CN117621814A - 用于至少部分电驱动的机动车的机动车传动装置 - Google Patents

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CN117621814A
CN117621814A CN202311043457.6A CN202311043457A CN117621814A CN 117621814 A CN117621814 A CN 117621814A CN 202311043457 A CN202311043457 A CN 202311043457A CN 117621814 A CN117621814 A CN 117621814A
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CN
China
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planetary gear
gear set
motor vehicle
shift
vehicle transmission
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CN202311043457.6A
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约翰尼斯·卡尔滕巴赫
托马斯·梅尔廷
姆拉詹·拉迪奇
凯·博恩特雷格
约翰尼斯·格吕克勒
斯特凡·伦纳
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ZF Friedrichshafen AG
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ZF Friedrichshafen AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明涉及用于至少部分电驱动的机动车的机动车传动装置。机动车传动装置(11)包括驱动轴(15)、输出轴(16)以及第一行星齿轮组(P1)和第二行星齿轮组(P2)，其中，驱动轴(15)被设置成用于与驱动机耦联。此外，至少在功能上设置有第一切换元件(A)和第二切换元件(B)。此外，本发明还涉及驱动单元(5)、机动车驱动系、混合动力车辆或电动车辆以及用于运行机动车传动装置的方法。

Description

用于至少部分电驱动的机动车的机动车传动装置
技术领域
本发明涉及用于至少部分电驱动的机动车的机动车传动装置，其包括驱动轴、输出轴以及第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，其中，驱动轴被设置成用于与驱动机、尤其是电机耦联，其中，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组分别具有形式分别为太阳轮、行星架和齿圈的各一个第一元件、各一个第二元件和各一个第三元件，其中，至少在功能上设置有第一切换元件和第二切换元件，其中，输出轴抗相对转动地与第一行星齿轮组的第二元件连接，其中，第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件抗相对转动地彼此处于连接中，并且其中，第二行星齿轮组的第三元件固定不动。此外，本发明还涉及用于至少部分电驱动的机动车的驱动单元、用于混合动力车辆或电动车辆的机动车驱动系、混合动力车辆或电动车辆、以及用于运行机动车传动装置的方法。
背景技术
在实施为电动车辆或混合动力车辆的机动车中，有时在各自的驱动系中，在至少一个电机与各自的机动车的驱动轮之间设置有机动车传动装置，以便可以将至少一个电机的驱动运动尤其是减速地传递给驱动轮。除了单挡位构成的传动装置外，在此有时也部分使用其中可以切换出两个或更多个挡位的机动车传动装置。
由DE 10 2019 202 994 A1得知一种电动车辆的驱动桥，其中，在该驱动桥中设置了具有机动车传动装置和电机的驱动单元。电机的转子抗相对转动地与机动车传动装置的驱动轴连接，除了驱动轴外，该机动车传动装置还具有输出轴、两个行星齿轮组和三个切换元件。行星齿轮组分别由多个元件组成，在各个行星齿轮组中，这些元件由各一个太阳轮、各一个行星架和各一个齿圈形成。在此第一行星齿轮组的第二元件与输出轴抗相对转动地连接，而第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件彼此抗相对转动地处于连接中。此外，第二行星齿轮组的第三元件还固定不动。
发明内容
基于上述现有技术，本发明的任务现在是提供一种用于至少部分电驱动的机动车的机动车传动装置，其中，在机动车传动装置中能实现驱动机的合适的接入，并且在此在至少一个挡位中应能实现高效率。
该任务基于权利要求1的前序部分结合其具有区分性特征地来解决。接下来的从属权利要求分别列出了本发明的有利的改进方案。此外，其中设置有根据本发明的机动车传动装置的驱动单元是权利要求14和15的主题。此外，权利要求16涉及一种用于混合动力车辆或电动车辆的机动车驱动装置，而权利要求17的主题是一种混合动力车辆或电动车辆。最后，权利要求18至23分别涉及一种用于运行根据本发明的机动车传动装置的方法。
根据本发明，机动车传动装置包括驱动轴、输出轴和第一行星齿轮组和第二行星齿轮组。驱动轴被设置成用于与驱动机耦联，驱动机尤其是电机。第一行星齿轮组和第二行星齿轮组分别具有形式分别为太阳轮、行星架和齿圈的各一个第一元件、各一个第二元件和各一个第三元件，其中，至少在功能上设置有第一切换元件和第二切换元件。此外，输出轴抗相对转动地与第一行星齿轮组的第二元件连接，而第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件抗相对转动地彼此处于连接中。此外，第二行星齿轮组的第三元件固定不动。
在本发明的意义下，“轴”，如根据本发明的机动车传动装置的驱动轴或输出轴，应被理解为机动车传动装置的能旋转的构件，经由该能旋转的构件能够必要时在同时操纵至少在功能上设置的切换元件的情况下在部件之间进行动力流引导。各自的轴能够在此在轴向或径向上彼此连接，或者既在轴向也在径向上彼此连接。因此，各自的轴也可以作为中间件而存在，经由该中间件例如将各自的部件纯粹在径向上接驳起来。此外，各自的轴可以根据部件的走向和与之接驳方式或与之的可接驳性而被设计成实心轴、空心轴或部分被设计成实心轴且部分被设计成空心轴。对此替选或补充地，各自的轴可以被一件式或多件式地设施。
在本发明的意义下，“轴向上”是指在机动车传动装置的纵向中心轴线的方向上的定向，该定向也平行于机动车传动装置的轴的和行星齿轮组的元件的旋转轴线地定向。“径向上”是指在传动装置的各自的部件、尤其是各自的轴或行星齿轮组的各自的元件的直径方向上的定向。
根据本发明的机动车传动装置具有驱动轴，在根据本发明的机动车传动装置中，该驱动轴被设置成用于建立与驱动机的驱动侧的耦联。特别优选地，该驱动轴在此被用于接驳刚好一个驱动机。为此，驱动轴尤其配备了联接部位，在该联接部位处可以构成驱动轴与驱动机的耦联。驱动机与驱动轴的联接部位的接驳在机动车传动装置的安装状态下尤其是持久性实施，优选是当驱动机被实施为电机时。然而，对此替选地也可以设置位于中间的启动元件，如液动力变矩器、启动离合器等，通过该启动元件，使得驱动轴可以在其联接部位处与上游的驱动机耦联或处于耦联。这一点尤其是当驱动机被设计成内燃机时得以实现。
在建立耦联后，在机动车传动装置的安装状态下，在机动车传动装置的驱动轴的转速与驱动机的转速之间尤其总是存在固定的转速比。因此，在本发明的范围内，可以在驱动轴与驱动机之间必要时还设置有至少一个另外的传动比级，如圆柱齿轮级和/或行星级，经由该至少一个另外的传动比级能表现出将驱动机的转动运动预先变速地传动到驱动轴。然而特别优选地，在建立耦联时，驱动机与根据本发明的机动车传动装置的驱动轴进行抗相对转动的接驳，从而使得驱动机和驱动轴在运行中以相同的转速运转。
机动车传动装置尤其是混合动力车辆传动装置或电动车辆传动装置，其被设置成用于在驱动轴上与形式为电机的驱动机连接。如上所述，电机的转子在此可以经由至少一个位于中间的传动比级与机动车传动装置的驱动轴耦联。然而，特别优选地，在根据本发明的机动车传动装置的安装状态下，电机的转子抗相对转动地与驱动轴连接，从而使得电机的转子抗相对转动地与驱动轴处于连接中。
