CN105246725A - 用于混合式传动系的变速箱以及控制所述变速箱的方法 - Google Patents

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CN105246725A CN201480030089.4A CN201480030089A CN105246725A CN 105246725 A CN105246725 A CN 105246725A CN 201480030089 A CN201480030089 A CN 201480030089A CN 105246725 A CN105246725 A CN 105246725A
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Abstract

本发明涉及一种变速箱，包括：输入轴(8)和输出轴(20)；被连接到输入轴(8)的第一行星齿轮系(10)；被连接到第一行星齿轮系(10)的第二行星齿轮系(12)；被连接到第一行星齿轮系(10)的第一电机(14)；被连接到第二行星齿轮系(12)的第二电机(16)；被连接到第一行星齿轮系(10)的第一主轴(34)；被连接到第二行星齿轮系(12)的第二主轴(36)。能够被控制的第一耦连单元(56)被设置以将第一行星齿轮系(10)的两个可旋转部件(22、26、50)以允许它们脱离接合的方式连接，以及能够被控制的第二耦连单元(58)被设置以将第二行星齿轮系(12)的两个可旋转部件(28、32、51)以允许它们脱离接合的方式连接，从而使得第一和第二主轴(34、36)的转速和转矩中的至少一个能够通过将第一和第二耦连单元(56、58)中的至少一个控制到可旋转部件(22、26、50；28、32、51)的接合或解除接合状态而受到影响。本发明还涉及一种包括这样的变速箱(2)的车辆(1)，以及一种控制这样的变速箱(2)的方法。本发明还涉及一种控制变速箱的计算机程序(P)，以及一种计算机程序制品，其包括用于电子控制单元(48)或另一台计算机(53)的程序代码，以便实施根据本发明的方法。

Description

用于混合式传动系的变速箱以及控制所述变速箱的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的变速箱。本发明还涉及一种根据权利要求15前序部分的包括所述变速箱的车辆、一种根据权利要求16前序部分的用于控制所述变速箱的方法、一种根据权利要求21前序部分的用于控制所述变速箱的计算机程序、以及一种根据权利要求22前序部分的包括程序代码的计算机程序制品。
背景技术
混合动力车辆能够由主要发动机和次要发动机驱动，所述主要发动机可以是燃式发动机，所述次要发动机可以是电机。电机配备有至少一个用于存储电能的能量存储器、诸如电化学能量存储器，以及调节设备，以便调节电能在能量存储器与电机之间的流动。电机能够取决于车辆的操作状态以这样的方式在作为发动机工作与作为发电机工作之间变换。当车辆制动时，电机产生电能，所述电能被存储在能量存储器中。这通常被称作“制动能量回收”，并且其导致车辆借助于电机和燃式发动机制动。被存储的电能此后用于车辆的操作。
行星齿轮系通常包括以允许彼此相对旋转的方式设置的三个部件。这些部件是太阳齿轮、行星齿轮架和齿圈。知晓太阳齿轮和齿圈上的齿数允许在操作期间确定三个部件的相对转速。行星齿轮系的各部件中的一个可以连接到燃式发动机的输出轴。行星齿轮系的这个部件从而以等于燃式发动机的输出轴转速的转速旋转。行星齿轮系的第二部件可以连接到变速箱的输入轴。行星齿轮系的这个部件从而以与变速箱的输入轴相同的转速旋转。行星齿轮系的第三部件连接到电机的转子，以便实现混合动力操作。行星齿轮系的这个部件从而以与电机的转子相同的转速旋转，如果它们被直接地连接到彼此。替代地，电机可以通过具有齿数比的变速装置连接到行星齿轮系的第三部件。在这种情况下，电机和行星齿轮系的第三部件可以以不同的转速旋转。由电机产生的转速和转矩中的至少一个可以以无极递增的方式调节。在操作期间，当要给予变速箱的输入轴期望的转速和转矩中的至少一个时，控制单元在给定燃式发动机的转速的情况下计算转速第三部件必须被驱动的转速，以便给予变速箱的输入轴期望的转速。控制单元启动电机，从而使得所述电机将计算出的转速给予第三部件，并且从而将期望的转速给予变速箱的输入轴。
通过使用行星齿轮系将燃式发动机的输出轴、电机的转子以及变速箱的输入轴连接在一起，能够避免常规离合器机构。在车辆加速期间，增加的转矩将从燃式发动机和电机被提供到变速箱并且继而被提供到车辆的驱动轮。由于燃式发动机和电机两者都连接到行星齿轮系，因此能够由燃式发动机和电机提供的最大可能转矩将会受到这些驱动单元中的任何一个限制，这些驱动单元的最大转矩小于第二驱动单元的最大转矩，在此已将各驱动单元之间的齿数比考虑在内。在电机的最大转矩小于燃式发动机的最大转矩的情况下，在此已将电机与燃式发动机之间的齿数比考虑在内，电机将不能向行星齿轮系产生足够大的反作用转矩，以及这导致燃式发动机不能将其最高转矩传递到变速箱并且继而传递到车辆的驱动轮。能够被传递到变速箱的最高转矩以这样的方式受到电机的功率限制。这还通过被称为“行星公式”的公式而明确。
常规离合器将变速箱的输入轴从燃式发动机断开连接，同时换档过程在变速箱中进行，存在与使用常规离合器有关的缺点，诸如加热离合器片，这导致离合器片磨损并且导致油耗增加。此外，常规离合器机构相对沉重并且昂贵。以及，常规离合器机构在车辆中占据相对较大空间。
专利文献EP-B1-1126987揭示了一种具有双行星齿轮系的变速箱。每个行星齿轮系的太阳齿轮连接到电机，以及各行星齿轮系的齿圈连接到彼此。每个行星齿轮系的行星齿轮架以这样的方式连接到多个齿轮对，以获得无限多的档位。另一篇专利文献，EP-B1-1280677，也揭示了行星齿轮系能够如何通过被设置在燃式发动机的输出轴处的档位桥接。
专利文献US-A1-20050227803揭示了一种具有两个电机的车辆变速装置，每一个所述电机连接到在两个行星齿轮系中的一个中的太阳齿轮。行星齿轮系具有公共行星齿轮架，所述公共行星齿轮架连接到变速装置的输入轴。
专利文献WO2008/046185-A1揭示了一种具有两个行星齿轮系的混合动力变速装置，由此电机连接到行星齿轮系中的一个，以及双离合器与第二行星齿轮系相互作用。两个行星齿轮系还通过嵌齿轮变速装置与彼此相互作用。
发明内容
尽管本领域中的已知解决方案是可用的，但是仍然存在的需求以开发一种变速箱，所述变速箱在不中断转矩的情况下换档、体现出制动能量回收装置、具有紧凑设计、具有较高可信性和较高可靠性、体现出较低重量、并且在特定操作状态下相对于电能供给自给自足。
用于车辆中的驱动装置的可用空间通常是受限的。如果驱动装置包括数个部件，诸如燃式发动机、电机、变速箱和行星齿轮系，则设计必须紧凑。如果将要包括其他部件，诸如制动能量回收装置，则要实施更严格的要求，作为驱动装置一部分的部件要具有紧凑设计。与此同时，作为驱动装置一部分的部件必须被设计为具有能够吸收必要的力和转矩的尺寸。
在特定类型的车辆、具体是货车和公共汽车中需要多个档位。在这种情况下，在这种情况下，作为变速箱一部分的部件的数量增加，以及变速箱的尺寸也必须被设定为使得所述变速箱能够吸收在这样的重型车辆中产生的较大的力和转矩。这导致变速箱的尺寸和重量增加。对于作为驱动装置一部分的部件也需要较高可信性和较高可靠性。磨损在变速箱包含片状离合器的情况下产生，所述磨损影响变速箱的可信性和使用寿命。
动能在制动能量回收期间被转换成电能，所述电能被存储在能量存储器、诸如蓄能器中。影响能量存储器的使用寿命的一个因素是能量存储器向电机供应电流并且从所述电机接收电流的循环的数量。循环的数量越大，能量存储器的使用寿命将会越短。
本发明的目的是提供一种在不中断转矩的情况下换档的变速箱。
本发明的另一个目的是提供一种具有制动能量回收装置的变速箱。
本发明的另一个目的是提供一种具有紧凑设计的变速箱。
本发明的另一个目的是提供一种具有高可信性和高可靠性的变速箱。
本发明的另一个目的是提供一种用于车辆的变速箱，所述变速箱体现出较低重量。
本发明的另一个目的是提供一种用于车辆的变速箱，所述变速箱能够被直接地连接到在变速箱的输出轴。
本发明的另一个目的是提供一种变速箱，所述变速箱在特定操作状态下相对于电力自给自足。
本发明的另一个目的是提供一种具有制动能量回收装置的变速箱，所述变速箱增加被连接到制动能量回收装置的能量存储器的使用寿命。
本发明的另一个目的是提供一种用于控制变速箱的新颖且有利的计算机程序。
