CN116906514A - 用于至少部分电驱动的机动车的机动车变速器 - Google Patents

用于至少部分电驱动的机动车的机动车变速器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机动车变速器(3)，其包括设置用于与第一驱动机器耦联的驱动轴(4)、设置用于与第二驱动机器不可相对转动地连接的输入轴(5)以及输出侧(7)。此外，机动车变速器(4)具有行星齿轮组(8)、第一正齿轮级(21)、第二正齿轮级(27)、第三正齿轮级(25)以及第四正齿轮级(28)。此外，至少在功能上设置有第一切换元件(S2)、第二切换元件(S1)、第三切换元件(S4)、第四切换元件(S3)以及第五切换元件(K3)。

Description

用于至少部分电驱动的机动车的机动车变速器
技术领域
本发明涉及一种用于至少部分电驱动的机动车的机动车变速器，所述机动车变速器包括：设置用于与第一驱动机器、尤其是内燃机耦联的驱动轴；设置用于与第二驱动机器、尤其是电机不可相对转动地连接的输入轴；以及输出侧，其中，设置有具有第一正齿轮的第一正齿轮级，所述第一正齿轮与驱动轴传动连接并且与第二正齿轮级的第一正齿轮同轴地设置，所述第二正齿轮级的第一正齿轮与第二正齿轮级的第二正齿轮耦联，该第二正齿轮与输出侧不可相对转动地连接，至少在功能上设置有第一切换元件并且该第一切换元件构造用于在被操作时使第一正齿轮级的第一正齿轮不可相对转动地与第二正齿轮级的第一正齿轮连接，设置有一个行星齿轮组，该行星齿轮组具有呈太阳轮、齿圈和行星架形式的第一元件、第二元件和第三元件，并且所述行星齿轮组的第一元件与输入轴耦联。此外，本发明涉及一种驱动单元、一种机动车、一种用于运行机动车变速器的方法以及一种用于运行传动系的方法。
背景技术
在机动车中已知多挡变速器，在其中大多可通过操作相应的切换元件切换作为挡位的多个不同的传动比，这优选自动完成。相应的变速器用于根据不同的标准适合地实现机动车驱动机器的牵引力供应。在用于混合动力车辆的变速器中，上述变速器常常也与一个或多个电机组合，所述至少一个电机在此可以通过变速器以不同方式接入以实现不同的操作模式，如纯电动行驶。用于电动车辆的变速器大多被设计为，将至少一个电机的驱动运动尤其是减速地向相应机动车的驱动轮进行变速除了构造成单挡变速器之外，尤其是在电动商用车中也使用这样的变速器，在其中可切换两个或更多挡位。
由DE 10 2020 211 061 A1已知一种用于混合动力车辆的驱动单元，该驱动单元包括电机和机动车变速器。机动车变速器具有一个驱动轴，该驱动轴设置用于通过位于中间的分离离合器与内燃机形式的驱动机器耦联。此外，在驱动轴上不可相对转动地设置一个正齿轮级的一个正齿轮，该正齿轮与另一个正齿轮啮合，该另一个正齿轮可旋转地设置在一个轴线平行的副轴上。该副轴在此通过一个另外的正齿轮级永久地与机动车变速器的呈差动齿轮组的差速器壳形式的输出侧耦联。此外，在机动车变速器中设置有一个输入轴，该输入轴不可相对转动地与电机的转子连接并且还通过该转子不可相对转动地与机动车变速器的行星齿轮组的呈齿圈形式的元件连接。除了齿圈之外，所述行星齿轮组还具有两个太阳轮以及一个行星架，多个分级行星齿轮(Stufenplaneten)可旋转地支承在该行星架中。
发明内容
在上述现有技术的基础上，现在本发明的任务是提供一种尽可能紧凑构造的机动车变速器，借助于该机动车变速器至少两个驱动机器可以分别以尽可能高数量的不同挡位接入。
该任务在权利要求1的前序部分的基础上结合其特征部分特征来解决。随后的从属权利要求分别给出本发明的有利扩展方案。此外，一种具有根据本发明的机动车变速器的驱动单元是权利要求14的技术方案。此外，权利要求15和16分别涉及机动车的传动系，而权利要求17涉及一种用于运行机动车变速器的方法。最后，权利要求18还涉及一种用于运行传动系的方法。
根据本发明，机动车变速器包括：设置用于与第一驱动机器、尤其是内燃机耦联的驱动轴；设置用于与第二驱动机器、尤其是电机不可相对转动地连接的输入轴；以及输出侧。在此设置有具有第一正齿轮的第一正齿轮级，所述第一正齿轮与驱动轴传动连接并且与第二正齿轮级的第一正齿轮同轴地设置。所述第二正齿轮级的第一正齿轮与第二正齿轮级的第二正齿轮耦联，该第二正齿轮与输出侧不可相对转动地连接。至少在功能上设置有第一切换元件并且该第一切换元件构造用于在被操作时使第一正齿轮级的第一正齿轮不可相对转动地与第二正齿轮级的第一正齿轮连接。还设置有一个行星齿轮组，该行星齿轮组设有呈太阳轮、齿圈和行星架形式的第一元件、第二元件和第三元件，所述行星齿轮组的第一元件与输入轴耦联
“轴”在本发明的意义中应理解为变速器的可旋转构件，通过该构件可以在必要时在同时操作相应切换元件的情况下在部件之间传导力流。相应的轴可以在轴向或径向上或者既在轴向上又在径向上将部件彼此连接。因此，相应的轴也可以是中间件，通过它例如径向连接相应的部件。
“轴向”在本发明的意义中是指变速器纵向中心轴线方向上的定向，轴的旋转轴线平行于该纵向中心轴线定向。“径向”则应理解为在变速器的相应部件、尤其是相应轴的直径方向上的定向。
根据本发明的机动车变速器具有驱动轴和输入轴，所述驱动轴和输入轴在此可以彼此同轴。尤其是驱动轴和输入轴分别分配给变速器的各一个子变速器，通过该子变速器可以进行从驱动轴或输入轴出发到输出侧的力流传导。
根据本发明的机动车变速器具有第一正齿轮级和第二正齿轮级，其中在第一正齿轮级中第一正齿轮与驱动轴传动连接。此外，第一正齿轮级的第一正齿轮与第二正齿轮级的第一正齿轮同轴地设置，通过该第二正齿轮的第一正齿轮建立与输出侧的永久耦联，其方式是，第二正齿轮级的第一正齿轮在第二正齿轮级内与第二正齿轮耦联，该第二正齿轮不可相对转动地与输出侧连接。在此可以实现从驱动轴通过第一正齿轮级和第二正齿轮级到输出侧的力流传导，其方式是，操作至少在功能上设置的第一切换元件。由此，第一正齿轮级的第一正齿轮不可相对转动地与第二正齿轮级的第一正齿轮连接。
在本发明的意义中“传动连接”(triebliche Verbindung)可理解为相应正齿轮与相应轴的永久耦联，从而相应正齿轮和相应轴不能彼此独立地旋转。在此相应正齿轮和相应轴具有彼此不同的转速，但它们彼此间处于固定的转速比，该转速比在此通过相应正齿轮级的传动比来定义。
在根据本发明的机动车变速器中，输出侧尤其是设置用于建立机动车变速器与部件的输出侧耦联，这些部件在机动车变速器的安装状态中沿朝向相应机动车驱动轮的力流方向跟随机动车变速器。在此在根据本发明的机动车变速器的输出侧上尤其是可以建立与差动齿轮组的耦联，该差动齿轮组优选相对于两个输入轴轴线偏移。
在根据本发明的机动车变速器中，还设置有一个行星齿轮组，该行星齿轮组包括第一元件、第二元件和第三元件。在这些元件中，一个元件设计为太阳轮，一个元件设计为行星架并且一个元件设计为齿圈。行星齿轮组的第一元件在此与机动车变速器的输入轴耦联，从而行星齿轮组的第一元件与输入轴不能彼此独立地旋转，而是以固定的转速比共同旋转。
