case has an axially parallel output.
Der erste Leistungspfad L1 ist über ein erstes Schaltelement A mit der vierten Welle W4 des Hauptradsatzes HRS und über ein zweites Schaltelement E mit der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS verbindbar. Der zweite Leistungspfad L2 ist über ein drittes Schaltelement B mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS und über ein viertes Schaltelement D mit der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS verbindbar. Die erste Welle W1 des Hauptradsatzes HRS ist durch ein fünftes Schaltelement C mit dem Getriebegehäuse GG des Getriebes G, oder mit einem anderen drehfesten Bauelement des Getriebes G verbindbar, sodass die erste Welle W1 des Hauptradsatzes HRS bei geschlossenem fünftem Schaltelement C keine Drehzahl annehmen kann. Die vierte Welle W4 des Hauptradsatzes HRS ist in gleicher Weise durch ein sechstes Schaltelement F drehfest festsetzbar, indem die vierte Welle W4 durch das sechste Schaltelement F mit dem Getriebegehäuse GG verbunden wird. The first power path L1 can be connected via a first switching element A to the fourth shaft W4 of the main gearset HRS and via a second switching element E to the second shaft W2 of the main gearset HRS. The second power path L2 can be connected via a third switching element B to the first shaft W1 of the main gearset HRS and via a fourth switching element D to the second shaft W2 of the main gearset HRS. The first wave W1 of the main gearset HRS is connectable by a fifth shift element C to the transmission housing GG of the transmission G, or to another non-rotatable component of the transmission G, so that the first shaft W1 of the main gearset HRS can not assume a rotational speed when the fifth shift element C is closed. The fourth wave W4 of the main gearset HRS is in the same way by a sixth switching element F rotatably fixed by the fourth shaft W4 is connected by the sixth switching element F to the transmission housing GG.
Jeweils zwei Schaltelemente sind durch einen doppeltwirkenden Aktuator betätigbar. Drittes und fünftes Schaltelement B, C sind über einen ersten doppeltwirkenden Aktuator betätigbar. Zweites und viertes Schaltelement E, D sind über einen zweiten doppeltwirkenden Aktuator betätigbar. Erstes und sechstes Schaltelement A, F sind über einen dritten doppeltwirkenden Aktuator betätigbar. Two switching elements in each case can be actuated by a double-acting actuator. Third and fifth switching element B, C can be actuated via a first double-acting actuator. Second and fourth switching element E, D can be actuated via a second double-acting actuator. First and sixth switching element A, F can be actuated via a third double-acting actuator.
Das Getriebe G weist eine elektrische Maschine EM auf, wobei ein Stator S drehfest mit dem Getriebegehäuse GG des Getriebes G oder mit einem anderen drehfesten Bauelement des Getriebes G verbunden ist, sodass der Stator S keine Drehzahl an- nehmen kann. Ein drehbar gelagerter Rotor R ist mit einem Sonnenrad So-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS verbunden. Das Sonnenrad So-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist dabei Bestandteil einer ersten Welle W1 P4 des Zusatzradsatzes ZRS. Ein Steg St-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil einer zweiten Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS. Die zweite Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist über ein erstes Zusatzschaltelement U mit der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS, und über ein zweites Zusatzschaltelement V mit der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS verbindbar. Ein Hohlrad Ho-P4 des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist Bestandteil einer dritten Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS und ist mit der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS verbunden. The gear G has an electric machine EM, wherein a stator S is non-rotatably connected to the gearbox GG of the gear G or to another non-rotatable component of the gear G, so that the stator S does not rotate at any speed. can take. A rotatably mounted rotor R is connected to a sun So-P4 of the planetary gear P4 of Zusatzradsatzes ZRS. The sun So-P4 of the planetary gear P4 of Zusatzradsatzes ZRS is part of a first wave W1 P4 of Zusatzradsatzes ZRS. A web St-P4 of the planetary gear P4 of Zusatzradsatzes ZRS is part of a second wave W2P4 of Zusatzradsatzes ZRS. The second wave W2P4 of Zusatzradsatzes ZRS is connectable via a first additional switching element U to the first wave W1 of the main gearset HRS, and via a second additional switching element V with the second wave W2 of the main gearset HRS. A ring gear Ho-P4 of the planetary gear P4 of Zusatzradsatzes ZRS is part of a third wave W3P4 of Zusatzradsatzes ZRS and is connected to the third wave W3 of the main gearset HRS.
Fig. 2 zeigt einen Drehzahlplan des Getriebes G, während in Fig. 3 ein Schaltschema des Getriebes G dargestellt ist. In Fig. 2 sind in vertikaler Richtung die Drehzahlen der vier Wellen W1 , W2, W3, W4 des Hauptradsatzes HRS und der ersten Welle W1 P4 des Zusatzradsatzes ZRS im Verhältnis zur Drehzahl n der Getriebe- Eingangswelle GW1 aufgetragen. Eine maximal auftretende Drehzahl n der Getriebe- Eingangswelle GW1 ist auf den Wert Eins normiert. Die Abstände zwischen den vier Wellen W1 , W2, W3, W4 des Hauptradsatzes HRS und der ersten Welle W1 P4 des Zusatzradsatzes ZRS ergeben sich durch die Standgetriebeübersetzungen des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1 , P2 des Hauptradsatzes HRS und der Standgetriebeübersetzung des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS. Zu einem bestimmten Betriebspunkt gehörende Drehzahlverhältnisse lassen sich durch eine Gerade verbinden. Fig. 2 shows a speed diagram of the transmission G, while in Fig. 3 is a circuit diagram of the transmission G is shown. In FIG. 2, the rotational speeds of the four shafts W1, W2, W3, W4 of the main gearset HRS and the first shaft W1 P4 of the additional gearset ZRS are plotted in the vertical direction in relation to the rotational speed n of the transmission input shaft GW1. A maximum occurring speed n of the transmission input shaft GW1 is normalized to the value one. The distances between the four shafts W1, W2, W3, W4 of the main gear HRS and the first wave W1 P4 Zusatzradsatzes ZRS arise through the stationary gear ratios of the first and second planetary gear P1, P2 of the main gearset HRS and the stationary gear ratio of the planetary gearset P4 of Zusatzradsatzes ZRS , Speed ratios associated with a particular operating point can be connected by a straight line.
