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DE102016226023A1 - Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb und Verfahren zu dessen Steuerung, Computerprogrammprodukt, Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung sowie Hybridantrieb - Google Patents

Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb und Verfahren zu dessen Steuerung, Computerprogrammprodukt, Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung sowie Hybridantrieb Download PDF

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DE102016226023A1
DE102016226023A1 DE102016226023.5A DE102016226023A DE102016226023A1 DE 102016226023 A1 DE102016226023 A1 DE 102016226023A1 DE 102016226023 A DE102016226023 A DE 102016226023A DE 102016226023 A1 DE102016226023 A1 DE 102016226023A1
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DE
Germany
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transmission
input shaft
gear
switching element
electric machine
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Application number
DE102016226023.5A
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English (en)
Inventor
Johannes Kaltenbach
Christian Mittelberger
Johannes GLÜCKLER
Stefan Renner
Rayk GERSTEN
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe (100; 200; 300; 100'; 200'; 300') für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, mit einer Getriebeeingangswelle (1), einer Getriebeausgangswelle (2) und einer weiteren Getriebeeingangswelle (3), mit einer Elektromaschine (EM1), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), umfassend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5), welche wenigstens zwei Teilgetriebe bilden, von denen ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle (EW1, EW2) und eine gemeinsame Ausgangswelle (AW) haben und mit mehreren Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt. Es sind wenigstens eine zusätzliche Elektromaschine (EM2) und eine Schalteinrichtung (SE) für die zusätzliche Elektromaschine (EM2) vorgesehen. Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Schaltgetriebes, ein Computerprogrammprodukt, eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung sowie einen Hybridantrieb.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, mit zwei Getriebeeingangswellen und einer Elektromaschine, welche mit einer der Getriebeeingangswellen triebverbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Schaltgetriebes. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, eine Steuerungs- und/oder eine Regelungsvorrichtung und einen Hybridantrieb.
  • Ein gattungsgemäßes Schaltgetriebe ist aus der DE 10 2010 030 573 A1 bekannt. Das Schaltgetriebe ist Bestandteil eines Hybridantriebes mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer Elektromaschine, welche beide mit dem Schaltgetriebe antriebswirksam gekoppelt sind. Dazu weist das Schaltgetriebe zwei Getriebeeingangswellen auf, von denen eine Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungskraftmaschine und die andere Getriebeeingangswelle mit der Elektromaschine triebverbunden sind. Das Schaltgetriebe hat ein Vorgelegegetriebe mit einer Vorgelegewelle und mehrere damit gekoppelte Radebenen. Die Radebenen umfassen Gangradsätze, welche unter Nutzung von Schaltelementen selektiv schaltbar sind, so dass verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt werden können.
  • Aus der DE 10 2010 030 573 A1 ist es ferner bekannt, eine zweite Elektromaschine vorzusehen und in einer festen Kopplung mit der Getriebeeingangswelle die zweite Elektromaschine mit der Verbrennungskraftmaschine in Serie zu schalten. Dadurch wird die zweite Elektromaschine von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben und kann als Generator genutzt werden, beispielsweise zur Speisung eines Bordnetzes und/oder zum Laden eines elektrischen Energiespeichers.
  • Auch aus der DE 10 2011 005 451 A1 ist ein Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb bekannt, welches eine zweite Elektromaschine aufweist und mit der Getriebeeingangswelle fest in Triebverbindung steht.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt einer Ausführungsform der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe der eingangs genannten Art in seinem Funktionsumfang zu erweitern. Ferner soll ein hierauf optimiertes Verfahren zur Steuerung eines solchen Schaltgetriebes vorgeschlagen werden und hierzu ein Computerprogrammprodukt, eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung bereitgestellt werden. Darüber hinaus soll ein Hybridantrieb bereitgestellt werden, welcher für den Einsatz eines solchen Schaltgetriebes und/oder eines solchen Verfahrens geeignet ist.
  • Die Aufgabe wird mit einem Schaltgetriebe gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Ferner wird die Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 20 aufweist. Zur Lösung der Aufgabe werden darüber hinaus ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruches 25, eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 26 sowie ein Hybridantrieb mit den Merkmalen des Anspruches 27 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Schaltgetriebe, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges, vorgesehen. Das Schaltgetriebe hat eine Getriebeeingangswelle als erste Welle, eine Getriebeausgangswelle als zweite Welle, eine weitere Getriebeeingangswelle als dritte Welle und eine Elektromaschine, welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden oder triebverbindbar ist. Insbesondere ist die Getriebeeingangswelle dazu vorgesehen, mit einer Antriebsmaschine, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, triebverbunden zu werden.
  • Das Schaltgetriebe hat ferner ein Hauptgetriebe mit wenigstens einer vierten Welle und mehreren damit gekoppelten oder koppelbaren Radebenen. Insbesondere ist das Hauptgetriebe als Vorgelegegetriebe ausgebildet. Beispielsweise bildet dann die vierte Welle eine Vorgelegewelle. Auch können zwei vierte Wellen bzw. Vorgelegewellen vorgesehen sein. In diesem Fall wird mittels der beiden vierten Wellen bzw. Vorgelegewellen eine Leistungsteilung erreicht.
  • Die Radebenen bilden wenigstens zwei Teilgetriebe, insbesondere höchstens zwei Teilgetriebe, von denen ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle und eine gemeinsame Ausgangswelle haben. Die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes ist mit der weiteren Getriebeeingangswelle wirkverbunden. Die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes ist mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden. Ferner ist die gemeinsame Ausgangswelle der beiden Teilgetriebe mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden.
  • Weiterhin hat das Schaltgetriebe mehrere Schaltelemente, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt.
  • Bei dem Schaltgetriebe sind wenigstens eine zusätzliche Elektromaschine und eine Schalteinrichtung für die zusätzliche Elektromaschine vorgesehen, wobei die Schalteinrichtung zum antriebswirksamen Koppeln der zusätzlichen Elektromaschine mit der Eingangswelle wenigstens eines der Teilgetriebe dient. Insbesondere ist die zusätzliche Elektromaschine als Motor und als Generator betreibbar.
  • Durch die zusätzliche Elektromaschine ergeben sich eine Reihe weiterer Funktionen für das Schaltgetriebe. Beispielsweise arbeitet die zusätzliche Elektromaschine mit der Elektromaschine direkt zusammen, wenn die zusätzliche Elektromaschine mit der Antriebswelle des ersten Teilgetriebes antriebswirksam gekoppelt ist. Die zusätzliche Elektromaschine kann in diesem Fall die Elektromaschine antriebsmäßig unterstützen, beispielsweise indem bei Schaltvorgängen eine Stützung der Zugkraft mit der elektrischen Summenleistung der Elektromaschine und der zusätzlichen Elektromaschine zur Verfügung gestellt wird.
  • Andererseits kann die zusätzliche Elektromaschine unabhängig von der Elektromaschine arbeiten, wenn die zusätzliche Elektromaschine mit der Antriebswelle des zweiten Teilgetriebes antriebswirksam gekoppelt ist. Die zusätzliche Elektromaschine kann in diesem Fall mit einem auf die Getriebeeingangswelle antriebsmäßig wirkenden anderen Antrieb, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, zusammenwirken, beispielsweise indem die zusätzliche Elektromaschine von dem anderen Antrieb angetrieben und als Generator genutzt wird. Die zusätzliche Elektromaschine kann auf diese Weise zur Speisung eines Bordnetzes und/oder zum Laden eines elektrischen Energiespeichers genutzt werden. Auch kann die zusätzliche Elektromaschine durch motorischen Betrieb den anderen Antrieb bzw. die Verbrennungskraftmaschine bei Schaltvorgängen stützten.
  • Durch die Schalteinrichtung kann die antriebsmäßige Kopplung der zusätzlichen Elektromaschine mit der Eingangswelle des einen Teilgetriebes bei Bedarf aufgehoben werden und ebenso bei Bedarf wiederhergestellt werden. Insofern ergibt sich auch dadurch eine Erweiterung des Funktionsumfangs des Schaltgetriebes. Darüber hinaus ist die Nutzung der zusätzlichen Elektromaschine in flexibler Art und Weise zu realisieren.
  • Es bietet sich an, dass die Schalteinrichtung zum antriebswirksamen Koppeln der zusätzlichen Elektromaschine mit den Eingangswellen der beiden Teilgetriebe dient und zum Umkoppeln zwischen den Eingangswellen ausgebildet ist. Dadurch ist der Funktionsumfang des Schaltgetriebes nochmals erweitert, da durch die Schalteinrichtung die zusätzliche Elektromaschine mit beiden Teilgetrieben antriebsmäßig gekoppelt werden kann und insofern die vorstehend beschriebene Wirkverbindung mit der Elektromaschine und die vorstehend beschriebene Wirkverbindung mit dem anderen Antrieb bzw. der Verbrennungskraftmaschine wahlweise hergestellt werden kann.
  • Das Schaltgetriebe kann zusammen mit der Elektromaschine und der zusätzlichen Elektromaschine als Baueinheit vorliegen, welche beispielsweise werksseitig vorinstalliert ist. Es ergeben sich dadurch Montagevorteile, da beispielsweise im Falle einer Endmontage eines Kraftfahrzeuges auf die vorinstallierte Baueinheit zurückgegriffen werden kann. Beispielsweise nutzen die Elektromaschine und/oder die zusätzliche Elektromaschine das Gehäuse des Schaltgetriebes oder ein in Bezug auf das Gehäuse gehäusefestes Bauteil. Beispielsweise sind die Elektromaschine und/oder die zusätzliche Elektromaschine durch das Gehäuse des Schaltgetriebes und/oder das gehäusefeste Bauteil zumindest teilweise eingehaust.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schalteinrichtung wenigstens ein Schaltelement als Zusatzschaltelement des Schaltgetriebes aufweist, welches in wenigstens zwei Schaltstellungen bringbar ist, wobei in einer Schaltstellung die zusätzliche Elektromaschine mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes triebverbunden ist und in einer weiteren Schaltstellung die zusätzliche Elektromaschine mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes triebverbunden ist. Dadurch ist die Schalteinrichtung bauteilsparend und kostengünstig zu realisieren, da lediglich auf ein einziges Schaltelement zurückgriffen werden kann.
  • Nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schalteinrichtung wenigstens zwei Schaltelemente als Zusatzschaltelemente des Schaltgetriebes aufweist, von denen ein erstes Zusatzschaltelement zum antriebswirksamen Koppeln der zusätzlichen Elektromaschine mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes und ein zweites Zusatzschaltelement zum antriebswirksamen Koppeln der zusätzlichen Elektromaschine mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes dient. Dadurch kann die Schalteinrichtung in technisch einfacher Weise realisiert werden. Es kann dazu vorgesehen sein, dass die zwei Zusatzschaltelemente in einem Doppelschaltelement zusammengefasst sind, beispielsweise jeweils ein Einzelschaltelement eines Doppelschaltelementes bilden.
  • Es bietet sich an, dass die Schalteinrichtung eine Neutralstellung aufweist, in welcher die zusätzliche Elektromaschine von den Eingangswellen der beiden Teilgetriebe antriebsmäßig entkoppelt ist. Durch die Neutralstellung ist ein weiterer Schaltzustand realisiert. Insofern ist auch durch diese Maßnahme der Funktionsumfang des Schaltgetriebes erweitert.
