混合动力变速器装置和混合动力传动系

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的混合动力变速器装置，其包括具有多个行星齿轮组的变速器和第一电机。

本发明还涉及一种用于机动车的混合动力传动系，其包括混合动力变速器装置。

背景技术

一般来说，用于机动车的混合动力传动系具有可以为机动车的驱动提供驱动功率的内燃机以及电机，该电机根据运行模式可以替代或附加于内燃机为机动车提供驱动功率。

在混合动力传动系中，区分多种不同的设计方案，这些设计方案分别提供电机与混合动力传动系的变速器装置的不同连接。

例如已知将电机与一个输入轴同心设置，电机的转子与一个空心轴连接，该空心轴围绕一个输入轴设置。

在一些情况下，电机通过预传动比(Vorübersetzung)与混合动力变速器的变速器装置连接。预传动比可以包括行星齿轮组装置。

由文献DE 10 2013 215 114 A1已知一种机动车的混合动力传动装置，在其中一个电机可以通过正齿轮组连接到混合动力变速器的一个输出轴上。由该文献还已知将一个电机与变速器输出轴同轴设置，更确切地说沿轴向偏移于一个行星齿轮组设置，该行星齿轮组构造为用于电动机驱动功率和用于内燃机驱动功率的叠加传动机构。

混合动力变速器优选构造为动力换挡变速器。在横向于驱动方向(前横向或后横向)安装在机动车中的情况下，混合动力变速器的轴向结构长度非常重要。此外，在横向于行驶方向安装时，往往应考虑安装环境。制约因素可能是侧轴接头、变速器悬架和/或下部车辆纵梁。

发明内容

在此背景下，本发明的任务是提出一种改进的混合动力变速器装置以及一种改进的用于机动车的混合动力传动系，该混合动力变速器装置结构紧凑和/或具有大的功能范围并且优选可以良好地横向安装在机动车中。

上述任务通过一种用于机动车的混合动力变速器装置来解决，所述变速器装置包括具有可以与内燃机连接的第一输入端、第二输出端、第三输出端和至少一个行星齿轮组的变速器，还包括具有第一元件、第二元件和第三元件的第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组可以借助第一切换元件锁定并且与第一轴线同轴设置，并且还包括第一电机，所述第一元件与第一电机连接，所述第二元件与变速器的第二输出端连接，变速器的第三输出端与所述第一元件连接并且所述第三元件与混合动力变速器装置的从动端连接。

在更概括的形式中，所述任务通过一种用于机动车的混合动力变速器装置解决，其包括具有第一输入端、两个输出端和至少一个第一行星齿轮组、优选两个行星齿轮组的变速器，并且该变速器可以建立优选3至5个、尤其是4个挡位。

此外，上述任务通过一种用于机动车的混合动力传动系来解决，该机动车具有第一车轴和第二车轴，所述混合动力传动系具有根据本发明类型的混合动力变速器装置以用于驱动第一车轴并且优选借助电动轴驱动器驱动第二车轴。

混合动力变速器装置能实现径向紧凑的结构。变速器优选通过行星齿轮组实现。混合动力变速器装置可以整体上优选在没有正齿轮级的情况下实现。

混合动力变速器装置使得内燃机功率和由第一电机提供的电动机功率能够叠加。此外，能实现纯电动行驶，更确切地说优选在至少一个电动挡位中行驶。

通过混合动力变速器装置可以建立至少两个、优选正好四个内燃机挡位以及至少一个、优选正好两个电动挡位。

在第三行星齿轮组中，内燃机功率和电动机功率可以叠加。第三行星齿轮组可以用作电动力学起动元件(EDA)。在此，内燃机的转速、第一电机的转速和从动端的转速发生转速叠加。第一电机在此可以支持扭矩。因此，可以在内燃机运转的情况下从静止开始进行起动。

混合动力变速器装置允许在混合动力行驶中通过第一电机提供牵引力支持。在此尤其是可以执行所谓的“从动端支持的”(abtriebsgestützt)换挡，在其中第一电机以固定传动比连接到从动端并且牵引力仅由电动机支持。在此期间，内燃机可以在后台进行无负载换挡，如同在自动变速器中一样。

混合动力变速器装置可以在没有传统的负载切换元件(Lastschaltelemente)(制动器和摩擦离合器)的情况下实现。取而代之，所有切换元件优选可以实现为爪式离合器，即纯形锁合的切换元件。

此外，混合动力变速器装置还可以实现一系列其它混合动力功能，如内燃机起动(尤其是借助高压起动器发电机)、负载点转移(Lastpunktverschiebung)和回收。

在一种优选实施方式中，内燃机和第一电机可以在不锁定第三行星齿轮组的情况下相互连接。在此可以实现在空挡中充电，在其中内燃机驱动作为发电机的第一电机。

此外，无论是在内燃机方面还是在电动方面，总体上都可以实现良好的传动效率。此外，由于可以使用爪式切换元件，因此传动损耗低。也可以建立良好的传动比系列。此外，还可以在结构上这样实现混合动力变速器装置，使得操作装置(致动器)很容易到达切换元件。