在根据本发明的机动车传动装置中，输出轴尤其被设置成用于建立机动车传动装置与在机动车传动装置的安装状态下在动力流向各自的机动车的驱动轮的方向上跟随在机动车传动装置后面的部件的在输出侧的耦联。在此，根据本发明的机动车传动装置的输出轴尤其可以与差速齿轮组建立耦联，该差速齿轮组与驱动轴和输出轴同轴或轴线上错开。根据机动车传动装置到机动车的驱动系的具体接入情况而定地，差速齿轮组在此可以被设计成纵向差速器或横向差速器。输出轴与下游的差速齿轮组的耦联在此直接实现或间接地经由一个或多个位于中间的传动比级，如圆柱齿轮或行星级来实现。
在根据本发明的机动车传动装置中，驱动轴和输出轴尤其彼此同轴布置，其中，进一步优选地，行星齿轮组也相对于驱动轴和输出轴被同轴安放。由此可以实现机动车传动装置在径向方向上特别紧凑的结构。
行星齿轮组分别由各一个第一元件、各一个第二元件和各一个第三元件组成，其中，各个行星齿轮组的元件在此分别通过太阳轮、行星架和齿圈形成。特别优选地，各个行星齿轮组在此作为负行星齿轮组存在，其中，各自的行星架以能转动的方式支承地引导有至少一个行星轮，其中，至少一个行星轮与各自的太阳轮和各自的齿圈都处于啮合中。尤其地，在将各自的行星齿轮组实施为负行星齿轮组的情况下，各自的行星齿轮组的第一元件是各自的太阳轮，各自的行星齿轮组的第二元件是各自的行星架，各自的行星齿轮组的第三元件是各自的齿圈。
对此替选地，一个或两个行星齿轮组原则上也可能被分别构造为正行星齿轮组。在该情况下，在各自的行星架中以能转动的方式支承有至少一个行星轮对，其中行星轮中的一个行星轮与各自的太阳轮处于啮合中，而一个行星轮与各自的齿圈处于啮合中。此外，至少一个行星轮对的行星轮相互咬合。与实施为负行星齿轮组不同地，优选地，该各自的行星齿轮组的第一元件是太阳轮，各自的行星齿轮组的第二元件是齿圈，各自的行星齿轮组的第三元件是行星架。然而，如上已述，在本发明的意义下，所有两个行星齿轮组都优选实施为负行星齿轮组。特别优选地，根据本发明的机动车传动装置中设置有刚好两个行星齿轮组。
根据本发明的机动车传动装置至少在功能上具有第一切换元件和第二切换元件，通过对这些切换元件有选择的操纵，尤其是在驱动轴与输出轴之间可以表现出不同的挡位。在此，在根据本发明的机动车传动装置中优选从功能方面来说设置有至少两个切换元件，其中，特别优选，根据本发明的机动车传动装置至少从功能方面来说具有三个或更多个的切换元件。
各自的切换元件“至少在功能上”设置在本发明的意义下指的是，在根据本发明的机动车传动装置中至少反映了各自切换元件的各自功能。在此，切换元件详细地实际可以在物理上被作为单个切换元件存在，或者它们的功能可以通过其他部件，例如切换装置来反映。于是在此，反映出功能的部件可以将两个或更多个切换元件的功能集成在一个装置中。
本发明现在包括如下技术上的教导，即，驱动轴抗相对转动地与第一行星齿轮组的第一元件连接。至少在功能上设置的第一切换元件被设立成用于在接合状态下引起第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件的固定不动的状态，而至少在功能上设置的第二切换元件被设立成用于在接合状态下使第二行星齿轮组的第一元件抗相对转动地与输出轴连接。
与之相应地，在根据本发明的机动车传动装置中，因此，第一行星齿轮组的第一元件和驱动轴抗相对转动地彼此持久处于连接中，从而使得驱动轴和第一行星齿轮组的第一元件共同地持续旋转。此外，第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件抗相对转动地彼此持续连接，这意味着第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件总是共同旋转。第二行星齿轮组的第三元件被持久固定，从而使得第二行星齿轮组的第三元件持续被阻止转动运动。此外，第一行星齿轮组的第二元件和输出轴彼此持久性地抗相对转动地处于连接中，从而使得输出轴和第一行星齿轮组的第二元件持续地共同旋转。
第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件之间的持久性的抗相对转动的连接优选经由位于中间轴来实现，其中，该中间轴在此可以与第一行星齿轮组的第三元件和/或第二行星齿轮组的第二元件一体式的实施。后者尤其是在持久性地彼此连接的元件在空间上相互紧邻布置的情况下实现。驱动轴和输出轴与各种的行星齿轮组的分别所属的元件的各自的抗相对转动的连接也可以在本发明的范围内以单个部件的抗相对转动的连接的形式来实现，也就是说各自的轴和各自的行星齿轮组的各自的元件作为单独的部件存在，它们抗相对转动地彼此处于连接中。然而，对此替选地，也可以考虑将各自的轴(即驱动轴或输出轴)和各自的行星齿轮组的与之抗相对转动地连接的元件一体式地实施。
接合至少在功能上设置的第一切换元件导致第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件固定不动，由此使得第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件随后被阻止转动运动。相反，如果至少在功能上设置的第二切换元件被转移为接合状态，则造成第二行星齿轮组的第一元件与输出轴的抗相对转动的连接，于是，第二行星齿轮组的第一元件和输出轴共同旋转。
第二行星齿轮组的第三元件的持久固定不动的状态以及第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件经由至少在功能上设置的第一切换元件的固定不动分别尤其通过如下方式来实现，即，与持久性固定不动的结构元件存在或造成抗相对转动的连接。该持久性固定不动的结构元件优选是机动车传动装置的传动装置壳体、传动装置壳体的一部分或与之抗相对转动地连接的部件。第二行星齿轮组的第三元件在此也可以与持久性固定不动的结构元件实施成一件式。
在根据本发明的机动车传动装置的只有通过操纵各自的、至少在功能上设置的切换元件才抗相对转动地彼此连接起来的部件中，优选经由一个或多个位于中间的轴来实现连接。在此，在本发明的范围内，也考虑到如下各自的设计方案，其中，各自的轴与要抗相对转动地连接的两个部件之一实施成一体式。
根据本发明设计的机动车传动装置在此具有的优点是，由此可以实现构造紧凑的机动车传动装置，借助它能够合适地接入驱动机且在此尤其是电机。这在此可以利用少量的至少是功能上设置的切换元件来实现。尤其地，在根据本发明的机动车传动装置中可以表现出多个不同的挡位，这些挡位能通过所接驳的驱动机利用，其中，在此能实现其中使得动力流引导只经由其中一个行星齿轮组发生的至少一个挡位。因此，在该至少一个挡位中可以实现高效率。
因此，在根据本发明的机动车传动装置中，可以通过如下方式在驱动轴与输出轴之间切换出第一挡位，即，接合至少在功能上设置的第一切换元件。由此造成第一行星齿轮组的第三元件固定不动，由此，使得驱动轴仅经由第一行星齿轮组与输出轴耦联，而第二行星齿轮组是无负荷的。因此，在该第一挡位中可以实现良好的效率。此外，通过如下方式在在驱动轴与输出轴之间切换出第二挡位，即，接合第二切换元件。由此经由两个行星齿轮组将驱动轴与输出轴耦联起来。特别优选地，在根据本发明的机动车传动装置中，也可以通过如下方式表现出驱动轴与输出轴的脱耦，即，尤其是至少在功能上设置的切换元件中没有任一个切换元件被接合。由此，与驱动轴接驳的驱动机也可以与输出轴脱耦，并由此表现出机动车的自由滚动，而没有发生否则随同转动的驱动机的损耗。
根据本发明的实施方式，至少在功能上还设置有第三切换元件，该第三切换元件被设立成用于在接合状态下使第二行星齿轮组的第一元件和驱动轴彼此抗相对转动地被置于连接中。在该情况下，因此除了第一切换元件和第二切换元件之外，至少从功能方面来说还设置有第三切换元件，其中，在该第三切换元件接合的情况下，第二行星齿轮组的第一元件和驱动轴将抗相对转动地彼此连接并随后共同旋转。
在根据上述实施方式设计的机动车传动装置中，于是可以通过如下方式在驱动轴和输出轴之间切换出第三挡位，即，接合第三切换元件。由此，第二行星齿轮组的第一元件抗相对转动地与驱动轴连接，由此使得驱动轴经由两个行星齿轮组与输出轴耦联。
对上述实施方式替选或附加地，本发明的一个设计可行方案是，还设置有输入轴并且至少在功能上设置有另外的切换元件和附加的切换元件。在此，输入轴被设置成用于与另外的驱动机耦联，该另外的驱动机优选是电机。至少在功能上设置的另外的切换元件要么被设立成用于在接合状态下使输入轴抗相对转动地与第二行星齿轮组的第一元件连接起来，其中，对此替选地，另外的切换元件被构造成用于在接合状态下使输入轴抗相对转动地与第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件置于连接中。相反，至少在功能上设置的附加的切换元件被设立成用于在接合状态下抗相对转动地将输入轴和驱动轴彼此置于连接中。