本发明的另一个目的是提供一种混合式推进线中的变速箱，所述变速箱能够在不受燃式发动机的影响的情况下被控制。
这些目的利用在技术领域中指定的变速箱实现，所述变速箱的特征在于，包括在权利要求1的特征部分中指定的鲜明特征。
这些目的利用在技术领域中指定的车辆实现，所述车辆的特征在于，包括在权利要求15的特征部分中指定的鲜明特征。
这些目的利用在技术领域中指定的用于控制变速箱的方法实现，所述方法的特征在于，包括在权利要求16的特征部分中指定的鲜明特征。
这些目的利用在技术领域中指定的用于控制变速箱的计算机程序实现，所述计算机程序的特征在于，包括在权利要求21的特征部分中指定的鲜明特征。
这些目的还利用在技术领域中指定的用于控制变速箱的计算机程序制品实现，所述计算机程序制品的特征在于，包括在权利要求22的特征部分中指定的鲜明特征。
通过为变速箱配置两个行星齿轮系而获得一种根据本发明的在不中断转矩的情况下换档的变速器。被连接到行星齿轮系的电机能够产生电流或提供转矩，或既产生电流又供应转矩，取决于期望的操作状态。电机还能够在特定操作状态中为彼此提供电流。利用根据本发明的变速箱，能够避免在燃式发动机与变速箱之间的常规离合器。
能够的被控制的第一耦连单元被设置以将第一行星齿轮系的两个可旋转部件以允许它们脱离接合的方式连接，以及能够被控制的第二耦连单元被设置以将第二行星齿轮系的两个可旋转部件以允许它们脱离接合的方式连接。
第一和第二主轴的转速和转矩中的至少一个能够以这样的方式通过将第一和第二耦连单元中的至少一个控制到可旋转部件的接合或解除接合状态而受到影响。
能够被控制的第三耦连单元可以被设置以将变速箱外壳与第一行星齿轮系的可旋转部件以允许它们脱离接合的方式连接到彼此。能够被控制的第四耦连单元可以被设置以将变速箱外壳与第二行星齿轮系的可旋转部件以允许它们脱离接合的方式连接到彼此。第一和第二主轴的转速和转矩中的至少一个能够以这样的方式通过将第三和第四耦连单元中的至少一个控制到可旋转部件的接合或解除接合状态而受到影响。
根据一个实施方式，第一和第二耦连单元被分别设置在第一和第二行星齿轮系的行星齿轮架与太阳齿轮之间。耦连单元的任务是将相关行星齿轮架锁定到太阳齿轮。当行星齿轮架与太阳齿轮连接到彼此时，来自燃式发动机的力将会经过行星齿轮架、耦连单元、太阳齿轮并且继而到达变速箱，这导致行星齿轮系不吸收任何转矩。这意味着行星齿轮系的尺寸能够仅适应于电机的转矩而非燃式发动机的转矩，这继而意味着行星齿轮系能够被设计为具有较小尺寸。从而，以这样的方式获得根据本发明的具有紧凑设计、较低重量和较低制造成本的驱动装置。耦连单元优选地包括在接合与解除接合状态之间轴向地位移的环形护套。护套实质上同心地包围变速箱的旋转部件并且借助于力元件在接合与解除接合位置之间位移。以这样的方式获得具有较低重量和较低制造成本的紧凑设计。
根据一个实施方式，锁定机构被设置以通过固定方式将燃式发动机的输出轴与变速箱外壳连接。以这样的方式，第一行星齿轮架也会以相对于变速箱外壳固定的方式锁定到变速箱外壳。通过借助于锁定机构将行星齿轮架和燃式发动机的输出轴锁定到变速箱外壳，变速箱、并且从而车辆将会适应于通过电机进行电操作。从而电机向变速箱的输出轴提供转矩。
变速箱可以配置有多个齿轮对，所述多个齿轮对包括能够与侧轴机械地接合和解除接合的嵌齿轮。以这样的方式，获得多个固定档位，可以在所述多个固定档位之间换档而不中断转矩。能够接合在侧轴上的嵌齿轮还意味着获得具有较高可信性和较高可靠性的紧凑设计。替代地，嵌齿轮驱动件能够被设置在齿轮对处，从而使得它们能够在第一和第二主轴中的至少一个处接合和解除接合。
齿轮对中的每一个具有适应于车辆的期望驾驶性能的齿数比。适当的是，当最低档已被选择时，相对于其他齿轮对具有最高齿数比的齿轮对接合。
为了将相关行星齿轮系的太阳齿轮和行星齿轮架解除接合，第一和第二电机中的至少一个被控制，从而使得转矩平衡存在于行星齿轮系中。当已实现一个转矩平衡时，第一或第二耦连单元位移，从而使得太阳齿轮与行星齿轮架不再被机械地连接到彼此。
术语“转矩平衡”在此用于表示如下一种情况，其中作用在被设置在行星齿轮的齿圈上的转矩等于作用在行星齿轮系的行星齿轮架上的转矩与行星齿轮系的齿数比率的乘积，而与此同时作用在行星齿轮系的太阳齿轮上的转矩等于作用在行星齿轮架上的转矩与(1-行星齿轮系的齿数比率)的乘积。在行星齿轮、太阳齿轮、齿圈和行星齿轮架的各部件中的两个借助于耦连单元连接的情况下，当转矩平衡存在时，这个耦连单元不在行星齿轮系的各部件之间传递转矩。以这样的方式，耦连单元能够以简单方式位移，以及行星齿轮系的各部件解除接合。
附图说明
本发明的优选实施方式将会参照附图在下文中作为实施例描述，其中：
图1在侧视图中示意性地示出具有根据本发明的变速箱的车辆，
图2示出根据本发明的变速箱的示意性侧视图，
图3示出根据各种设计的变速箱的原理性草图，
图4示出根据一个实施方式的变速箱的示意性侧视图，
图5示出根据本发明的变速箱的示意图，以及
图6示出涉及控制根据本发明的变速箱的方法的流程图。
具体实施方式
图1示意性地示出车辆1的侧视图，所述车辆包括根据本发明的变速箱2。燃式发动机4连接到变速箱2，以及变速箱2还连接到车辆1的驱动轮6。
图2示出根据本发明的变速箱2的示意性侧视图。变速箱2包括输入轴8、第一和第二行星齿轮系10和12、第一和第二电机14和16、以及输出轴20。第一行星齿轮系10具有第一齿圈22，第一电机14的第一转子24连接到所述第一齿圈。第一行星齿轮系10还具有第一太阳齿轮26。第二行星齿轮系12具有第二齿圈28，第二电机16的第二转子30连接到所述第二齿圈。第二行星齿轮系12具有第二太阳齿轮32。第一和第二太阳齿轮26和32被共轴地设置。
根据在图2中示出的设计，第一主轴34被设置第一太阳齿轮26处以在被设置第二太阳齿轮32处的第二主轴36内部延伸，所述第二主轴36配置有中心孔38。还可以将第一主轴34设置为平行于第二主轴36并且处于第二主轴一侧。第一和第二主轴34、36通过变速装置19连接到输出轴，所述变速装置装置能够体现出a自由选择档位的数量。这将会在下文中被详细描述。
第一电机14配置有第一定子40，所述第一定子通过包围变速箱2的变速箱外壳42连接到车辆1。第二电机16配置有第二定子44，所述第二定子通过包围变速箱2的变速箱外壳42连接到车辆1。第一电机14和第二电机16连接到能量存储器46、诸如蓄电池，所述能量存储器取决于车辆1的操作状态驱动电机14和16。在其他操作状态中，电机14和16能够用作发电机，由此电流被提供到能量存储器46。电子控制单元48连接到能量存储器46并且控制向电机14和16的电流供应。优选的是，能量存储器46通过被连接到控制单元48的开关49连接到电机14和16。在特定操作状态中，电机14和16还能够驱动彼此。电能继而从电机14、16通过被连接到电机14、16的开关49引入其他电机14、16。以这样的方式，可以实现在电机14、16之间的动力平衡。其他计算机53可以连接到控制单元48并且连接到变速箱2。通过将电能从电机14、16中的一个经由开关49引入其他电机14、16，电能将不会被引入能量存储器46或从能量存储器中引出。以这样的方式，实现使得能量存储器46具有更长使用寿命所需的状态。因此还可以在没有能量存储器46的情况下执行换档并且推进车辆1。
根据在图2中示出的设计，第一行星齿轮系10配置有第一行星齿轮架50，第一组行星齿轮52在轴承中被安装在所述第一行星齿轮架上。第二行星齿轮系12配置有第二行星齿轮架51，第二组行星齿轮54在轴承中被安装在。第一组行星齿轮52与第一齿圈22相互作用并且与第一太阳齿轮26相互作用。第二组行星齿轮54与第二齿圈28相互作用并且与第二太阳齿轮32相互作用。变速箱2的输入轴8连接到第一行星齿轮架50。第一行星齿轮系10的第一行星齿轮架50直接且以相对于第二太阳齿轮固定的方式连接到第二行星齿轮系12的第二太阳齿轮32。第一行星齿轮架50和第二太阳齿轮32将会以这样的方式总是体现出相同旋转方向和相同转速。
第一耦连单元56被设置在第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50之间。通过设置第一耦连单元56，从而使得第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50连接到彼此并且从而不能相对于彼此旋转，第一行星齿轮架50和第一太阳齿轮26将会以相等转速旋转。第二耦连单元58被设置在第二太阳齿轮32与第二行星齿轮架51之间。通过设置第二耦连单元58，从而使得第二太阳齿轮32与第二行星齿轮架51连接到彼此并且从而不能相对于彼此旋转，第二行星齿轮架51和第二太阳齿轮32将会以相等转速旋转。
