用于机动车的变速器的制作方法

1.本发明涉及一种用于机动车的变速器，该变速器包括驱动轴和输入轴，所述驱动轴和输入轴分别经由至少一个正齿轮级能与从动侧联接，所述驱动轴设计用于将变速器与该机动车的驱动机器连接，所述输入轴与电机的转子联接，并且，所述驱动轴和输入轴能通过闭合第一切换元件抗扭转地相互连接。本发明还涉及一种具有所述的变速器的机动车动力传动系以及一种用于运行变速器的方法。


背景技术：

2.在机动车中已知多级变速器，在该多级变速器中多个不同的传动比可以作为挡位通过操纵相应的切换元件而被切换，其中，这优选自动地实现。在此，变速器被用于在不同的标准方面合适地实现机动车的驱动机器的牵引力供给。在用于混合动力车辆的变速器的情况下，上述变速器经常还与一个或多个电机组合，所述至少一个电机在此能以不同的方式被结合在变速器中以便呈现不同的运行模式，例如纯电动行驶。
3.由fr2811395a1得知一种变速器，该变速器具有驱动轴和输入轴。在此，驱动轴可以通过分离离合器与以内燃机形式的驱动机器连接，在驱动轴和与该驱动轴轴线平行地设置的副轴之间设置有两个正齿轮级，所述正齿轮级分别由各一个抗扭转地布置在驱动轴上的固定齿轮和各一个可旋转地支承在副轴上的活动齿轮组装成。在此，相应的活动齿轮与相应的正齿轮级的所属的固定齿轮啮合并且可以通过所属的切换元件固定在副轴上，从而驱动轴随后通过相应的正齿轮级与副轴联接。此外，该副轴承载固定齿轮，该固定齿轮与差速器的构成变速器的从动侧的盘形驱动齿轮(antriebstellerrad)处于齿啮合。此外，与驱动轴同轴地设置有输入轴，该输入轴实施为空心轴并且抗扭转地与电机的转子连接。除了输入轴与驱动轴通过所属的切换元件的抗扭转的连接之外，输入轴也与副轴联接，这可以分别通过两个正齿轮级中的一个正齿轮级实现，所述正齿轮级布置在输入轴与副轴之间并且分别通过操纵各一个所属的切换元件可结合到力流中。


技术实现要素：

4.从上述现有技术出发，本发明的任务是，在制造成本低的情况下实现尽可能紧凑地构造的变速器，其中，通过该变速器要能实现混合动力功能。
5.所述任务从根据权利要求1的前序部分出发结合该权利要求的特征部分的特征来解决。随后的从属权利要求分别在此给出本发明的有利的进一步改进方案。权利要求16的主题还是一种机动车动力传动系，在该机动车动力传动系中设置有上面提到的变速器。此外，权利要求17至19分别涉及一种用于运行变速器的方法。
6.根据本发明，该变速器包括驱动轴和输入轴，它们能分别经由至少一个正齿轮级与从动侧联接。在此，所述驱动轴设计用于将变速器与机动车的驱动机器连接，而所述输入轴与电机的转子联接。所述驱动轴和输入轴可以通过闭合第一切换元件抗扭转地相互连接。
[0007]“轴”在本发明的意义中可以理解为变速器的可旋转的构件，通过该构件必要时在同时操纵相应的切换元件时可进行部件之间的力流引导。在此，相应的轴可以将部件沿轴向或沿径向或也可以不仅沿轴向而且沿径向相互连接。因此，相应的轴也可以作为中间件存在，相应的部件通过该中间件例如沿径向被连接。
[0008]
在本发明的意义中，“沿轴向”指的是沿变速器的纵向中轴线的方向的定向，变速器的轴的旋转轴线也平行于该纵向中轴线定向。“沿径向”因此应理解为在变速器的相应的部件、尤其是相应的轴在直径方向上的定向。
[0009]
优选地，经由变速器的从动侧建立与变速器的驱动轴和输入轴轴线平行地布置的差速器的联接。在此，从动侧优选沿轴向位于驱动轴的连接部位的区域中或附近，在所述连接部位上在变速器的已安装的状态中建立驱动轴与连接于上游的驱动机器的连接。但原则上从动侧也可以放置在变速器的轴向端部之间的区域中。这种类型的布置结构特别适合于在具有横向于机动车的行驶方向定向的动力传动系的机动车中使用。
[0010]
对此代替地，变速器的从动侧原则上也可以设置在变速器的与驱动轴的连接部位相反的轴向端部上。因此，驱动装置通过驱动轴和变速器的从动装置放置在变速器的彼此相反的轴向端部上。在此，这样构造的变速器适合于在具有沿机动车的行驶方向定向的动力传动系的机动车中使用。在这两种情况下，驱动轴和输入轴优选彼此同轴，其中，驱动轴在此进一步优选实施为实心轴，并且输入轴实施为相对于该实心轴径向环绕地布置的以及沿轴向部分地与该实心轴重叠的空心轴。
[0011]
根据本发明的变速器的一部分此外是至少一个正齿轮级，所述正齿轮级在本发明的意义中分别由至少两个正齿轮组装成，所述正齿轮持久地相互处于齿啮合。在此，所述至少一个正齿轮级的正齿轮可以分别作为固定齿轮各自抗扭转地设置在要连接在其上方的轴上，使得这些在其之间设置有所述至少一个正齿轮级的轴持续地相互联接。但所述至少一个正齿轮级的一个或多个正齿轮也可以是所谓的活动齿轮，该活动齿轮可旋转地支承在相应的轴上并且必要时可以通过所属的切换元件与相应的轴抗扭转地连接，以便建立所述轴经由正齿轮级与一个或多个平行的轴的联接。尤其是，所述至少一个正齿轮级的正齿轮分别实施有斜齿部，所述正齿轮在所述斜齿部上相互处于齿啮合。