混合动力变速器装置优选实现为分组变速器(Gruppengetriebe)，其具有两个串联连接的变速器分组和一个下游的EDA行星齿轮组，该EDA行星齿轮组可以通过第一切换元件锁定。

尽管具有径向紧凑的结构，混合动力变速器装置仍然可以用较少的径向平面来实现，从而实现轴向相对紧凑的结构。

混合动力变速器装置优选还包括至少一个第二电机，该第二电机优选以高压起动器发电机(HVSG)的方式构造并且与第一变速器分组的输入端连接。

用于操作混合动力变速器装置的切换元件的操作装置的数量优选正好是三个或四个，此外还有一个用于分离离合器的操作装置，如果这种分离离合器存在。

混合动力变速器装置优选横向、更确切地说优选前横向安装在机动车中。

用于具有第一和第二车轴的机动车的混合动力传动系优选配备有这种用于驱动第一车轴的混合动力变速器装置。特别优选在第二车轴上设有用于驱动第二车轴的电动轴驱动器。在这种情况下，传动系优选具有至少两个用于驱动的电机。特别优选传动系的所述至少两个电机由机动车的一个共同的电池供电。优选至少一个电机也构造用于在发电机运行中为电池充电。

倒车行驶优选仅由电动机执行。因而优选不设置机械倒挡。

下述术语在本公开的范围中尤其是可以如下理解：

“齿轮副”包括正好两个相互嵌接、尤其是相互啮合的齿轮。齿轮副的齿轮优选分别具有正齿部(Stirnverzahnung)，优选设置在一个径向平面中并且优选分别分配给不同的轴。齿轮副的齿轮可以是两个固定齿轮(所谓的恒定齿轮组)。在可切换的齿轮副中，两个齿轮可以是一个固定齿轮和一个浮动齿轮(参见下文)，它们优选共同限定一个挡位(参见下文)。

“齿轮组”(正齿轮组)包含至少两个相互嵌接(尤其是啮合)的齿轮并且可以包括一个或多个齿轮副，它们优选位于一个共同的径向齿轮组平面中。如果齿轮组具有一个固定齿轮，该固定齿轮与两个不同的齿轮啮合，则这也称为固定齿轮的两用。一般来说，齿轮组也可以是行星齿轮组。

“浮动齿轮”是可旋转地支承在轴上的齿轮，该齿轮可以通过切换元件与轴连接或分离。“固定齿轮”是不可相对转动地固定在轴上的齿轮。

“切换元件(或离合器)”用于连接或分离元件，如浮动齿轮和轴或轴和壳体，并且在当前尤其是由换挡离合器、尤其是形锁合的换挡离合器如爪式离合器形成。但切换元件也可以是摩擦离合器或形锁合的同步换挡离合器。术语“切换元件”相当于术语“离合器”。

双切换元件包括两个切换元件，这两个切换元件优选分配给不同的元件并且可以借助一个单个的操作装置交替地切换。此外，双切换元件优选包括中性位置，在其中两个切换元件都不被切换。

如果两个可相对于彼此旋转的元件强制以成比例的转速旋转，则它们是连接的。术语“连接”相当于“作用连接”。“不可相对转动连接”理解为两个元件以相同的转速旋转。如果两个元件可以相互连接或相互分离，则它们是可连接的。优选这两个元件可以通过切换元件(如换挡离合器或制动器)相互连接。

如果两个元件在轴向方向上至少部分重叠和/或如果它们位于一个共同的径向平面中，则它们是轴向对齐的。术语“径向平面”优选理解为功能而非几何上的。因此，双切换元件的两个切换元件也可以位于一个共同的径向平面中。

如果行星齿轮组的两个元件可以通过切换元件连接，则该行星齿轮组可以被锁定，但在当前还应该包括其中一个元件可以通过切换元件相对于壳体固定的情况。因此，通过锁定建立行星齿轮组的固定传动比。

内燃机挡位可以实现纯内燃机的行驶运行，但也总是允许电动机功率叠加在内燃机驱动功率上。对于“增压”行驶运行，叠加正的电动机功率。对于回收行驶运行叠加负的电动机功率。因而内燃机挡位也可以称为混合挡位，反之亦然。

电动挡位可实现纯电动行驶运行。

所述任务由此完全得以解决。

一般来说，优选可以建立三至五个、尤其是正好四个挡位的变速器可以实现为正齿轮传动机构或通过彼此耦合的行星齿轮组实现。

但优选变速器包括具有第一输入端、第一输出端和第一行星齿轮组的第一变速器分组和具有第二输入端、第二输出端、第三输出端和第二行星齿轮组的第二变速器分组，所述第二变速器分组的第二输入端与所述第一变速器分组的第一输出端连接。

第一变速器分组和/或第二变速器分组分别包括至少一个行星齿轮组、优选正好一个行星齿轮组。第一变速器分组和/或第二变速器分组优选不包括正齿轮组。第一变速器分组和第二变速器分组设置在一个单个的轴线上。但两个变速器分组的轴线可以不同。第一变速器分组优选与内燃机的驱动轴同轴设置。第二变速器分组优选与从动端的差速器同轴设置，更确切地说优选围绕差速器的从动轴之一设置。因此，混合动力变速器装置可以设置在大致两个轴线上，从而可以实现径向紧凑的结构。

