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DE102011005451A1 - Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebs - Google Patents

Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebs Download PDF

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DE102011005451A1
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DE
Germany
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electric machine
gear
clutch
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switching element
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Withdrawn
Application number
DE102011005451A
Other languages
English (en)
Inventor
Uwe Griesmeier
Dr. Kaltenbach Johannes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
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Priority to EP12702498.2A priority patent/EP2683567B1/de
Priority to CN201280012728.5A priority patent/CN103415410B/zh
Priority to PCT/EP2012/051626 priority patent/WO2012123168A1/de
Priority to US14/003,459 priority patent/US8979704B2/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, der ein automatisiertes Schaltgetriebe (2.1, 2.2) mit zwei Eingangswellen (GE1, GE2) und einer gemeinsamen Ausgangswelle (GA) umfasst, dessen erste Eingangswelle (GE1) über eine Trennkupplung (K1) mit der Triebwelle (3) eines Verbrennungsmotors (VM) verbindbar und über eine erste Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze (G1, G3, G5, R; Z3) mit der Ausgangswelle (GA) in Triebverbindung bringbar ist, dessen zweite Eingangswelle (GE2) mit dem Rotor (4) einer als Motor und als Generator betreibbaren Elektromaschine (EM1) in Triebverbindung steht und über eine zweite Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze (G2, G4; Z1, Z2) mit der Ausgangswelle (GA) in Triebverbindung bringbar ist, und dessen Eingangswellen (GE1, GE2) über ein einrückbares und ausrückbares Koppel-Schaltelement (SK) miteinander koppelbar sind. Zur Verbesserung der Betriebseigenschaften des Hybridantriebs ist eine als Motor und als Generator betreibbare zweite Elektromaschine (EM2) vorgesehen, deren Rotor (5) mit der ersten Eingangswelle (GE1) in Triebverbindung steht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, der ein automatisiertes Schaltgetriebe mit zwei Eingangswellen und einer gemeinsamen Ausgangswelle umfasst, dessen erste Eingangswelle über eine Trennkupplung mit der Triebwelle eines Verbrennungsmotors verbindbar und über eine erste Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar ist, dessen zweite Eingangswelle mit dem Rotor einer als Motor und als Generator betreibbaren Elektromaschine in Triebverbindung steht und über eine zweite Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar ist, und dessen Eingangswellen über ein einrückbares und ausrückbares Koppel-Schaltelement miteinander koppelbar sind. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Steuerung eines derartigen Hybridantriebs, mit dem ein Gangwechsel in dem Schaltgetriebe während eines Elektrofahrbetriebs ohne Zugkraftunterbrechung durchführbar ist.
  • In der DE 199 60 621 B4 ist ein derartiger Hybridantrieb mit drei Ausführungsformen eines Schaltgetriebes beschrieben. In allen Varianten weist der verbrennungsmotorische Kraftübertragungszweig des Schaltgetriebes eine erste Vorgelegewelle auf, die eingangsseitig über eine Eingangskonstante, eine erste Eingangswelle, und eine Reibungskupplung mit der Triebwelle eines Verbrennungsmotors sowie ausgangsseitig über eine erste Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit einer Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar ist. In der ersten Ausführungsvariante nach der dortigen 1 ist eine zweite Eingangswelle als eine zweite Vorgelegewelle ausgebildet, die drehfest mit dem Rotor einer Elektromaschine verbunden und über eine zweite Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar ist. Das eingangs genannte Koppel-Schaltelement ist in diesem Fall als eine Schaltkupplung ausgebildet, die zwischen dem vorgelegeseitigen Triebrad einer zwischen der ersten Eingangswelle und der zweiten Vorgelegewelle angeordneten Triebstufe und der zweiten Vorgelegewelle angeordnet ist.
  • In der zweiten und dritten Ausführungsform nach den dortigen 2 und 3 ist die zweite Eingangswelle als eine hohle Rotorwelle ausgebildet, die koaxial über der ersten Eingangswelle angeordnet und drehfest mit dem Rotor einer koaxial über der ersten Eingangswelle angeordneten Elektromaschine verbunden ist. Die Rotorwelle steht über eine zweite Eingangskonstante mit der zweiten Vorgelegewelle in Triebverbindung, die über die zweite Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar ist. Das Koppel-Schaltelement ist in diesem Fall als eine Schaltkupplung ausgebildet, die zwischen der ersten Eingangswelle und der Rotorwelle angeordnet ist.
  • Bei einem weiteren derartigen Hybridantrieb gemäß der WO 2008/138 387 A1 sind die beiden Eingangswellen des betreffenden Schaltgetriebes als Vorgelegewellen ausgebildet. Die erste Eingangs- bzw. Vorgelegewelle des verbrennungsmotorischen Kraftübertragungszweiges ist eingangsseitig über eine steuerbare Trennkupplung mit der Triebwelle eines Verbrennungsmotors verbindbar und ausgangsseitig über eine erste Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit einer Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar. Die zweite Eingangs- bzw. Vorgelegewelle des elektromotorischen Kraftübertragungszweiges ist eingangsseitig drehfest mit dem Rotor einer Elektromaschine verbunden und ausgangsseitig über eine zweite Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar. Die Gangradsätze beider Gruppen sind in gemeinsamen Radialebenen angeordnet und nutzen jeweils ein gemeinsames, auf der Ausgangswelle angeordnetes Abtriebsrad. Die Losräder und die zugeordneten, in einem Schaltpaket zusammengefassten Gangkupplungen von zwei axial benachbarten Gangradsätzen der zweiten Gruppe sind auf der Ausgangswelle angeordnet. Hierdurch sind die Gangkupplungen der dieselben Losräder nutzenden Gangradsätze der ersten Gruppe zugleich als Koppel-Schaltelemente wirksam, über welche jeweils die Kopplung beider Eingangswellen unabhängig von der Schaltung eines der betreffenden Gangradsätze möglich ist.
  • Aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2010 030 569 A1 sind verschiedene Ausführungsformen eines gattungsgemäßen Hybridantriebs bekannt, bei dem das betreffende Schaltgetriebe aus einem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei koaxial angeordneten Eingangswellen abgeleitet ist. Während die zentral angeordnete erste Eingangswelle über eine Trennkupplung mit der Triebwelle des Verbrennungsmotors verbindbar ist, steht die als Hohlwelle ausgebildete und koaxial über der ersten Eingangswelle angeordnete zweite Eingangswelle unmittelbar oder über eine Eingangsgetriebestufe mit dem Rotor der Elektromaschine in Triebverbindung. Das Koppel-Schaltelement zur Kopplung der beiden Eingangswellen ist als eine Reibungskupplung oder als eine Klauenkupplung ausgebildet und getriebeextern unmittelbar zwischen den beiden Eingangswellen angeordnet.
  • Der vorliegend betrachtete Hybridantrieb kann demzufolge mit unterschiedlich aufgebauten Schaltgetrieben realisiert sein. Allen Ausführungsformen von Schaltgetrieben ist jedoch gemeinsam, dass sie jeweils einen verbrennungsmotorischen Kraftübertragungszweig und einen elektromotorischen Kraftübertragungszweig aufweisen, die an der Ausgangswelle zusammengeführt sind. Der verbrennungsmotorische Kraftübertragungszweig umfasst jeweils die erste Eingangswelle, die Gangradsätze der ersten Gruppe sowie die Ausgangswelle und ermöglicht die Übertragung eines Drehmoments zwischen dem Verbrennungsmotor und den mit der Ausgangswelle in Triebverbindung stehenden Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs. Der elektromotorische Kraftübertragungszweig umfasst jeweils die zweite Eingangswelle, die Gangradsätze der zweiten Gruppe sowie die Ausgangswelle und ermöglicht die Übertragung eines Drehmoments zwischen der Elektromaschine und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs.
  • Bei geöffnetem Koppel-Schaltelement ist bei diesem Typ von Hybridantrieb somit über einen geschalteten Gangradsatz der ersten Gruppe ein rein verbrennungsmotorischer Fahrbetrieb, über einen geschalteten Gangradsatz der zweiten Gruppe ein rein elektromotorischer Fahrbetrieb, sowie über jeweils einen geschalteten Gangradsatz der ersten und der zweiten Gruppe ein Kombinationsfahrbetrieb beider Aggregate (Verbrennungsmotor und Elektromaschine) mit einem motorischen oder generatorischen Betrieb der Elektromaschine möglich.
  • Auch können Gangwechsel innerhalb einer Gruppe von Gangradsätzen als Lastschaltungen durchgeführt werden, indem die Zugkraft während des Gangwechsels durch das der anderen Gruppe von Gangradsätzen zugeordnete Aggregat (Verbrennungsmotor oder Elektromaschine) über einen dort geschalteten Gangradsatz zumindest teilweise aufrecht erhalten wird.
  • Durch das Schließen des Koppel-Schaltelementes kann der Verbrennungsmotor bei stehendem Kraftfahrzeug mittels der Elektromaschine gestartet werden. Zudem werden durch das Schließen des Koppel-Schaltelementes die Gangradsätze der zweiten Gruppe für den verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb und die Gangradsätze der ersten Gruppe für den elektromotorischen. Fahrbetrieb verfügbar gemacht. Bei entsprechender Übersetzung und Zuordnung der Gangradsätze werden somit insgesamt weniger Gangradsätze benötigt, und das Schaltgetriebe kann entsprechend einfacher sowie kompakter ausgeführt sein.
  • Nachteilig an diesen bekannten Hybridantrieben ist jedoch, dass ein Gangwechsel in dem Schaltgetriebe während eines Elektrofahrbetriebs, d. h. bei abgestelltem und/oder durch Öffnen der Trennkupplung abgekoppeltem Verbrennungsmotor, zwangsläufig mit einer Zugkraftunterbrechung verbunden ist, welches zu unerwünschten Komfort- und Dynamikeinbußen führt. Zudem können die Gangkupplungen der Gangradsätze der ersten Gruppe während eines Elektrofahrbetriebs nicht fremdsynchronisiert werden und müssen daher als Synchronkupplungen ausgeführt sein.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Hybridantrieb der eingangs genannten Art mit geringem Aufwand im Hinblick auf verbesserte Betriebseigenschaften weiterzubilden, so dass insbesondere ein Gangwechsel in dem Schaltgetriebe auch im Elektrofahrbetrieb ohne Zugkraftunterbrechung durchführbar ist. Außerdem soll ein Verfahren zur Steuerung eines derartigen Hybridantriebs angegeben werden, mit dem ein Gangwechsel in dem Schaltgetriebe während eines Elektrofahrbetriebs ohne Zugkraftunterbrechung durchführbar ist.
  • Die den Hybridantrieb betreffende Aufgabe ist in. Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass eine als Motor und als Generator betreibbare zweite Elektromaschine vorgesehen ist, deren Rotor mit der ersten Eingangswelle in Triebverbindung steht.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hybridantriebs sind Gegenstand der zugeordneten Unteransprüche 2 und 3.
  • Die Erfindung geht demnach aus von einem an sich bekannten Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, der ein automatisiertes Schaltgetriebe mit zwei Eingangswellen und einer gemeinsamen Ausgangswelle aufweist. Die erste Eingangswelle des Schaltgetriebes ist über eine Trennkupplung mit der Triebwelle eines Verbrennungsmotors VM verbindbar und über eine erste Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar. Die zweite Eingangswelle des Schaltgetriebes steht mit dem Rotor einer als Motor und als Generator betreibbaren Elektromaschine in Triebverbindung und ist über eine zweite Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar. Beide Eingangswellen sind über ein einrückbares und ausrückbares Koppel-Schaltelement miteinander koppelbar. Zur Verbesserung der Betriebseigenschaften des Hybridantriebs ist gemäß der Erfindung eine als Motor und als Generator betreibbare zweite Elektromaschine vorhanden, deren Rotor mit der ersten Eingangswelle in Triebverbindung steht.
