CN107850191A - 用于混合动力车辆的变速器、用于具有这种变速器的混合动力车辆的动力总成***以及用于起动混合动力车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于混合动力车辆的变速器、用于具有这种变速器的混合动力车辆的动力总成***以及用于起动用于混合动力车辆的混合动力车辆变速器(G)的方法，所述变速器(G)具有驱动轴(GW1)、从动轴(GW2)、三个行星齿轮组(P1、P2、P3)、具有不旋转的定子(S)和可旋转的转子(R)的电机(EM)以及五个切换元件(03、04、05、14、15)，其中，通过选择性成对地闭合五个切换元件可以形成六个前进挡(1至6)以及一个倒挡(R1)，用于具有这种变速器(G)的混合动力车辆的动力总成***，以及用于起动具有这种动力总成***的混合动力车辆的方法。

Description

用于混合动力车辆的变速器、用于具有这种变速器的混合动 力车辆的动力总成***以及用于起动混合动力车辆的方法
技术领域
本发明涉及一种用于混合动力车辆的变速器、一种用于具有这种变速器的混合动力车辆的动力总成***、以及一种用于起动混合动力车辆的方法。变速器在此尤其是称为多级变速器，其中，在变速器的驱动轴和从动轴之间的多个挡位、即固定传动比可通过切换元件优选自动地切换。所述切换元件在此例如是离合器或制动器。这种变速器主要应用于机动车中，以便以适合的方式使驱动单元的转速和扭矩输出特性适应车辆的行驶阻力。
背景技术
专利申请DE19912480A1说明一种具有可自动切换的机动车变速器，其具有三个单行星架行星齿轮组、具有用于切换六个前进挡和一个倒挡的三个制动器以及两个离合器并且具有驱动轴和从动轴。所述驱动轴能够直接与第二行星齿轮组的太阳轮连接，并且能够通过第一离合器与第一行星齿轮组的太阳轮连接并且通过第二离合器与第一行星齿轮组的行星架连接。所述第一行星齿轮组的太阳轮能够通过第一制动器与壳体连接、第一行星齿轮组的行星架能够通过第二制动器与壳体连接并且第三行星齿轮组的太阳轮能够通过第三制动器与壳体连接。第一行星齿轮组的行星架与第二行星齿轮组的齿圈连接。第二行星齿轮组的行星架与第三行星齿轮组的齿圈连接。第一行星齿轮组的齿圈与第三行星齿轮组的行星架以及与从动轴连接。附加地，单向离合器能够被使用在变速器的每个位置上，例如在车轴与壳体之间。
专利文献US8,858,376B2说明一种用于车辆混合动力传动系的变速器，所述车辆基本上示出相同的结构。此外，所述变速器包括与输入轴连接的电机。通过起动离合器，该输入轴通过缓冲器与马达连接。单向离合器将第一行星齿轮组的第二元件与壳体连接。
专利申请DE10333429A1示出一种用于在现有技术中已知的机动车变速器的制动器和离合器的布置结构，其中，标记为D的第二制动器以及标记为C的第一制动器直接设置在第一行星齿轮组的旁边。在此，第二制动器沿径向设置在第一制动器外部。两个制动器构造为盘式摩擦制动器。
用于混合动力车辆的变速器基于电机通常具有提高的结构空间需求。根据动力总成***的布置、即平行于或横向于混合动力车辆的行驶方向，这对混合动力车辆有不同的影响。在平行于行驶方向的动力总成***中，在混合动力车辆的内部空间中的空间供应受到增大的轴向结构长度的不利影响，这是不希望的。在横向于行驶方向的动力总成***中，结构空间非常受限，因为由内燃机、电机以及变速器组成的复合体通常设置在纵梁与混合动力车辆的车轮之间。
此外，在动力总成***中始终要注意良好的机械效率。力锁合的切换元件、例如盘式摩擦制动器影响效率，因为所述盘式摩擦制动器在打开的状态中产生拖曳损失。在现有技术中已知的机动车变速器中，这种拖曳损失特别强烈地出现在第二制动器中，因为第二制动器由于高转矩负荷必须构造有特别大的作用表面，并且因为第二制动器仅在第一前进挡中以及在倒挡中闭合。因此，第二制动器在机动车变速器运行时在大部分情况下是打开的。然而，力锁合的切换元件改进机动车变速器的动力换挡特性，以及因此改进对于机动车驾驶员而言的换挡舒适性。
发明内容
