CN116056927A - 混合变速器装置以及具有混合变速器装置的机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混合变速器装置(1)，包括：‑用于连接内燃机(3)的第一变速器输入轴(2)，‑用于连接第一电机(5)的转子的第二变速器输入轴(4)，‑叠加传动机构(6)，所述叠加传动机构与第一变速器输入轴(2)和第二变速器输入轴(4)轴线平行地设置并且构造用于连接第一电机(5)，所述叠加传动机构(6)具有至少一个第一行星齿轮组(P1)，相应的行星齿轮组(P1)具有太阳轮(P11)、齿圈(P12)和行星架(P13)以及可转动地设置在该行星架上的行星齿轮(P14)，‑具有第一正齿轮副(ST1)和第二正齿轮副(ST2)的副轴级(7)以用于连接叠加传动机构(6)与差速器(8)，所述差速器(8)具有第一侧轴(9a)和第二侧轴(9b)，所述侧轴分别构造用于连接车轮，其中第二侧轴(9b)在轴向上至少延伸穿过叠加传动机构(6)，以及‑用于实现机动车的电动力学起动以及纯电动驱动或混合动力驱动的至少一个第一切换元件(A)、第二切换元件(B)和第三切换元件(C)。

Description

混合变速器装置以及具有混合变速器装置的机动车
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的混合变速器装置。此外，本发明涉及一种具有这种混合变速器装置的机动车。
背景技术
由DE 10 2013 215 114 A1已知一种机动车的混合动力驱动装置，所述混合动力驱动装置包括具有驱动轴的内燃机、具有转子的电机、实施为副轴结构的具有一个输入轴和至少一个输出轴的自动变速器以及实施为行星齿轮结构的具有两个输入元件和一个输出元件的叠加传动机构。变速器的输入轴可以通过可控制的分离离合器与内燃机的驱动轴连接并且输入轴可以通过多个可选择性切换的正齿轮级与输出轴驱动连接。内燃机的驱动轴和电机的转子可以通过叠加传动机构在驱动技术上与变速器的输出轴连接。叠加传动机构同轴地设置在输出轴的自由端部上。此外，叠加传动机构的第一输入元件不可相对转动地与一个同轴地设置在输出轴上的空心轴连接，该空心轴为了与内燃机耦联可以通过耦联切换元件不可相对转动地与变速器的直接轴向相邻的正齿轮级的浮动齿轮连接并且为了跨接叠加传动机构可以通过跨接切换元件不可相对转动地与叠加传动机构的第二输入元件或输出元件连接。作为替代方案，为了通过跨接切换元件跨接叠加传动机构，叠加传动机构的第二输入元件可以与叠加传动机构的输出元件连接，叠加传动机构的第二输入元件持续地与电机的转子处于驱动连接中并且叠加传动机构的输出元件与输出轴不可相对转动地连接。
发明内容
本发明的任务在于实现同类型的混合变速器装置的紧凑的结构形式。该任务通过独立权利要求1的技术方案来解决。有利的实施方式是从属权利要求、后续说明以及附图的技术方案。
根据本发明的用于机动车的混合变速器装置包括至少一个用于连接内燃机的第一变速器输入轴、至少一个用于连接第一电机的转子的第二变速器输入轴、叠加传动机构、具有至少一个第一正齿轮副和第二正齿轮副的副轴级以用于连接叠加传动机构与差速器和用于实现机动车的电动力学起动以及纯电动或混合动力驱动的至少一个第一切换元件、第二切换元件和第三切换元件，所述叠加传动机构与第一变速器输入轴和第二变速器输入轴轴线平行地设置并且构造用于连接第一电机，所述叠加传动机构具有至少一个第一行星齿轮组，所述相应的行星齿轮组具有太阳轮、齿圈和行星架，所述行星架具有可转动地设置在其上的行星齿轮，所述差速器具有第一侧轴和第二侧轴，所述第一侧轴和第二侧轴分别构造用于连接机动车的车轮，其中第二侧轴在轴向上至少延伸穿过叠加传动机构。
内燃机优选直接连接在第一变速器输入轴上，第一变速器输入轴尤其是与内燃机的曲轴耦联或一体地连接。此外，优选第一电机直接连接到第二变速器输入轴上。第二变速器输入轴尤其是与第一电机的转子耦联或一体地连接。
在一种实施例中，由内燃机和/或第一电机产生的驱动功率在叠加传动机构中被合并或者说叠加并且通过叠加传动机构输出到副轴级并且从那里传递到差速器上，驱动功率在差速器中分配到两个侧轴上并传递到机动车的与相应侧轴作用连接的驱动轮上。可以想到，通过切换相应的切换元件可以将至少一部分驱动功率以特定的传动比直接从内燃机和/或相应的电机传导到副轴级上。
术语“作用连接”在此情况下尤其是可以理解为两个构件之间的不可切换的连接，该连接设置用于持续传递转速和/或扭矩。该连接在此可以直接地、即紧接地或间接地、例如通过固定传动比装置实现。该连接例如可以通过固定的轴、齿轮的齿部、尤其是正齿轮齿部和/或缠绕机构或牵引机构、尤其是链或齿形皮带实现。在间接连接的情况下，可以在这两个构件之间设置另一设置在其之间的构件。例如可以在两个轴之间起作用地设置其它轴和/或齿轮。“作用连接”尤其是可以理解为驱动技术上的连接。
术语“至少间接”可以理解为两个构件通过至少一个另外的、设置在这两个构件之间的构件相互(作用)连接或者直接地和因此紧接地相互连接。
叠加传动机构是具有至少一个行星齿轮组的行星传动机构，叠加传动机构的彼此处于作用连接中的构件、尤其是所述至少一个第一行星齿轮组的齿圈、太阳轮以及行星架构造为空心轴或齿圈，使得差速器的第二侧轴可以在轴向上穿过叠加传动机构。差速器例如可以构造为球差速器、正齿轮差速器或行星齿轮差速器。侧轴共同设置在一个从动轴(Abtriebsachse)上，并且副轴级的副轴、第一变速器输入轴和第二变速器输入轴与该从动轴轴线平行地设置。因此，差速器和叠加传动机构也设置在从动轴上或与从动轴同轴设置。因此，内燃机以及相应的电机也与从动轴轴线平行地设置。
通过叠加传动机构可以根据切换元件的切换位置实现机动车的至少一个纯电动驱动，其中仅相应电机的驱动功率被传递到从动端(Abtrieb)上。尤其是借助于相应的电机可以在切换元件的第一切换位置中分别实现至少一个向前行驶挡位和一个向后行驶挡位。借助于第一电机可以在向前行驶时尤其是实现电动力学起动模式(以下也称为EDA或EDA模式)。同样，可以通过相应地切换各切换元件实现机动车的混合动力驱动，其中不仅相应电机的驱动功率而且内燃机的驱动功率都被传递到从动端上。叠加传动机构有利地定位在差速器轴上并且因此节省了安装空间。
优选第一切换元件在闭合状态中设置用于将叠加传动机构的第一行星齿轮组的齿圈或太阳轮与内燃机在驱动技术上连接。根据一种实施例，第一变速器输入轴至少经由第一牵引机构或经由至少一个第一中间齿轮与第一切换元件作用连接。第一切换元件尤其是构造用于在闭合的切换状态中将内燃机尤其是经由其联接部，即第一牵引机构或第一中间齿轮与叠加传动机构的行星齿轮组的齿圈或与叠加传动机构的行星齿轮组的太阳轮连接。优选第一变速器输入轴经由固定传动比装置或包括第一牵引机构或第一中间齿轮的第一传动比级根据第一切换元件的切换位置与叠加传动机构的太阳轮或齿圈连接或可连接。在这两种情况下，叠加传动机构上的输出优选通过叠加传动机构的第一行星齿轮组的行星架进行。由此，尤其是可以通过提高的灵活性和紧凑性实现重量和安装空间。