本发明现在包括如下技术教导：行星齿轮组的第二元件与第三正齿轮级的第一正齿轮耦联，而行星齿轮组的第三元件与驱动轴耦联。在此第三正齿轮级的第一正齿轮与第二正齿轮啮合，该第二正齿轮与第二正齿轮级的第一正齿轮同轴地设置。至少在功能上设置有第二切换元件并且该第二切换元件构造用于在被操作时使第三正齿轮级的第二正齿轮与第二正齿轮级的第一正齿轮不可相对转动地连接。还设置有第四正齿轮级，该第四正齿轮级具有与输出侧不可相对转动地连接的第一正齿轮和与该第一正齿轮耦联的第二正齿轮，第四正齿轮级的第二正齿轮与第一正齿轮级的第一正齿轮和第三正齿轮级的第二正齿轮同轴地设置。至少在功能上设置有第三切换元件和第四切换元件，其中第三切换元件构造用于在被操作时使第四正齿轮级的第二正齿轮不可相对转动地与第一正齿轮级的第一正齿轮连接。第四切换元件构造用于在被操作时使第四正齿轮级的第二正齿轮不可相对转动地与第三正齿轮级的第二正齿轮连接。此外，至少在功能上设置有第五切换元件，该第五切换元件构造用于在被操作时将行星齿轮组的各元件中的两个元件不可相对转动地连接。
换句话说，在根据本发明的机动车变速器中，行星齿轮组的第二元件与第三正齿轮级的第一正齿轮永久地相互耦联，由此在行星齿轮组的第二元件与第三正齿轮级的第一正齿轮之间存在固定的转速比。同样，行星齿轮组的第三元件和驱动轴也持久地相互耦联，从而在机动车变速器的运行中，行星齿轮组的第三元件的转速和驱动轴的转速彼此处于固定的比例中。此外，在第三正齿轮级中还设置有第二正齿轮，该第二正齿轮与第三正齿轮级的第一正齿轮啮合，第三正齿轮级的第二正齿轮在此与第二正齿轮级的第一正齿轮同轴地设置。至少在功能上还设置有第二切换元件，在该第二切换元件的被操作的状态中，第三正齿轮级的第二正齿轮和第二正齿轮级的第一正齿轮不可相对转动地彼此连接。
此外，根据本发明的机动车变速器还具有第四正齿轮级，该第四正齿轮级包括第一正齿轮和第二正齿轮。在所述正齿轮中，第四正齿轮级的第一正齿轮不可相对转动地与输出侧连接，而第四正齿轮级的与之耦联的第二正齿轮与第一正齿轮级的第一正齿轮和第三正齿轮级的第二正齿轮同轴地设置。至少在功能上设置有第三切换元件和第四切换元件，通过实现第三切换元件的被操作的状态，第四正齿轮级的第二正齿轮不可相对转动地与第一正齿轮级的第一正齿轮连接，而在实现第四切换元件的被操作的状态时，第四正齿轮级的第二正齿轮不可相对转动地与第三正齿轮级的第二正齿轮连接。最后，至少还实现第五切换元件的功能，在实现该第五切换元件的被操作的状态时，行星齿轮组的两个元件不可相对转动地相互连接并且因此实现行星齿轮组的联锁。
变速器的这种设计具有以下优点：不仅驱动轴而且输入轴和因此在机动车变速器的安装状态中分别连接其上的驱动机器分别能够在实现不同的力流传导下与输出侧耦联。这基于第四正齿轮级不仅对于驱动轴而且对于输入轴的双重可用性可以在正齿轮级数量较少的情况下实现，这在实现较高数量的不同传动比的情况下使得机动车变速器具有紧凑的结构。单个耦联在此可借助较少数量的(齿轮)啮合来实现，从而可以实现机动车变速器的良好的啮合效率和因此总体上机动车变速器的良好的效率。
优选根据本发明的机动车变速器具有正好四个呈第一正齿轮级、第二正齿轮级、第三正齿轮级和第四正齿轮级形式的正齿轮级以及正好一个行星齿轮组。为了驱动轴或输入轴与输出侧的相应耦联，尤其是在功能上设置正好五个切换元件，即至少在功能上设置第一切换元件、第二切换元件、第三切换元件、第四切换元件以及第五切换元件。
在根据本发明的机动车变速器中，优选设置有至少一个副轴，该副轴尤其是相对于驱动轴和输入轴轴线偏移地设置并且优选第一正齿轮级的第一正齿轮或第二正齿轮级的第一正齿轮或第三正齿轮级的第二正齿轮或第四正齿轮级的第二正齿轮不可相对转动地设置在该副轴上。详细而言，分别并非不可相对转动地设置在所述至少一个副轴上的正齿轮在此可以不可相对转动地支承在所述至少一个副轴上或与其同轴地支承。但原则上在根据本发明的机动车变速器中也可以设置多个彼此同轴的副轴，在这些副轴上分别不可相对转动地设置各一个上述正齿轮。
在根据本发明的机动车变速器中可以实现多个不同的力流传导，从而可以在驱动轴和输出侧之间以及输入轴和输出侧之间分别实现不同的传动比。由此，能够以有利的方式为通过机动车变速器接入的驱动机器的接入实现机动车变速器的不同挡位。
因此，通过操作第二切换元件和第五切换元件来接通第一传动比，由此力流通过第三正齿轮级和第二正齿轮级传导至输出侧。通过操作第一切换元件和第五切换元件实现第二传动比，这导致通过第一正齿轮级和第二正齿轮级至输出侧的力流传导。此外，可通过操作第四切换元件和第五切换元件来接通第三传动比，由此通过第三正齿轮级和第四正齿轮级进行与输出侧的耦联。最后，还可以通过操作第三切换元件和第五切换元件实现第四传动比，在第四传动比中力流通过第一正齿轮级和第四正齿轮级传导至输出侧。
此外，在输入轴和输出侧之间还可以接通附加的传动比，但这些传动比可能基于出现的更高无功功率而不那么有利。因此，一个附加的传动比可以通过操作第一切换元件和第二切换元件来接通和/或一个附加的传动比可以通过操作第二切换元件和第三切换元件来接通和/或一个附加的传动比可以通过操作第一切换元件和第四切换元件来接通和/或一个附加的传动比可以通过操作第三切换元件和第四切换元件来接通。尤其是在相应地设计正齿轮级和行星齿轮组的情况下，通过闭合第二切换元件和第三切换元件来实现附加的传动比，可以确保比在第一传动比中更高的传动比。
根据本发明的机动车变速器的驱动轴和输入轴设置用于分别与驱动机器建立驱动作用的连接。为此驱动轴或输入轴尤其是分别设有一个连接部位，在所述连接部位上能够形成驱动轴或输入轴与相应驱动机器的耦联。在此，相应驱动机器与驱动轴或输入轴之间的这种耦联以如下形式存在，即，在机动车变速器的安装状态中在机动车变速器的驱动轴或输入轴的转速与相应驱动机器的转速之间必要时在同时闭合位于中间的分离离合器的情况下始终存在固定的转速比。在本发明的范围内，在驱动轴或输入轴与相应驱动机器之间必要时还可以设置至少一个传动级，如正齿轮级和/或行星级，通过该传动级可以将相应驱动机器的转动运动预变速(Vorübersetzung)到驱动轴或输入轴上。但替代于此，根据本发明的机动车变速器的驱动轴或输入轴在机动车变速器的安装状态中也能够不可相对转动地与所属驱动机器连接，从而相应的驱动机器和驱动轴或输入轴在运行中始终以相同的转速运转。
机动车变速器尤其是混合动力变速器，其设置用于在驱动轴上与内燃机形式的驱动机器连接并且在输入轴上与电机形式的驱动机器连接。电机的转子在此可以如前所述通过至少一个位于中间的传动级与输入轴耦联。作为替代方案，电机的转子在根据本发明的机动车变速器的安装状态中也能够不可相对转动地与输入轴连接。在内燃机在驱动轴上的连接方面，必要时可以设置位于中间的分离离合器，通过该分离离合器可以使驱动轴与内燃机脱耦。但机动车变速器的驱动轴在其安装状态中也可以永久地与内燃机耦联，优选通过位于中间的扭转减振器耦联。
根据本发明的机动车变速器的单个正齿轮级在本发明的意义中分别包括至少两个正齿轮，所述正齿轮连续地彼此啮合。在此单个正齿轮级可以由两个相互啮合的正齿轮形成。但原则上单个正齿轮级也可以由两个以上的正齿轮组成，这些正齿轮于是在齿轮链的意义中连续并且在此分别位于中间的正齿轮与分别位于两侧的正齿轮分别啮合。