因此，本发明的任务是，在结构空间需求以及机械效率方面优化在现有技术中已知的机动车变速器，而没有对换挡舒适性有不利影响。本发明的另一个任务是，给出一种用于起动混合动力车辆的合适的方法，所述混合动力车辆具有带有这种变速器的动力总成***。
该任务通过权利要求1的特征得以解决。所述另一个任务通过权利要求16的特征得以解决。有利的实施方案由从属权利要求、说明书以及附图得到。
所述变速器具有驱动轴、从动轴、三个行星齿轮组、具有不旋转的定子和可旋转的转子的电机、以及五个切换元件。
行星齿轮组包括太阳轮、行星架和齿圈。在行星架上可旋转地支承有行星齿轮，这些行星齿轮与太阳轮的齿部和/或与齿圈的齿部啮合。负传动比齿轮组是指包括行星架、太阳轮和齿圈的行星齿轮组，在行星架上可旋转地支承有行星齿轮，其中，至少其中一个所述行星齿轮的齿部不仅与太阳轮的齿部而且也与齿圈的齿部啮合，从而当太阳轮在行星架固定的情况下旋转时，齿圈和太阳轮沿相反的旋转方向旋转。正传动比齿轮组与刚才所描述的负传动比齿轮组的区别在于，正传动比齿轮组包括内侧和外侧行星齿轮，所述行星齿轮可旋转地支承在行星架上。内侧行星齿轮的齿部在此一方面与太阳轮的齿部并且另一方面与外侧行星齿轮的齿部啮合。此外，外侧行星轮的齿部与齿圈的齿部啮合。这导致在行星架固定时太阳轮和齿圈沿相同方向旋转。
所述三个行星齿轮组中每个行星齿轮组都具有第一、第二和第三元件。所述第一元件始终由相应的行星齿轮组的太阳轮构成。在作为负传动比齿轮组的构型中，所述第二元件由相应的行星齿轮组的行星架构成，并且所述第三元件由相应的行星齿轮组的齿圈构成。在作为正传动比齿轮组的构型中，所述第二元件由相应的行星齿轮组的齿圈构成，并且所述第三元件由相应的行星齿轮组的行星架构成。第三行星齿轮组始终构造为负传动比齿轮组。
驱动轴与第二行星齿轮组的第一元件永久连接。从动轴与第一行星齿轮组的第三元件以及与第三行星齿轮组的第二元件永久连接。第一行星齿轮组的第二元件与第二行星齿轮组的第三元件永久连接。第二行星齿轮组的第二元件与第三行星齿轮组的第三元件永久连接。电机的转子与驱动轴永久连接、更确切地说直接连接或通过齿轮传动装置连接。
通过闭合第一切换元件，第三行星齿轮组的第一元件能固定成不旋转的，其方式为该第一元件通过第一切换元件与变速器的不旋转的构件、例如变速器壳体连接。通过闭合第二切换元件，第一行星齿轮组的第二元件以相同的方式能固定成不旋转的。通过闭合第三切换元件，第一行星齿轮组的第一元件以相同的方式能固定成不旋转的。通过闭合第四切换元件，第二行星齿轮组的三个元件中的两个元件可互相连接。通过闭合第五切换元件，第一行星齿轮组的第一元件能够与驱动轴连接。
按照本发明，所述第二切换元件和第三切换元件沿轴向设置在电机与第一行星齿轮组之间，其中，第三切换元件的作用半径大于第二切换元件的作用半径。在此，“作用半径”可理解为相应的切换元件的作用区域相对于所述切换元件的旋转轴线的平均半径。在此，第二切换元件构造为形锁合的切换元件、即例如构造为牙嵌切换元件，而第三切换元件构造为力锁合的切换元件、即例如构造为摩擦片切换元件。
第二切换元件和第三切换元件的这种布置结构特别适合应用于动力总成***的变速器，该动力总成***基本上平行于机动车的行驶方向定向。因为由于第二切换元件和第三切换元件沿轴向设置在电机与第一行星齿轮组之间，所述变速器保持沿径向是紧凑的，从而机动车的中间底槽同样可以构造成紧凑的。在机动车内部空间中的空间供应因此得以改善。此外，由于第二切换元件与第三切换元件的按照本发明的布置，变速器的轴向结构长度可以被保持为短的、更确切地说以第二切换元件的有效直径为代价。因此，机动车的中间底槽能够早地变细，从而在机动车内部空间中的空间供应同样得以改善。
在此，第二切换元件作为形锁合切换元件的构型改进机械效率。形锁合切换元件在闭合的状态中通过形锁合建立连接，并且在打开的状态中以比力锁合切换元件明显更低的拖曳损失为特征。第二切换元件的沿径向进一步位于内部的位置对于力锁合切换元件是不利的，因为由于较小的有效直径摩擦片数量必须被提高，以便获得对于摩擦功率所需的作用表面。因此，紧凑的结构空间需求以及改进效率特别是结合作为形锁合切换元件的第二切换元件的构型以及所述切换元件的位于内部的布置能够实现。