以有利的方式，由此可以将另外的驱动机接入在输入轴上，其中，输入轴在此特别优选地被设计成用于接入刚好一个另外的驱动机。尤其地，在此，还给输入轴配备有另外的联接部位，在该另外的联接部位上可以构成输入轴与另外的驱动机的耦联。在此，另外的驱动机与输入轴的另外的联接部位在机动车传动装置的安装状态下的接驳尤其是持久性进行的，其中，当另外的驱动机作为电机存在时，优选是这种情况。然而，对此替选地，在此也可以存在位于中间的启动元件，例如液动力变矩器、启动离合器等，经由该启动元件，使得输入轴可以在其联接部位处与所属的另外的驱动机耦联。这一点在此尤其是当另外的驱动机是内燃机时得以实现。
在建立耦联后，在机动车传动装置的安装状态下，在机动车传动装置的输入轴的转速与另外的驱动机的转速之间尤其总是存在固定的转速比。在此，在本发明的范围内，可以在输入轴与另外的驱动机之间中间接有至少一个另外的传动比级，如圆柱齿轮级和/或行星级，经由该至少一个另外的传动比级能表现出将另外的驱动机的转动运动预先变速地传动到输入轴。然而特别优选地，在建立耦联时，另外的驱动机与根据本发明的机动车传动装置的输入轴进行抗相对转动的接驳，从而使得另外的驱动机和输入轴在运行中以相同的转速运转。
如果根据本发明的机动车传动装置是混合动力车辆传动装置或电动车辆传动装置，则输入轴被设置成用于与形式为电机的驱动机耦联。如上所述，该电机的转子在此可以经由至少一个位于中间的传动比级与机动车传动装置的输入轴耦联。然而，特别优选地，在根据本发明的机动车传动装置的安装状态下，电机的转子抗相对转动地与输入轴连接，从而使该电机的转子抗相对转动地与输入轴处于连接中。
在上述的设计可行方案中，除了输入轴外还至少在功能方面设置有另外的切换元件和附加的切换元件。至少在功能上设置的另外的切换元件的接合状态在此导致输入轴要么与第二行星齿轮组的第一元件抗相对转动地连接，要么导致第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件的抗相对转动地连接，由此，输入轴和第二行星齿轮组的第一元件或输入轴和第一行星齿轮组的第三元件以及第二行星齿轮组的第二元件随后共同旋转。相反，如果至少在功能上设置的附加的切换元件被转移到接合状态中，则驱动轴和输入轴被置于彼此抗相对转动的连接中，由此，两个驱动轴随后实施共同的旋转。
在根据上述的设计可行方案实施的机动车传动装置中，于是经由附加的切换元件存在的可能性是，使得能在驱动轴与输出轴之间切换的挡位同时对于输入轴，进而是对于与该输入轴耦联的另外的驱动机也能被利用。因此，除了在驱动轴与输出轴之间的切换之外，还可以通过如下方式在输入轴与输出轴之间切换出第一挡位，即，除了第一切换元件外还接合附加的切换元件。于是，驱动轴和输入轴进而是也是两个驱动机经由第一行星齿轮组与输出轴耦联。除了在驱动轴与输出轴之间的切换之外，还可以通过如下方式在输入轴与输出轴之间切换出第二挡位，即，除了第二切换元件之外还接合附加的切换元件，于是，驱动轴和输入轴抗相对转动地彼此连接，并因此两个驱动机也彼此耦联，以及在这方面也经由两个行星齿轮组与输出轴耦联。
如果在根据本发明设计的机动车传动装置中至少在功能方面还设置有第三切换元件，则除了在驱动轴与输出轴之间的切换之外，还可以通过如下方式在输入轴与输出轴之间切换出第三挡位，即，除了第三切换元件之外还接合附加的切换元件。由于驱动轴和输入轴经由附加的切换元件抗相对转动地彼此连接，所以当操纵第三切换元件时，两个行星齿轮组也将驱动轴和输入轴与输出轴耦联起来。
在其中除了输入轴之外还至少在功能方面来说配备了另外的切换元件和附加切换元件的根据本发明的机动车传动装置中，第三挡位也可以通过如下方式来切换出，即，同时接合另外的切换元件和附加切换元件。这方面的优点是，因此即使在没有设置第三切换元件的情况下也能切换出第三挡位，然而其中，在第三挡位中强制性地存在输入轴与输出轴的附加耦联。
在根据本发明的机动车传动装置中，经由至少在功能方面来说设置的附加的切换元件，使得在换挡过程中也存在在输入轴上进而也经由与之接驳的附加的驱动机执行牵引力支持。因此，在从驱动轴与输出轴之间有效的第一挡位到驱动轴与输出轴之间有效的第二挡位的换挡过程中，通过如下方式执行在输入轴上的牵引力的支持，即，在换挡期间接合附加的切换元件。
替选地，但优选对此补充地，在从驱动轴与输出轴之间有效的第二挡位到驱动轴与输出轴之间有效的第三挡位的换挡过程中，在输入轴上进行对牵引力的支持，为此，在该换挡期间接合另外的切换元件。在将这两个变型方案组合时，换挡由此可以在不中断牵引力的情况下得以执行。
本发明的另外的实施方式是，至少在功能上设置的第一切换元件在接合状态下通过如下方式直接造成第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件的固定不动的状态，即，第一切换元件在接合状态下抗相对转动地将第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件与固定不动的结构元件连接起来。在本发明的该变型方案中，第一切换元件因此在其接合的状态下直接确保第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件固定不动，为此，第一切换元件抗相对转动地将这两个元件直接与固定不动的结构元件连接起来。
对此替选地，至少在功能上设置的第一切换元件在接合状态下通过如下方式间接地造成第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件的固定不动的状态，即，第一切换元件在接合的状态下抗相对转动地将第二行星齿轮组的第一元件与固定不动的结构元件连接起来。由此，第一切换元件在其接合的状态下通过第二行星齿轮组的第一元件的固定不动而间接地也确保了第二行星齿轮组的第二元件和第一行星齿轮组的第三元件的固定不动，这是因为第二行星齿轮组的第三元件持久性地固定不动。
根据本发明的一个实施方式，各个切换元件至少在功能上被实施为形状锁合的切换元件，其中，各个切换元件在此特别优选地以非同步的牙嵌式切换元件的类型构成。将各个切换元件实施为形状锁合的切换元件的优点是，在各自的切换元件的断开的状态下，在该切换元件上不出现拖曳损耗或仅出现较低的拖曳损耗。由此可以改善机动车传动装置的效率。对此替选地，各个切换元件也可以实施为形式为锁止同步件的形状锁合的切换元件。
另外替选地，至少在功能方面来说也考虑将各个切换元件实施为力锁合的切换元件，其中，各个切换元件在此可能作为膜片式切换元件存在。以有利的方式，由此可以使各自的切换元件的操纵在负载下进行。然而，特别优选地，各个切换元件至少在功能方面来说被实施为形状锁合的切换元件。如果驱动轴以及必要时的输入轴被设置用于接驳各一个电机，那么至少在功能上所设置的切换元件被设计为非同步的切换元件，这是因为换挡和在各个切换元件上所需的转速同步可以主动地通过各自的电机的转速控制来执行。
如果在根据本发明的机动车传动装置中除了第一切换元件和第二切换元件之外在功能上还设置有第三切换元件，则第二切换元件和第三切换元件在上述实施方式的改进方案中由切换装置形成，该切换装置的耦联元件可以被定位在第一切换位置和第二切换位置中。在第一切换位置，耦联元件在功能上反映了第二切换元件的被操纵的状态并抗相对转动地将第二行星齿轮组的第一元件与输出轴连接起来。在第二切换位置中，耦联元件在功能上反映了第三切换元件的被操纵的状态并抗相对转动地将第二行星齿轮组的第一元件和驱动轴彼此置于连接中。
通过切换装置反映第二切换元件和第三切换元件的功能的优点是，因此使得各自的抗相对转动的连接可以以紧凑的方式和方法并利用较少数量的元件来实现。此外，由此可以使用共同的执行器来操纵第二切换元件和第三切换元件，由此减少了制造耗费。特别优选地，耦联元件可以被定位在第一和第二切换位置之间的位于中间的中立位置中，其中，在该中立位置中未发生经由耦联元件的耦联，即第二切换元件和第三切换元件的都表现出断开的状态。另外优选地，第一切换元件于是作为单个切换元件存在，其接合状态可以尤其经由耦联元件借助所属的执行器来造成。
然而，对本发明的上述变型方案替选地，第一切换元件、第二切换元件和第三切换元件也可以由切换装置形成，其耦联元件可以分别被定位在第一切换位置、第二切换位置和第三切换位置中。在此，处于第一切换位置中的耦联元件在功能上反映了第一切换元件的被操纵的状态并使第二行星齿轮组的第一元件固定不动，其中，处于第二切换位置中的耦联元件在功能上反映了第二切换元件的被操纵的状态并抗相对转动地将第二行星齿轮组的第一元件与输出轴连接起来。在第三切换位置中，通过耦联元件在功能上反映了第三切换元件的被操纵的状态并在此抗相对转动地将第二行星齿轮组的第一元件和驱动轴彼此置于连接中。
