UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES GETRIEBES

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektroma- schine, eine erste Antriebswelle, eine zweite Antriebswelle, eine Abtriebswelle, sowie einen ersten Planetenradsatz, einen zweiten Planetenradsatz und einen dritten Pla- netenradsatz, wobei die Planetenradsätze jeweils mehrere Elemente umfassen, wo- bei ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes und ein fünftes Schaltelement vor- gesehen sind, und wobei ein Rotor der Elektromaschine mit der zweiten Antriebswel- le in Verbindung steht. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugan- triebsstrang, in welchem ein vorgenanntes Getriebe zur Anwendung kommt, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes.

Bei Hybridfahrzeugen sind Getriebe bekannt, welche neben einem Radsatz auch eine oder mehrere Elektromaschinen aufweisen. Das Getriebe ist dabei üblicher- weise mehrgängig gestaltet, d. h. es sind mehrere unterschiedliche Übersetzungs- Verhältnisse als Gänge zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle durch Betätigung entsprechender Schaltelemente schaltbar, wobei dies vorzugsweise au- tomatisch vollzogen wird. Je nach Anordnung der Schaltelemente handelt es sich bei diesen um Kupplungen oder auch um Bremsen. Das Getriebe wird dabei dazu ge- nutzt, ein Zugkraftangebot einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges in Hinblick auf verschiedene Kriterien geeignet umzusetzen. Dabei werden die Gänge des Ge- triebes zumeist auch im Zusammenspiel mit der zumindest einen Elektromaschine zur Darstellung eines rein elektrischen Fahrens verwendet. Häufig kann die zumin- dest eine Elektromaschine außerdem im Getriebe zur Darstellung verschiedener Be- triebsmodi auf unterschiedliche Weisen eingebunden werden.

Aus der DE 10 2014 218 610 A1 geht ein Getriebe für ein Hybridfahrzeug hervor, welches neben einer ersten Antriebswelle und einer Abtriebswelle drei Planeten- radsätze sowie eine Elektromaschine umfasst. Des Weiteren sind bei einer Variante sechs Schaltelemente vorgesehen, über welche unterschiedliche Kraftflüsse von der ersten Antriebswelle zur Abtriebswelle unter Darstellung unterschiedlicher Gänge verwirklicht und zudem unterschiedliche Einbindungen der Elektromaschine gestaltet werden können. Hierbei kann auch ein rein elektrisches Fahren durch alleinigen An- trieb über die Elektromaschine dargestellt werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Ausgestaltung zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Getriebe für ein Kraftfahrzeug zu schaf- fen, mit welchem bei kompaktem Aufbau unterschiedliche Betriebsmodi auf geeigne- te Art und Weise dargestellt werden können.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen An- sprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraft- fahrzeugantriebsstrang ist zudem Gegenstand von Anspruch 1 3. Des Weiteren hat der Anspruch 14 ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes zum Gegenstand.

Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe eine Elektromaschine, eine erste An- triebswelle, eine zweite Antriebswelle, eine Abtriebswelle sowie einen ersten Plane- tenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz. Die Planetenradsätze umfassen da- bei mehrere Elemente, wobei jedem der Planetenradsätze dabei bevorzugt jeweils ein erstes Element, jeweils ein zweites Element und jeweils ein drittes Element zuge- ordnet sind. Zudem sind ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes und ein fünftes Schaltelement vorgesehen, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Kraft- flussführungen unter Schaltung unterschiedlicher Gänge dargestellt werden können. Besonders bevorzugt können dabei vom Übersetzungsverhältnis zumindest drei un- terschiedliche Gänge zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle gebil- det werden. Ferner steht ein Rotor der Elektromaschine mit der zweiten Antriebswel- le in Verbindung.

Unter einer„Welle“ ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest mit- einander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung bei Betätigung eines entsprechenden Schaltelements hergestellt wird. Die jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über wel- ches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial angebunden wird.

Mit„axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Längsmittel- achse gemeint, entlang welcher die Planetenradsätze koaxial zueinander liegend angeordnet sind. Unter„radial“ ist dann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer Welle zu verstehen, die auf dieser Längsmittelachse liegt.

Bevorzugt weist die Abtriebswelle des Getriebes eine Verzahnung auf, über welche die Abtriebswelle dann im Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem achsparallel zur Abtriebswelle angeordneten Differentialgetriebe in Wirkverbindung steht. Hierbei ist die Verzahnung bevorzugt an einer Anschlussstelle der Abtriebswelle vorgesehen, wobei diese Anschlussstelle der Abtriebswelle bevorzugt axial im Bereich eines En- des des Getriebes liegt, an welchem auch eine die Verbindung zur vorgeschalteten Antriebsmaschine herstellende Anschlussstelle der ersten Antriebswelle vorgesehen ist. Diese Art der Anordnung eignet sich besonders zur Anwendung in einem Kraft- fahrzeug mit einem quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten An- triebsstrang.

Alternativ dazu kann ein Abtrieb des Getriebes prinzipiell aber auch an einem entge- gengesetzt zu einer Anschlussstelle der ersten Antriebswelle liegenden, axialen En- de des Getriebes vorgesehen sein. Dabei ist eine Anschlussstelle der Abtriebswelle dann an einem axialen Ende der Abtriebswelle koaxial zu einer Anschlussstelle der ersten Antriebswelle ausgestaltet, so dass Antrieb und Abtrieb des Getriebes an ei- nander entgegengesetzten axialen Enden des Getriebes platziert sind. Ein derartig gestaltetes Getriebe eignet sich dabei zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang.

Die Planetenradsätze sind bevorzugt axial auf die Anschlussstelle der ersten An- triebswelle folgend in der Reihenfolge erster Planetenradsatz, zweiter Planetenrad- satz und schließlich dritter Planetenradsatz angeordnet. Im Sinne der Erfindung kann hierbei aber auch in axialer Richtung eine anderweitige Anordnung der Planeten- radsätze getroffen sein, sofern die Anbindung der Elemente der Planetenrad sätze dies ermöglicht.

Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die Abtriebswelle drehfest mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes sowie drehfest mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist und mittels des ersten Schalt- elements drehfest mit der ersten Antriebswelle verbindbar ist.

Zudem ist die zweite Antriebswelle sowohl mit einem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes als auch mit einem dritten Element des zweiten Planetenradsat- zes drehfest verbunden. Weiterhin ist die erste Antriebswelle mittels des zweiten Schaltelements drehfest mit der zweiten Antriebswelle verbindbar.

Das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ist mittels des dritten Schaltele- ments an einem drehfesten Bauelement festsetzbar und zudem mittels des fünften Schaltelements mit der ersten Antriebswelle verbindbar. Das erste Element des ers- ten Planetenradsatzes kann mittels des vierten Schaltelements an dem drehfesten Bauelement festgesetzt werden.

Durch Schließen des ersten Schaltelements wird die erste Antriebswelle drehfest mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes als auch drehfest mit dem drit- ten Element des ersten Planetenradsatzes. Mit anderen Worten verbindet das erste Schaltelement die erste Antriebswelle mit der Abtriebswelle.

Ein Betätigen des zweiten Schaltelements hat hingegen eine drehfeste Verbindung zwischen der ersten Antriebswelle und dem zweiten Element des ersten Planeten- radsatzes sowie mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes zur Folge hat. Mit anderen Worten verbindet das zweite Schaltelement die erste Antriebswelle mit der zweiten Antriebswelle.

Durch Schließen des dritten Schaltelements wird das erste Element des zweiten Pla- netenrad satzes an einem drehfesten Bauelement festgesetzt währen hingegen durch Schließen des vierten Schaltelements das erste Element des ersten Planetenradsat- zes an dem drehfesten Bauelement festgesetzt wird. Das Schließen des fünften Schaltelements bewirkt eine drehfeste Verbindung zwischen der ersten Antriebswelle und dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes.