  • Die zusätzliche Elektromaschine kann direkt, also insbesondere ohne eine Vorübersetzung, oder über eine Vorübersetzung, also indirekt, mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes antriebswirksam gekoppelt sein. Auch kann die zusätzliche Elektromaschine direkt oder über eine Vorübersetzung mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes antriebswirksam gekoppelt sein. Insofern kann es vorgesehen sein, dass beispielsweise mittels der Schalteinrichtung die zusätzliche Elektromaschine mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes über eine Vorübersetzung wirkverbindbar ist und insbesondere mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes direkt wirkverbindbar ist. Dadurch ist die Drehzahl der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes gegenüber der Drehzahl der Abtriebswelle der zusätzlichen Elektromaschine in technisch einfacher Weise zu verändern. Angestrebte Drehzahlunterschiede lassen sich somit einfach realisieren. Beispielsweise kann dazu vorgesehen sein, dass über die Vorübersetzung die Elektromaschine mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes wirkverbunden ist. In diesem Fall wird durch die zusätzliche Elektromaschine diejenige Vorübersetzung genutzt, welche der Elektromaschine zugeordnet ist. Eine solche Vorübersetzung ist bereits sowieso vorgesehen, da dadurch auf eine kostengünstige Elektromaschine mit weniger Drehmoment, aber höherer Drehzahl zurückgegriffen werden kann.
  • Die Vorübersetzung kann in technisch einfacher Weise realisiert werden, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Vorübersetzung durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied gebildet ist, wobei das erste Getriebeglied mit der weiteren Getriebeeingangswelle drehfest verbunden ist, das zweite Getriebeglied mit einer fünften Welle drehfest verbunden ist und das dritte Getriebeglied gegen ein gehäusefestes Bauteil festgesetzt ist. Beispielsweise ist die fünfte Welle mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes gebildet. Beispielsweise ist die Getriebeeingangswelle mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes gebildet. Beispielsweise sind das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad.
  • Die elektrische Leistung der Elektromaschine und der zusätzlichen Elektromaschine stehen dadurch als Summe an der gleichen Stelle, insbesondere an dem ersten Getriebeglied des Planetenradgetriebes, zur Verfügung. Gleiches trifft auf das Drehmoment der beiden Elektromaschinen zu. Insofern ist die installierte elektrische Leistung nur so hoch, wie bei einem Konzept mit nur einer Elektromaschine.
  • Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass beispielsweise mittels der Schalteinrichtung die zusätzliche Elektromaschine mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes über eine Vorübersetzung wirkverbindbar ist und über die Vorübersetzung mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes wirkverbindbar ist, insbesondere antriebswirksam koppelbar ist. Dadurch ist durch dieselbe Vorübersetzung die Drehzahl der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes und die Drehzahl der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes gegenüber der Drehzahl der Abtriebswelle der zusätzlichen Elektromaschine in technisch einfacher Weise zu verändern. Die Vorübersetzung wirkt also sowohl auf die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes als auch auf die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes, je nachdem welche Eingangswelle mit der zusätzlichen Elektromaschine antriebsmäßig gekoppelt ist.
  • Bei dieser Ausgestaltung kann die Vorübersetzung in technisch einfacher Weise realisiert werden, wenn die Vorübersetzung durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem drittem Getriebeglied gebildet ist, wobei das erste Getriebeglied mit einem Rotor und/oder der Abtriebswelle der zusätzlichen Elektromaschine drehfest verbunden ist, das zweite Getriebeglied mit der Getriebeeingangswelle und mit einer fünften Welle jeweils wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist und das dritte Getriebeglied gegen ein gehäusefestes Bauteil festgesetzt ist. Beispielsweise ist die fünfte Welle mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes gebildet. Beispielsweise ist die Getriebeeingangswelle mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes gebildet. Beispielsweise sind das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad.
  • Bei dieser Ausgestaltung kann ferner vorgesehen sein, dass die Elektromaschine mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes über eine Vorübersetzung wirkverbunden ist. Es sind dadurch zwei separate Vorübersetzungen realisiert, von denen die eine Vorübersetzung der Elektromaschine und die andere Vorübersetzung der zusätzlichen Elektromaschine wirkmäßig zugeordnet sind. Dadurch ist die zusätzliche Elektromaschine sowohl bei der antriebswirksamen Kopplung mit dem ersten Teilgetriebe als auch bei der antriebsmäßigen Kopplung mit dem zweiten Teilgetriebe vorübersetzt. Durch die zwei Vorübersetzungen kann für den jeweiligen Kopplungszustand der zusätzlichen Elektromaschine die Vorübersetzung individuell auf die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine oder die andere Elektromaschine vorgegebenen werden und somit ein Betrieb im jeweils günstigsten Drehzahlbereich erreicht werden.
  • Diese der Elektromaschine zugeordnete Vorübersetzung kann in technisch einfacher Weise realisieren werden, wenn sie durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied gebildet ist, wobei das erste Getriebeglied mit der weiteren Getriebeeingangswelle drehfest verbunden ist, das zweite Getriebeglied mit der fünften Welle drehfest verbunden ist und das dritte Getriebeglied gegen ein gehäusefestes Bauteil oder das gehäusefeste Bauteil festgesetzt ist. Beispielsweise sind das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad.
  • Unter einem gehäusefesten Bauteil oder dem gehäusefesten Bauteil ist insbesondere ein Teil des Gehäuses des Schaltgetriebes zu verstehen, welches beispielsweise an dem Gehäuse angeformt ist. Auch kann das gehäusefeste Bauteil ein separates Bauteil sein, welches mit dem Gehäuse des Schaltgetriebes gehäusefest verbunden ist, beispielsweise lösbar verbunden ist.
  • Ein möglicher mechanischer Aufbau des Schaltgetriebes besteht darin, dass bezüglich des Hauptgetriebes eine erste Radebene, eine zweite Radebene, eine dritte Radebene, eine vierte Radebene und eine fünfte Radebene mit jeweils wenigstens einem Festrad und einem damit, insbesondere direkt oder indirekt, beispielsweise unter Zwischenschaltung wenigstens eines Zwischenrades, in Eingriff stehenden zugehörigen Losrad vorgesehen sind, wobei das jeweilige Festrad der vierten Welle zugeordnet ist, insbesondere mit der vierten Welle drehfest verbunden ist. Durch die fünf Radebenen, insbesondere höchstens fünf Radebenen, ist das Schaltgetriebe mit relativ geringem Bauaufwand zu realisieren, insbesondere wenn die Radebenen als Stirnradebenen ausgebildet sind und jeweils wenigstens eine Stirnradstufe aufweisen. Sofern das Hauptgetriebe als Vorgelegegetriebe ausgebildet ist, ist durch die fünf Radebenen die wenigstens eine Vorgelegewelle mit geringem Bauaufwand in ausreichender Länge zu realisieren.
  • Eine mögliche Verschaltung der Komponenten des Schaltgetriebes kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung derart realisiert sein, dass die dritte Radebene, die vierte Radebene und die fünfte Radebene der Getriebeeingangswelle und die erste Radebene und die zweite Radebene der weiteren Getriebeeingangswelle zugeordnet sind. Die Getriebeeingangswelle kann eine Vollwelle sein. Die weitere Getriebeeingangswelle kann eine Hohlwelle sein. Beispielsweise ist die weitere Getriebeeingangswelle konzentrisch bezüglich der Getriebeeingangswelle angeordnet. Beispielsweise liegen die Eingangswellen der beiden Teilgetriebe koaxial zur gemeinsamen Ausgangswelle beider Teilgetriebe. Beispielsweise ist die gemeinsame Ausgangswelle der Teilgetriebe koaxial zur Getriebeausgangswelle angeordnet.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, dass die erste Radebene über ein erstes Schaltelement und die zweite Radebene über ein zweites Schaltelement jeweils mit der fünften Welle koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind, die fünfte Welle über ein drittes Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die dritte Radebene über ein viertes Schaltelement und die vierte Radebene über ein fünftes Schaltelement jeweils mit der Getriebeeingangswelle koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind, die Getriebeeingangswelle über ein sechstes Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, und die fünfte Radebene mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist, oder über ein siebtes Schaltelement mit der Getriebeausgangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Beispielsweise ist der Direktgang des Hauptgetriebes durch Schließen des sechsten Schaltelementes geschaltet.
  • Nach einer nochmals anderen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass beispielsweise mittels der Schalteinrichtung die zusätzliche Elektromaschine mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes und mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes jeweils antriebsmäßig direkt wirkverbindbar ist. Beispielsweise ist die weitere Getriebeeingangswelle mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes gebildet. Beispielsweise ist die Getriebeeingangswelle mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder durch die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes gebildet.
  • Auch bei dieser Ausgestaltung kann, wie bei der vorherigen Ausgestaltung, der mechanische Aufbau des Schaltgetriebes darin bestehen, dass bezüglich des Hauptgetriebes eine erste Radebene, eine zweite Radebene, eine dritte Radebene, eine vierte Radebene und eine fünfte Radebene mit jeweils wenigstens einem Festrad und einem damit, insbesondere direkt oder indirekt, beispielsweise unter Zwischenschaltung wenigstens eines Zwischenrades, in Eingriff stehenden zugehörigen Losrad vorgesehen sind, wobei das jeweilige Festrad der vierten Welle zugeordnet ist, insbesondere mit der vierten Welle drehfest verbunden ist.
  • Eine mögliche Verschaltung der Komponenten kann bei dieser Ausgestaltung des Schaltgetriebes derart realisiert sein, dass die erste Radebene über ein erstes Schaltelement und die zweite Radebene über ein zweites Schaltelement jeweils mit der weiteren Getriebeeingangswelle koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind, die weitere Getriebeeingangswelle über ein drittes Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, die dritte Radebene über ein viertes Schaltelement und die vierte Radebene über ein fünftes Schaltelement jeweils mit der Getriebeeingangswelle koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind, die Getriebeeingangswelle über ein sechstes Schaltelement mit der Getriebeausgangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, und die fünfte Radebene mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist, oder über ein siebtes Schaltelement mit der Getriebeausgangswelle wirkverbindbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Beispielsweise ist der Direktgang des Hauptgetriebes durch Schließen des sechsten Schaltelementes geschaltet.
  • Das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement und/oder das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement und/oder das sechste Schaltelement und/oder das siebte Schaltelement kann bzw. können als unsynchronisiertes Klauenschaltelement ausgebildet sein. Durch das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und das siebte Schaltelementes ist eine Synchronisierung mit der Elektromaschine, insbesondere durch eine Drehzahlregelung der Elektromaschine, aktiv durchführbar. Durch die Schalteinrichtung für die zusätzliche Elektromaschine, insbesondere das erste Zusatzschaltelement und das zweite Zusatzschaltelement, ist eine Synchronisierung mit der zusätzlichen Elektromaschine, insbesondere durch eine Drehzahlregelung der zusätzlichen Elektromaschine, aktiv durchführbar. Durch das dritte Schaltelement, das vierte Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement ist eine Synchronisierung mit einem an der Getriebeeingangswelle gekoppelten Antrieb, beispielsweise einer Verbrennungsmaschine oder gemeinsam mit dem Antrieb bzw. der Verbrennungsmaschine und der zusätzlichen Elektromaschine aktiv durchführbar.
  • Bei dem Schaltgetriebe kann es vorgesehen sein, dass bezüglich der Getriebeeingangswelle wenigstens ein, beispielsweise fünf Gänge, insbesondere mechanische Gänge, wahlweise schaltbar sind. Die wahlweise schaltbaren Gänge sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisiert, dass in einem 1. Gang das erste Schaltelement, das dritte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind, in einem 2. Gang das vierte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind, in einem 3. Gang das fünfte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind, in einem 4. Gang das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind und/oder in einem 5. Gang das sechste Schaltelement geschlossen ist.
  • Um den Kraftfluss über die Radebenen bzw. Stirnradstufen zu leiten, ist wenigstens eine der Radebenen als Abtriebskonstante nutzbar. Dadurch wird der über eine Radebene auf die vierte Welle geleitete Kraftfluss von der vierten Welle wieder abgeleitet, dient also als von der vierten Welle abtreibendes Getriebeglied. Beispielsweise ist die fünfte Radebene als Abtriebskonstante nutzbar, welche beispielsweise durch wenigstens eines der Schaltelemente schaltbar ist. Beispielsweise ist die fünfte Radebene durch Schließen des siebten Schaltelementes als Abtriebskonstante nutzbar. Auch kann die Abtriebskonstante mit der Getriebeausgangswelle dauerhaft wirkverbunden sein. In diesem Fall kann das eine Schaltelement bzw. das siebte Schaltelement weggelassen sein.