以有利的方式，由此使得第一切换元件、第二切换元件和第三切换元件的功能可以以紧凑的方式和方法并利用较少数量的构件经由一个装置来反映。在此可以使用共同的执行器，由此减少了制造耗费。特别优选地，耦联元件可以在第一切换位置与第二切换位置之间以及在第二切换位置与第三切换位置之间分别被定位在位于中间的中立位置中，其中，在各个中立位置中未发生经由耦联元件的耦联，即表现出三个切换元件的断开的状态。
然而，当第一切换元件在其接合状态下抗相对转动地将第二行星齿轮组的第一元件与固定不动的结构元件连接起来时，第一切换元件和第二切换元件也可以通过切换装置形成，其耦联元件能分别被定位在第一切换位置和第二切换位置中。在第一切换位置中，耦联元件在功能上反映了第一切换元件的被操纵的状态并抗相对转动地将第二行星齿轮组的第一元件与固定不动的结构元件连接起来，其中，在第二切换位置中，耦联元件在功能上反映了第二切换元件的被操纵的状态并抗相对转动地将第二行星齿轮组的第一元件与输出轴连接起来。
通过切换装置反映第一切换元件和第二切换元件的功能的优点是，可以用紧凑的方式和方法并以较少数量的构件来实现各自的抗相对转动的连接。此外，由此可以使用共同的执行器来操纵第一切换元件和第二切换元件，由此减少制造耗费。特别优选地，耦联元件还可以在第一和第二切换位置之间被定位在位于中间的中立位置中，其中，在该中立位置中未发生经由耦联元件的耦联，即表现出第一切换元件和第二切换元件的断开的状态。
此外，如果根据本发明的机动车传动装置在功能上配备了另外的切换元件和附加的切换元件，则另外的切换元件和附加的切换元件优选通过切换装置形成，其耦联元件能分别被定位在第一切换位置和第二切换位置中。在第一切换位置中，耦联元件在功能上反映了附加的切换元件的被操纵的状态并抗相对转动地将输入轴要么与第二行星齿轮组的第一元件连接起来要么与第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件连接起来，而在第二切换位置中，耦联元件在功能上反映了附加的切换元件的被操纵的状态并抗相对转动地将输入轴和驱动轴彼此置于连接中。
通过切换装置反映另外的切换元件和附加的切换元件的功能的优点是，可以以紧凑的方式和方法并以较少数量的构件实现各自的抗相对转动的连接。此外，由此可以使用共同的执行器来操纵另外的切换元件和附加的切换元件，由此减少制造耗费。特别优选地，耦联元件可以在第一与第二切换位置之间被定位在位于中间的中立位置中，其中，在该中立位置中没有发生经由耦联元件的耦联，即表现出另外的切换元件和附加的切换元件的断开的状态。
根据本发明的一个实施方式，行星齿轮组轴向上以第二行星齿轮组和随后第一行星齿轮组的顺序轴向地布置到用于驱动轴与驱动机耦联的联接部位上。如果根据本发明的机动车传动装置还具有用于接驳另外的驱动机的输入轴，那么在上述实施方式的改进方案中，在联接部位与第二行星齿轮组之间轴向上设置了另外的联接部位，其被用于将输入轴与另外的驱动机耦联起来。以有利的方式，由此可以分别实现根据本发明的机动车传动装置的合适的结构。
在上述结构中，第二切换元件和(如果存在的话)第三切换元件尤其可以轴向上被设置在第二行星齿轮组与第一行星齿轮组之间，其中，第三切换元件(如果存在的话)在此优选轴向上被放置在第二行星齿轮组与第二切换元件之间。对此替选地，第二切换元件和第三切换元件(如果存在的话)也可以轴向上被布置在驱动轴的联接部位与第二行星齿轮组之间。
如果第一切换元件使第一行星齿轮组的第三元件和第二行星齿轮组的第二元件直接固定不动，则第一切换元件尤其是轴向上被设置在第一行星齿轮组远离第二行星齿轮组的一侧上。相反，在经由第一切换元件使第二行星齿轮组的第一元件固定不动的情况下，第一切换元件被轴向上放置在联接部位与第二行星齿轮组之间，其中，在此特别优选地，第二切换元件和必要时存在的第三切换元件也轴向上被布置在联接部位与第二行星齿轮组之间。在此，必要时存在的第三切换元件于是轴向上最接近驱动轴的联接部位，其中，轴向上跟随其后的是第二切换元件并然后是第一切换元件。
如果根据本发明的机动车传动装置还具有输入轴以及至少在功能方面来说具有另外的切换元件和附加的切换元件，则另外的切换元件和附加的切换元件优选在轴向上被布置在输入轴的另外的联接部位与第二行星齿轮组之间。在此，附加的切换元件尤其轴向上与另外的联接部位相邻地放置，其中，轴向上跟随其后的是另外的切换元件。
本发明的另外的设计可行方案是，输出轴与差速齿轮组耦联。在该设计可行方案的改进方案中，输出轴在此抗相对转动地与下游的差速齿轮组的输入元件处于连接中，其中，该输入元件优选是差速齿轮组的差速器笼。对此替选地，输出轴也可以经由一个或多个位于中间的传动比级与下游的差速齿轮组的输入元件耦联，这些位于中间的传动比级可以作为圆柱齿轮级和/或行星级存在。差速齿轮组在此可以按照锥齿轮差速器、行星轮差速器、圆柱齿轮差速器或斜齿轮差速器的类型设计。
此外，本发明的主题是提供一种驱动单元，其除了电机外还具有根据上述其中一个或多个变型方案的机动车传动装置。在此，电机的转子与机动车传动装置的驱动轴耦联。在本发明的范围内，在此，电机一方面可以作为发电机运行，另一方面可以作为电动马达运行。由此，可以提供适用于形式为电动车辆或混合动力车辆的机动车的驱动单元。
特别优选地，电机与驱动轴同轴布置，并且电机的转子与驱动轴抗相对转动地连接。由此使得驱动轴和电机的转子在运行中以相同的转速运转。对此替选地也能想到的是，电机的转子经由至少一个传动比级与驱动轴耦联。
如果驱动单元具有的机动车传动装置除了驱动轴外还具有用于接驳另外的驱动机的输入轴，则该驱动单元具有另外的电机，其转子与机动车传动装置的输入轴耦联。在此，在本发明的范围内，该另外的电机也可以优选地一方面作为发电机运行，另一方面可以作为电动马达运行。替选或对此补充地，该另外的电机尤其与输入轴同轴布置，并且该另外的电机的转子抗相对转动地与输入轴连接，从而使输入轴和另外的电机的转子在运行中以相同的转速运转。然而，在此也能想到的是，另外的电机的转子经由至少一个传动比级与输入轴耦联。
在上述具有两个电机的驱动单元中，与输入轴接驳的另外的电机优选在其功率方面比与驱动轴接驳的电机要小，并被用于对与驱动轴接驳的电机进行(在切换过程期间的牵引力的提升、支持)辅助。然而，对此替选地，两个电机在其功率方面也可以相同或基本上相同地实施。
根据上述两个变型方案之一实施的驱动单元尤其是机动车驱动系的一部分，该机动车驱动系在此尤其被设置成用于电动车辆或混合动力车辆中的应用。在此，根据本发明的驱动单元在机动车驱动系中可以具体地为各自的机动车的驱动桥的一部分。在此，驱动单元于是优选与输出轴布置在一个平面内，这些输出轴尤其分别分配给至少一个驱动轮，并与机动车传动装置的输出轴耦联。以有利的方式，由此可以实现具有驱动单元的驱动桥的紧凑结构，其中，机动车传动装置的输出轴与驱动桥的输出轴之间的耦联尤其经由差速齿轮组实现。
在本发明的范围内，上述机动车驱动系被设置在混合动力车辆或电动车辆中，该混合动力车辆或电动车辆可以是乘用车辆或商用车辆。商用车辆在此可以是至少部分电驱动的运输车或轻型至中型公交汽车或载重车辆。
在本发明的意义下，机动车传动装置的两个结构元件被“连接”或“耦联”或“彼此处于连接中”指的是这些结构元件是持久耦联的，从而它们不能彼此独立旋转。在这方面，在可以是轴和/或行星齿轮组的元件和/或传动装置的抗相对转动的结构元件的这些结构元件之间没有设置切换元件，而是相应的结构元件在固定的转速比下彼此耦联。
相反，如果在两个结构元件之间至少在功能上设置了切换元件，那么这些结构元件就不持久性地彼此耦联，而是只有通过至少在功能上设置的位于中间的切换元件被操纵来实现耦联。在本发明的意义下，对切换元件的操纵在此意味着，相关的切换元件被转移到接合的状态中，并因此使直接耦接的结构元件在其转动运动方面相适应。在相关的切换元件被设计成形状锁合的切换元件的情况下，通过它被直接抗相对转动地连接的结构元件将以相同的速度运转，而在力锁合的切换元件的情况下，即使在操纵这些结构元件之后，它们之间也会仍存在转速差异。然而，在本发明的范围内，这种期望或不期望的状态仍被称为经由切换元件将各自的结构元件抗相对转动的连接。
附图说明
在下文解释的本发明的有利的实施方式在附图中示出。其中：
图1示出根据本发明的优选的实施方式的电动车辆的示意图；
图2示出根据本发明的第一实施方式的图1的电动车辆的驱动单元的示意性的视图；
图3示出根据本发明的第二设计可行方案的驱动单元的示意图；
