CN108349366B - 用于在直接挡中同步中间轴转速的方法 - Google Patents

用于在直接挡中同步中间轴转速的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在直接挡中同步中间轴转速的方法，该方法用以降低用于混合动力应用的变速器(1)中的中间轴转速，该变速器具有带内燃机(21)和电机(2)的混合动力驱动装置，其中，变速器(1)具有包括两个并联的分变速器且带有至少一个中间轴(VW)的主变速器(HG)、输出轴(3)以及两个行星传动装置(PG1、PG2)，行星传动装置具有以下元件：行星架(ST1、ST2)、太阳轮(SR1、SR2)和齿圈(HR1、HR2)，其中，每个分变速器具有变速器输入轴(4、5)，其中，第一变速器输入轴(4)实施为空心轴，而第二变速器输入轴(5)实施为实心轴，其中，第一行星传动装置(PG1)作为范围挡组与主变速器(HG)联结，其中，主变速器(HG)包括第一齿轮平面(R1)、第二齿轮平面(R2)、第三齿轮平面(R3)、第四齿轮平面(R4)和第五齿轮平面(R5)以及第一切换元件(S1)、第二切换元件(S2)、第三切换元件(S3)和第四切换元件(S4)，其中，在直接挡(G19)中将中间轴转速同步到目标转速经由电机(2)的转速调节来执行。

Description

用于在直接挡中同步中间轴转速的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在直接挡中同步中间轴转速以降低变速器中的中间轴转速的方法。变速器在此尤其被称作多挡式变速器，在其中，多个挡，即在变速器的两个轴之间的固定的传动比比值通过切换元件优选能够自动化地切换。切换元件例如是指离合器或制动器。这种变速器主要用于机动车辆中，尤其是也用在商用车辆中，以便以适当的方式使驱动单元的转速输出表征和转矩输出表征与车辆的行驶阻力相匹配。
背景技术
具有混合动力驱动装置的车辆由现有技术所公知。混合动力驱动装置在此拥有两个或更多个不同的驱动源，其中，具有内燃机和一个或多个电动机的驱动系在一定程度上作为并联型混合动力或混合型混合动力实施。这些变型方案拥有内燃机和电驱动装置的在力流中基本上平行的布置，并且因此能够实现驱动力矩的叠加以及利用纯粹内燃机驱动的驱动装置或纯粹电动驱动的驱动装置的操控。
由DE 10 2010 030 573 A1公知了一种具有自动化的换挡变速器的混合动力驱动装置，其具有内燃机，该内燃机与至少一个第一变速器输入轴传动连接；具有电驱动装置，该电驱动装置具有至少一个与第二变速器输入轴传动连接的电机；具有至少一个中间轴；具有布置在多个齿轮组平面中的空套齿轮和固定齿轮；具有多个换挡设备并具有变速器从动轴。为了在齿轮组设计以及分配以及电的和内燃机驱动的挡的数量方面能够实现大的可变性，为了使结构花费和成本花费保持得很小并且确保有效和舒适的运行而设置的是，两个变速器输入轴彼此同轴地布置，并且使换挡设备在它的其中一个切换位置中将两个变速器输入轴驱动作用地彼此连接起来，并且在另一外的切换位置中换挡。因此，能够实现分变速器联接，其在无需换挡的情况下使两个输入轴，即空心轴和实心轴彼此联接。
为了实现混合动力驱动装置的尽量高效的运行，使用了如下驱动策略，其将电驱动装置按情况灵活地例如用于起动、用作启动发电机或用作用于产生电流的发电机使用。由DE 10 2010 063 582 A1公知了一种用于混合动力车辆的驱动系的设备，该设备具有行星传动装置，该行星传动装置具有如下元件：行星架、太阳轮和齿圈，其中，行星传动装置的这些元件中的第一元件用于变速器的第一分变速器的第一变速器输入轴的固定接合，并且其中，行星传动装置的这些元件中的第二元件用于混合动力驱动装置的电机的固定接合，该设备还具有第一切换元件，经由该第一切换元件，行星传动装置的这些元件中的第三元件在第一切换元件的第一切换位置中能够接合在变速器的第二分变速器的第二变速器输入轴上(在该第二变速器输入轴上还能够联接有混合动力驱动装置的内燃机)，并且在第一切换元件的第二切换位置中能够在壳体侧或者在定子侧接合，并且该设备还具有第二切换元件，经由该第二切换元件在该第二切换元件闭合的情况下能够使两个分变速器的两个变速器输入轴彼此联接，而在该第二切换元件断开的情况下能够使两个分变速器的两个变速器输入轴彼此分开。因此，能够实现电动式的起动和电动式的切换。此外，电机可以用作被启动发电一体机。
由印刷文献DE 10 2014 202 381 A1公知了一种用于运行变速器装置的方法，该变速器装置具有带至少一个切换元件的第一输入轴和带至少一个切换元件的第二输入轴，其中，至少一个第一和/或第二切换元件在没有参与驱动功率流的情况下闭合，用以最小化变速器装置中的转速差。在此，切换元件必须构造为同步器。
发明内容
本发明的任务是提供一种经改进的用于运行混合动力型变速器装置的方法，其中，尤其应当改进在直接挡中行驶期间的效率。特别是在长途载重车辆中，在直接挡中的降低是有意义的，这是因为直接挡具有较高的行驶占比。应当取消同步的切换元件。
该任务通过本发明的用于在直接挡中同步中间轴转速的方法来解决。
用于该方法的相应的变速器具有包括两个并联的分变速器且带至少一个中间轴的主变速器、以及输出轴和两个行星传动装置，行星传动装置至少具有如下元件，即行星架、太阳轮和齿圈。每个分变速器在此具有变速器输入轴，其中，用于第一分变速器的第一变速器输入轴实施为空心轴，而用于第二分变速器的第二变速器输入轴实施为实心轴。第一行星传动装置作为范围挡组与主变速器联结。范围挡组用于将主变速器的挡数翻倍，其中，可以切换两个范围，一个是快速的范围并且一个是缓慢的范围。为此，变速器包括第五切换元件，该第五切换元件使范围挡组的齿圈要么与输出轴联接，要么与相对壳体固定地被锁定。在齿圈与壳体连接的第一切换位置中，出现了缓慢的传动比，而在齿圈与输出轴联接且因此与行星轮锁止的第二传动位置中，产生了快速的传动比。主变速器包括第一、第二、第三、第四和第五齿轮平面以及第一、第二、第三和第四切换元件。第二行星传动装置作为行星级设置在电机与第一变速器输入轴之间。
第五齿轮平面形成主变速器的从动恒定级并且可以借助第四切换元件在它的其中一个切换位置中与范围挡组的行星架联接。经由中间轴，电机因此可以通过如下方式支持牵引力，即，使转矩直接从中间轴经由从动恒定级传递到范围挡组的行星架上进而传递到与范围挡组的行星架连接的输出轴上，而第五切换元件变为无负载，并且可以转换。该范围变换优选发生在从第五挡变换到第六挡时，其中，首先将该切换元件进行变换，用以使从动恒定级和范围挡组的行星架联接，并且之后，将该切换元件进行变换，用以将第一分变速器的齿轮平面与第一变速器输入轴连接起来。
第四切换元件在第一切换位置中将主变速器的第五齿轮平面，即从动恒定级与主轴连接起来。因此，中间轴经由主变速器的从动恒定级与主轴和范围挡组的行星传动装置的太阳件连接。