  • Bei den vorstehenden fünf Gängen ist ein Kraftfluss geschaltet, welcher von der Getriebeeingangswelle ausgeht. Eine Einkopplung des Drehmomentes der Elektromaschine in diesen Kraftfluss ist jedoch nur in Einzelfällen realisiert. In diesen Fällen ist über das Schaltgetriebe auch ein rein elektromotorischer Antrieb möglich oder durch die Elektromaschine kann der über die Getriebeeingangswelle wirkende Antrieb, beispielsweise verbrennungsmotorischer Antrieb, drehmomentgestützt werden. Um diese Funktionalität in weiteren der Gänge zur Verfügung zu stellen, bietet es sich an, dass in dem 2. Gang das erste Schaltelement oder das zweite Schaltelement zusätzlich geschlossen ist, in dem 3. Gang das zweite Schaltelement zusätzlich geschlossen ist und/oder in dem 5. Gang das erste Schaltelement oder zweite Schaltelement und das siebte Schaltelement zusätzlich geschlossen sind.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schaltgetriebe ein Gruppengetriebe ist. Beispielsweise weist das Schaltgetriebe dann wenigstens eine mit dem Hauptgetriebe gekoppelte oder koppelbare Bereichsgruppe auf, welche wenigstens einen Planetenradsatz mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied umfasst. Das erste Getriebeglied ist mit einer sechsten Welle drehfest verbunden, welche über das sechste Schaltelement mit der Getriebeeingangswelle und über das siebte Schaltelement mit der fünften Radebene koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Das zweite Getriebeglied ist mit der Getriebeausgangswelle drehfest verbunden und über ein achtes Schaltelement mit der fünften Radebene koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Das dritte Getriebeglied ist über ein neuntes Schaltelement mit einem gehäusefesten Bauteil oder dem gehäusefesten Bauteil und über ein zehntes Schaltelement mit der Getriebeausgangswelle jeweils koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Beispielsweise sind das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad.
  • Das achte Schaltelement kann als unsynchronisiertes Klauenschaltelement ausgebildet sein. Das achte Schaltelement kann für eine Synchronisierung mit der Elektromaschine, insbesondere durch eine Drehzahlregelung der Elektromaschine, genutzt werden. Das neunte Schaltelement und/oder das zehnte Schaltelement kann bzw. können als synchronisierte oder synchronisierbare Schaltelemente ausgebildet sein, beispielsweise als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein.
  • Durch die Bereichsgruppe ist eine Erweiterung der zu schaltenden Gänge erreicht. Die Gänge des Hauptgetriebes können beispielsweise je nach Schaltung des neunten Schaltelementes und des zehnten Schaltelementes einer sogenannten langsamen Gruppe oder einer schnellen Gruppe zugeordnet sein. Grundsätzlich können die Gänge des Hauptgetriebes zweifach geschaltet werden, so dass das Schaltgetriebe eine doppelte Anzahl von Gangstufen aufweist, von denen die eine Hälfte der langsamen Gruppe und die andere Hälfte der schnellen Gruppe zugeordnet sind.
  • Bei der Ausgestaltung des Schaltgetriebes mit der Bereichsgruppe ist es möglich, dass bezüglich der Getriebeeingangswelle wenigstens ein, beispielsweise zehn Gänge, insbesondere mechanische Gänge, wahlweise schaltbar sind. Die wahlweise schaltbaren Gänge können beispielsweise dadurch realisiert sein, dass in einem 1. Gang das erste Schaltelement, das dritte Schaltelement, das siebte Schaltelement und das neunte Schaltelement geschlossen sind, in einem 2. Gang das vierte Schaltelement, das siebte Schaltelement und das neunte Schaltelement geschlossen sind, in einem 3. Gang das fünfte Schaltelement, das siebte Schaltelement und das neunte Schaltelement geschlossen sind, in einem 4. Gang das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement, das siebte Schaltelement und das neunte Schaltelement geschlossen sind, in einem 5. Gang das sechste Schaltelement und das neunte Schaltelement geschlossen sind, in einem 6. Gang das erste Schaltelement, das dritte Schaltelement und das achte Schaltelement geschlossen sind, in einem 7. Gang das vierte Schaltelement und das achte Schaltelement geschlossen sind, in einem 8. Gang das fünfte Schaltelement und das achte Schaltelement geschlossen sind, in einem 9. Gang das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement und das achte Schaltelement geschlossen sind und/oder in einem 10. Gang das sechste Schaltelement und das zehnte Schaltelement geschlossen sind.
  • Bei den vorstehenden zehn Gängen ist ein Kraftfluss geschaltet, welcher von der Getriebeeingangswelle ausgeht. Eine Einkopplung des Drehmomentes der Elektromaschine bzw. Elektromaschinen in diesen Kraftfluss ist jedoch nur in Einzelfällen realisiert. In diesen Fällen ist über das Schaltgetriebe auch ein rein elektromotorischer Antrieb möglich oder durch die Elektromaschine kann der über die Getriebeeingangswelle wirkende Antrieb, beispielsweise verbrennungsmotorischer Antrieb, drehmomentgestützt werden. Um diese Funktionalität in weiteren der Gänge zur Verfügung zu stellen, bietet es sich an, dass in dem 2. Gang das erste Schaltelement oder das zweite Schaltelement zusätzlich geschlossen ist, in dem 3. Gang das zweite Schaltelement zusätzlich geschlossen ist, in dem 5. Gang das erste Schaltelement oder zweite Schaltelement und das siebte Schaltelement oder achte Schaltelement zusätzlich geschlossen sind, in dem 7. Gang das erste Schaltelement oder das zweite Schaltelement zusätzlich geschlossen ist, in dem 8. Gang das zweite Schaltelement zusätzlich geschlossen ist und/oder in dem 10. Gang das zweite Schaltelement und das achte Schaltelement zusätzlich geschlossen sind oder das dritte Schaltelement zusätzlich geschlossen ist.
  • Gegebenenfalls ist in dem 6. Gang, in dem 7. Gang, in dem 8. Gang und in dem 9. Gang jeweils das neunte Schaltelement oder das zehnte Schaltelement geschlossen. Gegebenenfalls sind in dem 10. Gang das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement zusätzlich geschlossen oder es ist das achte Schaltelement zusätzlich geschlossen. Es drehen dann die betroffenen Schaltelemente lastfrei mit.
  • Der 1. Gang, der 2. Gang, der 3. Gang, der 4. Gang und der 5. Gang sind einer gemeinsamen langsamen Gruppe zugeordnet, in welcher das achte Schaltelement geschlossen und das zehnte Schaltelement geöffnet ist. Der 6. Gang, der 7. Gang, der 8. Gang, der 9. Gang und der 10. Gang sind einer gemeinsamen schnellen Gruppe zugeordnet, in welcher das neunte Schaltelement geöffnet und das zehnte Schaltelement geschlossen ist.
  • Bei dem Schaltgetriebe ist durch das dritte Schaltelement die Elektromaschine mit der Getriebeeingangswelle wirkverbindbar, ohne dass ein Gang zum Abtrieb über die Getriebeausgangswelle geschaltet wird. Dadurch kann eine an der Getriebeeingangswelle triebverbundene Verbrennungskraftmaschine mit der Elektromaschine gestartet werden oder es kann in einer Neutralstellung, d. h. unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit, also auch im Stillstand, elektrische Energie erzeugt werden. Die Verbrennungskraftmaschine treibt dann die Elektromaschine an und die Elektromaschine arbeitet generatorisch.
  • Ein rein elektrisches Fahren ist mit den beiden Gängen möglich, die der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes zugeordnet sind. Ein Rückwärtsfahren ist dann durch eine Drehrichtungsumkehr der Elektromaschine erreicht. Durch die Bereichsgruppe entstehen daraus vier schaltbare elektrische Gänge.
  • Eine Trennkupplung für die Verbrennungskraftmaschine ist zum rein elektrischen Fahren nicht mehr nötig, da die Getriebeeingangswelle durch Öffnen des dritten Schaltelementes, des vierten Schaltelementes, des fünften Schaltelementes und des sechsten Schaltelementes abgekoppelt wird. Durch die zwei Teilgetriebe können die Verbrennungskraftmaschine und die Elektromaschine mit unterschiedlichen Übersetzungen betrieben werden. Für die Verbrennungskraftmaschine und die Elektromaschine können fahrsituationsabhängig jeweils geeignete Betriebspunkte gewählt werden. Die Elektromaschine kann teilweise auch ganz abgekoppelt werden und stillstehen, um auf diese Weise Nulllastverluste zu vermeiden.
  • Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Schaltgetriebes bei einem Hybridantrieb mit einer Verbrennungskraftmaschine. Das Schaltgetriebe kann das vorstehend beschriebene Schaltgetriebe sein. Das Schaltgetriebe hat eine Getriebeeingangswelle als erste Welle, eine Getriebeausgangswelle als zweite Welle, eine weitere Getriebeeingangswelle als dritte Welle, eine Elektromaschine, ein Hauptgetriebe und mehrere Schaltelemente, wobei die Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungskraftmaschine triebverbunden oder triebverbindbar ist und die Elektromaschine mit der weiteren Getriebeeingangswelle triebverbunden ist, wobei das Hauptgetriebe wenigstens eine vierte Welle und mehrere damit gekoppelte Radebenen umfasst, welche wenigstens zwei Teilgetriebe bilden, von denen ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle und eine gemeinsame Ausgangswelle haben, wobei die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes mit der Getriebeeingangswelle, die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mit der weiteren Getriebeeingangswelle und die gemeinsame Ausgangswelle der beiden Teilgetriebe mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden sind, und wobei durch selektives Schalten der Schaltelemente verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt sind bzw. werden.
  • Bei dem Verfahren wird mittels einer Schalteinrichtung eine zusätzliche Elektromaschine von einem Ausgangszustand in einen Koppelzustand gebracht, in welchem die zusätzliche Elektromaschine mit der Antriebswelle wenigstens eines der Teilgetriebe antriebswirksam gekoppelt ist. Dadurch ist eine Triebverbindung zwischen der zusätzlichen Elektromaschine und dem einen Teilgetriebe in technisch einfacher Weise hergestellt und durch die Ankopplung der zusätzlichen Elektromaschine der Funktionsumfang des Schaltgetriebes erweitert.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass mittels der Schalteinrichtung die zusätzliche Elektromaschine von dem Koppelzustand in einen anderen Koppelzustand gebracht wird, in welchem die zusätzliche Elektromaschine mit der Antriebswelle des anderen Teilgetriebes antriebswirksam gekoppelt ist. Dadurch ist der Funktionsumfang des Schaltgetriebes in technisch einfacher Weise nochmals erweitert, da durch die zusätzliche Elektromaschine mit beiden Teilgetrieben antriebsmäßig gekoppelt werden kann und zwischen dem einen Koppelzustand und dem anderen Koppelzustand wahlweise umgeschaltet werden kann.
  • Es kann in dem Ausgangszustand die zusätzliche Elektromaschine von den Antriebswellen der beiden Teilgetriebe antriebsmäßig abgekoppelt sein oder mit der Antriebswelle wenigstens eines der Teilgetriebe antriebswirksam gekoppelt sein. Auch dadurch ist eine Erweiterung des Funktionsumfanges des Schaltgetriebes erreicht.