第一正齿轮级的第一正齿轮、第二正齿轮级的第一正齿轮、第三正齿轮级的第二正齿轮以及第四正齿轮级的第二正齿轮彼此同轴地设置，第一正齿轮级的第一正齿轮与驱动轴传动地耦联，而第二正齿轮级的第一正齿轮与第二正齿轮级的第二正齿轮永久地耦联，该第二正齿轮与输出侧不可相对转动地连接。第三正齿轮级的第二正齿轮与第三正齿轮级的第一正齿轮啮合，该第一正齿轮永久地与行星齿轮组的第二元件耦联。第四正齿轮级的第二正齿轮与第四正齿轮级的第一正齿轮耦联，第四正齿轮级的第一正齿轮不可相对转动地与输出侧相连接。
通过操作至少在功能上设置的第一切换元件，第一正齿轮级的第一正齿轮和第二正齿轮级的第一正齿轮不可相对转动地相互连接，这基于第一正齿轮级的第一正齿轮与驱动轴的传动连接也导致驱动轴通过第一正齿轮级和第二正齿轮级与输出侧的耦联。相反，如果操作至少在功能上设置的第二切换元件，则这导致第三正齿轮级的第二正齿轮与第二正齿轮级的第一正齿轮的不可相对转动的连接。由于第三(正齿轮)级的第一正齿轮永久地与行星齿轮组的第二元件耦联，因此这导致输出侧与行星齿轮组的第二元件通过第二正齿轮级和第三正齿轮级的耦联。至少在功能上设置的第三切换元件的操作确保第四正齿轮级的第二正齿轮与第一正齿轮级的第一正齿轮的不可相对转动的连接，由此实现了从驱动轴通过第一正齿轮级和第四正齿轮级到输出侧的力流传导。相反，如果实现至少在功能上设置的第四切换元件的被操作的状态，则第四正齿轮级的第二正齿轮和第三正齿轮级的第二正齿轮不可相对转动地相互连接，由此行星齿轮组的第二元件通过第三正齿轮级和第四正齿轮级与输出侧耦联。
通过操作至少在功能上设置的第五切换元件，行星齿轮组的各元件中的两个元件不可相对转动地相互连接，这导致行星齿轮组的联锁和因此其联锁回转(Blockumlauf)。具体而言，在此在至少在功能上设置的第五切换元件的被操作的状态中，第一元件不可相对转动地与第二元件连接，第一元件不可相对转动地与第三元件连接或第二元件不可相对转动地与第三元件连接。
“至少在功能上”设置相应切换元件在本发明的意义中表示，在根据本发明的机动车变速器中至少呈现(abbilden)相应切换元件的相应功能。详细而言，切换元件在此可以作为单切换元件实际物理地存在或其功能由其它部件、如切换装置呈现。于是呈现功能的部件在此能够将两个或更多切换元件的功能组合在一个装置中。
在根据本发明的机动车变速器中，优选在行星齿轮组的第二元件与第三正齿轮级的第一正齿轮之间存在不可相对转动的连接，行星齿轮组的第二元件与第三正齿轮级的第一正齿轮在此尤其是通过中间轴不可相对转动地相互连接。作为替代方案，但优选补充于此，行星齿轮组的第三元件不可相对转动地与驱动轴连接，由此驱动轴与行星齿轮组同轴地设置。在该变型方案与行星齿轮组的第二元件和第三正齿轮级的第一正齿轮不可相对转动地相互连接的设计方案的组合中，必要时设置的中间轴也与驱动轴和行星齿轮组同轴地设置。这种中间轴在此尤其是空心轴。
此外，优选在驱动轴上设置有第一正齿轮级的第二正齿轮，第一正齿轮级的第二正齿轮与第一正齿轮级的第一正齿轮啮合。在这种情况下，第一正齿轮级因此仅由第一正齿轮和第二正齿轮组成，所述第一正齿轮和第二正齿轮永久地相互啮合，第一正齿轮级的第二正齿轮在此不可相对转动地设置在驱动轴上。
本发明的另一种可想到的变型方案是，第二正齿轮级的第一正齿轮和第二正齿轮相互啮合。因此，在这种情况下第二正齿轮级也仅由第二正齿轮级的第一正齿轮和第二正齿轮组成，其中，第二正齿轮级的第一正齿轮与第一正齿轮级的第一正齿轮、第三正齿轮级的第二正齿轮和第四正齿轮级的第二正齿轮同轴地设置。第二正齿轮级的第二正齿轮不可相对转动地与输出侧连接。
此外，替代地或补充地，第三正齿轮级的第一正齿轮和第二正齿轮相互啮合。同样优选第四正齿轮级的第一正齿轮和第二正齿轮也相互啮合。在此完全特别优选第一正齿轮级、第二正齿轮级、第三正齿轮级以及第四正齿轮级分别由两个相互啮合的正齿轮形成。
根据本发明的一种实施方式，第一切换元件和/或第二切换元件和/或第三切换元件和/或第四切换元件和/或第五切换元件分别构造为形锁合切换元件。将单个切换元件构造为形锁合切换元件具有的优点是，在相应切换元件的打开状态中在该切换元件上不出现或仅出现小的拖曳损失。由此可以改善机动车变速器的效率。特别优选单个切换元件在此至少从功能方面作为不同步的爪式切换元件存在。但替代于此，单个或多个切换元件也可以在功能上实施为惯性式同步装置形式的形锁合切换元件。此外，作为替代方案，也可以将单个或多个切换元件设计为力锁合切换元件、如尤其是片式切换元件。这种实施方式的优点是，由此可以在负载下操作相应切换元件，从而必要时可以在负载下实现换挡。但特别优选第一切换元件、第二切换元件、第三切换元件、第四切换元件和第五切换元件至少在功能上构造为形锁合切换元件。
在上述实施方式的扩展方案中，第一切换元件和第三切换元件由一个切换装置形成，该切换装置的耦联元件可以定位在第一切换位置中和第二切换位置中。所述耦联元件在第一切换位置中在功能上呈现第一切换元件的被操作的状态并使第一正齿轮级的第一正齿轮不可相对转动地与第二正齿轮级的第一正齿轮连接。在第二切换位置中，所述耦联元件在功能上呈现第三切换元件的被操作的状态并使第四正齿轮级的第二正齿轮不可相对转动地与第一正齿轮级的第一正齿轮连接。通过一个切换装置呈现第一切换元件和第三切换元件的功能具有的优点是，因此相应的不可相对转动的连接可以以紧凑的方式并以较少数量的结构元件实现。此外，由此可以使用一个共同的致动器来操作第一切换元件和第三切换元件，由此降低了制造耗费。特别优选耦联元件可以在第一切换位置与第二切换位置之间定位在位于中间的中性位置中，在该中性位置中不通过耦联元件进行耦联，即实现第一切换元件和第三切换元件的打开状态。
替代地，但优选作为对前述扩展方案的补充，第二切换元件和第四切换元件由一个切换装置形成，该切换装置的耦联元件可以定位在第一切换位置和第二切换位置中。所述耦联元件在第一切换位置中在功能上呈现第二切换元件的被操作的状态并使第三正齿轮级的第二正齿轮与第二正齿轮级的第一正齿轮不可相对转动地连接。此外，所述耦联元件在第二切换位置中在功能上呈现第四切换元件的被操作的状态，所述耦联元件在该第二切换位置中使第四正齿轮级的第二正齿轮不可相对转动地与第三正齿轮级的第二正齿轮连接。由一个切换装置形成第二切换元件和第四切换元件具有的优点是，因此这两个切换元件的功能可以以紧凑的方式并以较少数量的结构元件实现。此外，在此也可以使用唯一的致动器来实现对第二切换元件的操作和对第四切换元件的操作，这降低了根据本发明的变速器的制造费用。特别优选耦联元件可以在第一切换位置与第二切换位置之间定位在位于中间的中性位置中，在该中性位置中不通过耦联元件进行耦联，即，既不操作第二切换元件也不操作第四切换元件。
特别优选在根据本发明的机动车变速器中实现两个上述切换装置。因此，不仅第一切换元件和第三切换元件组合成一个切换装置，而且第二切换元件和第四切换元件组合成一个切换装置。相反，第五切换元件优选作为单切换元件存在。由此，可以实现机动车变速器的紧凑的结构并且以少量的致动器呈现切换元件的功能。