变速器可以包括双作用的第六切换元件，其在第一切换定位中，使第二输入轴与行星级的齿圈联接，而在第二切换位置中，使行星级的齿圈相对壳体固定地锁定。当齿圈与行星级联接时，行星级可以作为叠加变速器起作用。第二输入轴的驱动装置被接合在行星级的齿圈上，电机被接合在行星轮级的太阳件上，并且行星轮级的行星架被接合在主变速器的第一输入轴上。在第六切换元件的第二切换位置中，行星级作为用于电机的固定的前置传动比起作用。由此，电机可以廉价地设计成具有较小的转矩但是具有较高转速。
然而，行星级的齿圈也可以直接与变速器壳体或壳体的一部分连接。由此同样形成了具有上述优点的电机的固定的前置传动比。
此外，如下布置是可行的，在其中，变速器的行星级如下这样地接合，即，行星级的齿圈与第一变速器输入轴连接，行星级的行星架相对壳体固定地被锁定，并且行星级的太阳轮与电机连接。变速器在此包括单作用的第六切换元件，其在***作时将第二变速器输入轴与电机和行星级的太阳轮连接起来。因此，电驱动装置在前进挡中向回转动，并且经由行星级借助于第六切换元件提供了机械的倒挡，用以驱动第二变速器输入轴。于是，配属于第一分变速器或第一变速器输入轴的那些挡用作具有通过行星级实现的附加的减速的倒挡。
主变速包括至少一个中间轴。然而，它也可以实施为功率分配式的双中间轴式变速器。中间轴上的所有齿轮均实施为固定齿轮。在具有两个中间轴的实施变型方案中，两个中间轴实施成在主变速器的每个齿轮平面分别具有一个固定齿轮。
主变速实施为5挡齿轮组，其具有五个齿轮平面、两个分变速器和分变速器联接部。第五齿轮平面在此形成从动恒定级。所有的齿轮平面均构造为前进挡齿轮平面，而倒挡经由电机的转动方向反向产生。
第一分变速器配属于第一变速器输入轴，第一变速器输入轴实施为空心轴。第二分变速器配属于第二变速器输入轴，第二变速器输入轴实施为实心轴。给第二分变速器还配属了直接挡，在该直接挡中，力流并不引导经过一个中间轴或多个中间轴。两个分变速器可以通过其中一个切换元件联接，从而使分变速器的挡可以部分地分别被其他分变速器使用。由此，也能够实现两个驱动装置的联接，而在此转矩没有被引导至输出轴。此外，由于两个分变速器引起地，两个驱动装置可以以不同的传动比运行。因此，针对两个驱动装置可以分别依赖于行驶状况地选择适当的运行点。然而，电机也可以部分地或完全地停止，以便避免零负载损耗。
主变速器中的所有切换元件均实施为非同步的爪嵌式切换元件。
主变速器的和第一行星传动装置，即范围挡组的所有切换元件均实施为双作用的切换元件，这意味着，它们具有到第一和第二切换位置中的两个操作方向。然而，它们也可以被带到断开的第三切换位置中，即空挡位置中，在其中，第一和第二切换位置都不***作，并且没有构件通过切换元件连接。
变速器的构件与壳体的联接也可以通过与相对壳体固定的构件或壳体部分或与变速器的其他的抗相对转动(drehfest)的结构元件的联接来实现。
现在为了获得更好的效率，在直接挡中行驶时，应当降低中间轴的转速，以便由此减少例如在轴承和密封件处的拖曳损耗。在直接挡中降低中间轴转速能够实现变速器在直接挡中的更好的总效率。较低的转速意味着在轴承和密封件处的较低的拖曳功率(损耗功率)。中间轴转速也可以降至零。由此，在中间轴的轴承和密封件处没有拖曳损耗。这根据本发明通过以将电机上的转速调节至目标转速的方式对中间轴进行同步来完成。为此有利地，只要第一分变速器的最高挡的切换元件在先前不是闭合的，就首先闭合该切换元件。因此，电机本身同样没有达到高的转速水平，并且因此可以快速同步。为了降低中间轴转速，可以闭合来自前置挡组或分变速器的不同的切换元件。在此，这不会给传统的同步器带来负担。
变速器可以是混合动力车辆的驱动系的组成部分。该驱动系除了变速器之外还具有内燃机来作为第二驱动装置，以及与混合动力车辆的车轮连接的车桥传动装置，其中，主变速器的第二变速器输入轴持续地与内燃机连接或能够连接，并且变速器的输出轴与车桥传动装置驱动作用地连接。可以使用针对内燃机的分离离合器，但是对于纯粹的电动车辆来说不是必需的，这是因为第二变速器输入轴可以通过断开切换元件而脱联。
附图说明
在下文中，将参照实施例进一步阐述本发明：
图1示出用于根据本发明的方法的10挡变速器；
图2示出具有图1的变速器的示例性的传动比的表格；
图3示出用于根据本发明的方法的切换矩阵；
图4示出用于根据本发明的方法的切换矩阵；
图5示出用于根据本发明的方法的10挡变速器的实施变型方案2；
图6示出用于实施变型方案2的根据本发明的方法的切换矩阵；
图7示出用于根据本发明的方法的10挡变速器的实施变型方案3；
图8示出用于实施变型方案3的根据本发明的方法的切换矩阵；
图9示出驱动系。
具体实施方式
图1示出了变速器1的第一实施方式，其具有电机2、带两个分变速器的5挡主变速器HG、输出轴3、第一行星传动装置PG1和第二行星传动装置PG2，这两个行星传动装置分别具有如下元件，即，行星架ST1、ST2、至少一个行星轮PR1、PR2、太阳轮SR1、SR2和齿圈HR1、HR2。第一行星传动装置PG1用作范围挡组并与主挡组HG 联结。第二行星传动装置PG2作为行星级布置在电机2与第一变速器输入轴4之间。第一变速器输入轴4实施为空心轴并配属于主变速器 HG的第一分变速器。第二变速器输入轴5实施为实心轴并配属于主变速器HG的第二分变速器。主变速器HG包括第一齿轮平面R1、第二齿轮平面R2、第三齿轮平面R3、第四齿轮平面R4和第五齿轮平面R5 以及第一切换元件S1、第二切换元件S2、第三切换元件S3和第四切换元件S4。第五齿轮平面R5形成主变速器HG的从动恒定级。主变速器的所有切换元件S1-S4均构造为双作用的双侧的切换元件并且可以将变速器1的两个不同元件与轴或变速器构件连接起来。第一齿轮平面R1由第一变速器输入轴4的第一空套齿轮6与中间轴VW的第一固定齿轮12形成。第二齿轮平面R2由第一变速器输入轴4的空套齿轮7 与中间轴VW的第二固定齿轮13形成。第三齿轮平面R3由第二变速器输入轴5上的第三空套齿轮8与中间轴VW的第三固定齿轮14形成。第四齿轮平面R4由第二变速器输入轴5上的第四空套齿轮9与中间轴 VW上的第四固定齿轮15形成。第五齿轮平面R5由主轴10上的第五空套齿轮11与中间轴VW上的第五固定齿轮16形成。主轴10同轴于变速器输入轴4、5和输出轴3地延伸，并位于第二变速器输入轴5与输出轴3之间。中间轴VW平行于变速器输入轴4、5的轴线、主轴10 的轴线和输出轴3的轴线延伸。在此，第一切换元件S1可以在第一切换位置A中将第一齿轮平面R1与第一变速器输入轴4连接起来，或可以在第二切换位置B中将第二齿轮平面R2与第一变速器输入轴4连接起来。第二切换元件S2可以在第一切换位置C中将第一变速器输入轴4与第二变速器输入轴5连接起来，或可以在第二切换位置D中将第三齿轮平面R3与第二变速器输入轴5连接起来。因此，第二切换元件 S2在第一切换位置C中用于分变速器联接部。第三切换元件S3可以在第一切换位置E中将第四齿轮平面R4与第二变速器输入轴5联接起来，或者可以在第二切换位置F中将主轴10与第二变速器输入轴5联接起来。因此，在第二切换位置F中可以切换成直接挡，其中，转矩从第二变速器输入轴5经由主轴10和第一行星传动装置PG1传递到输出轴3上。第四切换元件S4可以在第一切换位置G中将主轴10与第五齿轮平面R5连接起来，或可以在第二切换位置H中将第一行星传动装置PG1的行星架ST1与第五齿轮平面R5连接起来。因此，从动恒定级，即主变速器HG的第五齿轮平面R5可以经由唯一的切换元件，即第四切换元件S4，要么联接到第一行星传动装置PG1的太阳件SR1 上，要么联接到行星架ST1上，这是因为主轴10直接与第一行星传动装置的太阳轮SR1连接。由于由此可以实现电机2经由从动恒定级联接到第一行星传动装置PG1的行星架ST1上，使得第五切换元件S5 无负载并且可以被转换。因此，电机2经由中间轴VW支持牵引力，从而使范围挡组PG1能够在支持牵引力的情况下被切换。电机2与行星架ST1的联接的另外的优点是，在直接挡中行驶时能够降低中间轴 VW的转速，以便减少轴承和密封件处的拖曳损耗。其中每个切换元件 S1-S4也都可以被切换到空挡，从而使它不连接任何提及到的元件。