优选的是，第一和第二耦连单元56、58包括配备有花键的第一和第二耦连护套55和57，所述第一和第二耦连护套能够在第一和第二行星齿轮架50和51的配备花键区段处轴向地位移并且在相关太阳齿轮26和32的配备花键区段处轴向地位移。通过将相关耦连护套55、57位移，从而使得各配备花键区段通过相关耦连护套55、57连接，第一行星齿轮架50和第一太阳齿轮26、以及第二行星齿轮架51和第二太阳齿轮32，将会互相锁定到彼此，并且将不能相对于彼此旋转。从而，第一和第二耦连单元56、58用作部件26、50、28、51之间的锁定件并且是行星齿轮系的一部分。
根据在图2中示出的设计，第一和第二耦连单元56、58被分别设置在第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50之间以及在第二太阳齿轮32与第二行星齿轮架51之间。然而，可以将其他或替代性耦连单元(在附图中未示出)设置在第一齿圈22与第一行星齿轮架50之间，还可以将其他或替代性耦连单元(在附图中未示出)设置在第二齿圈28与第二行星齿轮架51之间。
在这个实施方式中，第三耦连单元59被设置在第一齿圈22与变速箱外壳42之间。通过设置第三耦连单元59，从而使得第一齿圈22与变速箱外壳42连接到彼此并且从而不能相对于彼此旋转，转矩的降档将会发生，即从行星齿轮架50到第一太阳齿轮26的转速的升档将会发生。
在这个实施方式中，第四耦连单元61被设置在第二齿圈28与变速箱外壳42之间。通过设置第四耦连单元61，从而使得第二齿圈28与变速箱外壳42连接到彼此并且从而不能相对于彼此旋转，转矩的降档将会发生，即从行星齿轮架50到第二太阳齿轮32的转速的升档将会发生。
优选的是，第三和第四耦连单元59、61包括配备有花键的第三和第四耦连护套65和67，所述第三和第四耦连护套能够在第一和第二齿圈22和28的配备花键区段处轴向地位移并且在变速箱外壳42的配备花键区段处轴向地位移。通过将相关耦连护套65、67位移，从而使得各配备花键区段通过相关耦连护套65、67连接，第一齿圈22和变速箱外壳42、以及第二齿圈28和变速箱外壳42，将会互相锁定到彼此，并且将不能相对于彼此旋转。从而，第三和第四耦连单元59、61用作在上文中指定的部件22、42、28之间的接地装置。
在操作期间，变速箱2可以在特定操作状态中工作，从而使得太阳齿轮26或32中的一个借助于第一或第二耦连单元56或58相对于第一或第二行星齿轮架50或51锁定。取决于太阳齿轮22或28中的哪个已以相对于相关行星齿轮架固定的方式锁定在相关行星齿轮架50或51处，第一或第二主轴34或36继而将会被给予与变速箱2的输入轴8相同的转速。电机14和16中的一个或两个可以用作发电机，以便向能量存储器46产生电能。替代地，其齿圈22或28连接到行星齿轮架50的电机14或16可以提供增加的转矩，以便以这样的方式增加在输出轴20的转矩。电机14和16将会在特定操作状态下独立于能量存储器46为彼此提供电能。
变速箱2也可以在特定操作状态下起作用，从而使得电机14和16的转子24和30中的一个通过齿圈22和28以相对于变速箱外壳固定的方式与变速箱外壳42锁定，而第二电机14和16用作发电机，以便向能量存储器46产生电能，这将会在下文中详细解释。其转子24或30以相对于变速箱外壳固定的方式与变速箱外壳42锁定的电机14或16在借助于第三或第四耦连单元59或61执行锁定之前吸收来自齿圈22或28的反作用转矩。与用作发电机相反的是，电机14或16可以提供增加的转矩，以便以这样的方式增加在输出轴20的转矩。
还可以的是，第一和第二电机14和16两者同时向能量存储器46产生电流。驾驶员在发动机制动期间释放车辆1的加速踏板(在附图中未示出)。变速箱2的输出轴20继而驱动电机14和16中的一个或两个，而燃式发动机4以及电机14和16同时提供发动机制动。电机14和16在这种情况下产生被存储在车辆1中的能量存储器46中的电能。这种操作状态被称为“制动能量回收”。为了使得更强力的制动效果成为可能，燃式发动机4的输出轴97可以以相对于燃式发动机固定的方式锁定并且以这样的方式被防止旋转。因此，电机14和16中的仅一个或两个将会用作制动器并且产生被存储在能量存储器46中的电能。燃式发动机4的输出轴97的锁定还可以当车辆将由电机14和16中的仅一个或两个加速时执行。如果电机14和16中的一个或两个的通过行星齿轮系10、12的总反作用转矩超过燃式发动机4的转矩，则燃式发动机4将不能承受电机14和16产生的较大转矩，为此必要的是将燃式发动机4的输出轴97以相对于燃式发动机固定的方式锁定。燃式发动机4的输出轴97的锁定优选地利用被设置在第一行星齿轮架50与变速箱外壳42之间的锁定装置102执行。通过将第一行星齿轮架50和变速箱外壳42锁定，燃式发动机4的输出轴97也会锁定，因为燃式发动机4的输出轴97通过变速箱的输入轴8连接到第一行星齿轮架50。优选的是，锁定装置102包括配备有花键的第八耦连护套104，所述第八耦连护套能够在第一行星齿轮架50的配备花键区段处轴向地位移并且在变速箱外壳的配备花键区段处轴向地位移。通过将第八耦连护套104位移，从而使得各配备花键区段通过耦连护套104连接，第一行星齿轮架50并且从而燃式发动机4的输出轴97将会被防止旋转。
控制单元48连接到电机14和16并且适应于控制电机14和16，从而使得在特定适当操作状态下，它们使用被存储的电能，以便向变速箱2的输出轴20提供驱动力，并且从而使得在其他操作状态下，它们使用变速箱2的输出轴20的动能，以便产生并且存储电能。控制单元48从而通过被设置在电机14和16处并且被设置在变速箱2的输出轴20处的传感器98检测在燃式发动机4的输出轴97的转速和转矩中的至少一个，以便以这样的方式收集信息并且控制电机14和16，从而使得它们用作电动机或发电机。控制单元48可以是具有用于这个目的的适当软件的计算机。控制单元48还控制的电能从能量存储器46到电机14和16的相关定子40和44的流动。在电机14和16用作电动机的状态中，被存储的电能从能量存储器46被提供到相关定子40和44。在电机14和16用作发电机的状态中，电能从相关定子40和44被提供到能量存储器46。然而，如上文中已提到的，电机14和16能够在特定操作状态下独立于能量存储器46为彼此提供电能。
第一、第二、第三和第四耦连单元56、58、59和61通过其耦连护套连接到控制单元48。优选的是，这些部件通过来自控制单元48电信号启动和停止。优选的是，耦连护套通过在附图中未示出的力提供装置、诸如液压或气动的汽缸位移。还可以通过电动的力提供装置将耦连护套位移。
图3示出根据各种设计的变速箱的原理性草图。第一行星齿轮系10包括三个部件：第一齿圈22、第一太阳齿轮26和第一行星齿轮架50。根据图3，各种部件还被指定为R1、C1和S1，其中R1对应于第一齿圈22、C1对应于第一行星齿轮架50、以及S1对应于第一太阳齿轮26。以对应的方式，第二行星齿轮系12包括三个部件：第二齿圈28、第二太阳齿轮32和第二行星齿轮架51。根据图3，第二行星齿轮系12的各种部件也被指定为R2、C2和S2，其中R2对应于第二齿圈28、C2对应于第二行星齿轮架51，以及S2对应于第二太阳齿轮32。以这样的方式，图3中的变速箱2的基础设计对应于上文中的在图2中示出的设计。
根据在图3中示出的基础设计，第一主轴34被设置在第一太阳齿轮26处，以及第二主轴36被设置在第二行星齿轮架51处。第一齿圈22连接到第一电机14，以及第二齿圈28连接到第二电机16。燃式发动机4通过输入轴8连接到第一行星齿轮架50。第一耦连单元56被设置在第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50之间。第二耦连单元58被设置在第二太阳齿轮32与第二行星齿轮架51之间。第三耦连单元59被设置在第一齿圈22与变速箱外壳42之间，以及第四耦连单元61被设置在第二齿圈28与变速箱外壳42之间。锁定装置102被设置在第一行星齿轮架50与变速箱外壳42之间。根据在图3中示出的变速箱的基础设计，第一行星齿轮架50连接到第二太阳齿轮32。