根据一种优选实施方式，第一变速器分组具有两个切换元件，它们与第一行星齿轮组和第一输入端和第一输出端这样连接，使得可以在第一输入端和第一输出端之间建立两个不同的传动比。替代或附加于此，第二变速器分组具有两个切换元件，它们与第二行星齿轮组和第二输入端和第二输出端和第三输出端这样连接，使得一方面可以在第二输入端和第二输出端之间并且另一方面可以在第二输入端和第三输出端之间建立两个不同的传动比。

切换元件例如可以这样耦合，使得一个变速器分组的两个切换元件都与相应的输入端连接。此外，其中一个切换元件可以与变速器分组的行星齿轮组的一个元件连接，该元件与第二或第三输出端连接。另一个切换元件优选可以与相应变速器分组的另一个输出端连接。

因此，可以在每个变速器分组中通过两个切换元件和一个行星齿轮组建立两个不同的传动比。

因此，每个变速器分组既可以径向也可以紧凑地构造。

在此特别优选的是，第一变速器分组的两个切换元件这样与第一行星齿轮组和第一输入端和第一输出端连接，使得第一输入端和第一输出端之间的两个传动比之一是直接传动比并且另一个传动比大于1或小于1。

以相应的方式，替代或附加于此，优选第二变速器分组的两个切换元件这样与第二行星齿轮组和第二输入端和第二输出端和第三输出端连接，使得在第二输入端和第二输出端或第三输出端之间的两个传动比之一是直接传动比并且另一个传动比大于1或小于1。

在两种情况下，切换元件之一构造用于将变速器分组的相应输入端和相应输出端直接相互连接。由此建立相应的直接传动比(i＝1)，即可以说绕过相配的行星齿轮组。

另一个切换元件优选将相应变速器分组的输入端与相应行星齿轮组的一个元件连接。通过选择切换元件与相配行星齿轮组的哪个元件连接可以建立大于1的传动比或小于1的传动比。

在一种用于建立大于1的传动比(相应于短挡)的优选变型方案中，变速器分组的相关切换元件可以在输入侧与变速器分组的相应输入端并且在输出侧与相应行星齿轮组的齿圈连接。在这种情况下，例如相应行星齿轮组的行星架可以与相应变速器分组的一个输出端连接。在这种情况下，相应行星齿轮组的太阳轮也可以与壳体连接。

另一方面，如果除了直接传动比之外，还应实现小于1的传动比(相应于较长的挡位)，则相配的切换元件的输出元件例如可以与变速器分组的行星齿轮组的行星架连接，在这种情况下，该行星齿轮组的齿圈与变速器分组的一个输出端连接。在这种情况下，太阳轮也优选与壳体连接。

在第一种变型方案中，除了直接传动比之外，可以在两个变速器分组中分别建立大于1的传动比。除了直接传动比之外，还可以在两个变速器分组中分别建立小于1的传动比。除了直接传动比之外，也可以在一个变速器分组中建立大于1的传动比并且在另一个变速器分组中建立小于1的传动比。

此外有利的是，第一变速器分组的所述两个切换元件由第一双切换元件形成，该第一双切换元件与第一行星齿轮组同轴设置，和/或第二变速器分组的所述两个切换元件由第二双切换元件形成，该第二双切换元件与第二行星齿轮组同轴设置。

因此，第一变速器分组可以通过一个单个的操作装置实现两个不同的传动比。与此相应地，第二变速器分组可以通过一个单个的操作装置实现两个不同的传动比。结合用于操作第一切换元件的一个操作装置——借助该操作装置可以锁定第三行星齿轮组，混合动力变速器装置因此可以通过三个操作装置来实现。

尤其是如果至少第二变速器分组的双切换元件也能够实现中性位置，则可以在变速器分组完全解耦的情况下实现纯电动行驶运行。

优选在第一变速器分组中也可以在双切换元件中建立中性位置。在这种情况下，例如可以通过与第一变速器分组的输入端连接的高压起动器发电机来起动内燃机，而不必拖曳变速器分组的元件。

根据另一种整体上优选的实施方式，第二变速器分组与第一轴线同轴设置，即与第三行星齿轮组同轴设置。第二变速器分组优选与第二轴线同轴设置，第二轴线轴向平行地偏移于第一轴线设置。

当混合动力变速器装置安装在机动车中时，第二轴线优选与内燃机的轴线同轴。

因此，混合动力变速器装置可以仅通过两个轴线来实现，必要时为第一电机(在轴向平行的布置中)和/或为第二电机(高压起动器发电机)设置另外的轴线。

整体上特别有利的是，从动端具有与第一轴线同轴设置的差速器。

在该实施方式中，第三行星齿轮组和第二变速器分组优选与差速器同轴设置并且优选围绕差速器的从动轴之一设置。换言之，用于将驱动功率从差速器传递到机动车的驱动轮之一的从动轴在轴向方向上延伸穿过第三行星齿轮组和第二变速器分组。