变速器1包括形式为第一行星传动装置PG1的范围挡组。范围挡组PG1用于使主变速器HG的挡数翻倍。为此，可以通过配属于范围挡组PG1的第五切换元件S5在第一切换位置L中将第一行星传动装置 PG1的齿圈HR1与相对壳体固定的构件17或壳体部分连接起来，或与变速器1的其他的抗相对转动的结构元件连接起来。由此形成了缓慢的范围。在第五切换元件S5的第二切换位置S中，第一行星传动装置 PG1的齿圈HR1可以与输出轴3进而也与第一行星传动装置PG1的行星架ST1连接。行星架ST1抗相对转动地与输出轴3连接。因此，构件，即行星架ST1和齿圈HR1在切换元件S5的第二切换位置S中彼此锁止并且形成快速的范围。
第二行星轮传动装置PG2作为行星级布置在电机2与第一变速器输入轴4之间。电机2拥有定子18，该定子抗相对转动地与变速器1 的相对壳体固定的构件17或变速器壳体连接，或与变速器1的其他的抗相对转动的结构元件连接，从而定子18不会承担转速。电机2的以能转动的方式受支承的转子19与行星级PG2的构造为第二行星传动装置PG2的太阳轮SR2的行星齿轮组轴抗相对转动地连接。第二行星传动装置PG2的行星架ST2抗相对转动地与第一变速器输入轴4连接。第二行星传动装置PG2的齿圈HR2能够经由配属于第二行星传动装置 PG2的第六切换元件S6在第一切换位置I中与第二变速器输入轴5连接，而在第六切换元件S6的第二切换位置J中能够以相对壳体固定的方式被锁定。在第六切换元件S6的第一切换位置I中，行星级PG2可以作为叠加变速器起作用。在第六切换元件S6的第二切换位置J中，行星级PG2作为用于电机2的固定的前置传动比起作用。由此，电机 2可以廉价地设计成具有较小的转矩但是较高的转速。
由于利用行星级PG2将电机2布置在第一变速器输入轴4上，使得电机2配属于第一分变速器。第二变速器输入轴5同样通过在此未示出的第二驱动装置驱动。因为这通常是内燃机21，所以在另外的文献中，内燃机21被称为第二驱动装置。因此，内燃机21与第二分变速器连接或能与之连接。经由所配属的齿轮平面R1-R5也给每个分变速器配属有能切换的挡。主变速器HG的第一齿轮平面R1和第二齿轮平面R2配属于第一变速器输入轴4进而也配属于主变速器HG的第一分变速器。因此，能够经由由两个齿轮平面R1和R2形成的两个挡实现纯粹的电动行驶。在此，通过范围挡组PG1形成四个可切换的纯粹的电动挡。通过电机2的转动方向反向能够实现倒退行驶。用于内燃机21的分离离合器对于纯粹的电动行驶来说不是必需的，这是因为第二变速器输入轴5可以通过断开第二和第三切换元件S2、S3脱联。主变速器HG的第三齿轮平面R3和第四齿轮平面R4配属于第二变速器输入轴5，进而也配属于主变速器HG的第二分变速器。第五齿轮平面 R5用作用于主变速器HG的两个分变速器的从动恒定级。尽管如此，由于经由处于第一切换位置C中的第二切换元件S2进行的分变速器联接，使得内燃机21和电机2仍然可以使用各自的其他分变速器的挡。然而，由于第二切换元件S2实施为双切换元件，即双作用的双侧的切换元件，使得电机2不能使用主变速器HG的第三齿轮平面R3。
通过两个分变速器，可以使内燃机21和电机2以不同的传动比运行。因此，针对内燃机21并针对电机2可以分别依赖于行驶状况地选择适当的运行点。电机2也可以部分地或完全地脱联并停止，进而避免了零负载损耗。电机2的脱联可以经由第一和第二切换元件S1和S2 以及第六切换元件S6实现，第一和第二切换元件可以使第一变速器输入轴4不与另外的构件连接，第六切换元件可以使行星级的齿圈HR2 不与第二变速器输入轴5联接。
通过在处于切换位置C中的第二切换元件S2之上的分变速器联接部，使内燃机21可以与电机2连接，而转矩并不传导到输出轴3。在此，至少主变速器HG的第一切换元件S1和第三切换元件S3不***作，而是处于空挡位置中。由此，内燃机21可以用电机2启动，或者在空挡中，即与行驶速度无关，也就是即使处于停止中也可以产生电流。在此，内燃机21驱动电机2。电机2发电机式地工作。
图1仅示出了变速器1的对称于变速器输入轴4、5、主轴10和输出轴3的轴线的齿轮组的上半部。在该轴线上的镜像导致具有用于功率分配的两个中间轴VW的变型方案。然而，齿轮组在功能上与只具有一个中间轴VW的实施变型方案相同。这意味着，中间轴VW包括所属的固定齿轮12、13、14、15、16在内地不被镜像设置。
利用图1的实施方式，可以实现在EDA，即电动式起动 (ElektrodynamischesAnfahren)下公知的起动功能。电机2在此可以纯粹地或仅用于支持内燃机21来起动和加速。在纯粹的电起动的情况下，可以经由作为恒定传动比起作用的第二行星轮传动装置PG2来提供提高了的起动力矩。为了能够电动式起动，第六切换元件S6必须处于其第一切换位置I中。当第六切换元件S6处于第一切换位置I时，变速器1处于EDA模式中。此外，必须挂入第一分变速器的配属于第一变速器输入轴4的挡，并且第二分变速器必须切换到空挡，而不传递转矩。变速器1的第一挡G1在图1中配属于第一齿轮平面R1。第一齿轮平面R1在此配属于第一分变速器。因此，为了电动式起动可以使用处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1，并且在进一步的力流中，针对第一挡G1可以使用处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4和处于其第一切换位置L中的第五切换元件S5。因此，在第一挡G1中，所准备的是从第一变速器输入轴4经由第一齿轮平面R1、中间轴VW、从动恒定级R5、主轴10和在缓慢的范围中的范围挡组 PG1的力流。在车辆停止时，内燃机21例如以空转转速转动并且电机 2向回转动，从而使行星级PG2的行星架ST2静止。行星级PG2上的转矩比值是恒定的。内燃机21的转矩和电机2的转矩在行星级PG2的行星架ST2上相加。在电动式起动期间，电机2的转速发生改变，直到在行星级PG2上发生整体绕转(Blockumlauf)。通过如下方式可以使起动结束，即，第二切换元件S2被带到其第一切换位置C中，并且因此行星级PG2被锁止。