[0012]
根据本发明的变速器具有至少一个电机，这使得该变速器适合用于混合动力车辆或电动车辆。在此，然后电机的转子直接或间接连接在输入轴上。特别优选地，但变速器具有两个电机。在此，各个电机可以在本发明的范围内优选一方面作为发电机来运行以及另一方面作为电动机来运行。相应的电机的转子与轴的“联接”在本发明的意义中应理解为其之间的连接，从而在相应的电机的转子与相应的轴之间存在保持不变的转速关系。
[0013]
现在，本发明包括这样的技术教导，即此外设置有行星级，其具有太阳轮、行星架和齿圈形式的第一元件、第二元件和第三元件。在此，所述第一元件与输入轴抗扭转地连接并且所述第二元件经由第一正齿轮级与从动侧联接，而所述第三元件一方面能通过第二切换元件固定以及另一方面能借助第三切换元件与驱动轴抗扭转地连接。此外，输入轴可以通过第四切换元件被固定。
[0014]
换句话说，根据本发明的变速器因此具有行星级，其包括三个元件，其中一个元件作为太阳轮、一个元件作为行星架并且一个元件作为齿圈存在。在这三个元件中，第一元件持久地、抗扭转地与输入轴连接，而第二元件经由第一正齿轮级与从动侧连接。此外，行星
级的第三元件一方面能够通过操纵第二切换元件而停止并且因此防止了旋转运动，其中，第三元件另一方面能够通过闭合第三切换元件抗扭转地与驱动轴连接。最后，输入轴还可以通过闭合第四切换元件而停止并且因此防止了旋转运动。
[0015]
变速器的这种设计方案在此具有如下优点，即经由行星级和其不同的切换状态，在一方面第三元件的可固定性以及在另一方面其与驱动轴的抗扭转的连接性以及驱动轴和输入轴的不同的连接可能性随后连接于上游的驱动机器和电机以多种不同的方式能够结合到至从动侧的力流中。在此，这通过具有紧凑的构造的行星级在制造耗费低的同时是可行的。在此，通过驱动机器和电机随后也可以示出不同的混合动力功能。为了将驱动轴联接到连接于上游的驱动机器上，在此可以省去处于之间的起动元件，这进一步降低制造成本。
[0016]
特别优选地，在此第一切换元件和第四切换元件组合成换挡装置，其中，该换挡装置在此具有操纵元件，一方面第一切换元件以及另一方面第四切换元件可以通过该操纵元件从中性位置被转化到闭合状态中。
[0017]
对此替代地或补充地，第二切换元件和第三切换元件也构成换挡装置，一方面第二切换元件以及另一方面第三切换元件可以通过该换挡装置的共同的操作元件从中性位置运动到被操纵的状态中。特别优选地，在根据本发明的变速器中实现两个前述的换挡装置，由此可以进一步减少制造耗费，因为由此可以利用两个调节执行器来控制四个切换元件。
[0018]
根据一个实施方式，通过操纵第一和第二切换元件获得在驱动轴与从动侧之间的第一挡位，而通过闭合第三和第四切换元件可以实现在驱动轴与从动侧之间的第二挡位。此外，在驱动轴与从动侧之间的第三挡位可以通过操纵第一和第三切换元件来切换。以有利的方式，与此相应地从传动比方面来看能够在驱动轴与从动侧之间实现三个不同的挡位，这些挡位因此能够被用于通过连接于上游的驱动机器来驱动。
[0019]
对此代替地，尤其是结合上面提到的实施方式，此外通过操纵第二切换元件实现在输入轴与从动侧之间的一个挡位。在此，所述传动比可以用于通过电机的驱动并且因此用于纯电动行驶，其中，在此根据通过电机引入的旋转方向可以形成向前行驶或向后行驶。
[0020]
根据本发明的变速器可以这样运行，使得实现了充电运行或起动运行，为此闭合第一切换元件。因为通过闭合第一切换元件，驱动轴和输入轴抗扭转地相互连接，使得连接在输入轴上的电机在电动机式运行中也能够起动连接于上游的驱动机器或者在发电机式运行中经由连接于上游的驱动机器驱动。同样也可以通过操纵第三切换元件实现充电运行或起动运行，因为行星级在这种情况下在通过从动侧支撑行星级的第二元件时负责输入轴和驱动轴的联接。
[0021]
此外，作为另外的运行模式，在通过驱动轴以及因此连接于上游的驱动机器进行驱动时可以实现用于向前行驶的起动模式。为此闭合第三切换元件，从而驱动机器通过行星级的第三元件驱动并且同时电机支撑在行星级的第一元件上，而通过行星级的第二元件并且此外通过第一正齿轮级实现输出。通过经由电机相应地支持转矩，在此可以实现用于向前行驶的起动。
[0022]
此外，优选可以由此实现驻车锁止，其方式为同时操纵第二切换元件和第四切换元件，这导致行星级的第一元件和第三元件的同时固定以及因此也导致行星级的第二元件
的同时固定。此外，这种驻车锁止的简化形式可以通过切换在驱动轴与从动侧之间起作用的挡位中的一个挡位来实现，其中连接于上游的驱动机器分别与从动侧联接并且因此驱动机器的拖曳力矩可被用于实现驻车锁止。
[0023]