Das erste, zweite und fünfte Schaltelement liegen dabei bevorzugt als Kupplungen vor, die bei Betätigung jeweils die jeweils hieran unmittelbar anknüpfenden Kompo- nenten des Getriebes gegebenenfalls in ihren Drehbewegungen angleichen und an- schließend drehfest miteinander verbinden. Das dritte und vierte Schaltelement kön- nen insbesondere als Bremse vorliegen, welche bei Betätigung das erste Element des ersten bzw. des zweiten Planetenradsatzes festsetzt und in der Folge an einer Drehbewegung hindert.

Eine jeweilige drehfeste Verbindung der rotierbaren Komponenten des Getriebes ist erfindungsgemäß bevorzugt über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen realisiert, die dabei bei räumlich dichter Lage der Komponenten auch als kurze Zwi- schenstücke vorliegen können. Konkret können die Komponenten, die permanent drehfest miteinander verbunden sind, dabei jeweils entweder als drehfest miteinan- der verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen. Im zweitgenann- ten Fall werden dann die jeweiligen Komponenten und die ggf. vorhandene Welle durch ein gemeinsames Bauteil gebildet, wobei dies insbesondere eben dann real i- siert wird, wenn die jeweiligen Komponenten im Getriebe räumlich dicht beieinander liegen.

Bei Komponenten des Getriebes, die erst durch Betätigung eines jeweiligen Schalt- elements drehfest miteinander verbunden werden, wird eine Verbindung ebenfalls bevorzugt über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen verwirklicht.

Ein Festsetzen erfolgt insbesondere durch drehfestes Verbinden mit einem drehfes- ten Bauelement des Getriebes, bei welchem es sich vorzugsweise um eine perma- nent stillstehende Komponente handelt, bevorzugt um ein Gehäuse des Getriebes, einen Teil eines derartigen Gehäuses oder ein damit drehfest verbundenes Bauele- ment. Unter der„Verbindung“ des Rotors der Elektromaschine mit der zweiten Antriebswel- le des Getriebes ist im Sinne der Erfindung eine derartige Verbindung zu verstehen, dass zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der zweiten Antriebswelle eine gleichbleibende Drehzahlabhängigkeit vorherrscht.

Insgesamt zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Getriebe durch eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen, einen guten Verzahnungswirkungsgrad und geringe Verluste aus.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ergeben sich durch selektives Schließen der fünf Schaltelemente drei, vom Übersetzungsverhältnis her unter- schiedliche Gänge zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle. So kann ein erster Gang zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle durch Betä- tigen des zweiten und des dritten Schaltelements dargestellt werden, in welchem ein Fahren bei gleichzeitiger Einbindung einer an der ersten Antriebswelle anknüpfenden Antriebsmaschine sowie der Elektromaschine stattfindet. Des Weiteren ergibt sich eine erste Variante eines zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Ab- triebswelle wirksamen Ganges durch Schließen des ersten und des dritten Schalt- elements. Dabei wird auch jeweils ein Fahren bei gleichzeitiger Einbindung der vor- geschalteten Antriebsmaschine sowie der Elektromaschine realisiert. Darüber hinaus kann der zweite Gang in einer zweiten Variante durch Betätigen des ersten und vier- ten Schaltelements, in einer dritten Variante durch Betätigen des ersten und zweiten Schaltelements, in einer vierten Variante durch Betätigen des ersten und fünften Schaltelements, in einer fünften Variante durch Betätigen des zweiten und fünften Schaltelements geschaltet werden.

Zudem kann ein dritter Gang zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswel- le durch Schließen des zweiten und des vierten Schaltelements geschaltet werden.

Ein zweiter Gang ergibt sich zudem in einer weiteren Variante durch Schließen des ersten Schaltelements. Denn der zweite Gang ergibt sich bereits durch Schließen des ersten Schaltele- ments, da dann die erste Antriebswelle und die Abtriebswelle bei drehfester Verbin- dung der Abtriebswelle mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes miteinander gekoppelt sind, so dass ein Fahren über die vorgeschaltete Antriebsma- schine stattfinden kann. Hierbei kann zudem die Elektromaschine abgekoppelt wer- den, da in diesem Fall nur das erste Schaltelement mit Drehmoment belastet ist und außerdem die zweite Antriebswelle Stillstehen kann. Hierdurch können Nulllastverlus- te der Elektromaschine vermieden werden. Allerdings hat ein Schalten in die ersten fünf Varianten des zweiten Ganges den Vorteil, dass die Elektromaschine mit einge- bunden ist und hierdurch ein hybridisches Fahren stattfinden kann.

Zudem ist ein zusätzlicher hybrider Gang für Vorwärtsfahrt durch Betätigen des vier- ten und des fünften Schaltelements schaltbar.

Bei geeigneter Wahl von Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze wird hierdurch eine für die Anwendung im Bereich eines Kraftfahrzeuges geeignete Über- setzungsreihe realisiert. Dabei können Schaltungen zwischen den Gängen verwirk- licht werden, bei welchen stets nur der Zustand von je zwei Schaltelementen zu vari- ieren ist, indem eines der am vorhergehenden Gang beteiligten Schaltelemente zu öffnen und ein anderes Schaltelement zur Darstellung des nachfolgenden Ganges zu schließen ist. Dies hat dann auch zur Folge, dass ein Schalten zwischen den Gängen sehr zügig ablaufen kann.

Aufgrund der Verbindung der Elektromaschine mit der zweiten Antriebswelle des Ge- triebes lassen sich außerdem unterschiedliche Betriebsmodi auf einfache Art und Weise verwirklichen:

So kann ein erster Gang zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle für ein rein elektrisches Fahren genutzt werden, wobei sich dieser erste Gang durch Schließen des dritten Schaltelements ergibt. Dadurch ist der Rotor der Elektroma- schine bei drehfester Verbindung der Abtriebswelle mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes über den ersten Planetenradsatz mit dem zweiten Plane- tenradsatz und damit mit der Abtriebswelle gekoppelt, wobei eine Übersetzung die- ses ersten Ganges dabei einer Übersetzung des ersten, zwischen der ersten An- triebswelle und Abtriebswelle wirksamen Ganges entspricht.

Außerdem kann noch ein zweiter Gang zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle für ein rein elektrisches Fahren realisiert werden. Dabei ist zum Schal- ten dieses zweiten Ganges das vierte Schaltelement zu betätigen . Dadurch ist der Rotor der Elektromaschine bei drehfester Verbindung der Abtriebswelle mit dem drit ten Element des ersten Planeten radsatzes über den ersten Planetenradsatz mit der Abtriebswelle gekoppelt. Eine Übersetzung dieses zweiten, zwischen der zweiten Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Ganges entspricht dabei einer Überset- zung des dritten Ganges zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle.

Zudem ist ein elektrodynamischer Anfahrmodus für Vorwärtsfahrt bevorzugt. Elektro- dynamisches Anfahren (EDA) bedeutet, dass über einen oder mehrere Planeten- radsätze eine Drehzahlüberlagerung von Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, Drehzahl der Elektromaschine und der Drehzahl der Abtriebswelle stattfindet, sodass ein Anfahren aus dem Stillstand bei laufendem Verbrennungsmotor möglich ist. Da- bei stützt die Elektromaschine ein Drehmoment ab.

Der EDA-Modus für Vorwärtsfahrt wird durch alleiniges Betätigen des fünften Schalt- elements bewirkt, wodurch das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehfest verbunden wird. In diesem Modus treibt die Antriebswelle ent- sprechend das erste Element des zweiten Planetenradsatzes an während die Elekt- romaschine am dritten Element des zweiten Planetenradsatzes das Drehmoment der Antriebswelle abstützt. So ist Anfahren über das zweite Element, das mit der Ab- triebswelle verbunden ist, möglich.

Ausgehend von einem rein elektrischen Fahren im ersten, zwischen der zweiten An- triebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang kann dann die vorgeschaltete An- triebsmaschine in den ersten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Ab- triebswelle wirksamen Gang, zugestartet werden. Zudem kann ausgehend vom ers- ten E-Gang in die erste Variante des zweiten Ganges zugestartet werden. An beiden Gängen ist jeweils das dritte Schaltelement geschlossen. Ebenso kann auch aus dem zweiten, zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang ein Zustarten der vorgeschalteten Antriebsmaschine in die zweite Variante des zweiten , zwischen der ersten Antriebswelle und der Ab- triebswelle wirksamen Ganges, sowie in den dritten, zwischen der ersten Antriebs- welle und der Abtriebswelle wirksamen Gang erfolgen. Zudem kann ein Zustarten in den zusätzlichen Vorwärtsgang erfolgen. Bei den zuvor genannten Schaltungen ist jeweils das vierte Schaltelement geschlossen.