如果变速器1在EDA模式中运行，则电动式切换(EDS)能够作为负载切换功能。在此，在EDA模式中，第六切换元件S6保持处于其第一切换位置I中。必须挂入配属于第一分变速器进而配属于第一变速器输入轴4的挡。该挡用作支持挡，经由该支持挡，力流在负载切换期间被传导。支持挡可以与实际挡或目标挡相同。然而，也可以使用第一分变速器的另外的挡。切换方法从负载接管阶段开始。在此，在内燃机21和电机2上如下这样地调整转矩，即，使它相应于行星传动装置PG2的定轴变速器传动比。由此，仅有经由行星级PG2的行星架ST2和支持挡的力流。所有其他切换元件都变为无负载。实际挡的变为无负载的切换元件被挂出。如下这样地调节内燃机21和电机2的转速，即，使目标挡的待挂入的切换元件同步。如果建立了同步，则挂入目标挡的切换元件。因此，切换过程结束，并且如果必要的话可以减小电机2上的负载。EDS-切换方法的优点是，目标挡的待切换的切换元件通过电机2和内燃机21的互相配合来同步，其中，电机2是能够非常容易调节的。EDS切换方法的另外的优点是，可以实现高的牵引力，这是因为内燃机21和电机2的转矩在第二行星传动装置PG2 上相加。
用图1的实施方式同样可以实施在ISG，即启动发电一体机 (IntegrierterStartergenerator)下公知的功能，在其中，内燃机21可以经由电机2启动并加速，并且电机2也可以用作发电机。在ISG-模式中，第六切换元件S6处于其第二切换位置J中，并且齿圈HR2与相对壳体固定的构件17连接。在ISG-模式中也能够实现纯粹的电动行驶，其中，行星级PG2的齿圈HR2相对壳体固定地被锁定，并且电机2将转矩传递到行星级PG2的行星架ST2上。
图2中示出了针对各自的齿轮平面PG1、PG2、R1-R5的各个传动比i的示例性的数值。所说明的传动比相应于直齿轮的各自的齿比
Figure GDA0002785653100000121
或者在行星传动装置的情况下，相应于定轴传动比 i0、即齿圈HR1、HR2与太阳轮SR1、SR2之间的齿比。负号表示转动方向反向。直齿轮副的传动比i沿以下的力流方向说明：
第一、第二、第三和第四齿轮平面R1、R2、R3、R4：从两个变速器输入轴4、5至中间轴VW
第五齿轮平面R5：从中间轴VW至主轴10
也可以使用针对传动比序列的其他的数值。
图3示出了从ISG模式下的内燃机21的角度看的变速器1针对十个挡G1-G10的所属的切换矩阵。第六切换元件S6在此保持处于其第二切换位置J中。挡G1-G10被列在第一列中。当内燃机21引导经由第二分变速器，即在实心轴5之上的力流时，于是可以在无力流的第一分变速器中，即在空心轴4之上预选一个挡，或者可以联接第一分变速器。预选挡在挡编号的后面在括号中说明。例如，在挡G2(1)中，第二挡G2对于内燃机21来说是激活的，第一挡G1对于内燃机21来说被预选并同时对于电机2来说是已经被激活的。在此，在挡G1-G10相邻的列中罗列了哪些切换元件S1-S6处于哪些切换位置A-J中。十叉 x标记了闭合的切换位置A-J。与切换元件S1-S6的列相邻的是具有示例性的挡传动比i的列和具有相对每个挡G1-G10的示例性的挡间传动比比值phi的列。
在第一挡G1中的功率流如图3所示经由第二变速器输入轴5、处于其第一切换位置C中的第二切换元件S2、处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1、第一齿轮平面R1、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4、在缓慢的范围中切换的范围挡组PG1而传导到输出轴3上。在第二挡G2中的功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第二切换位置D中的第二切换元件S2、第三齿轮平面R3、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第一切换位置G 中的第四切换元件S4、在缓慢的范围内的切换范围挡组PG1而传导到输出轴3上。在此，不仅可以经由处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1预选第一挡G1和进而第一齿轮平面R1，而且可以经由第二切换位置B预选第四挡G4和进而第二齿轮平面R2。所预选的挡G1、 G4配属于第一分变速器。在第三挡G3中的功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第一切换位置E中的第三切换元件S3、第四齿轮平面 R4、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4、在缓慢的范围中切换的范围挡组PG1而传导到输出轴3上。在此，可以经由处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1预选第四挡为G4和进而第二齿轮平面R2。在第四挡G4中的功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第一切换位置C中的第二切换元件S2、第一变速器输入轴4、在其第二切换位置B中的第一切换元件S1、第二齿轮平面R2、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4、在缓慢的范围中的切换范围挡组PG1而传导到输出轴 3上。
在第五挡G5中的功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第二切换位置F中第三切换元件S3、在缓慢的范围内切换的范围挡组PG1而传导到输出轴3上。在此，可以经由处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1并经由处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4预选了第四挡G4。替选地，可以经由处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1并且经由处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4预选第九挡G9。同样地，可以经由处于其第一切换位置A的第一切换元件 S1和处于其第二切换位置H的第四切换元件S4预选第六挡G6。在第六挡G6中的功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第一切换位置C 中的第二切换元件S2、第一变速器输入轴4、处于其第一切换位置A 中的第一切换元件S1、第一齿轮平面R1、中间轴VW、从动恒定级 R5、处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4并且经由切换到快速的范围中的范围挡组PG1而传导到输出轴3上。在此，第五切换元件 S5根据本发明是无负载的，这是因为以通过处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4进行的经由范围挡组PG1的行星架ST1的力传递的方式绕开了第五切换元件。