在此，第三切换元件作为力锁合切换元件的构型能够实现良好的动力换挡特性，即使在形锁合的第二切换元件的情况下。在从第一挡位到第二挡位的拉力升挡时，第三切换元件承担负荷，从而作用到第二切换元件上的负荷降低。一旦第二切换元件达到无负荷或少负荷的状态，第二切换元件能够被打开。从第二前进挡到第一前进挡的推力降挡通常是不需要的。此外，在第一前进挡与倒挡之间的切换过程中不需要打开或闭合第二切换元件，因为第二切换元件在两个所述挡位中保持闭合。
优选地，第二切换元件的作用半径小于在驱动轴轴线与第一行星齿轮组的行星齿轮的旋转轴线之间的径向距离。在此，第三切换元件的作用半径大于在驱动轴轴线与第一行星齿轮组的行星齿轮的旋转轴线之间的径向距离。换句话说，第一行星齿轮组的其中一个行星齿轮的旋转轴线处于第二切换元件的作用半径与第三切换元件的作用半径之间。如果第一行星齿轮组构造为正传动比齿轮组，则其中一个内部行星齿轮的旋转轴线是决定性的。在此，“驱动轴轴线”可以理解为如下的轴线，驱动轴应当围绕该轴线在变速器中旋转。由此，力锁合的第三切换元件可以具有尽可能大的直径，而形锁合的第二切换元件具有尽可能小的直径。由于第三切换元件的尽可能大的作用直径，能够利用小数量的摩擦元件实现所需要的作用表面，从而效率得到改进。所述第二切换元件的尽可能小的直径减少其易卡住的可能性。
优选地，所述第一、第四和第五切换元件构造为力锁合的切换元件，从而能够实现在各前进挡之间良好的动力换挡特性。
优选地，用于操纵第二切换元件的装置至少局部地沿径向设置在第三切换元件内部(即沿径向更加靠内，下同)。换句话说，至少设置用于闭合第二切换元件的装置至少局部地设置在如下结构空间中，该结构空间沿径向位于第三切换元件内部。特别优选地，用于操纵第二切换元件的装置的主要部分处于所述结构空间中。这特别是结合构造为形锁合切换元件的第二切换元件以及构造为力锁合切换元件的第三切换元件是有利的。因为可切换的形锁合连接在此可以设置在紧邻第一行星齿轮组的第二元件的附近，从而结构设计得以简化。第三切换元件可以设置在对于力锁合切换元件有利的大的直径上。因此，沿径向在第三切换元件内部的结构空间可以有利地用于操纵第二切换元件，而没有增大变速器的尺寸。
根据一种可能的实施方案，在第一行星齿轮组的第一元件与第三切换元件之间的连接至少局部地沿径向设置在用于操纵第二切换元件的装置内部。换句话说，第一行星齿轮组的太阳轮与第三切换元件的连接沿径向在内部环绕用于操纵第二切换元件的装置。
优选地，用于操纵第二切换元件的装置与保持元件不可相对旋转地连接，其中，该保持元件与不旋转的构件、即例如与变速器壳体连接。由于相对于不旋转的构件单独的保持元件，变速器的装配能够得以简化，在该变速器中第一切换元件与所述三个行星齿轮组被***到优选罐状的壳体中，并且随后该保持元件被装配。
优选地，所述保持元件与至少一个轴向轴承配合作用，其中，所述至少一个轴向轴承设置用于将轴向的力从至少其中一个所述行星齿轮组传输到保持元件上。所述保持元件将所述力接着传输到不旋转的构件上、理想地传输到变速器的壳体上。在此，由于行星齿轮组的斜齿部产生的轴向力能够在短的路径上被支承，从而公差链得以改进。此外，驱动轴基本上保持与从行星齿轮组出发的轴向力解耦。如果例如通过操纵切换元件引起的其它轴向力作用到驱动轴上，则行星齿轮组的与负荷相关的轴向力与切换元件操纵的与情况相关的轴向力的相互影响的风险降低。
根据一种可能的实施形式，在保持元件与不旋转的构件之间的优选可松脱的连接沿轴向设置在第三切换元件与第一行星齿轮组之间。保持元件的这种连接简化了变速器的组装，并且在可松脱连接的情况下也简化其维修。
根据一种实施形式，所述用于操纵第二切换元件的装置构造为液压装置，该液压装置至少设置用于液压地闭合第二切换元件。优选地，该装置设置用于不仅液压地闭合而且液压地打开第二切换元件。在此，液压流体输送给所述装置通过至少一个流体通道进行，该流体通道构造在保持元件中。这样连接到变速器的液压***上简化液压流体的引导，因为为了液压地操纵第二切换元件不需要将流体引导通过变速器的旋转的部件。