根据本发明的一个实施方式，设置有另外的输入轴，该另外的输入轴与另外的电机的转子联接。在此，在该实施形式的一个变型方案中，所述另外的输入轴与行星级的第二元件处于连接。这具有的优点是，通过所述另外的电机在其电动机式运行中也可以有针对性地与通过驱动机器和/或第一电机产生的驱动力矩并行地输入驱动力矩并且由此可以提高驱动功率。在此，这也可以在驱动机器以第一电机的充电运行或起动运行的过程中实现，从而与通过该驱动机器的充电或通过第一电机实现的该驱动机器的起动并行地仍然可以实现机动车的推进。
[0024]
所述实施方式的对此替代的变型方案是，所述另外的输入轴能够通过操纵第五切换元件经由第二正齿轮级与从动侧被置于连接。由此，所述第二正齿轮级可以单纯被用于所述另外的输入轴并且因此也被用于通过附加的电机的运行，由此可以实现其与从动侧的独立联接。这样，通过闭合第五切换元件实现在所述另外的输入轴与从动侧之间的第一挡位，其方式为力流然后从所述另外的输入轴出发经由第二正齿轮级被引导向从动侧。在此，这可以在不考虑或者也可以与通过驱动机器或第一电机的驱动并行地完成，以便能够通过所述另外的电机、也就是说附加地输入转矩实现助力。
[0025]
在该实施方式的第二变型方案的进一步改进方案中，所述另外的输入轴还可以通过第六切换元件抗扭转地与行星级的第二元件连接。对此替代地，所述另外的输入轴还可以通过闭合第六切换元件经由第三正齿轮级与从动侧联接。在后一种情况下，则通过操纵第六切换元件实现在所述另外的输入轴与驱动轴之间的第二挡位，从而可以形成在所述另外的输入轴与从动侧之间的另一个传动比。该实施方式的第二变型方案相对于所述另外的输入轴与行星级的第二元件的持久联接具有如下优点，即所述另外的电机由此也可以完全脱联，这伴随着拖曳力矩的减小。
[0026]
在本发明的范围内，所述另外的电机可以尤其是同样一方面作为发电机来运行以及另一方面作为电动机来运行。因此，所述另外的电机可以在其发电机模式的运行中被用于在机动车的制动过程的范围内的电能回收，而在其电动机模式的运行中可以有针对性地输入驱动力矩。特别优选地，所述另外的电机在此与第一电机相比具有更大的尺寸，以便能够将它们用于纯电动行驶。在此，这两个电机因此也可以被考虑用于通过切换在输入轴与从动侧或者所述另外的输入轴与从动侧之间的相应的挡位来共同地驱动机动车。
[0027]
在实现用于向前行驶的起动模式的过程中，因此可以附加地闭合第五切换元件或第六切换元件，从而在起动过程中通过所述另外的电机施加附加的转矩。
[0028]
根据本发明的一个实施方式，行星级的第二元件抗扭转地与空心轴连接，该空心轴与驱动轴和输入轴同轴地布置并且通过第一正齿轮级与至少一个轴线平行的副轴联接。此外，所述至少一个副轴则与从动侧处于连接。此外，如果还设置有第二正齿轮级并且必要时还设置有第三正齿轮级，则优选该第二或第三正齿轮级的各一个活动齿轮分别可旋转地支承在该空心轴上。
[0029]
在上面提到的实施方式的进一步改进方案中，所述至少一个副轴与从动侧分别通过一个从动常数联接。在此，分别一个从动常数尤其是由正齿轮级构成，该正齿轮级以两个
相互啮合的固定齿轮的形式存在，其中一个固定齿轮抗扭转地与所述至少一个副轴连接并且一个固定齿轮抗扭转地与从动侧连接。如果在根据本发明的变速器中设置有多个轴线平行的副轴，则各个副轴与从动侧通过分别一个所属的从动常数联接，其中，抗扭转地设置在副轴上的固定齿轮在此与从动常数的一个共同的正齿轮处于齿啮合。
[0030]
在本发明的意义中，从动常数的设置在相应的副轴上的正齿轮也可以由所述正齿轮级中的一个的从动侧的正齿轮构成，行星级的第二元件或所述另外的输入轴通过该正齿轮级与从动侧联接或能联接。
[0031]
在本发明的进一步改进方案中，从动侧由差速器的盘形驱动齿轮构成。对此代替地，但在本发明的范围内也可设想，从动侧由输出轴构成，该输出轴通过第一正齿轮级与行星级的第二元件联接以及必要时能通过另外的正齿轮级与所述另外的输入轴联接。
[0032]
根据本发明的实施方式，行星级的第一元件由太阳轮构成，行星级的第二元件在行星级实施为负行星齿轮组的情况下由行星架构成并且在行星级实施为正行星齿轮组的情况下由齿圈构成，以及行星级的第三元件在行星级实施为负行星齿轮组的情况下由齿圈构成并且在行星级实施为正行星齿轮组的情况下由行星架构成。
[0033]
在负行星齿轮组中，行星架支承至少一个、但优选多个行星齿轮，这些行星齿轮分别单独地不仅与太阳轮而且与齿圈处于齿啮合。根据本发明，在行星级的这种实施方式中，第一元件由齿圈构成，第二元件由行星架构成，并且第三元件由齿圈构成。
[0034]
而如果行星架作为正行星齿轮组存在，其中行星架可旋转支承地引导至少一个行星齿轮对，行星齿轮中的一个行星齿轮与太阳轮处于齿啮合并且一个行星齿轮与齿圈处于齿啮合以及行星齿轮彼此啮合，则第一元件又由太阳轮构成。与实施成负行星齿轮组不同地，因此然而所述第二元件是齿圈并且所述第三元件是行星架。相比于实施成负行星齿轮组，此外行星级的标准传动比提高了1。