在第七挡G7中的功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第二切换位置D中的第二切换元件S2、第三齿轮平面，R3、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4并经由切换到快速的范围中的范围挡组PG1而传导到输出轴3上，其中，第五切换元件S5还是无负载的。在此，可以经由处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1预选第六挡G6，或者可以经由处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1预选第九挡G9。在第八挡G8中的功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第一切换位置E中的第三切换元件S3、第四齿轮平面R4、中间轴VW，从动恒定级R5、处于其第二切换位置 H中的第四切换元件S4并经由切换到快速的范围中的范围挡组PG1而传导到输出轴3上，其中，第五切换元件S5还是无负载的。在此，可以经由处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1预选第九挡G9。在第九挡S9中的功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第一切换位置C中的第二切换元件S2、第一变速器输入轴4、处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1、第二齿轮平面R2、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4并经由切换到快速范围中的范围挡组PG1而传导到输出轴3上，其中，第五切换元件 S5还是无负载的。在第十挡G10中的功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第二切换位置F中的第三切换元件S3、主轴10并经由切换到快速范围中的范围挡组PG1而传导到输出轴3上。在此有利的是，附加地将第二切换元件S2切换为处于其第一切换位置C，这是因为这样第一变速器输入轴4就以限定的转速，在此是第二变速器输入轴5的转速被引导。对此替选地，可以经由处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1和处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4预选第九挡 G9，其中，第五切换元件S5是无负载的。然而，也可以经由处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1和处于其第一切换位置C中的第二切换元件S2预选第六挡G6。因此，降低中间轴转速是可行的，然而在此，必须断开第四切换元件S4。经由预选处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1，在第十挡中也能够使电机2和中间轴VW停止，其中，第二切换元件S2必须是断开的。
在第六、第七、第八和第九挡G6-G9中，第五切换元件S5不是在第二切换位置S中地也可以在第一切换位置L中保持闭合，这是因为当力流经由处于第二切换位置H中的第四切换元件S4直接被传导到第一行星传动装置PG1的行星架ST1上时，第五切换元件S5在这两个切换位置L和S中都是无负载的。然而，基于在范围挡组PG1上的转速比而有利的是，尽可能早地执行从第五切换元件S5的第一切换位置L变换到第二切换位置S。
通常在从第五挡G5变换到第六挡G6中时发生了范围挡组PG1 的牵引力不中断的转换。在ISG模式中的内燃机驱动或混合动力的行驶的情况下的第五挡G5中，该第五挡经由直接挡在缓慢的范围挡组 PG1中进行切换。第三切换元件S3处于其第二切换位置F中，并且第五切换元件处于其第一切换位置L中。这同样在图3中在行G5(4) 中看到。由于之前的经历，电机2仍在第四挡G4中起作用，其中，第一切换元件S1处于其第二切换位置B中，并且第四切换元件S4处于其第一切换位置G中。现在为了牵引力不中断地切换到第六挡G6，执行以下方法步骤：
当电机2上存在负载时，在此发生负载减小。在此，内燃机21接管负载。
随后，第四切换元件S4可以从切换位置G断开。
经由电机2的转速调节来主动地同步第四切换元件S4的第二切换位置H。为此，电机2的转速必须降低。转速降低了范围挡组PG1的传动比的因子，该因子在图3的数字示例中相应于因子3.713。
随后，第四切换元件S4可以无负载地切换到第二切换位置H中。这相应于在图3的切换矩阵中的挡5(9)的行。作为过渡地，在该状态下预选第九挡G9，这是因为第一切换元件S1仍处于第二切换位置B中。现在可以无负载地断开该第一切换元件。现在经由电机2的转速调节主动地同步第一切换元件S1的第一切换位置A。为此，电机2的转速必须升高到第六挡G6的目标转速水平。转速升高了配属于第一变速器输入轴的两个挡的传动比的比值。这在此是第一挡和第四挡G1、G4，这意味着转速升高了因子1.3/0.592＝2.2(参见图2，第一和第二齿轮平面R1，R2)。
因此，第一切换元件S1可以无负载地被带到切换位置A中，其中同时预选跟随挡，即第六挡G6。
随后，发生从内燃机21到电机2的负载转移。这意味着，只有电机2支持在目标挡，即第六挡G6中的牵引力。
在内燃机21是无负载之后，断开第三切换元件S3的第二切换位置F。
可选地，现在在断开第三切换元件S3的第二切换位置F期间可以发生第五切换元件S5从第一切换位置L到其第二切换位置S的变换。这提供的优点是，仅主轴10和进而第一行星传动装置PG1的太阳轮 SR1上的较小的惯性质量起作用。同步在此经由实施同步的切换元件 S5本身来进行。随后，可以闭合第五切换元件S5的第二切换位置S。无法利用内燃机21主动地同步第二切换位置，这是因为内燃机21无法足够程度地降低转速，这是因为尽管第六挡是目标，但在此仍需要第十挡G10(第三切换元件S3和第五切换元件S5分别处于第二切换位置F和S中)的转速水平。第五切换元件S5在这时从第一切换位置 L到第二切换位置S的变换如已经提到的那样是有利的，但不是必要的。该变换也可以在从第五挡G5切换到第六挡G6之外在稍后的时间点进行。于是，第五切换元件S5暂时保持在第一切换位置L中。
之后立即断开第三切换元件S3的切换位置F，这意味着，必要时与上述的步骤同时地将内燃机21同步到第六挡G6的目标转速上。因此，第二切换元件的第一切换位置C被同步并且随后可以无负载地进行闭合。因此，第六挡G6被挂入并且结束了针对切换元件S1-S6的切换过程。随后，可以根据运行策略进行从电机2到内燃机21的负载转移。
总之，为了实现从第五挡G5到第六挡G6，必须转换第四切换元件S4和第一切换元件S1。在此，首先变换第四切换元件S4，然后变换第一切换元件S1。由此，首先降低电机2的转速并且可以以高转矩来同步。需要更少的能量用于改变转子19的惯性质量的转速。首先，当第一切换元件S1被转换时，电机2的转速将在此期间大大提升并且将承受过速的危险，即电机2在高转速的情况下转矩小。