根据本发明的一种设计可能性，在所述行星齿轮组的行星架中可旋转地支承至少一个行星齿轮，所述行星齿轮不仅与行星齿轮组的太阳轮而且与齿圈分别啮合。就此而言，行星齿轮组在这种情况下构造为负行星齿轮组。根据该设计可能性的第一种变型方案，行星齿轮组的第一元件是太阳轮，行星齿轮组的第二元件是行星架以及行星齿轮组的第三元件是齿圈。替代于此，行星齿轮组的第一元件是齿圈，行星齿轮组的第二元件是行星架以及行星齿轮组的第三元件是太阳轮。
本发明的一种替代于此的实施方式是，所述行星齿轮组的行星架可旋转地支承至少一个行星齿轮对，所述至少一个行星齿轮对的所属行星齿轮中，一个行星齿轮与行星齿轮组的太阳轮啮合并且一个行星齿轮与行星齿轮组的齿圈啮合，并且所属行星齿轮彼此啮合。与此相应地，行星齿轮组在这种情况下实施为正行星齿轮组。在此行星齿轮组的第一元件是太阳轮，行星齿轮组的第二元件是齿圈以及行星齿轮组的第三元件是行星架。
根据本发明的一种设计可能性，所述行星齿轮组的第一元件不可相对转动地与输入轴连接。在这种情况下，行星齿轮组的第一元件和输入轴永久不可相对转动地彼此连接，由此输入轴和因此不可相对转动地连接其上的驱动机器与行星齿轮组同轴地设置。
替代于此，所述行星齿轮组的第一元件与输入轴通过至少一个传动级耦联。在该变型方案的扩展方案中，行星齿轮组的第一元件与一个正齿轮不可相对转动地连接，该正齿轮与一个不可相对转动地设置在输入轴上的正齿轮耦联。由此，可实现输入轴与行星齿轮组的第一元件之间的传动比以及行星齿轮组与输入轴和因此连接其上的驱动机器之间的轴线偏移。这两个正齿轮在此可以直接相互啮合，但也可以设置至少一个中间齿轮用以耦联这两个正齿轮，从而实现用于耦联输入轴与行星齿轮组的第一元件的齿轮链。
一种替代的扩展方案是，所述行星齿轮组的第一元件不可相对转动地与第一传动轮连接，该第一传动轮通过牵引装置与第二传动轮耦联，所述第二传动轮不可相对转动地设置在输入轴上。由此，也可以在行星齿轮组与输入轴轴线偏移地设置的情况下实现行星齿轮组的第一元件与输入轴之间的传动比。由此形成的牵引传动机构可以是皮带传动机构或链传动机构。
根据本发明的一种实施方式，设置有一个连接轴，该连接轴设置用于与第一驱动机器、尤其是内燃机耦联。在此设置有分离离合器，该分离离合器设置用于在被操作时使所述连接轴与驱动轴相互耦联。
优选连接轴和驱动轴在此彼此同轴地设置，分离离合器在此在被操作时引起连接轴与驱动轴之间的不可相对转动的连接。但在本发明的范围内，也可以想到这两个轴的轴线偏移的设置。在此于是设有至少一个位于中间的传动级，例如呈至少一个正齿轮级或牵引传动机构的形式，分离离合器于是可以设置在连接轴侧或驱动轴侧。分离离合器尤其是力锁合离合器，其在此可以构造为干式或湿式运行的摩擦离合器或也可以构造为片式离合器。但替代于此，分离离合器也可以实施为形锁合离合器、如爪式离合器或惯性式同步装置。
本发明的另一种设计可能性是，所述输出侧由差动齿轮组的输入元件形成。差动齿轮组在此优选将输出侧与第一输出端和第二输出端耦联。在此差动齿轮组尤其是用作横向差速器，差动齿轮组在此进一步优选可以按照锥齿轮差速器的方式实施。通过差动齿轮组，优选将传递到机动车变速器输出侧上的驱动运动在混合动力车辆或电动车辆的驱动桥中分配到输出轴上，这些输出轴与输出端耦联。尤其是输出侧在此与差速器壳耦联，具体而言，该耦联可通过一个轴实现，该轴不可相对转动地与差动齿轮组的差速器壳连接。在该轴上既可以设置第四正齿轮级的输出侧的正齿轮，也可以设置第三正齿轮级的正齿轮。
此外，本发明的技术方案是一种驱动单元，其除了电机之外还具有根据一种或多种前述变型方案的机动车变速器。在此电机的转子不可相对转动地与输入轴连接。在本发明的范围内，电机尤其是可以一方面作为发电机以及另一方面作为电动机运行。由此可以提供一种驱动单元，该驱动单元适合于在混合动力车辆形式的机动车中使用。
通过在上述驱动单元中使用根据本发明的机动车变速器，因此机动车变速器的传动比可以用作用于接入电机的挡位。
在驱动单元中，电机可以与驱动轴以及行星齿轮组同轴地设置，但也可以想到电机的轴线偏移的设置。
根据一种或多种上述变型方案实施的驱动单元尤其是传动系的一部分，所述传动系设置用于至少部分地电驱动的机动车。该机动车尤其是混合动力车辆，机动车变速器尤其是配备有连接轴，在该连接轴上建立与内燃机的耦联并且该连接轴可通过分离离合器与机动车变速器的驱动轴耦联。但替代于此，内燃机也可以永久地与驱动轴耦联，该耦联优选通过位于中间的扭转减振器来实现。在上述两种情况下，通过机动车变速器可以将内燃机的运行与电机的相应运行相结合并由此实现不同的功能。
因此，通过操作第五切换元件，电机可被用于起动内燃机并且也可被用于给车载电网供电，由此输入轴和驱动轴和因此连接其上的驱动机器相互耦联。
此外，如果在驱动轴与所连接的内燃机之间设置有分离离合器，则机动车变速器的传动比可以分别用于通过电机的纯电动行驶。传动比也可以分别用于接入内燃机，在此也可以分别实现电机的同时接入和因此通过两个驱动机器的驱动。但通过打开第五切换元件，在此也可以在一些传动比中实现电机的脱耦。
此外，在上述传动系中，可以通过如下方式实现起动功能，即，电机和内燃机同时运行并且在机动车变速器的切换元件中仅实现第二切换元件的被操作的状态。由此，行星齿轮组用作叠加传动机构。由此在内燃机运转时可以从静止状态起动，电机在开始时发电机式地运行，从而即使在电能量存储器为空时也可以起动。从该起动功能开始，通过附加地闭合第五切换元件可以接通第一传动比。替代于此，可以通过闭合第一切换元件过渡到第二传动比中以及通过闭合第三切换元件过渡到第四传动比中。
替代于此，起动功能也可以通过电机和内燃机的同时运行以及通过仅操作第四切换元件来实现。由此，与前述的起动功能相比实现更小的牵引力，但电机为此发电机式地运行直至更高速度。从该起动功能开始，可以通过闭合各一个另外的切换元件实现到第二传动比、第三传动比以及第四传动比的过渡。
此外，所述行星齿轮组可以用于在内燃机的传动比之间切换时、即在驱动轴和输出侧之间起作用的传动比之间切换时通过电机支持牵引力。
机动车变速器的两个结构元件不可相对转动地“连接”或“耦联”或“彼此连接”在本发明的意义中表示这些结构元件的永久耦联，从而它们不能相互独立地旋转。就此而言，在这些结构元件——其可以是轴和/或正齿轮级的正齿轮和/或行星齿轮组的元件和/或轴和/或变速器的不可相对转动的结构元件——之间不设置切换元件，而是相应的结构元件刚性地相互耦联。
相反，如果至少在功能上在两个结构元件之间设置有一个切换元件，则这些结构元件不是永久不可相对转动地相互耦合，而是通过操作至少在功能上位于中间的切换元件才进行耦联。在此在本发明的意义中“操作切换元件”表示使相关切换元件转换到闭合的状态中并且因此使直接连接其上的结构元件的旋转运动保持一致。在相关切换元件设计为形锁合切换元件的情况下，经由其直接不可相对转动地彼此连接的结构元件以相同的转速运转，而在力锁合切换元件的情况下在操作同一切换元件之后也可能在结构元件之间存在转速差。但这种希望或不希望的状态在本发明的范围中也被称为相应结构元件通过切换元件的不可相对转动的连接。