[0035]
在本发明的进一步改进方案中，电机的转子可以与输入轴同轴地布置。在这种情况下，电机的转子在此可以直接抗扭转地与输入轴连接或者也可以通过一个或多个处于之间的传动级与该输入轴联接，其中，后者可以实现电机以更高的转速和更小的转矩的更有利的设计。在此，所述至少一个传动级可以实施为正齿轮级和/或行星级。
[0036]
优选地，但电机与输入轴轴线错开地放置，其中，通过一个或多个处于之间传动级和/或牵引机构传动装置实现联接。所述一个或多个传动级在此也可以详细地实现为正齿轮级或行星级。所述牵引机构传动装置可以是皮带传动装置或者链式传动装置。
[0037]
此外，如果还设置有另外的电机，那么所述另外的电机特别优选与所述另外的输入轴同轴地布置，其中，所述另外的电机的转子因此可以直接抗扭转地与所述另外的输入轴联接或经由一个或多个位于之间的传动级与所述另外的输入轴联接。对此代替地，但也可设想，将所述另外的电机相对于所述另外的输入轴轴线错开地放置并且通过一个或多个传动级亦或通过牵引机构传动装置实现联接。
[0038]
本发明的一个设计可行性是，各个切换元件作为形锁合的切换元件、尤其是作为牙嵌切换元件存在。对此代替地，但形锁合的切换元件也可以涉及锁止同步。形锁合的切换元件原则上具有如下优点，即它们在打开状态下仅具有低的拖曳力矩并且与此对应地特征在于高的效率。对此代替地，但单个切换元件也可实施成力锁合的切换元件，例如实施成膜片式切换元件，其中，力锁合的切换元件以有利的方式也可以在负载下转化到被操纵的状
态中。
[0039]
在本发明的范围内，在变速器的上游可以连接有起动元件，例如液力变矩器或摩擦离合器。所述起动元件因此可以是变速器的组成部分并且通过能够实现内燃机与变速器的驱动轴之间的打滑转速(schlupfdrehzahl)而用于构造起动过程。特别优选地，驱动轴但在变速器的已安装的状态下在没有位于之间的起动元件的情况下与连接于上游的驱动机器联接，其中，在此尤其是在驱动机器实施为内燃机的情况下可以在中间插接有扭转减振器。此外，在原则上可以在变速器的每个轴上布置相对于变速器壳体或相对于另一个轴的自由轮。
[0040]
根据本发明的变速器尤其是用于混合动力车辆或电动车辆的机动车动力传动系的一部分，并且因此布置在机动车的被构造成内燃机或电机的驱动机器与动力传动系的在向机动车的驱动轮的力流方向上在后的其它部件之间。在此，变速器的第一驱动轴要么持久抗扭转地与内燃机的曲轴联接，要么可以经由位于其之间的分离离合器或起动元件与该曲轴连接，其中，在内燃机与变速器之间还可以设置有扭转减振器。即使在驱动机器实施为电机的情况下，可以完成驱动轴与所述电机的转子的直接的抗扭转的连接。然后，在从动侧，变速器在机动车动力传动系内优选与机动车的驱动桥的差速器联接，然而在此还可以存在在纵向差速器上的连接，通过该纵向差速器进行向机动车的多个被驱动的车桥的分配。所述差速器或纵向差速器在此可以与变速器布置在一个共同的壳体中。同样地，必要时存在的扭转减振器也可以一起集成到该壳体中。
[0041]
在本发明的意义上，变速器的两个结构元件“连接”或“联接”或者“相互处于连接”指的是这些结构元件的持久联接，从而使得这些结构元件不可以彼此独立地转动。就此而言，在这些结构元件(它们可以是行星级的元件和/或正齿轮级的正齿轮和/或轴和/或变速器的抗扭转的结构元件)之间不设置切换元件，而是对应的结构元件刚性地相互联接。
[0042]
而如果在两个结构元件之间设置有切换元件，则这些结构元件并非持久彼此联接，而是通过操纵位于其之间的切换元件才实现联接。在此，在本发明的意义上，操纵切换元件意味着使所涉及的切换元件转变到闭合状态并且随后使直接连接到其上的结构元件在其旋转运动方面相互协调。在所涉及的切换元件被设计为形锁合的切换元件的情况下，借此直接抗扭转地相互连接的结构元件在相等的转速下运行，而在力锁合的切换元件的情况下在操纵该切换元件之后在结构元件之间还可能存在转速差。然而，在本发明的范围内，这种期望的或不期望的状态被称为相应的结构元件通过切换元件的抗扭转的连接。
[0043]
本发明并不受限于主权利要求或其从属权利要求的特征的所给出的组合。此外，还存在如下可行性：将从权利要求书、本发明的优选实施方式的以下说明或直接从附图中得出的各个特征进行相互组合。权利要求书通过使用附图标记对附图的参考不应限制权利要求书的保护范围。
附图说明
[0044]
在附图中示出本发明的在下文阐述的有利实施方式。在附图中：
[0045]
图1示出机动车动力传动系的示意性视图；
[0046]
图2示出图1中的机动车动力传动系的一部分的示意图，其具有根据本发明的第一实施方式的变速器；
[0047]
图3示出图2中的变速器的示例性的换挡示意图；
[0048]
图4示出根据图2的机动车动力传动系的不同运行模式的以表格形式的示图；
[0049]