Ist das erste Zusatzschaltelement U geschlossen, so befindet sich die erste Welle W1 des Hauptradsatzes HRS im Drehzahlplan zwischen der ersten Welle W1 P4 des Zusatzradsatzes ZRS und der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS. Ist das zweite Zusatzschaltelement V geschlossen, so befindet sich die erste Welle W1 P4 des Zusatzradsatzes ZRS zwischen der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS und der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS. Werden zwei Wellen miteinander verbunden, so drehen diese miteinander verbundenen Wellen mit derselben Drehzahl. Der Übersichtlichkeit halber können derart verbundene Wellen im Drehzahlplan horizontal getrennt voneinander dargestellt sein, beispielsweise um die Drehzahl-Übertragung vom Vorschaltradsatz VRS über den ersten oder zweiten Leistungspfad L1 , L2 zum Hauptradsatz HRS besser zu verdeutlichen. Der dabei im Drehzahlplan gewählte horizontale Abstand zwischen den verbundenen Wellen ist willkürlich. Die Übersetzung zwischen derart verbundenen Wellen beträgt selbstverständlich den Wert Eins, unabhängig vom im Drehzahlplan gewählten horizontalen Abstand. If the first additional switching element U is closed, the first shaft W1 of the main gearset HRS is located in the speed diagram between the first shaft W1 P4 of the additional gearset ZRS and the second shaft W2 of the main gearset HRS. If the second additional switching element V is closed, the first shaft W1 P4 of the additional gearset ZRS is located between the first shaft W1 of the main gearset HRS and the second shaft W2 of the main gearset HRS. If two shafts are connected, these connected shafts rotate at the same speed. For the sake of clarity, such connected waves in the speed plan can be shown horizontally separated from each other, for example, to better illustrate the speed transmission from the transfer gear VRS on the first or second power path L1, L2 to the main gearset HRS. The selected in the speed schedule horizontal distance between the connected waves is arbitrary. The translation between such connected waves is of course the value one, regardless of the horizontal distance selected in the speed plan.
Werden von Hohlrad, Steg und Sonne eines Planetenradsatzes zwei dieser Elemente miteinander verbunden, so rotieren Hohlrad, Steg und Sonne dieses Planetenradsatzes mit derselben Drehzahl. In diesem Zustand nimmt die Übersetzung zwischen den genannten Elementen den Wert Eins an. Der Übersichtlichkeit halber wird die horizontale Anordnung der mit diesen Elementen verbundenen Wellen im Drehzahlplan nicht verschoben. Infolgedessen ist dieser Zustand im Drehzahlplan durch eine horizontale Gerade zu erkennen, die die beteiligten Wellen miteinander verbindet. If two of these elements are connected to each other by ring gear, web and sun of a planetary gear set, the ring gear, land and sun of this planetary gear set rotate at the same speed. In this state, the translation between the named elements assumes the value one. For the sake of clarity, the horizontal arrangement of the waves connected to these elements is not shifted in the speed plan. As a result, this condition can be recognized in the speed diagram by a horizontal straight line connecting the shafts involved.
Fig. 3 zeigt ein Schaltschema des Getriebes G entsprechend der ersten Ausführungsform. Durch das Schaltschema in Fig. 3 und dem Drehzahlplan in Fig. 2 wird die Funktionsweise des Getriebes G deutlich. Die geschlossenen Schaltelemente A, B, C, D, E, F und Zusatzschaltelemente U, V sind in Fig. 3 durch Kreise gekennzeichnet. Dem Schaltschema können die jeweiligen Übersetzungen der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Gangsprünge zum nächst höheren Gang beispielhaft entnommen werden, wobei das Getriebe G derart eine Spreizung von 10,1 aufweist. Die Übersetzungen ergeben sich aus den Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze P1 , P2, P3, P4. Bei sequentieller Schaltweise können Doppelschaltungen bzw. Gruppenschaltungen vermieden werden, da zwei benachbarte Gangstufen ein Schaltelement gemeinsam benutzen. Die Gänge des Getriebes G sind in den verschiedenen Zeilen des Schaltschemas dargestellt. In einer Spalte des Schaltschemas ist des Weiteren angegeben, ob die elektrische Maschine EM in dem betreffenden Gang in der Lage ist, mechanische Leistung auf die Getriebe- Ausgangswelle GW2 abzugeben oder von dieser aufzunehmen. Ein erster Vorwärtsgang 1 VM zwischen der Getriebe-Eingangswelle GW1 und der Getriebe-Ausgangswelle GW2 ergibt sich durch Schließen des dritten Schaltelements B und des sechsten Schaltelements F, ein zweiter Vorwärtsgang 2VM durch Schließen des vierten Schaltelements D und des sechsten Schaltelements F, ein dritter Vorwärtsgang 3VM durch Schließen des dritten Schaltelements B und des vierten Schaltelements D, ein vierter Vorwärtsgang 4VM durch Schließen des vierten Fig. 3 shows a circuit diagram of the transmission G according to the first embodiment. By the circuit diagram in Fig. 3 and the speed diagram in Fig. 2, the operation of the transmission G is clear. The closed circuit elements A, B, C, D, E, F and additional switching elements U, V are indicated in Fig. 3 by circles. The shift pattern, the respective ratios of the individual gear ratios and the gear ratios to be determined from the next higher gear can be exemplified, the transmission G has such a spread of 10.1. The translations result from the stationary gear ratios of the planetary P1, P2, P3, P4. With sequential switching mode, double circuits or group circuits can be avoided since two adjacent gear stages share a switching element. The gears of the transmission G are shown in the various lines of the wiring diagram. In a column of the circuit diagram is further indicated whether the electric machine EM in the respective gear is able to deliver mechanical power to the transmission output shaft GW2 or from this. A first forward gear 1 VM between the transmission input shaft GW1 and the transmission output shaft GW2 is obtained by closing the third shift element B and the sixth shift element F, a second forward speed 2VM by closing the fourth shift element D and the sixth shift element F, a third forward speed 3VM by closing the third switching element B and the fourth switching element D, a fourth forward gear 4VM by closing the fourth
Schaltelements D und des ersten Schaltelements A, ein fünfter Vorwärtsgang 5VM durch Schließen des dritten Schaltelementes B und des ersten Schaltelements A, ein sechster Vorwärtsgang 6VM durch Schließen des zweiten Schaltelements E und des ersten Schaltelements A, ein siebenter Vorwärtsgang 7VM durch Schließen des dritten Schaltelements B und des zweiten Schaltelements E, und ein achter Vorwärtsgang 8VM durch Schließen des fünften Schaltelements C und des zweiten Schaltelements E. Switching element D and the first switching element A, a fifth forward speed 5VM by closing the third switching element B and the first switching element A, a sixth forward gear 6VM by closing the second switching element E and the first switching element A, a seventh forward gear 7VM by closing the third switching element B. and the eighth forward speed 8VM by closing the fifth shift element C and the second shift element E.