由此可以实现特别紧凑的结构。

根据另一种优选实施方式，从动端在第三行星齿轮组的第三元件和差速器之间包括一个具有恒定传动比的齿轮组。

一般来说，所述齿轮组可以是正齿轮组。特别优选所述齿轮组是行星齿轮组，该行星齿轮组具有一个固定在壳体上的元件并且因此建立恒定传动比。

所述齿轮组在功能上设置在第三行星齿轮组和差速器之间。特别优选所述齿轮组在结构上也沿轴向方向设置在第三行星齿轮组和差速器之间。由此实现在结构上特别有利的与第一轴线同轴的布置。

一般来说，第一电机可以与第一轴线同轴设置。

但特别优选第一电机轴向平行地偏移于第一轴线设置并且通过一个正齿轮组或通过牵引机构与第三行星齿轮组的第一元件连接。

所述正齿轮组例如可以包括一个与第一电机的轴连接的齿轮、一个与第三行星齿轮组的第一元件不可相对转动地连接的固定齿轮以及必要时一个设置在所述齿轮之间的中间齿轮，以实现传动比调整

在该实施方式中，第一电机优选在轴向方向上与第二变速器分组重叠。

通过闭合第一切换元件可以实现纯电动行驶运行，因为由此第三行星齿轮组被锁定并且可以通过第一电机实现纯电动驱动。由此可以建立正好一个电动挡位。

优选第三行星齿轮组的一个元件可以通过第二切换元件与壳体连接。

通过该措施可以建立另一电动挡位、尤其是较短的电动挡位，其例如适合于通过电动机进行倒车行驶。

特别优选第二切换元件构造用于将第二变速器分组的第二输出端和因此第三行星齿轮组的第二元件与壳体连接。

根据另一种优选实施方式，第二电机与第一变速器分组的第一输入端连接。

如上所述，第二电机优选是高压起动器发电机并且例如用于起动连接的内燃机。但第二电机也可以用于回收目的，以便例如用于转移负载点。一般来说，也可借助第二电机在空挡中充电。但第二电机的标称功率优选显著小于第一电机的标称功率，优选小于第一电机的标称功率的一半。

变速器的第一输入端可以不可相对转动地与内燃机的驱动轴连接。

但在一种特殊的实施方式中，变速器的第一输入端与分离离合器的输出元件连接，该分离离合器的输入元件可以与内燃机的驱动轴连接。

分离离合器优选也构造为爪式离合器。分离离合器能使内燃机与混合动力变速器装置分离。

不言而喻，在所有情况下均可以在变速器的第一输入端和内燃机的驱动轴之间设置用于扭振解耦的元件，如扭振减振器、双质量飞轮等。

第一和第二变速器分组的输入端和输出端优选通过轴实现，优选第一输入端是第一变速器分组的第一输入轴和/或第一输出端是第一变速器分组的第一输出轴和/或第二输入端是第二变速器分组的第二输入轴和/或第二输出端是第二变速器分组的第二输出轴。

第一输入轴和第一输出轴优选与第二轴线同轴设置。第二输入轴和第二输出轴优选与第一轴线同轴设置。

如开头所述，第一和第二变速器分组可以彼此同轴设置。

但特别优选第一输出轴和第二输入轴轴向平行地偏移设置并且通过一个正齿轮组或牵引机构相互连接。

由此，第一变速器分组可以与第一轴线同轴并且第二变速器分组可以与第二轴线同轴设置。

此外，有利的是，第一行星齿轮组和/或第二行星齿轮组建立一个固定传动比。

替代或附加于此，有利的是，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组沿轴向相互重叠。

尤其是第一行星齿轮组和第二行星齿轮组可以设置在一个共同的径向平面中。

连接第一输出轴和第二输入轴的正齿轮组(或牵引机构)可以设置在与该径向平面轴向相邻的另一径向平面中。

内燃机优选设置在所述径向平面的一个轴向侧上。第三行星齿轮组优选设置在该径向平面的相反轴向侧上。

不言而喻，在不脱离本发明范围的情况下，上述特征和下面还要解释的特征不仅可以以分别给出的组合，而且也可以以其它组合或单独使用。

附图说明

在附图中示出并且在下述说明中详细阐述本发明的实施例。附图如下：

图1示出混合动力变速器装置的一种实施方式的示意图；

图2示出图1的混合动力变速器装置的换挡表；

图3示出具有混合动力传动系的车辆的示意图；

图4示出混合动力变速器装置的另一种实施方式的示意图；

图5示出混合动力变速器装置的另一种实施方式的示意图；

图6示出用于建立第二电动挡位的图1的变速器装置的改型；

图7示出图6的混合动力变速器装置的改型；

图8示出混合动力变速器装置的另一种实施方式；

图9示出混合动力变速器装置的另一种实施方式；

图10示出混合动力变速器装置的另一种实施方式；

图11示出用于混合动力变速器装置的一个变速器分组的示意图；和

图12示出用于混合动力变速器装置的一个替代变速器分组的示意图。

具体实施方式

在图1中用于机动车的混合动力变速器装置的第一种实施方式以示意性方式示出并且整体用附图标记10表示。

混合动力变速器装置10包括具有第一变速器分组12和第二变速器分组18的变速器11。变速器11或第一变速器分组12具有第一输入轴14，该第一输入轴可以与内燃机(图1中未示出)的驱动轴An连接。此外，第一变速器分组12具有第一输出轴16。