附图说明
在附图中示出本发明的有利实施方式，下面对其进行解释。附图如下：
图1至8分别示出一种根据本发明的驱动单元的示意图；
图9示出根据图1至8的驱动单元的相应机动车变速器的示例性换挡示意图；
图10示出根据本发明的传动系的示意图；
图11示出图10的传动系的不同功能的表格式图示；
图12示出根据本发明的传动系的示意图；
图13示出根据本发明的传动系的示意图；
图14示出根据本发明的传动系的示意图；和
图15示出图12至图14的传动系的不同功能的表格式图示。
具体实施方式
图1示出驱动单元1的示意图，该驱动单元根据本发明的第一种实施方式构造。在此该驱动单元1包括电机2和机动车变速器3，该机动车变速器在此根据本发明的第一设计可能性构造。
电机2包括定子和转子，但它们在当前未进一步示出并且其中定子永久地固定。电机2一方面可以作为电动机运行并且另一方面可以作为发电机运行。
机动车变速器3包括驱动轴4、输入轴5、副轴6和输出侧7，驱动轴4和输入轴5在此彼此同轴地设置，而副轴6和输出侧7与之轴线偏移地设置并且也彼此轴线偏移地设置。在此驱动轴4构造为实心轴，相反，输入轴5构造为空心轴，其沿轴向与驱动轴4的局部区段重叠并且沿径向围绕该驱动轴设置。
此外，机动车变速器3还具有一个行星齿轮组8，该行星齿轮组包括第一元件9、第二元件10和第三元件11。在此，第一元件9是行星齿轮组8的太阳轮12，而第二元件10构造为行星齿轮组8的行星架13并且第三元件11构造为行星齿轮组的齿圈14。在此，多个行星齿轮15分别可旋转地支承在行星架13中，详细而言这些行星齿轮不仅与太阳轮12而且与齿圈14分别啮合。就此而言，行星齿轮组8在当前构造为负行星齿轮组。行星齿轮组8在此与驱动轴4和输入轴5同轴地设置。
在当前，输出侧7通过(在图1中仅示意性示出的)差动齿轮组17的输入元件16形成，所述输入元件16在此优选是差动齿轮组17的差速器壳。尤其是差动齿轮组17在此设计为横向差速器，具体而言，差动齿轮组17可按照锥齿轮差速器或正齿轮差速器的形式来设计。在此，通过差动齿轮组17将传递到输出侧7上的驱动运动分配到两个输出端18和19上。
如图1可见，机动车变速器3的驱动轴4不可相对转动地与行星齿轮组8的第三元件11连接。此外，正齿轮级21的正齿轮20不可相对转动地设置在驱动轴4上，由此正齿轮20也不可相对转动地与行星齿轮组8的第三元件11连接。在正齿轮级21之内，正齿轮20在此与正齿轮22啮合，该正齿轮与轴线平行地设置的副轴6同轴地设置。具体而言，正齿轮22在此支承在轴线平行的副轴6的端侧。
输入轴5与电机2的转子不可相对转动地连接，所述电机在此与输入轴5同轴地设置。在此，输入轴5将电机2的转子不可相对转动地与行星齿轮组8的第一元件9连接，从而电机2的转子和第一元件9始终以相同的转速旋转。相反，行星齿轮组8的第二元件10持续不可相对转动地与中间轴23连接，该中间轴也与驱动轴4和输入轴5同轴地设置并且构造为空心轴。中间轴23在此将行星齿轮组8的第二元件10与正齿轮级25的正齿轮24不可相对转动地连接，正齿轮级25中的正齿轮24与正齿轮26啮合，该正齿轮与副轴6同轴地设置。在此，正齿轮26可旋转地支承在副轴6上。
此外，在机动车变速器3中还设置有正齿轮级27和正齿轮级28，正齿轮级27在此由相互永久啮合的正齿轮29和正齿轮30组成。正齿轮级27的正齿轮29在此与副轴6同轴地设置，正齿轮29不可相对转动地设置在副轴6上。正齿轮30不可相对转动地与差动齿轮组7的输入元件16连接。与此相应地，副轴6和差动齿轮组17的输入元件16通过正齿轮级27永久地相互耦联。在正齿轮级28中设置有正齿轮31和正齿轮32，它们永久地相互啮合并且其中的正齿轮31可旋转地支承在副轴12上，而正齿轮32永久不可相对转动地与差动齿轮组7的输入元件16连接。
此外，机动车变速器4具有两个切换装置33和34，它们实施为不同步的切换装置，其方式是，可分别通过形锁合实现不同的耦联。在此，切换装置33呈现两个切换元件S1和S3的功能并且具有一个耦联元件35，该耦联元件按照滑动套筒的方式构造。在此，耦联元件35在(在此未进一步示出的)导向齿部上不可相对转动地并且可轴向移动地在(同样未示出的)齿部上被引导，该齿部不可相对转动地与正齿轮26连接。
从图2中所示的中性位置出发，耦联元件35一方面能够沿轴向转移到第一切换位置中，在该第一切换位置中耦联元件35呈现切换元件S1的被操作的状态并使正齿轮26不可相对转动地与副轴6并且因此也与正齿轮级27的正齿轮29连接。因此，中间轴23和副轴6通过正齿轮级25相互耦联，这也意味着中间轴23与输出侧7通过正齿轮级25和27的耦联。但另一方面，耦联元件35也可以从中性位置出发沿与此相反的方向运动并且转移到第二切换位置中，在该第二切换位置中耦联元件35呈现切换元件S3的被操作的状态。在此，耦联元件35在第二切换位置中将正齿轮26和31不可相对转动地彼此连接，由此中间轴23通过正齿轮级25和28与输出侧7耦联。
切换装置34也具有一个耦联元件36，该耦联元件按照滑动套筒的方式构造。通过切换装置34在此呈现两个切换元件S2和S4的功能。耦联元件36在此在(在此未进一步示出的)导向齿部上不可相对转动地并且可轴向移动地在(同样未示出的)齿部上被引导，该齿部不可相对转动地与正齿轮级21的正齿轮22连接。在图1中示出处于中性位置中的切换装置34的耦联元件36，在该中性位置中正齿轮22在输出侧脱耦。从该中性位置出发，耦联元件36能够沿轴向一方面运动到第一切换位置中，该第一切换位置相应于切换元件S2的被操作的状态。在该第一切换位置中，耦联元件36将正齿轮22与副轴6不可相对转动地连接，使得副轴6因此通过正齿轮级21与驱动轴4耦联。由于副轴6与输出侧7通过正齿轮级27永久地耦联，这因此也导致驱动轴4与输出侧7通过正齿轮级21和27耦联。
另一方面，耦联元件36可以从中性位置移出并且与此轴向相反地转移到第二切换位置中，在该第二切换位置中耦联元件36引起正齿轮22与正齿轮31的不可相对转动的连接。这相应地导致驱动轴4与输出侧7通过两个正齿轮级21和28耦联，这相应于切换元件S4的被操作的状态。
此外，还设置有另一作为单切换元件的切换元件K3，该另一切换元件构造为不同步的爪式切换元件并且在被操作时使驱动轴4和中间轴23不可相对转动地彼此连接。由于这也导致在行星齿轮组8的第二元件10与第三元件11之间的不可相对转动的连接，因此切换元件K3的被操作的状态引起行星齿轮组8联锁。
机动车变速器3的驱动轴4在一个轴向端部上设有连接部位37，该连接部位形成驱动单元1的一个轴向端部并且在该连接部位上可以进行驱动轴4与驱动机器、优选内燃机的驱动作用的耦联。沿轴向在该连接部位37的区域中在此然后实现驱动轴4与行星齿轮组8的第三元件11的不可相对转动的连接，驱动轴4从连接部位37和驱动单元1的一个轴向端部出发延伸直至驱动单元的相反的轴向端部，在该相反的轴向端部区域中正齿轮20不可相对转动地设置在驱动轴4上。