Im ersten und zweiten Vorwärtsgang 1 VM, 2VM ist das erste Zusatzschaltelement U geschlossen. Entweder im dritten oder im vierten Vorwärtsgang 3VM, 4VM wird das erste Zusatzschaltelement U geöffnet und das zweite Zusatzschaltelement V geschlossen, oder umgekehrt. Im fünften bis achten Vorwärtsgang 5VM-8VM ist das zweite Zusatzschaltelement V geschlossen. In the first and second forward gear 1 VM, 2VM, the first additional switching element U is closed. Either in the third or in the fourth forward gear 3VM, 4VM, the first additional switching element U is opened and the second additional switching element V is closed, or vice versa. In the fifth to eighth forward speed 5VM-8VM, the second additional switching element V is closed.
In einem ersten elektrischen Gang 1 EM wird Drehmoment allein von der elektrischen Maschine EM zur Getriebe-Ausgangswelle GW2 übertragen, wobei das erste, zweite, dritte, vierte Schaltelement A, E, B, D geöffnet ist und somit keine drehmomentführende Verbindung zwischen der Getriebe-Eingangswelle GW1 und der Getriebe- Ausgangswelle GW2 besteht. Das erste Zusatzschaltelement U sowie das sechste Schaltelement F sind geschlossen. Das fünfte Schaltelement C ist geöffnet. In einem zweiten elektrischen Gang 2EM ist anstatt dem ersten Zusatzschaltelement U das zweite Zusatzschaltelement V geschlossen. In a first electric gear 1 EM torque is transmitted solely from the electric machine EM to the transmission output shaft GW2, wherein the first, second, third, fourth switching element A, E, B, D is open and thus no torque-carrying connection between the transmission Input shaft GW1 and the transmission output shaft GW2 consists. The first additional switching element U and the sixth switching element F are closed. The fifth switching element C is open. In a second electrical gear 2EM, instead of the first additional switching element U, the second additional switching element V is closed.
In einem ersten und zweiten Startmodus 1 S, 2S wird der Getriebe-Eingangswelle GW1 Drehmoment zugeführt, wobei je nach Stellung des sechsten Schaltelements F Drehmoment ausschließlich von der elektrischen Maschine EM oder auch von der Getriebe-Ausgangswelle GW2 der Getriebe-Eingangswelle GW1 zutührbar ist. Ist das sechste Schaltelement F geschlossen, und gibt die elektrische Maschine EM kein Moment ab, so kann der Getriebe-Eingangswelle GW1 Drehmoment auch ausschließlich von der Getriebe-Ausgangswelle GW2 zugeführt werden. Dies ist insbesondere bei der Verwendung des Getriebes G im Kraftfahrzeug relevant, um derart eine an der Getriebe-Eingangswelle GW1 angebundene Verbrennungskraftmaschine VKM zu starten. Ist dabei das sechste Schaltelement F geöffnet, so muss die Getriebe-Ausgangswelle GW2 durch eine Feststellbremse drehfest festgesetzt sein. Das erste Zusatzschaltelement U ist geschlossen. In a first and second start mode 1 S, 2 S of the transmission input shaft GW1 torque is supplied, depending on the position of the sixth switching element F torque exclusively from the electric machine EM or from the Transmission output shaft GW2 the transmission input shaft GW1 is applicable. If the sixth shifting element F is closed and the electric machine EM does not release any torque, the transmission input shaft GW1 can also be supplied with torque exclusively from the transmission output shaft GW2. This is particularly relevant when using the transmission G in the motor vehicle, in order to start such a connected to the transmission input shaft GW1 internal combustion engine VKM. If in this case the sixth shift element F is open, then the transmission output shaft GW2 must be locked in rotation by a parking brake. The first additional switching element U is closed.
Im Folgenden wird beispielhaft ein Lastschaltvorgang beschrieben. Im zweiten Vorwärtsgang bilden die zweite und die vierte Welle W2, W4 des Hauptradsatzes HRS je eine Differenzwelle, während die dritte Welle W3 des Hauptradsatzes HRS eine Summenwelle darstellt. Bei einem Schaltvorgang vom zweiten Vorwärtsgang 2VM in den dritten Vorwärtsgang 3VM bleibt das vierte Schaltelement D geschlossen. Das sechste Schaltelement F wird geöffnet, anschließend wird das dritte Schaltelement B geschlossen. Ist das sechste Schaltelement F als Klauen-Schaltelement ausgebildet, so muss das sechste Schaltelement F vor dem Öffnen weitgehend drehmomentfrei gestellt werden, sodass das sechste Schaltelement F kein oder nur mehr ein geringes Drehmoment überträgt. Diese Lastfreistellung des sechsten Schaltelements F wird durch ein generatorisches Moment der elektrischen Maschine EM bewirkt. Dabei bleibt zumindest ein Anteil des zuvor an der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS anliegenden Drehmoments erhalten, wodurch es an der Getriebe- Ausgangswelle GW2 zu keinem vollständigen Drehmomenteinbruch kommt. Ist das sechste Schaltelement F geöffnet, so wird die zweite Welle W2 des Hauptradsatzes HRS zur Summenwelle, während die erste Welle W1 P4 des Zusatzradsatzes ZRS und die dritte Welle W3 des Hauptradsatzes HRS je eine Differenzwelle bilden. In the following, a load switching operation will be described by way of example. In the second forward gear, the second and the fourth wave W2, W4 of the main gearset HRS each form a differential shaft, while the third wave W3 of the main gearset HRS represents a sum wave. In a shift from the second forward gear 2VM in the third forward gear 3VM, the fourth switching element D remains closed. The sixth switching element F is opened, then the third switching element B is closed. If the sixth switching element F designed as a claw-switching element, the sixth switching element F must be made largely free of torque before opening, so that the sixth switching element F no or only transmits a small torque. This load release of the sixth switching element F is effected by a regenerative torque of the electric machine EM. In this case, at least a portion of the previously applied to the third wave W3 of the main gearset HRS torque is maintained, causing it comes to the transmission output shaft GW2 to no complete torque dip. If the sixth shift element F is opened, the second shaft W2 of the main gearset HRS becomes the sum shaft, while the first shaft W1 P4 of the additional gearset ZRS and the third shaft W3 of the main gearset HRS each form a differential shaft.