根据一种备选的实施形式，所述用于操纵第二切换元件的装置构造为电磁装置或机电装置，该电磁装置或机电装置至少设置用于闭合第二切换元件。第二切换元件的打开在电磁地操纵的情况下优选借助弹簧力实现。如果没有电流被输送给电磁装置，则所述弹簧力导致打开第二切换元件。这样的操作尤其是高能效的，因为第二切换元件仅在第一前进挡中以及在倒挡中闭合。因此，第二切换元件在变速器的运行中在大部分情况下是打开的。机电装置优选构造成自锁式的，从而该装置在无电流的状态下保持其位置。在此，所述打开和闭合通过给机电装置主动通电实现。备选于此地，所述打开也可以借助弹簧力实现。所述机电装置例如可以构造为球形坡道机构，该球形坡道机构由电机驱动。
优选地，所述第四切换元件和第五切换元件沿轴向设置在电机与第二切换元件和第三切换元件之间。由此可能的是，将三个行星齿轮组直接彼此靠近地设置，从而进一步有利于变速器的轴向短的结构。在此有利的是，将第四切换元件至少局部地沿径向设置在第五切换元件内部。通过这两个切换元件的径向嵌套，变速器的轴向结构长度可以进一步被缩短。此外，因此第二切换元件至第五切换元件彼此紧挨着。这有利于用于第二切换元件至第五切换元件的致动器的紧凑构型。
根据一种实施形式，所述三个行星齿轮组沿轴向设置在第一切换元件与第二切换元件至第五切换元件之间。因此，全部的切换元件沿轴向设置在三个行星齿轮组外部。由此，所述三个行星齿轮组能够特别紧密地彼此靠近地设置。同时，变速器由此能够沿径向特别紧凑地被构造。
所述变速器可以具有连接轴，该连接轴用作连接在变速器外部的驱动单元、例如内燃机的接口。所述连接轴能够通过分离离合器与驱动轴连接。备选于此地，该分离离合器可以连同连接轴也设置在变速器之外。该分离离合器作为变速器的组成部分优选沿径向设置在电机内部、特别优选设置在转子内部。由此附加地有利于变速器的紧凑的构型。
所述变速器可以是混合动力车辆动力总成***的组成部分。该动力总成***除了变速器外还包括内燃机，该内燃机通过扭转减振器与变速器的驱动轴扭转弹性地连接。在驱动轴与内燃机之间也设有分离离合器，该分离离合器可以是变速器的组成部分。变速器的从动轴与轴传动装置起驱动作用地连接，该从动轴与机动车的车轮连接。所述动力总成***能够实现混合动力车辆的多种运行模式。在电动行驶运行中，混合动力车辆由变速器的电机驱动。在内燃机式运行中，混合动力车辆由内燃机驱动。在混合驱动运行中，混合动力车辆既由内燃机又由变速器电机驱动。
根据一种用于起动混合动力车辆的方法，从混合动力车辆的静止状态以及运行的内燃机出发闭合所述分离离合器以及第二切换元件，如果所述分离离合器以及第二切换元件还未闭合的话。如果分离离合器和第二切换元件已经闭合，则为了沿向前行驶方向起动而将所述第一切换元件从打开的状态切换到打滑状态并且为了沿倒车方向起动而将所述第五切换元件从打开的状态切换到打滑状态。在此，转矩从驱动轴被传递给从动轴，其中，通过第一切换元件或第五切换元件的打滑状态能够实现转速平衡。因此，第一切换元件和第五切换元件用作起动元件，该起动元件设置在变速器内部。因此，第一切换元件和第五切换元件可以被构造为力锁合切换元件，所述力锁合切换元件允许这种打滑运行。因此，分离离合器不用作起动元件，并且因此也可以构造为形锁合切换元件。由于所述起动元件的在变速器内部的布置，变速器的结构空间需求能够进一步被减少。因为第二切换元件构造为形锁合切换元件，所以第二切换元件不能用作起动元件。因此，用于起动的方法与根据权利要求1的变速器相关。构造为力锁合切换元件的第二切换元件可以优选作为起动元件，因为第二切换元件不仅在第一前进挡中而且在倒挡中闭合，以及因此与混合动力车辆的行驶方向无关地可以用作起动元件。
“永久连接”是指两个元件之间始终存在的连接。这种永久连接的元件始终以其转速之间的相同的相关性旋转。在两个元件之间的永久连接中不可设置切换元件。因此，永久连接不同于可切换的连接。“始终不可相对旋转的连接”是指两个元件之间始终存在的连接并且其连接的元件因此始终具有相同的转速。
附图说明