然而，通过图3明确的是，第一和第二行星齿轮10、12的部件能够如何组合以便连接到燃式发动机4、第一和第二电机14、16、以及第一和第二主轴34、36的数个不同组合。通过图3明确的是，指定了齿圈R1、R2、行星齿轮架C1、C2和太阳齿轮S1、S2能够如何被设置在第一和第二行星齿轮10、12处的六种不同组合。然而，特定组合在实践中不能实施。
除了基础设计的组合以外，能够在实践中实施的一个组合是R1、S1、C1处于第一行星齿轮系10处并且R2，S2，C2处于第二行星齿轮系12处。以这样的方式，第一行星齿轮系10的第一齿圈R1将会连接到第一电机，第一太阳齿轮S1将会连接到燃式发动机4，以及第一行星齿轮架C1将会连接到第一主轴34。第二行星齿轮系12的第二齿圈R2将会连接到第二电机，第二太阳齿轮S2将会连接到第二主轴36，以及第二行星齿轮架C2将会连接到第一太阳齿轮S1。
能够在实践中实施的另一个组合是R1、S1、C1处于第一行星齿轮系10处并且R2、C2、S2处于第二行星齿轮系12处。以这样的方式，第一行星齿轮系10的第一齿圈R1将会连接到第一电机，第一太阳齿轮S1将会连接到燃式发动机4，以及第一行星齿轮架C1将会连接到第一主轴34。第二行星齿轮系12的第二齿圈R2将会连接到第二电机，第二行星齿轮架C2将会连接到第二主轴36，以及第二太阳齿轮S2将会连接到第一太阳齿轮S1。
对于上文中的各种组合，可能有利的是，将其他或替代性耦连单元63设置在第一齿圈22与第一行星齿轮架50之间，以及将其他或替代性耦连单元69设置在第二齿圈28与第二行星齿轮架51之间。
图4示出根据一个实施方式的变速箱2的示意性侧视图。变速装置19包括被设置在第一行星齿轮系10与输出轴20之间的第一齿轮对60。第一齿轮对60包括彼此相互作用的第一嵌齿轮驱动件62和第一嵌齿轮64。第二齿轮对66被设置在第二行星齿轮系12与输出轴20之间。第二齿轮对66包括彼此相互作用的第二嵌齿轮驱动件68和第二嵌齿轮70。第三齿轮对72被设置在第二行星齿轮系12与输出轴20之间。第三齿轮对72包括彼此相互作用的第三嵌齿轮驱动件74和第三嵌齿轮76。第四齿轮对78被设置在第二行星齿轮系12与输出轴20之间。第四齿轮对78包括彼此相互作用的第四嵌齿轮驱动件80和第四嵌齿轮82。
第一和第三嵌齿轮驱动件62和74被设置在第一主轴34处。第一和第三嵌齿轮驱动件62和74以相对于第一主轴固定的方式连接到第一主轴34，从而使得它们不能相对于第一主轴34旋转。第二和第四嵌齿轮驱动件68和80被设置在第二主轴36处。第二和第四嵌齿轮驱动件68和80以相对于第二主轴固定的方式连接到第二主轴36，从而使得它们不能相对于第二主轴36旋转。侧轴18实质上平行于第一和第二主轴34和36延伸。第一、第二、第三和第四嵌齿轮64、70、76和82通过轴承设置在侧轴18处。第一嵌齿轮驱动件62与第一嵌齿轮64相互作用，第二嵌齿轮驱动件68与第二嵌齿轮70相互作用，第三嵌齿轮驱动件74与第三嵌齿轮76相互作用，以及第四嵌齿轮驱动件80与第四嵌齿轮82相互作用。
第一、第二、第三和第四嵌齿轮64、70、76和82能够借助于第一、第二、第三和第四耦连元件84、86、88和90独立地在侧轴18处锁定接合和解除接合。耦连元件84、86、88和90优选地由与第五和第六耦连护套83、85相互作用的侧轴18以及设置在嵌齿轮64、70、76和82处的配备花键区段构成，所述第五和第六耦连护套分别与侧轴18以及第一至第四嵌齿轮64、70、76和82的配备花键区段机械地相互作用。优选的是，第一和第三耦连元件84、88配置有公共耦连护套83，以及优选的是，第二和第四耦连元件86、90配置有公共耦连护套85。当在解除接合状态中时，能够在嵌齿轮64、70、76和82与侧轴18之间发生相对旋转。耦连元件84、86、88和90还可以由摩擦耦连件构成。与第六嵌齿轮94相互作用的第五嵌齿轮92也被设置在侧轴18处，所述第六嵌齿轮被设置在变速箱2的输出轴20处。
第五和第六嵌齿轮92和94将会用作向变速箱2的输出轴20传递转矩的第五齿轮对21。
转矩从变速箱2的输入轴8向变速箱2的输出轴20的传递能够通过第一或第二行星齿轮10或12以及侧轴18进行。转矩的传递还可以直接地通过第一行星齿轮系10进行，所述第一行星齿轮系的第一太阳齿轮26当变速箱2的至少三个最高档位中的任何一个接入时通过第一主轴34经由耦连机构96连接到变速箱2的输出轴20。优选的是，耦连机构96包括配备有花键的第七耦连护套100，所述耦连护套能够在第一主轴34处并且在输出轴20的配备花键区段处轴向地位移。通过将第七耦连护套100位移，从而使得各配备花键区段通过第七耦连护套100连接，第一主轴34将会以相对于输出轴固定的方式与输出轴20锁定在一起，以及它们从而将会在旋转上体现出相同转速。
根据图2和4中的实施方式，示出了四个嵌齿轮驱动件62、68、74和80和四个嵌齿轮64、70、76和82，还示出了两个行星齿轮10和12与其相关的电机14和16。然而，可以将变速箱2设计为具有更多或更少数量的嵌齿轮驱动件和嵌齿轮并且设计为具有更多数量的行星齿轮和与其相关的电机。第一、第二、第三和第四耦连元件84、86、88和90、在第一主轴34与输出轴20之间的耦连机构96、以及在第一行星齿轮架50与变速箱外壳42之间的锁定装置102通过相关耦连护套连接到控制单元48。优选的是，这些部件通过来自控制单元48的电信号启动和停止。优选的是，耦连护套通过在附图中未示出的力提供装置、诸如液压或气动的汽缸位移。还可以通过电动的力提供装置将耦连护套位移。
根据图5，以简化示意图展示了根据图2的混合式推进线3，其中特定部件为清晰起见已省略。图5示出被连接到第一主轴34并且从而还被连接到第一行星齿轮系10的齿轮对G1，以及被连接到第二主轴36并且从而还被连接到第二行星齿轮系12的齿轮对G2。这些齿轮对G1、G2还通过侧轴18连接到输出轴20。被连接到第一主轴34的齿轮对G1可以由例如在图2和4中描述的第一齿轮对60或第三齿轮对72构成，并且还可以包括其他齿轮对。被连接到第二主轴36的齿轮对G2可以由例如图2和4中描述的第二齿轮对66或第四齿轮对78构成，并且还可以包括其他齿轮对。此外，示出了也在图2和4中描述的被连接到输出轴20和侧轴18的第五齿轮对G3、21。然而，G3可以由其他齿轮对构成。当换档时，选择来自相关组G1、G2、G3的适当齿轮对。被连接到第一行星齿轮系10的齿轮对G1、60、72中的至少一个包括被设置以彼此相互作用的至少一个嵌齿轮驱动件62、74和嵌齿轮64、76，所述嵌齿轮驱动件62、74可以被设置，从而使得其能够在设置有第一行星齿轮系10的第一主轴34处接合和解除接合。至少一个嵌齿轮64、76可以被设置，从而使得其能够在侧轴18处接合和解除接合。
被连接到第二行星齿轮系12的至少一个齿轮对G2、66、78包括被设置以彼此相互作用的至少一个嵌齿轮驱动件68、80和嵌齿轮70、82，所述嵌齿轮驱动件68、80可以被设置，从而使得其能够在设置有第二行星齿轮系12的第二主轴36处接合和解除接合。至少一个嵌齿轮70、82可以被设置，从而使得其能够在侧轴18处接合和解除接合。当变速箱2被设置在车辆1中时，从第一档升档到最高档将会在下文中描述。变速箱2的输入轴8连接到车辆1的燃式发动机4的输出轴97。变速箱2的输出轴20连接到车辆1的驱动轴99。在燃式发动机4的空转期间并且当车辆1处于静止时，变速箱2的输入轴8旋转，而变速箱2的输出轴20与此同时处于静止。锁定装置102停止，从而使得燃式发动机4的输出轴97能够自由地旋转。由于变速箱2的输入轴8旋转，因此第一行星齿轮架50也会旋转，这导致第一组行星齿轮52旋转。由于第一行星齿轮架50连接到第二太阳齿轮32，因此第二太阳齿轮32并且从而第二组行星齿轮54也会旋转。通过不向第一和第二电机14和16供应电流并且不从第一和第二电机提取电流，分别被连接到相关电机14和16的第一和第二转子24和30的第一和第二齿圈22和28将会自由地旋转，由此没有转矩由齿圈22和28吸收。第一、第二、第三和第四耦连单元56、58、59和61解除接合并且从而不接合。从而，没有转矩将会从燃式发动机4被传递到行星齿轮系10和12的太阳齿轮26和32。在第一主轴34与输出轴20之间的耦连机构96解除接合，从而使得第一主轴34和输出轴20能够相对于彼此自由地旋转。由于太阳齿轮26和32以及变速箱2的输出轴20在这个阶段中处于静止，因此侧轴18也处于静止。在第一步骤期间，第一嵌齿轮64与第二嵌齿轮70借助于第一和第二耦连元件84和86连接到侧轴18。第三嵌齿轮76和第四嵌齿轮82在侧轴18处解除接合。以这样的方式，第三嵌齿轮76和第四嵌齿轮82被允许相对于侧轴18自由地旋转。