借助于第一切换元件尤其是可以切换到机动车的电动力学起动模式。如果叠加传动机构的齿圈在第一切换元件的闭合状态中与内燃机作用连接，并且相反叠加传动机构的太阳轮与第一电机作用连接，则存在传统的EDA齿轮组连接。在此优点是相对小的支撑力矩。与此不同，在装置的一种替代实施方式中存在反向EDA齿轮组连接，更确切地说，叠加传动机构的太阳轮在第一切换元件的闭合状态中与内燃机作用连接并且同时叠加传动机构的齿圈与第一电机作用连接。反向EDA齿轮组连接的优点主要在于第一电机在EDA模式中能够以小的补偿转速驱动。驱动可以通过闭合的第一切换元件混合动力地进行。
“切换元件”在此情况下应理解为具有至少两个耦联元件和一个切换机构的单元，所述切换机构设置用于在所述至少两个耦联元件之间建立可切换的连接。这样构造切换元件，使得可以借助于切换机构在闭合状态和打开状态之间进行切换。在相应切换元件的闭合状态中，驱动功率、尤其是转速和/或扭矩从第一构件传递到第二构件，或者反过来。这两个构件因此相互驱动作用地连接或耦联或不可相对转动地连接。与此相反，在相应切换元件的打开状态中，没有驱动功率从第一构件传递到第二构件，或者反过来。这两个构件因此没有相互连接或耦联或不可相对转动地连接。在打开状态中，相应切换元件处于中性位置中。切换元件根据构造也可以具有两个以上的耦联元件，其中至少一个另外的耦联元件可以设置用于通过产生摩擦锁合或形锁合来实现不可相对转动的连接。“耦联元件”尤其是可以理解为切换元件的持续不可相对转动地与变速器元件、如轴、浮动齿轮和/或固定齿轮连接的元件。此外，术语“耦联元件”可以理解为轴向和径向固定的元件，其设置用于与切换机构的摩擦锁合、力锁合和/或形锁合的连接，例如具有用于与切换机构连接的齿部的浮动齿轮或摩擦锁合切换单元的摩擦片支架。切换元件的“切换机构”尤其是可以理解为这样的元件，该元件持续不可相对转动地、但可轴向和/或径向运动地与所述耦联元件之一连接并且该元件设置用于与至少一个另外的耦联元件的摩擦锁合、力锁合和/或形锁合的连接，例如构造为形锁合切换元件的切换元件的滑动套筒或构造为摩擦锁合切换元件的切换元件的可轴向运动的摩擦片。
优选相应的切换元件是形锁合的切换元件。“形锁合地构造的切换元件”尤其是可以理解为这样的切换元件，该切换元件为了连接其多个或一个耦联元件而具有齿部和/或爪部，它们形锁合地彼此嵌接以建立不可相对转动的连接，功率流的传递在完全闭合的状态中至少主要通过形锁合进行。
切换元件原则上可以构造成摩擦锁合或形锁合的。术语“轴向”和“径向”尤其是相对于主旋转轴线而言。由此，尤其是可以实现有利的可切换性。尤其是可以通过切换元件的相应切换来提供电动或混合动力挡位，通过将切换元件适合地组合成双切换单元可以提高混合变速器装置的效率。
作为补充，混合变速器装置可以具有多挡变速器，所述多挡变速器在输入侧与第一变速器输入轴并且在输出侧与副轴级的副轴作用连接。在第一变速器输入轴与多挡变速器的变速器输入端之间优选连接有包括第一牵引机构或第一中间齿轮的第一传动比级，从而可以实现内燃机相对于叠加传动机构以及相对于副轴级的轴线平行的布置。因此，内燃机至少间接地与多挡变速器的变速器输入端连接。多挡变速器在其变速器输出端处至少间接地与副轴级连接，从而内燃机的驱动功率可以直接传递到副轴级。同时叠加传动机构被跨接。因此，多挡变速器可以构造有正好一个变速器输入端和正好一个变速器输出端，多挡变速器优选连接在第一变速器输入轴与副轴级的副轴之间。如果未设置多挡变速器，则混合变速器装置应被理解为是单挡变速器。
多挡变速器设置用于在多个具有不同传动比的挡位中实现机动车的驱动。多挡变速器可以具有一个离合器，该离合器设置用于将多挡变速器与传动系、尤其是变速器的两个可彼此在驱动技术上连接的构件相互分离。在此情况下，如果需要机动车的内燃机式驱动，则内燃机的驱动功率通过切换元件的相应切换经由第一传动比级被导入到叠加传动机构中并且因此不经由多挡变速器传递到副轴级。借助于多挡变速器可以实现至少一个另外的挡位，该挡位实现与叠加传动机构不同的传动比。
根据叠加传动机构的齿圈或太阳轮中的哪个元件可借助于第一切换元件与内燃机作用连接，第二变速器输入轴至少经由包括第二牵引机构的第二传动比级和/或经由至少一个第二中间齿轮与叠加传动机构的第一行星齿轮组的太阳轮或齿圈作用连接。如果内燃机可经由第一切换元件与叠加传动机构的第一行星齿轮组的太阳轮不可相对转动地连接，则第二变速器输入轴至少经由第二传动比级与叠加传动机构的第一行星齿轮组的齿圈作用连接。为此第一行星齿轮组的齿圈在此情况下优选具有一个与其不可相对转动连接的固定齿轮，该固定齿轮可由第二牵引机构或第二中间齿轮至少间接地旋转驱动。作为替代方案，如果内燃机可经由第一切换元件与叠加传动机构的第一行星齿轮组的齿圈不可相对转动地连接，则第二变速器输入轴至少经由第二传动比级与叠加传动机构的第一行星齿轮组的太阳轮作用连接。为此太阳轮优选具有一个与其不可相对转动连接的固定齿轮，该固定齿轮可由第二牵引机构或第二中间齿轮至少间接地旋转驱动。因此，在功率流中在第二变速器输入轴和叠加传动机构的第一行星齿轮组的太阳轮或齿圈之间设置有固定传动比装置、尤其是第二传动比级。第一电机优选构造成不可与传动系分离的，即没有设置在其之间的切换元件，该切换元件可以使第一电机与从动端脱耦。在上述情况下，输出分别优选通过叠加传动机构的第一行星齿轮组的行星架进行。由此，尤其是可以通过提高的灵活性和紧凑性来实现重量和安装空间。
“行星齿轮组”尤其是应理解为一个单元，该单元具有太阳轮、齿圈和多个由行星架在一个圆形轨道上围绕太阳轮引导的行星齿轮。有利的是，相应的行星齿轮组具有正好一个固定传动比。
“直接”应理解为各元件之间在中间没有连接可切换的联接元件和/或齿轮或齿轮级的情况下的直接连接。“设置”尤其是应理解为专门设计和/或专门配备。“物体设置用于特定的功能”尤其是应理解为所述物体在至少一种使用状态和/或运行状态中满足和/或执行该特定的功能。
“变速器输入轴”应理解为这样的变速器元件，其至少在结构上设置用于不可相对转动地连接到驱动单元、尤其是连接到内燃机的曲轴和/或相应电机的转子上。“变速器元件”尤其是应理解为这样的设计方案，其设置用于变速器的各构件、尤其是齿轮、轴和/或耦联元件之间的持续不可相对转动的连接。
通过混合变速器装置的相应的设计方案可以实现特别紧凑的结构形式，更确切地说，尤其是在混合变速器装置包括一个副轴级的情况下。因此，尤其是可以最佳地利用内燃机、至少第一电机、叠加传动机构和差速器之间的安装空间。