该方法与用于电机2的行星级PG2的前置传动比无关。即使在没有行星级PG2的情况下也可以实现，其中，电机2或转子19将被直接接合在第一变速器输入轴4上。
如上所述，在直接挡中，即在第十挡G10中(参见图3)，在ISG 模式中可以降低一个中间轴VW或多个中间轴的转速。在此，对于ISG 模式来说，第六切换元件S6一直在第二切换位置J中闭合。以内燃机驱动的方式行驶，其中，第三切换元件S3处于其第二切换位置F中。第四切换元件S4由于之前的经历而仍处于其第二切换位置H中。这导致，在图2中的数字示例中，中间轴VW的转速比内燃机21的转速高了因子2.197。这相应于第五齿轮平面R5的直齿轮传动比i。范围挡组 PG1的太阳轮SR1和行星架ST1具有相同的转速，这是因为范围挡组PG1通过处于其第二切换位置S中的第五切换元件锁止。中间轴VW 的转速的降低能够实现变速器1在直接挡G10中的更好的总效率。较低的转速意味着在轴承和密封处很少的拖曳损耗或损耗功率。为此，可以闭合无负载的切换元件。在当前的齿轮组中有利的是，第一切换元件S1被带到其第一切换位置A中。中间轴VW的转速于是仍仅为内燃机21的转速的0.769倍(1/1.3＝0.769)。中间轴VW的转速也可以降低到零。在此，避免了在轴承处的拖拽损耗。经由电机2上的转速调节实现了将中间轴VW同步到目标转速。为此，只要第一分变速器的最高挡的切换元件在之前不是闭合的，就首先闭合该切换元件。在这里所示的示例中，该切换元件是处于第二切换位置B中的第一切换元件，通过第一切换元件经由第二齿轮平面R2形成第四挡G4。因此，电机2本身也没有达到高的转速水平，并且因此可以更快速地同步。没有加重任何常规的同步的负载。在图3中的切换矩阵中，在具有预选的第六挡的第十挡G10(6)的情况下，中间轴VW的转速降低，而在具有预选的空转(Leerlauf)的第十挡G10(0)的中，中间轴VW的转速和电机2的转速降低到零。在此，借助电机2也实现了中间轴VW的转速变化。
图4示出了从EDA模式下的内燃机21的角度看的变速器1针对十个挡G1-G10的所属的切换矩阵。第六切换元件S6在此保持在其切换位置I中。在其他方面，在EDA模式中的切换矩阵等同于图3的ISG 模式中的切换矩阵。然而，得到了电机2和行星级PG2上的其他的转速比。
在从第五挡G5变换到第六挡G6中时范围挡组PG1的牵引力不中断的转换也可以在EDA模式下执行。在此，第六切换元件S6总是处于其第一切换位置I中。在在EDA模式中的内燃机驱动或混合动力的行驶的情况下的第五挡中，该第五挡经由直接挡在缓慢的范围挡组PG1 中进行切换。第三切换元件S3处于其第二切换位置F中并且第五切换元件处于其第一切换位置L中。这同样在图4中在行G5(4)中看到。电机2由于之前的经历仍在第四挡G4中起作用，其中，第一切换元件 S1处于其第二切换位置B中，并且第四切换元件S4处于其第一切换位置G中。现在为了牵引力不中断地切换到第六挡G6中，执行以下方法步骤：
当电机2上存在负载时，在此发生负载减小。在此，内燃机21接管负载。
随后，第四切换元件S4可以从切换位置G断开。
经由电机2的转速调节主动地同步第四切换元件S4的第二切换位置H。为此，行星级PG2的行星架ST2的转速必须降低，这通过降低电机2的转速来完成。行星级PG2的行星架ST2的转速降低了范围挡组PG1的传动比的因子，该因子在图4的数字示例中相应于因子3.713。
随后，第四切换元件S4可以无负载地切换到第二切换位置H中。这相应于在图4的切换矩阵中的挡5(9)的行。作为过渡地，在该状态下预选第九挡G9，这是因为第一切换元件S1仍处于第二切换位置B中。现在可以无负载地断开该第一切换元件。现在经由电机2的转速调节主动地同步第一切换元件S1的第一切换位置A。为此，行星级PG2的行星架ST2的转速必须借助电机2升高到第六挡G6的目标转速水平。转速升高了配属于第一变速器输入轴的两个挡的挡传动比的比值。这在此是第一挡和第四挡G1、G4，这意味着，转速升高了因子1.3/0.592＝2.2(参见图2，第一和第二齿轮平面R1，R2)。
因此，第一切换元件S1可以无负载地被带到切换位置A中，其中同时预选跟随挡，即第六挡G6。
然后，调整内燃机21和电机2的转矩，使得它们与行星级PG2 的定轴传动比成比例，因此使待挂出的第三切换元件S3变为无负载。然后，力流仅经过行星级PG2的行星架ST2、目标挡，即第六挡G6、处于第一切换位置A中的第一切换元件S1和处于第二切换位置H的第四切换元件，同时，在两个做功机械的极限的范围内调整内燃机21 和电机2的转矩，使得牵引力尽量接近由驾驶员或行驶策略功能所期望的额定值。
在第三切换元件S3是无负载之后，断开第三切换元件S3的第二切换位置F。
可选地，现在在断开第三切换元件S3的切换位置F期间可以进行将第五切换元件S5从第一切换位置L变换到其第二切换位置S。这提供的优点是，仅主轴10和进而第一行星传动装置PG1的太阳轮SR1 上的较小的惯性质量起作用。同步在此经由实施同步的切换元件S5本身来进行。随后，可以闭合第五切换元件S5的第二切换位置S。第五切换元件S5在此时从第一切换位置L到第二切换位置S的变换如已经提到的那样是有利的，但不是绝对必要的。该变换也可以在从第五挡 G5切换到第六挡G6之外地在稍晚的时间点进行。然后，第五切换元件S5暂时保持在第一切换位置L中。
之后立即断开第三切换元件S3的切换位置F，这意味着，必要时与上述的步骤同时地，如下这样地控制或调节内燃机21和电机2的转矩，使得内燃机21的转速减低到目标转速。因此，同步第二切换元件 S2的第一切换位置C被同步并且随后可以无负载地闭合。因此，第六挡G6被挂入并且结束了针对切换元件S1-S6的切换过程。随后，可以根据运行策略进行从电机2到内燃机21的负载转移。
总之，为了在EDA模式中实现从第五挡G5到第六挡G6，必须转换第四切换元件S4和第一切换元件S1。在此，首先变换第四切换元件 S4，然后变换第一切换元件S1。由此，电机2首先降低转速并且可以以高转矩来同步。需要更少的能量用于改变转子19的惯性质量的转速。首先，当第一切换元件S1将被转换时，电机2的转速将在此期间大大提升并将承受过速的风险，即电机2在高转速的情况下转矩小。
针对第一和第四切换元件S1和S4，实现了借助电机2的无负载的转速同步。在此，在行星级PG2的齿圈HR2上基于惯性质量而支撑了动态的力矩，该动态的力矩必要时会对行驶舒适性产生负面影响，这是因为行星级PG2的齿圈HR2经由处于第一切换位置I中的第六切换元件S6与第二变速器输入轴5连接。因此，在转速同步之前也可以从EDA模式转换到ISG模式，并且与之相应地进行同步。在进行各自的转速同步之后又变换回到EDA模式。
在主变速器HG中还可以想到其他的挡配属。例如，第二齿轮平面R2和第四齿轮平面R4可以互换。因此，用于第三挡G3和第四挡 G4的齿轮平面互换。
附加地，可以添加用于内燃机21的分离离合器或起动离合器。