Als weiterer Betriebsmodus kann zudem ein Ladebetrieb eines elektrischen Energie- speichers verwirklicht werden, indem lediglich das zweite Schaltelement geschlossen und damit eine drehfeste Verbindung zwischen der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle und damit auch eine Koppelung mit der Elektromaschine her- gestellt wird. Gleichzeitig ist dabei kein Kraftschluss zur Abtriebswelle hergestellt, so dass sich das Getriebe in einer Neutralstellung befindet. Abgesehen von einem La- debetrieb kann hierdurch auch ein Starten der vorgeschalteten Antriebsmaschine über die Elektromaschine verwirklicht werden.

Des Weiteren können Lastschaltungen mit Zugkraftstützung dargestellt werden: beim Gangwechsel zwischen dem ersten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Ab- triebswelle wirksamen Gang und dem zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und Abtriebswelle wirksamen Gang kann die Zugkraft bei geschlossenem, dritten Schaltelement über die Elektromaschine gestützt werden, wobei die Synchronisation des zu schließenden Schaltelements dabei über eine Drehzahlregelung der vorge- schalteten Antriebsmaschine erfolgt. Alternativ kann dies aber auch durch synchron i- sierte Schaltelemente oder auch durch eine andere, separate Synchronisationsei n- richtung erfolgen, wie zum Beispiel eine Getriebebremse oder auch eine weitere Elektromaschine, die direkt oder indirekt mit der ersten Antriebswelle wirkverbunden sein kann. Wird antriebsseitig der Antriebswelle zudem ein weiteres Schaltelement als Trennkupplung vorgesehen, kann die Trägheitsmasse der vorgeschalteten An- triebsmaschine während der Synchronisierung abgekoppelt werden. Ebenso kann auch ein Gangwechsel unter Last zwischen der zweiten Variante des zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Ganges und dem dritten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang bei geschlossenem, vierten Schaltelement stattfinden.

Das erfindungsgemäße Getriebe kann zudem so betrieben werden, dass beim Fah- ren eine Drehzahlabsenkung der Elektromaschine erreicht wird. So kann zunächst hybridisch in der ersten Variante des zweiten Ganges gefahren werden, indem ent- weder nach einer über die Elektromaschine drehmomentgestützten Schaltung vom ersten in den zweiten Gang oder nach einem Zustarten der Antriebsmaschine in den zweiten Gang das dritte Schaltelement zunächst geschlossen bleibt. Um nun aber eine Drehzahl der Elektromaschine in der ersten Variante des zweiten Ganges bei höheren Fahrgeschwindigkeiten abzusenken, kann von der ersten Variante des zwei- ten Ganges in die zweite Variante des zweiten Ganges umgeschaltet werden, da hier der Rotor der Elektromaschine eine geringere Drehzahl aufweist als in der ersten Variante des zweiten Ganges. Diese Umschaltung erfolgt dabei mit Erhaltung der Zugkraft über die vorgeschaltete Antriebsmaschine bei geschlossenem, ersten Schaltelement. Zunächst wird dabei das lastfreie, dritte Schaltelement ausgelegt und im Folgenden das lastfreie, vierte Schaltelement eingelegt, wobei die Drehzahlan- passung dabei durch Drehzahlregelung der Elektromaschine erfolgt.

Dabei ist zur Abkoppelung der vorgeschalteten Antriebsmaschine kein separates Schaltelement erforderlich, da die vorgeschaltete Antriebsmaschine in der zweiten Variante des zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirk- samen Ganges durch Öffnen des ersten Schaltelements abgekoppelt werden kann. Hierdurch wird dann der zweite Gang realisiert, welcher zwischen der zweiten An- triebswelle und der Abtriebswelle wirksam ist.

Darüber hinaus kann bei langsamer werdendem Fahrzeug eine Rückschaltung vom zweiten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang in den ersten, zwischen der ersten Antriebswelle und der Abtriebswelle wirksamen Gang vorbereitet werden, indem zunächst von der zweiten Variante in die erste Vari- ante des zweiten Ganges gewechselt und dabei die Zugkraft bei geschlossenem ers- ten Schaltelement über die vorgeschaltete Antriebsmaschine erhalten wird. In der ersten Variante des zweiten Ganges ist dann wiederum das dritte Schaltelement ge- schlossen, welches benötigt wird, um im Zuge der Rückschaltung vom zweiten in den ersten Gang die Zugkraft über die Elektromaschine zu stützen.

Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass eine weitere Elekt- romaschine vorgesehen ist, deren Rotor an der ersten Antriebswelle angebunden ist. Eine derartige Ausgestaltung hat dabei den Vorteil, dass hierdurch weitere Fahrzu- stände verwirklicht werden können. Zudem kann hierdurch ggf. unmittelbar ein Star- ten der vorgeschalteten Antriebsmaschine realisiert werden, wenn diese als Ver- brennungskraftmaschine ausgestaltet ist. Darüber hinaus kann die zusätzliche Elekt- romaschine die vorgeschaltete Antriebsmaschine bei der Synchronisation von Schaltelementen unterstützen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die erste Antriebswelle über ein sechstes Schaltelement drehfest mit einer Anschlusswelle verbunden wer- den, die innerhalb eines Kraftfahrzeugantriebsstranges dann wiederum bevorzugt mit der dem Getriebe vorgeschaltete Antriebsmaschine gekoppelt ist. Das sechste Schaltelement kann dabei prinzipiell als kraftschlüssiges oder auch als formschlüssi- ges Schaltelement ausgeführt sein, liegt aber besonders bevorzugt als Klauenkupp- lung vor. Über das sechste Schaltelement kann die vorgeschaltete Antriebsmaschine dementsprechend auch vollständig vom Getriebe abgekoppelt werden, so dass ein rein elektrischer Betrieb problemlos realisierbar ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist ein oder sind mehrere Schaltelemente jeweils als formschlüssiges Schaltelement realisiert. Hierbei ist das jeweilige Schaltelement be- vorzugt entweder als Klauenschaltelement oder als Sperrsynchronisation ausgeführt. Formschlüssige Schaltelemente haben gegenüber kraftschlüssigen Schaltelementen den Vorteil, dass im geöffneten Zustand geringere Schleppverluste auftreten, so dass sich ein besserer Wirkungsgrad des Getriebes erreichen lässt. Insbesondere sind bei dem erfindungsgemäßen Getriebe alle Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente verwirklicht, so dass sich möglichst geringe Schleppverluste errei- chen lassen. Prinzipiell könnte aber auch ein Schaltelement oder könnten mehrere Schaltelemente als kraftschlüssige Schaltelemente, beispielsweise als Lamellen- schaltelemente, gestaltet sein.

Die Planetenradsätze können, sofern es eine Anbindung der Elemente ermöglicht, im Rahmen der Erfindung jeweils als Minus-Planetensatz vorliegen, wobei es sich bei dem ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Sonnenrad, bei dem zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen Planetensteg und bei dem dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Hohlrad handelt. Ein Minus-Planetensatz setzt sich auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise aus den Elementen Sonnenrad, Planetensteg und Hohlrad zusammen, wobei der Planetensteg mindestens ein, bevorzugt aber mehrere Planetenräder drehbar gela- gert führt, die im Einzelnen jeweils sowohl mit dem Sonnenrad, als auch dem umlie- genden Hohlrad kämmen.

Alternativ dazu könnten aber einer oder auch mehrere Planetenradsätze, sofern es die Anbindung der jeweiligen Elemente zulässt, als Plus -Planeten satz vorliegen, wo- bei es sich bei dem ersten Element des jeweiligen Planeten radsatzes dann um ein Sonnenrad, bei dem zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Hohl- rad und bei dem dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen Plane- tensteg handelt. Bei einem Plus-Planetensatz sind ebenfalls die Elemente Sonnen- rad, Hohlrad und Planetensteg vorhanden, wobei Letzterer mindestens ein Planeten- radpaar führt, bei welchem das eine Planetenrad mit dem innenliegenden Sonnenrad und das andere Planetenrad mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder untereinander kämmen.