图5示出图1中的机动车动力传动系的一部分的示意性视图，其具有根据本发明的第二设计可行性的变速器；
[0050]
图6示出图1中的机动车动力传动系的一部分的示意图，其具有根据本发明的第三实施方式的变速器；
[0051]
图7示出图6中的机动车动力传动系的所述部分的原理草图；
[0052]
图8示出图5或图6中的变速器的示例性的换挡示意图；
[0053]
图9示出根据图5或图6和图7的机动车动力传动系的不同运行模式的表格式示图。
具体实施方式
[0054]
图1示出混合动力车辆的机动车动力传动系的示意性视图，其中，在该机动车动力传动系中，内燃机2经由位于其之间的扭转减振器3与变速器4连接。在从动侧在变速器4的下游连接有差速器5，通过该差速器将驱动功率分配到机动车的驱动桥的驱动轮6和7上。在此，变速器4和扭转减振器3布置在变速器4的一个共同的变速器壳体8中，差速器5则也可集成到该变速器壳体中。如此外在图1中可看出，内燃机2、扭转减振器3、变速器4以及差速器5横向于机动车的行驶方向定向。
[0055]
由图2推断出图1中的机动车动力传动系的一部分在变速器的区域中的示意图，其中，变速器根据本发明的第一实施方式构造。在此，变速器4包括驱动轴9、输入轴10和另外的输入轴11，它们彼此同轴地布置。在此，驱动轴9与扭转减振器3抗扭转地连接并且实施为实心轴，其基本上在变速器4的整个轴向结构长度上延伸。而输入轴10和另外的输入轴11分别作为空心轴存在，其中，这两个空心轴在此与驱动轴9轴向重叠并且相对于该驱动轴径向环绕地设置。在此，输入轴10沿径向位于驱动轴9与所述另外的输入轴11之间。
[0056]
在此，输入轴10与电机13的转子12联接，其中，该电机13在此与输入轴10轴线错开地放置，并且除了转子12之外还具有定子14，该定子持久地固定在变速器壳体8上。在此，转子12与输入轴10之间的联接通过正齿轮级15来实现，该正齿轮级由三个正齿轮16、17和18组装成。在此，正齿轮16抗扭转地布置在转子轴19上，正齿轮16经由该转子轴19与转子12抗扭转地连接。在此，正齿轮16与正齿轮17啮合，该正齿轮17同时也与正齿轮级15的正齿轮18处于齿啮合。正齿轮18则抗扭转地放置在输入轴10上。在此，电机13一方面可以作为电动机运行以及另一方面可以作为发电机运行。
[0057]
除了电机13之外，还设置有另外的电机20，该电机由转子21和定子22组装成并且同样一方面可以作为电动机运行以及另一方面可以作为发电机运行。在此，所述另外的电机20的定子22也固定在变速器壳体8上，而转子21持续抗扭转地与所述另外的输入轴11处于连接。在此，所述另外的电机20与所述另外的输入轴11同轴地布置并且因此还与输入轴10和驱动轴9同轴地布置。
[0058]
除了驱动轴9和所述两个输入轴10和11之外，图2中的变速器4还具有副轴23，该副轴与驱动轴9和所述两个输入轴10和11轴线错开地设置。在此，所述副轴23与所述另外的输入轴11通过正齿轮级24持久地联接，该正齿轮级具有正齿轮25和正齿轮26。在此，正齿轮25抗扭转地布置在所述另外的输入轴11上并且与正齿轮26啮合，该正齿轮抗扭转地设置在副
轴23上。除了正齿轮26之外，副轴23还承载正齿轮27，该正齿轮抗扭转地放置在副轴23上并且与轴线平行地设置的差速器5的盘形驱动齿轮28处于齿啮合。盘形驱动齿轮28在此构成变速器4的从动侧29。就此而言，正齿轮27和盘形驱动齿轮28在此共同构成从动常数，副轴23通过该从动常数与从动侧29持久地联接。
[0059]
如在图2中可看出，变速器4还包括行星级30，该行星级由第一元件31、第二元件32和第三元件33组装成。在此，第一元件31由太阳轮34构成、第二元件32由行星架35构成并且第三元件33由齿圈36构成。在此，行星架35支承多个行星齿轮，这些行星齿轮分别与径向内置的太阳轮34以及与径向环绕的齿圈36处于齿啮合。就此而言，行星级30在此实施为负行星齿轮组。在此，行星级30也与输入轴10和11以及驱动轴9同轴地布置，其中，行星级30在此基本上与另外的电机20轴向重叠地以及相对于该另外的电机径向内置地设置。
[0060]
但原则上在本发明的范围内也可以考虑将行星级30实施为正行星齿轮组，其中，在正行星齿轮组中行星架可旋转支承地引导至少一个行星齿轮对，所述行星齿轮中的一个行星齿轮与太阳轮处于齿啮合并且一个行星齿轮与齿圈处于齿啮合并且所述行星齿轮还彼此啮合。此外，与作为负行星齿轮组的实施方式相比，可以交换齿圈的连接和行星架的连接并且将行星级的标准传动比提高了1。
[0061]
在此，行星级30的太阳轮34抗扭转地与输入轴10连接，而行星架35抗扭转地与所述另外的输入轴11处于连接并且与此对应地也经由正齿轮级24与副轴23持久联接并且由此也与从动侧29持久地联接。
[0062]