  • Mittels der zweiten Elektromaschine können die Gangkupplungen der Gangradsätze der ersten Gruppe bei geöffneter Trennkupplung und ausgerücktem Koppel-Schaltelement synchronisiert werden und demzufolge als kostengünstige Klauenkupplungen ausgeführt sein. Der wesentliche Vorteil der zweiten Elektromaschine besteht jedoch darin, dass ein Gangwechsel in dem Schaltgetriebe während eines Elektrofahrbetriebs, d. h. bei abgestelltem und/oder durch Öffnen der Trennkupplung abgekoppeltem Verbrennungsmotor, ohne Zugkraftunterbrechung durchführbar ist, indem die zweite Elektromaschine während des Gangwechsels ein Drehmoment abgibt und über einen geschalteten Gangradsatz auf die Ausgangswelle überträgt.
  • Die zweite Elektromaschine ist bevorzugt als ein Starter-Generator ausgebildet, der leistungsschwächer als die erste Elektromaschine ausgelegt und nur kurzzeitig als Motor betreibbar ist, da für diese Funktionen ohnehin mindestens ein Aggregat erforderlich ist, und der Bauraumbedarf sowie ein mögliches Mehrgewicht somit gering ausfallen.
  • Der Rotor der zweiten Elektromaschine kann unmittelbar oder über eine Eingangsgetriebestufe mit der ersten Eingangswelle in Triebverbindung stehen. Während die zweite Elektromaschine bei einer unmittelbaren Triebverbindung des Rotors koaxial über der ersten Eingangswelle angeordnet ist, ist bei einer mittelbaren Triebverbindung über eine Eingangsgetriebestufe sowohl eine koaxiale als auch eine achsparallele Anordnung der zweiten Elektromaschine zu der ersten Eingangswelle möglich.
  • Weiter betrifft die Erfindung ein Steuerungsverfahren für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, der ein automatisiertes Schaltgetriebe mit zwei Eingangswellen und eine gemeinsamen Ausgangswelle aufweist, dessen erste Eingangswelle über eine Trennkupplung mit der Triebwelle eines Verbrennungsmotors verbindbar und über eine erste Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar ist, dessen zweite Eingangswelle mit dem Rotor einer als Motor und als Generator betreibbaren Elektromaschine in Triebverbindung steht und über eine zweite Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze mit der Ausgangswelle in Triebverbindung bringbar ist, und dessen Eingangswellen über ein einrückbares und ausrückbares Koppel-Schaltelement miteinander koppelbar sind, wobei ein Gangwechsel in dem Schaltgetriebe während eines Elektrofahrbetriebs ohne Zugkraftunterbrechung erfolgt. Hierzu ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass während des Gangwechsels eine als Motor und als Generator betreibbare zweite Elektromaschine, deren Rotor mit der ersten Eingangswelle in Triebverbindung steht, bei geöffnetem Koppel-Schaltelement über einen eingelegten Gangradsatz der ersten Gruppe zumindest kurzzeitig ein Drehmoment auf die Ausgangswelle überträgt.
  • Hierdurch wird eine schaltungsbedingte Zugkraftunterbrechung während des Elektrofahrbetriebs vermieden und der Fahrkomfort sowie die Fahrdynamik entsprechend verbessert.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Steuerungsverfahrens gemäß der Erfindung sind in den zugeordneten Unteransprüchen definiert.
  • Nachfolgend werden zunächst konkrete Schaltungsabläufe angegeben, die in Ausgestaltung des vorgenannten Verfahrens während eines Elektrofahrbetriebs mit der ersten Elektromaschine zur Anwendung kommen können. Dabei wird von einer relativ leistungsschwachen und nur für einen kurzzeitigen Motorbetrieb geeigneten. zweiten Elektromaschine ausgegangen, so dass das betreffende Kraftfahrzeug vor und nach dem Gangwechsel jeweils von der ersten Elektromaschine angetrieben wird.
  • So ist vorgesehen, dass bei einem Elektrofahrbetrieb mit der ersten Elektromaschine in einem Last-Gangradsatz (z. B. G2; Z1) der zweiten Gruppe ein Gangwechsel in einen Ziel-Gangradsatz (z. B. G3; Z3) der ersten Gruppe mit den folgenden Schritten erfolgt:
    • a) Ausrücken des Koppel-Schaltelementes, sofern dieses eingerückt ist,
    • b) Synchronisieren der Gangkupplung (E; B) des Ziel-Gangradsatzes (G3; Z3) mittels der zweiten Elektromaschine,
    • c) Einrücken der Gangkupplung (E; B) des Ziel-Gangradsatzes (G3; Z3),
    • d) zeitgleicher Lastabbau an der ersten Elektromaschine und Lastaufbau an der zweiten Elektromaschine,
    • e) Ausrücken der Gangkupplung (A; C) des Last-Gangradsatzes (G2; Z1),
    • f) Synchronisieren des Koppel-Schaltelementes mittels der ersten Elektromaschine,
    • g) Einrücken des Koppel-Schaltelementes, und
    • h) zeitgleicher Lastabbau an der zweiten Elektromaschine und Lastaufbau an der ersten Elektromaschine.