第二变速器分组18具有与第一输出轴16连接的第二输入轴20。此外，变速器11或第二变速器分组14具有第二输出轴22和第三输出轴23。

第一变速器分组10包括至少一个第一行星齿轮组PS1和至少一个、优选两个切换元件A、B，所述切换元件与第一行星齿轮组PS1、第一输入轴14和第一输出轴16耦合，以借助第一变速器分组12建立至少两个不同的传动比。

以相应的方式，第二变速器分组18包括一个第二行星齿轮组PS2和一个或两个切换元件C、D。所述切换元件这样与第二行星齿轮组PS2以及与第二输入轴20、第二输出轴22和第三输出轴23连接，使得可以借助第二变速器分组18建立两个不同的传动比。尤其是这样构造第二变速器分组18，使得当切换到切换元件C、D之一(如C)时，驱动功率被引导到第二输出轴22和第三输出轴23之一(如22)。当切换到切换元件C、D中的另一个切换元(如D)时，在该实施方式中驱动功率被引导到第二输出轴22和第三输出轴23中的另一个输出轴(如23)。

因此，通过提供第二和第三输出轴22、23，一方面可以使用第二变速器分组18的切换元件之一(如C)将内燃机功率和电动机功率馈送到第三行星齿轮组PS3的不同元件，以建立将在下面描述的EDA模式。另一方面，也可以使用第二变速器分组18的另一个切换元件(如D)将内燃机功率和电动机功率馈送到第三行星齿轮组PS3的同一元件，以建立将在下面描述的LiN模式。

具有第一变速器分组12和第二变速器分组18的变速器11因此构造用于建立四个不同的传动比。在当前，变速器11由两个具有相应行星齿轮组PS1、PS2的变速器分组12、18形成，但也可以由正齿轮传动机构或一种具有四个不同传动比的传动机构形成。

混合动力变速器装置10还包括第三行星齿轮组PS3，该第三行星齿轮组包括太阳轮S3、齿圈H3和行星架P3。齿圈H3与第二输出轴22连接，优选不可相对转动地连接。行星架P3与混合动力变速器装置10的从动端Ab连接。

混合动力变速器装置10还包括第三输入轴24，该第三输入轴优选作为中空轴区段围绕第二输出轴22设置。第三输入轴24与第三输出轴23连接，尤其是不可相对转动地连接。第三输入轴24通过一个正齿轮组26与第一电机EM1连接，该第一电机轴向平行地偏移于第三输入轴24设置并且优选在轴向方向上与第二变速器分组18重叠。

第三输入轴24以及因此第三输出轴23与太阳轮S3连接，尤其是不可相对转动地连接。

第三输入轴24还可以通过第一切换元件E与第三行星架P3连接，以锁定第三行星齿轮组PS3。

图2示出图1的混合动力变速器装置10的换挡表。在图2中，闭合的切换元件用“x”标记。打开的切换元件由空表格条目标记。

从图2中可以看出，借助所述混合动力变速器装置可以实现四个混合挡位H1-H4。在这些混合挡位中可以分别实现纯内燃机行驶，但也可以通过第一电机EM1叠加电动机功率。

在所有四个混合挡位H1-H4中，第一切换元件E闭合，从而第三行星齿轮组PS3被锁定。由此，第一电机EM1直接与从动端Ab连接。

在第一混合挡位H1中，第一变速器分组12中的切换元件A和第二变速器分组18中的切换元件C闭合。在第二混合挡位H2中，第一变速器分组12中的切换元件A和第二变速器分组18中的切换元件D闭合。

第三混合挡位中，第一变速器分组12中切换元件B和切换元件C闭合。在第四混合挡位中，第一变速器分组12中切换元件B和第二变速器分组18中切换元件D闭合。

此外，借助混合动力变速器装置10可以建立一个单个的电动挡位E2，更确切地说通过闭合切换元件E并打开所有切换元件A-D。

此外，借助混合动力变速器装置可以建立两种不同的EDA模式，即EDA1和EDA2。

在所有这些EDA模式中，第一切换元件E保持打开。因此，内燃机的驱动功率通过变速器分组12、18被馈送到第三行星齿轮组PS3的齿圈H3(在传统EDA中)或第三行星齿轮组PS3'的太阳轮S3'。通过太阳轮S3或齿圈H3'在此可以“电动”地支持扭矩，从而可实现“EDA”起动。然后可以从第一EDA模式EDA1通过闭合第一切换元件E而切换到混合挡位H1，因为为此切换元件A、C保持闭合并且切换元件B、D保持打开。