Durch die elektrische Maschine EM wird nun ein generatorisches Drehmoment aufgebracht, um eine Drehzahlsynchronisation zwischen der zweiten Welle W2VS des Vorschaltradsatzes VRS und der ersten Welle W1 des Hauptradsatzes HRS zu erreichen. Dadurch wird ein Schließen des dritten Schaltelements B ermöglicht, wobei zumindest ein Anteil des zuvor an der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS anliegenden Drehmoments erhalten bleibt. Ist das dritte Schaltelement B geschlos- sen, so wird die erste Welle W1 des Hauptradsatzes HRS zur Ditterenzwelle, der Schaltvorgang ist damit abgeschlossen. Dadurch wird erreicht, dass während des Schaltvorgangs ein Teil des Leistungsflusses von Getriebe-Eingangswelle GW1 zur Getriebe-Ausgangswelle GW2 aufrechterhalten werden kann. Diese Wirkungsweise gilt für alle Ausführungsformen. A generator torque is now applied by the electric machine EM in order to achieve a rotational speed synchronization between the second shaft W2VS of the transfer gearset VRS and the first shaft W1 of the main gearset HRS. This makes it possible to close the third shift element B, with at least a portion of the torque previously applied to the third shaft W3 of the main gearset HRS being retained. Is the third switching element B closed sen, so the first wave W1 of the main gearset HRS to the Ditterenzwelle, the switching process is completed. It is thereby achieved that a part of the power flow from the transmission input shaft GW1 to the transmission output shaft GW2 can be maintained during the shifting process. This mode of action applies to all embodiments.
Fig. 4 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist die dritte Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS nun nicht mehr mit der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Stattdessen ist die dritte Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS mit der vierten Welle W4 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Um die gleiche Übersetzungswirkung zwischen der ersten Welle W1 P4 des Zusatzradsatzes ZRS und den vier Wellen W1 , W2, W3, W4 des Hauptradsatzes HRS zu erzielen wie in der ersten Ausführungsform des Getriebes G muss die Standgetriebeübersetzung des Planetenradsatzes P4 des Zusatzradsatzes ZRS entsprechend angepasst werden. Fig. 4 shows schematically a transmission G according to a second embodiment of the invention. In contrast to the first embodiment, the third wave W3P4 of the additional gear set ZRS is no longer connected to the third wave W3 of the main gearset HRS. Instead, the third wave W3P4 of Zusatzradsatzes ZRS is connected to the fourth wave W4 of the main gearset HRS. In order to achieve the same translation effect between the first shaft W1 P4 of the additional gearset ZRS and the four shafts W1, W2, W3, W4 of the main gearset HRS as in the first embodiment of the gear G, the stationary gear ratio of the planetary gearset P4 of the Zusatzradsatzes ZRS must be adjusted accordingly.
Fig. 5 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Im Gegensatz zur zweiten Ausführungsform ist die zweite Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS in dieser dritten Ausführungsform über das zweite Zusatzschaltelement V nun nicht mehr mit der zweiten Welle W2 des Hauptradsatzes HRS verbindbar. Stattdessen ist die zweite Welle W2P4 des Zusatzradsatzes ZRS über das zweite Zusatzschaltelement V nun mit der dritten Welle W3 des Hauptradsatzes HRS verbindbar. Die dritte Welle W3P4 des Zusatzradsatzes ZRS ist mit der vierten Welle W4 des Hauptradsatzes HRS verbunden. Fig. 5 schematically shows a transmission G according to a third embodiment of the invention. In contrast to the second embodiment, the second wave W2P4 of Zusatzradsatzes ZRS in this third embodiment via the second additional switching element V is no longer connectable to the second wave W2 of the main gearset HRS now. Instead, the second wave W2P4 of Zusatzradsatzes ZRS via the second additional switching element V is now connectable to the third wave W3 of the main gearset HRS. The third wave W3P4 of Zusatzradsatzes ZRS is connected to the fourth wave W4 of the main gearset HRS.
Der Drehzahlplan in Fig. 2 und das Schaltschema in Fig. 3 gelten auch für die zweite und dritte Ausführungsform, sofern die Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze entsprechend gewählt sind. The speed diagram in Fig. 2 and the circuit diagram in Fig. 3 also apply to the second and third embodiment, provided that the stationary gear ratios of the planetary gear sets are selected accordingly.
Fig. 6 zeigt schematisch einen Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Das darin enthaltene Getriebe G entspricht der ersten Ausführungsform des Getriebes G, wobei dies lediglich beispielhaft anzusehen ist. Ein drehbarer Rotor R2 einer Zusatz- Elektromaschine SG ist mit der Getriebe-Eingangswelle GW1 verbunden, während der Stator S2 der Zusatz-Elektromaschine SG drehfest am Getriebegehäuse GG des Getriebes G oder an einem anderen drehfesten Bauelement des Getriebes G angebunden ist. Über einen Rotationsschwingungsdämpfer RD ist eine Verbrennungskraftmaschine VKM mit der Getriebe-Eingangswelle GW1 verbunden. Die Getriebe- Ausgangswelle GW2 ist mit einem Achsgetriebe AG verbunden. Vom Achsgetriebe AG ausgehend wird das Drehmoment, das an der Getriebe-Ausgangswelle GW2 anliegt, auf Räder W des Kraftfahrzeugs verteilt. Im motorischen Betrieb der elektrischen Maschine EM wird dem Stator S über einen Wechselrichter INV elektrischer Leistung zugeführt. Im generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine EM führt der Stator S dem Wechselrichter INV elektrische Leistung zu. Der Wechselrichter INV wandelt dabei die Gleichspannung einer Batterie BAT in eine für die elektrische Maschine EM geeignete Wechselspannung, und umgekehrt. Die Zusatz- Elektromaschine SG kann dabei ebenso über den Wechselrichter INV mit elektrischer Leistung versorgt werden. Alternativ dazu kann die Zusatz-Elektromaschine SG auch an eine andere Leistungsversorgung angeschlossen sein, beispielsweise an ein Niederspannungs-Bordnetz des Kraftfahrzeugs. Fig. 6 shows schematically a hybrid powertrain of a motor vehicle. The gear G contained therein corresponds to the first embodiment of the transmission G, which is to be regarded only as an example. A rotatable rotor R2 of an additional Electric machine SG is connected to the transmission input shaft GW1, while the stator S2 of the auxiliary electric machine SG is non-rotatably connected to the transmission housing GG of the transmission G or to another non-rotatable component of the transmission G. Via a rotational vibration damper RD, an internal combustion engine VKM is connected to the transmission input shaft GW1. The gearbox output shaft GW2 is connected to a transaxle AG. Starting from the axle drive AG, the torque applied to the transmission output shaft GW2 is distributed to wheels W of the motor vehicle. In the engine operation of the electric machine EM, the stator S is supplied with electric power via an inverter INV. In generator operation of the electric machine EM, the stator S supplies the inverter INV with electric power. In this case, the inverter INV converts the DC voltage of a battery BAT into an AC voltage suitable for the electrical machine EM, and vice versa. The additional electric machine SG can also be supplied with electrical power via the inverter INV. Alternatively, the additional electric machine SG may also be connected to another power supply, for example to a low-voltage vehicle electrical system of the motor vehicle.