Wo es eine Anbindung der einzelnen Elemente zulässt, kann ein Minus-Planetensatz in einen Plus-Planetensatz überführt werden, wobei dann gegenüber der Ausführung als Minus-Planetensatz die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu erhöhen ist. Umgekehrt könnte auch ein Plus-Planetensatz durch einen Minus-Planetensatz ersetzt werden, sofern die Anbindung der Elemente des Getriebes dies ermöglicht. Dabei wären dann im Vergleich zu dem Plus-Planetensatz ebenfalls die Hohlrad- und die Plane- tensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren. Im Rahmen der Erfindung sind die drei Planetenradsätze je- doch bevorzugt jeweils als Minus-Planetensatz ausgeführt.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind das erste Schalt- element und das zweite Schaltelement zu einem Schaltelementpaar zusammenge- fasst, welchem ein Betätigungselement zugeordnet ist. Dabei kann über das Betäti- gungselement aus einer Neutralstellung heraus einerseits das erste Schaltelement und andererseits das zweite Schaltelement betätigt werden. Dies hat den Vorteil, dass durch dieses Zusammenfassen die Anzahl an Betätigungselementen reduziert und damit auch der Herstellungsaufwand gemindert werden kann.

Alternativ oder auch ergänzend zu der vorgenannten Variante sind das dritte Schalt- element und das vierte Schaltelement zu einem Schaltelementpaar zusammenge- fasst, welchem ein Betätigungselement zugeordnet ist. Über dieses Betätigungsele- ment kann dabei aus einer Neutralstellung heraus einerseits das dritte Schaltelement und andererseits das vierte Schaltelement betätigt werden. Hierdurch kann der Her- stellungsaufwand reduziert werden, indem durch das Zusammenfassen der beiden Schaltelemente zu einem Schaltelementpaar eine Betätigungseinrichtung für beide Schaltelemente verwendet werden kann.

Alternativ zu der vorstehend genannten Variante, sind das dritte Schaltelement und das fünfte Schaltelement zu einem Schaltelementpaar zusammengefasst, welchem ein Betätigungselement zugeordnet ist. Über dieses Betätigungselement kann dabei aus einer Neutralstellung heraus einerseits das dritte Schaltelement und andererseits das fünfte Schaltelement betätigt werden. Hierdurch kann der Herstellungsaufwand reduziert werden, indem durch das Zusammenfassen der beiden Schaltelemente zu einem Schaltelementpaar eine Betätigungseinrichtung für beide Schaltelemente ver- wendet werden kann.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist der Rotor der Elektromaschi- ne drehfest mit der zweiten Antriebswelle verbunden. Alternativ dazu ist es eine Aus- gestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass der Rotor über mindestens eine Überset- zungsstufe mit der zweiten Antriebswelle in Verbindung steht. Die Elektromaschine kann entweder koaxial zu den Planetenradsätzen oder achsversetzt zu diesen lie- gend angeordnet sein. Im erstgenannten Fall kann der Rotor der Elektromaschine dabei entweder unmittelbar drehfest mit der zweiten Antriebswelle verbunden oder aber über eine oder auch mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen mit dieser gekoppelt sein, wobei Letzteres eine günstigere Auslegung der Elektromaschine mit höheren Drehzahlen und geringeren Drehmoment ermöglicht. Die mindestens eine Übersetzungsstufe kann dabei als Stirnradstufe und/oder als Planetenstufe ausge- führt sein. Bei einer koaxialen Anordnung der Elektromaschine können die beiden Planetenradsätze dann zudem weiter bevorzugt axial im Bereich der Elektromaschi- ne sowie radial innenliegend zu dieser angeordnet sein, so dass sich die axiale Bau- länge des Getriebes verkürzen lässt.

Ist die Elektromaschine hingegen achsversetzt zu den Planetenradsätzen vorgese- hen, so erfolgt eine Koppelung über eine oder mehrere zwischenliegende Überset- zungsstufen und/oder einen Zugmitteltrieb. Die eine oder die mehreren Überset- zungsstufen können hierbei auch im Einzelnen entweder als Stirnradstufe oder als Planetenstufe realisiert sein. Bei einem Zugmitteltrieb kann es sich entweder um ei- nen Riemen- oder einen Kettentrieb handeln.

Ist zudem eine weitere Elektromaschine vorgesehen, so kann auch ein Rotor dieser weiteren Elektromaschine entweder unmittelbar drehfest mit der ersten Antriebswelle verbunden oder aber über zumindest eine Übersetzungsstufe mit der ersten An- triebswelle gekoppelt sein. Bei der zumindest einen Übersetzungsstufe kann es sich dabei um eine Stirnrad- oder Planetenstufe oder auch einen Zugmitteltrieb handeln. Zudem kann die weitere Elektromaschine dabei koaxial oder auch achsversetzt zu der ersten Antriebswelle und damit auch den Planetenradsätzen vorgesehen sein.

Im Rahmen der Erfindung kann dem Getriebe ein Anfahrelement vorgeschaltet sein, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Dieses Anfahrelement kann dann auch Bestandteil des Getriebes sein und dient der Gestaltung eines Anfahrvorgangs, indem es eine Schlupfdrehzahl zwischen der ins- besondere als Brennkraftmaschine gestalteten Antriebsmaschine und der ersten An- triebswelle des Getriebes ermöglicht. Hierbei kann auch eines der Schaltelemente des Getriebes oder die evtl vorhandene Trennkupplung als ein solches Anfahrele- ment ausgebildet sein, indem es bzw. sie als Reibschaltelement vorliegt. Zudem kann auf jeder Welle des Getriebes prinzipiell ein Freilauf zum Getriebegehäuse oder zu einer anderen Welle angeordnet werden.

Das erfindungsgemäße Getriebe ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugantrieb s- stranges für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug und ist dann zwischen einer als Ver- brennungskraftmaschine oder als Elektromaschine gestalteten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges und weiteren, in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des Kraftfahr- zeuges folgenden Komponenten des Antriebsstranges angeordnet. Hierbei ist die erste Antriebswelle des Getriebes entweder permanent drehfest mit einer Kurbelwel- le der Verbrennungskraftmaschine bzw. der Rotorwelle der Elektromaschine gekop- pelt oder über eine zwischenliegende Trennkupplung bzw. ein Anfahrelement mit dieser verbindbar, wobei zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und dem Ge- triebe zudem ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen sein kann. Abtriebsseitig ist das Getriebe innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges dann bevorzugt mit ei- nem Differentialgetriebe einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges gekoppelt, wobei hier allerdings auch eine Anbindung an ein Längsdifferential vorliegen kann, über welches eine Verteilung auf mehrere angetriebene Achsen des Kraftfahrzeuges statt- findet. Das Differentialgetriebe bzw. das Längsdifferential kann dabei mit dem Ge- triebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Ebenso kann auch ein ggf. vorhandener Torsionsschwingungsdämpfer mit in dieses Gehäuse integriert sein.

Dass zwei Bauelemente des Getriebes„verbunden“ bzw.„gekoppelt“ sind bzw.„mit- einander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotie- ren können. Insofern ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente der Planetenradsätze und/oder auch Wellen und/oder ein drehfestes Bau- element des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind mit gleichbleibender Drehzahlabhängigkeit mitei- nander gekoppelt. Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent miteinander gekoppelt, sondern eine Koppelung wird erst durch Betätigen des zwischenliegenden Schaltelements vorgenommen. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements im Sinne der Erfindung, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran unmittelbar angebundenen Bauelemente ggf. in ihren Drehbe- wegungen aneinander angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als form schlüssig es Schaltelement werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen, wäh- rend im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen des- selbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen können. Die- ser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement be- zeichnet.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptan- spruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich dar- über hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung o- der unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezug s- zeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.