相应地，可以从EDA模式EDA2切换到混合挡位H3，更确切地说通过闭合第一切换元件E。切换元件B、C保持闭合并且切换元件A、D保持打开。

如上所述，通过闭合第一切换元件E并且打开其它切换元件可以实现纯电动行驶。基于此，可以通过闭合两个变速器分组中的相应两个切换元件来建立任意混合挡位，在其中内燃机功率附加地被引导至从动端。

在混合挡位之间可以通过牵引力支持进行换挡。在所有情况下，优选通过使用第一电机EM1支持从动端来实现牵引力支持。

例如在混合动力运行中从闭合的切换元件A、C和E开始如下进行从H1到H2的带负载换挡。首先降低切换元件C上的负载并且同时在第一电机EM1上建立负载。然后可以打开切换元件C。内燃机的转速降低，从而切换元件D同步。为此例如与第一输入轴14连接的高压起动器发电机形式的第二电机可以作为发电机工作。这是优选的变型方案。替代于此，如果不存在这种第二电机，则内燃机可以进入惯性行驶运行。

然后可以接合切换元件B。切换元件A和E在换挡期间保持闭合。

EM1电机在切换元件C打开之后直到切换元件D闭合完全单独支持牵引力。

换挡到其它挡位以类似的方式进行。在从H2换挡到H3时，在电机EM1上建立负载之后，打开两个切换元件A和E并且在切换元件B和C同步之后将其闭合。

根据图2，借助混合动力变速器装置10还可以建立两种不同的用于在空挡中充电的模式(LiN1、LiN2)。在这两种情况下，第一切换元件E保持打开，并且切换元件D在两种情况下都闭合。

在LiN1中，切换元件A、D闭合，切换元件B、C打开。因此，内燃机VM(经由A和D)和第一电机EM1与第三输出轴23连接，并且第三行星齿轮组PS3未被锁定。因此，第一电机EM1可以在停车时由内燃机VM驱动，以使第一电机EM1作为发电机运行并且给连接的电能量存储器(如电池)充电或为耗电器供电。这种耗电器也可以是另一个电机，如另一个车轴上的电动轴驱动器，如下所述。

在LiN2中，切换元件B、D闭合，切换元件A、C打开。因此，除了内燃机VM以不同的传动比(经由B和D而不是经由A和D)与第三输出轴23连接之外，产生与LiN1相同的情况。

从LiN1模式可以直接切换到混合挡位H2，因为在这两种模式中切换元件A、D都是闭合的。从LiN2模式可以直接切换到混合挡位H4，因为在这两种模式中切换元件B、D都是闭合的。

因此，混合动力变速器装置10包括具有两个串联连接的变速器分组的变速器，所述变速器分组分别构造为2挡变速器。混合动力变速器装置还包括下游的EDA行星齿轮组PS3，该行星齿轮组可以通过切换元件E被锁定。

每个变速器分组优选通过正好一个行星齿轮组和两个切换元件实现。在每个变速器分组中，一个切换元件实现一个较短的挡位并且一个切换元件实现一个较长的挡位。两个挡位之一优选相应于相应的直接传动(传动比i＝1.0)。两个挡位中的另一个在此在每个变速器分组中相应于i>1.0的传动比或i<1.0的传动比。这两个切换元件优选构造为双切换元件。

在第三行星齿轮组PS3的下游必要时连接有一个行星齿轮组或正齿轮级形式的固定传动比。此外，在第三行星齿轮组PS3下游直接或在所述另一固定传动比下游连接有差速器，通过该差速器可以将驱动功率分配给机动车的驱动轮。

在第一输入轴14和内燃机之间可以连接有分离离合器K0(例如参见图5)，以便能够将内燃机VM与混合动力变速器装置10解耦。在所有情况下，优选在第一输入轴14和内燃机VM之间设置有用于扭振解耦的元件。

图1的混合动力变速器装置10优选横向、优选前横向地安装在机动车中。因此，借助混合动力变速器装置例如可以实现机动车的前轮驱动或后轮驱动。

图3示出机动车30的一种示例，该机动车具有第一车轴32和第二车轴34。

如图1所示，混合动力变速器装置10设置在第一车轴32区域中，更确切地说以前/横向布置。此外，在第一车轴32区域中设置有内燃机VM，该内燃机与混合动力变速器装置10连接。混合动力变速器装置10除了变速器分组12、18之外还包括差速器40，通过该差速器可以将驱动功率分配给第一车轴32的驱动轮。差速器40优选与变速器11的至少一个轴线同轴设置。

在第二车轴34区域中，可选地设置有电动轴驱动器36，其可以包括另一电机和机械差速器或两个另外的电机以用于第二车轴34的驱动轮。

内燃机VM、混合动力变速器装置10和可选的轴驱动器36形成用于机动车的混合动力传动系38。

借助图3所示的混合动力传动系38可以实现全轮驱动系统。借助内燃机、第一电机EM1和混合动力变速器装置10例如可以建立纯前轮驱动。附加的后轴驱动可以通过电动轴驱动器36实现。