Bezuqszeichen REFERENCE CHARACTERS
G Getriebe G gearbox
GW1 Getriebe-Eingangswelle  GW1 transmission input shaft
GW2 Getriebe-Ausgangswelle  GW2 transmission output shaft
n Drehzahl der Getriebe-Eingangswellen Speed of the transmission input shaft
HRS Hauptradsatz HRS main gearset
ZRS Zusatzradsatz  ZRS additional wheel set
VRS Vorschaltradsatz  VRS transfer gearset
EM Elektrische Maschine  EM electric machine
R Rotor der elektrischen Maschine  R rotor of the electric machine
S Stator der elektrischen Maschine  S stator of the electric machine
SG Zusatz-Elektromaschine  SG auxiliary electric machine
R2 Rotor der Zusatz-Elektromaschine  R2 rotor of the auxiliary electric machine
S2 Stator der Zusatz-Elektromaschine  S2 Stator of auxiliary electric machine
RD Rotationsschwingungsdämpfer  RD rotational vibration damper
VKM Verbrennungskraftmaschine  VKM internal combustion engine
INV Wechselrichter  INV inverter
BAT Batterie  BAT battery
KO Kupplung  KO clutch
P1 Erster Planetenradsatz des Hauptradsatzes P1 First planetary gear set of the main gearset
P2 Zweiter Planetenradsatz des HauptradsatzesP2 Second planetary gear set of the main gearset
P3 Planetenradsatz des VorschaltradsatzesP3 planetary gearset of the transfer gearset
P4 Planetenradsatz des ZusatzradsatzesP4 planetary gear set of Zusatzradsatzes
W1 Erste Welle des Hauptradsatzes W1 First shaft of the main gearset
W2 Zweite Welle des Hauptradsatzes  W2 Second shaft of the main gearset
W3 Dritte Welle des Hauptradsatzes  W3 Third wave of the main gearset
W4 Vierte Welle des Hauptradsatzes  W4 Fourth wave of the main gearset
W1 VS Erste Welle des Vorschaltradsatzes  W1 VS First shaft of the transfer gearset
W2VS Zweite Welle des Vorschaltradsatzes W2VS second shaft of the transfer gearset
W3VS Dritte Welle des Vorschaltradsatzes W3VS Third wave of the transfer gearset
W1 P4 Erste Welle des Zusatzradsatzes  W1 P4 First shaft of additional wheel set
W2P4 Zweite Welle des Zusatzradsatzes W3P4 Dritte Welle des Zusatzradsatzes W2P4 Second shaft of additional wheel set W3P4 Third wave of additional wheel set
A Erstes Schaltelement  A first switching element
E Zweites Schaltelement  E second switching element
B Drittes Schaltelement  B Third switching element
D Viertes Schaltelement  D Fourth switching element
C Fünftes Schaltelement  C fifth switching element
F Sechstes Schaltelement  F sixth switching element
U Erstes Zusatzschaltelement  U First additional switching element
V Zweites Zusatzschaltelement  V second additional switching element
SO-P1 Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes des Hauptradsatzes SO-P1 Sun gear of the first planetary gear set of the main gearset
St-P1 Steg des ersten Planetenradsatzes des HauptradsatzesSt-P1 Bridge of the first planetary gear set of the main gearset
HO-P1 Hohlrad des ersten Planetenradsatzes des HauptradsatzesHO-P1 ring gear of the first planetary gear set of the main gearset
So-P2 Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes des HauptradsatzesSun-P2 sun gear of the second planetary gear set of the main gearset
St-P2 Steg des zweiten Planetenradsatzes des HauptradsatzesSt-P2 bridge of the second planetary gear set of the main gearset
HO-P2 Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes des HauptradsatzesHO-P2 ring gear of the second planetary gear set of the main gearset
So-P3 Sonnenrad des Planetenradsatzes des VorschaltradsatzesSun-P3 sun gear of the planetary gear set of the transfer gear set
St-P3 Steg des Planetenradsatzes des Vorschaltradsatzes St-P3 Bridge of the planetary gear set of the transfer gearset
Ho-P3 Hohlrad des Planetenradsatzes des Vorschaltradsatzes Ho-P3 ring gear of the planetary gear set of the transfer gearset
So-P4 Sonnenrad des Planetenradsatzes des ZusatzradsatzesSo-P4 sun gear of the planetary gear set of additional wheelset
St-P4 Steg des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes St-P4 bridge of the planetary gear set of Zusatzradsatzes
Ho-P4 Hohlrad des Planetenradsatzes des Zusatzradsatzes  Ho-P4 ring gear of the planetary gear set of Zusatzradsatzes
L1 Erster Leistungspfad  L1 First power path
L2 Zweiter Leistungspfad  L2 second power path
1 VM-8VM Erster bis achter Vorwärtsgang  1 VM-8VM First to eighth forward
1 EM Erster elektrischer Gang  1 EM First electric gear
2EM Zweiter elektrischer Gang  2EM Second electric gear
1 S Erster Startmodus  1 S First start mode
2S Zweiter Startmodus  2S Second start mode
AG Achsgetriebe  AG axle drive
W Rad  W wheel

Claims

Patentansprüche claims
1 . Getriebe (G) mit einer Getriebe-Eingangswelle (GW1 ) und einer Getriebe- Ausgangswelle (GW2), einem Hauptradsatz (HRS), einem Zusatzradsatz (ZRS), und einer elektrischen Maschine (EM) mit einem Rotor (R) und einem Stator (S), wobei das Getriebe (G) zumindest einen Leistungspfad (L1 , L2) zwischen der Getriebe- Eingangswelle (GW1 ) und dem Hauptradsatz (HRS) aufweist, wobei der Hauptradsatz (HRS) einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz (P1 , P2) mit insgesamt vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichnete Wellen (W1 , W2, W3, W4) aufweist, wobei der zumindest eine Leistungspfad (L1 , L2) über zumindest ein Schaltelement (A, B, D, E) mit zumindest einer der vier Wellen (W1 , W2, W3, W4) des Hauptradsatzes (HRS) verbindbar ist, wobei die dritte Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) mit der Getriebe-Ausgangswelle (GW2) verbunden ist, wobei der Zusatzradsatz (ZRS) einen Planetenradsatz (P4) mit einer ersten, zweiten und dritten Welle (W1 P4, W2P4, W3P4) aufweist, und wobei die erste Welle (W1 P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) mit dem Rotor (R) ständig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) über ein erstes Zusatzschaltelement (U) mit der ersten Welle (W1 ) des Hauptradsatzes (HRS) und über ein zweites Zusatzschaltelement (V) mit der zweiten oder dritten Welle (W2, W3) des Hauptradsatzes (HRS) verbindbar ist, wobei entweder das erste Zusatzschaltelement (U) oder das zweite Zusatzschaltelement (V) geschlossen ist, wobei1 . Transmission (G) having a transmission input shaft (GW1) and a transmission output shaft (GW2), a main gearset (HRS), a supplementary gearset (ZRS), and an electric machine (EM) having a rotor (R) and a stator ( S), wherein the transmission (G) has at least one power path (L1, L2) between the transmission input shaft (GW1) and the main gearset (HRS), wherein the main gearset (HRS) comprises a first and a second planetary