图4示出图2和图3的驱动单元的不同功能的表格化图示；
图5示出根据本发明的第三实施方式的驱动单元的示意性的视图；
图6示出根据本发明的第四实施方式的驱动单元的示意图；
图7示出根据本发明的第五实施方式的驱动单元的示意性的视图；
图8示出图5至图7的驱动单元的不同功能的表格化图示；
图9示出根据本发明的第六实施方式的驱动单元的示意图；并且
图10示出图9的驱动单元的不同功能的表格化图示。
具体实施方式
图1示出了电动车辆1的示意性的视图，该电动车辆尤其可以是乘用车辆或电动商用车辆，如运输车。除了具有能转向的、不被驱动的车桥2外，电动车辆1还具有带驱动轴4的机动车驱动系3，其中，经由驱动单元5借助输出轴6和7可以对驱动轮8和9进行驱动。在此，驱动单元5经由位于中间的传动装置差速器10与输出轴6和7耦联，其中，传动装置差速器10作为横向差速器以本领域技术人员原则上已知的方式将驱动功率分配到两个输出轴6和7上。传动装置差速器10在此尤其被实施为锥齿轮差速器。
车桥2在此是电动车辆1的前桥，而驱动桥4是电动车辆1的后桥。然而，替选或对驱动桥4补充地，车桥2也可以作为机动车驱动系3的一部分地被设计为被驱动的桥。
在图2中现在更详细地示出图1的驱动单元5，其中，驱动单元5在此根据本发明的第一设计可行方案来实现。在此，驱动单元5由机动车传动装置11和电机12组成，其中，机动车传动装置11在此根据本发明的第一实施方式来设计。电机12以本领域技术人员原则上已知的方式由定子13和转子14形成，其中，电机12在此一方面可以作为发电机运行，另一方面也可以作为电动马达运行。
机动车传动装置11包括驱动轴15、输出轴16以及两个行星齿轮组P1和P2，行星齿轮组分别由各一个第一元件E11或E12、各一个第二元件E21或E22以及各一个第三元件E31或E32组成。在此，各自的行星齿轮组P1或P2的各自的第一元件E11或E12是各自的太阳轮，而各自的行星齿轮组P1或P2的各自的第二元件E21或E22被实施为各自的行星架。此外，各自的行星齿轮组P1或P2的各自的第三元件E31或E32作为各自的行星齿轮组P1或P2的各自的齿圈存在。
在各自的行星齿轮组P1或P2的各自的行星架中，在此分别以能转动的方式支承有至少各一个行星轮，行星轮与各自的行星齿轮组P1或P2的各自的太阳轮和各自的齿圈都处于啮合中。在这方面，行星齿轮组P1和P2在当前被实施为负行星齿轮组。然而，在本发明的范围内也考虑到将一个或两个行星齿轮组P1和P2实施为正行星齿轮组，为此，与各自实施为负行星齿轮组相比，各自的第二元件E21或E22将由各自的齿圈形成，并且各自的第三元件E31或E32由各自的行星架形成。此外，在相应的行星齿轮组被实施为正行星齿轮组时，与实施为负行星齿轮组相比，定轴传动比将提高一。在正行星齿轮组中，在各自的行星架中以能转动的方式支承有至少一个行星轮对，其中行星轮中的一个行星轮与各自的太阳轮处于啮合中，而一个行星轮与各自的齿圈处于啮合中。此外，至少一个行星轮对的行星轮相互间处于啮合中。
在当前，第一行星齿轮组P1的第一元件E11抗相对转动地与驱动轴15连接，该驱动轴还在联接部位17处抗相对转动地与电机12的转子14处于连接中。在这方面，第一行星齿轮组P1的第一元件E11和转子14也经由驱动轴15抗相对转动地彼此连接，由此，使得第一行星齿轮组P1的第一元件E11和转子14始终以相同的转速旋转。在本发明的范围内，驱动轴15在此可以与第一行星齿轮组P1的第一元件E11和/或与电机12的转子14一体式地构成。
输出轴16抗相对转动地与第一行星齿轮组P1的第二元件E21处于连接中，其中，输出轴16还配备有联接部位18，在图1中的机动车传动系3之内，在该联接部位处建立了与传动装置差速器10的耦联。在此，该耦联优选以输出轴16与传动装置差速器10的差速器笼抗相对转动地连接的方式存在，然而其中，对此替选地，输出轴16与传动装置差速器10的耦联也可以经由至少一个位于中间的形式为各一个圆柱齿轮级和/或行星级的传动比级来实现。此外，传动装置差速器10以及必要时的至少一个位于中间的传动比级也可以是机动车传动装置11的组成部分。
从图2可以看出，此外，第一行星齿轮组P1的第三元件E31和第二行星齿轮组P2的第二元件E22抗相对转动地彼此连接，其中，该抗相对转动的连接在此经由轴19来建立。第二行星齿轮组P2的第三元件E32持久性地抗相对转动地与持续固定不动的结构元件20连接，该结构元件是机动车传动装置11的传动装置壳体、传动装置壳体的一部分或抗相对转动地与传动装置壳体连接的部件。在机动车传动装置11的传动装置壳体中，除了机动车传动装置11的部件外优选还容纳了电机12。由于第二行星齿轮组P2的第三元件E32与固定不动的结构元件20的持久性的抗相对转动的连接，使得第二行星齿轮组P2的第三元件E32持续被阻止转动运动。此外，第二行星齿轮组P2的第一元件E12仍然抗相对转动地与轴21连接。
机动车传动装置11具有多个切换元件A、B和C，这些切换元件分别被设计为形式为非同步的牙嵌式切换元件的形状锁合的切换元件。在此，切换元件A是单个切换元件，而切换元件B和C的功能通过切换装置22来反映。该切换装置22在此具有耦联元件23，该耦联元件按照滑套的类型构成，并且经由所属的(在当前未示出的)执行器除了中立位置外轴向地被运动到两个不同的切换位置中。该执行器优选是机电式的执行器。在耦联元件23的第一切换位置中，从功能方面来说表现出切换元件B的被操纵的状态，在其中，轴21抗相对转动地与输出轴16连接。因此，在切换元件B的接合状态下，第二行星齿轮组P2的第一元件E12也抗相对转动地与第一行星齿轮组P1的第二元件E21置于连接中。
而在耦联元件23的第二切换位置中反映了切换元件C的被操纵的状态，在其中，轴21抗相对转动地与驱动轴15连接。由此，第二行星齿轮组P2的第一元件E12和第一行星齿轮组P1的第一元件E11以及电机12的转子14抗相对转动地彼此处于连接中并因此共同旋转。
作为单个切换元件而存在的切换元件A也配属有耦联元件24，该耦联元件24经由(同样未示出的)执行器除了中立位置外也可以被转移到一个切换位置中，在该切换位置中，耦联元件24表现出切换元件A的接合状态。在该接合状态下，轴19被抗相对转动地与固定不动的结构元件20连接，并因此被固定，这也意味着第一行星齿轮组P1的第三元件E31和第二行星齿轮组P2的第二元件E22处于固定状态。
从图2可以看出，驱动轴15、输出轴16以及两个行星齿轮组P1和P2彼此间同轴布置，其中，此外，除了轴19和轴21之外，电机12也相对于其同轴放置。轴向上跟随驱动轴15的联接部位17之后的首先是第二行星齿轮组P2，然后是第一行星齿轮组P1，最后是输出轴16的联接部位18。电机12在此在轴向上基本上与第二行星齿轮组P2放置在一个平面内，该第二行星齿轮组径向上被设置在电机12之内。
切换装置22在轴向上被布置在第一行星齿轮组P1与第二行星齿轮组P2之间，其中，切换装置22在此被设置成在轴向上与电机12重叠并且同样在径向上位于该电机之内。相反，切换元件A在轴向被设置在第一行星齿轮组P1的远离第二行星齿轮组P2的一侧上，并且尤其在轴向上位于第一行星齿轮组P1与输出轴16的联接部位18之间。
驱动轴15基本上被实施为实心轴并轴向上从联接部位17出发相对第二行星齿轮组P2在径向内部地延伸直到第一行星齿轮组P1，而两个轴19和21被设计成空心轴。在此，轴19轴向上从第二行星齿轮组P2出发延伸超出第一行星齿轮组P1，以便在此可以经由切换元件A在其接合状态下与固定不动的结构元件20进行抗相对转动的连接。相反，轴21在轴向上仅在第二行星齿轮组P2与切换装置22之间延伸。输出轴16至少在轴向上在切换装置22与第一行星齿轮组P1之间被实施为空心轴，其中，该输出轴可以在第一行星齿轮组P1轴向远离切换装置22的一侧上至少分区段地被设计成实心轴。
由图3可以得知根据本发明的第二设计可行方案的驱动单元5‘的示意图，该驱动单元同样可以用于图1中的机动车驱动系3的驱动桥4。在此，该驱动单元5‘基本上相应于图2中的驱动单元5，不同之处在于，驱动单元5‘的机动车传动装置11‘的切换装置22‘现在反映了切换元件A、B和C的功能。为此，该切换装置22‘的耦联元件23‘除了表现出切换元件B的接合状态的切换位置、第一中立位置、表现切换元件C的接合状态的切换位置外，还可以转移到另外的第二中立位置以及表现出切换元件A的接合状态的切换位置中。