以下借助附图详细描述本发明的各实施例。
图1示意性示出根据本发明一种实施例的变速器。
图2示出所述变速器的示意图的一部分。
图3示出用于所述变速器的换挡图。
图4示出根据第一种实施形式的变速器剖面图的一部分。
图5示出根据第二种实施形式的变速器剖面图的一部分。
图6示出根据第三种实施形式的变速器剖面图的一部分。
图7示出混合动力车辆的动力总成***。
具体实施方式
图1示意性示出根据本发明的第一种实施例的变速器G。所述变速器G具有第一行星齿轮组P1、第二行星齿轮组P2以及第三行星齿轮组P3。所述三个行星齿轮组P1、P2、P3中的每个行星齿轮组具有第一元件E11、E12、E13、第二元件E21、E22、E23以及第三元件E31、E32、E33。所述第一元件E11、E12、E13总是由相应的行星齿轮组P1、P2、P3的太阳轮构成。如果所述行星齿轮组构造为负传动比齿轮组，则所述第二元件E21、E22、E23由相应的行星齿轮组P1、P2、P3的行星架构成并且所述第三元件E31、E32、E33由相应的行星齿轮组P1、P2、P3的齿圈构成。在变速器G的在图1中示出的实施形式中，行星齿轮组P1、P2、P3构造为负传动比齿轮组。如果行星齿轮组构造为正传动比齿轮组，则第二切换元件E21、E22、E23由其齿圈构成并且其第三元件E31、E32、E33由其行星架构成。为了清晰性，所述正传动比齿轮组变型方案未予图示。
驱动轴GW1与第二行星齿轮组P2的第一元件E12永久连接。从动轴GW2与第一行星齿轮组P1的第三元件E31以及与第三行星齿轮组P3的第二元件E23永久连接。第一行星齿轮组P1的第二元件E21与第二行星齿轮组P2的第三元件E32永久连接。第二行星齿轮组P2的第二元件E22与第三行星齿轮组P3的第三元件E33永久连接。所述三个行星齿轮组P1、P2、P3以以下的顺序沿轴向依次相继地设置：第一行星齿轮组P1、第二行星齿轮组P2、第三行星齿轮组P3。
此外，变速器G具有第一切换元件03、第二切换元件04、第三切换元件05、第四切换元件14和第五切换元件15。所述第一、第三、第四和第五切换元件03、04、14、15构成为力锁合切换元件，而所述第二切换元件04构造为形锁合切换元件。通过闭合所述第一切换元件03，第三行星齿轮组P3的第一元件E13能固定成不旋转的。因此，第三行星齿轮组P3的第一元件E13可切换地连接到变速器G的不旋转的构件GG上，其中，所述不旋转的构件GG能够由变速器G的壳体构成。以相同的方式，通过闭合所述第二切换元件04，第一行星齿轮组P1的第二元件E21以及因此第二行星齿轮组P2的第三元件E32也能固定成不旋转的。用于操纵第二切换元件的装置V固定在保持元件GG04上，该保持元件与所述不旋转的构件GG不可相对旋转地连接。第一行星齿轮组P1的第一元件E11通过闭合第三切换05能固定成不旋转的。通过闭合第四切换元件14，第二行星齿轮组P2的第三元件E32能够与第二行星齿轮组P2的第一元件E12连接。通过闭合所述第五切换元件15，驱动轴GW1能够与第一行星齿轮组P1的第一元件E11连接。
所述变速器G还具有电机EM，该电机包括不旋转的定子S和可旋转的转子R。所述转子R与驱动轴GW1永久连接。所述驱动轴GW1能够通过分离离合器K0与连接轴AN连接。所述连接轴AN用作连接变速器外部驱动单元、例如内燃机的接口。
所述第二切换元件04和第三切换元件05沿轴向设置在电机EM与第一行星齿轮组P1之间。此外，所述第四切换元件和第五切换元件14、15沿轴向设置在第二和第三切换元件04、05与电机EM之间，其中，第二切换元件14沿径向设置在所述第五切换元件15内部。驱动轴GW1和从动轴GW2的外部接口GW1-A、GW2-A彼此同轴地设置并且设置在变速器G的沿轴向彼此对置的端部上。为此，变速器G适合应用于沿机动车的平行于行驶方向定向的动力总成***中。