  • Bei einem Elektrofahrbetrieb mit der ersten Elektromaschine in einem Last-Gangradsatz (z. B. G3; Z3) der ersten Gruppe erfolgt ein Gangwechsel in einen Ziel-Gangradsatz (z. B. G4; Z2) der zweiten Gruppe dagegen mit den folgenden Schritten:
    • a) Zeitgleicher Lastabbau an der ersten Elektromaschine und Lastaufbau an der zweiten Elektromaschine,
    • b) Ausrücken des Koppel-Schaltelementes,
    • c) Synchronisieren der Gangkupplung (B; D) des Ziel-Gangradsatzes (G4; Z2) mittels der ersten Elektromaschine,
    • d) Einrücken der Gangkupplung (B; D) des Ziel-Gangradsatzes (G4; Z2),
    • e) zeitgleicher Lastabbau an der zweiten Elektromaschine und Lastaufbau an der ersten Elektromaschine, und
    • f) Ausrücken der Gangkupplung (E; B) des Last-Gangradsatzes (G3; Z3).
  • Wenn bei einem Elektrofahrbetrieb mit der ersten Elektromaschine in einem Last-Gangradsatz (z. B. G2; Z1) der zweiten. Gruppe ein Gangwechsel in einen Ziel-Gangradsatz (z. B. G4; Z2) der zweiten Gruppe erfolgen soll, sind die folgenden Schritte vorgesehen:
    • a) Ausrücken des Koppel-Schaltelementes, sofern dieses eingerückt ist,
    • b) Synchronisieren der Gangkupplung (E; B) eines Zwischen-Gangradsatzes (z. B. G3; Z3) der ersten Gruppe mittels der zweiten Elektromaschine,
    • c) Einrücken der Gangkupplung (E; B) des Zwischen-Gangradsatzes (G3; Z3),
    • d) zeitgleicher Lastabbau an der ersten Elektromaschine EM1 und Lastaufbau an der zweiten Elektromaschine,
    • e) Ausrücken der Gangkupplung (A; C) des Last-Gangradsatzes (G2; Z1),
    • f) Synchronisieren der Gangkupplung (B; D) des Ziel-Gangradsatzes (G4; Z2) mittels der ersten Elektromaschine,
    • g) Einrücken der Gangkupplung (B; D) des Ziel-Gangradsatzes (G4; Z2),
    • h) zeitgleicher Lastabbau an der zweiten Elektromaschine und Lastaufbau an der ersten Elektromaschine, und
    • i) Ausrücken der Gangkupplung (E; B) des Zwischen-Gangradsatzes (G3; Z3).
  • Schließlich ist vorgesehen, dass bei einem Elektrofahrbetrieb mit der ersten Elektromaschine in einem Last-Gangradsatz (z. B. G3) der ersten Gruppe ein Gangwechsel in einen Ziel-Gangradsatz (z. B. G5) der ersten Gruppe mit den folgenden Schritten erfolgt:
    • a) Zeitgleicher Lastabbau an der ersten Elektromaschine und Lastaufbau an der zweiten Elektromaschine,
    • b) Ausrücken des Koppel-Schaltelementes,
    • c) Synchronisieren der Gangkupplung (B) eines Zwischen-Gangradsatzes (z. B. G4) der zweiten Gruppe mittels der ersten Elektromaschine,
    • d) Einrücken der Gangkupplung (B) des Zwischen-Gangradsatzes (G4),
    • e) Zeitgleicher Lastabbau an der zweiten Elektromaschine und Lastaufbau an der ersten Elektromaschine,
    • f) Ausrücken der Gangkupplung (E) des Last-Gangradsatzes (G3),
    • g) Synchronisieren der Gangkupplung (F) des Ziel-Gangradsatzes (G5) mittels der zweiten Elektromaschine,
    • h) Einrücken der Gangkupplung (F) des Ziel-Gangradsatzes (G5),
    • i) zeitgleicher Lastabbau an der ersten Elektromaschine und Lastaufbau an der zweiten Elektromaschine,
    • j) Ausrücken der Gangkupplung (B) des Zwischen-Gangradsatzes (G4),
    • k) Synchronisieren des Koppel-Schaltelementes mittels der ersten Elektromaschine,
    • l) Einrücken des Koppel-Schaltelementes, und
    • m) zeitgleicher Lastabbau an der zweiten Elektromaschine und Lastaufbau an der ersten Elektromaschine.
  • Neben einer zumindest kurzzeitigen Unterstützung der ersten Elektromaschine durch die zweite Elektromaschine im Boost-Betrieb und im Elektrofahrbetrieb kann die zweite Elektromaschine auch zum Starten des Verbrennungsmotors während eines Elektrofahrbetriebs genutzt werden. Dies erfolgt sehr komfortabel bevorzugt derart, dass bei einem Elektrofahrbetrieb mit der ersten Elektromaschine in einem Gangradsatz der zweiten Gruppe das Starten des Verbrennungsmotors bei ausgerücktem Koppel-Schaltelement und geschlossener Trennkupplung mittels der zweiten Elektromaschine erfolgt. Dieser Startvorgang des Verbrennungsmotors ist von den Fahrzeuginsassen kaum wahrnehmbar, da die zweite Elektromaschine und der Verbrennungsmotor dabei von der Ausgangswelle des Schaltgetriebes mechanisch entkoppelt sind.
  • Wenn die Trennkupplung als eine Reibungskupplung ausgebildet ist, kann das Starten des Verbrennungsmotors auch als Impulsstart, d. h. mit anfänglichem Hochdrehen der ersten Eingangswelle durch die zweite Elektromaschine und mit anschließendem schnellen Schließen der Trennkupplung, durchgeführt werden.
  • Ebenso ist mit der zweiten Elektromaschine ein serieller Hybridfahrbetrieb möglich, d. h. ein Fahrbetrieb ohne eine mechanische Verbindung der Triebwelle des Verbrennungsmotors mit der Ausgangswelle des Schaltgetriebes, bei dem die zweite Elektromaschine bei ausgerücktem Koppel-Schaltelement und geschlossener Trennkupplung im Generatorbetrieb von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird, und die erste Elektromaschine im Motorbetrieb über einen geschalteten Gangradsatz der zweiten Gruppe die Ausgangswelle antreibt.
  • Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
  • 1 einen ersten Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Darstellung,
  • 2 einen zweiten Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Darstellung,
  • 2a ein Betriebs- und Schaltschema des Hybridantriebs gemäß 2 für einen Elektrofahrbetrieb in Form einer Tabelle, und
  • 2b Übersetzungsbeispiele der Gangradsätze des Hybridantriebs gemäß 2 in Form einer Tabelle.
  • In 1 ist in schematischer Form ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Hybridantrieb 1.1 mit einem Schaltgetriebe 2.1 gezeigt, welches aus einem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei koaxial angeordneten Eingangswellen GE1, GE2 und einer gemeinsamen Ausgangswelle GA abgeleitet ist. Die zentral angeordnete erste Eingangswelle GE1 ist über eine vorliegend beispielhaft als Reibungskupplung ausgebildete Trennkupplung K1 mit der Triebwelle 3 eines Verbrennungsmotors VM verbindbar. Die als Hohlwelle ausgebildete und koaxial über der ersten Eingangswelle GE1 angeordnete zweite Eingangswelle GE2 steht unmittelbar mit dem Rotor 4 einer ersten Elektromaschine EM1 in Triebverbindung. Getriebeintern sind beide Eingangswellen GE1, GE2 jeweils über mehrere selektiv schaltbare Gangradsätze R, G1, G3, G5 bzw. G2, G4 mit der Ausgangswelle GA in Triebverbindung bringbar.
  • Vorliegend sind der ersten Eingangswelle GE1 der Umkehr-Gangradsatz R des Rückwärtsgangs und die Gangradsätze G1, G3, G5 der ungeraden Vorwärtsgänge zugeordnet. Der zweiten Eingangswelle GE2 sind die Gangradsätze G2, G4 der geraden Vorwärtsgänge zugeordnet. Die Losräder und die Gangkupplungen A, B, C, D, E, F der Gangradsätze R, G1, G3, G5 bzw. G2, G4 sind jeweils auf der zugeordneten Eingangswelle GE1, GE2 angeordnet, wogegen die betreffenden Festräder jeweils drehfest auf der Ausgangswelle GA angeordnet sind. Die Gangkupplungen A bis F sind jeweils paarweise in einem gemeinsamen Schaltpaket S1, S2, S3 zusammengefasst. So sind die Gangkupplungen A und B der Gangradsätze G2, G4 des zweiten und des vierten Vorwärtsgangs in einem ersten Schaltpaket S1, die Gangkupplungen C, D des Umkehr-Gangradsatzes R des Rückwärtsgangs und des Gangradsatzes G1 des ersten Vorwärtsgangs in einem zweiten Schaltpaket S2, und die Gangkupplungen E, F der Gangradsätze G3, G5 des dritten und des fünften Vorwärtsgangs in einem dritten Schaltpaket S3 angeordnet.
  • Beide Eingangswellen GE1, GE2 sind durch ein vorliegend beispielhaft als eine Klauenkupplung ausgebildetes und getriebeextern angeordnetes Koppel-Schaltelement SK miteinander koppelbar. Zudem ist eine zweite Elektromaschine EM2 vorgesehen, die leistungsschwächer als die erste Elektromaschine EM1 ausgebildet ist, die axial zwischen der Trennkupplung K1 und dem Koppel-Schaltelement SK angeordnet ist, und deren Rotor 5 hier beispielhaft unmittelbar mit der ersten Eingangswelle GE1 in Triebverbindung steht.
  • Die zweite Elektromaschine EM2 kann im Motorbetrieb zumindest kurzzeitig ein Drehmoment über einen geschalteten Gangradsatz R, G1, G3, G5 der ersten Gruppe auf die Ausgangswelle GA übertragen, wodurch ein Gangwechsel insbesondere während eines Elektrofahrbetriebs mit der ersten Elektromaschine EM1 ohne Zugkraftunterbrechung durchführbar ist. Des weiteren können bei einem Gangwechsel die Gangkupplungen C, D, E, F der Gangradsätze R, G1, G3, G5 der ersten Gruppe mittels der zweiten Elektromaschine EM2 synchronisiert werden, so dass diese Gangkupplungen C, D, E, F als kostengünstige Klauenkupplungen ausgebildet sind. Daneben kann die zweite Elektromaschine EM2 zumindest kurzzeitig auch im Boost-Betrieb und im Elektrofahrbetrieb zur Unterstützung der ersten Elektromaschine EM1 eingesetzt werden.
  • In 2 ist in schematischer Form ein weiterer Hybridantrieb 1.2 gemäß der Erfindung dargestellt, der ein anders aufgebautes Schaltgetriebe 2.2 mit zwei Eingangswellen GE1, GE2 und einer gemeinsamen Ausgangswelle GA umfasst. Die erste Eingangswelle GE1 ist über eine vorliegend beispielhaft als eine Klauenkupplung ausgebildete Trennkupplung K1 mit der Triebwelle 3 eines Verbrennungsmotors VM verbindbar. Die zweite Eingangswelle GE2 steht unmittelbar mit dem Rotor 4 einer ersten Elektromaschine EM1 in Triebverbindung. Beide Eingangswellen GE1, GE2 sind kolinear sowie axial benachbart zueinander angeordnet und über ein als ein- und ausrückbare Schaltkupplung A ausgebildetes Koppel-Schaltelement SK miteinander koppelbar.
  • Die zweite Eingangswelle GE2 ist über einen ersten Gangradsatz Z1 und einen zweiten Gangradsatz Z2 selektiv mit der achsparallel zu den beiden Eingangswellen GE1, GE2 angeordneten Ausgangswelle GA verbindbar. Der erste Gangradsatz Z1 und der zweite Gangradsatz Z2 bestehen jeweils aus einem drehfest auf der zweiten Eingangswelle GE2 angeordneten Festrad z11, z12 und einem drehbar auf der Ausgangswelle GA gelagerten sowie über eine ein- und ausrückbare Gangkupplung C, D mit dieser verbindbaren Losrad z21, z22. Die beiden Gangkupplungen C, D sind in einem gemeinsamen Schaltpaket S2 zusammengefasst und somit wechselweise ein- und ausrückbar.