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

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges;

Fig. 2 und 3 jeweils eine schematische Ansicht je eines Getriebes, wie es bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang aus Fig. 1 zur Anwendung kommen kann; Fig. 4 ein beispielhaftes Schaltschema für 5 Schaltelemente der Ge- triebe aus den Fig. 2 und 3;

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Getriebes, wie es ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang aus Fig. 1 zur Anwendung kommen kann;

Fig. 6 ein beispielhaftes Schaltschema für ein Getriebe nach Fig. 5;

Fig. 7 bis 12 jeweils eine schematische Darstellung je einer Abwandlungs- möglichkeit der Getriebe aus den Fig. 2 bis 5 sowie 8 und 9.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges eines Hybridfahrzeuges, wobei in dem Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Verbrennungs- kraftmaschine VKM über einen zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfer TS mit einem Getriebe G verbunden ist. Dem Getriebe G ist abtriebsseitig ein Differenti algetriebe AG nachgeschaltet, über welches eine Antriebsleistung auf Antriebsräder DW einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges verteilt wird. Das Getriebe G und der Torsionsschwingungsdämpfer TS sind dabei in einem gemeinsamen Gehäuse des Getriebes G angeordnet, in welches dann auch das Differentialgetriebe AG integriert sein kann. Wie zudem in Fig. 1 zu erkennen ist, sind die Verbrennungskraftmaschine VKM, der Torsionsschwingungsdämpfer TS, das Getriebe G und auch das Differenti- algetriebe AG quer zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet.

Aus Fig. 2 geht eine schematische Darstellung des Getriebes G gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung hervor. Wie zu erkennen ist, setzt sich das Getriebe G aus einem Radsatz RS und einer Elektromaschine EM1 zusammen, die gemein- sam in dem Gehäuse des Getriebes G angeordnet sind. Der Radsatz RS umfasst zwei Planetenradsätze P1 und P2, wobei jeder der Planetenradsätze P1 und P2 je ein erstes Element E1 1 bzw. E12, je ein zweites Element E21 bzw. E22 und je ein drittes Element E31 bzw. E32 aufweist. Das jeweilige erste Element E1 1 bzw. E12 ist dabei jeweils durch je ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 gebildet, während das jeweilige zweite Element E21 bzw. E22 des jeweiligen Plane- tenradsatzes P1 bzw. P2 als Planetensteg und das jeweilige dritte Element E31 bzw. E32 des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 als Hohlrad vorliegt.

Im vorliegenden Fall liegen also der erste Planetenradsatz P1 und der zweite Plane- tenradsatz P2 jeweils als Minus-Planetensatz vor, dessen jeweiliger Planetensteg zumindest ein Planetenrad drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem jeweiligen radial innenliegenden Sonnenrad, als auch dem jeweiligen radial umliegenden Hohl- rad im Zahneingriff steht. Besonders bevorzugt sind aber bei dem ersten Planeten- radsatz P1 und bei dem zweiten Planetenradsatz P2 jeweils mehrere Planetenräder vorgesehen.

Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, umfasst das Getriebe G insgesamt fünf Schaltelemente in Form eines ersten Schaltelements A, eines zweiten Schaltelements B, eines drit- ten Schaltelements C, eines vierten Schaltelements D und eines fünften Schalte le- ments E. Dabei sind die Schaltelemente A, B, C, D und E jeweils als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt und liegen bevorzugt als Klauenschaltelemente vor. Wäh- rend das dritte und vierte Schaltelement C bzw. D als Bremse ausgeführt ist, liegen die übrigen Schaltelemente A, B und E als Kupplungen vor.

Das erste Element E1 1 des ersten Planetenradsatzes P1 kann mittels des vierten Schaltelements D an einem drehfesten Bauelement GG festgesetzt werden, bei wel- chem es sich um das Getriebegehäuse des Getriebes G oder einen Teil dieses Ge- triebegehäuses handelt. Das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 kann mittels des dritten Schaltelements C an dem drehfesten Bauelement GG fest- gesetzt werden.

Das dritte Element E31 des ersten Planeten radsatzes P1 sowie das zweite Element E22 des zweiten Planeten radsatzes P2 stehen drehfest mit einer Abtriebswelle GWA des Getriebes G in Verbindung. Gemeinsam können das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 sowie das dritte Element E31 des ersten Planetenrad- satzes P1 und damit auch die Abtriebswelle GWA durch Schließen des ersten Schaltelements A drehfest mit einer ersten Antriebswelle GW1 des Getriebes G ver- bunden werden. Eine zweite Antriebswelle GW2 ist drehfest mit dem zweiten Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 sowie mit dem dritten Element E31 des zweiten Planetenrad- satzes P2 verbunden. Die zweite Antriebswelle GW2 des Getriebes G steht zudem permanent drehfest mit dem zweiten Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 und einem Rotor R1 einer Elektromaschine EM1 in Verbindung, deren Stator S1 ständig am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist. Da der Rotor R1 mit der zwei- ten Antriebswelle GW2 in Verbindung steht und die zweite Antriebswelle GW2 dreh- fest mit dem zweiten Element E21 verbunden ist, erfolgt durch Schließen des zweiten Schaltelements zugleich ein Verbinden der Antriebswelle GW1 mit der zweiten An- triebswelle GW2.

Sowohl die erste Antriebswelle GW1 , als auch die Abtriebswelle GWA bilden jeweils je eine Anschlussstelle GW1 -A bzw. GWA-A aus, wobei die Anschlussstelle GW1 -A im Kraftfahrzeugantriebsstrang aus Fig. 1 einer Anbindung an die Verbrennungs- kraftmaschine VKM dient, während das Getriebe G an der Anschlussstelle GWA-A mit dem nachfolgenden Differentialgetriebe AG verbunden ist. Die Anschlussstelle GW1 -A der ersten Antriebswelle GW1 ist dabei an einem axialen Ende des Getriebes G ausgestaltet, wobei die Anschlussstelle GWA-A der Abtriebswelle GWA im Bereich desselben axialen Endes liegt und hierbei quer zur Anschlussstelle GW1 -A der ers- ten Antriebswelle GW1 ausgerichtet ist. Zudem sind die erste Antriebswelle GW1 , die zweite Antriebswelle GW2 und die Abtriebswelle GWA koaxial zueinander liegend angeordnet.

Die Planetenradsätze P1 und P2 liegen ebenfalls koaxial zu den Antriebswellen GW1 und GW2 und der Abtriebswelle GWA, wobei sie auf die Anschlussstelle GW1 -A der ersten Antriebswelle GW1 axial folgend in der Reihenfolge erster Planetenradsatz P1 und zweiter Planetenradsatz P2 angeordnet sind. Ebenso ist auch die Elektnoma- schine EM1 koaxial zu den Planetenradsätzen P1 und P2 und damit auch den An- triebswellen GW1 und GW2 sowie der Abtriebswelle GWA platziert, wobei die Elekt- romaschine EM1 dabei axial beabstandet zum ersten und zweiten Planetenradsatz P1 , P2 angeordnet ist. Wie zudem aus Fig. 2 hervorgeht, sind das erste Schaltelement A, das zweite

Schaltelement B sowie das fünfte Schaltelement E axial zwischen dem ersten Plane- tenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet, wobei hierbei das zweite Schaltelement B axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 liegt und hierauf dann axial zunächst das erste Schaltelement A und dann das fünfte Schalt- element E folgen.

Das dritte Schaltelement C liegt axial auf einer dem ersten Planetenradsatz P1 ab- gewandt liegenden Seite des zweiten Planetenradsatzes P2. Das vierte Schaltele- ment D liegt axial auf einer dem zweiten Planetenradsatz P2 abgewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes P1.

Das erste und zweite Schaltelement A bzw. B liegen dabei axial unmittelbar nebenei- nander sowie radial auf derselben Höhe und sind zu einem Schaltelementpaar SP1 zusammengefasst, indem dem ersten Schaltelement A und dem zweiten Schaltele- ment B ein gemeinsames Betätigungselement zugeordnet ist, über welches aus einer Neutralstellung heraus zum einen das erste Schaltelement A und zum anderen das zweite Schaltelement B betätigt werden kann.