除了两个正齿轮副外，所述副轴级还包括一个与第一变速器输入轴、第二变速器输入轴、差速器和叠加传动机构平行设置且可旋转地支承的副轴。第一正齿轮副包括不可相对转动地设置在副轴上的第一齿轮和与第一齿轮啮合的第二齿轮，第二正齿轮副包括同样不可相对转动地设置在副轴上并且与第一齿轮轴向间隔开的第三齿轮以及与第三齿轮啮合的第四齿轮。因此，在副轴上轴向间隔开地设置有两个齿轮作为固定齿轮。与第一齿轮啮合的第二齿轮与差速器作用连接。与第三齿轮啮合的第四齿轮优选至少间接地与叠加传动机构的行星架作用连接。换言之，叠加传动机构的行星架与副轴级的第二正齿轮副作用连接。优选叠加传动机构的行星架与第二正齿轮副的第四齿轮不可相对转动地连接，在行星架与第四齿轮之间可以设置一个(中间)轴。此外，优选叠加传动机构的行星架与第二正齿轮副的第四齿轮持续不可相对转动地连接。副轴级的副轴尤其是应理解为变速器输出轴，该变速器输出轴将来自相应电机和/或内燃机的驱动功率合并或相加并传递到差速器上。
“不可相对转动地连接”尤其是应理解为两个构件之间这样的连接，在其中功率流在一圈完整的回转上平均以不变的扭矩、不变的旋转方向和/或不变的转速传递。在不可相对转动的连接中阻止彼此不可相对转动地连接的构件的相对转动。“持续不可相对转动地连接”尤其是应理解为两个构件之间的不可切换的连接，该连接在一圈完整的回转上平均不变地传递转速和扭矩。由此尤其是能够提供有利的紧凑布置。
第二切换元件优选在闭合状态中设置用于将叠加传动机构的第一行星齿轮组的齿圈或太阳轮与壳体连接。根据内燃机与叠加传动机构的连接，叠加传动机构的齿圈或太阳轮可以在第二切换元件的闭合状态中固定在壳体上地设置。在此可以有利地实现一个短的电动挡位。同时第一切换元件处于打开状态中，从而借助于第一电动机实现机动车的纯电动驱动。
优选第三切换元件构造用于联锁叠加传动机构的第一行星齿轮组。由此可以特别有利地实现第二电动挡位。可以实现不同的联锁变型方案。第三切换元件可以在闭合状态中设置用于将行星架与齿圈、行星架与太阳轮或齿圈与太阳轮不可相对转动地连接，即联锁。根据第一切换元件的切换位置，在第三切换元件闭合时可以实现混合动力或纯电动驱动。
优选两个切换元件组合成一个双切换单元。根据一种实施例，第一和第二切换元件构造为双切换单元，该双切换单元尤其是可借助于致动器来操作，由此能够节省构件、尤其是致动器、安装空间、重量和成本。
此外，优选所述切换元件中的至少两个切换元件在轴向上设置在第一变速器输入轴的联接部和叠加传动机构的第一行星齿轮组之间。作为第一变速器输入轴的联接部尤其是应理解为在第一变速器输入轴与叠加传动机构的与其轴线平行地设置的齿圈或太阳轮之间的、实施为固定传动比装置的第一传动比级，该第一传动比级包括第一牵引机构或至少第一中间齿轮，在它们之间设置有第一切换元件。只要第一切换元件闭合，则第一牵引机构或至少第一中间齿轮设置用于至少间接地在第一变速器输入轴与叠加传动机构的齿圈或太阳轮之间传递驱动功率。作为第二变速器输入轴的联接部尤其是应理解为在第二变速器输入轴与叠加传动机构的与其轴线平行地设置的齿圈或太阳轮之间的、实施为固定传动比装置的第二传动比级，该第二传动比级包括第二牵引机构或至少第二中间齿轮。第二牵引机构或至少第二中间齿轮设置用于至少间接地在第二变速器输入轴与叠加传动机构的齿圈或太阳轮之间传递驱动功率。作为替代方案，第一变速器输入轴的联接部在轴向上设置在至少两个切换元件与叠加传动机构的第一行星齿轮组之间。混合变速器装置的构件沿从动轴的轴向顺序可任意地适应现有安装空间和对混合变速器装置的要求，以实现混合变速器装置的节省安装空间的设计方案。
根据一种实施例，混合变速器装置优选具有至少一个用于连接第二电机的转子的第三变速器输入轴，所述第三变速器输入轴与第一变速器输入轴作用连接或可通过构造为分离离合器的切换元件与其作用连接，所述分离离合器构造用于将混合变速器装置与内燃机脱开。第三变速器输入轴优选与从动轴、副轴以及第一和第二变速器输入轴的相应轴线轴线平行地设置。尤其是第三变速器输入轴与第一变速器输入轴可经由构造为分离离合器的切换元件作用连接，所述分离离合器构造用于将混合变速器装置与内燃机脱开。第三变速器输入轴优选与输出轴、副轴以及第一和第二变速器输入轴的相应轴线轴线平行地设置。
第二电机可以与内燃机和/或第一电机类似地通过构造为固定传动比装置的、包括第三牵引机构或至少一个第三中间齿轮的第三传动比级连接到从动端。优选第二电机通过第三牵引机构或至少第三中间齿轮连接到第一变速器输入轴上。为此，在第一变速器输入轴上可以设置有一个固定齿轮，该固定齿轮与第三牵引机构或至少第三中间齿轮作用连接。第二电机优选构造为起动器发电机、尤其是HV起动器发电机。
分离离合器可以设置在第二电机的联接部与内燃机之间，更确切地说，使得内燃机可以与从动端脱开并且同时(即使在内燃机停用或关闭时)可以使用第二电机，尤其是在第一切换元件闭合的情况下。因此，在这种情况下，第一切换元件在闭合状态中设置用于将叠加传动机构的第一行星齿轮组的齿圈或太阳轮与第二电机作用连接。根据一种实施例，第三变速器输入轴经由第三牵引机构或至少第三中间齿轮与第一变速器输入轴以及随后经由第一牵引机构或至少第一中间齿轮与第一切换元件作用连接。
尤其是当混合变速器装置包括一个多挡变速器且该多挡变速器具有带中性位置的离合器元件时，所述系统原则上也可在没有分离离合器的情况下运行。但在装置中设置分离离合器出于功能安全技术原因是尤为有利的。分离离合器可以根据要求构造为形锁合或摩擦锁合的切换元件。
本发明包括如下技术教导：混合变速器装置具有一个换挡变速器，所述换挡变速器与第一变速器输入轴轴线平行地设置，所述换挡变速器具有至少一个第三正齿轮副以及至少一个第四切换元件，以用于在至少两个挡位之间切换混合变速器装置。如果设置有换挡变速器，则可以实现一个或多个内燃机的、电动的或混合动力的挡位。同时可以省却前面描述的多挡变速器。通过设置第四切换元件可以实现机动车的两挡变速器或者说两挡驱动。
换挡变速器原则上可以任意设置在混合变速器装置中。尤其是换挡变速器可以与副轴级的副轴同轴地并且因此与从动轴以及第一、第二和第三变速器输入轴轴线平行地设置。作为替代方案，换挡变速器可以与从动轴同轴地并且因此与副轴的轴线以及第一、第二和第三变速器输入轴轴线平行地设置。
换挡变速器可以设置在第一变速器输入轴与副轴之间的功率流中，通过将第四切换元件从打开状态切换到闭合状态中并且在同时打开第一切换元件的情况下，实现将第二电机以及必要时内燃机的驱动功率直接传导到副轴级。叠加传动机构在此可以被跨接，第二传动比可以借助于换挡变速器来调节，该第二传动比与叠加传动机构的第一传动比不同。第三正齿轮副的构造为固定齿轮的第五齿轮可以不可相对转动地与和第一切换元件作用连接的空心轴或中间轴连接，第五齿轮因此与从动轴同轴地设置。第五齿轮可以与第三正齿轮副的同轴于副轴设置的第六齿轮啮合，该第六齿轮与第四切换元件作用连接，通过闭合第四切换元件在第六齿轮与副轴级的副轴之间形成不可相对转动的连接。
例如当第四切换元件打开并且第一切换元件闭合时，存在第一挡位。同时第三切换元件也闭合。当在第三切换元件闭合的情况下第四切换元件闭合并且第一切换元件打开时，例如存在第二挡位。在两个挡位之间的换挡过程期间，第一电机可以通过叠加传动机构将驱动功率传递到副轴级上，从而在两个挡位之间的换挡过程期间在变速器输出端处维持牵引力。因此，通过对第一电机的相应控制，可以实现从动端受支持的带负载换挡。两个挡位的区别在于变速器输出端处的不同传动比。尤其是第四切换元件闭合时的第二挡或者说第二挡位比第一切换元件闭合时的第一挡或者说第一挡位要短。