  • Beispielsweise ist es vorgesehen, dass mittels der Schalteinrichtung die zusätzliche Elektromaschine mit der Verbrennungskraftmaschine antriebswirksam gekoppelt wird, um die zusätzliche Elektromaschine zum Starten der Verbrennungskraftmaschine und/oder zum Unterstützen der Verbrennungskraftmaschine bei Schaltvorgängen, beispielsweise zum Zwecke eines Momentabbaus und/oder einer Drehzahlsynchronisation für den zu schaltenden Gang, und/oder als Generator zur Speisung eines Bordnetzes und/oder als Generator zur Speisung der Elektromaschine, beispielsweise während dessen Betriebs zur Unterstützung der Zugkraft bei Schaltvorgängen, und/oder als Generator zum Laden eines elektrischen Energiespeichers zu nutzen.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, dass mittels der Schalteinrichtung die zusätzliche Elektromaschine mit der Elektromaschine antriebswirksam gekoppelt wird, um die zusätzliche Elektromaschine ergänzend zu der Elektromaschine zum elektrischen Fahren bei ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine und/oder zum Unterstützen der Zugkraft bei Schaltvorgängen zu nutzen.
  • Weiterhin umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung einer Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Die Vorteile und technischen Effekte, die mit dem Computerprogrammprodukt erzielt werden können, entsprechen denjenigen des vorstehend beschriebenen Verfahrens.
  • Weiterhin umfasst die Erfindung eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Computerprogrammprodukt. Die Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung kann eine digitale Verarbeitungseinheit aufweisen, die vorzugsweise eine Mikroprozessoreinheit (CPU) aufweist. Die CPU kann mit einem Speichersystem und/oder Bussystem daten- und/oder signalverbunden sein. Die Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung kann ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die digitale Verarbeitungseinheit kann derart ausgebildet sein, dass Befehle, welche als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abgearbeitet und/oder Eingangssignale von einem Datenbussystem entgegengenommen und/oder Ausgangssignale an ein Datenbussystem abgegeben werden. Das Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene Speichermedien aufweisen. Die Speichermedien können optische Speichermedien und/oder magnetische Speichermedien und/oder festkörperbezogene Speichermedien und/oder nichtflüchtige Speichermedien sein.
  • Darüber hinaus umfasst die Erfindung einen Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine und dem vorstehend beschriebenen Schaltgetriebe, dessen Getriebeeingangswelle mit der Verbrennungskraftmaschine triebverbunden oder triebverbindbar ist, und/oder mit dem vorstehend beschriebenen Computerprogrammprodukt.
  • Durch die Erfindung weist das Schaltgetriebe eine Vielzahl zusätzlicher Funktionen auf, welche sich durch die zusätzliche Elektromaschine und die Schalteinrichtung zum antriebsmäßigen Umkoppeln der zusätzlichen Elektromaschine zwischen den Eingangswellen der beiden Teilgetriebe ergeben. Sofern mittels der Schalteinrichtung die zusätzliche Elektromaschine auf die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes geschaltet ist, also mit der weiteren Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist, arbeiten die bereits vorgesehene Elektromaschine und die zusätzliche Elektromaschine direkt zusammen. Es steht dann eine elektrische Leistung (Summenleistung) als Summe der elektrischen Leistung von beiden Elektromaschinen zur Verfügung. Dies setzt voraus, dass der elektrische Energiespeicher zum Speisen der beiden Elektromaschinen soweit funktionsfähig ist, dass beide Elektromaschinen gleichzeitig ausreichend mit elektrischer Energie versorgt werden. Es kann mittels der beiden Elektromaschinen ein rein elektrisches Fahren bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor realisiert werden. Auch eine Rekuperation mit abgeschalteter Verbrennungskraftmaschine ist möglich. Ferner ist erreicht, dass bei einem rein elektrischen Anfahren das Drehmoment (Summenmoment) als Summe des Momentes von beiden Elektromaschinen zur Verfügung steht.
  • Sofern mittels der Schalteinrichtung die zusätzliche Elektromaschine auf die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes geschaltet ist, also mit der Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist, arbeiten die beiden Elektromaschinen unabhängig voneinander. Insofern kann in diesem Fall der elektrische Energiespeicher für die Elektromaschinen auch in seiner Funktionsfähigkeit eingeschränkt sein, da nur eine der beiden Elektromaschinen mit elektrischer Energie zeitgleich versorgt werden braucht.
  • Durch die Wirkverbindung der zusätzlichen Elektromaschine mit der Getriebeeingangswelle kann die zusätzliche Elektromaschine die Verbrennungskraftmaschine bei Schaltvorgängen unterstützen. Auch kann durch die zusätzliche Elektromaschine die Verbrennungskraftmaschine aus einem rein elektrischen Fahrbetrieb zugkraftunterbrechungsfrei gestartet werden. Auch ist es dann möglich, die Zugkraft während der Schaltvorgänge mit der Elektromaschine zu stützen und während dieser Schaltvorgänge die zusätzliche Elektromaschine als Generator zu nutzen, welche durch die Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Die zusätzliche Elektromaschine kann direkt elektrische Leistung für die Elektromaschine zur Verfügung stellen und damit den elektrischen Energiespeicher entlasten.
  • Durch die Wirkverbindung der zusätzlichen Elektromaschine mit der Getriebeeingangswelle ist es ferner möglich, dass für ein serielles Anfahren das dritte Schaltelement, das vierte Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement geöffnet werden, um die Verbrennungskraftmaschine und die zusätzliche Elektromaschine vom Antrieb mechanisch abzukoppeln. Für die Elektromaschine wird dann der 1. Gang eingelegt, indem das erste Schaltelement, das siebte Schaltelement und das neunte Schaltelement geschlossen sind. Der Antrieb erfolgt dann nur durch die Elektromaschine alleine. Das hat ein reduziertes Anfahrmoment und eine reduzierte Fahrleistung zur Folge. Im normalen Betrieb eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges, wie beispielsweise eines Fernlastkraftwagens, treten extreme Steigungen selten auf, so dass mit der Elektromaschine alleine die meisten Fahrsituationen, wie beispielsweise Anfahren, Rangieren in der Ebene oder bei geringen Steigungen, ausreichend abgedeckt werden können.
  • Weiterhin ist es durch die Aufschaltung der zusätzlichen Elektromaschine auf die Getriebeeingangswelle möglich, dass bei eingelegtem Gang im Fahrzeugstillstand und ebenfalls stillstehender Verbrennungskraftmaschine, wie beispielsweise nach einer Notbremsung, vorgesehene Klauenschaltelemente durch Zusammenwirken der Elektromaschine und der zusätzlichen Elektromaschine entlastet werden, so dass diese Klauenschaltelemente in einfacher Weise in eine Neutralposition gebracht werden können.
  • Durch die Erfindung ist ein Schaltgetriebe, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, mit elektrischer Zugkraftstützung bereitgestellt, bei dem eine konventionelle Anfahrkupplung entfallen kann. Zugleich ermöglicht das Schaltgetriebe eine Zugkraftstützung im Hybridbetrieb und ist bei den Gangwechseln ausgehend von einer Verbrennungskraftmaschine voll lastschaltbar. Das Schaltgetriebe weist einen hohen Wirkungsgrad auf. Ferner sind mittels des Schaltgetriebes Gangstufen bereitgestellt, welche eine geeignete Spreizung und Stufung für den Einsatz bei Fernlastkraftwagen hat. Auch ist durch das Schaltgetriebe ein serieller Fahrbetrieb unabhängig von einem elektrischen Energiespeicher möglich. Auch bei leerer bzw. eingeschränkt funktionstüchtigem elektrischen Speicher, wie beispielsweise im tiefkalten Zustand, ist ein elektrisches Anfahren und/oder elektrisches Fahren vorwärts wie rückwärts möglich. Auch können bei entsprechend funktionstüchtigem elektrischen Speicher beide vorgesehenen Elektromaschinen gleichzeitig zur elektrischen Schaltungsstützung eingesetzt werden, um die insgesamt installierte elektrische Leistung aus Kosten- und Aufwandgründen zu begrenzen.
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
    • 1 eine mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb mit einem Elektroantrieb, aufweisend zwei Elektromaschinen, und einem Hauptgetriebe in schematischer Darstellung,
    • 2 eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche mittels des Schaltgetriebes gemäß der 1 schaltbar sind, und der dazu zu betätigenden Schaltelemente,
    • 3 eine weitere mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb mit einem Elektroantrieb, aufweisend zwei Elektromaschinen, und einem Hauptgetriebe in schematischer Darstellung,
    • 4 eine nochmals weitere mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb mit einem Elektroantrieb, aufweisend zwei Elektromaschinen, und einem Hauptgetriebe in schematischer Darstellung,
    • 5 eine mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb mit einem Elektroantrieb, aufweisend zwei Elektromaschinen, und einem Hauptgetriebe sowie einer Bereichsgruppe in schematischer Darstellung,
    • 6 eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche mittels des Schaltgetriebes gemäß der 5 schaltbar sind, und der dazu zu betätigenden Schaltelemente,
    • 7 eine mögliche Übersetzungsreihe für die Radebenen des Hauptgetriebes, welches bei dem Schaltgetriebe der 5 genutzt ist,
    • 8 eine weitere mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb mit einem Elektroantrieb, aufweisend zwei Elektromaschinen, und einem Hauptgetriebe sowie einer Bereichsgruppe in schematischer Darstellung und
    • 9 eine nochmals weitere Ausführungsform eines Schaltgetriebes für einen Hybridantrieb mit einem Elektroantrieb, aufweisend zwei Elektromaschinen, und einem Hauptgetriebe sowie einer Bereichsgruppe in schematischer Darstellung.
  • 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 100, insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes, welches beispielsweise in oder an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, zum Einsatz kommen kann. Das Schaltgetriebe 100 weist eine Getriebeeingangswelle 1 als erste Welle, eine Getriebeausgangswelle 2 als zweite Welle und eine weitere Getriebeeingangswelle 3 als dritte Welle auf. Das Schaltgetriebe 100 hat einen Elektroantrieb mit einer Elektromaschine EM1, welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden oder triebverbindbar ist. Beispielsweise weist die Elektromaschine EM1 einen gehäusefesten Stator S und einen gegenüber dem Stator S drehbaren Rotor R auf, welcher mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 drehfest verbunden ist.
  • Beispielsweise ist das Schaltgetriebe 100 ein Bestandteil eines Hybridantriebes 500 mit einer Antriebsmaschine, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine VM, welche mit der Getriebeeingangswelle 1 des Schaltgetriebes 100 triebverbindbar oder triebverbunden ist. Beispielsweise ist die Getriebeeingangswelle 1 mit einer Abtriebswelle der Antriebsmaschine bzw. Verbrennungskraftmaschine VM drehfest verbunden oder drehfest verbindbar. Beispielsweise ist im Kraftfluss von der Antriebsmaschine bzw. Verbrennungskraftmaschine VM zur Getriebeeingangswelle 1 ein Torsionsdämpfer TD vorgesehen.
  • Das Schaltgetriebe 100 hat ein Hauptgetriebe HG mit mehreren Radebenen, welche vorzugsweise eine erste Radebene R1, eine zweite Radebene R2, eine dritte Radebene R3, eine vierte Radebene R4 und eine fünfte Radebene R5 umfassen, von denen zumindest einzelne der Radebenen R1, R2, R3, R4 und R5 mit einer vierten Welle 4 gekoppelt sind oder koppelbar sind. Bevorzugt ist das Hauptgetriebe HG als Vorgelegegetriebe ausgebildet, wobei die vierte Welle 4 eine Vorgelegewelle bildet. Grundsätzlich kann das Hauptgetriebe HG auch zwei vierte Wellen 4 aufweisen.