在这种形成切换元件A的接合状态的切换状态中，轴21‘经由耦联元件23‘被固定在固定不动的结构元件20上，其中，轴21‘抗相对转动地与第二行星齿轮组P2的第一元件E12连接。因此，在切换元件A的接合状态下，行星齿轮组P2的第一元件E12也被固定，由于第二行星齿轮组P2的第三元件E32的持久性的固定状态，使得这间接导致第二行星齿轮组P2的第二元件E22被固定。该第二元件在此经由轴19‘被抗相对转动地与第一行星齿轮组P1的第三元件E31连接，从而在表现出切换元件A的接合状态的情况下，第一行星齿轮组P1的第三元件E31也被固定。
而在切换装置22‘的两个中立位置中，分别地切换元件A、B和C中没有任一个反映出接合状态。切换装置22‘在此轴向上位于驱动轴15的联接部位17以及第二行星齿轮组P2之间，其中，第二行星齿轮组在此不再轴向上布置在电机12的高度。切换装置22‘在轴向上也只是部分地被设置在电机12的高度。在其他方面，图3的驱动单元5‘与图2的驱动单元5相应，从而参考对此的描述内容。
此外，图4示出了不同功能I到III的表格化概述，这些功能可以经由图2和图3的驱动单元5和5‘分别表现出。因此，在功能I中，切换出第一挡位G1，为此表现出切换元件A的接合状态，并相应地直接或间接地造成轴19或19‘被固定。由于第一行星齿轮组P1的第三元件E31的固定状态，使得驱动轴15进而是电机12的转子14经由第一行星齿轮组P1与输出轴16耦联，而第二行星齿轮组P2是无负荷的。由此可以在第一挡位G1中实现良好的效率。
而在功能II中，通过如下方式切换出第二挡位G2，即，接合切换元件B并相应地将轴21或21‘抗相对转动地与输出轴16连接。由此，驱动轴15进而是电机12的转子14经由两个行星齿轮组P1和P2与输出轴16耦联。在第三挡位G3中，在功能III的范围内也实现了驱动轴15与输出轴16的耦联，进而实现了电机12经由两个行星齿轮组P1和P2以动力流引导发生变化的方式的接入，为此表现出切换元件C的接合状态。
在功能I到III之间的变换进而是挡位G1到G3之间的变换分别通过电机12的主动转速控制来进行，以便分别使对于分别要挂出切换元件A或B或C所需的转速以及随后对于分别要接合切换元件A或B或C所需的转速进行同步。
此外，从图5可以得知驱动单元5“的示意图，该驱动单元根据本发明的第三实施方式设计，并且可以在图1中的机动车驱动系3中作为图2中的驱动单元5的替选使用。在此，驱动单元5“基本上与图2的驱动单元5相应，不同之处在于，除了电机12之外，现在还设置有另外的电机25，该另外的电机由定子26和转子27组成，并且一方面可以作为发电机运行，且另一方面可以作为电动马达运行。在此，电机25在其功率方面优选比电机12实施得较小。此外，电机25与电机12以及驱动单元5“的机动车传动装置11“的驱动轴15‘和输出轴16同轴布置。
转子27与机动车传动装置11“的输入轴28抗相对转动地连接，其中，输入轴28在此作为空心轴被布置成与驱动轴15‘、两个行星齿轮组P1和P2以及输出轴16同轴。输入轴28与转子27的抗相对转动的连接在此建立在输入轴28的联接部位29上。联接部位29轴向上被设置在驱动轴15‘的联接部位17与第二行星齿轮组P2之间，其中，作为与根据图2的变型方案的另外区别在于，电机12现在不再轴向上位于行星齿轮组P2的高度，而是轴向上与之有间隔，以便可以在两者之间布置电机25。为了与电机12的转子14进行抗相对转动的连接，驱动轴15‘相应地轴向上被延长地实施。
作为另外的区别在于，机动车传动装置11“具有另外的切换装置30，通过该另外的切换装置反映了另外两个非同步的切换元件D和E的功能。切换装置30配属有耦联元件31，该耦联元件被构造为滑套，并且可以经由(在当前未进一步示出的)调节执行器除了中立位置之外还运动到两个切换位置中。在其中一个切换位置中反映了切换元件D的接合状态，在该接合状态下，耦联元件31将输入轴28进而是电机25的转子27与轴21“抗相对转动地连接起来，该轴以类似于根据图2的变型方案的方式抗相对转动地与第二行星齿轮组P2的第一元件E12连接，并且可以经由切换装置22耦联。
而在切换装置30的耦联元件31的另一切换位置中，表现出切换元件E的接合状态，在其中，输入轴28抗相对转动地与驱动轴15‘连接。由此，电机12和25的两个转子14和27也抗相对转动地彼此连接。
切换装置30轴向上被布置在输入轴28的联接部位29与第二行星齿轮组P2之间，其中，切换装置30在此轴向上与电机25重叠布置并在径向上被布置在该电机之内。在其他方面，根据图5的实施例方式与根据图2的变型方案相应，从而参考对此的描述内容。
图6示出了根据本发明的第四设计可行方案的驱动单元5“‘的示意图，该驱动单元也可以作为图2的驱动单元5的替选方案被用于图1中的机动车驱动系3中。在此，该驱动单元5“‘基本上与根据前述的图5的变型方案相应，其中，驱动单元5“‘在此与根据图5的驱动单元5“的不同之处在于，在切换元件A处于接合状态下的驱动单元5“‘的机动车传动装置11“的情况下，以类似于根据图3的变型方案的方式将轴21“‘固定在固定不动的结构元件20上。轴21“‘抗相对转动地与第二行星齿轮组P2的第一元件E12连接。同样与根据图3的变型方案类似地，切换元件A与切换元件B和C共同地在此由切换装置22‘形成。
与根据图5的变型方案一样，通过表现出的切换元件D的接合状态，使得轴21“‘也可以经由切换装置30的耦联元件31抗相对转动地与输入轴28连接。切换装置22‘在轴向上被布置在切换装置30与第二行星齿轮组P2之间。此外，机动车传动装置11“‘的轴19‘现在不会被固定，而只是仍将第二行星齿轮组P2的第二元件E22和第一行星齿轮组P1的第三元件E31抗相对转动地彼此连接起来。在其他方面，根据图6的设计可行方案与根据图5的变型方案相应，从而参考对此描述的内容。
此外，从图7可以得知驱动单元5IV的示意性的视图，该驱动单元在此根据本发明的第五实施方式设计。该驱动单元5IV在此可以作为图2的驱动单元5的替选被用于机动车驱动系3中，并很大程度上与图5中的驱动单元5“相应。与根据图5的变型方案不同之处在于，驱动单元5IV的机动车传动装置11IV的切换装置30的耦联元件31在表现出切换元件D的接合状态下现在将输入轴28与轴19“抗相对转动地连接起来，该轴将第二行星齿轮组P2的第二元件E22和第一行星齿轮组P1的第三元件E31抗相对转动地彼此连接起来并可以经由切换元件A固定在持久固定不动的结构元件20上。为此目的，与根据图5的变型方案相比，轴19“轴向上被延长直到切换装置30的区域中。机动车传动装置11IV的轴21抗相对转动地与第二行星齿轮组P2的第一元件E12连接，并且现在只可以仅经由切换装置22抗相对转动地耦联。在其他方面，根据图7的实施方式与根据图5的变型方案相应，从而参考对此描述的内容。
图8示出了不同功能I‘至VI‘的表格化概述，这些功能可以经由图5至图7的驱动单元5“至5IV分别实现。在此，功能I‘与根据图4的功能I相应，功能III‘与根据图4的功能II相应，以及功能V‘与根据图4的功能III相应，其方法是：在功能I‘中通过切换出第一挡位G1、在功能III‘中通过切换出第二挡位G2、以及在功能V‘中通过切换出第三挡位G3而分别接入电机12。在这方面，相关内容参考对图4的描述。
然而，在图5至图7的驱动单元5“至5IV的情况下，也可以在其中每个挡位G1至G3中附加地接入电机25。因此，在功能II‘的范围内，第一挡位G1也可以通过如下方式附加地在输入轴28与输出轴16之间表现出，即，除了表现出切换元件A的接合状态外也接合了切换元件E。由于在接合切换元件E时，使得输入轴28抗相对转动地与驱动轴15‘连接，所以在该情况下，两个电机12和25在第一挡位G1中都与输出轴16耦联。
同样地，电机25也可以通过如下方式在功能IV‘的范围内接通到第二挡位G2中，即，除了切换元件B之外切换元件E也处于接合状态，并因此再次实现输入轴28和驱动轴15‘的抗相对转动的连接。在第三挡位G3中，除了电机12之外，还接入了电机25，为此，除了切换元件C的接合状态之外，切换元件E也处于接合状态，并因此使得输入轴28和驱动轴15‘抗相对转动地彼此被置于连接中。
此外，在图5至图7的驱动单元5“至5IV的情况下存在的可能性是，在从功能I‘变换到功能III‘并因此是从第一挡位G1变换到第二挡位G2，以及在从功能III‘变换到功能VI‘并因此是从第二挡位G2变换到第三挡位G3的过程中，可以分别经由电机25对牵引力进行支持。为此，在各自的换挡中，表现出切换元件D的接合状态，由此，电机25可以间接地经由第二行星齿轮组P2来支持第一行星齿轮组P1的第三元件E31上的的转矩，而电机12驱动第一行星齿轮组P1的第一元件E11。由此导致第一行星齿轮组P1的转速叠加，而同时在输出轴16上提供所期望的输出力矩。由此有可能使切换元件A、B以及C被去负荷，并因此为各自的换挡而分别相应地断开或接合。