  • Die erste Eingangswelle GE1 ist über einen dritten Gangradsatz Z3 mit der Ausgangswelle GA verbindbar. Der dritte Gangradsatz besteht aus einem drehbar auf der ersten Eingangswelle GE1 gelagerten und über eine ein- und ausrückbare Gangkupplung B mit dieser verbindbaren Losrad z13 sowie einem drehfest auf der Ausgangswelle GA angeordneten Festrad z23. Das durch die Schaltkupplung A gebildete Koppel-Schaltelement SK zur Kopplung der beiden Eingangswellen GE1, GE2 und die Gangkupplung zur Schaltung des dritten Gangradsatzes Z3 sind in einem gemeinsamen Schaltpaket S1 zusammengefasst und somit wechselweise ein- und ausrückbar. Zudem steht die erste Eingangswelle GE1 unmittelbar mit dem Rotor 5 einer zweiten Elektromaschine EM2 in Triebverbindung, die leistungsschwächer als die erste Elektromaschine EM1 ausgebildet und axial zwischen der Trennkupplung K1 und dem dritten Gangradsatz Z3 angeordnet ist.
  • Die Ausgangswelle GA steht über einen Ausgangsradsatz Z4, der aus zwei Festrädern z24, z34 besteht, mit einem Achsdifferenzial 6 in Triebverbindung. Zwei mit jeweils einem Fahrzeugrad 8a, 8b einer Antriebsachse verbundene Achswellen 7a, 7b sind drehfest mit jeweils einem Abtriebszahnrad des Achsdifferenzials 6 verbunden. Wie in 2 und anhand der in der Tabelle von 2b beispielhaft angegeben Zähnezahlen nZ und Übersetzungen i erkennbar ist, bildet der erste Gangradsatz Z1 den ersten Gang G1, der zweite Gangradsatz. Z2 den dritten Gang. G3, und der dritte Gangradsatz Z3 den zweiten Gang G2 des Schaltgetriebes 4. Die Gangradsätze Z1, Z2, Z3 sind den Eingangswellen GE1, GE2 somit wechselweise in der Reihenfolge ihrer Übersetzungen zugeordnet. Ein Rückwärtsfahrbetrieb wird durch eine Drehrichtungsumkehr der Elektromaschine EM1 oder EM2 realisiert.
  • Der Hybridantrieb 1.2 nach 2 weist für den Elektrofahrbetrieb zwei Gänge G1, G3 (Schaltkupplung A bzw. Koppel-Schaltelement SK ausgerückt) und für den Verbrennungsfahrbetrieb drei Gänge G1, G2, G3 (Schaltkupplung A bzw. Koppel-Schaltelement SK zumindest bei G1, G3 eingerückt) auf. Zudem ist im Verbrennungsfahrbetrieb in allen Gängen G1, G2, G3 ein Boostbetrieb und ein Rekuperationsbetrieb mit der ersten Elektromaschine EM1 und/oder der zweiten Elektromaschine EM2 möglich.
  • Des weiteren kann ein mit der ersten Elektromaschine EM1 und/oder der zweiten Elektromaschine EM2 elektrisch verbundener elektrischer Energiespeicher auch bei Fahrzeugstillstand durch den antreibenden Verbrennungsmotor VM geladen werden. Der Verbrennungsmotor VM kann bei Fahrzeugstillstand sowohl durch die erste Elektromaschine EM1 (Gänge G1, G2, G3 ausgelegt, Schaltkupplung A bzw. Koppel-Schaltelement SK eingerückt) als auch durch die zweite Elektromaschine EM2 (Gang G2 ausgelegt, Schaltkupplung A bzw. Koppel-Schaltelement SK ausgerückt) in einem Normalstart gestartet werden. Ebenso kann die Gangkupplung. B des dritten. Gangradsatzes Z3 bzw. des zweiten Gangs G2 bei geöffneter Trennkupplung K1 durch die zweite Elektromaschine synchronisiert werden. Auch kann der Verbrennungsmotor VM während eines Elektrofahrbetriebs mit der ersten Elektromaschine EM1 (G1 oder G3 eingelegt, Schaltkupplung. A bzw. Koppel-Schaltelement SK ausgerückt) bei geschlossener Trennkupplung K1 durch die zweite Elektromaschine EM2 in einem Normalstart gestartet werden.
  • Der wesentliche Vorteil der zweiten Elektromaschine EM2 besteht jedoch darin, dass während eines Elektrofahrbetriebs mit der ersten Elektromaschine EM1 (G1 oder G3 eingelegt, Schaltkupplung A bzw. Koppet-Schaltelement SK ausgerückt) ein Gangwechsel zwischen den beiden Gängen G1, G3 bei eingelegtem zweiten Gang G2 durch die Abgabe eines entsprechenden Drehmomentes durch die zweite Elektromaschine EM2 ohne Zugkraftunterbrechung durchführbar ist. Für einen Elektrofahrbetrieb sind die verwendeten drei Gänge G1, G2, G3 und Schaltstellungen der Schaltkupplung A sowie der Gangkupplungen B, C, D in der Tabelle von 2a zusammengefasst. Das Bezugszeichen N steht dort für eine Neutral-Stellung des jeweiligen Schaltpakets S1 oder S2.