根据一种实施例，换挡变速器具有第五切换元件，以用于在至少三个挡位之间切换混合变速器装置。通过设置第五切换元件可实现机动车的三挡变速器或者说三挡驱动。优选换挡变速器具有第四正齿轮副。通过第三和第四正齿轮副的组合可以实现第二副轴级。第四切换元件可以在闭合状态中将第三或第四正齿轮副的齿轮不可相对转动地与叠加传动机构的一个元件、尤其是与叠加传动机构的第一行星齿轮组的齿圈或太阳轮或者与副轴级连接。第五切换元件可以单独地设置在混合变速器装置中。作为替代方案，第五切换元件可以与第四切换元件一起构造为双切换单元，该双切换单元尤其是可借助于一个单独的致动器来操作，由此可以节省构件、尤其是致动器、安装空间、重量和成本。优选第五切换元件与副轴同轴地设置并且在闭合状态中实现具有第三传动比的第三挡位，尤其是当第一和第四切换元件同时打开时。此外，之前描述的第二副轴级可以补充第五切换元件。
混合变速器装置的至少一个、优选多个、优选所有切换元件构造成形锁合的。待通过形锁合的切换元件相互耦联的构件在相应的切换元件闭合期间彼此同步。这尤其是通过内燃机和/或第二电机实现。作为替代方案，可以想到一个、多个或所有切换元件的摩擦锁合的构造。
如果混合变速器装置的相应牵引机构是缠绕机构、例如链或齿形皮带，则可以在提高灵活性的同时尤其是节约重量和安装空间。相应的牵引机构可以设置用于将第一变速器输入轴、优选与其作用连接的内燃机与叠加传动机构或副轴级在驱动技术上连接和/或将第二变速器输入轴、优选与其作用连接的第一电机与叠加传动机构在驱动技术上连接和/或将第三变速器输入轴、优选与其作用连接的第二电机与叠加传动机构在驱动技术上连接。变速器输入端优选是空心轴，该空心轴与第一切换元件作用连接。在该空心轴上可以设置固定齿轮或浮动齿轮，它们例如构造用于连接第二副轴或用于与第四和/或第五切换元件作用连接，差速器的第二侧轴穿过该空心轴。对于相应电机的连接，尤其是可以想到其它在技术人员看来有意义的连接，例如直接在轴上的同轴连接、经由齿轮链的轴线平行的连接、经由链的轴线平行的连接或经由皮带的轴线平行的连接。
根据前述类型的混合变速器装置可以用于机动车中，该机动车具有内燃机和至少一个第一电机，优选还具有一个第二电机。内燃机与相应电机以及相应从动轴轴线平行地设置。机动车因此是一种可混合动力驱动的车辆，该车辆可通过第一电机纯电动地驱动或可以在与内燃机组合的情况下在混合动力驱动中被驱动。优选混合变速器装置横向于车辆纵向轴线或者说车辆纵向方向设置，从而可以在差速器的侧轴端部上至少间接地设置车辆车桥的车轮。机动车尤其是汽车(例如具有小于3.5t重量的轿车)、公共汽车或载重汽车(例如具有大于3.5t重量的公共汽车和载重汽车)。根据本发明的混合变速器装置至少起作用地设置在机动车的车桥之一上，该车桥的车轮可根据上述说明被驱动。可以想到，机动车的多个或所有车桥具有根据上述类型的相应混合变速器装置。
上述关于根据本发明的混合变速器装置的技术效果、优点和有利实施形式的定义以及说明按意义同样适用于根据本发明的机动车，反之亦然。不言而喻，上述或在权利要求和/或附图中描述的解决方案的特征必要时也可以组合，以便可以累积地实现当前可实现的优点和效果。
附图说明
下面借助示意性附图对本发明的实施方式进行详细解释，其中相同或类似的元件设有相同的附图标记。附图如下：
图1示出具有根据第一种实施方式的根据本发明的混合变速器装置的机动车；
图2示出根据图1的混合变速器装置；
图3示出根据第二种实施方式的混合变速器装置；
图4示出根据第三种实施方式的混合变速器装置；
图5示出根据第四种实施方式的混合变速器装置；
图6示出根据第五种实施方式的混合变速器装置；
图7示出根据第六种实施方式的混合变速器装置；
图8示出根据第七种实施方式的混合变速器装置；
图9示出根据第八种实施方式的混合变速器装置；
图10示出根据第九种实施方式的混合变速器装置；
图11示出根据第十种实施方式的混合变速器装置；
图12示出根据第十一种实施方式的混合变速器装置；和
图13示出根据第十二种实施方式的混合变速器装置。
具体实施方式
图2至13分别示出具有混合变速器装置1的混合驱动系统的不同实施方式。根据图1高度简化地示出混合变速器装置1安装在机动车100中。
图1示出具有第一车桥19和第二车桥20的机动车100。混合变速器装置1的差速器8的侧轴9a、9b同轴地设置在第二车桥20上并且从混合变速器装置1开始沿相反的方向延伸至机动车100的与其作用连接的车轮101。差速器将驱动功率分配到两个侧轴9a、9b上，使得与其作用连接的车轮101可被驱动。差速器8的侧轴9a、9b形成混合变速器装置1的从动端。侧轴9a、9b连接在差速器8的下游。差速器8设置用于机动车100的各车轮101之间的转速平衡。混合变速器装置1与内燃机3和两个电机5、11一起形成机动车100的传动系或传动系的一部分。下面介绍混合变速器装置1，它们能够实现混合变速器装置1在机动车100中的前置横向安装。通过内燃机3以及两个电机5、11——它们与接下来描述的混合变速器装置1的变速器部件作用连接——尤其是实现机动车100的电动力学起动模式以及可选地纯电动或混合动力或内燃机的驱动。差速器8是机动车100的前车桥的差速器，第一车桥19上的差速器8也可以是机动车100的后车桥的差速器。
根据图2，即混合变速器装置1的一种基本变型方案的示例性图示，与内燃机3作用连接的第一变速器输入轴2、与第一电机3作用连接的第二变速器输入轴4和与第二电机11作用连接的第三变速器输入轴10分别与混合变速器装置1的从动轴17轴线平行地设置。从动轴17基本上与根据图1的第二车桥20同轴地设置。相应的电机5、11分别包括(不能进一步看到的)定子和转子，其中，相应的转子不可相对转动地与第二或第三变速器输入轴4、10连接。第一变速器输入轴2在当前实施为两件式的，在第一变速器输入轴2的这两个部分之间设置有对于内燃机常见的用于转动不规则去耦的装置18，该装置在当前示例性地构造为扭转振动减振器。在下文中这两个部分共同被称为第一变速器输入轴2。第二电机11在当前构造为HV起动器发电机。
此外，混合变速器装置1具有一个叠加传动机构6，该叠加传动机构与从动轴17同轴地并且因此与第一变速器输入轴2、第二变速器输入轴4和第三变速器输入轴10轴线平行地设置。叠加传动机构6在当前具有第一行星齿轮组P1，该第一行星齿轮组具有太阳轮P11、齿圈P12和行星架P13，所述行星架具有可旋转地设置在其上的行星齿轮P14。此外，第一变速器输入轴2、第二变速器输入轴4和第三变速器输入轴10分别彼此轴线平行地设置。叠加传动机构6构造用于在驱动技术上与第一电机5和第二电机11连接以及用于根据情况连接内燃机3。