Zudem sind das dritte und fünfte Schaltelement C bzw. E zu einem Schaltelement- paar SP2 zusammengefasst, indem dem dritten Schaltelement C und dem fünften Schaltelement E ein gemeinsames Betätigungselement zugeordnet ist, über welches aus einer Neutralstellung heraus zum einen das dritte Schaltelement C und zum an- deren das fünfte Schaltelement E betätigt werden kann. Alternativ dazu - aber nicht dargestellt - sind das dritte und vierte Schaltelement C bzw. D zu einem Schaltele- mentpaar zusammengefasst.

Ferner geht aus Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Getriebes G entsprechend einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung hervor, welche ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang in Fig. 1 zur Anwendung kommen kann. Dabei ent- spricht diese Ausgestaltungsmöglichkeit weitestgehend der vorhergehenden Variante nach Fig. 2, mit dem Unterschied, dass die Reihenfolge der beiden Planetenradsätze P1 , P2 vertauscht ist. Im Vergleich zu der Ausführung nach Fig. 2 ist die Elektroma- schine dabei axial im Wesentlichen auf Höhe der beiden Planetenradsätze P1 und P2 sowie radial umliegend zu diesen platziert ist.

Im Unterschied zur Ausführung nach Fig. 2 sind zudem das dritte und vierte Schalt- element C bzw. D zu einem Schaltelementpaar SP2 zusammengefasst, indem dem dritten Schaltelement C und dem vierten Schaltelement D ein gemeinsames Betäti gungselement zugeordnet ist, über welches aus einer Neutralstellung heraus zum einen das dritte Schaltelement C und zum anderen das vierte Schaltelement D betä- tigt werden kann. Ansonsten entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach Fig. 3 der Variante nach Fig. 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.

In Fig. 4 ist ein beispielhaftes Schaltschema für die Getriebe G aus den Fig. 2 und 3 tabellarisch dargestellt. Wie zu erkennen ist, können hierbei zwischen der ersten An- triebswelle GW 1 und der Abtriebswelle GWA jeweils insgesamt drei vom Überset- zungsverhältnis her unterschiedliche Gänge 1 bis 3 realisiert werden, wobei in den Spalten des Schaltschemas mit einem X jeweils gekennzeichnet ist, welches der Schaltelemente A bis E in welchem der Gänge 1 bis 3 jeweils geschlossen ist.

Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, wird ein erster Gang 1 zwischen der ersten Antriebs- welle GW1 und der Abtriebswelle GWA durch Betätigen des zweiten Schaltelements B und des dritten Schaltelements C geschaltet.

Im Weiteren kann ein zweiter Gang zwischen der ersten Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA in einer ersten Variante 2.1 durch Betätigen des ersten Schalt- elements A und des dritten Schaltelements C dargestellt werden, wobei der zweite Gang zudem noch in einer zweiten Variante 2.2 durch Schließen des ersten Schalt- elements A und des vierten Schaltelements D, in einer dritten Variante 2.3 durch Be- tätigen des ersten Schaltelements A und des zweiten Schaltelements B, in einer vier- ten Variante 2.4 durch Schließen des ersten A und des fünften Schaltelements E so- wie in einer fünften Variante 2.5 durch Schließen des zweiten B und des fünften Schaltelements E gebildet werden kann. In einer weiteren Variante (V2) kann der zweite Gang durch alleiniges Schließen des ersten Schaltelements A geschaltet wer- den. Zudem kann ein zusätzlicher Vorwärtsgang Z1 durch Betätigen des vierten D und des fünften Schaltelements E geschaltet werden.

Während bei den Varianten 2.1 bis 2.5 jeweils die Elektromaschine EM1 mit einge- bunden ist, so dass hybridisch unter gleichzeitigem Einsatz der Verbrennungskraft- maschine VKM und der Elektromaschine EM1 gefahren werden kann, ist die Elekt- romaschine EM1 im Falle der weiteren Variante V2 abgekoppelt. Letzteres hat dabei den Vorteil, dass die Elektromaschine EM1 im Betrieb nicht mitlaufen muss.

Zudem ergibt sich noch ein dritter Gang zwischen der ersten Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA durch Betätigen des zweiten Schaltelements B und des vier- ten Schaltelements D.

Obwohl die Schaltelemente A bis E jeweils als formschlüssige Schaltelemente aus- geführt sind, kann ein Schalten zwischen dem ersten Gang 1 und der ersten Variante 2.1 des zweiten Ganges unter Last realisiert werden, da jeweils das dritte Schaltele- ment C beteiligt ist. Zudem kann ein Schalten zwischen der zweiten Variante 2.2 des zweiten Ganges und dem dritten Gang unter Last realisiert werden, da jeweils das vierte Schaltelement D beteiligt ist.

Eine Synchronisation bei den Schaltungen kann dabei jeweils durch eine entspre- chende Regelung der vorgeschalteten Verbrennungskraftmaschine VKM erfolgen, so dass das jeweils auszulegende Schaltelement lastfrei geöffnet und das im Folgenden zu schließende Schaltelement lastfrei geschlossen werden kann.

Die Getriebe G aus den Fig. 2 und 3 können zudem noch in anderweitigen Betriebs- modi unter Zuhilfenahme der Elektromaschine EM1 betrieben werden: so kann ein rein elektrisches Fahren in einem ersten Gang E1 stattfinden, weicher zwischen der zweiten Antriebswelle GW2 und der Abtriebswelle GWA wirksam ist und zu dessen Darstellung das dritte Schaltelement C in einen geschlossenen Zustand zu überfüh- ren ist. Dadurch wird bei geschlossenem, dritten Schaltelement C die erste Elektro- maschine EM1 direkt mit einer konstanten Übersetzung (drittes Element E32 über- setzt auf zweites Element E22 während das erste Element E12 des zweiten Plane- tenradsatzes P2 festgesetzt ist) mit dem Abtrieb GWA verbunden. Die Übersetzung des ersten Ganges E2 entspricht hierbei jeweils einer Übersetzung des ersten Gan- ges 1 zwischen der ersten Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA.

Außerdem kann zwischen der zweiten Antriebswelle GW2 und der Abtriebswelle GWA noch ein zweiter Gang E3 realisiert werden, zu dessen Darstellung das vierte Schaltelement D zu schließen ist. Dadurch wird die Elektromaschine EM1 mit einer konstanten Übersetzung (zweites Element E21 übersetzt auf drittes Element E31 während das erste Element E1 1 des ersten Planetenradsatzes P1 festgesetzt ist) mit dem Abtrieb GWA verbunden. Eine Übersetzung dieses zweiten Ganges E3 ent- spricht dabei jeweils einer Übersetzung des zwischen der ersten Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA wirksamen dritten Ganges.

In vorteilhafter Weise kann ausgehend vom ersten Gang E1 ein Zustarten der Ver- brennungskraftmaschine VKM in den Gang 1 sowie in die erste Variante 2.1 des zweiten Ganges 2 vorgenommen werden, da in jedem dieser Gänge jeweils das drit te Schaltelement C geschlossen ist.

Das gleiche ist dabei aus dem zweiten Gang E3 heraus in die zweite Variante 2.2 des zweiten Ganges, oder in den dritten Gang 3 möglich, da an diesen jeweils das vierte Schaltelement D beteiligt ist. Insofern kann zügig vom rein elektrischen Fahren in ein Fahren über die Verbrennungskraftmaschine bzw. ein hybridisches Fahren übergegangen werden.

Des Weiteren kann durch Schließen des zweiten Schaltelements B eine Lade- oder Startfunktion realisiert werden. Denn im geschlossenen Zustand des zweiten Schalt- elements B ist die zweite Antriebswelle GW2 direkt drehfest mit der ersten Antriebs- welle GW1 gekoppelt und damit auch mit der Verbrennungskraftmaschine VKM , wo- bei gleichzeitig kein Kraftschluss zur Abtriebswelle GWA besteht. Im generatorischen Betrieb der Elektromaschine EM1 kann dabei ein elektrischer Energiespeicher über die Verbrennungskraftmaschine VKM geladen werden, während im elektromotori- sehen Betrieb der Elektromaschine EM1 ein Starten der Verbrennungskraftmaschine VKM über die Elektromaschine EM1 realisierbar ist.