沿轴向与连接部位37相邻地，首先轴向重叠地设置电机2和行星齿轮组8，接着沿轴向先是正齿轮级27，然后是正齿轮级25，然后是正齿轮级28并且最后是正齿轮级21。切换元件K3和切换装置33沿轴向设置在正齿轮级25与正齿轮级28之间，而切换装置34沿轴向设置在正齿轮级28与正齿轮级21之间。
图2示出驱动单元1的另一种根据本发明的设计可能性的示意图，该驱动单元在此基本上相应于前述根据图1的变型方案。但在此不同的是，在驱动单元1的机动车变速器3的行星齿轮组8中，第一元件9现在由行星齿轮组8的齿圈14形成，而第二元件10是行星齿轮组8的行星架13以及第三元件11是行星齿轮组8的太阳轮12。与此相应地，现在，齿圈14通过输入轴5不可相对转动地与电机2的转子连接，而行星架13不可相对转动地与中间轴23连接并且太阳轮12不可相对转动地设置在驱动轴4上。在其它方面，根据图2的设计可能性相应于根据图1的变型方案，因而参考关于此的说明。
此外，图3示出驱动单元1的另一种根据本发明的实施方式的示意图。该实施方式在此也在很大程度上相应于根据图1的变型方案，区别在于，机动车变速器3的行星齿轮组8的行星架13现在可旋转地支承地引导多个行星齿轮对38，这些行星齿轮对分别由两个行星齿轮39和40组成。在此在单个行星齿轮对38中，一个行星齿轮39与行星齿轮组8的太阳轮12啮合，而另一个行星齿轮40与行星齿轮组8的齿圈14啮合。此外，单个行星齿轮对38的两个行星齿轮39和40彼此啮合。因此，机动车变速器3的行星齿轮组8在此情况下构造为正行星齿轮组。在其它方面，根据图3的实施方式相应于根据图1的变型方案，因而参考关于此的说明。
图4示出驱动单元1的另一种根据本发明的设计可能性的示意图，该驱动单元在此又基本上相应于根据图1的变型方案。在此该设计可能性与根据图1的实施方式的不同之处在于，切换装置33现在不是沿轴向设置在正齿轮级25与正齿轮级28之间，而是沿轴向位于正齿轮级27与正齿轮级25之间。为此目的，正齿轮级25沿轴向进一步向正齿轮级28的方向移动，在此切换元件K3也沿轴向移动，该切换元件现在沿轴向基本上设置在正齿轮级28的高度上。为了在此仍通过切换装置33呈现两个切换元件S1和S3的功能并且在此在切换元件S3的被操作的状态中实现正齿轮31与正齿轮26的耦联，正齿轮31不可相对转动地设置在另一副轴41上，该副轴构造为空心轴并且与副轴6同轴。正齿轮级25的正齿轮26在此情况下也可旋转地支承在该另一副轴41上。此外，根据图4的设计可能性相应于根据图1的变型方案，因而参考关于此的说明。
此外，图5示出驱动单元1的另一种根据本发明的实施方式的示意图，其很大程度上相应于根据图1的实施方式。区别在于，现在正齿轮级21和25交换了位置，从而在正齿轮级21中现在正齿轮20不可相对转动地设置在中间轴23上，而在正齿轮级25中正齿轮24不可相对转动地位于驱动轴4上。正齿轮级21的正齿轮22可旋转地支承在副轴6上，而正齿轮级25的正齿轮26现在与副轴6同轴并且支承在该副轴的端侧。基于正齿轮级21和25的改变的定位，切换装置33和34也沿轴向交换位置。在此，现在沿轴向在正齿轮级27之后首先是正齿轮级21，然后是正齿轮级28并且最后是正齿轮级25，切换装置33在此沿轴向设置在正齿轮级28与正齿轮级25之间以及切换装置34沿轴向设置在正齿轮级21与正齿轮级28之间。在其它方面，根据图5的实施方式相应于根据图1的变型方案，因而参考关于此的说明。
此外，图6示出驱动单元1的另一种根据本发明的设计可能性的示意图。该设计可能性再次在很大程度上相应于根据图1的变型方案，区别在于，正齿轮级27和28沿轴向交换了位置。因此，正齿轮级28沿轴向设置在一方面行星齿轮组8与电机2以及另一方面正齿轮级25之间，而正齿轮级27现在沿轴向设置在正齿轮级25与正齿轮级21之间。在此，正齿轮级28的正齿轮31不可相对转动地设置在副轴6上，而正齿轮级27的正齿轮29现在可旋转地支承在副轴6上。关于切换装置33和34，分别仅沿轴向交换了用于实现切换元件S1至S4的功能的相应切换位置。在其它方面，根据图6的实施方式相应于根据图1的变型方案，因而参考关于此的说明。
图7示出驱动单元1的另一种根据本发明的实施方式的示意图，该实施方式也基本上相应于根据图1的变型方案。在此根据图7的实施方式与根据图1的变型方案的区别在于，输入轴5现在不是不可相对转动地与行星齿轮组8的第一元件9连接，而是在行星齿轮组8的第一元件9与输入轴5之间存在通过传动级42的耦联。该传动级42在此设计为正齿轮级43，在其中正齿轮44与中间齿轮45啮合，该中间齿轮除了正齿轮44之外同时也与正齿轮46啮合。在此，正齿轮44不可相对转动地与行星齿轮组8的第一元件9连接，而正齿轮46不可相对转动地与输入轴5连接。因此，电机2与输入轴5一起与驱动轴4和行星齿轮组8轴线偏移地设置。传动级42在此沿轴向设置在行星齿轮组8的朝向连接部位37的一侧上，电机2再次基本上沿轴向与行星齿轮组8重叠地设置。在其它方面，根据图7的实施方式相应于根据图1的变型方案，因而参考关于此的说明。
此外，图8示出驱动单元1的另一种根据本发明的设计可能性的示意图。该设计可能性在很大程度上相应于根据图1的变型方案，区别在于，输入轴5再次并非不可相对转动地与行星齿轮组8的第一元件9连接，而是在输入轴5与第一元件9之间存在通过位于中间的传动级47的耦联。该传动级47在此设计为牵引传动机构48，所述牵引传动机构包括第一传动轮49和第二传动轮50，这两个传动轮49和50通过牵引装置51相互耦联。第一传动轮49在此不可相对转动地与行星齿轮组8的第一元件9连接，而第二传动轮50不可相对转动地与输入轴5连接。牵引传动机构48在此优选是链传动机构。在其它方面，根据图8的实施方式相应于根据图1的变型方案，因而参考关于此的说明。
图9示出图1至8中的机动车变速器4的示例性换挡简图，借助于该换挡简图以表格的形式示出不同传动比至/>的接通。在此在图9的表格中分别以X表示为此应分别操作通过切换装置33和34形成的切换元件S1至S4中的哪一个或是否应为此操作切换元件K3。传动比/>至/>——详细而言，它们分别不仅可在驱动轴4而且在输入轴5之间切换——可以相应地不仅用于接入电机2，而且也用于接入连接在连接部位37上的驱动机器。
在此，第一传动比通过操作切换元件S1和K3接通，由此力流传导通过正齿轮级25和正齿轮级27向输出侧7进行。第二传动比/>通过操作切换元件S2和K3实现，这导致通过正齿轮级21和正齿轮级27向输出侧7的力流传导。此外，相应机动车变速器4的第三传动比/>可通过操作切换元件S3和K3接通，由此，通过正齿轮级25和正齿轮级28进行与输出侧7的相应耦联。最后，还可以通过操作切换元件S4和K3实现第四传动比/>在第四传动比中力流传导通过正齿轮级21和正齿轮级28向输出侧7进行。
在通过分别不可相对转动地设置在驱动轴4上的正齿轮进行力流传导时，为了实现驱动轴4和输出侧7之间的所属传动比，在此切换元件K3也分别保持在打开状态中，由此在力流传导过程中输入轴5和因此连接其上的电机2可以通过行星齿轮组8脱耦。