图2示出变速器G的一部分，在该部分中示意性示出第一行星齿轮组P1连同其连接轴、驱动轴GW1、第二和第三切换元件04、05、装置V、保持元件GG04以及不旋转的构件GG。在此标明第二切换元件04的作用半径r04、第三切换元件05的作用半径r05以及从驱动轴轴线AGW1到其中一个行星齿轮PL1的旋转轴线APL1的径向距离rPL1。在此，第二切换元件04的作用半径r04小于在驱动轴轴线AGW1与其中一个行星齿轮PL1的旋转轴线APL1之间的径向距离rPL1。在此，第三切换元件05的作用半径r05大于在驱动轴轴线AGW1与行星齿轮PL1的旋转轴线APL1之间的径向距离rPL1。在第一行星齿轮组P1的第一元件E11与第三切换元件之间的连接沿径向在内部环绕或围绕装置V。
图3示出变速器G的换挡图。在该换挡图的行中示出六个前进挡1至6以及一个倒挡R1。在该换挡图的列中通过X标记在哪些前进挡1至6或倒挡R1中哪些切换元件03、04、05、14、15是闭合的。在第一前进挡1中第一切换元件03和第二切换元件04闭合。在第二前进挡2中第一切换元件03和第三切换元件05闭合。在第三前进挡3中第一切换元件03和第五切换元件15闭合。在第四前进挡4中第一切换元件03和第四切换元件14闭合。在第五前进挡5中第四切换元件14和第五切换元件15闭合。在第六前进挡6中第三切换元件05和第四切换元件14闭合。在倒挡R1中第二切换元件04和第五切换元件15闭合。
图4示出根据第一种实施形式的变速器G的一部分的剖面图。所述第一行星齿轮组P1构造为负传动比齿轮组，其中，爪齿与第一行星齿轮组P1的行星架连接。所述爪齿是第二切换元件04的组成部分。用于操纵第二切换元件04的装置V固定在保持元件GG04上，该装置构造为液压装置。所述装置V的主要部分沿径向设置在第三切换元件05内部。在此，装置V的液压流体供应延伸通过在保持元件GG04内的通道。装置V也具有牙嵌切换元件04的位置识别装置，该位置识别装置确定在可移动元件的与爪齿彼此对置的端部上的轴向位置。
图5示出根据第二种实施形式的变速器G的一部分的剖面图。用于操纵第二切换元件04的装置V固定在保持元件GG04上，该装置构造为电磁装置。加阴影线示出的电磁铁设计成，在通电时克服弹簧力吸引电枢，其中，该电枢与牙嵌切换元件04的可轴向移动的元件固定连接。在未通电的状态下，所述牙嵌切换元件04通过弹簧力被打开。装置V大部分沿径向设置在第三切换元件05的内部。
图6示出根据第三种实施形式的变速器G的一部分的剖面图。用于操纵第二切换元件04的装置V在其中构造为液压操纵装置，该液压操纵装置设计用于液压地闭合并且液压地打开第二切换元件04。保持元件GG04沿径向在装置V内部具有止挡件，在该止挡件上支承有轴向轴承AL。该轴向轴承AL构造为滚动轴承，并且设计成将沿轴向方向作用的力从第一行星齿轮组P1传输到保持元件GG04上。因此，第一行星齿轮组P1在沿附图方向在左边的负荷时通过轴向轴承AL支承在保持元件GG04上。在沿附图方向在右边的负荷时，第一行星齿轮组P1支承在变速器壳体上的支承装置上，这在图6中未示出。保持元件沿径向在装置V内具有另一个止挡件，在该止挡件上支承有另一个构造为滚动轴承的轴向轴承。所述轴向轴承也可以构造为滑动盘，因为由行星齿轮组引起的轴向负荷至少大部分通过轴向轴承AL和保持元件GG04被支承在不旋转的构件GG上。
在第一行星齿轮组P1的第一元件E11与第三元件05之间的连接沿径向在轴向轴承AL内部延伸，其中，在该具有分度的连接轴中设置有径向的孔。用于润滑的油可以通过所述径向的孔被输送给轴向轴承。
图7示意性示出混合动力车辆的动力总成***。内燃机VKM通过扭转减振器TS与变速器G的连接轴AN连接。所述连接轴AN能够通过所述分离离合器K0与变速器G的驱动轴GW1连接。从动轴GW2与轴传动装置AG连接，存在于从动轴GW2上的功率通过所述轴传动装置被分配到机动车的驱动车轮DW上。
附图标记
G 变速器
GG 不旋转的构件
GG04 保持元件
P1 第一行星齿轮组
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
PL1 第一行星齿轮组的行星齿轮
APL1 行星齿轮的旋转轴线
rPL1 驱动轴轴线与行星齿轮轴线之间的径向距离
P2 第二行星齿轮组