Zudem kann noch eine Drehzahlabsenkung der Elektromaschine EM1 im mechani- schen bzw. hybriden Betrieb gestaltet werden: nach einer über die Elektromaschine EM1 drehmomentgestützten Schaltung vom ersten Gang in den zweiten Gang oder nach einem Zustarten der Verbrennungskraftmaschine VKM in den zweiten Gang ergibt sich ein hybridisches Fahren.

Um die Drehzahl der Elektromaschine EM im zweiten Gang bei höheren Fahrge- schwindigkeiten abzusenken, kann von der ersten Variante 2.1 des zweiten Ganges in die zweite Variante 2.2 umgeschaltet werden, in welcher der Rotor R1 eine gerin- gere Drehzahl aufweist. Diese Umschaltung erfolgt dabei mit Erhaltung der Zugkraft über die Verbrennungskraftmaschine VKM bei geschlossenem, ersten Schaltelement A. Dazu wird das dann lastfreie, dritte Schaltelement C ausgelegt und das ebenfalls lastfreie, vierte Schaltelement D eingelegt, wobei die Drehzahlanpassung jeweils durch Drehzahlregelung der Elektromaschine EM erfolgt.

Die Umschaltung in die zweite Variante 2.2 hat zudem den Vorteil, dass die Verbren- nungskraftmaschine VKM durch Öffnen des ersten Schaltelements A auch ohne Vor- handensein einer zusätzlichen Trennkupplung jederzeit abgekoppelt werden kann, während die Elektromaschine EM1 das Fahrzeug antreibt oder bremst. Des Weiteren kann bei langsamer werdendem Fahrzeug eine Rückschaltung vom zweiten Gang in den ersten Gang vorbereitet werden, indem zunächst von der zweiten Variante 2.2 in die erste Variante 2.1 gewechselt wird, während die Verbrennungskraftmaschine VKM die Zugkraft bei geschlossenem ersten Schaltelement A erhält. In der ersten Variante 2.1 des zweiten Ganges ist dann wiederum das dritte Schaltelement C ge- schlossen, welches benötigt wird, um bei der Rückschaltung vom zweiten Gang in den ersten Gang die Zugkraft über die Elektromaschine EM1 zu stützen.

Ferner geht aus Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Getriebes G entspre- chend einer dritten Ausführungsform der Erfindung hervor, wie sie ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang in Fig. 1 Anwendung finden kann. Diese Ausführungs- form entspricht dabei im Wesentlichen der Variante nach Fig. 2, wobei im Unter- schied dazu nun die erste Antriebswelle GW1 an der Anschlussstelle GW1 -A über ein sechstes Schaltelement KO drehfest mit einer Anschlusswelle AN verbunden werden kann, die dann mit der vorgeschalteten Verbrennungskraftmaschine VKM im Kraftfahrzeugantriebsstrang in Verbindung steht. Das sechste Schaltelement KO ist dabei als formschlüssiges Schaltelement gestaltet und liegt besonders bevorzugt als Klauenschaltelement vor. Des Weiteren ist noch eine weitere Elektromaschine EM2 vorgesehen, deren Rotor R2 drehfest mit der ersten Antriebswelle GW1 in Verbin- dung steht, während ein Stator S2 der weiteren Elektromaschine EM2 am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist. Dabei ist der Rotor R2 an der ersten Antriebswelle GW1 axial zwischen dem sechsten Schaltelement KO und dem ersten Planetenrad- satz P1 angebunden Im Übrigen entspricht die Variante nach Fig. 5 sonst der Aus- gestaltungsmöglichkeit nach Fig. 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug ge- nommen wird.

In Fig. 6 sind unterschiedliche Zustände des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus Fig.

1 bei Verwendung des Getriebes G aus Fig. 5 tabellarisch dargestellt, wobei diese unterschiedlichen Zustände durch unterschiedliche Einbindungen der beiden Elekt- romaschinen EM1 und EM2 sowie der Verbrennungskraftmaschine VKM verwirklicht werden.

Rein elektrisches Fahren mittels einer einzigen Elektromaschine und offenem

Schaltelement KO (obere Tabelle):

Im Gang E1 wird rein elektrisch über die Elektromaschine EM1 gefahren, indem im Getriebe G der erste Gang E 1 auf die bereits zu Fig. 4 beschriebene Art und Weise geschaltet ist. Im Gang E3 wird ebenfalls rein elektrisch über die Elektromaschine EM1 gefahren, indem im Getriebe G der zweite Gang E3 auf die bereits zu Fig. 4 beschriebene Art und Weise geschaltet ist. Im Gang E2 wird rein elektrisch über die Elektromaschine EM2 gefahren, indem im Getriebe G der dritte Gang E2 durch Betä- tigen des ersten Schaltelements A geschaltet wird. Rein elektrisches Fahren mittels der beiden Elektromaschinen und offenem Schalt element KO (untere Tabelle):

Es können dieselben Gangstufen bzw. Varianten geschaltet werden, wie in Fig. 4 beschrieben, wobei diese nunmehr rein elektrisch gefahren werden können.

Die Vorteile zweier Elektromaschinen lassen sich wie folgt zusammenfassen:

- rein elektrische Lastschaltung, da die zweite Elektromaschine EM2 bei offe- nem Schaltelement KO die Funktionen der Verbrennungskraftmaschine übe r- nimmt

- die zweite Elektromaschine kann bei offenem Schaltelement KO zur Synchro- nisation verwendet werden, während die erste Elektromaschine EM1 die Zug- kraft unterstützt

- es ist eine größere elektrische Gesamtleistung bei offenem Schaltelement KO darstellbar

- bei einem Hybridbetrieb ist eine größere Reichweite möglich

- die Verbrennungskraftmaschine VKM kann durch die zweite Elektromaschine EM2 gestartet werden

- die zweite Elektromaschine EM2 kann das Schaltelement KO synchronisieren

- es ist ein batterieunabhängiger serieller Fährbetrieb möglich

- die zweite Elektromaschine EM2 kann als Generator, die erste Elektromaschi- ne kann als Motor verwendet werden

Wie vorstehend bereits beschrieben, kann ein EDA-Modus für Vorwärtsfahrt realisiert werden.

Zudem kann ein rein elektrischer EDA-Modus realisiert werden. Hierdurch kann mit hohem Drehmoment und niedriger Fahrgeschwindigkeit auch über längere Zeit ge- fahren werden, ohne dass es zu einer Überhitzung der Elektromaschine oder des Wechselrichters kommt, da beide Elektromaschinen bei geeigneten Drehzahlen be- trieben werden können. Es wird ein Betrieb bei sehr niedrigen E- Maschinendrehzahlen vermieden. Außerdem ist im rein elektrischen EDA-Modus eine rein elektrische Schaltung (EDS) möglich (KO ist offen während Schaltelement F geschlossen ist), d.h. die E-Gänge der ersten Elektromaschine EM1 sind untereinander lastschaltbar. Vorteil hierbei ist, dass die erste Elektromaschine EM1 auch während der Schaltung den größten Teil der Antriebsleistung beiträgt während die zweite Elektromaschine EM2 daher deut- lich kleiner dimensioniert werden kann (beispielsweise nur etwa 1/3 der Leistung von EM1 ).

Schließlich zeigen noch die Fig. 7 bis 1 1 Abwandlungsmöglichkeiten der Getriebe G aus den Fig. 2 und 3 sowie 5. Diese Abwandlungsmöglichkeiten betreffen dabei an- derweitige Einbindungsmöglichkeiten der Elektromaschine EM1 können aber bei den Getrieben G nach der Fig. 5 in analoger Weise auch bei der weiteren Elektromaschi- ne EM2 Anwendung finden.