gearset (P1, P2) with a total of four in speed order as the first, second, third and fourth wave designated waves (W1, W2, W3, W4), wherein the at least one power path (L1, L2) via at least one switching element (A, B, D, E) with at least one of the four shafts (W1, W2, W3, W4) of the main gearset (HRS) is connectable, wherein the third shaft (W3) of the main gearset (HRS) is connected to the transmission output shaft (GW2), wherein the Zusatzradsatz ( ZRS) a planetary gear set (P4) with a first, second and third wave (W1 P4, W2P4, W3P4) and wherein the first shaft (W1 P4) of the Zusatzradsatzes (ZRS) with the rotor (R) is constantly connected, characterized in that the second shaft (W2P4) of Zusatzradsatzes (ZRS) via a first additional switching element (U) with the first shaft (W1) of the main gearset (HRS) and via a second additional switching element (V) with the second or third shaft (W2, W3) of the main gearset (HRS) is connectable, wherein either the first additional switching element (U) or the second additional switching element ( V) is closed, where
- im Falle, dass die zweite Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) über das - in the event that the second shaft (W2P4) of the Zusatzradsatzes (ZRS) on the
zweite Zusatzschaltelement (V) mit der zweiten Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) verbindbar ist, die dritte Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ständig mit der dritten oder vierten Welle (W3, W4) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist, und  second additional switching element (V) with the second shaft (W2) of the main gearset (HRS) is connectable, the third wave (W3P4) of Zusatzradsatzes (ZRS) is constantly connected to the third or fourth wave (W3, W4) of the main gearset (HRS) , and
- im Falle, dass die zweite Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) über das  - in the event that the second shaft (W2P4) of the Zusatzradsatzes (ZRS) on the
zweite Zusatzschaltelement (V) mit der dritten Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) verbindbar ist, die dritte Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ständig mit der vierten Welle (W4) des Hauptradsatzes (HRS) verbunden ist. second additional switching element (V) with the third shaft (W3) of the main gearset (HRS) is connectable, the third wave (W3P4) of Zusatzradsatzes (ZRS) is constantly connected to the fourth shaft (W4) of the main gearset (HRS).
2. Getriebe (G) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad (So- P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ein Bestandteil der ersten Welle (W1 P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist, und 2. Transmission (G) according to claim 1, characterized in that a sun gear (P4 P) of the planetary gear set (P4) of Zusatzradsatzes (ZRS) is a component of the first wave (W1 P4) of Zusatzradsatzes (ZRS), and
- im Falle, dass der Planetenradsatz (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) als Minus- Radsatz ausgebildet ist, ein Steg (St-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ein Bestandteil der zweiten Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist und ein Hohlrad (Ho-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ein Bestandteil der dritten Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist, und  - In the case that the planetary gear set (P4) of Zusatzradsatzes (ZRS) is designed as minus wheelset, a web (St-P4) of the planetary gear set (P4) of Zusatzradsatzes (ZRS) is a component of the second wave (W2P4) of the Zusatzradsatzes ( ZRS) and a ring gear (Ho-P4) of the planetary gear set (P4) of the Zusatzradsatzes (ZRS) is a part of the third wave (W3P4) of Zusatzradsatzes (ZRS), and
- im Falle, dass der Planetenradsatz (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) als Plus- Radsatz ausgebildet ist, das Hohlrad (Ho-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ein Bestandteil der zweiten Welle (W2P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist und der Steg (St-P4) des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ein Bestandteil der dritten Welle (W3P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) ist.  - In the case that the planetary gear set (P4) of Zusatzradsatzes (ZRS) is designed as a Plus- wheelset, the ring gear (Ho-P4) of the planetary gear set (P4) of Zusatzradsatzes (ZRS) is a part of the second shaft (W2P4) of the Zusatzradsatzes ( ZRS) and the web (St-P4) of the planetary gear set (P4) of Zusatzradsatzes (ZRS) is a component of the third wave (W3P4) of Zusatzradsatzes (ZRS).
3. Getriebe (G) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Rotation der Getriebe-Ausgangswelle (GW2) zumindest drei der vier Wellen (W1 , W2, W3, W4) des Hauptradsatzes (HRS) die gleiche Drehrichtung aufweisen wie die Getriebe-Ausgangswelle (GW2), wobei die verbleibende Welle der vier Wellen (W1 , W2, W3, W4) des Hauptradsatzes (HRS) entweder die gleiche Drehrichtung aufweist wie die Getriebe-Ausgangswelle (GW2) oder schaltbar drehfest festgesetzt ist. 3. Transmission (G) according to claim 1 or claim 2, characterized in that upon rotation of the transmission output shaft (GW2) at least three of the four shafts (W1, W2, W3, W4) of the main gearset (HRS) have the same direction of rotation the transmission output shaft (GW2), wherein the remaining shaft of the four shafts (W1, W2, W3, W4) of the main gearset (HRS) has either the same direction of rotation as the transmission output shaft (GW2) or switchable rotatably fixed.
4. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Standgetriebeübersetzungen des Planetenradsatzes (P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) und des ersten und zweiten Planetenradsatzes (P1 , P2) des Hauptradsatzes (HRS) so gewählt sind, dass bei geschlossenem zweitem Zusatzschaltelement (V) die erste Welle (W1 P4) des Zusatzradsatzes (ZRS) im Drehzahlplan zwischen der ersten Welle (W1 ) und der zweiten Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) liegt. 4. Transmission (G) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stationary gear ratios of the planetary gear set (P4) of Zusatzradsatzes (ZRS) and the first and second planetary gear set (P1, P2) of the main gearset (HRS) are chosen so that when the second auxiliary switching element (V) is closed, the first shaft (W1 P4) of the additional gearset (ZRS) lies in the speed diagram between the first shaft (W1) and the second shaft (W2) of the main gearset (HRS).
5. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad (So-P1 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) des Hauptradsatzes (HRS) Bestandteil der ersten Welle (W1 ) des Hauptradsatzes (HRS) ist, wobei ein Steg (St-Pl ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) des Hauptradsatzes (HRS) und ein Hohlrad (Ho-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) Bestandteile der zweiten Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) sind, wobei ein Hohlrad (Ho-P1 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) des Hauptradsatzes (HRS) und ein Steg (St-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) Bestandteile der dritten Welle (W3) des Hauptradsatzes (HRS) sind, und wobei ein Sonnenrad (So-P2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) des Hauptradsatzes (HRS) Bestandteil der vierten Welle (W4) des Hauptradsatzes (HRS) ist. 5. Transmission (G) according to one of claims 1 to 4, characterized in that a sun gear (So-P1) of the first planetary gear set (P1) of the main gearset (HRS) is part of the first wave (W1) of the main gearset (HRS), being a Web (St-Pl) of the first planetary gear set (P1) of the main gearset (HRS) and a ring gear (Ho-P2) of the second planetary gearset (P2) of the main gearset (HRS) are components of the second shaft (W2) of the main gearset (HRS), a ring gear (Ho-P1) of the first planetary gear set (P1) of the main gearset (HRS) and a web (St-P2) of the second planetary gearset (P2) of the main gearset (HRS) components of the third shaft (W3) of the main gearset (HRS) are, and wherein a sun gear (So-P2) of the second planetary gear set (P2) of the main gearset (HRS) is part of the fourth wave (W4) of the main gearset (HRS).
6. Getriebe (G) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zusatzschaltelement (U) und das zweite Zusatzschaltelement (V) von einem doppeltwirkenden Aktuator betätigbar ist. 6. Transmission (G) according to claim 1, characterized in that the first additional switching element (U) and the second additional switching element (V) can be actuated by a double-acting actuator.
7. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) acht Vorwärtsgänge (1 VM-8VM) aufweist, wobei zumindest im ersten und zweiten Vorwärtsgang (1 VM, 2VM) das erste Zusatzschaltelement (U) geschlossen ist, und wobei zumindest im fünften bis achten Vorwärtsgang (5VM-8VM) das zweite Zusatzschaltelement (V) geschlossen ist. 7. Transmission (G) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the transmission (G) has eight forward gears (1 VM-8VM), wherein at least in the first and second forward gear (1 VM, 2VM), the first additional switching element ( U) is closed, and wherein at least in the fifth to eighth forward speed (5VM-8VM), the second additional switching element (V) is closed.
8. Getriebe (G) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten oder vierten Vorwärtsgang (3VM, 4VM) entweder das erste Zusatzschaltelement (U) oder das zweite Zusatzschaltelement (V) geschlossen ist. 8. Transmission (G) according to claim 7, characterized in that in the third or fourth forward gear (3VM, 4VM) either the first additional switching element (U) or the second additional switching element (V) is closed.
9. Getriebe (G) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) einen ersten Leistungspfad (L1 ) und einen zweiten Leistungspfad (L2) zwischen der Getriebe-Eingangswelle (GW1 ) und dem Hauptradsatz (HRS) um- fasst, wobei der erste Leistungspfad (L1 ) über ein erstes Schaltelement (A) mit der vierten Welle (W4) des Hauptradsatzes (HRS) und über ein zweites Schaltelement (E) mit der zweiten Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) verbindbar ist, wobei der zweiter Leistungspfad (L2) über ein drittes Schaltelement (B) mit der ersten Welle (W1 ) des Hauptradsatzes (HRS) und über ein viertes Schaltelement (D) mit der zweiten Welle (W2) des Hauptradsatzes (HRS) verbindbar ist, wobei die erste Welle (W1 ) des Hauptradsatzes (HRS) durch ein fünftes Schaltelement (C) drehfest festsetzbar ist, und wobei die vierte Welle (W4) des Hauptradsatzes (HRS) durch ein sechstes Schaltelement (F) drehfest festsetzbar ist. 9. Transmission (G) according to claim 7 or claim 8, characterized in that the transmission (G) a first power path (L1) and a second power path (L2) between the transmission input shaft (GW1) and the main gearset (HRS) to - holds, wherein the first power path (L1) via a first switching element (A) with the fourth wave (W4) of the main gearset (HRS) and a second switching element (E) with the second shaft (W2) of the main gearset (HRS) connectable is, wherein the second power path (L2) via a third switching element (B) with the first shaft (W1) of the main gearset (HRS) and a fourth switching element (D) with the second shaft (W2) of the main gearset (HRS) is connectable , Wherein the first shaft (W1) of the main gearset (HRS) by a fifth switching element (C) rotatably fixable is, and wherein the fourth wave (W4) of the main gearset (HRS) by a sixth switching element (F) is rotatably fixable.
10. Getriebe (G) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch selektives paarweises Eingreifen der sechs Schaltelemente (A, B, C, D, E, F) acht Vorwärtsgänge (1 VM-8VM) realisierbar sind, wobei sich der erste Vorwärtsgang (1 VM) durch Schließen des dritten Schaltelements (B) und des sechsten Schaltelements (F), der zweite Vorwärtsgang (2VM) durch Schließen des vierten Schaltelements (D) und des sechsten Schaltelements (F), der dritte Vorwärtsgang (3VM) durch Schließen des dritten Schaltelements (B) und des vierten Schaltelements (D), der vierte Vorwärtsgang (4VM) durch Schließen des vierten Schaltelements (D) und des ersten Schaltelements (A), der fünfte Vorwärtsgang (5VM) durch Schließen des dritten Schaltelementes (B) und des ersten Schaltelements (A), der sechste Vorwärtsgang (6VM) durch Schließen des zweiten Schaltelements (E) und des ersten Schaltelements (A), der siebente Vorwärtsgang (7VM) durch Schließen des dritten Schaltelements (B) und des zweiten Schaltelements (E), und der achte Vorwärtsgang (8VM) durch Schließen des fünften Schaltelements (C) und des zweiten Schaltelements (E) ergibt. 10. Transmission (G) according to claim 9, characterized in that by selective pairwise engagement of the six switching elements (A, B, C, D, E, F) eight forward gears (1 VM-8VM) can be realized, wherein the first forward gear (1 VM) by closing the third shift element (B) and the sixth shift element (F), the second forward speed (2VM) by closing the fourth shift element (D) and the sixth shift element (F), the third forward speed (3VM) by closing the third shift element (B) and the fourth shift element (D), the fourth forward gear (4VM) by closing the fourth shift element (D) and the first shift element (A), the fifth forward speed (5VM) by closing the third shift element (B) and the first shift element (A), the sixth forward speed (6VM) by closing the second shift element (E) and the first shift element (A), the seventh forward speed (7VM) by closing the third shift element (B) and the second Sch Old element (E), and the eighth forward speed (8VM) by closing the fifth switching element (C) and the second switching element (E) results.