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
P3 第三行星齿轮组
E13 第三行星齿轮组的第一元件
E23 第三行星齿轮组的第二元件
E33 第三行星齿轮组的第三元件
GW1 驱动轴
AGW1 驱动轴轴线
GW2 从动轴
GW1-A 驱动轴的外部接口
GW2-A 从动轴的外部接口
EM 电机
R 转子
S 定子
03 第一切换元件
04 第二切换元件
r04 第二切换元件的作用半径
V 用于操纵第二切换元件的装置
05 第三切换元件
r05 第三切换元件的作用半径
14 第四切换元件
15 第五切换元件
AL 轴向轴承
AN 连接轴
K0 分离离合器
VKM 内燃机
TS 扭转减振器
DW 车轮
AG 轴传动装置
1至6 前进挡
R1 倒挡

Claims (16)

1.一种用于混合动力车辆的变速器(G)，其中，该变速器(G)具有：驱动轴(GW1)；从动轴(GW2)；第一、第二和第三行星齿轮组(P1、P2、P3)；具有不旋转的定子(S)和可旋转的转子(R)的电机(EM)；以及第一、第二、第三、第四和第五切换元件(03、04、05、14、15)，其中，
所述行星齿轮组(P1、P2、P3)分别都具有第一元件(E11、E12、E13)、第二元件(E21、E22、E23)和第三元件(E31、E32、E33)，其中，所述第一元件(E11、E12、E13)由相应的行星齿轮组(P1、P2、P3)的太阳轮构成，所述第二元件(E21、E22、E23)在负传动比齿轮组的情况下由相应的行星齿轮组的行星架构成并且在正传动比齿轮组的情况下由相应的行星齿轮组(P1、P2、P3)的齿圈构成，所述第三元件(E31、E32、E33)在负传动比齿轮组的情况下由相应的行星齿轮组的齿圈构成并且在正传动比齿轮组的情况下由相应的行星齿轮组(P1、P2、P3)的行星架构成，
所述驱动轴(GW1)与第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)永久连接，
所述从动轴(GW2)与第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)以及与第三行星齿轮组(P3)的第二元件(E23)永久连接，
所述第一行星齿轮组(P1)的第二元件(E21)与第二行星齿轮组(P2)的第三元件(E32)永久连接，
所述第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)与第三行星齿轮组(P3)的第三元件(E33)永久连接，
通过闭合所述第一切换元件(03)，第三行星齿轮组(P3)的第一元件(E13)能被固定成不旋转的，
通过闭合所述第二切换元件(04)，第一行星齿轮组(P1)的第二元件(E21)能被固定成不旋转的，
通过闭合所述第三切换元件(05)，第一行星齿轮组(P1)的第一元件(E11)能被固定成不旋转的，
通过闭合所述第四切换元件(14)，第二行星齿轮组(P2)的三个元件(E12、E22、E32)中的两个元件能互相连接，
通过闭合所述第五切换元件(15)，驱动轴(GW1)能够与第一行星齿轮组(P1)的第一元件(E11)连接，
所述电机(EM)的转子(R)与驱动轴(GW1)永久连接，
其特征在于，
所述第二切换元件(04)和第三切换元件(05)沿轴向设置在电机(EM)与第一行星齿轮组(P1)之间，
构造为力锁合切换元件的所述第三切换元件(05)的作用半径(r05)大于构造为形锁合切换元件的所述第二切换元件(04)的作用半径(r04)。
2.根据权利要求1所述的变速器(G)，其特征在于，第二切换元件(04)的所述作用半径(r04)小于在驱动轴轴线(AGW1)与第一行星齿轮组(P1)的一个行星齿轮(PL1)的旋转轴线(APL1)之间的径向距离(rPL1)，其中，第三切换元件(05)的所述作用半径(r05)大于在驱动轴轴线(AGW1)与第一行星齿轮组(P1)的行星齿轮(PL1)的旋转轴线(APL1)之间的径向距离(rPL1)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的变速器(G)，其特征在于，所述第一、第四和第五切换元件(03、14、15)构造为力锁合的切换元件。