此外，变速器4具有四个切换元件u、d、v和a，其中，这些切换元件u、d、v和a实施为以牙嵌切换元件形式的形锁合式切换元件。切换元件u和a在此作为制动器存在，而切换元件d和v是离合器。
[0063]
切换元件u在操纵时将输入轴10固定在变速器壳体8上并且之后阻止该输入轴旋转运动。而如果闭合切换元件d，则驱动轴9和输入轴10抗扭转地相互连接。如果操纵切换元件v，则齿圈36与驱动轴9抗扭转地连接，而切换元件a的闭合引起齿圈36固定在变速器壳体8上，使得随后阻止齿圈36旋转运动。
[0064]
切换元件u和切换元件d在当前情况中组合成换挡装置37，一方面切换元件u以及另一方面切换元件d1能通过它们的(在当前情况中未进一步详细示出的)操纵装置从中性位置被转化到闭合状态中。同样，切换元件v和切换元件a也构成换挡装置38，在该换挡装置中一方面切换元件v并且另一方面切换元件a能经由一个共同的操纵装置从中性位置被操纵。
[0065]
在变速器4的轴向端部(在该端部上该变速器与驱动轴9连接在扭转减振器3上)上，沿轴向首先跟随换挡装置37，然后跟随正齿轮级15，然后跟随从动侧29和正齿轮级24，电机13与该正齿轮级基本上轴向重叠，然后跟随所述另外的电机20和行星级30以及最后跟随换挡装置38。
[0066]
在图3中以表格的形式示出图2中用于变速器4的示例性的换挡示意图。如可看出，在此能够实现不同的挡位v1、v2、v3、e1、eda-v，其中，在换挡示意图的列中用x分别标记出切换元件u、d、v和a中的哪个切换元件分别闭合。
[0067]
如在图3中可看出，通过闭合切换元件a和切换元件d切换驱动轴9与从动侧29之间的第一挡位v1，从而内燃机2经由驱动轴9、与该驱动轴抗扭转地连接的输入轴10和行星级
30经由固定的齿圈36与所述另外的输入轴11联接，从所述另外的输入轴出发实现将力流经由正齿轮级24引导到副轴23上并且然后进一步朝向从动侧29引导。通过闭合切换元件v和u获得在驱动轴9与从动侧29之间的第二挡位v2，由此驱动轴9与行星级30的齿圈抗扭转地连接，而输入轴10的太阳轮34固定并且之后经由行星架35输出到所述另外的输入轴11上，所述另外的输入轴经由正齿轮级24和副轴23与从动侧29联接。此外，通过同时操纵切换元件v和d获得在驱动轴9与从动侧29之间的第三挡位v3，使得不仅太阳轮34而且齿圈36分别与驱动轴9抗扭转地连接，这实现行星级30的闭锁以及由此实现到所述另外的输入轴11上的刚性的直驱传动(durchtrieb)。所述另外的输入轴然后如在所述两个之前的挡位v1和v2中那样与从动侧29持久地联接。
[0068]
在输入轴10与从动侧36之间可以实现一个挡位e1，其方式为仅闭合切换元件a，从而齿圈36固定在变速器壳体8上，而电机13可以经由正齿轮级15驱动输入轴10并且可以经由行星架35、经由所述另外的输入轴11、正齿轮级24输出到副轴23上并且因此此外也输出至从动侧29。由于所述另外的电机20的转子21与所述另外的输入轴11持久的抗扭转的连接，所述另外的输入轴当然经由正齿轮级24与副轴23以及因此还与从动侧29持久地联接，在所述另外的电机20的电动机式运行中任何时候都可以实现驱动以及在其发电机式运行中任何时候实现产生电流。然而，所述另外的电机20由此也被持久拖曳。
[0069]
此外，在挡位eda-v中可以实现机动车的电动力学起动，为此，仅操纵切换元件v。由此，驱动轴9以及因此内燃机2也与行星级30的齿圈36连接，从而可以通过齿圈36实现驱动。同时，电机13可以通过行星级30的太阳轮34来支持转矩，而通过行星架35朝向从动侧29实现输出。通过内燃机2和电机13以及必要时还有所述另外的电机20的相应调节，由此可以实现机动车以向前行驶的起动过程。
[0070]
通过图2中的变速器4可以实现机动车动力传动系1的不同的运行模式i至xii，这些运行模式在图4中以表格的形式示出：在此，在运行模式i中操纵切换元件v，以便在机动车的停止状态中实现内燃机2的充电运行或起动。在此，前者通过以下方式实现，即内燃机2驱动行星级30的齿圈36，而通过太阳轮34输出到作为发电机工作的电机13上，并且通过车辆质量在行星级30的行星架35上进行支承。而相反，为了起动内燃机2，通过作为电动机的电机13驱动并且通过行星级30的齿圈36输出到内燃机2上，以便起动该内燃机。
[0071]
在运行模式ii中也可以实现充电运行或起动运行，其中，在这种情况下将切换元件d转化到闭合状态中。因此，驱动轴9和输入轴10抗扭转地相互连接，从而内燃机2和电机13也通过正齿轮级15相互联接。在此，再次通过经由内燃机2的驱动和电机13的发电机式运行进行对电蓄能器的充电，而在电机13的电动机式运行的情况下可以完成内燃机2的起动。
[0072]
而在运行模式iii中，通过同时操纵切换元件a和u实现驻车锁止。这通过由此伴随的不仅太阳轮34通过输入轴10的固定而且齿圈36的固定也实现行星架35的固定并且因此最终也实现从动侧29的固定。