So ist in Fig. 7 die Elektromaschine EM1 nicht koaxial zu dem jeweiligen - vorliegend nicht weiter im Detail dargestellten - Radsatz RS des Getriebes G platziert, sondern achsversetzt angeordnet. Eine Anbindung erfolgt dabei über eine Stirnradstufe SRS, die sich aus einem ersten Stirnrad SR1 und einem zweiten Stirnrad SR2 zusammen- setzt. Das erste Stirnrad SR1 ist dabei seitens des jeweiligen Radsatzes RS drehfest an der zweiten Antriebswelle GW2 angebunden. Das Stirnrad SR1 steht dann mit dem Stirnrad SR2 im Zahneingriff, welches drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM1 platziert ist, die innerhalb der Elektromaschine EM1 die Anbin- dung an den - vorliegend nicht weiter dargestellten - Rotor der Elektromaschine EM1 herstellt.

Auch bei der Abwandlungsmöglichkeit nach Fig. 8 ist die Elektromaschine EM1 achsversetzt zu dem jeweiligen Radsatz RS des jeweiligen Getriebes G platziert. Im Unterschied zu der vorhergehenden Variante nach Fig. 7 ist eine Anbindung dabei aber nicht über eine Stirnradstufe SRS, sondern über einen Zugmitteltrieb ZT vorge- nommen. Dieser Zugmitteltrieb ZT kann dabei als Riemen - oder auch Kettentrieb ausgestaltet sein. Seitens des jeweiligen Radsatzes RS ist der Zugmitteltrieb ZT dann an der zweiten Antriebswelle GW2 angebunden. Über den Zugmitteltrieb ZT wird dabei dann eine Koppelung zu einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM1 hergestellt, die wiederum innerhalb der Elektromaschine EM1 eine Anbindung an den Rotor der Elektromaschine vornimmt.

Im Falle der Abwandlungsmöglichkeit nach Fig. 9 ist eine Einbindung der achsver- setzt zu dem jeweiligen Radsatz RS platzierten Elektromaschine EM1 über eine Pla- netenstufe PS und eine Stirnradstufe SRS realisiert. Dabei ist die Planetenstufe PS dem Radsatz RS nachgeschaltet, wobei abtriebsseitig der Planetenstufe PS dann die Stirnradstufe SRS vorgesehen ist, über welche die Verbindung zu der Elektroma- schine EM1 hergestellt ist. Die Planetenstufe PS setzt sich dabei aus einem Hohlrad HO, einem Planetensteg PT und einem Sonnenrad SO zusammen, wobei der Plane- tensteg PT mindestens ein Planetenrad PR drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem Sonnenrad SO als auch dem Hohlrad HO im Zahneingriff steht.

Vorliegend ist der Planetensteg PT seitens des Radsatzes RS aus den Fig. 2 und 3 sowie 5 drehfest an der zweiten Antriebswelle GW2 angebunden. Dagegen ist das Hohlrad HO permanent am drehfesten Bauelement GG festgesetzt, während das Sonnenrad SO drehfest mit einem ersten Stirnrad SR1 der Stirnradstufe SRS ve r- bunden ist. Das erste Stirnrad SR1 kämmt dann mit einem zweiten Stirnrad SR2 der Stirnradstufe SRS, welches drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschi- ne EM1 vorgesehen ist. In diesem Fall ist die Elektromaschine EM1 also seitens des Radsatzes RS über zwei Übersetzungsstufen angebunden.

Auch bei der Abwandlungsmöglichkeit aus Fig. 9 ist eine Einbindung der Elektroma- schine EM1 seitens des Radsatzes RS über eine Planetenstufe PS und eine Stirn- radstufe SRS vorgenommen. Dabei entspricht die Abwandlungsmöglichkeit weitest- gehend der Variante nach Fig. 8, mit dem Unterschied, dass bei der Planetenstufe PS nun das Sonnenrad SO am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist, während das Hohlrad HO drehfest mit dem ersten Stirnrad SR1 der Stirnradstufe SRS ver- bunden ist. Konkret sind dabei das Hohlrad HO und das erste Stirnrad SR1 bevor- zugt einstückig ausgebildet, indem das Hohlrad HO an einem Außenumfang mit einer Verzahnung ausgestattet ist. Im Übrigen entspricht die Abwandlungsmöglichkeit nach Fig. 9 sonst der Variante nach Fig. 8, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.

Des Weiteren zeigt Fig. 10 eine weitere Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe G aus den Fig. 2 und 3 sowie 5, wobei auch hier eine Einbindung der Elektromaschine EM1 über eine Stirnradstufe SRS und eine Planetenstufe PS vorgenommen. Im Unter- schied zu der vorhergehenden Variante nach Fig. 9 folgt auf den Radsatz RS hierbei aber zunächst die Stirnradstufe SRS, während die Planetenstufe PS im Kraftfluss zwischen Stirnradstufe SRS und Elektromaschine EM1 vorgesehen ist. Die Plane- tenstufe PS umfasst ebenfalls wieder die Elemente Hohlrad HO, Planetensteg PT und Sonnenrad SO, wobei der Planetensteg PT mehrere Planetenräder PR1 und PR2 drehbar gelagert führt, die jeweils sowohl mit dem Sonnenrad SO als auch dem Hohlrad HO im Zahn ein griff stehen.

Wie in Fig. 10 zu erkennen ist, ist ein erstes Stirnrad SR1 der Stirnradstufe SRS sei- tens des Radsatzes RS der Getriebe G aus den Fig. 2 und 3 sowie 5 drehfest ange- bunden, wobei diese Anbindung dabei an der zweiten Antriebswelle GW2 vollzogen ist. Das erste Stirnrad SR1 kämmt mit einem zweiten Stirnrad SR2 der Stirnradstufe SRS, welches drehfest mit dem Planetensteg PT der Planetenstufe PS verbunden ist. Das Hohlrad HO ist permanent am drehfesten Bauelement GG festgesetzt, wäh- rend das Sonnenrad SO drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM1 vorgesehen ist.

Schließlich zeigt noch Fig. 1 1 eine weitere Abwandlungsmöglichkeit der Getriebe G aus den Fig. 2 und 3 sowie 5, wobei diese Abwandlungsmöglichkeit im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach Fig. 10 entspricht. Einziger Unterschied ist dabei, dass nun das Sonnenrad SO der Planetenstufe PS permanent am drehfesten Bau- element GG festgesetzt ist, während das Hohlrad HO der Planetenstufe PS drehfest mit der Eingangswelle EW der Elektromaschine EM1 verbunden ist. Im Übrigen ent- spricht die Abwandlungsmöglichkeit nach Fig. 1 1 sonst der Variante nach Fig. 10, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann ein Getriebe mit kompaktem Aufbau und mit gutem Wirkungsgrad realisiert werden.

Bezuqszeichen

G Getriebe

RS Radsatz

GG Drehfestes Bauelement

P1 Erster Planetenradsatz

E1 1 Erstes Element des ersten Planetenradsatzes

E21 Zweites Element des ersten Planetenradsatzes

E31 Drittes Element des ersten Pia netenrad satzes

P2 Zweiter Planetenradsatz

E12 Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes

E22 Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes

E32 Drittes Element des zweiten Planetenradsatzes

A Erstes Schaltelement

B Zweites Schaltelement

C Drittes Schaltelement

D Viertes Schaltelement

E Fünftes Schaltelement

KO Sechstes Schaltelement

SP1 Schaltelementpaar

SP2 Schaltelementpaar

SP3 Schaltelementpaar

1 Erster Gang

2.1 Zweiter Gang

2.2 Zweiter Gang

2.3 Zweiter Gang

2.4 Zweiter Gang

2.5 Zweiter Gang

3 Dritter Gang

E1 erster Gang

E2 zweiter Gang

V2 zweiter Gang

GW1 Erste Antriebswelle GW1 -A Anschlussstelle

GW2 Zweite Antriebswelle

GWA Abtriebswelle

GWA-A Anschlussstelle

AN Anschlusswelle

EM1 Elektromaschine

51 Stator

R1 Rotor

EM2 Elektromaschine

52 Stator

R2 Rotor

SRS Stirnradstufe

SR1 Stirnrad

SR2 Stirnrad

PS Planetenstufe

HO Hohlrad

PT Planetensteg

PR Planetenrad

PR1 Planetenrad

PR2 Planetenrad

SO Sonnenrad

ZT Zugmitteltrieb

VKM Verbrennungskraftmaschine TS Torsionsschwingungsdämpfer AG Differentialgetriebe

DW Antriebsräder