4.根据上述权利要求之一所述的变速器(G)，其特征在于，用于操纵所述第二切换元件(04)的装置(V)至少局部地沿径向设置在第三切换元件(05)内部。
5.根据权利要求4所述的变速器(G)，其特征在于，所述用于操纵第二切换元件(04)的装置(V)大部分设置在一个结构空间中，该结构空间沿径向位于第三切换元件(05)内部。
6.根据上述权利要求之一所述的变速器(G)，其特征在于，在第一行星齿轮组(P1)的第一元件(E11)与第三切换元件(05)之间的连接至少局部地沿径向设置在所述用于操纵第二切换元件(04)的装置(V)内部。
7.根据上述权利要求之一所述的变速器(G)，其特征在于，用于操纵第二切换元件(04)的装置(V)与保持元件(GG04)不可相对旋转地连接，该保持元件与变速器(G)的不旋转的构件(GG)不可相对旋转地连接。
8.根据权利要求7所述的变速器(G)，其特征在于，所述保持元件(GG04)与至少一个轴向轴承(AL)配合作用，其中，该轴向轴承(AL)设置用于将轴向力从至少其中一个所述行星齿轮组(P1、P2、P3)传输到保持元件(GG04)上。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的变速器(G)，其特征在于，在保持元件(GG04)与所述不旋转的构件(GG)之间的所述连接沿轴向设置在第三切换元件(05)与第一行星齿轮组(P1)之间。
10.根据权利要求7至9之一所述的变速器(G)，其特征在于，所述用于操纵第二切换元件(04)的装置(V)构造为液压装置，该液压装置设置用于液压地闭合并且优选也液压地打开第二切换元件(04)，其中，向装置(V)的液压流体供给通过在构件(GG04)中的至少一个流体通道进行。
11.根据上述权利要求之一所述的变速器(G)，其特征在于，所述用于操纵第二切换元件(04)的装置(V)构造为电磁装置或机电装置，该电磁装置或机电装置设置用于闭合第二切换元件(04)。
12.根据上述权利要求之一所述的变速器(G)，其特征在于，所述第四切换元件(14)和第五切换元件(15)沿轴向设置在电机(EM)与第二以及第三切换元件(04、05)之间，其中，第四切换元件(14)至少局部地沿径向设置在第五切换元件(15)内部。
13.根据上述权利要求之一所述的变速器(G)，其特征在于，所述三个行星齿轮组(P1、P2、P3)沿轴向设置在第一切换元件(03)与第二至第五切换元件(04、05、14、15)之间。
14.根据上述权利要求之一所述的变速器(G)，其特征在于，所述变速器(G)具有连接轴(AN)作为用于连接在变速器外部的驱动单元的接口，所述连接轴能够通过分离离合器(K0)与驱动轴(GW1)连接，并且所述分离离合器(K0)沿径向设置在电机(EM)内部。
15.一种用于混合动力车辆的动力总成***，其中，该动力总成***具有内燃机(VKM)、根据权利要求1至14之一所述的变速器(G)以及与混合动力车辆的车轮(DW)连接的轴传动装置(AG)，其中，变速器(G)的驱动轴(GW1)通过在变速器内部的或变速器外部的分离离合器(K0)以及通过扭转减振器(TS)与所述内燃机(VKM)扭转弹性地连接，并且变速器(G)的从动轴(GW2)与所述轴传动装置(AG)起驱动作用地连接。
16.一种用于起动具有根据权利要求15所述的动力总成***的混合动力车辆的方法，其中，从该混合动力车辆的静止状态以及运行的内燃机(VKM)出发，闭合或保持闭合所述分离离合器(K0)以及第二切换元件(04)，并且在分离离合器(K0)已经闭合以及第二切换元件(04)已经闭合时为了沿向前行驶方向起动而将所述第一切换元件(03)由打开的状态切换到打滑状态并且为了沿倒车方向起动将所述第五切换元件(15)由打开的状态切换到打滑状态，由此转矩由驱动轴(GW1)被传输给从动轴(GW2)。
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