此外，可以添加一个或多个机械的倒挡。这要么可以作为附加的直齿轮平面利用附加的切换元件来实现，要么可以作为行星回转轮组利用两个用于前进和倒退的附加的切换元件来实现。此外，可以使用所谓的GPR范围挡组，在其中，倒挡被整合在范围挡组中。
图5示出了10挡变速器的第二实施变型方案。变速器1仅在第二行星轮传动装置PG2的实施方案中有所不同。第二行星传动装置PG2 同样作为行星级布置在电机2与第一变速器输入轴4之间。电机2具有定子18，该定子抗相对转动地与变速器1的相对壳体固定的构件17 或变速器壳体连接或与变速器1的其他的抗相对转动的结构元件连接，从而使定子18不会承担转速。电机2的以能转动的方式受支承的转子 19与行星级的构造为第二行星传动装置PG2的太阳轮SR2的行星齿轮组轴抗相对转动地连接。第二行星传动装置PG2的行星架ST2抗相对转动地与第一变速器输入轴4连接。第二行星传动装置PG2的齿圈HR2 抗相对转动地与壳体部分17连接。用于电机2的固定的前置传动比具有的优点是，电机2可以廉价地以较少的转矩但是转速却很高地被挂出。由于利用行星级将电机2布置在第一变速器输入轴4上，使得电机2还配属于第一分变速器。变速器1的其他结构相应于图1的第一实施变型方案。
通过行星级PG2实现的前置传动比也可以完全取消。于是，电机 2设计成具有较小的转速和较大的转矩。在主变速器HG中还可以想到其他的挡配属。例如，第二齿轮平面R2和第四齿轮平面R4可以互换。因此，用于第三挡G3和第四挡G4的齿轮平面互换。
附加地，可以添加用于内燃机21的分离离合器或起动离合器。于是，第二和第三切换元件S2、S3可以实施为同步的切换元件，并且对第二分变速器的挡，即，配属于第二变速器输入轴5的那些挡的同步利用断开的离合器来实现。
此外，在此也可以添加一个或多个机械的倒挡。这要么可以作为附加的直齿轮平面利用附加的切换元件来实现，要么可以作为行星回转组利用两个用于前进和倒退的附加的切换元件来实现。此外，可以使用所谓的GPR范围挡组，在其中，倒挡被整合在范围挡组中。
在图2中示例地罗列的用于各自的齿轮平面PG1、PG2，R1-R5 的各个传动比i的数值也可以用于该实施变型方案。然而，在此同样也可以使用其他的数值。
图6示出了从内燃机21的角度看的图5的变速器1针对十个挡 G1-G10的所属的切换矩阵。该切换矩阵基本上相应于图3的在ISG模式下的切换矩阵，其中，取消了第六切换元件S6。这是因为行星级PG2 的齿圈HR2持续地抗相对转动地与壳体部分连接。如同样在图1中的第一变型方案中那样地执行范围挡组PG1的牵引力不中断地切换以及用于在直接挡，即第十挡G10中降低中间轴转速的方法。
图7示出了10挡变速器的第三实施变型方案。变速器1相对两个迄今所罗列的实施变型方案仅在第二行星轮传动装置PG2的实施方案中有所不同。第二行星传动装置PG2同样作为行星级布置在电机2与第一变速器输入轴4之间。电机2具有定子18，该定子抗相对转动地与相对壳体固定的构件17或变速器1的变速器壳体连接或者与变速器 1的其他的抗相对转动的结构元件连接，从而使定子18不会承担转速。电机2的以能转动的方式受支承的转子19与行星级的构造为第二行星传动装置PG2的太阳轮SR2的行星齿轮组轴抗相对转动地连接。第二行星传动装置PG2的齿圈HR2抗相对转动地与第一变速器输入轴4连接。第二行星传动装置PG2的行星架ST2抗相对转动地与壳体部分17 连接。附加地，给第二行星传动装置PG2配属了第七切换元件S7，该第七切换元件可以使电机2和行星级的构造为第二行星传动装置PG2 的太阳轮SR2的行星齿轮组轴与第二变速器输入轴5连接。该第七切换元件S7仅单侧地起作用并且可以在闭合的切换位置R中将第二变速器输入轴5和第二行星传动装置的太阳轮SR2连接起来，或者该第七切换元件S7可以被断开并且不建立两个构件之间的连接。用于电机2 的固定的前置传动比具有的优点是，电机2可以廉价地设计成具有较小的转矩但是具有较高转速。在当前情况下，电机2在前进挡中向回转动，这在电机2的情况下是毫无问题地能够实现的。经由行星级PG2 借助处于其切换位置R中的第七切换元件S7为内燃机21提供了机械的倒挡。配属于第一分变速器的挡，即配属于具有第一和第二齿轮平面R1和R2的第一变速器输入轴4的那些挡于是被用作具有通过行星级PG2实现的附加的减速的倒挡。由于电机2利用行星级布置在第一变速器输入轴4上，使得电机2还配属于第一分变速器。变速器1的另外的结构相应于图1的第一实施变型方案。
在图2中示例性地罗列的用于各自的齿轮平面PG1、PG2、R1-R5 的各个传动比i的数值也可以用于该实施变型方案。然而，同样也可以使用其他的数值。
图8示出了从内燃机21的角度看的图7的变速器1针对十个挡 G1-G10以及四个倒挡GR1-GR4的所属的切换矩阵。该切换矩阵基本上相应于图3的切换矩阵，其中，取消了第六切换元件S6，并且为此，第七切换元件S7以切换位置R记录。如同样在图1中的第一变型方案中那样地执行范围挡组PG1的牵引力不中断地转换以及用于在直接挡中，即第十挡G10中同步中间轴转速的方法。
在第一倒挡RG1中的功率流，如在图8中绘制的那样经由第二变速器输入轴5、处于其切换位置R中的第七切换元件S7、第二行星传动装置PG2、第一变速器输入轴4、处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1、第一轮平面R1、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4、主轴10和在缓慢的范围中切换的范围挡组PG1而传导到输出轴3上。在第二倒挡RG2中的功率流经由第二变速器输入轴5、处于其切换位置R中的第七切换元件S7、第二行星传动装置PG2、第一变速器输入轴4、处于其第二切换位置B 中的第一切换元件S1、第二齿轮平面R2、中间轴VW、从动恒定级 R5、处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4、主轴10和在缓慢范围中切换的范围挡组PG1而传导到输出轴3上。在第三倒挡RG3中的功率流经由第二变速器输入轴5、处于其切换位置R中的第七切换元件S7、第二行星传动装置PG2、第一变速器输入轴4、处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1、第二齿轮平面R2、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4和在快速的范围中切换的范围挡组PG1而传导到输出轴3上。在第四倒挡RG4中的功率流经由第二变速器输入轴5、处于其切换位置R中的第七切换元件S7、第二行星传动装置PG2、第一变速器输入轴4、处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1、第一齿轮平面R1、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4和在快速范围中切换的范围挡组PG1而传导到输出轴3上。
为了尤其是在直接挡中降低电机2的转速，执行以下方法：
在内燃机驱动的行驶中，从第二分变速器的配属于第二变速器输入轴5的挡出发。这例如可以是直接挡，即第十挡G10，在其中，第三切换元件S3处于其第二切换位置F中。