此外，混合变速器装置1包括一个副轴级7，该副轴级具有与三个变速器输入轴2、4、10以及从动轴17轴线平行地设置的副轴13。所述副轴13与副轴级7的第一正齿轮副ST1和第二正齿轮副ST2作用连接。更确切地说，第一正齿轮副ST1包括第一齿轮22，该第一齿轮作为固定齿轮不可相对转动地设置在副轴13上，第一齿轮22与第二齿轮23啮合，该第二齿轮与差速器8作用连接。第三齿轮24也作为固定齿轮设置在副轴13上，该第三齿轮与构造为固定齿轮的第四齿轮25啮合，第四齿轮25通过构造为空心轴的第一轴21不可相对转动地与行星架P13连接。叠加传动机构6的输出在此通过行星架P13进行，该行星架持续不可相对转动地与第一轴21和副轴级7的第四齿轮25连接。因此，行星架P13作为叠加传动机构6的传动机构输出端经由副轴级7和差速器8与混合变速器装置1的从动端作用连接，第一轴21用作叠加传动机构6的空心输出轴。差速器8的第二侧轴9b与第一侧轴9a相反地轴向延伸穿过混合变速器装置1，尤其是穿过叠加传动机构6和第一轴21。
此外，混合变速器装置1具有至少三个切换元件。在当前示例中，这正好是三个，即第一切换元件A、第二切换元件B和第三切换元件C，通过在第一切换状态、尤其是打开状态和第二切换状态、尤其是闭合状态之间相应地切换各切换元件A、B、C，可以实现机动车100的电动力学起动以及纯电动或混合动力驱动。这将在下面进行详细解释。所述三个切换元件A、B、C在当前构造为形锁合的切换元件。切换元件A、B、C设置用于切换/或联锁叠加传动机构6、用于实现电动力学起动模式以及用于在纯电动和混合动力驱动之间进行变换。
相应的切换元件A、B、C在闭合状态中设置用于在两个耦联元件之间产生不可相对转动的连接。在打开状态中或在中性位置中，相应的切换元件A、B、C设置用于相对于第二耦联元件释放第一耦联元件。在当前，切换元件A、B、C是形锁合的切换元件，在混合变速器装置1中待彼此耦联的部件的同步通过第三电机11和/或内燃机3实现。但也可以想到相应切换元件的或耦联元件同步的其它在专业人员看来有意义的不同设计。
混合变速器装置1沿传动系、尤其是沿传动系的能流设置在内燃机3下游。根据图2至图9的混合变速器装置1是具有一个纯电动向前行驶速度级和一个纯电动向后行驶速度级的单挡混合变速器。作为补充，内燃机3可以用于内燃机式或混合动力式地驱动机动车100。
第一变速器输入轴2通过构造为牵引传动机构的第一传动比级26连接并且在变速器输入侧设置在叠加传动机构6上。第一变速器输入轴2设置用于将由内燃机3输出的驱动力矩导入到混合变速器装置1中。第一传动比级26具有在当前构造为链的第一牵引机构36，使得第一变速器输入轴2至少间接地与第二轴29作用连接，第二轴29又与第一切换元件A作用连接。第一牵引机构36可以与所有其它在此提到的牵引机构一样是齿形皮带或类似物。在第一变速器输入轴2上设置有第九齿轮34作为持续不可相对转动的固定齿轮，在第二轴29上设置有第十齿轮35作为持续不可相对转动的固定齿轮。第九和第十齿轮34、35是第一传动比级26的部分。第一牵引机构36在第九齿轮34与第十齿轮35之间传递输出力矩。当第一切换元件A闭合时，第一变速器输入轴2将由内燃机3输出的驱动力矩经由第一传动比级26、第二轴29和第一切换元件A导入到混合变速器装置1的叠加传动机构6中。第一切换元件A在当前不仅与第一传动比级26而且也与叠加传动机构6的齿圈P12作用连接。
用于直接连接第一电机5的转子的第二变速器输入轴4通过构造为牵引传动机构的第二传动比级27连接并且同样在变速器输入侧设置在叠加传动机构6上。第二变速器输入轴4设置用于将由第一电机5输出的驱动力矩导入到混合变速器装置1中、尤其是叠加传动机构6中。第二传动比级27具有构造为链的第二牵引机构37，使得第二变速器输入轴4与第三轴44作用连接。在第二变速器输入轴4上设置有作为持续不可相对转动的固定齿轮的第十一齿轮39，在第三轴44上设置有作为持续不可相对转动的固定齿轮的第十二齿轮40。第十一和第十二齿轮39、40是第二传动比级27的部分。第二牵引机构37在第十一齿轮39和第十二齿轮40之间传递输出力矩。第三轴44在当前不可相对转动地与叠加传动机构6的太阳轮P11连接。因此，由第一电机5产生的驱动力矩经由第二变速器输入轴4、第二传动比级27和第三轴44被导入到叠加传动机构6中。
用于直接连接第二电机11的转子的第三变速器输入轴10通过构造为牵引传动机构的第三传动比级28连接并且同样在变速器输入侧设置在叠加传动机构6上。第三变速器输入轴10设置用于将由第二电机11输出的驱动力矩导入到混合变速器装置1中、尤其是混合变速器装置1的叠加传动机构6中。第三传动比级28具有构造为链的第三牵引机构38，使得第三变速器输入轴10与第一变速器输入轴2作用连接。在第三变速器输入轴10上设置有第十三齿轮41作为持续不可相对转动的固定齿轮，在第一变速器输入轴2上设置有第十四齿轮42作为持续不可相对转动的固定齿轮。第十三齿轮和第十四齿轮41、42是第三传动比级28的部分。第三牵引机构38在第十三齿轮41和第十四齿轮42之间传递输出力矩。因此，由第三电机11产生的驱动力矩经由第三变速器输入轴10、第三传动比级28、第一变速器输入轴2、第一传动比级26、第二轴29和第一切换元件A导入到叠加传动机构6中。
变速器输入轴2、4、10在当前分别构造为实心轴。但原则上也可想到变速器输入轴2、4、10的其它在技术人员看来有意义的布置和构造。
第一切换元件A在闭合状态中设置用于将叠加传动机构6的第一行星齿轮组P1的齿圈P12与第二轴29不可相对转动地连接并且因此建立内燃机3或第二电机11与叠加传动机构6之间的作用连接。在当前，在第一切换元件A和齿圈P12之间设置有第五轴45。第五轴45用作中间轴并且设置在第一切换元件A和叠加传动机构6的传动机构输入端、在当前为叠加传动机构6的齿圈P12之间的功率流中。
与此相对，第二切换元件B在闭合状态中设置用于将叠加传动机构6的第一行星齿轮组P1的齿圈P12经由第五轴45与混合变速器装置1的壳体G不可相对转动地连接。此外，第三切换元件C设置用于联锁叠加传动机构6的第一行星齿轮组P1。在该实施例中，叠加传动机构6的行星架P13与太阳轮P11联锁或者说不可相对转动地连接。第二切换元件B和第三切换元件C在作用上
Figure BDA0004113599020000181
设置在由行星齿轮组P1形成的齿轮组之内。切换元件B、C因此设置用于在行星齿轮组P1和/或壳体G之间建立不同的作用连接。
壳体G由变速器壳体形成并且容纳叠加传动机构6、切换元件A、B、C以及副轴级7。此外，差速器8、内燃机3、第一电机5和/或第二电机11也可以容纳在壳体G中。
第一和第二切换元件A、B在当前组合成双切换单元DS1。但也可以想到，第一和第二切换元件A、B构造为两个单独的切换元件。第一传动比级26在此在轴向上设置在双切换单元DS1和叠加传动机构6之间。因此，第一变速器输入轴2的联接部、即第一传动比级26在轴向上设置在双切换单元DS1和叠加传动机构6的第一行星齿轮组P1之间。根据在混合变速器装置1之内沿从动轴17的轴向顺序，首先设置具有副轴级7的第一正齿轮副ST1的差速器8、与其轴向邻接的第二变速器输入轴4的联接部，即第二传动比级27、与其轴向邻接的第三切换元件C、与其轴向邻接的副轴级7的第二正齿轮副ST2、与其轴向邻接的叠加传动机构6的第一行星齿轮组P1、与其轴向邻接的第一变速器输入轴2的联接部，即第一传动比级26、与其轴向邻接的第一切换元件A和与其轴向邻接的第二切换元件B。