驱动单元的上述变型方案在此可以在其各自的变型方面彼此组合，只要这些变型不是替代的设计方案。
图10示出根据本发明的一种设计可能性的传动系52的示意图，该传动系52在此设置用于应用在混合动力车辆中。传动系52在此具有根据图1至8的变型方案之一的驱动单元1，在驱动单元1的输出端18和19上分别不可相对转动地连接有一个输出轴53或54。单个输出轴53或54在此分配给混合动力车辆的驱动桥的各一个驱动轮55或56。此外，在传动系52中设置有内燃机57形式的驱动机器，该内燃机在驱动单元1侧通过位于中间的扭转减振器58与驱动轴4的连接部位37耦联。
在传动系52中能够实现不同的功能，这些功能在图11中以表格的形式示出。因此，在第一功能I的范围内可以实现通过驱动单元1的电机2起动内燃机57或者通过由内燃机57驱动电机2来为能量存储器充电。在此仅切换元件K3闭合，由此驱动轴4和输入轴5通过联锁的行星齿轮组8相互耦联。
在第二功能II的范围内可以实现用于从车辆静止状态起动的起动功能，为此在相应的机动车变速器3中仅应操作切换元件S1。由此，行星齿轮组8用作叠加传动机构，电机2在内燃机57转动时在开始时发电机式地运行，由此在能量存储器为空时也能够实现起动。这种起动功能也可以在第三功能III的范围内实现，其方式是，代替切换元件S1仅操作切换元件S3。由此实现较小的牵引力，但电机2可以为此发电机式地运行直至较高速度。
在功能IV至VII的范围中分别不仅通过内燃机57而且通过电机2行驶，其方式是，各一个传动比至/>在机动车变速器3中被接通。因此，在功能IV中在传动比/>中、在功能V中在传动比/>中、在功能VI中在传动比/>中以及在功能VII中在传动比/>中接入内燃机7和电机2。如果在此在机动车变速器3中力流传导分别通过相应不可相对转动地设置在驱动轴4上的正齿轮进行，则为了实现驱动轴4和输出侧7之间的相应传动比，切换元件K3在此也可以分别保持在打开状态中。由此纯粹通过内燃机57来驱动，在此期间电机2脱耦并且由此可以避免电机2上的零负载损失。
在起动过程中，通过附加地操作切换元件K3可以从功能II过渡到传动比中并且因此过渡到功能IV中。同样，通过附加地操作切换元件K3可以从功能III过渡到传动比由此实现功能VI。
此外，通过机动车变速器3的行星齿轮组8，可以借助通过电机2的牵引力支持来进行传动比至/>之间的变换。这在此可基于连接在中间的行星齿轮组8实现。
此外，图12至14分别示出传动系52的各一种另外的根据本发明的设计方案的示意图，这些设计方案在此很大程度上相应于根据图10的变型方案。但区别在于，驱动轴4现在并非永久地与内燃机57耦联。取而代之，分别与机动车变速器4的驱动轴10同轴地设置有一个连接轴59，该连接轴与内燃机57通过位于中间的扭转减振器58耦联并且可通过各一个位于中间的分离离合器K0与驱动轴4不可相对转动地连接。在根据图12和14的变型方案中，该分离离合器K0在此设计为呈片式离合器形式的力锁合离合器，而该分离离合器在根据图13的实施方式中是呈爪式离合器形式的形锁合离合器。此外，在根据图14的实施方式中，内燃机57与驱动轴4和连接轴59轴线偏移地设置，连接轴59在此与扭转减振器58和内燃机57通过牵引传动机构60耦联。相反，在根据图12和13的两种变型方案中，内燃机57与驱动轴4同轴地设置。
在图12至14的传动系48中也可以实现不同的功能I'至XI'，功能I'至VII'在此在同时操作相应分离离合器K0的情况下相应于图11的功能I至VI。就此而言，参考关于图11的说明。由于通过分离离合器K0也可以在电机2运行时将内燃机57脱耦，因此在功能VIII'至XI'的范围内分别以各一个传动比至/>纯电动地通过电机2行驶。
借助于机动车变速器的根据本发明的设计方案可以分别实现一种紧凑的结构。
附图标记列表
1 驱动单元
2 电机
3 机动车变速器
4 驱动轴
5 输入轴
6 副轴
7 输出侧
8 行星齿轮组
9 第一元件
10第二元件
11第三元件
12太阳轮
13行星架
14齿圈
15行星齿轮
16输入元件
17差动齿轮组
18输出端
19输出端
20正齿轮
21正齿轮级
22正齿轮
23中间轴
24正齿轮
25正齿轮级
26正齿轮
27正齿轮级
28正齿轮级
29正齿轮
30正齿轮
31正齿轮
32正齿轮
33切换装置
34切换装置
35耦联元件
36耦联元件
37连接部位
38行星齿轮对
39行星齿轮
40行星齿轮
41副轴
42传动级
43正齿轮级
44正齿轮
45中间齿轮
46正齿轮
47传动级
48牵引传动机构
49传动轮
50传动轮
51牵引装置
52传动系
53输出轴
54输出轴
55驱动轮
56驱动轮
57内燃机
58扭转减振器
59连接轴
60牵引传动机构第一传动比/>第二传动比/>第三传动比/>第四传动比K0分离离合器K3切换元件S1切换元件S2切换元件S3切换元件S4切换元件I-VII功能I'-XI'功能/>

Claims (18)

1.用于至少部分电驱动的机动车的机动车变速器(3)，所述机动车变速器包括：设置用于与第一驱动机器、尤其是内燃机(57)耦联的驱动轴(4)；设置用于与第二驱动机器、尤其是电机(2)不可相对转动地连接的输入轴(5)；以及输出侧(7)，其中，设置有具有第一正齿轮(22；26)的第一正齿轮级(21；25)，所述第一正齿轮与驱动轴(4)传动连接并且与第二正齿轮级(27)的第一正齿轮(29)同轴地设置，所述第二正齿轮级(27)的第一正齿轮(29)与第二正齿轮级(27)的第二正齿轮(30)耦联，该第二正齿轮与输出侧(7)不可相对转动地连接，至少在功能上设置有第一切换元件(S2；S1)并且该第一切换元件构造用于在被操作时使第一正齿轮级(21；25)的第一正齿轮(22；26)不可相对转动地与第二正齿轮级(27)的第一正齿轮(29)连接，设置有行星齿轮组(8)，该行星齿轮组设有呈太阳轮(12)、齿圈(14)和行星架(13)形式的第一元件(9)、第二元件(10)和第三元件(11)，并且所述行星齿轮组(8)的第一元件(9)与输入轴(5)耦联，其特征在于，
-行星齿轮组(8)的第二元件(10)与第三正齿轮级(25；21)的第一正齿轮(24；20)耦联，而行星齿轮组(8)的第三元件(11)与驱动轴(4)耦联，
-第三正齿轮级(25；21)的第一正齿轮(24；20)与第二正齿轮(26；22)啮合，第三正齿轮级的该第二正齿轮与第二正齿轮级(27)的第一正齿轮(29)同轴地设置，至少在功能上设置有第二切换元件(S1；S2)并且该第二切换元件构造用于在被操作时使第三正齿轮级(25；21)的第二正齿轮(26；22)与第二正齿轮级(27)的第一正齿轮(29)不可相对转动地连接，
-还设置有第四正齿轮级(28)，该第四正齿轮级具有与输出侧(7)不可相对转动地连接的第一正齿轮(32)和与该第一正齿轮耦联的第二正齿轮(31)，第四正齿轮级(28)的第二正齿轮(31)与第一正齿轮级(21；25)的第一正齿轮(22；26)和第三正齿轮级(25；21)的第二正齿轮(26；22)同轴地设置，