为了以驱动车辆1为目的开始变速箱2的输出轴20的旋转，第一嵌齿轮驱动件62和在侧轴18处的第一嵌齿轮64被导致旋转。这通过第一太阳齿轮26被导致旋转实现。当第一太阳齿轮26旋转时，第一主轴34也会旋转并且从而被设置在第一主轴34处的第一嵌齿轮驱动件62也会旋转。第一太阳齿轮26通过利用第一电机14控制的第一齿圈22导致旋转。通过启动第一电机14，车辆1将会通过第一主轴34开始旋转开始位移。当第一行星齿轮架50和第一太阳齿轮26达到相同转速时，第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50借助于第一耦连单元56锁定。如上文中已提到的，优选的是，第一耦连单元56被如此设计，使得第一太阳齿轮26和第一行星齿轮架50与彼此机械地相互作用。替代地，第一耦连单元56可以被设计为将第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50以温和方式连接的滑行制动器或片状离合器。当第一太阳齿轮26连接到第一行星齿轮架50时，第一太阳齿轮26将会以与燃式发动机4的输出轴97相同的转速旋转。以这样的方式，由燃式发动机4产生的转矩将会通过第一嵌齿轮驱动件62、侧轴18的第一嵌齿轮64、侧轴18的第五嵌齿轮92以及变速箱2的输出轴20的第六嵌齿轮94传递到变速箱2的输出轴20。因此，车辆1将会开始位移并且由第一档向前驱动。第一、第二、第三和第四齿轮对60、66、72、78中的每一个具有适应于车辆1的期望驾驶性能的齿数比。
根据在图2中示出的实施方式，第一齿轮对60具有与第二、第三和第四齿轮对66、72、78相比最高的齿数比，这导致第一齿轮对60当已选择最低档时被连接。第三齿轮对72正如第一齿轮对60那样在第一主轴34与侧轴18之间传递转矩，并且可以将所述第三齿轮对设计为具有与其他齿轮对66、72、78相比最高的齿数比，为此采用这种设计的第三齿轮对72将会当已选择最低档时被连接。当侧轴18由侧轴18的第一嵌齿轮64导致旋转时，侧轴18的第二嵌齿轮70也会旋转。以这样的方式，侧轴18驱动第二嵌齿轮70，所述第二嵌齿轮继而驱动第二主轴36的第二嵌齿轮驱动件68。当第二主轴36旋转时，第二行星齿轮架51也会旋转，以这样的方式，取决于燃式发动机4的输出轴97的转速并且从而还取决于第二行星齿轮架51的转速，所述第二行星齿轮架将会使得第二齿圈28和第二电机16的第二转子30旋转。在这种情况下，可以允许第二电机16用作发电机，以便向能量存储器46和第一电机14中的至少一个供应电流。替代地，第二电机16能够通过控制单元48控制第二电机16提供附加转矩以提供推进转矩。
为了从第一档换档到第二档，在第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50之间的锁定必须解除，这通过第一和第二电机14、16中的至少一个被控制而实现，从而使得转矩平衡存在于第一行星齿轮系10中，此后第一耦连单元56被控制，从而使得其将第一太阳齿轮22和第一行星齿轮架50彼此释放。第二档通过第四耦连单元61被启动而接入，从而使得第二行星齿轮系12的第二齿圈28以相对于变速箱外壳固定的方式与变速箱外壳42锁定。这能够通过控制燃式发动机4的转速并且通过控制第一和第二电机14、16的转矩实现，以便实现输出轴20的期望转矩，从而使得第二电机16的转子30被制动到静止，此后第四耦连单元61接合，从而使得第二齿圈28与变速箱外壳42被机械地连接到彼此。替代地，第四耦连单元61可以被设计为将第二太阳齿轮28与变速箱外壳42以温和方式连接的滑行制动器或片状离合器。通过将燃式发动机4的控制与第一和第二电机14和16的控制同步，可以执行从第一档到第二档的柔和且不中断的换档。
第二主轴36现在旋转并且由燃式发动机4的输出轴97驱动，以及第二主轴36现在驱动第二嵌齿轮驱动件68。第二行星齿轮架51现在通过第二主轴36驱动第二嵌齿轮驱动件68。由于第二嵌齿轮70与第二嵌齿轮驱动件68相互作用并且以相对于侧轴固定的方式连接到侧轴18，第二嵌齿轮70将会驱动侧轴18，所述侧轴继而驱动侧轴18的第五嵌齿轮92。第五嵌齿轮92继而通过第六嵌齿轮94驱动变速箱2的输出轴20，所述第六嵌齿轮被设置在变速箱2的输出轴20处。车辆1现在以第二档推进。
当侧轴18由第二嵌齿轮70导致旋转时，第一嵌齿轮64也会旋转。侧轴18以这样的方式驱动第一嵌齿轮64，所述第一嵌齿轮继而驱动第一主轴34的第一嵌齿轮驱动件62。当第一主轴34旋转时，第一太阳齿轮26也会旋转，以这样的方式，取决于燃式发动机4的输出轴97的转速并且从而还取决于第一行星齿轮架50的转速，所述第一太阳齿轮将会使得第一齿圈22以及电机14的第一转子24旋转。在这种情况下，可以允许第一电机14用作发电机，以便向能量存储器46和第二电机16中的至少一个供应电流。替代地，第一电机14能够通过控制第一电机14的控制单元48提供附加转矩以提供推进转矩。
为了从第二档换档到第三档，侧轴18的第一嵌齿轮64必须利用第一耦连元件84与侧轴18解除接合，从而使得第一嵌齿轮64能够相对于侧轴18自由地旋转。侧轴18随后通过第三耦连元件88连接到侧轴18的第三嵌齿轮76。为了实现侧轴18与侧轴18的第三嵌齿轮76的连接，优选的是，第一电机14被控制，从而使得同步转速在侧轴18与侧轴18的第三嵌齿轮76之间出现。同步转速能够通过测量第一电机14的第一转子24的转速并且通过测量输出轴20的转速而确定。以这样的方式，能够通过给予齿数比率而确定第一主轴34的转速和侧轴18的转速。
当同步转速已在侧轴18与第三嵌齿轮76之间出现时，侧轴18与第三嵌齿轮76借助于第三耦连元件88连接。
为了从第二档换档到第三档，第二齿圈28与第二行星齿轮架51之间的锁定必须解除，这通过控制第一和第二电机14、16中的至少一个而实现，从而使得转矩平衡存在于第二行星齿轮系12中，此后第四耦连单元61被控制，从而使得其将第二齿圈28与第二行星齿轮架51彼此释放。通过启动第一耦连单元56而选择第三档，从而使得第一行星齿轮系10的第一太阳齿轮26以相对于第一行星齿轮架固定的方式锁定到第一行星齿轮架50。这能够通过控制燃式发动机4的转速并且控制第一和第二电机14、16的转矩而实现，以便实现输出轴20的期望转矩，从而使得同步转速在第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50之间出现，此后第一耦连单元56接合，从而使得第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50连接到彼此。通过将燃式发动机4的控制与第一和第二电机14和16的控制同步，可以执行从第二档到第三档的柔和且不中断的换档。
第一主轴34现在以与燃式发动机4的输出轴97相同的转速旋转，以及第一主轴34现在通过第一主轴34驱动第三嵌齿轮驱动件74。由于第三嵌齿轮76与第三嵌齿轮驱动件74相互作用并且固定连接到侧轴18，因此第三嵌齿轮76将会驱动侧轴18，所述侧轴继而驱动侧轴18的第五嵌齿轮92。第五嵌齿轮92继而通过第六嵌齿轮94驱动变速箱2的输出轴20，所述第六嵌齿轮被设置在变速箱2的输出轴20处。车辆1现在以第三档推进。
当侧轴18由侧轴18的第三嵌齿轮76导致旋转时，侧轴18的第二嵌齿轮70也会旋转。以这样的方式，侧轴18驱动第二嵌齿轮70，所述第二嵌齿轮继而驱动第二主轴36的第二嵌齿轮驱动件68。当第二主轴36旋转时，第二行星齿轮架51也会旋转，以这样的方式，取决于燃式发动机4的输出轴97的转速并且从而还取决于第二行星齿轮架51的转速，所述第二行星齿轮架将会使得第二齿圈28以及第二电机16的第二转子30旋转。在这种情况下，可以允许第二电机16用作发电机，以便向能量存储器46和第一电机14中的至少一个供应电流。替代地，第二电机16能够通过控制第二电机16的控制单元48提供附加转矩以提供推进转矩。
为了从第三档换档到第四档，第二嵌齿轮70必须与侧轴18解除接合，从而使得所述第二嵌齿轮能够相对于侧轴18自由地旋转。侧轴18随后借助于第四耦连元件90连接到第四嵌齿轮82。为了实现侧轴18与第四嵌齿轮82的连接，优选的是，第二电机16被控制，从而使得同步转速在侧轴18与第四嵌齿轮82之间出现。同步转速能够通过测量电机16的第二转子30的转速并且通过测量输出轴20的转速而确定。以这样的方式，能够通过给予齿数比率而确定第二主轴36的转速和侧轴18的转速。