此外，还可以实现用于内燃机的功率分流E-CVT行驶范围，在其中也可以进行电池中性(batterieneutral)运行。

此外，如果在混合动力变速器装置10中需要换挡，在其中其从动端是无负载的，则可以通过电动轴驱动器36支持牵引力。例如首先借助电机EM1(以及必要时EM2)进行纯电动行驶，然后借助第一电机EM1在空挡中起动内燃机。

下面描述其它混合动力变速器装置，其在结构和功能方面基本上相应于图1和2的混合动力变速器装置。因此相同的元件由相同的附图标记来表示。下面主要说明区别。

图4示出混合动力变速器装置10'，其代替图1的行星齿轮组PS3具有行星齿轮组PS3'，该行星齿轮组包括太阳轮S3'、齿圈H3'和行星架P3'。行星架P3'与从动端Ab连接。与图1的实施方式不同，齿圈H3'与第三输入轴24并且因此与第一电机EM1连接。太阳轮S3'与第二输出轴22连接。

根据图1的行星齿轮组PS3的连接被称为“传统EDA”，图4中的行星齿轮组PS3'的连接也可以被称为“反向EDA”。

图2的换挡表可以以相同的方式应用于图4的混合动力变速器装置10'。这同样适用于下面解释的其它混合动力变速器装置。

图5示出基于图1和2的混合动力变速器装置10的混合动力变速器装置10″。

图5的混合动力变速器装置10″具有第一轴线A1和第二轴线A2。第一变速器分组12与第二轴线A2同轴设置。第二轴线A2也与内燃机的驱动轴An同轴设置。驱动轴An通过减振器ST与分离离合器K0的输入元件连接。分离离合器K0的输出元件与第一输入轴14连接，第一输入轴作为中空轴区段围绕驱动轴An设置。但驱动轴An也可以通过减振器ST直接与第一输入轴14连接。第一变速器分组12具有径向平面R1a。

第二变速器分组18与第一轴线A1同轴设置。第二变速器分组12具有径向平面R1b。

第一电机EM1轴向平行地偏移于第一轴线A1设置并且通过连接26与第三输入轴24连接。但第一电机EM1也可以与其同轴设置。第一电机EM1设置在第三轴线A3上。

混合动力变速器装置10″的从动端Ab包括第四行星齿轮组PS4，其在第三行星齿轮组PS3的行星架P3和差速器40之间建立恒定传动比。第四行星齿轮组PS4具有未详细标明的齿圈，该齿圈与壳体连接。第四行星齿轮组PS4的太阳轮不可相对转动地与行星架P3连接。第四行星齿轮组PS4的未详细标明的行星架与差速器40的输入元件连接。

差速器40与第四行星齿轮组PS4和第三行星齿轮组PS3一样与第一轴线A1同轴设置。

差速器40具有第一从动轴42和第二从动轴44，它们可以与机动车的驱动轮不可相对转动地连接。从差速器40开始，在轴向方向上围绕第二从动轴44设置有第四行星齿轮组PS4、第三行星齿轮组PS3、用于连接第一电机EM1的正齿轮组26、第一切换元件E、双切换元件D、C和第二行星齿轮组PS2。

第一输出轴16和第二输入轴20之间的连接在图5中用附图标记46表示。该连接可以通过一个正齿轮组或牵引机构如链条实现。所述连接46位于径向平面R2中，该径向平面可以如图5所示沿轴向设置在径向平面R1a、R1b之间或者如图6所示与它们相邻设置。

可以构造为高压起动器发电机的第二电机EM2通过连接48与第一输入轴14连接，但也可以与其同轴设置。第二电机EM2设置在第四轴线A4上。所述另一连接48可以通过一个正齿轮组或牵引机构实现。

第一切换元件E可以借助第一操作装置B1操作。

图6示出混合动力变速器装置的另一种实施方式，其在结构和功能方面相应于图5的混合动力变速器装置。

附加于此，设置可选的第二切换元件F，借助它可以将第二输出轴22与壳体G连接。

由此可以建立第二电动挡位E1，其传动比比图2的电动挡位E2更小，借助第一切换元件E切换到电动挡位E2。

图6还示出变速器分组12、18的细节，它们也可以用于图1、4和5的实施方式中。

第一变速器分组12具有设置在第一径向平面R1中的第一行星齿轮组PS1。第一行星齿轮组PS1包括固定在壳体G上的太阳轮S1。此外，第一行星齿轮组PS1具有与第一输出轴16连接的行星架P1。第一输出轴16作为中空轴区段围绕驱动轴An设置。第一输入轴14和第一输出轴16彼此轴向相邻地设置。

切换元件A构造用于将第一输入轴14与第一行星齿轮组PS1的齿圈H1连接。切换元件B构造用于将第一输入轴14直接与第一输出轴16连接。

借助切换元件A可建立的传动比大于1.0，从而通过切换元件A比通过切换元件B建立更短(低)的挡位。

第二变速器分组18具有同样设置在第一径向平面R1中的第二行星齿轮组PS2。第二行星齿轮组PS2包括固定在壳体G上的太阳轮S2。第二行星齿轮组PS2还具有行星架P2和齿圈H2。