当第一切换元件A和第三切换元件C闭合时，存在内燃机以及混合动力驱动。如果两个电机5和11被控制为无负载，而内燃机3将驱动功率传递到混合变速器装置1的从动端，则机动车内燃机式地运行。如果尤其是这样操作第一电机5，使得它们分别或共同产生驱动功率，该驱动功率在叠加传动机构6中与内燃机3的驱动功率叠加，则驱动是混合动力式的。
混合动力驱动装置1在此构造用于切换两个纯电动挡位，其中第一挡位实现机动车100的向后行驶并且第二挡位在电动力学起动模式中实现机动车100的向前行驶。在第一纯电动驱动模式中，第二切换元件B闭合。第一纯电动驱动模式例如可以用于机动车100的向后行驶驱动，因为在当前存在较短的传动比并且不提供电动力学起动模式。在第二纯电动驱动模式中，第三切换元件C闭合。第二纯电动驱动模式在此可以在电动力学起动模式中用于机动车100的向前行驶驱动，在向前行驶驱动中存在较高的传动比。在此有利的是，从第一电机5的角度来看，向后行驶以及向前行驶总是以尽可能高的传动比来进行。如果第二切换元件B和第三切换元件C都打开，则可以在第一切换元件A打开的情况下实现电动力学起动模式。在此，内燃机3与行星齿轮组P1的齿圈P12作用连接，第一电机5在与其作用连接的太阳轮P11上支撑内燃机3的驱动力矩并且可通过行星架P13输出到副轴级7上。
在图3至图13中示出本发明的其它实施例。下述说明基本上限于各实施例之间的区别，关于保持不变的构件、特征和功能参见其它实施例的说明。图3至图13的实施例与图2的实施例的区别基本上在于混合变速器装置1的设计方案，尤其是在于构件彼此的布置。
图3在图2的基础上示出根据第二种实施例的混合变速器装置1的一种替代的基本变型方案。混合变速器装置1在此具有附加的多挡变速器14，该多挡变速器在输入侧与第一变速器输入轴2作用连接并且在输出侧与副轴级7的副轴13作用连接。通过多挡变速器14可以实现多个向前行驶挡位。多挡变速器14与第二轴29作用连接，该第二轴与第一传动比级26的第十齿轮35和第一切换元件A不可相对转动地连接。多挡变速器为了形成挡位例如包括多个正齿轮级和切换元件。在此应仅说明的是，在传动系中也可以集成多挡变速器14，该多挡变速器可以根据运行状态调节传动比并直接传递到副轴级7上。叠加传动机构6可以在第一切换元件A打开时被跨接。有利的是，多挡变速器14具有可通过离合器实现的空挡位置，在该空挡位置中内燃机3的驱动功率不被传递到副轴级7上并且可以借助于第一电机5实现纯电动行驶，尤其是在第一切换元件A闭合的情况下。
在该实施例中，第一和第二切换元件A、B也组合成第一双切换单元DS1。然而，在此第一传动比级26在轴向上设置在双切换单元DS1和多挡变速器14之间，第一传动比级26在轴向上设置在双切换单元DS1和叠加传动机构6之间。因此，第一变速器输入轴2的联接部，即第一传动比级26在轴向上设置在双切换单元DS1和多挡变速器14之间。换言之，切换元件A和B在轴向上设置在第一传动比级26的联接部与叠加传动机构6的第一行星齿轮组P1之间。因此，根据在混合变速器装置1之内沿从动轴17的轴向顺序，首先设置具有副轴级7的第一正齿轮副ST1的差速器8、与其轴向邻接的第二变速器输入轴4的联接部，即第二传动比级27、与其轴向邻接的第三切换元件C、与其轴向邻接的副轴级7的第二正齿轮副ST2、与其轴向邻接的叠加传动机构6的第一行星齿轮组P1、与其轴向邻接的第二切换元件B、与其轴向邻接的第一切换元件A、与其轴向邻接的第一变速器输入轴2的联接部，即第一传动比级26以及与其轴向邻接的多挡变速器14。
图4和图5示出叠加传动机构6的两种代替根据图3的实施方式的联锁变型方案，这两种联锁变型方案借助第三切换元件C实现。在图2中与图3一样在第三切换元件C的闭合状态中太阳轮P11和行星架P13彼此联锁、即不可相对转动地彼此连接，而图4示出第三切换元件C在闭合状态中将太阳轮P11经由第三轴44与齿圈P12和第四轴45不可相对转动地连接。在图5中，第三切换元件C在闭合状态中将行星架P13与齿圈P12不可相对转动地连接。混合变速器装置1的构件的轴向顺序适应相应的条件。此外，叠加传动机构6的传动机构输入端和传动机构输出端、尤其是内燃机3和第一电机5在叠加传动机构6上的连接点与图2或图3相同。
根据图6示出根据图2和图3的实施例的组合。图6示出所述构件沿从动轴17的一种替代布置。在当前，双切换单元DS1设置在与差速器8相对置的端部上。第一传动比级26在轴向上设置在双切换单元DS1和多挡变速器14之间。因此，第一变速器输入轴2的联接部，即第一传动比级26在轴向上设置在多挡变速器14和叠加传动机构6的行星齿轮组P1之间。因此，根据在混合变速器装置1之内沿从动轴17的轴向顺序，首先设置具有副轴级7的第一正齿轮副ST1的差速器8、与其轴向邻接的第二变速器输入轴4的联接部，即第二传动比级27、与其轴向邻接的第三切换元件C、与其轴向邻接的副轴级7的第二正齿轮副ST2、与其轴向邻接的叠加传动机构6的第一行星齿轮组P1、与其轴向邻接的第一变速器输入轴2的联接部，即第一传动比级26、与其轴向邻接的多挡变速器14、与其轴向邻接的第一切换元件A以及与其轴向邻接的第二切换元件B。
图7示出另一种连接变型方案，在当前为叠加传动机构6的第一行星齿轮组P1的传动机构输入端和传动机构输出端的一种替代连接。尤其是交换太阳轮P11和齿圈P12的连接，此外，通过第一行星齿轮组P1的行星架P13进行输出。在该实施例中，第四轴45设置在第一切换元件A和太阳轮P11之间。第四轴45持续不可相对转动地与太阳轮P11连接并且因此构成太阳轴。太阳轮P11因此可通过第一切换元件A与内燃机3作用连接，以便将内燃机3的驱动功率导入到叠加传动机构6中。与此相对，与第一电机5作用连接的第三轴44持续不可相对转动地与齿圈P12连接，以便将第一电机5的驱动功率导入到叠加传动机构6中或支撑内燃机3的驱动力矩。
叠加传动机构的改变的连接需要变速器构件沿从动轴17的替代布置。更确切地说，根据在混合变速器装置1之内沿从动轴17的轴向顺序，首先设置具有副轴级7的第一正齿轮副ST1的差速器8、与其轴向邻接的第二变速器输入轴4的联接部，即第二传动比级27、与其轴向邻接的叠加传动机构6的第一行星齿轮组P1、与其轴向邻接的副轴级7的第二正齿轮副ST2、与其轴向邻接的第三切换元件C、与其轴向邻接的第二切换元件B、与其轴向邻接的第一切换元件A、与其轴向邻接的第一变速器输入轴2的联接部，即第一传动比级26、与其轴向邻接的多挡变速器14。与根据图2至图6的传统的电动力学起动模式相比，根据该实施方式可以实现所谓的反向EDA模式。叠加传动机构6的这种连接的优点在于：第一电机5以小的补偿转速在电动力学起动模式中运行。