当同步转速已在侧轴18与第四嵌齿轮82之间出现时，侧轴18与第四嵌齿轮82借助于第四耦连元件90连接。
为了从第三档换档到第四档，在第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50之间的锁定必须解除，这通过控制第一和第二电机14、16中的至少一个而实现，从而使得转矩平衡存在于第一行星齿轮系10中，此后第一耦连单元56被控制，从而使得其将第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50彼此释放。第四档通过启动第四耦连单元61而接入，从而使得第二行星齿轮系12的第二齿圈28以相对于变速箱外壳固定的方式与变速箱外壳42锁定。这能够通过控制燃式发动机4的转速并且通过控制第一和第二电机14、16的转矩而实现，以便实现输出轴20的期望转矩，从而使得第二齿圈28相对于变速箱外壳42静止，此后第四耦连单元61接合，从而使得第二齿圈28与变速箱外壳42连接到彼此。通过将燃式发动机4的控制与第一和第二电机14和16的控制同步，可以执行从第三档到第四档的柔和且不中断的换档。
第二主轴36现在由燃式发动机4的输出轴97驱动，以及第二主轴36现在驱动第四嵌齿轮驱动件80。由于第四嵌齿轮82与第四嵌齿轮驱动件80相互作用并且以相对于侧轴固定的方式连接到侧轴18，因此第四嵌齿轮82将会驱动侧轴18，所述侧轴继而驱动侧轴18的第五嵌齿轮92。第五嵌齿轮92继而通过第六嵌齿轮94驱动变速箱的输出轴20，所述第六嵌齿轮被设置在变速箱2的输出轴20处。车辆1现在以第四档推进。
当侧轴18由第四嵌齿轮82导致旋转时，侧轴18的第三嵌齿轮76也会旋转。以这样的方式，侧轴18驱动第三嵌齿轮76，所述第三嵌齿轮继而驱动第一主轴34的第三嵌齿轮驱动件74。当第一主轴34旋转时，第一太阳齿轮26也会旋转，以这样的方式，取决于燃式发动机4的输出轴97的转速并且从而还取决于第一行星齿轮架50的转速，所述第一太阳齿轮将会使得第一齿圈22以及第一电机14的第一转子24旋转。在这种情况下，可以允许第一电机14用作发电机，以便向能量存储器46和第二电机16中的至少一个供应电流。替代地，第一电机14能够通过控制第一电机14的控制单元48提供附加转矩以提供推进转矩。
为了从第四档换档到第五档，第三嵌齿轮76必须借助于第三耦连元件88与侧轴18解除接合，从而使得第三嵌齿轮76能够相对于侧轴18自由地旋转。侧轴18随后通过第一耦连元件84连接到第一嵌齿轮64。为了实现侧轴18与第一嵌齿轮64的连接，优选的是，第一电机14被控制，从而使得同步转速在侧轴18与第一嵌齿轮64之间出现。同步转速能够通过测量第一电机14的第一转子24的转速并且通过测量输出轴20的转速而确定，如上文中已描述的。
当同步转速已在侧轴18与第一嵌齿轮64之间出现时，侧轴18与第一嵌齿轮64借助于第一耦连元件84连接。
为了从第四档换档到第五档，第二齿圈28与变速箱外壳42之间的锁定必须解除，这通过控制第二电机16实现，从而使得转矩平衡在第二齿圈28与变速箱外壳42之间出现，此后第四耦连单元61被控制，从而使得其将第二齿圈28与变速箱外壳42彼此释放。转矩平衡不仅包括无转矩状态，而且包括反作用转矩，从而使得第四耦连单元61将被置于不在第二齿圈28与变速箱外壳42之间传递转矩的状态，此后第三耦连单元59启动并且将第一齿圈22与变速箱外壳42机械地锁定。替代地，第三耦连单元59可以被设计为将第一齿圈22与变速箱外壳42以温和方式连接的滑行制动器或片状离合器。通过将燃式发动机4的控制与第一和第二电机14和16的控制同步，可以执行从第四档到第五档的柔和且不中断的换档。当第一齿圈22已被制动并且以固定的方式锁定时，第一组行星齿轮52将会驱动第一太阳齿轮26，从而使得第一太阳齿轮26旋转。以这样的方式，由燃式发动机4产生的转矩将会通过第一嵌齿轮驱动件62、侧轴18的第一嵌齿轮64、侧轴18的第五嵌齿轮92以及变速箱2的输出轴20的第六嵌齿轮94传递到变速箱2的输出轴20。车辆1现在以第五档推进。
当侧轴18由侧轴18的第一嵌齿轮64导致旋转时，侧轴18的第四嵌齿轮82也会旋转。以这样的方式，侧轴18驱动第四嵌齿轮82，所述第四嵌齿轮继而驱动第二主轴36的第四嵌齿轮驱动件80。当第二主轴36旋转时，第二行星齿轮架51也会旋转，以这样的方式，取决于燃式发动机4的输出轴97的转速并且从而还取决于第二行星齿轮架51的转速，所述第二行星齿轮架将会使得第二齿圈28以及第二电机16的第二转子30旋转。在这种情况下，可以允许第二电机16用作发电机，以便向能量存储器46和第一电机14中的至少一个供应电流。替代地，第二电机16能够通过控制第二电机16的控制单元48提供附加转矩以提供推进转矩。
为了从第五档换档到第六档，第四嵌齿轮82必须与侧轴18解除接合，从而使得所述第四嵌齿轮能够相对于侧轴18自由地旋转。侧轴18随后借助于第二耦连元件86连接到第二嵌齿轮70。为了实现侧轴18与第二嵌齿轮70的连接，优选的是，第二电机16被控制，从而使得同步转速在侧轴18与第二嵌齿轮70之间出现。同步转速能够如上文描述地实现。当同步转速已在侧轴18与第二嵌齿轮70之间出现时，侧轴18与第二嵌齿轮70借助于侧轴18的第二耦连元件86连接。为了执行从第五档到第六档的换档，在第一齿圈22与变速箱外壳42之间的锁定必须解除，这通过控制第一电机14实现，从而使得转矩平衡在第一齿圈22与变速箱外壳42之间出现，此后第三耦连单元59被控制，从而使得其将第一齿圈22与变速箱外壳42彼此释放。第六档通过启动第二耦连单元58而选择，从而使得第二行星齿轮系12的第二太阳齿轮32被锁定到第二行星齿轮架51。这能够通过控制燃式发动机4的转速并且控制第一和第二电机14、16的转矩而实现，以便实现输出轴20的期望转矩，从而使得同步转速在第二太阳齿轮32与第二行星齿轮架51之间出现，此后第二耦连单元58接合，从而使得第二太阳齿轮32与第二行星齿轮架51被机械地连接到彼此。替代地，第二耦连单元58可以被设计为将第二齿圈28与变速箱外壳42以温和方式连接的滑行制动器或片状离合器。通过将燃式发动机4的控制与第一和第二电机14和16的控制同步，可以执行从第五档到第六档的柔和且不中断的换档。
第二主轴36现在驱动第二嵌齿轮驱动件68。第二行星齿轮架51现在通过第二主轴36驱动第二嵌齿轮驱动件68。由于侧轴18的第二嵌齿轮70与第二嵌齿轮驱动件68相互作用并且以相对于侧轴固定的方式连接到侧轴18，因此第二嵌齿轮70将会驱动侧轴18，所述侧轴继而驱动侧轴18的第五嵌齿轮92。第五嵌齿轮92继而通过第六嵌齿轮94驱动变速箱2的输出轴20，所述第六嵌齿轮被设置在变速箱2的输出轴20处。车辆1现在以第六档推进。
当侧轴18由第二嵌齿轮70导致旋转时，侧轴18的第一嵌齿轮64也会旋转。侧轴18以这样的方式驱动第一嵌齿轮64，所述第一嵌齿轮继而驱动第一主轴34的第一嵌齿轮驱动件62。当第一主轴34旋转时，第一太阳齿轮26也会旋转，以这样的方式，取决于燃式发动机4的输出轴97的转速并且从而还取决于第一行星齿轮架50的转速，所述第一太阳齿轮将会使得第一齿圈22以及第一电机14的第一转子24旋转。在这种情况下，可以允许第一电机14用作发电机，以便向能量存储器46和第二电机16中的至少一个供应电流。替代地，第一电机14能够通过控制第一电机14的控制单元48提供附加转矩以提供推进转矩。
为了从第六档换档到第七档，第一嵌齿轮64必须利用第一耦连元件84与侧轴18解除接合，从而使得第一嵌齿轮64能够相对于侧轴18自由地旋转。第一主轴34随后通过耦连机构96连接到输出轴20。为了实现第一主轴34通过耦连机构96到输出轴20的连接，优选的是，第一电机14被控制，从而使得同步转速在第一主轴34与输出轴20之间出现。同步转速能够如上文描述地实现。
当同步转速已在第一主轴34与输出轴20之间出现时，第一主轴34通过耦连机构96连接到输出轴20。替代地，耦连机构96可以由滑动离合器构成。为了从第六档换档到第七档，在第二太阳齿轮32与第二行星齿轮架51之间的锁定必须解除，这通过控制第一和第二电机14、16中的至少一个而实现，从而使得转矩平衡存在与第二行星齿轮系12中，此后第二耦连单元58被控制，从而使得其将第二太阳齿轮32与第二行星齿轮架51彼此释放。第七档通过启动第一耦连单元56而选择，从而使得第一行星齿轮系10的第一太阳齿轮26以相对于第一行星齿轮架固定的方式锁定到第一行星齿轮架50。这能够通过控制燃式发动机4的转速并且控制第一和第二电机14、16的转矩而实现，以便实现输出轴20的期望转矩，从而使得同步转速在第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50之间出现，此后第一耦连单元56接合，从而使得第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50连接到彼此。通过将燃式发动机4的控制与第一和第二电机14和16的控制同步，可以执行从第六档到第七档的柔和且不中断的换档。