  • Bevorzugt umfassen die erste Radebene R1, die zweite Radebene R2, die dritte Radebene R3, die vierte Radebene R4 und die fünfte Radebene R5 jeweils einen Gangradsatz, beispielsweise eine Stirnradstufe. Dazu haben die erste Radebene R1, die zweite Radebene R2, die dritte Radebene R3, die vierte Radebene R4 und die fünfte Radebene R5 wenigstens ein Festrad 11' bzw. 12' bzw. 13' bzw. 14' bzw. 15', insbesondere Stirnrad, und ein zugehöriges Losrad 11 bzw. 12. bzw. 13 bzw. 14 bzw. 15, insbesondere Gegenstirnrad. Das jeweilige Festrad 11' bzw. 12' bzw. 13' bzw. 14' bzw. 15' ist der vierten Welle 4 zugeordnet, insbesondere mit der vierten Welle 4 drehfest verbunden.
  • Das Hauptgetriebe HG umfasst zwei miteinander koppelbare Teilgetriebe, von denen ein erstes Teilgetriebe die dritte Radebene R3, die vierte Radebene R4 und die fünfte Radebene R5 und ein zweites Teilgetriebe die erste Radebene R1 und die zweite Radebene R2 umfassen. Das erste Teilgetriebe und das zweite Teilgetriebe weisen jeweils eine Eingangswelle EW1, EW2 sowie eine gemeinsame Ausgangswelle AW auf. Bevorzugt ist die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 wirkverbunden. Bevorzugt ist die Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes mit der Getriebeeingangswelle 1 wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder daraus gebildet. Bevorzugt ist die gemeinsame Ausgangswelle AW mit der Getriebeausgangswelle 2 wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, oder daraus gebildet. Bevorzugt sind die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes und die weitere Getriebeeingangswelle 3 eine Hohlwelle. Bevorzugt sind die Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes und die Getriebeeingangswelle 1 eine Vollwelle. Bevorzugt liegen die Eingangswellen EW1, EW2 der beiden Teilgetriebe koaxial zur gemeinsamen Ausgangswelle AW.
  • Der Elektroantrieb mit der Elektromaschine EM1 ist ein Bestandteil einer Elektromaschinengruppe EMG, welche zusätzlich eine Vorübersetzung V1 für die Elektromaschine EM1 aufweist. Insofern wirkt die Elektromaschine EM1 über die Vorübersetzung V1 antriebsmäßig auf die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes. Bevorzugt ist die Vorübersetzung V1 durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied 1.1, einem zweiten Getriebeglied 1.2 und einem dritten Getriebeglied 1.3 gebildet. Es sind dann das erste Getriebeglied 1.1 mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 drehfest verbunden, das zweite Getriebeglied 1.2 mit einer fünften Welle 5 drehfest verbunden und das dritte Getriebeglied 1.3 gegen ein gehäusefestes Bauteil G festgesetzt. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 1.1 ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied 1.2 ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied 1.3 ein Hohlrad. Bevorzugt ist die fünfte Welle 5 durch die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes gebildet oder damit drehfest verbunden. Bevorzugt ist das gehäusefeste Bauteil G ein fest mit dem Gehäuse des Schaltgetriebes 100 verbundenes Bauteil oder ein integraler Bestandteil des Gehäuses selbst.
  • Das Schaltgetriebe 100 hat mehrere Schaltelemente, vorzugsweise ein erstes Schaltelement 10, ein zweites Schaltelement 20, ein drittes Schaltelement 30, ein viertes Schaltelement 40, ein fünftes Schaltelement 50, ein sechstes Schaltelement 60 und ein siebtes Schaltelement 70, deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle 1 und der Getriebeausgangswelle 2 und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle 3 und der Getriebeausgangswelle 2 bewirkt. Beispielsweise sind die Gangradsätze des Hauptgetriebes HG mittels der Schaltelemente selektiv schaltbar. Bevorzugt ist das sechste Schaltelement 60 dazu vorgesehen, die Getriebeausgangswelle 2, insbesondere unter Umgehung der Radebenen R1, R2, R3, R4, R5, mit der Getriebeeingangswelle 1 zu koppeln, insbesondere drehfest zu verbinden, so dass sich dann das Schaltgetriebe 100 in einem Direktgang bezüglich des Hauptgetriebes HG befindet.
  • Im Einzelnen können die Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 wie folgt schaltbar sein. Es sind die erste Radebene R1 über das erste Schaltelement 10 und die zweite Radebene R2 über das zweite Schaltelement 20 jeweils mit der fünften Welle 5 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Es ist die fünfte Welle 5 über das dritte Schaltelement 30 mit der Getriebeeingangswelle 1 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Es sind die dritte Radebene R3 über das vierte Schaltelement 40 und die vierte Radebene R4 über das fünfte Schaltelement 50 jeweils mit der Getriebeeingangswelle 1 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Es sind die Getriebeeingangswelle 1 über das sechste Schaltelement 60 und die fünfte Radebene R5 über das siebte Schaltelement 70 jeweils mit der Getriebeausgangswelle 2 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Durch das dritte Schaltelement 30 sind die beiden Teilgetriebe des Hauptgetriebes HG miteinander koppelbar. Insofern kann die Verbrennungskraftmaschine VM dadurch die von dem ersten Teilgetriebe bereitgestellten Gänge nutzen. Umgekehrt kann der Elektroantrieb die von dem zweiten Teilgetriebe bereitgestellten Gänge nutzen.
  • Bevorzugt sind das erste Schaltelement 10 und das zweite Schaltelement 20 in einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Bevorzugt sind das dritte Schaltelement 30 und das vierte Schaltelement 40 in einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Bevorzugt sind das fünfte Schaltelement 50 und das sechste Schaltelement 60 in einem Doppelschaltelement zusammengefasst.
  • Bei dem Schaltgetriebe 100 ist die Elektromaschinengruppe EMG in besonderer Art und Weise ausgelegt. Die Elektromaschinengruppe EMG weist neben der Elektromaschine EM1 eine zusätzliche Elektromaschine EM2 auf. Ferner ist eine Schalteinrichtung SE für die zusätzliche Elektromaschine EM2 vorgesehen. Die Schalteinrichtung SE dient zum antriebswirksamen Koppeln der zusätzlichen Elektromaschine EM2 mit den Eingangswellen EW1, EW2 der beiden Teilgetriebe und damit mit der fünften Welle 5 und der Getriebeeingangswelle 1 und ist zum antriebswirksamen Umkoppeln zwischen den Eingangswellen EW1 und EW2 der beiden Teilgetriebe ausgebildet. Bei der Kopplung der zusätzlichen Elektromaschine EM2 mit der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes ist die zusätzliche Elektromaschine EM2 mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 triebverbunden und nutzt die Vorübersetzung V1 für die Elektromaschine EM1. Bei der Kopplung der zusätzlichen Elektromaschine EM2 mit der Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes kann die zusätzliche Elektromaschine EM2 mit der Getriebeeingangswelle 1 direkt triebverbunden sein. Bevorzugt weist die Schalteinrichtung SE eine Neutralstellung auf, in der die zusätzliche Elektromaschine EM2 von den Eingangswellen EW1, EW2 antriebsmäßig entkoppelt ist.
  • Bevorzugt weist die Schalteinrichtung SE wenigstens zwei Schaltelemente X, Y als Zusatzschaltelemente des Schaltgetriebes 100 auf, von denen ein erstes Zusatzschaltelement X zum antriebswirksamen Koppeln der zusätzlichen Elektromaschine EM2 mit der Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes und ein zweites Zusatzschaltelement Y zum antriebswirksamen Koppeln mit der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes dient. Beispielsweise sind die zwei Zusatzschaltelemente X, Y in einem Doppelschaltelement zusammengefasst und bilden insbesondere jeweils ein Einzelschaltelement des Doppelschaltelementes.
  • Beispielsweise können die Zusatzschaltelemente X und Y derart ausgebildet sein, dass bei geschlossenem ersten Zusatzschaltelement X und geöffnetem zweiten Zusatzschaltelement Y die zusätzliche Elektromaschine EM2 mit der Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes und damit mit der Getriebeeingangswelle 1 antriebsmäßig gekoppelt ist. Umgekehrt ist bei geöffnetem ersten Zusatzschaltelement X und geschlossenem zweiten Zusatzschaltelement Y die zusätzliche Elektromaschine EM2 mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 antriebswirksam gekoppelt. Bei der Neutralstellung der Schalteinrichtung SE liegen das erste Zusatzschaltelement X und das zweite Zusatzschaltelement Y jeweils geöffnet vor. Die zusätzliche Elektromaschine EM2 ist dann von den Eingangswellen EW1 und EW2 der beiden Teilgetriebe antriebsmäßig entkoppelt.
  • 2 zeigt eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche - ausgehend von der Verbrennungskraftmaschine VM - mit dem Schaltgetriebe 100 schaltbar sind und der dazu auszuführenden Schaltkombinationen bezüglich des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40, des fünften Schaltelementes 50, des sechsten Schaltelementes 60 und des siebten Schaltelementes 70. Die Schaltmatrix gemäß der 2 bezieht sich auf eine Variante, in der das Schaltgetriebe 100 als 5-Ganggetriebe genutzt ist. Insofern sind fünf wahlweise schaltbare Gänge realisiert.
  • Die Gänge bzw. Gangstufen sind in der ersten Spalte der Übersicht angegeben. Die Gänge sind mit „1“, „2“, „3“, „4“, „5“ gekennzeichnet. In sich daran anschließenden Spalten ist die Stellung der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 angegeben, wobei durch Kreuze gekennzeichnet ist, dass das jeweilige Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 in einer geschlossenen Schalterstellung vorliegt. Sofern kein Kreuz angegeben ist, kann das entsprechende Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 geöffnet vorliegen.
  • In der tabellarischen Übersicht der 2 ist ferner eine Spalte vorgesehen, welche mit „Vorwahl“ bezeichnet ist. Darin angegeben sind Vorwahlgänge. Diese Vorwahlgänge sind schaltbar, wenn der in der ersten Spalte angegebene Gang geschaltet ist, da das wenigstens eine zusätzlich zu schaltenden Schaltelement des Vorwahlganges in dem Teilgetriebe liegt, welches in dem geschalteten Gang kraftflussfrei vorliegt. Dadurch lassen sich die Schaltzeiten für einen Gangwechsel verringern. Zugleich sind die Vorwahlgänge zu schalten, um in dem betroffenen Gang des Schaltgetriebes 100 gemäß der ersten Spalte der 2 einen Kraftfluss auch ausgehend von der Elektromaschine EM1 bereit zu stellen. Insofern sind beispielsweise zwei 2. Gänge schaltbar, welche sich hinsichtlich des Kraftflusspfades über die Getriebeeingangswelle 1 nicht unterschieden, jedoch unterschiedliche Schaltelemente zusätzlich geschaltet werden, um auch die Elektromaschine EM1 und, je nach Schaltstellung der Zusatzschaltelemente X, Y, auch die zusätzliche Elektromaschine EM2 in den Kraftflusspfad einzukoppeln bzw. aufzuschalten.
  • Der 1. Gang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10, des dritten Schaltelementes 30 und des siebten Schaltelementes 70 geschaltet. Der 2. Gang wird durch Schließen des vierten Schaltelementes 40 und des siebten Schaltelementes 70 geschaltet. Der 3. Gang wird durch Schließen des fünften Schaltelementes 50 und des siebten Schaltelementes 70 geschaltet. Der 4. Gang wird durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30 und des siebten Schaltelementes 70 geschaltet. Der 5. Gang wird durch Schließen des sechsten Schaltelementes 60 geschaltet. In den fünf Gängen ist ausgehend von der Getriebeeingangswelle 1 jeweils ein Kraftflusspfad hin zur Getriebeausgangswelle 2 aufgebaut.
  • Bei den vorgenannten Gängen ist eine Zuordnung zu den Radebenen R1, R2, R3, R4 und R5 wie folgt vorgesehen: Es sind in dem 1. Gang die erste Radebene R1, in dem 2. Gang die dritte Radebene R3, in dem 3. Gang die vierte Radebene R4 und in dem 4. Gang die zweite Radebene R2 des Hauptgetriebes HG genutzt, wobei jeweils die fünfte Radebene R5 des Hauptgetriebes HG als Abtriebskonstante genutzt ist. Der 5. Gang ist der Direktgang, in dem der Kraftfluss über keine der Radebenen R1, R2, R3, R4 und R5 geht.