[0073]
在运行模式iv至vi中，然后纯内燃机式地行驶，其方式为分别切换所述挡位v1至v3中的一个，如这已经针对图3所描述的那样。而在运行模式vii中，纯电动地通过电机13以其电动机式运行行驶，为此切换挡位e1。这在准备阶段中同样在图3已描述。同样在针对图3的准备阶段中也已经实施电动力学起动eda-v的实现，其在当前情况中示出在运行模式viii中并且为了实现该运行模式而操纵切换元件v。
[0074]
在运行模式ix中，然后可以通过闭合切换元件d实现串联运行，其中通过内燃机2和电机13的发电机式运行借助于在驱动轴9与输入轴之间的抗扭转的连接产生电流，而通过所述另外的电机20在其电动机式运行中纯电动地行驶。在其它运行模式x至xii中，然后混合地行驶，其方式为分别切换所述挡位v1至v3中的一个并且同时通过内燃机2以及所述另外的电机20驱动。在运行模式x和xii中，在此也可以分别附加地通过电机13输入驱动力矩。此外，在运行模式x至xii中也可以分别通过内燃机2和所述另外的电机20以及必要时电机13完成共同的制动，其方式为内燃机2在拖曳运行中以及所述另外的电机20以及必要时电机13作为发电机运行。
[0075]
图5示出图1中的机动车动力传动系1的一部分的示意图，然而在该情况下，该机动车动力传动系具有对应于本发明的第二设计可行性的变速器4’。在此，该设计可行性基本上对应于图2中的变型方案，区别在于行星级30的行星架35和正齿轮级24的正齿轮25在该情况下通过与驱动轴9和输入轴10同轴地布置的空心轴39抗扭转地相互连接。在此，该空心轴39相对于输入轴10径向环绕地放置。类似于图2与所述另外的电机20的转子21抗扭转地连接的另外的输入轴11’可以经由切换元件h与所述空心轴39抗扭转地连接，其中，所述另外的输入轴11’替代于此也可以通过操纵切换元件l与另外的空心轴40抗扭转地置于连接。在此，在该空心轴40上抗扭转地放置有正齿轮41，该正齿轮是正齿轮级42的一部分并且在该正齿轮级42的内部与正齿轮43持久处于齿啮合。在此，正齿轮43又抗扭转地放置在副轴23上，从而正齿轮级42将副轴23和空心轴40相互联接。
[0076]
切换元件l和h在当前情况中组合成换挡装置44，一方面切换元件l以及另一方面切换元件h能通过它们的(在当前情况中未进一步详细示出的)操纵装置从中性位置被转化到相应的被操纵的状态中。在此，换挡装置44沿轴向布置在所述另外的电机20的高度上以及相对于所述另外的电机径向内置地布置。此外，正齿轮级42沿轴向设置在正齿轮级24与所述另外的电机20之间。对于其余部分，根据图5的设计可行性对应于根据图2的变型方案，因此参考对此描述的内容。
[0077]
图6示出图1中的机动车动力传动系的一部分的示意图，其具有根据本发明的第三实施方式的变速器4”。该实施方式在此基本上对应于根据图5的上述的变型方案，其中，与此不同地所述另外的输入轴11”能经由切换元件h’与正齿轮35抗扭转地连接，该正齿轮是正齿轮级46的一部分。在此，正齿轮45与另外的正齿轮47处于齿啮合，该另外的正齿轮抗扭转地放置在副轴23上。就这点而言，所述另外的输入轴11’可以通过闭合切换元件h’经由正齿轮级45与副轴23联接。如已经在根据图5的变型方案中，所述另外的输入轴11’可以通过闭合切换元件l与空心轴40抗扭转地连接。所述另外的输入轴11’与行星架35的抗扭转的可连接性在根据图6的变型方案的情况中是不可行的。
[0078]
切换元件l和切换元件h’又组装成换挡装置44，然而，它们在此与根据图5的变型方案相比在轴向方向上更换顺序。在此，所述另外的正齿轮级46沿轴向设置在所述换挡装置44与正齿轮级42之间。在其它情况下，根据图6的变型方案对应于根据图5的上述的变型方案，因此参考对此描述的内容。
[0079]
图7还示出图6中的机动车动力传动系1的所述部分的原理草图，从该原理草图在此可看出变速器4”的各个部件的连接或者说连接可行性。
[0080]
图8示出图5中的变速器4’以及根据图6和图7的变速器4”的示例性的换挡示意图，
其中，所述示意图在很大程度上对应于图3的换挡示意图。因此，即使在变速器4’或4”中作为挡位可以实现挡位v1至v3、e1和eda-v，关于其呈现分别参照针对图3描述的内容。附加地，但仍可以实现挡位e2、e3、eda-v2和eda-v3，其中，为了呈现在所述另外的输入轴11”与从动侧之间作用的挡位e2而操纵切换元件l，从而所述另外的输入轴11”与空心轴40抗扭转地连接。由此，所述另外的输入轴11”则经由正齿轮级42与副轴23以及因此此外也与从动侧29联接。
[0081]
而为了切换挡位e3，将切换元件h或者说h’转化到被操纵的状态中，从而所述另外的输入轴11”与空心轴39以及因此也与行星架35以及正齿轮25或者说与正齿轮45抗扭转地连接。结果是，所述另外的输入轴11”则也经由正齿轮级24或者说正齿轮级26与副轴23以及因此也与从动侧29联接。