1 1 . Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das das dritte und fünfte Schaltelement (B, C) von einem ersten doppeltwirkenden Aktuator betätigbar ist, wobei das zweite und vierte Schaltelement (E, D) von einem zweiten doppeltwirkenden Aktuator betätigbar ist, und wobei das erste und sechste Schaltelement (A, F) von einem dritten doppeltwirkenden Aktuator betätigbar ist. 1 1. Transmission (G) according to one of claims 9 to 10, characterized in that the third and fifth switching element (B, C) of a first double-acting actuator is actuated, wherein the second and fourth switching element (E, D) of a second double-acting Actuator is actuated, and wherein the first and sixth switching element (A, F) of a third double-acting actuator is actuated.
12. Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, wobei der Hybridantriebsstrang zumindest eine Verbrennungskraftmaschine (VKM) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridantriebsstrang ein Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 aufweist. 12. hybrid powertrain for a motor vehicle, wherein the hybrid powertrain at least one internal combustion engine (VKM), characterized in that the hybrid powertrain comprises a transmission (G) according to one of claims 1 to 1 1.
13. Hybridantriebsstrang nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridantriebsstrang zumindest eine mit der Verbrennungskraftmaschine (VKM) direkt oder über ein Getriebe verbundene Zusatz-Elektromaschine (SG) aufweist, die dazu eingerichtet ist die Verbrennungskraftmaschine (VKM) zu starten. 13. Hybrid powertrain according to claim 12, characterized in that the hybrid drive train has at least one with the internal combustion engine (VKM) directly or via a transmission associated additional electric machine (SG), which is adapted to start the internal combustion engine (VKM).
14. Hybridantriebsstrang nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsfluss zwischen der Verbrennungskraftmaschine (VKM) und der Getriebe-Eingangswelle (GW1 ) durch eine Kupplung (KO) unterbrechbar ist. 14. Hybrid drive train according to claim 13 or claim 14, characterized in that the power flow between the internal combustion engine (VKM) and the transmission input shaft (GW1) by a clutch (KO) is interruptible.
15. Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang ein Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 aufweist. 15. Drive train for an electric vehicle, characterized in that the drive train has a transmission (G) according to one of claims 1 to 1 1.
PCT/EP2014/075080 2013-12-20 2014-11-20 Transmission, hybrid drivetrain and drivetrain for an electric vehicle WO2015090823A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013227021.6 2013-12-20
DE102013227021.6A DE102013227021B4 (en) 2013-12-20 2013-12-20 Transmission for a motor vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015090823A1 true WO2015090823A1 (en) 2015-06-25

Family

ID=51999406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/075080 WO2015090823A1 (en) 2013-12-20 2014-11-20 Transmission, hybrid drivetrain and drivetrain for an electric vehicle

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013227021B4 (en)
WO (1) WO2015090823A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020091794A1 (en) 2018-11-01 2020-05-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. User voice based data file communications

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005001527A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-27 Zf Friedrichshafen Ag Motor vehicle`s transmission device e.g. step-automatic transmission, has electrical machine connected with respective shafts of planetary wheel set by switching units in axial direction of transmission input shaft adjacent to machine
DE102006044894A1 (en) * 2006-09-22 2008-04-03 General Motors Corp., Detroit Electrically adjustable transmission for use in hybrid vehicle, has connection unit rotating between motor/generator and differential gear wheel set in same direction as drive unit, to combine torque from source and motor at drift unit
DE102008051305A1 (en) * 2007-10-11 2009-12-24 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Hybrid powertrain with a single integrated in an automatic transmission electric motor
DE102012201377A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-01 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid powertrain for a motor vehicle

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4331228B2 (en) 2007-07-06 2009-09-16 トヨタ自動車株式会社 Power transmission device for vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005001527A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-27 Zf Friedrichshafen Ag Motor vehicle`s transmission device e.g. step-automatic transmission, has electrical machine connected with respective shafts of planetary wheel set by switching units in axial direction of transmission input shaft adjacent to machine
DE102006044894A1 (en) * 2006-09-22 2008-04-03 General Motors Corp., Detroit Electrically adjustable transmission for use in hybrid vehicle, has connection unit rotating between motor/generator and differential gear wheel set in same direction as drive unit, to combine torque from source and motor at drift unit
DE102008051305A1 (en) * 2007-10-11 2009-12-24 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Hybrid powertrain with a single integrated in an automatic transmission electric motor
DE102012201377A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-01 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid powertrain for a motor vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020091794A1 (en) 2018-11-01 2020-05-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. User voice based data file communications

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013227021A1 (en) 2015-06-25
DE102013227021B4 (en) 2019-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013225205B4 (en) Transmission for a motor vehicle
DE102013225209B4 (en) Transmission for a motor vehicle
DE102013225212B4 (en) Transmission for a motor vehicle
DE102013225208B4 (en) Transmission for a motor vehicle
DE102013225202B4 (en) Transmission for a motor vehicle
EP3077239B1 (en) Transmission, hybrid drivetrain and drivetrain for an electric vehicle
DE102013227024B4 (en) Transmission for a motor vehicle
DE102013227021B4 (en) Transmission for a motor vehicle
DE102013225207B4 (en) Transmission for a motor vehicle
DE102013227012B4 (en) Transmission for a motor vehicle
DE102013225213B4 (en) Transmission for a motor vehicle
DE102013225210B4 (en) Transmission for a motor vehicle
WO2015090827A1 (en) Transmission, hybrid drive train, and drive train for an electric vehicle
WO2016020127A1 (en) Transmission and method for the operation of a transmission
DE102013227011B4 (en) Transmission for a motor vehicle
WO2015090824A1 (en) Transmission, hybrid powertrain, and powertrain for an electric vehicle
WO2015090836A1 (en) Transmission, hybrid powertrain, and powertrain for an electric vehicle
WO2015090837A1 (en) Transmission, hybrid powertrain, and powertrain for an electric vehicle
WO2015090832A1 (en) Transmission, hybrid powertrain, and powertrain for an electric vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14805214

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14805214

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1