  • Grundsätzlich kann auch eine andere Zuordnung der Gänge zu dem Radebenen R1, R2, R3, R4 und R5 vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Zuordnung zwischen dem 3. Gang und dem 4. Gang vertauscht sein. Es sind dann in dem 1. Gang die erste Radebene R1, in dem 2. Gang die dritte Radebene R3, in dem 3. Gang die zweite Radebene R2 und in dem 4. Gang die vierte Radebene R4 des Hauptgetriebes HG genutzt, wobei jeweils die fünfte Radebene R5 des Hauptgetriebes HG als Abtriebskonstante genutzt ist und der 5. Gang der Direktgang ist.
  • Um bei sämtlichen dieser Gänge auch einen Kraftflusspfad von der weiteren Getriebeeingangswelle 3 auf die Getriebeausgangswelle 2 aufbauen zu können, ist es vorgesehen, dass in dem 2. Gang das erste Schaltelement 10 oder das zweite Schaltelement 20 zusätzlich geschlossen ist, in dem 3. Gang das zweite Schaltelement 20 zusätzlich geschlossen ist und in dem 5. Gang das erste Schaltelement 10 oder zweite Schaltelement 20 und das siebte Schaltelement 70 zusätzlich geschlossen sind. Insofern kann im 2. Gang bereits der 1. Gang oder der 4. Gang als Vorwahlgang geschaltet werden und es kann im 3. Gang und im 5. Gang jeweils bereits der 4. Gang geschaltet werden, wie aus der Spalte „Vorwahl“ zu entnehmen ist.
  • 3 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 200, insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes, welches beispielsweise in oder an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, zum Einsatz kommen kann. Das Schaltgetriebe 200 ist ein Bestandteil eines Hybridantriebes 500.1. Bauteile des Schaltgetriebes 200 sowie des Hybridantriebes 500.1, welche identisch oder funktionsgleich mit Bauteilen des Schaltgetriebes 100 und des Hybridantriebes 500 der 1 sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Schaltgetriebe 100 und dem Hybridantrieb 500 der 1 verwiesen.
  • Das Schaltgetriebe 200 unterscheidet sich von dem Schaltgetriebe 100 dadurch, dass die Elektromaschinengruppe EMG neben der Vorübersetzung V1, welche der Elektromaschine EM1 zugeordnet ist, zusätzlich eine weitere Vorübersetzung V2 aufweist, welche der zusätzlichen Elektromaschine EM2 zugeordnet ist, wobei die beiden Vorübersetzungen V1 und V2 funktional getrennt wirken. Die separat zu der Vorübersetzung V1 vorgesehene Vorübersetzung V2 ist beispielsweise durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied 2.1, einem zweiten Getriebeglied 2.2 und einem dritten Getriebeglied 2.3 gebildet. Bevorzugt ist dann das erste Getriebeglied 2.1 ist mit dem Rotor R bzw. der Rotorwelle der zusätzlichen Elektromaschine EM2 drehfest verbunden und das dritte Getriebeglied 2.3 ist gegen ein gehäusefestes Bauteil G oder das gehäusefeste Bauteil G festgesetzt.
  • Das zweite Getriebeglied 2.2 ist mittels der Schalteinrichtung SE, insbesondere mittels des ersten Zusatzschaltelements X, mit der Getriebeeingangswelle 1 bzw. der Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar. Ferner ist das zweite Getriebeglied 2.2 mittels der Schalteinrichtung SE, insbesondere mittels des zweiten Zusatzschaltelements Y, mit der fünften Welle 5 bzw. der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes wirkverbindbar, insbesondere drehfest verbindbar. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 2.1 durch ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied 2.2 durch einen Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied 2.3 durch ein Hohlrad gebildet.
  • Das Schaltgetriebe 200 unterscheidet sich von dem Schaltgetriebe 100 auch dadurch, dass bei einer antriebsmäßigen Kopplung der zusätzlichen Elektromaschine EM2 mit der fünften Welle 5 bzw. der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes nunmehr der Rotor R der zusätzlichen Elektromaschine EM2 mit der fünften Welle 5 bzw. der Eingangswelle EW1 direkt drehfest verbunden ist und keine drehfeste Verbindung mehr zu der weiteren Getriebeeingangswelle 3 besteht, wie dies bei dem Schaltgetriebe 100 vorliegt. Es ist dadurch verhindert, dass beide Vorübersetzungen V1 und V2 zusammen für die zusätzliche Elektromaschine EM2 wirken.
  • Durch die der zusätzlichen Elektromaschine EM2 zugeordnete Vorübersetzung V2 ist die Drehzahl der zusätzlichen Elektromaschine EM2 vorübersetzt, wenn die zusätzliche Elektromaschine EM2 auf die Getriebeeingangswelle 1 aufgeschaltet ist. Durch diese Vorübersetzung V2 kann die Drehzahl der zusätzlichen Elektromaschine EM2 auf die Drehzahl der Verbrennungsmaschine VM abgestimmt werden und damit die zusätzliche Elektromaschine EM2 in einem günstigen Betriebsbereich betrieben werden.
  • 4 zeigt eine nochmals weitere mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 300, insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes, welches beispielsweise in oder an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, zum Einsatz kommen kann. Das Schaltgetriebe 300 ist ein Bestandteil eines Hybridantriebes 500.2. Bauteile des Schaltgetriebes 300 sowie des Hybridantriebes 500.2, welche identisch oder funktionsgleich mit Bauteilen des Schaltgetriebes 100 und des Hybridantriebes 500 der 1 sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Schaltgetriebe 100 und dem Hybridantrieb 500 der 1 verwiesen.
  • Das Schaltgetriebe 300 unterscheidet sich von dem Schaltgetriebe 100 in einer geänderten Bauweise der Elektromaschinengruppe EMG. Die Elektromaschine EM1 und die zusätzliche Elektromaschine EM2 sind dort jeweils direkt mit der zugehörigen Eingangswelle EW1 bzw. EW2 des ersten Teilgetriebes bzw. des zweiten Teilgetriebes wirkverbindbar. Eine Vorübersetzung ist weder für die Elektromaschine EM1 noch für die zusätzliche Elektromaschine EM2 vorgesehen. Dies ist dadurch realisiert, dass im Unterschied zu dem Schaltgetriebe 100 der 1 die fünfte Welle 5 weggelassen ist und stattdessen die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes mit der weiteren Getriebeeingangswelle 3 drehfest verbunden oder daraus gebildet.
  • 5 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 100', insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes, welches beispielsweis in oder an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, zum Einsatz kommen kann. Das Schaltgetriebe 100' ist ein Bestandteil eines Hybridantriebes 600. Bauteile des Schaltgetriebes 100' sowie des Hybridantriebes 600, welche identisch oder funktionsgleich mit Bauteilen des Schaltgetriebes 100 und des Hybridantriebes 500 der 1 sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Schaltgetriebe 100 und dem Hybridantrieb 500 der 1 verwiesen.
  • Das Schaltgetriebe 100' der 5 ist eine Erweiterung des Schaltgetriebes 100 der 1 dahingehend, dass bei dem Schaltgetriebe 100' zusätzlich eine Bereichsgruppe GP vorgesehen ist. Die Bereichsgruppe GP ist mit dem Hauptgetriebe HG gekoppelt oder koppelbar. Die Bereichsgruppe GP hat wenigstens einen Planetenradsatz PS mit einem ersten Getriebeglied 3.1, einem zweiten Getriebeglied 3.2 und einem dritten Getriebeglied 3.3. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 3.1 ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied 3.2 ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied 3.3 ein Hohlrad.
  • Es ist vorgesehen, dass das erste Getriebeglied 3.1 mit einer sechsten Welle 6 drehfest verbunden ist, welche über das sechste Schaltelement 60 mit der Getriebeeingangswelle 1 und über das siebte Schaltelement 70 mit der fünften Radebene R5 koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Es ist ferner vorgesehen, dass das zweite Getriebeglied 3.2 mit der Getriebeausgangswelle 2 drehfest verbunden ist und über ein achtes Schaltelement 80 mit der fünften Radebene R5 koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist, und das dritte Getriebeglied 3.3 über ein neuntes Schaltelement L mit einem gehäusefesten Bauteil G oder dem gehäusefesten Bauteil G und über ein zehntes Schaltelement S mit der Getriebeausgangswelle 2 jeweils koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Es ist somit bei dem Schaltgetriebe 100' im Unterschied zu dem Schaltgetriebe 100 die gemeinsame Ausgangswelle AW der beiden Teilgetriebe mit der sechsten Welle 6 drehfest verbunden oder daraus gebildet.
  • Das achte Schaltelement 80 kann ein unsynchronisiertes Klauenschaltelement sein. Das achte Schaltelement 80 kann für eine Synchronisierung mit der Elektromaschine EM1, insbesondere durch eine Drehzahlregelung der Elektromaschine EM1, genutzt werden. Das neunte Schaltelement L und/oder das zehnte Schaltelement S kann bzw. können als synchronisierte oder synchronisierbare Schaltelemente ausgebildet sein, beispielsweise als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein.
  • Durch den Planetenradsatz PS kann die fünfte Radebene R5 des Hauptgetriebes HG, welche als Abtriebskonstante genutzt ist, über den Planetenradsatz PS auf zwei Wegen mit der Getriebeausgangswelle 2 gekoppelt werden. Die fünfte Radebene 5 kann einmal über das siebte Schaltelement 70 mit der sechsten Welle 6 drehfest verbunden werden und ist darüber mit dem ersten Getriebeglied 3.1 des Planetenradsatzes PS drehfest verbunden. Die fünfte Radebene R5 kann alternativ auch über das achte Schaltelement 80 mit dem zweiten Getriebeglied 3.2 des Planetenradsatzes PS drehfest verbunden werden. Durch die Ankopplung der fünften Radebene R5 an das zweite Getriebeglied 3.2 ist erreicht, dass über die vierte Welle 4 bzw. Vorgelegewelle die Elektromaschine EM1 die Zugkraft stützen kann, während zwischen dem neunten Schaltelement L und dem zehnten Schaltelement S lastfrei umgeschaltet wird. Auch ist durch die Umkopplung der fünften Radebene R5 mittels des siebten Schaltelementes 70 und des achten Schaltelementes 80 erreicht, dass die Drehzahl der vierten Welle 4 bzw. Vorgelegewelle beim Fahren im Direktgang abgesenkt werden kann, um Schleppverluste an Lagern und Dichtungen zu reduzieren.
  • 6 zeigt eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche mit dem Schaltgetriebe 100' schaltbar sind und der dazu auszuführenden Schaltkombinationen bezüglich des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40, des fünften Schaltelementes 50, des sechsten Schaltelementes 60, des siebten Schaltelementes 70, des achten Schaltelementes 80, des neunten Schaltelementes L und des zehnten Schaltelementes S. Die Schaltmatrix gemäß der 6 bezieht sich auf eine Variante, in der das Schaltgetriebe 100' als 10-Ganggetriebe genutzt ist, wobei sich die Gänge auf einen Kraftfluss ausgehend von der Getriebeeingangswelle 1 bzw. der daran gekoppelten Verbrennungskraftmaschine VM beziehen.