通过如下方式降低电机2的转速，即，断开第一切换元件S1并且将第七切换元件S7带到其切换位置R中。通过电机2的转速调节同步第七切换元件S7或由其来切换的挡。电机2然后与内燃机21转速相同，并且行星级PG2的前置传动比不起作用。这提供的优点是，在电机2上生成较低的零负载损耗。电机2直接与内燃机21连接，从而在内燃机21上的负载点升高的情况下，内燃机21的朝电机2的附加的转矩不经由啮合部传导。这引起了良好的机械效率。在图8中的切换矩阵中，这被罗列在行G10(R)中。此外，在该示例中，通过在第二切换位置D中闭合第二切换元件S2(具有直齿轮传动比-1的第三齿轮平面R3)来降低中间轴转速。在数字示例中，于是内燃机21、电机2和中间轴VW都转速相同。在长途载重车辆中，在直接挡中进行降低是特别有意义的，这是因为直接挡具有高的行驶占比。
变速器1可以是混合动力车辆的驱动系20的组成部分。这在图9 中示出。驱动系20除了变速器1之外还具有内燃机21作为第二驱动装置，以及具有与混合动力车辆的车轮22连接的车桥传动装置23，其中，主变速器HG的第二变速器输入轴5持续地与内燃机21连接或能与之连接，并且变速器1的输出轴3与车桥传动装置23驱动作用地连接。用于内燃机21的分离离合器可以安装在内燃机21与变速器1之间，然而，对于纯粹的电动行驶来说这并不是必需的，这是因为第二变速器输入轴5如所述那样可以通过断开切换元件来脱联。
附图标记列表
1 变速器
2 电机
3 输出轴
4 第一变速器输入轴
5 第二变速器输入轴
6 主变速器的第一空套齿轮
7 主变速器的第二空套齿轮
8 主变速器的第三空套齿轮
9 主变速器的第四空套齿轮
10 主轴
11 主变速器的第五空套齿轮
12 中间轴的第一固定齿轮
13 中间轴的第二固定齿轮
14 中间轴的第三固定齿轮
15 中间轴的第四固定齿轮
16 中间轴的第五固定齿轮
17 相对壳体固定的构件
18 电机的定子
19 电机的转子
20 驱动系
21 内燃机
22 车轮
23 车桥传动装置
HG 主变速器
PG1 第一行星传动装置，范围挡组
PG2 第二行星传动装置，行星级
EM 电机
HR1、HR2 齿圈
ST1、ST2 行星架
SR1、SR2 太阳轮
PR1、PR2 行星轮
S1 第一切换元件
S2 第二切换元件
S3 第三切换元件
S4 第四切换元件
S5 第五切换元件
S6 第六切换元件
S7 第七切换元件
A 第一切换元件S1的第一切换位置
B 第一切换元件S1的第二切换位置
C 第二切换元件S2的第一切换位置，分变速器联接部
D 第二切换元件S2的第二切换位置
E 第三切换元件S3的第一切换位置
F 第三切换元件S3的第二切换位置，直接挡
G 第四切换元件S4的第一切换位置
H 第四切换元件S4的第二切换位置，范围挡组的牵引力支持部
I 第五切换元件S5的第一切换位置，EDA模式
J 第五切换元件S5的第二切换位置，ISG模式
L 第六切换元件S6的第一切换位置，缓慢的范围
S 第二切换元件S6的第二切换位置，快速的范围
R1 第一齿轮平面
R2 第二齿轮平面
R3 第三齿轮平面
R4 第四齿轮平面
R5 第五齿轮平面，从动恒定级
G1 第一挡
G2 第二挡
G3 第三挡
G4 第四挡
G5 第五挡
G6 第六挡
G7 第七挡
G8 第八挡
G9 第九挡
G10 第十挡
GR1 第一倒挡
GR2 第二倒挡
GR3 第三倒挡
GR4 第四倒挡
i 传动比
phi 挡间传动比比值

Claims (10)

1.一种用于在直接挡中同步中间轴转速的方法，该方法用以降低用于混合动力应用的变速器(1)中的中间轴转速，所述变速器具有带内燃机(21)和电机(2)的混合动力驱动装置，其中，所述变速器(1)具有包括两个并联的分变速器且带有至少一个中间轴(VW)的主变速器(HG)、输出轴(3)以及两个行星传动装置(PG1、PG2)，所述行星传动装置具有以下元件：行星架(ST1、ST2)、太阳轮(SR1、SR2)和齿圈(HR1、HR2)，其中，每个分变速器具有变速器输入轴(4、5)，其中，第一变速器输入轴(4)实施为空心轴，而第二变速器输入轴(5)实施为实心轴，其中，第一行星传动装置(PG1)作为范围挡组与所述主变速器(HG)联结，第二行星传动装置(PG2)在电机(2)和第一变速器输入轴(4)之间作为行星级设置，其中，所述主变速器(HG)从第二行星传动装置(PG2)起轴向上先后包括第一齿轮平面(R1)、第二齿轮平面(R2)、第三齿轮平面(R3)、第四齿轮平面(R4)和第五齿轮平面(R5)以及第一切换元件(S1)、第二切换元件(S2)、第三切换元件(S3)、第四切换元件(S4)和主轴(10)，第一切换元件(S1)轴向上位于第一齿轮平面(R1)和第二齿轮平面(R2)之间，第二切换元件(S2)轴向上位于第二齿轮平面(R2)和第三齿轮平面(R3)之间，第三切换元件(S3)轴向上位于第四齿轮平面(R4)和第五齿轮平面(R5)之间，变速器(1)具有十个前进挡，其特征在于，为了降低中间轴转速在直接挡中将中间轴转速同步到目标转速经由所述电机(2)的转速调节来执行，直接挡中的功率流通过第二变速器输入轴(5)、第二切换位置(F)中的第三切换元件(S3)、主轴(10)以及通过范围挡组(PG1)传导到输出轴(3)上。
2.根据权利要求1所述的用于在直接挡中同步中间轴转速的方法，其特征在于，所述直接挡是第十挡(G10)。
3.根据权利要求1或2所述的用于在直接挡中同步中间轴转速的方法，其特征在于，所述中间轴转速可降至零。
4.根据权利要求1或2所述的用于在直接挡中同步中间轴转速的方法，其特征在于，只要第一分变速器的最高挡的切换元件在之前不是闭合的，就首先闭合该切换元件。
5.根据权利要求4所述的用于在直接挡中同步中间轴转速的方法，其特征在于，所述第一分变速器的最高挡的切换元件是处于其第二切换位置(B)中的第一切换元件(S1)，通过所述第一切换元件经由第二齿轮平面(R2)形成第四挡(G4)。
6.根据权利要求1或2所述的用于在直接挡中同步中间轴转速的方法，其特征在于，为了切换直接挡，将第三切换元件(S3)切换到其第二切换位置(F)中。
7.根据权利要求2所述的用于在直接挡中同步中间轴转速的方法，其特征在于，在具有预选的第六挡(G10(6))的第十挡中，降低中间轴(VW)的转速，并且在具有预选的空转(G10(0))的第十挡中，将中间轴(VW)的转速和电机(2)的转速降至零。
8.根据权利要求1或2所述的用于在直接挡中同步中间轴转速的方法，其特征在于，前置挡组(PG2)的为了倒退行驶同样被闭合的切换元件被用于同步。
9.根据权利要求8所述的用于在直接挡中同步中间轴转速的方法，其特征在于，所述前置挡组的切换元件是单侧作用的第七切换元件(S7)，所述第七切换元件被带到其闭合的切换位置(R)中并且断开第一切换元件(S1)。
10.根据权利要求1或2所述的用于在直接挡中同步中间轴转速的方法，其特征在于，降低两个中间轴(VW)的中间轴转速。
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