[0082]
挡位eda-v2和eda-v3分别用于构造一个电动力学起动，类似于这已经针对图3的挡位eda-v所描述的那样。在挡位eda-v2中，为此除了切换元件v还将切换元件l转化到闭合状态中，使得在起动的过程中附加地也可以通过正齿轮级42辅助所述另外的电机20。而在挡位eda-v3中除了切换元件v还闭合切换元件h或者说h’，从而所述另外的电机20在起动的过程中在行星级30的从动的行星架35上辅助或者说经由正齿轮级46连接并且同样可以辅助。
[0083]
即使在根据图5或根据图6和图7的具有变速器4’或者说4”的机动车动力传动系中也可以实现不同的运行模式，这些运行模式在图9中以表格的形式示出。除了已经针对图4在准备阶段中描述的运行模式i至viii之外，附加地也可以描述其它运行模式xiii至xxvi，这些运行模式仅分别地简要描述：因此在运行模式xiii和xiv中分别实现了通过所述另外的电机20的纯电动行驶，其方式为在变速器4’或者说4”中切换挡位e2或者说挡位e3。在此，挡位e2或者说挡位e3的相应的呈现已经针对图8描述。
[0084]
在运行模式xv和xvi中则分别实现机动车的电动力式起动，为此切换eda-v2或者说eda-v3挡位，如这同样已经针对图8所描述的那样。而在运行模式xvii中示出串联运行，其方式为闭合切换元件d和l。通过闭合的切换元件d，由此驱动轴9与输入轴10联接并且因此内燃机2也与电机13联接，从而通过经由内燃机2的驱动并且在电机13的发电机式运行中可以进行电蓄能器的充电。同时，通过所述另外的电机20可以在其电动机式运行中纯电动地行驶，为此切换变速器4’中的挡位e2。
[0085]
同样也在运行模式xviii中实现串联运行，但在此与运行模式xvii不同，代替切换元件l操纵切换元件h或者说h’。就这点而言，由此与通过电机13的充电并行地实现了通过所述另外的电机20的纯电动行驶，其中，这在此在挡位e3中进行。
[0086]
在运行模式xix至xxiv中分别示出一个混合运行，其中，挡位v1至v3与挡位e2和e3组合。由此，可以通过内燃机2并且还通过所述另外的电机20进行同时驱动，其中，在此必要时电机13也可以附加地进行辅助。通过内燃机2在其拖曳运行中并且通过所述另外的电机20以及必要时电机13在相应的发电机式运行中可以实现共同的制动。
[0087]
最后在所述两个运行模式xxv和xxvi中纯电动地通过两个电机13和20在其相应的电动机式运行中行驶，其中，在运行模式xxv中在此切换挡位e1和e2并且在运行模式xxvi中切换在变速器4’或者说4”中的挡位e1和e3。
[0088]
借助根据本发明的设计方案，能够以低的制造成本实现紧凑地构造的变速器。
[0089]
附图标记
[0090]
1机动车动力传动系
[0091]
2内燃机
[0092]
3扭转减振器
[0093]
4、4’、4”变速器
[0094]
5差速器
[0095]
6驱动轮
[0096]
7驱动轮
[0097]
8变速器壳体
[0098]
9驱动轴
[0099]
10输入轴
[0100]
11、11’另外的输入轴
[0101]
12转子
[0102]
13电机
[0103]
14定子
[0104]
15正齿轮级
[0105]
16正齿轮
[0106]
17正齿轮
[0107]
18正齿轮
[0108]
19转子轴
[0109]
20电机
[0110]
21转子
[0111]
22定子
[0112]
23副轴
[0113]
24正齿轮级
[0114]
25正齿轮
[0115]
26正齿轮
[0116]
27正齿轮
[0117]
28盘形驱动齿轮
[0118]
29从动侧
[0119]
30行星级
[0120]
31第一元件
[0121]
32第二元件
[0122]
33第三元件
[0123]
34太阳轮
[0124]
35行星架
[0125]
36齿圈
[0126]
37换挡装置
[0127]
38换挡装置
[0128]
39空心轴
[0129]
40空心轴
[0130]
41正齿轮
[0131]
42正齿轮级
[0132]
43正齿轮
[0133]
44换挡装置
[0134]
45正齿轮
[0135]
46正齿轮级
[0136]
47正齿轮
[0137]
u第四切换元件
[0138]
v第三切换元件
[0139]
a第二切换元件
[0140]
d第一切换元件
[0141]
l第五切换元件
[0142]
h第六切换元件
[0143]
h’第六切换元件
[0144]
v1挡位
[0145]
v2挡位
[0146]
v3挡位
[0147]
e1挡位
[0148]
e2挡位
[0149]
e3挡位
[0150]
eda-v挡位
[0151]
eda-v1挡位
[0152]
eda-v2挡位
[0153]
i至xxvi运行模式