第一主轴34现在通过耦连机构96驱动输出轴20。车辆1现在以第七档推进。
侧轴18由输出轴20的第六嵌齿轮94导致旋转。这意味着侧轴18的第二嵌齿轮70也会旋转。以这样的方式，侧轴18驱动第二嵌齿轮70，所述第二嵌齿轮继而驱动第二主轴36的第二嵌齿轮驱动件68。当第二主轴36旋转时，第二行星齿轮架51也会旋转，以这样的方式，取决于燃式发动机4的输出轴97的转速并且从而还取决于第二行星齿轮架51的转速，所述第二行星齿轮架将会使得第二齿圈28以及第二电机16的第二转子30旋转。在这种情况下，可以允许第二电机16用作发电机，以便向能量存储器46和第一电机14中的至少一个供应电流。替代地，第二电机16能够通过控制第二电机16的控制单元48提供附加转矩以提供推进转矩。为了从第七档换档到第八档，第二嵌齿轮70必须与侧轴18解除接合，从而使得所述第二嵌齿轮能够相对于侧轴18自由地旋转。侧轴18随后借助于第四耦连元件90连接到第四嵌齿轮82。以便实现侧轴18与第四嵌齿轮82的连接，优选的是，第二电机16被控制，从而使得同步转速侧轴18与第四嵌齿轮82在之间出现。同步转速能够如上文描述地实现。
当同步转速已在侧轴18与第四嵌齿轮82之间出现时，侧轴18与第四嵌齿轮82借助于第四耦连元件90连接。为了从第七档换档到第八档，在第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50之间的锁定必须解除，这通过控制第一和第二电机14、16中的至少一个而实现，从而使得转矩平衡存在于第一行星齿轮系10中，此后第一耦连单元56被控制，从而使得其将第一太阳齿轮26与第一行星齿轮架50彼此释放。第八档通过启动第二耦连单元58而选择，从而使得在第二行星齿轮系12的第二太阳齿轮32被锁定到第二行星齿轮架51。这能够通过控制燃式发动机4而实现，从而使得同步转速在第二太阳齿轮32与第二行星齿轮架51之间出现，此后第二耦连单元58接合，从而使得第二太阳齿轮32与第二行星齿轮架51连接到彼此。通过将燃式发动机4的控制与第一和第二电机14和16的控制同步，可以执行从第七档到第八档的柔和且不中断的换档。
第二主轴36现在驱动第四嵌齿轮驱动件80。由于第四嵌齿轮82与第四嵌齿轮驱动件80相互作用并且以相对于侧轴固定的方式连接到侧轴18，因此第四嵌齿轮82将会驱动侧轴18，所述侧轴继而驱动侧轴18的第五嵌齿轮92。第五嵌齿轮92继而通过第六嵌齿轮94驱动变速箱2的输出轴20，所述第六嵌齿轮被设置在变速箱2的输出轴20处。车辆1现在以第八档推进。
由于耦连机构96已被应用，因此输出轴将会驱动第一主轴34。当第一主轴34旋转时，第一太阳齿轮26也会旋转，以这样的方式，取决于燃式发动机4的输出轴97的转速并且从而还取决于第一行星齿轮架50的转速，所述第一太阳齿轮将会使得第一齿圈22以及第一电机14的第一转子24旋转。在这种情况下，可以允许第一电机14用作发电机，以便向能量存储器46和第二电机16中的至少一个供应电流。替代地，第一电机14能够通过控制第一电机14的控制单元48提供附加转矩以提供推进转矩。
根据上文中描述的设计，要说明的是，变速箱2包括被设置主轴34、36和侧轴18的嵌齿轮驱动件62、68、74、80和嵌齿轮64、70、76、82，以便传递转速和转矩。然而，可以使用其他类型的变速装置、诸如链条皮带式变速装置，以便在变速箱2中传递转速和转矩。变速装置19根据上文中的实施方式体现出四个齿轮对60、66、72、78。然而，变速装置19可以包括自由选择数量的齿轮对。如上文中已描述的，转矩经由输出轴20从变速箱2提取。还可以直接地从第一或第二主轴34、36提取转矩，或直接地从侧轴18提取转矩。转矩还可以从两个或三个轴18、34、36同时地并行提取。
图6示出涉及一种控制根据本发明的变速箱2的方法的流程图。根据本发明的所述方法的特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)控制第一和第二电机14、16中的至少一个以不仅实现相关行星齿轮系10、12中的转矩平衡，而且实现第一或第二行星齿轮系10、12的两个可旋转部件22、26、50；28、32、51之间的同步转速；以及
b)控制能够被控制的第一或第二耦连单元56、58，以便当已实现在两个可旋转部件22、26、50；28、32、51之间的同步转速时将第一或第二行星齿轮系10、12的两个可旋转部件22、26、50；28、32、51连接并且以便当已实现相关行星齿轮系10、12中的转矩平衡时将第一或第二行星齿轮系10、12的两个可旋转部件22、26、50；28、32、51解除接合。
所述方法的特征在于，还包括以下附加步骤：
c)控制第一或第二电机14、16，以便实现同步转速或从而使得转矩平衡存在于第一或第二行星齿轮系10、12的两个可旋转部件22、26、50；28、32、51中的一个与变速箱外壳42之间；以及
d)控制能够被控制的第三或第四耦连单元59、61，以便将第一或第二行星齿轮系10、12的可旋转部件22、26、50；28、32、51接合到变速箱外壳42或从变速箱外壳解除接合。
根据所述方法的另一个步骤，被连接到输入轴8的燃式发动机4被控制，从而使得第一和第二主轴34、36的转速和转矩中的至少一个被影响。
根据所述方法的另一个步骤，电能利用电机14、16中的一个在步骤a)和c)中产生，以便驱动另一电机14、16。
根据所述方法的另一个步骤，第一和第二电机14、16被控制，从而使得第一和第二主轴34、36的转矩恒定或以连续方式改变。
换档能够以这样的方式在例如车辆1的加速或减速期间通过输出轴20的转矩为恒定或以连续方式改变而在不中断转矩的情况下实现。
指定方法从而包括对应于上文中的实施方式中描述的所有档位的所有换档步骤。
根据本发明，提供一种计算机程序P，其可以包括用于控制根据本发明的变速箱2程序段。
计算机程序P可以包括控制第一或第二电机14、16的程序段，以便实现同步转速或从而使得转矩平衡存在于第一或第二行星齿轮系10、12的两个可旋转部件22、26、50；28、32、51中的一个之间。
计算机程序P可以包括控制能够被控制的第一或第二耦连单元56、58的程序段，以便将第一或第二行星齿轮系10、12的两个可旋转部件22、26、50；28、32、51接合或解除接合。
计算机程序P可以包括控制第一或第二电机14、16的程序段，以便实现同步转速或从而使得转矩平衡存在于第一或第二行星齿轮系10、12的两个可旋转部件22、26、50；28、32、51与变速箱外壳42之间。
计算机程序P可以包括控制能够被控制的第三或第四耦连单元59、61的程序段，以便将第一或第二行星齿轮系10、12的可旋转部件22、26、50；28、32、51接合到变速箱外壳42或与变速箱外壳解除接合。
计算机程序P可以包括控制被连接到输入轴8的燃式发动机4的程序段，从而使得第一和第二主轴34、36的转速和转矩中的至少一个被影响。
计算机程序P可以包括利用电机14、16中的一个在步骤a)和c)中产生电能的程序段，以便驱动另一电机14、16。
计算机程序P可以包括控制第一和第二电机14、16的程序段，从而使得第一和第二主轴34、36的转矩恒定或以连续方式改变。
计算机程序P可以以可执行方式或以压缩方式被存储在存储器M和读/写存储器R中的至少一个中。所述程序代码可以以永久形式被存储在能够由计算机53读取的所述介质上。本发明还涉及一种计算机程序制品，其包括被存储在能够由计算机读取的介质上的程序代码，以便当所述计算机程序在控制单元48上或在被连接到控制单元48的另一台计算机53上运行时执行上文中描述的方法步骤。在上文中指定的指定部件和鲜明特征可以在本发明的框架内的不同的指定执行方式之间组合。

Claims (22)

1.一种变速箱，其包括：输入轴(8)和输出轴(20)；被连接到输入轴(8)的第一行星齿轮系(10)；被连接到第一行星齿轮系(10)的第二行星齿轮系(12)；被连接到第一行星齿轮系(10)的第一电机(14)；被连接到第二行星齿轮系(12)的第二电机(16)；被连接到第一行星齿轮系(10)的第一主轴(34)；被连接到第二行星齿轮系(12)的第二主轴(36)，