-至少在功能上设置有第三切换元件(S4；S3)和第四切换元件(S3；S4)，其中第三切换元件(S4；S3)构造用于在被操作时使第四正齿轮级(28)的第二正齿轮(31)不可相对转动地与第一正齿轮级(21；25)的第一正齿轮(22；26)连接，
-第四切换元件(S1；S4)构造用于在被操作时使第四正齿轮级(28)的第二正齿轮(31)不可相对转动地与第三正齿轮级(25；21)的第二正齿轮(26；22)连接，
-并且至少在功能上设置有第五切换元件(K3)，该第五切换元件构造用于在被操作时将行星齿轮组(8)的各元件(9、10、11)中的两个元件(10、11)不可相对转动地连接。
2.根据权利要求1所述的机动车变速器(3)，其特征在于，所述第一切换元件(S2；S1)和/或第二切换元件(S1；S2)和/或第三切换元件(S4；S3)和/或第四切换元件(S3；S4)和/或第五切换元件(K3)分别构造为形锁合切换元件。
3.根据权利要求2所述的机动车变速器(3)，其特征在于，所述第一切换元件(S2；S1)和第三切换元件(S4；S3)由一个切换装置(34；33)形成，该切换装置的耦联元件(36；35)能定位在第一切换位置和第二切换位置中，所述耦联元件(36；35)在第一切换位置中在功能上呈现第一切换元件(S2；S1)的被操作的状态并使第一正齿轮级(21；25)的第一正齿轮(22；26)不可相对转动地与第二正齿轮级(27)的第一正齿轮(29)连接，所述耦联元件(36；35)在第二切换位置中在功能上呈现第三切换元件(S4；S3)的被操作的状态并使第四正齿轮级(28)的第二正齿轮(31)不可相对转动地与第一正齿轮级(21；25)的第一正齿轮(22；26)连接。
4.根据权利要求2或3所述的机动车变速器(3)，其特征在于，所述第二切换元件(S1；S2)和第四切换元件(S3；S4)由一个切换装置(33；34)形成，该切换装置的耦联元件(35；36)能定位在第一切换位置和第二切换位置中，所述耦联元件(35；36)在第一切换位置中在功能上呈现第二切换元件(S1；S2)的被操作的状态并使第三正齿轮级(25；21)的第二正齿轮(26；22)不可相对转动地与第二正齿轮级(27)的第一正齿轮(29)连接，所述耦联元件(35；36)在第二切换位置中在功能上呈现第四切换元件(S3；S4)的被操作的状态并使第四正齿轮级(28)的第二正齿轮(31)不可相对转动地与第三正齿轮级(25；21)的第二正齿轮(26；22)连接。
5.根据前述权利要求中任一项所述的机动车变速器(3)，其特征在于，所述行星齿轮组(8)的行星架(13)可旋转地支承至少一个行星齿轮(15)，所述行星齿轮不仅与行星齿轮组(8)的太阳轮(12)而且与齿圈(14)分别啮合，行星齿轮组(8)的第一元件(9)是太阳轮(12)，行星齿轮组(8)的第二元件(10)是行星架(13)，以及行星齿轮组(8)的第三元件(11)是齿圈(14)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的机动车变速器(3)，其特征在于，所述行星齿轮组(8)的行星架(13)可旋转地支承至少一个行星齿轮(15)，所述行星齿轮不仅与行星齿轮组(8)的太阳轮(12)而且与行星齿轮组(8)的齿圈(14)分别啮合，行星齿轮组(8)的第一元件(9)是齿圈(14)，行星齿轮组(8)的第二元件(10)是行星架(13)，以及行星齿轮组(8)的第三元件(11)是太阳轮(12)。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的机动车变速器(3)，其特征在于，所述行星齿轮组(8)的行星架(13)可旋转地支承至少一个行星齿轮对(38)，在所述至少一个行星齿轮对(38)的所属行星齿轮(39、40)中，一个行星齿轮(39)与行星齿轮组(8)的太阳轮(12)啮合并且一个行星齿轮(40)与行星齿轮组(8)的齿圈(11)啮合，并且所属行星齿轮(39、40)彼此啮合，行星齿轮组(8)的第一元件(9)是太阳轮(12)，行星齿轮组(8)的第二元件(10)是齿圈(14)，以及行星齿轮组(8)的第三元件(11)是行星架(13)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的机动车变速器(3)，其特征在于，所述行星齿轮组(8)的第一元件(9)不可相对转动地与输入轴(5)连接。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的机动车变速器(3)，其特征在于，所述行星齿轮组(8)的第一元件(9)与输入轴(5)通过至少一个传动级(42；47)耦联。
10.根据权利要求9所述的机动车变速器(3)，其特征在于，所述行星齿轮组(8)的第一元件(9)不可相对转动地与一个正齿轮(44)连接，该正齿轮与一个不可相对转动地设置在输入轴(5)上的正齿轮(46)耦联。
11.根据权利要求9或10所述的机动车变速器(3)，其特征在于，所述行星齿轮组(8)的第一元件(9)不可相对转动地与第一传动轮(49)连接，该第一传动轮通过牵引装置(51)与第二传动轮(50)耦联，所述第二传动轮(50)不可相对转动地设置在输入轴(5)上。
12.根据前述权利要求中任一项所述的机动车变速器(3)，其特征在于，设置有一个连接轴(59)，该连接轴设置用于与第一驱动机器耦联，设置有分离离合器(K0)，该分离离合器设置用于在被操作时使所述连接轴(59)与驱动轴(4)相互耦联。
13.根据前述权利要求中任一项所述的机动车变速器(3)，其特征在于，所述输出侧(7)由差动齿轮组(17)的输入元件(16)形成。
14.用于至少部分电驱动的机动车的驱动单元(1)，所述驱动单元包括根据权利要求1至13中一项或多项所述的机动车变速器(3)以及一个电机(2)，所述电机(2)的转子不可相对转动地与输入轴(5)连接。
15.用于至少部分电驱动的机动车、尤其混合动力车辆或电动车辆的传动系(52)，所述传动系包括根据权利要求14所述的驱动单元(1)。
16.根据权利要求15所述的传动系(52)，其特征在于，还设置有内燃机(57)，该内燃机在输出侧与驱动单元(1)的机动车变速器(3)的驱动轴(4)耦联或可耦联。
17.用于运行根据权利要求1所述的机动车变速器(3)的方法，其特征在于，
-通过操作第二切换元件(S1；S2)和第五切换元件(K3)接通第一传动比
-通过操作第一切换元件(S2；S1)和第五切换元件(K3)接通第二传动比
-通过操作第四切换元件(S3；S4)和第五切换元件(K3)接通第三传动比以及
-通过操作第三切换元件(S4；S3)和第五切换元件(K3)接通第四传动比
18.用于运行根据权利要求16所述的传动系(52)的方法，其特征在于，通过如下方式实现起动功能，即，同时运行电机(2)和内燃机(57)并且在机动车变速器(3)的切换元件(S1至S4、K3)中仅实现第二切换元件(S1；S2)的被操作的状态或仅实现第四切换元件(S3；S4)的被操作的状态。
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