最后，图9还示出了根据本发明的第六设计可行方案的驱动单元5V的示意图，它基本上与图6的驱动单元5“‘相应。该驱动单元5V在此也可以作为图2的驱动单元5的替选被用于图1中的机动车驱动系3中。与图6的驱动单元5“‘相比，驱动单元5V的机动车传动装置11V现在未设置切换元件C，从而不能造成轴21“‘与驱动轴15‘的直接的、抗相对转动的连接。在切换装置22“中，在这方面经由所属的耦联元件23“现在只可以实现切换元件A和切换元件B的接合状态。
轴21“‘以及第二行星齿轮组P2的第一元件E12可以通过如下方式间接地与驱动轴15‘连接，即，表现出切换元件D的接合状态以及切换元件E的接合状态。为此，切换元件D和切换元件E被实施为单个切换元件，它们分别分配有各一个耦联元件32或33。在从中立位置转移出来的过程中，耦联元件32抗相对转动地将轴21“‘与输入轴28‘连接起来，该输入轴抗相对转动地与电机25的转子27连接，并且与根据图6的变型方案不同地，它被实现为轴向构造较短的空心轴。该输入轴28‘还可以经由耦联元件33在其切换位置中与驱动轴15‘抗相对转动地连接。
两个切换元件E和D被实施为非同步的牙嵌式切换元件，并且轴向上位于联接部位29两侧，在该联接部位上，在径向上建立了输入轴28‘与电机25的转子27的抗相对转动的连接。在其他方面，根据图9的设计可行方案与根据图6的变型方案相应，从而参考对此描述的内容。
最后，在图10以表格形式示出了不同的功能I“到V“，它们可以分别经由图9的驱动单元5V来实现。在此，功能I“到IV“与图8中的功能I‘到IV‘相应，从而相关内容参考对此的描述。与对图8所描述的不同地，第三挡位G3现在只可以通过如下方式在驱动轴15‘与输出轴16之间以及输入轴28‘与输出轴16之间同时表现出，即，接合切换元件D和切换元件E，。因此，在第三挡位G3中现在总是接入两个电机12和25。
再次地，在从功能I“变换到功能III“进而是从第一挡位G1变换到第二挡位G2的过程中，通过接合切换元件D可以实现经由电机25来支持牵引力，其中，这方面类似于图8的描述地发生。此外，在图9的驱动单元5V的情况下，在从功能III“变换到功能V“变化的范围内，也就是在从第二挡位G2变换到第三挡位G3的过程中，这也是可能的。
借助根据本发明的机动车传动装置的设计方案，可以实现对至少一个驱动机的适当接入，其中，在挡位中在此实现了高效率。
附图标记列表
1 电动车辆
2 车桥
3 车辆驱动系
4 驱动桥
5、5‘、5“、5“‘、5IV、5V 驱动单元
6 输出轴
7 输出轴
8 驱动轮
9 驱动轮
10 差速器
11、11‘、11“、11“‘、11IV、11V 机动车传动装置
12 电机
13 定子
14 转子
15、15‘ 驱动轴
16 输出轴
17 联接部位
18 联接部位
19、19‘、19“ 轴
20 固定不动的结构元件
21、21‘、21“、21“‘ 轴
22、22‘、22“ 切换装置
23、23‘、23“ 耦联元件
24 耦联元件
25 电机
26 定子
27 转子
28、28‘ 输入轴
29 联接部位
30 切换装置
31 耦联元件
32 耦联元件
33 耦联元件
P1 第一行星齿轮组
P2 第二行星齿轮组
E11 第一行星齿轮组的第一元件
E21 第一行星齿轮组的第二元件
E31 第一行星齿轮组的第三元件
E12 第二行星齿轮组的第一元件
E22 第二行星齿轮组的第二元件
E32 第二行星齿轮组的第三元件
A 切换元件
B 切换元件
C 切换元件
D 切换元件
E 切换元件
G1 挡位
G2 挡位
G3 挡位
I至III 功能
I‘至VI‘ 功能
II“至V“ 功能

Claims (23)

1.用于至少部分电驱动的机动车的机动车传动装置(11至11V)，所述机动车传动装置包括驱动轴(15；15‘)、输出轴(16)以及第一行星齿轮组(P1)和第二行星齿轮组(P2)，其中，所述驱动轴(15；15‘)被设置成用于与驱动机、尤其是电机(12)耦联，其中，所述第一行星齿轮组(P1)和所述第二行星齿轮组(P2)分别具有形式分别为太阳轮、行星架和齿圈的各一个第一元件(E11、E12)、各一个第二元件(E21、E22)和各一个第三元件(E31、E32)，其中，至少在功能上设置有第一切换元件(A)和第二切换元件(B)，其中，所述输出轴(16)与所述第一行星齿轮组(P1)的第二元件(E21)抗相对转动地连接，其中，所述第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)和所述第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)抗相对转动地彼此处于连接中，并且其中，所述第二行星齿轮组(P2)的第三元件(E32)固定不动，
其特征在于，
-所述驱动轴(15；15‘)抗相对转动地与所述第一行星齿轮组(P1)的第一元件(E11)连接，
-至少在功能上设置的第一切换元件(A)被设立成用于在接合状态中造成所述第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)和所述第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)的固定不动的状态，
-至少在功能上设置的第二切换元件(B)被设立成用于在接合状态中使所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E21)与所述输出轴(16)抗相对转动地连接。
2.根据权利要求1所述的机动车传动装置(11至11IV)，其特征在于，至少在功能上还设置有第三切换元件(C)，所述第三切换元件被设立成用于在接合状态中使所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)与所述驱动轴(15；15‘)抗相对转动地相互连接。
3.根据权利要求1或2所述的机动车传动装置(11“至11V)，其特征在于，还设置有输入轴(28；28‘)以及至少在功能上设置有另外的切换元件(D)和附加的切换元件(E)，其中，所述输入轴(28；28‘)被设置成用于与另外的驱动机、优选电机(25)耦联，其中，至少在功能上设置的另外的切换元件(D)被设立成用于在接合状态中使所述输入轴(28；28‘)抗相对转动地与所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)连接，或者被构造成用于在接合状态中使所述输入轴(28；28‘)抗相对转动地与所述第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)和所述第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)连接，并且其中，至少在功能上设置的附加的切换元件(E)被设立成用于在接合状态中使所述输入轴(28；28‘)与所述驱动轴(15‘)抗相对转动地相互连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车传动装置(11；11“；11IV)，其特征在于，所述至少在功能上设置的第一切换元件(A)在接合状态中通过如下方式直接造成所述第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)和所述第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)的固定不动的状态，即，所述第一切换元件(A)在接合状态中使所述第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)和所述第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)抗相对转动地与固定不动的结构元件(20)连接。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车传动装置(11‘；11“‘；11V)，其特征在于，所述至少在功能上设置的第一切换元件(A)在接合状态中通过如下方式间接地造成所述第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)和所述第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)的固定不动的状态，即，所述第一切换元件(A)在接合状态中将所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)抗相对转动地与固定不动的结构元件(20)连接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的机动车传动装置(11至11V)，其特征在于，各个切换元件(A、B、C；A、B、C、D、E；A、B、E、D)至少在功能上被实施为形状锁合的切换元件，优选被实施为非同步的牙嵌式切换元件。