其特征在于，
能够被控制的第一耦连单元(56)被设置以将第一行星齿轮系(10)的两个可旋转部件(22、26、50)以允许它们脱离接合的方式连接；以及
能够被控制的第二耦连单元(58)被设置以将第二行星齿轮系(12)的两个可旋转部件(28、32、51)以允许它们脱离接合的方式连接，
从而使得第一和第二主轴(34、36)的转速和转矩中的至少一个能够通过将第一和第二耦连单元(56、58)中的至少一个控制到可旋转部件(22、26、50，28、32、51)的接合或解除接合状态而受到影响。
2.根据权利要求1所述的变速箱，其特征在于，
能够被控制的第三耦连单元(59)被设置以将变速箱外壳(42)与第一行星齿轮系(10)的可旋转部件(22、26、50)以允许它们脱离接合的方式连接到彼此；以及
能够被控制的第四耦连单元(61)被设置以将变速箱外壳(42)与第二行星齿轮系(12)的可旋转部件(28、32、51)以允许它们脱离接合的方式连接到彼此，
从而使得第一和第二主轴(34、36)的转速和转矩中的至少一个能够通过将第三和第四耦连单元(59、61)中的至少一个控制到可旋转部件(22、26、50，28、32、51)的接合或解除接合状态而受到影响。
3.根据权利要求2所述的变速箱，其特征在于，
第三耦连单元(59)被设置以将变速箱外壳(42)与被设置第一行星齿轮系(10)的第一齿圈(22)以允许它们脱离接合的方式连接到彼此；以及
第四耦连单元(61)被设置以将变速箱外壳(42)与第二行星齿轮系(12)的第二齿圈(28)以允许它们脱离接合的方式连接到彼此。
4.根据在前权利要求中任一项所述的变速箱，其特征在于，
第一行星齿轮系(10)的第一行星齿轮架(50)连接到第二行星齿轮系(12)的第二太阳齿轮(32)；
第一行星齿轮系(10)的第一太阳齿轮(26)连接到第一主轴(34)；以及
第二行星齿轮系(12)的第二行星齿轮架(51)连接到第二主轴(36)。
5.根据权利要求4所述的变速箱，其特征在于，
第一耦连单元(56)被设置以将第一太阳齿轮(26)与第一行星齿轮架(50)以允许它们脱离接合的方式连接；以及
第二耦连单元(58)被设置以将第二太阳齿轮(32)与第二行星齿轮架(51)以允许它们脱离接合的方式连接。
6.根据权利要求4或5所述的变速箱，其特征在于，
输入轴(8)连接到第一行星齿轮架(50)。
7.根据在前权利要求中任一项所述的变速箱，其特征在于，
耦连机构(96)被设置在第一主轴(34)与输出轴(20)之间。
8.根据在前权利要求中任一项所述的变速箱，其特征在于，
第一齿轮对(60)被设置在第一行星齿轮系(10)与输出轴(20)之间；以及第二齿轮对(66)被设置在第二行星齿轮系(12)与输出轴(20)之间。
9.根据权利要求8所述的变速箱，其特征在于，
第一齿轮对(60)包括彼此相互作用的第一嵌齿轮驱动件(62)和第一嵌齿轮(64)，所述第一嵌齿轮驱动件(62)以相对于第一主轴(34)固定的方式设置，以及所述第一嵌齿轮(64)被设置在侧轴(18)处，从而使得所述第一嵌齿轮能够接合和解除接合；
第二齿轮对(66)包括彼此相互作用的第二嵌齿轮驱动件(68)和第二嵌齿轮(70)，所述第二嵌齿轮驱动件(68)以相对于第二主轴(36)固定的方式设置，以及所述第二嵌齿轮(70)被设置在侧轴(18)处，从而使得所述第二嵌齿轮能够接合和解除接合；以及
侧轴(18)连接到输出轴(20)。
10.根据权利要求9所述的变速箱，其特征在于，所述变速箱包括：
被设置在第一行星齿轮系(10)与输出轴(20)之间的第三齿轮对(72)，所述第三齿轮对(72)包括彼此相互作用的第三嵌齿轮驱动件(74)和第三嵌齿轮(76)，所述第三嵌齿轮驱动件(74)以相对于第一主轴(34)固定的方式设置，以及所述第三嵌齿轮(76)被设置在侧轴(18)处，从而使得所述第三嵌齿轮能够接合和解除接合；以及
被设置在第二行星齿轮系(12)与输出轴(20)之间的第四齿轮对(78)；所述第四齿轮对(78)包括彼此相互作用的第四嵌齿轮驱动件(80)和第四嵌齿轮(82)，所述第四嵌齿轮驱动件(80)以相对于第二主轴(36)固定的方式设置，以及所述第四嵌齿轮(82)被设置在侧轴(18)处，从而使得所述第四嵌齿轮能够接合和解除接合。
11.根据权利要求9或10所述的变速箱，其特征在于，
侧轴(18)通过末级齿轮连接到输出轴(20)。
12.根据权利要求11所述的变速箱，其特征在于，
末级齿轮包括被设置在侧轴(18)处的第五嵌齿轮(92)，以及以相对于输出轴固定的方式设置在输出轴(20)处的第六嵌齿轮(94)；以及第五和第六嵌齿轮(92、94)彼此相互作用。
13.根据权利要求9或10所述的变速箱，其特征在于，
第一、第二、第三和第四嵌齿轮(64、70、76、82)与第一、第二、第三和第四耦连元件(84、86、88、90)一起被设置在侧轴(18)处，从而使得所述第一、第二、第三和第四嵌齿轮和所述第一、第二、第三和第四耦连元件能够接合和解除接合。
14.根据权利要求3所述的变速箱，其特征在于，
第一电机(14)的第一转子(24)连接到第一齿圈(22)；以及
第二电机(16)的第二转子(30)连接到第二齿圈(28)。
15.一种车辆(1)，其特征在于，所述车辆包括根据在前权利要求中任一项所述的变速箱(2)。
16.一种控制变速箱(2)的方法，所述变速箱包括：输入轴(8)和输出轴(20)；被连接到输入轴(8)的第一行星齿轮系(10)；被连接到第一行星齿轮系(10)的第二行星齿轮系(12)；被连接到第一行星齿轮系(10)的第一电机(14)；被连接到第二行星齿轮系(12)的第二电机(16)；被连接到第一行星齿轮系(10)的第一主轴(34)；被连接到第二行星齿轮系(12)的第二主轴(36)，其特征在于，
所述方法包括以下步骤：
a)控制第一和第二电机(14、16)中的至少一个不仅实现第一或第二行星齿轮(10、12)的转矩平衡，而且实现第一或第二行星齿轮系(10、12)的两个可旋转部件(22、26、50；28、32、51)之间的同步转速；以及
b)控制能够被控制的第一或第二耦连单元(56、58)，以便当两个可旋转部件(22、26、50；28、32、51)之间的同步转速已被实现时将第一或第二行星齿轮(10、12)的两个可旋转部件(22、26、50；28、32、51)连接，并且以便当转矩平衡已在相关行星齿轮(10、12)中实现时将第一或第二行星齿轮系(10、12)的两个可旋转部件(22、26、50；28、32、51)解除接合。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括以下步骤：
c)控制第一或第二电机(14、16)，以便实现第一或第二行星齿轮系(10、12)的两个可旋转部件(22、26、50；28、32、51)中的一个与变速箱外壳(42)之间的转矩平衡；以及
d)控制能够被控制的第三或第四耦连单元(59、61)，以便将第一或第二行星齿轮系(10、12)的可旋转部件(22、26、50；28、32、51)与变速箱外壳(42)接合或解除接合。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括以下步骤：
控制被连接到输入轴(8)的燃式发动机(4)，从而使得第一和第二主轴(34、36)的转速和转矩中的至少一个受到影响。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤a)和c)中：
利用电机(14、16)中的一个产生电能，以便驱动另一电机(14、16)。
20.根据权利要求16-19中任一项所述的方法，其特征在于，
第一和第二电机(14、16)被控制，从而使得第一和第二主轴(34、36)的转矩是恒定的或以连续方式改变。
21.一种用于控制变速箱的计算机程序(P)，其中所述计算机程序(P)包括程序代码，以使得电子控制单元(48)或被连接到电子控制单元(48)的另一台计算机(53)执行根据权利要求16-20中任一项所述的步骤。
22.一种计算机制品，包括被存储能够由计算机读取的介质上的程序代码，以便当所述程序代码在电子控制单元(48)或被连接到电子控制单元(48)的另一台计算机(53)上运行时执行根据权利要求16-20中任一项所述的方法步骤。
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