第二输入轴20作为空心轴区段围绕与齿圈H2连接的轴和第二输出轴22设置并且与切换元件C、D连接。切换元件C还与第二行星齿轮组PS2的齿圈H2连接。切换元件D还与第三输出轴并且因此也与第三输入轴24连接。第二行星齿轮组PS2的行星架P2与第二输出轴22连接。借助切换元件D第二输入轴20可以直接与第三输出轴23连接。借助切换元件C第二输入轴20可以通过第二行星齿轮组PS2与第二输出轴22连接。

在第二变速器分组18中，借助切换元件D建立直接传动比i＝1。借助切换元件C建立大于1的传动比，相应于一个比通过切换元件D更短的挡位。

第二行星齿轮组PS2优选设置在与第一行星齿轮组PS1相同的径向平面R1中。所述连接46在轴向方向上与其相邻设置，更确切地说在行星齿轮组PS1、PS2与双切换元件D、C之间。

第二切换元件F沿轴向与行星齿轮组PS2相邻地设置，即在与连接46相反的轴向侧上。由于切换元件E、F在当前沿轴向位于不同的位置处，因此优选第二切换元件F可以借助另一个操作装置B5操作，即独立于第一切换元件E地被操作。与实现为双切换元件相比，这种独立操作可以在从E1换挡到E2时具有优势，反之亦然。

在第二轴线A2上双切换元件A、B在轴向方向上设置在第一行星齿轮组PS1和第一轴14之间。

换言之，双切换元件A、B或D、C位于由行星齿轮组PS1、PS2形成的径向平面R1的轴向相反侧上。

在混合动力变速器装置10、10'、10″和10″′中，通过闭合切换元件B、D建立相应于最高混合挡位H4的直接挡位。

通过双切换元件实现的切换元件A、B可以借助第二操作装置B2操作。通过双切换元件实现的切换元件C、D可以借助第三操作装置B3操作。分离离合器K0(如果存在)可以借助第四操作装置B4操作。

图7示出另一种混合动力变速器装置10

图2所示的相同表格也可以用于图6和7的混合动力变速器装置。

图8示出混合动力变速器装置10

在混合动力变速器装置10

在替代的第一行星齿轮组PS1

在当前，这样选择切换元件与附图标记A-D的对应关系，使得在每种混合动力变速器装置中通过切换元件A建立最高传动比并且通过切换元件D建立最低传动比(最长挡位)。

在混合动力变速器装置10

图9示出另一种混合动力变速器装置10

在此在第二变速器分组18

因此，通过闭合切换元件B和C建立相应于混合挡位H3的直接挡位。

图10示出基于图8和9的混合动力变速器装置的另一种混合动力变速器装置10

因此，通过闭合切换元件A和C建立相应于混合挡位H1的直接挡位。

图11和12分别示出行星齿轮组连同双切换元件的示例性视图，如在上述变速器分组中分别可实现的那样。

在此，切换元件之一应通过连接输入轴An和从动轴Ab而桥接行星齿轮组PS1。另一个切换元件应使行星齿轮组作用，从而使输入轴An和从动轴Ab之间的传动比i不等于1.0。

这些切换元件有多种布置变型方案。这一方面是双切换元件在驱动端An和行星齿轮组之间的驱动侧布置，如图11所示。在此切换元件B建立传动比i＝1。该布置基本上相应于图5中所示的双切换元件A、B。

图12示出切换元件A'、B'在行星齿轮组PS1'和从动端Ab之间的输出侧布置。在此切换元件B'也设计用于建立传动比i＝1。

附图标记列表

10     混合动力变速器装置

11     变速器

12     第一变速器分组

14     第一输入轴

16     第一输出轴

18     第二变速器分组

20     第二输入轴

22     第二输出轴

23     第三输出轴

24     第三输入轴

26     第一电机和第三输入轴之间的连接

30     机动车

32     第一车轴

34     第二车轴

36     电动轴驱动器

38     混合动力传动系

40     差速器

42     第一从动轴

44     第二从动轴

46     第一输出轴和第二输入轴之间的连接

48     第二电机和第一输入轴之间的连接

PS1    第一行星齿轮组

S1     第一行星齿轮组的太阳轮

H1     第一行星齿轮组的齿圈

P1     第一行星齿轮组的行星架

PS2    第二行星齿轮组

S2     第二行星齿轮组的太阳轮

H2     第二行星齿轮组的齿圈

P2     第二行星齿轮组的行星架

PS3    第三行星齿轮组

S3     第三行星齿轮组的太阳轮

H3     第三行星齿轮组的齿圈

P3     第三行星齿轮组的行星架

PS4    第四行星齿轮组

E      第一切换元件

F      第二切换元件

A、B    第一输入轴的第一双切换元件

C、D    第二输入轴的第二双切换元件

B1-B5  操作装置

A1-A4  轴线

R1、R2  径向平面

EM1    第一电机

EM2    第二电机

VM     内燃机

Ab     从动端

An     驱动轴

ST     减振器