  • Bezugszeichenliste
    • 1.1
    Erster Hybridantrieb
    1.2
    Zweiter Hybridantrieb
    2.1
    Erstes Schaltgetriebe
    2.2
    Zweites Schaltgetriebe
    3
    Triebwelle von VM
    4
    Rotor von EM1
    5
    Rotor von EM2
    6
    Achsdifferenzial
    7a, 7b
    Achswelle
    8a, 8b
    Fahrzeugsrad
    A
    Gangkupplung von G2, Schaltstellung von S1
    B
    Gangkupplung von G4; Z3, Schaltstellung von S1
    C
    Gangkupplung von R; Z1, Schaltstellung von S2
    D
    Gangkupplung von G1; Z2, Schaltstellung von S2
    E
    Gangkupplung von G3
    EM1
    Erste Elektromaschine
    EM2
    Zweite Elektromaschine
    F
    Gangkupplung von G5
    G1–G5
    Gangradsätze der Vorwärtsgänge
    G1–G3
    Gänge
    GA
    Ausgangswelle
    GE1
    Erste Eingangswelle
    GE2
    Zweite Eingangswelle Übersetzung
    K1
    Trennkupplung
    N
    Neutralstellung
    nZ
    Zähnezahl
    R
    Umkehr-Gangradsatz des Rückwärtsgangs
    S1–S3
    Schaltpakete
    SK
    Koppel-Schaltelement
    VM
    Verbrennungsmotor
    Z1
    Erster Gangradsatz von 2.2
    Z2
    Zweiter Gangradsatz von 2.2
    Z3
    Dritter Gangradsatz von 2.2
    Z4
    Ausgangsradsatz von 2.2
    z11
    Antriebsrad, Festrad von Z1
    z12
    Antriebsrad, Festrad von Z2
    z13
    Antriebsrad, Losrad von Z3
    z21
    Abtriebsrad, Losrad von Z1
    z22
    Abtriebsrad, Losrad von Z2
    z23
    Abtriebsrad, Festrad von Z3
    z24
    Antriebsrad, Festrad von Z4
    z34
    Abtriebsrad, Festrad von Z4
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19960621 B4 [0002]
    • WO 2008/138387 A1 [0004]
    • DE 102010030569 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, der ein automatisiertes Schaltgetriebe (2.1, 2.2) mit zwei Eingangswellen (GE1, GE2) und einer gemeinsamen Ausgangswelle (GA) umfasst, dessen erste Eingangswelle (GE1) über eine Trennkupplung (K1) mit der Triebwelle (3) eines Verbrennungsmotors (VM) verbindbar und über eine erste Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze (G1, G3, G5, R; Z3) mit der Ausgangswelle (GA) in Triebverbindung bringbar ist, dessen zweite Eingangswelle (GE2) mit dem Rotor (4) einer als Motor und als Generator betreibbaren Elektromaschine (EM1) in Triebverbindung steht und über eine zweite Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze (G2, G4; Z1, Z2) mit der Ausgangswelle (GA) in Triebverbindung bringbar ist, und dessen Eingangswellen (GE1, GE2) über ein einrückbares und ausrückbares Koppel-Schaltelement (SK) miteinander koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Motor und als Generator betreibbare zweite Elektromaschine (EM2) vorgesehen ist, deren Rotor (5) mit der ersten Eingangswelle (GE1) in Triebverbindung steht.
  2. Hybridantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektromaschine (EM2) als ein Starter-Generator ausgebildet ist, der leistungsschwächer als die erste Elektromaschine (EM1) ausgebildet und nur kurzzeitig als Motor betreibbar ist.
  3. Hybridantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5) der zweiten Elektromaschine (EM2) unmittelbar oder über eine Eingangsgetriebestufe mit der ersten Eingangswelle (GE1) in Triebverbindung steht.
  4. Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebs (1.1, 1.2) eines Kraftfahrzeugs, der ein automatisiertes Schaltgetriebe (2.1, 2.2) mit zwei Eingangswellen (GE1, GE2) und einer gemeinsamen Ausgangswelle (GA) umfasst, dessen erste Eingangswelle (GE1) über eine Trennkupplung (K1) mit der Triebwelle (3) eines Verbrennungsmotors (VM) verbindbar und über eine erste Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze (G1, G3, G5, R; Z3) mit der Ausgangswelle (GA) in Triebverbindung bringbar ist, dessen zweite Eingangswelle (GE2) mit dem Rotor (4) einer als Motor und als Generator betreibbaren Elektromaschine (EM1) in Triebverbindung steht und über eine zweite Gruppe selektiv schaltbarer Gangradsätze (G2, G4; Z1, Z2) mit der Ausgangswelle (GA) in Triebverbindung bringbar ist, und dessen Eingangswellen (GE1, GE2) über ein einrückbares und ausrückbares Koppel-Schaltelement (SK) miteinander koppelbar sind, wobei ein Gangwechsel in dem Schaltgetriebe (2.1, 2.2) während eines Elektrofahrbetriebs ohne Zugkraftunterbrechung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass während des Gangwechsels eine als Motor und als Generator betreibbare zweite Elektromaschine (EM2), deren Rotor (5) mit der ersten Eingangswelle (GE1) in Triebverbindung steht, bei geöffnetem Koppel-Schaltelement (SK) über einen eingelegten Gangradsatz (G1, G3, G5, R; Z3) der ersten Gruppe zumindest kurzzeitig ein Drehmoment auf die Ausgangswelle (GA) überträgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Elektrofahrbetrieb mit der ersten Elektromaschine (EM1) in einem Last-Gangradsatz (z. B. G2; Z1) der zweiten Gruppe ein Gangwechsel in einen Ziel-Gangradsatz (z. B. G3; Z3) der ersten Gruppe mit den folgenden Schritten erfolgt: a) Ausrücken des Koppel-Schaltelementes (SK), sofern dieses eingerückt ist, b) Synchronisieren der Gangkupplung (E; B) des Ziel-Gangradsatzes (G3; Z3) mittels der zweiten Elektromaschine (EM2), c) Einrücken der Gangkupplung (E; B) des Ziel-Gangradsatzes (G3; Z3), d) zeitgleicher Lastabbau an der ersten Elektromaschine (EM1) und Lastaufbau an der zweiten Elektromaschine (EM2), e) Ausrücken der Gangkupplung (A; C) des Last-Gangradsatzes (G2; Z1), f) Synchronisieren des Koppel-Schaltelementes (SK) mittels der ersten Elektromaschine (EM1), g) Einrücken des Koppel-Schaltelementes (SK), und h) zeitgleicher Lastabbau an der zweiten Elektromaschine (EM2) und Lastaufbau an der ersten Elektromaschine (EM1).