  • Die Gänge bzw. Gangstufen sind in der ersten Spalte der Übersicht angegeben. Die Gänge sind mit „1“, „2“, „3“, „4“, „5“, „6“, „7“, „8“, „9“, „10“ gekennzeichnet. In sich daran anschließenden Spalten ist die Stellung der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, L, S angegeben, wobei durch Kreuze gekennzeichnet ist, dass das jeweilige Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 bzw. 80 bzw. L bzw. S in einer geschlossenen Schalterstellung vorliegt. Sofern kein Kreuz angegeben ist, kann das entsprechende Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 bzw. 80 bzw. L bzw. S geöffnet vorliegen. Auch in der 4 sind, wie bereits in der 2, in der mit „Vorwahl“ bezeichneten Spalte schaltbare Vorwahlgänge angegeben.
  • In der 6 sind beispielhaft Größenwerte einer möglichen Auslegung des Schaltgetriebes 100' hinsichtlich der Übersetzungen und der Übersetzungssprünge bzw. Gangsprünge angegeben. Es ist die zu jedem Gang vorgesehene Übersetzung i angegeben. Gangsprünge bzw. Übersetzungssprünge, welche als „phi“ bezeichnet sind, betreffen den Gangsprung des jeweils angegebenen Ganges in den jeweils nächsthöheren Gang, wobei der Wert für den Gangsprung jeweils in der Zeile für den kleineren Gang angegeben ist.
  • Der 1. Gang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10, des dritten Schaltelementes 30, des siebten Schaltelementes 70 und des neunten Schaltelementes L geschaltet. Der 2. Gang wird durch Schließen des vierten Schaltelementes 40, des siebten Schaltelementes 70 und des neunten Schaltelementes L geschaltet. Der 3. Gang wird durch Schließen des fünften Schaltelementes 50, des siebten Schaltelementes 70 und des neunten Schaltelementes L geschaltet. Der 4. Gang wird durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30, des siebten Schaltelementes 70 und des neunten Schaltelementes L geschaltet. Der 5. Gang wird durch Schließen des sechsten Schaltelementes 60 und des neunten Schaltelementes L geschaltet. Der 6. Gang wird durch Schließen des ersten Schaltelementes 10, des dritten Schaltelementes 30 und des achten Schaltelementes 80 geschaltet. Der 7. Gang wird durch Schließen des vierten Schaltelementes 40 und des achten Schaltelementes 80 geschaltet. Der 8. Gang wird durch Schließen des fünften Schaltelementes 50 und des achten Schaltelementes 80 geschaltet. Der 9. Gang wird durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30 und des achten Schaltelementes 80 geschaltet. Der 10. Gang wird durch Schließen des sechsten Schaltelementes 60 und des zehnten Schaltelementes S geschaltet.
  • Ausgehend von der Getriebeeingangswelle 1 ist in den Gängen eins bis zehn dann jeweils ein Kraftflusspfad hin zur Getriebeausgangswelle 2 aufgebaut. Um bei sämtlichen dieser Gänge auch einen Kraftflusspfad von der weiteren Getriebeeingangswelle 3 auf die Getriebeausgangswelle 2 aufzubauen, ist es vorgesehen, dass in dem 2. Gang das erste Schaltelement 10 oder das zweite Schaltelement 20 zusätzlich geschlossen ist, in dem 3. Gang das zweite Schaltelement 20 zusätzlich geschlossen ist, in dem 5. Gang das erste Schaltelement 10 oder zweite Schaltelement 20 und das siebte Schaltelement 70 oder achte Schaltelement 80 zusätzlich geschlossen sind, in dem 7. Gang das erste Schaltelement 10 oder das zweite Schaltelement 20 zusätzlich geschlossen ist, in dem 8. Gang das zweite Schaltelement 20 zusätzlich geschlossen ist und/oder in dem 10. Gang das zweite Schaltelement 20 und das achte Schaltelement 80 zusätzlich geschlossen sind oder das dritte Schaltelement 30 zusätzlich geschlossen ist.
  • In dem 6. Gang, dem 7. Gang, dem 8. Gang und dem 9. Gang sind das neunte Schaltelement und das zehnte Schaltelement jeweils lastfrei, wenn der Kraftfluss über das achte Schaltelement 80 direkt auf das zweite Getriebeglied 3.2 des Planetenradsatzes PS geleitet wird. Insofern kann in diesen Gängen das neunte Schaltelement L oder das zehnte Schaltelement S geschlossen bleiben.
  • In dem 10. Gang mit der Vorwahl von „0“ ist es durch Schließen des ersten Schaltelementes 10, des sechsten Schaltelementes 60 und des zehnten Schaltelementes S möglich, dass die Elektromaschine EM1 und die vierte Welle 4 bzw. Vorgelegewelle im Stillstand vorliegen. In dem 10. Gang mit dem 6. Gang als Vorwahlgang ist eine Absenkung der Drehzahl der vierten Welle 4 bzw. Vorgelegewelle erreicht.
  • 7 zeigt beispielhaft eine mögliche Übersetzungsreihe für die Radebenen R1, R2, R3, R4, R5, die durch den Planetenradsatz PS gebildete Radebene und die durch die Vorübersetzung V1 gebildete Radebene. Für den Planetenradsatz PS ist die angegebene Übersetzung die Standgetriebeübersetzung. Gleiches gilt für die Vorübersetzung V1, wenn die Vorübersetzung V1 durch ein Planetenradgetriebe gebildet ist. Bezüglich der Radebenen R1, R2, R3, R4, R5 entspricht die angegebene Übersetzung dem jeweiligen Zähnezahlverhältnis der Stirnräder. Das negative Vorzeichen bezieht sich auf eine Drehrichtungsumkehr. Die Übersetzungen der Radebenen R1, R2, R3, R4 sind in der Kraftflussrichtung von der Getriebeeingangswelle 1 und der weiteren Getriebeeingangswelle 3 hin zur vierten Welle 4 bzw. Vorgelegewelle angegeben. Die Übersetzung bezüglich der fünften Radebene R5 ist in der Kraftflussrichtung von der vierten Welle 4 bzw. Vorgelegewelle zur sechsten Welle 6 bzw. Hauptwelle angegeben.
  • 8 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 200', welches ein Bestandteil eines Hybridantriebes 600.1 ist. Das Schaltgetriebe 200' beruht auf der Ausführungsform des Schaltgetriebes 200 gemäß der 3, welches um die Bereichsgruppe GP entsprechend dem Schaltgetriebe 100' der 5 erweitert ist. Es wird insofern auf die Beschreibung zu dem Schaltgetriebe 200 der 3 und bezüglich der Bereichsgruppe GP auf die Beschreibung zu dem Schaltgetriebe 100' der 5 verwiesen.
  • 9 zeigt eine nochmals weitere mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 300', welches ein Bestandteil eines Hybridantriebes 600.2 ist. Das Schaltgetriebe 300' beruht auf der Ausführungsform des Schaltgetriebes 300 gemäß der 4, welches um die Bereichsgruppe GP entsprechend dem Schaltgetriebe 100' der 5 erweitert ist. Es wird insofern auf die Beschreibung zu dem Schaltgetriebe 300 der 4 und bezüglich der Bereichsgruppe GP auf die Beschreibung zu dem Schaltgetriebe 100' der 5 verwiesen.
  • Bei sämtlichen in den Figuren dargestellten Mehrstufengetrieben sind der Einfachheit halber die koaxial bezüglich der Getriebeeingangswelle 1 angeordneten Getriebeglieder lediglich zur Hälfte dargestellt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Getriebeeingangswelle (erste Welle)
    2
    Getriebeausgangswelle (zweite Welle)
    3
    weitere Getriebeeingangswelle (dritte Welle)
    4
    vierte Welle
    5
    fünfte Welle
    6
    sechste Welle
    EW1
    Eingangswelle
    EW2
    Eingangswelle
    AW
    Ausgangswelle
    HG
    Hauptgetriebe
    GP
    Bereichsgruppe
    EMG
    Elektromaschinengruppe
    VM
    Verbrennungskraftmaschine
    TD
    Torsionsdämpfer
    EM1
    Elektromaschine
    EM2
    zusätzliche Elektromaschine
    R
    Rotor
    S
    Stator
    V1
    Vorübersetzung
    V2
    Vorübersetzung
    PS
    Planetenradsatz
    G
    Gehäuse, gehäusefestes Bauteil
    1.1
    erstes Getriebeglied
    1.2
    zweites Getriebeglied
    1.3
    drittes Getriebeglied
    2.1
    erstes Getriebeglied
    2.2
    zweites Getriebeglied
    2.3
    drittes Getriebeglied
    3.1
    erstes Getriebeglied
    3.2
    zweites Getriebeglied
    3.3
    drittes Getriebeglied
    R1
    erste Radebene
    R2
    zweite Radebene
    R3
    dritte Radebene
    R4
    vierte Radebene
    R5
    fünfte Radebene
    11
    erstes Losrad
    12
    zweites Losrad
    13
    drittes Losrad
    14
    viertes Losrad
    15
    fünftes Losrad
    11'
    erstes Festrad
    12'
    zweites Festrad
    13'
    drittes Festrad
    14'
    viertes Festrad
    15'
    fünftes Festrad
    10
    erstes Schaltelement
    20
    zweites Schaltelement
    30
    drittes Schaltelement
    40
    viertes Schaltelement
    50
    fünftes Schaltelement
    60
    sechstes Schaltelement
    70
    siebtes Schaltelement
    80
    achtes Schaltelement
    L
    neuntes Schaltelement
    S
    zehntes Schaltelement
    SE
    Schalteinrichtung
    X
    erstes Zusatzschaltelement
    Y
    zweites Zusatzschaltelement
    100
    Schaltgetriebe
    200
    Schaltgetriebe
    300
    Schaltgetriebe
    100'
    Schaltgetriebe
    200'
    Schaltgetriebe
    300'
    Schaltgetriebe
    500
    Hybridantrieb
    500.1
    Hybridantrieb
    500.2
    Hybridantrieb
    600
    Hybridantrieb
    600.1
    Hybridantrieb
    600.2
    Hybridantrieb
    i
    Übersetzung
    phi
    Gangsprung, Übersetzungssprung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010030573 A1 [0002, 0003]
    • DE 102011005451 A1 [0004]

Claims (27)

  1. Schaltgetriebe (100; 200; 300; 100'; 200'; 300') für einen Hybridantrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, mit einer Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, einer Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle und einer weiteren Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle, mit einer Elektromaschine (EM1), welche mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, mit einem Hauptgetriebe (HG), umfassend wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5), welche wenigstens zwei Teilgetriebe bilden, von denen ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle (EW1, EW2) und eine gemeinsame Ausgangswelle (AW) haben, wobei die Eingangswelle (EW2) des zweiten Teilgetriebes mit der Getriebeeingangswelle (1), die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und die gemeinsame Ausgangswelle (AW) der beiden Teilgetriebe mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbunden sind, und mit mehreren Schaltelementen (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), deren selektives Schalten verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine zusätzliche Elektromaschine (EM2) und eine Schalteinrichtung (SE) für die zusätzliche Elektromaschine (EM2) vorgesehen sind und die Schalteinrichtung (SE) zum antriebswirksamen Koppeln der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) mit der Eingangswelle (EW1; EW2) wenigstens eines der Teilgetriebe dient.
  2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (SE) zum antriebswirksamen Koppeln der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) mit den Eingangswellen (EW1, EW2) der beiden Teilgetriebe dient und zum Umkoppeln zwischen den Eingangswellen (EW1, EW2) ausgebildet ist.
  3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (SE) wenigstens ein Schaltelement als Zusatzschaltelement des Schaltgetriebes (100; 200; 300; 100'; 200'; 300') aufweist, welches in wenigstens zwei Schaltstellungen bringbar ist, wobei in einer Schaltstellung die zusätzliche Elektromaschine (EM2) mit der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes triebverbunden ist und in einer weiteren Schaltstellung die zusätzliche Elektromaschine (EM2) mit der Eingangswelle (EW2) des zweiten Teilgetriebes triebverbunden ist.