根据图8的混合变速器装置1的第七种实施方式以及根据图9的混合变速器装置1的第八种实施方式分别基本上与根据图3的实施方式相同地构造。区别在于：在第二电机11的联接部与内燃机3的第一变速器输入轴2之间设置有分离离合器K0。这使得当内燃机3与传动系脱开时，也可以使用第二电机11。与切换元件A、B、C一样，分离离合器K0也能够在打开和闭合的状态之间切换。因此，参照关于切换元件A、B、C的构造和作用方式的相应说明。根据图8，分离离合器K0与切换元件A、B、C类似构造为形锁合的切换元件。根据图9，分离离合器K0构造为摩擦锁合的切换元件，在当前构造为具有能相互摩擦接触的片对的片式离合器。在这两种情况下，设置有一个附加的空心轴，第一变速器输入轴2轴向穿过该空心轴。由此可以节省轴向安装空间。但可以想到省却分离离合器K0。分离离合器K0是可选的，因为多挡变速器14通常具有空挡位置并且因此在没有分离离合器K0的情况下也能够实现借助第一电机5的纯电动行驶。如果没有设置分离离合器K0，如在图2至图7以及图10至图13中那样，第三变速器输入轴10通过第三传动比级38直接且不可分离地与第一变速器输入轴2作用连接。
根据图10和图11的混合变速器装置1是两挡混合变速器，其能够实现两个用于向前行驶的挡位和一个用于向后行驶的挡位。根据图10的混合变速器装置1基本上与根据图2的混合变速器装置1类似地构造。此外，混合变速器装置1具有换挡变速器12，以便在没有设置附加的多挡变速器14的情况下由上述单挡变速器形成两挡或多挡变速器。在当前，换挡变速器12与第一变速器输入轴2和从动轴17轴线平行地设置。换挡变速器12在此具有第三正齿轮副ST3以及第四切换元件D。与前面的实施例相反，混合变速器装置1的这种设计方案补充了第二挡位，以便在两个不同的挡位中、即以两个不同的传动比在向前行驶中驱动机动车。因此，第三正齿轮副ST3用作相对于副轴级7的正齿轮副ST1、ST2的两个另外的正齿轮级的另一正齿轮级。换挡变速器12起作用地设置在第二轴29与副轴级7的副轴13之间的功率流中，第二轴通过第一传动比级26与第一变速器输入轴2和第三变速器输入轴10作用连接。第三正齿轮副ST3具有持续不可相对转动地和与其同轴设置的第二轴29连接的第五齿轮30以及与第五齿轮30啮合的第六齿轮31，第六齿轮31与副轴13同轴地设置。第六齿轮31在第四切换元件D的打开状态中作为浮动齿轮可旋转地支承在副轴13上。第四切换元件D设置在具有第一传动比级26的平面中并且与副轴13同轴设置以及在其作用方式方面与切换元件A、B和C类似地构造为形锁合的切换元件。第四切换元件D在闭合状态中设置用于将第六齿轮31不可相对转动地与副轴13连接，使得驱动功率从第二轴29经由第三正齿轮副ST3传递到副轴级7上。换言之，第四切换元件D在闭合状态中在第一切换元件A同时打开的状态中设置用于将内燃机3和第二电机11直接与副轴级7在驱动技术上连接。叠加传动机构6因此被跨接，从而可以在第二挡位中实现第二传动比以用于驱动机动车100。第二传动比不同于叠加传动机构6的第一传动比，第一传动比存在于第一挡位中。通过叠加传动机构6仅第一电机5的驱动功率被传递到副轴级7上。在两个用于向前行驶的挡位之间换挡期间，第二电机5与从动端连接并且第三切换元件C闭合，由此在换挡过程期间维持牵引力。换言之，在第三切换元件C接合时，通过第一电机5支持换挡，由此实现从动端受支持的带负载换挡。第三正齿轮副ST3沿从动轴17在轴向上设置在行星齿轮组P1与第一传动比级26之间。
根据图11的混合变速器装置1与根据图10的混合变速器装置1的区别在于第四切换元件D的布置以及换挡变速器12的构造。除了第三正齿轮副ST3外，换挡变速器12还具有与其轴向间隔开设置的第四正齿轮副ST4。换挡变速器12由此形成第二副轴级，该第二副轴级在此与第一副轴级7同轴设置。第四正齿轮副ST4一方面具有第七齿轮32，该第七齿轮持续不可相对转动地与同轴于从动轴17以及与第二轴29轴向间隔开设置的第一中间轴46连接。第一中间轴46构造为空心轴。另一方面，第四正齿轮副ST4具有与第七齿轮32啮合的第八齿轮33，第八齿轮33与副轴13同轴设置。第六齿轮31和第八齿轮33通过第二中间轴47持续不可相对转动地相互连接。第八齿轮32在第四切换元件D的打开状态中作为浮动齿轮可旋转地支承在第四轴45上。第五齿轮30和第十齿轮35通过第二轴29持续不可相对转动地彼此连接。
第四切换元件D与从动轴17同轴设置并且在闭合状态中设置用于将第四轴45和不可相对转动地设置在其上的齿圈P12与第一中间轴46和不可相对转动地设置在其上的第七齿轮32不可相对转动地连接。在第四切换元件D的闭合状态中且在第一切换元件A同时打开的状态中，来自第一传动比级26的驱动功率经由两个正齿轮副ST3、ST4转移到叠加传动机构6上。由此可以在第二挡位中实现第二传动比，该第二传动比不同于第一挡位的第一传动比，当来自第一传动比级26的驱动功率经由第一切换元件A直接传递到叠加传动机构6中时，存在第一传动比。第二挡位中的第二传动比可以通过调整正齿轮副ST3、ST4的齿轮30、31、32、33的直径和齿数来调节。输出根据图2至图9的实施例通过叠加传动机构6、副轴级7和差速器8进行。从动端受支持的带负载换挡与图10的说明类似地进行。
图12和图13在根据图10或图11的实施例的基础上在换挡变速器12上附加地设置第五切换元件E，由此混合变速器装置1可以在三个挡位之间切换。因此，根据图12和图13的混合变速器装置1是三挡混合变速器，其能够实现三个用于向前行驶的挡位和一个用于向后行驶的挡位。
根据图12，第五齿轮30、第十齿轮35和第七齿轮32持续不可相对转动地与第二轴29连接，第六和第八齿轮31、33分别作为浮动齿轮设置在副轴13上。通过闭合第四切换元件D，第六齿轮31不可相对转动地与副轴13连接，第五切换元件E同时打开。这与图10或图11类似地实现第二挡位，叠加传动机构6被跨接。通过叠加传动机构6，在该切换位置中仅第一电机5的驱动功率可被传递到副轴级7上。通过闭合第五切换元件E并且同时打开第四切换元件D实现第三挡位。由于正齿轮副ST3、ST4的齿轮30、31、32、33的直径在该示例中也不同地构造，因此在此也在第二或第三挡位中实现不同的传动比。带负载换挡与前述说明类似地通过经由第一电机5支撑驱动力矩来实现。在当前示例中，第四和第五切换元件D、E组合成第二双切换单元DS2，由此节省了构件和安装空间。第二双切换单元DS2与副轴13同轴设置。
根据图13的实施方式建立在根据图11的实施方式上，其中第五切换元件E在此起作用地设置在第二中间轴47上并且因此与副轴13同轴设置。第二中间轴47在第五切换元件E的打开状态中作为浮动齿轮设置在副轴13上。在此，第四切换元件D设置用于在闭合状态中将第四正齿轮副ST4的第七齿轮32与第四轴45不可相对转动地连接。第五切换元件E在闭合状态中设置用于将第二中间轴47与副轴13不可相对转动地连接，第六和第八齿轮31、33持续不可相对转动地设置在第二中间轴上。此外，可以参考前述说明，尤其是关于图2、图11和图12的说明。