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Elektrofahrbetrieb mit der ersten Elektromaschine (EM1) in einem Last-Gangradsatz (z. B. G3; Z3) der ersten Gruppe ein Gangwechsel in einen Ziel-Gangradsatz (z. B. G4; Z2) der zweiten Gruppe mit den folgenden Schritten erfolgt: a) Zeitgleicher Lastabbau an der ersten Elektromaschine (EM1) und Lastaufbau an der zweiten Elektromaschine (EM2), b) Ausrücken des Koppel-Schaltelementes (SK), c) Synchronisieren der Gangkupplung (B; D) des Ziel-Gangradsatzes (G4; Z2) mittels der ersten Elektromaschine (EM1), d) Einrücken der Gangkupplung (B; D) des Ziel-Gangradsatzes (G4; Z2), e) zeitgleicher Lastabbau an der zweiten Elektromaschine (EM2) und Lastaufbau an der ersten Elektromaschine (EM1), und f) Ausrücken der Gangkupplung (E; B) des Last-Gangradsatzes (G3; Z3).
  7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Elektrofahrbetrieb mit der ersten Elektromaschine (EM1) in einem Last-Gangradsatz (z. B. G2; Z1) der zweiten Gruppe ein Gangwechsel in einen Ziel-Gangradsatz (z. B. G4; Z2) der zweiten Gruppe mit den folgenden Schritten erfolgt: a) Ausrücken des Koppel-Schaltelementes (SK), sofern dieses eingerückt ist, b) Synchronisieren der Gangkupplung (E; B) eines Zwischen-Gangradsatzes (z. B. G3; Z3) der ersten Gruppe mittels der zweiten Elektromaschine (EM2), c) Einrücken der Gangkupplung (E; B) des Zwischen-Gangradsatzes (G3; Z3), d) zeitgleicher Lastabbau an der ersten Elektromaschine (EM1) und Lastaufbau an der zweiten Elektromaschine (EM2), e) Ausrücken der Gangkupplung (A; C) des Last-Gangradsatzes (G2; Z1), f) Synchronisieren der Gangkupplung (B; D) des Ziel-Gangradsatzes (G4; Z2) mittels der ersten Elektromaschine (EM1), g) Einrücken der Gangkupplung (B; D) des Ziel-Gangradsatzes (G4; Z2), h) zeitgleicher Lastabbau an der zweiten Elektromaschine (EM2) und Lastaufbau an der ersten Elektromaschine (EM1), und i) Ausrücken der Gangkupplung (E; B) des Zwischen-Gangradsatzes (G3; Z3).
  8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Elektrofahrbetrieb mit der ersten Elektromaschine (EM1) in einem Last-Gangradsatz (z. B. G3) der ersten Gruppe ein Gangwechsel in einen Ziel-Gangradsatz (z. B. G5) der ersten Gruppe mit den folgenden Schritten erfolgt: a) Zeitgleicher Lastabbau an der ersten Elektromaschine (EM1) und Lastaufbau an der zweiten Elektromaschine (EM2), b) Ausrücken des Koppel-Schaltelementes (SK), c) Synchronisieren der Gangkupplung (B) eines Zwischen-Gangradsatzes (z. B. G4) der zweiten Gruppe mittels der ersten Elektromaschine (EM1), d) Einrücken der Gangkupplung (B) des Zwischen-Gangradsatzes (G4), e) zeitgleicher Lastabbau an der zweiten Elektromaschine (EM2) und Lastaufbau an der ersten Elektromaschine (EM1), f) Ausrücken der Gangkupplung (E) des Last-Gangradsatzes (G3), g) Synchronisieren der Gangkupplung (F) des Ziel-Gangradsatzes (G5) mittels der zweiten Elektromaschine (EM2), h) Einrücken der Gangkupplung (F) des Ziel-Gangradsatzes (G5), i) zeitgleicher Lastabbau an der ersten Elektromaschine (EM1) und Lastaufbau an der zweiten Elektromaschine (EM2), j) Ausrücken der Gangkupplung (B) des Zwischen-Gangradsatzes (G4), k) Synchronisieren des Koppel-Schaltelementes (SK) mittels der ersten Elektromaschine (EM1), l) Einrücken des Koppel-Schaltelementes (SK), und m) zeitgleicher Lastabbau an der zweiten Elektromaschine (EM2) und Lastaufbau an der ersten Elektromaschine (EM1).
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Elektrofahrbetrieb mit der ersten Elektromaschine (EM1) in einem Gangradsatz (G2, G4; Z1, Z2) der zweiten Gruppe das Starten des Verbrennungsmotors (VM) bei ausgerücktem Koppel-Schaltelement (SK) und geschlossener Trennkupplung (K1) mittels der zweiten Elektromaschine (EM2) erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem seriellen Hybridfahrbetrieb die zweite Elektromaschine (EM2) bei ausgerücktem Koppel-Schaltelement (SK) und geschlossener Trennkupplung (K1) im Generatorbetrieb von dem Verbrennungsmotor (VM) angetrieben wird, und die erste Elektromaschine (EM1) im Motorbetrieb über einen geschalteten Gangradsatz (G2, G4; Z1, Z2) der zweiten Gruppe die Ausgangswelle (GA) antreibt.
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