  4. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (SE) wenigstens zwei Schaltelemente als Zusatzschaltelemente (X, Y) des Schaltgetriebes (100; 200; 300; 100'; 200'; 300') aufweist, von denen ein erstes Zusatzschaltelement (X) zum antriebswirksamen Koppeln der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) mit der Eingangswelle (EW2) des zweiten Teilgetriebes und ein zweites Zusatzschaltelement (Y) zum antriebswirksamen Koppeln der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) mit der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes dient.
  5. Schaltgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzschaltelemente (X, Y) in einem Doppelschaltelement zusammengefasst sind.
  6. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (SE) eine Neutralstellung aufweist, in der die zusätzliche Elektromaschine (EM2) von den Eingangswellen (EW1, EW2) der Teilgetriebe antriebsmäßig entkoppelt ist.
  7. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Elektromaschine (EM2) mit der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes über eine Vorübersetzung (V1) wirkverbindbar ist und mit der Eingangswelle (EW2) des zweiten Teilgetriebes direkt wirkverbindbar ist.
  8. Schaltgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass über die Vorübersetzung (V1) die Elektromaschine (EM1) mit der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes wirkverbunden ist.
  9. Schaltgetriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorübersetzung (V1) durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied (1.1), einem zweiten Getriebeglied (1.2) und einem dritten Getriebeglied (1.3) gebildet ist, wobei das erste Getriebeglied (1.1) mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) drehfest verbunden ist, das zweite Getriebeglied (1.2) mit einer fünften Welle (5) drehfest verbunden ist und das dritte Getriebeglied (1.3) gegen ein gehäusefestes Bauteil (G) festgesetzt ist.
  10. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Elektromaschine (EM2) mit der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes über eine Vorübersetzung (V2) wirkverbindbar ist und über die Vorübersetzung (V2) mit der Eingangswelle (EW2) des zweiten Teilgetriebes wirkverbindbar ist.
  11. Schaltgetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorübersetzung (V2) durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied (2.1), einem zweiten Getriebeglied (2.2) und einem dritten Getriebeglied (2.3) gebildet ist, wobei das erste Getriebeglied (2.1) mit einem Rotor (R) der zusätzlichen Elektromaschine (EM2) drehfest verbunden ist, das zweite Getriebeglied (2.2) mit der Getriebeeingangswelle (1) und mit einer fünften Welle (5) jeweils wirkverbindbar ist und das dritte Getriebeglied (2.3) gegen ein gehäusefestes Bauteil (G) festgesetzt ist.
  12. Schaltgetriebe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (EM1) mit der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes über eine Vorübersetzung (V1) wirkverbunden ist.
  13. Schaltgetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorübersetzung (V1) durch ein Planetenradgetriebe mit einem ersten Getriebeglied (1.1), einem zweiten Getriebeglied (1.2) und einem dritten Getriebeglied (1.3) gebildet ist, wobei das erste Getriebeglied (1.1) mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) drehfest verbunden ist, das zweite Getriebeglied (1.2) mit der fünften Welle (5) drehfest verbunden ist und das dritte Getriebeglied (1.3) gegen ein gehäusefestes Bauteil (G) festgesetzt ist.
  14. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 9, 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des Hauptgetriebes (HG) eine erste Radebene (R1), eine zweite Radebene (R2), eine dritte Radebene (R3) eine vierte Radebene (R4) und eine fünfte Radebene (R5) mit jeweils wenigstens einem Festrad (11', 12', 13', 14', 15') und einem zugehörigen Losrad (11, 12, 13, 14, 15) vorgesehen sind, wobei das jeweilige Festrad (11', 12', 13', 14', 15') der vierten Welle (4) zugeordnet ist, wobei die erste Radebene (R1) über ein erstes Schaltelement (10) und die zweite Radebene (R2) über ein zweites Schaltelement (20) jeweils mit der fünften Welle (5) koppelbar sind, die fünfte Welle (5) über ein drittes Schaltelement (30) mit der Getriebeeingangswelle (1) koppelbar ist, die dritte Radebene (R3) über ein viertes Schaltelement (40) und die vierte Radebene (R4) über ein fünftes Schaltelement (50) jeweils mit der Getriebeeingangswelle (1) koppelbar sind, die Getriebeeingangswelle (1) über ein sechstes Schaltelement (60) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar ist und die fünfte Radebene (R5) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbunden ist oder über ein siebtes Schaltelement (70) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar ist.
  15. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Elektromaschine (EM2) mit der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes und mit der ersten Eingangswelle (EW2) des zweiten Teilgetriebes jeweils direkt wirkverbindbar ist und die Elektromaschine (EM1) mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) direkt wirkverbunden ist.
  16. Schaltgetriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des Hauptgetriebes (HG) eine erste Radebene (R1), eine zweite Radebene (R2), eine dritte Radebene (R3) eine vierte Radebene (R4) und eine fünfte Radebene (R5) mit jeweils wenigstens einem Festrad (11', 12', 13', 14', 15') und einem zugehörigen Losrad (11, 12, 13, 14, 15) vorgesehen sind, wobei das jeweilige Festrad (11', 12', 13', 14', 15') der vierten Welle (4) zugeordnet ist, wobei die erste Radebene (R1) über ein erstes Schaltelement (10) und die zweite Radebene (R2) über ein zweites Schaltelement (20) jeweils mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) koppelbar sind, die weitere Getriebeeingangswelle (3) über ein drittes Schaltelement (30) mit der Getriebeeingangswelle (1) koppelbar ist, die dritte Radebene (R3) über ein viertes Schaltelement (40) und die vierte Radebene (R4) über ein fünftes Schaltelement (50) jeweils mit der Getriebeeingangswelle (1) koppelbar sind, die Getriebeeingangswelle (1) über ein sechstes Schaltelement (60) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar ist und die fünfte Radebene (R5) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbunden ist oder über ein siebtes Schaltelement (70) mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbindbar ist.
  17. Schaltgetriebe nach Anspruch 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der Getriebeeingangswelle (1) wenigstens ein, beispielsweise fünf Gänge wahlweise schaltbar sind, wobei in einem 1. Gang das erste Schaltelement (10), das dritte Schaltelement (30) und das siebte Schaltelement (70) geschlossen sind, in einem 2. Gang das vierte Schaltelement (40) und das siebte Schaltelement (70) geschlossen sind, in einem 3. Gang das fünfte Schaltelement (50) und das siebte Schaltelement (70) geschlossen sind, in einem 4. Gang das zweite Schaltelement (20), das dritte Schaltelement (30) und das siebte Schaltelement (70) geschlossen sind und/oder in einem 5. Gang das sechste Schaltelement (60) geschlossen ist.
  18. Schaltgetriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem 2. Gang das erste Schaltelement (10) oder das zweite Schaltelement (20) zusätzlich geschlossen ist, in dem 3. Gang das zweite Schaltelement (20) zusätzlich geschlossen ist und in dem 5. Gang das erste Schaltelement (10) oder das zweite Schaltelement (20) und das siebte Schaltelement (70) zusätzlich geschlossen sind.
  19. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 14, 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (100'; 200'; 300') eine mit dem Hauptgetriebe (HG) gekoppelte oder koppelbare Bereichsgruppe (PG) aufweist, welche wenigstens einen Planetenradsatz (PS) mit einem ersten Getriebeglied (3.1), einem zweiten Getriebeglied (3.2) und einem dritten Getriebeglied (3.3) hat, wobei das erste Getriebeglied (3.1) mit einer sechsten Welle (6) drehfest verbunden ist, welche über das sechste Schaltelement (60) mit der Getriebeeingangswelle (1) und über das siebte Schaltelement (70) mit der fünften Radebene (R5) koppelbar ist, das zweite Getriebeglied (3.2) des Planetenradsatzes (PS) mit der Getriebeausgangswelle (2) drehfest verbunden ist und über ein achtes Schaltelement (80) mit der fünften Radebene (R5) koppelbar ist und das dritte Getriebeglied (3.3) des Planetenradsatzes (PS) über ein neuntes Schaltelement (L) mit einem gehäusefesten Bauteil (G) und über ein zehntes Schaltelement (S) mit der Getriebeausgangswelle (2) jeweils koppelbar ist.
  20. Verfahren zur Steuerung eines Schaltgetriebes (100; 200; 300; 100'; 200'; 300') bei einem Hybridantrieb mit einer Verbrennungskraftmaschine (VM), wobei das Schaltgetriebe (100; 200; 300; 100'; 200'; 300') eine Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle, eine Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, eine weitere Getriebeeingangswelle (3) als dritte Welle, eine Elektromaschine (EM1), ein Hauptgetriebe (HG) und mehrere Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) aufweist, wobei die Getriebeeingangswelle (1) mit der Verbrennungskraftmaschine (VM) triebverbunden oder triebverbindbar ist und die Elektromaschine (EM1) mit der weiteren Getriebeeingangswelle (3) triebverbunden ist, wobei das Hauptgetriebe (HG) wenigstens eine vierte Welle (4) und mehrere damit gekoppelte Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5) umfasst, welche wenigstens zwei Teilgetriebe bilden, von denen ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe jeweils eine Eingangswelle (EW1, EW2) und eine gemeinsame Ausgangswelle (AW) haben, wobei die Eingangswelle (EW2) des zweiten Teilgetriebes mit der Getriebeeingangswelle (1), die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes mit der weitere Getriebeeingangswelle (3) und die gemeinsame Ausgangswelle (AW) der beiden Teilgetriebe mit der Getriebeausgangswelle (2) wirkverbunden sind und wobei durch selektives Schalten der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) und/oder zwischen der weiteren Getriebeeingangswelle (3) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt sind, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Schalteinrichtung (SE) eine zusätzliche Elektromaschine (EM2) von einem Ausgangszustand in einen Koppelzustand gebracht wird, in welchem die zusätzliche Elektromaschine (EM2) mit der Antriebswelle (EW1; EW2) wenigstens eines der Teilgetriebe antriebswirksam gekoppelt ist.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Schalteinrichtung (SE) die zusätzliche Elektromaschine (EM2) von dem einen Koppelzustand in einen anderen Koppelzustand gebracht wird, in welchem die zusätzliche Elektromaschine (EM2) mit der Antriebswelle (EW1; EW2) des anderen Teilgetriebes antriebswirksam gekoppelt ist.
  22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ausgangszustand die zusätzliche Elektromaschine (EM2) von den Antriebswellen (EW1, EW2) der beiden Teilgetriebe antriebsmäßig abgekoppelt ist oder mit der Antriebswelle (EW1; EW2) wenigstens eines der Teilgetriebe antriebswirksam gekoppelt ist.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Schalteinrichtung (SE) die zusätzliche Elektromaschine (EM2) mit der Verbrennungskraftmaschine (VM) antriebswirksam gekoppelt wird, um die zusätzliche Elektromaschine (EM2) zum Starten der Verbrennungskraftmaschine (VM) und/oder zum Unterstützen der Verbrennungskraftmaschine (VM) bei Schaltvorgängen und/oder als Generator zur Speisung eines Bordnetzes und/oder zur Speisung der Elektromaschine (EM1) und/oder zum Laden eines elektrischen Energiespeichers zu nutzen.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Schalteinrichtung (SE) die zusätzliche Elektromaschine (EM2) mit der Elektromaschine (EM1) antriebswirksam gekoppelt wird, um die zusätzliche Elektromaschine (EM2) ergänzend zu der Elektromaschine (EM1) zum elektrischen Fahren bei ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine (VM) und/oder zum Stützen der Zugkraft bei Schaltvorgängen zu nutzen.
  25. Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 20 bis 24.
  26. Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung mit einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 25.
  27. Hybridantrieb (500; 500.1; 500.2; 600; 600.1; 600.2) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine (VM) und einem Schaltgetriebe (100; 200; 300; 100'; 200', 300') nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dessen Getriebeeingangswelle (1) mit der Verbrennungskraftmaschine (VM) triebverbunden oder triebverbindbar ist, und/oder mit einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 25.
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