不言而喻，上述或在权利要求中和/或附图中描述的解决方案的特征必要时也可以相互组合，以便可以累积地实现当前可实现的优点和效果。
附图标记列表
1     混合变速器装置
2     第一变速器输入轴
3     内燃机
4     第二变速器输入轴
5     第一电机
6     叠加传动机构
7     副轴级
8     差速器
9a    差速器的第一侧轴
9b    差速器的第二侧轴
10    第三变速器输入轴
11    第二电机
12    换挡变速器
13    副轴
14    多挡变速器
15    变速器输入端
16    变速器输出端
17    从动轴
18    用于转动不规则去耦的装置
19    第一车桥
20    第二车桥
21    第一轴
22    第一齿轮
23    第二齿轮
24    第三齿轮
25    第四齿轮
26    第一传动比级
27    第二传动比级
28    第三传动比级
29    第二轴
30    第五齿轮
31    第六齿轮
32    第七齿轮
33    第八齿轮
34    第九齿轮
35    第十齿轮
36    第一牵引机构
37    第二牵引机构
38    第三牵引机构
39    第十一齿轮
40    第十二齿轮
41    第十三齿轮
42    第十四齿轮
43    第一中间轴
44    第三轴
45    第四轴
46    第一中间轴
47    第二中间轴
100   机动车
101   车轮
A     第一切换元件
B     第二切换元件
C     第三切换元件
D     第四切换元件
E     第五切换元件
G     壳体
K0    分离离合器
DS1   第一双切换单元
DS2   第二双切换单元
P1    第一行星齿轮组
P11   第一行星齿轮组的太阳轮
P12   第一行星齿轮组的齿圈
P13   第一行星齿轮组的行星架
P14   第一行星齿轮组的行星齿轮
ST1   第一正齿轮副
ST2   第二正齿轮副
ST3   第三正齿轮副
ST4   第四正齿轮副

Claims (15)

1.用于机动车(100)的混合变速器装置(1)，所述混合变速器装置包括：
-至少一个用于连接内燃机(3)的第一变速器输入轴(2)，
-至少一个用于连接第一电机(5)的转子的第二变速器输入轴(4)，
-叠加传动机构(6)，所述叠加传动机构与第一变速器输入轴(2)和第二变速器输入轴(4)轴线平行地设置并且构造用于连接第一电机(5)，所述叠加传动机构(6)具有至少一个第一行星齿轮组(P1)，相应的行星齿轮组(P1)具有太阳轮(P11)、齿圈(P12)和行星架(P13)以及可转动地设置在该行星架上的行星齿轮(P14)，
-具有至少一个第一正齿轮副(ST1)和第二正齿轮副(ST2)的副轴级(7)以用于将叠加传动机构(6)与差速器(8)连接，所述差速器(8)具有第一侧轴(9a)和第二侧轴(9b)，所述第一侧轴和第二侧轴分别构造用于连接机动车的车轮，其中，第二侧轴(9b)在轴向上至少延伸穿过叠加传动机构(6)，以及
-用于实现机动车的电动力学起动以及纯电动驱动或混合动力驱动的至少一个第一切换元件(A)、第二切换元件(B)和第三切换元件(C)。
2.根据权利要求1所述的混合变速器装置(1)，其中，所述第一变速器输入轴(2)至少经由第一牵引机构(36)或经由至少一个第一中间齿轮与第一切换元件(A)作用连接。
3.根据上述权利要求中任一项所述的混合变速器装置(1)，其中，所述第二变速器输入轴(4)至少经由第二牵引机构(37)和/或经由至少一个第一中间齿轮与叠加传动机构(6)的第一行星齿轮组(P1)的太阳轮(P11)或齿圈(P12)作用连接。
4.根据上述权利要求中任一项所述的混合变速器装置(1)，其中，所述叠加传动机构(6)的行星架(P13)与副轴级(7)的第二正齿轮副(ST2)作用连接。
5.根据上述权利要求中任一项所述的混合变速器装置(1)，其中，所述第一切换元件(A)在闭合状态中设置用于将叠加传动机构(6)的第一行星齿轮组(P1)的齿圈(P12)或太阳轮(P11)与内燃机(3)在驱动技术上连接。
6.根据上述权利要求中任一项所述的混合变速器装置(1)，其中，所述第二切换元件(B)在闭合状态中设置用于将叠加传动机构(6)的第一行星齿轮组(P1)的齿圈(P12)或叠加传动机构(6)的第一行星齿轮组(P1)的太阳轮(P11)与壳体(G)连接。
7.根据上述权利要求中任一项所述的混合变速器装置(1)，其中，所述第三切换元件(C)设置用于联锁叠加传动机构(6)的第一行星齿轮组(P1)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的混合变速器装置(1)，其中，所述切换元件(A、B、C)中的两个切换元件构造为双切换单元(DS)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的混合变速器装置(1)，其中，所述切换元件(A、B、C)中的至少两个切换元件在轴向上设置在第一变速器输入轴(2)的联接部与叠加传动机构(6)的第一行星齿轮组(P1)之间。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的混合变速器装置(1)，其中，第一变速器输入轴(2)的联接部在轴向上设置在所述切换元件(A、B、C)中的至少两个切换元件与叠加传动机构(6)的第一行星齿轮组(P1)之间。
11.根据上述权利要求中任一项所述的混合变速器装置(1)，所述混合变速器装置还具有至少一个用于连接第二电机(11)的转子的第三变速器输入轴(10)，其中，所述第三变速器输入轴(10)与第一变速器输入轴(2)作用连接或可作用连接。
12.根据上述权利要求中任一项所述的混合变速器装置(1)，所述混合变速器装置还具有换挡变速器(12)，所述换挡变速器与第一变速器输入轴(2)轴线平行地设置，其中，所述换挡变速器(12)具有至少一个第三正齿轮副(ST3)以及至少一个第四切换元件(D)，以用于在至少两个挡位之间切换混合变速器装置(1)。
13.根据上述权利要求中任一项所述的混合变速器装置(1)，其中，所述换挡变速器(12)具有第五切换元件(E)，以用于在至少三个挡位之间切换混合变速器装置(1)。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的混合变速器装置(1)，所述混合变速器装置还具有多挡变速器(14)，所述多挡变速器在输入侧与第一变速器输入轴(2)作用连接并且在输出侧与副轴级(7)的副轴(13)作用连接。
15.机动车(100)，所述机动车具有内燃机(3)和根据权利要求1至14中任一项所述的混合变速器装置(1)，其中，所述内燃机(3)至少与混合变速器装置(1)的第一电机(5)轴线平行地设置。
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