7.根据权利要求2和权利要求6所述的机动车传动装置(11；11“；11IV)，其特征在于，所述第二切换元件(B)和所述第三切换元件(C)由切换装置(22)形成，所述切换装置的耦联元件(23)能分别定位在第一切换位置和第二切换位置中，其中，所述耦联元件(23)在第一切换位置中在功能上反映了所述第二切换元件(B)的操纵状态并使所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)抗相对转动地与所述输出轴(15；15‘)连接，并且其中，所述耦联元件(23)在第二切换位置中在功能上反映了所述第三切换元件(C)的操纵状态并使所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)与所述驱动轴(15；15‘)抗相对转动地相互连接。
8.根据权利要求2、5和6所述的机动车传动装置(11‘；11“‘)，其特征在于，所述第一切换元件(A)、所述第二切换元件(B)和所述第三切换元件(C)由切换装置(22‘)形成，所述切换装置的耦联元件(23‘)能分别定位在第一切换位置、第二切换位置和第三切换位置中，其中，所述耦联元件(23‘)在第一切换位置中在功能上反映了所述第一切换元件(A)的操纵状态并使所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)固定不动，其中，所述耦联元件(23‘)在第二切换位置中在功能上反映了所述第二切换元件(B)的操纵状态并使所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)抗相对转动地与所述输出轴(16)连接，并且其中，所述耦联元件(23‘)在第三切换位置中在功能上反映了所述第三切换元件(C)的操纵状态并使所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)与所述驱动轴(15；15‘)抗相对转动地相互连接。
9.根据权利要求5和权利要求6所述的机动车传动装置(11V)，其特征在于，所述第一切换元件(A)和所述第二切换元件(B)由切换装置(22“)形成，所述切换装置的耦联元件(23“)能分别定位在第一切换位置和第二切换位置中，其中，所述耦联元件(23“)在第一切换位置中在功能上反映了所述第一切换元件(A)的操纵状态并使所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)抗相对转动地与固定不动的结构元件(20)连接，并且其中，所述耦联元件(23“)在第二切换位置中在功能上反映了所述第二切换元件(B)的操纵状态并使所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)抗相对转动地与所述输出轴(16)连接。
10.根据权利要求3和权利要求6至9中任一项所述的机动车传动装置(11“至11IV)，其特征在于，所述另外的切换元件(D)和所述附加的切换元件(E)由切换装置(30)形成，所述切换装置的耦联元件(31)能分别定位在第一切换位置和第二切换位置中，其中，所述耦联元件(31)在第一切换位置中在功能上反映了所述另外的切换元件(D)的操纵状态并使所述输入轴(28)抗相对转动地与所述第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)连接或者与所述第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)以及所述第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)连接，并且其中，所述耦联元件(31)在第二切换位置中在功能上反映了所述附加的切换元件(E)的操纵状态并使所述输入轴(28)与所述驱动轴(15；15‘)抗相对转动地相互连接。
11.根据前述权利要求中任一项所述的机动车传动装置(11至11V)，其特征在于，所述行星齿轮组(P1、P2)轴向上以第二行星齿轮组(P2)和随后第一行星齿轮组(P1)的顺序轴向地朝用于所述驱动轴(15；15‘)与所述驱动机耦联的联接部位(17)布置。
12.根据权利要求3和权利要求11所述的机动车传动装置(11“至11V)，其特征在于，轴向上在所述联接部位(17)与所述第二行星齿轮组(P2)之间设置有另外的联接部位(29)，所述另外的联接部位被用于所述输入轴(28；28‘)与所述另外的驱动机耦联。
13.根据前述权利要求中任一项所述的机动车传动装置(11至11V)，其特征在于，所述输出轴(16)与差速器(10)耦联。
14.用于至少部分电驱动的机动车的驱动单元(5至5V)，所述驱动单元包括电机(12)和根据权利要求1至13中任一项或多项所述的机动车传动装置(11至11V)，其中，所述电机(12)的转子(14)与所述机动车传动装置(11至11V)的驱动轴(15；15‘)耦联。
15.根据权利要求11所述的且具有根据权利要求3所述的机动车传动装置的驱动单元(5“至5V)，其特征在于，设置有另外的电机(25)，所述另外的电机的转子(27)与所述机动车传动装置(11“至11V)的输入轴(28；28‘)耦联。
16.用于混合动力车辆或电动车辆(1)的机动车驱动系(3)，所述机动车驱动系包括根据权利要求14或15所述的驱动单元(5至5V)。
17.混合动力车辆或电动车辆(1)，其包括根据权利要求16所述的机动车驱动系(3)。
18.用于运行根据权利要求1所述的机动车传动装置(11至11V)的方法，
-其中，通过接合第一切换元件(A)，在驱动轴(15；15‘)与输出轴(16)之间切换出第一挡位(G1)，
-并且其中，通过接合第二切换元件(B)，在驱动轴(15；15‘)与输出轴(16)之间切换出第二挡位(G2)。
19.根据权利要求18所述的和用于运行根据权利要求2所述的机动车传动装置(11至11IV)的方法，其特征在于，通过接合第三切换元件(C)，在所述驱动轴(15；15‘)与所述输出轴(16)之间切换出第三挡位(G3)。
20.根据权利要求18或19所述的和用于运行根据权利要求3所述的机动车传动装置(11“至11V)的方法，其特征在于，
-通过除了所述第一切换元件(A)外还接合附加的切换元件(E)，所述第一挡位(G1)除了在所述驱动轴(15；15‘)与所述输出轴(16)之间切换出之外还在输入轴(28；28‘)与所述输出轴(16)之间切换出，
-并且通过除了所述第二切换元件(B)外还接合附加的切换元件(E)，所述第二挡位(G2)除了在所述驱动轴(15；15‘)与所述输出轴(16)之间切换出之外还在输入轴(28；28‘)与所述输出轴(16)之间切换出。
21.根据权利要求19和20所述的方法，其特征在于，通过除了所述第三切换元件(C)之外还接合所述附加的切换元件(E)，所述第三挡位(3)除了在所述驱动轴(15；15‘)与所述输出轴(16)之间切换出外还在所述输入轴(28；28‘)与所述输出轴(16)之间切换出。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的和用于运行根据权利要求3所述的机动车传动装置(11“至11V)的方法，其特征在于，通过同时接合另外的切换元件(D)和附加的切换元件(E)，在所述驱动轴(15‘)与所述输出轴(16)之间切换出第三挡位(G3)。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的和用于运行根据权利要求3所述的机动车传动装置(11“至11V)的方法，其特征在于，在从所述驱动轴(15‘)与所述输出轴(16)之间有效的第一挡位(G1)换挡到在所述驱动轴(15‘)与所述输出轴(16)之间有效的第二挡位(G2)的过程中和/或在从所述驱动轴(15‘)与所述输出轴(16)之间有效的第二挡位(G2)换挡到在所述驱动轴(15‘)与所述输出轴(16)之间有效的第三挡位(G3)的过程中分别通过如下方式在所述输入轴(28；28‘)上进行对牵引力的支持，即，在相应的换挡期间接合另外的切换元件(D)。
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