用于车辆的变速器以及具有这种变速器的动力总成系统的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆的动力总成系统的变速器，一种具有这种变速器的动力总成系统以及一种具有这种类型的动力总成系统的车辆。


背景技术：

2.从de 10 2019 205 747 a1中得到一种变速器，该变速器具有输入轴和两个输出轴、第一行星齿轮组以及与第一行星齿轮组连接的第二行星齿轮组，其中，行星齿轮组分别包括多个元件。第一输出轴与第一行星齿轮组的第二元件不可相对转动地连接，第二输出轴与第二行星齿轮组的第三元件不可相对转动地连接，第一行星齿轮组的第三元件通过轴与第二行星齿轮组的第一元件不可相对转动地连接，并且第二行星齿轮组的第二元件固定在不可转动的结构元件上。此外，变速器包括具有三个元件以及两个切换元件的第三行星齿轮组。第一切换元件构造成，通过将第三行星齿轮组的元件中的两个不可相对转动地连接起来，锁止第三行星齿轮组。第二切换元件构造成，将第三行星齿轮组的第一元件固定在不可旋转的结构元件上。第三行星齿轮组的第二元件通过中间轴与第一行星齿轮组的第一元件不可相对转动地连接。此外，第三行星齿轮组的第三元件与输入轴不可相对转动地相连接。


技术实现要素：

3.本发明的任务在于，提供一种用于动力总成系统的节省空间的变速器以及一种用于车辆的具有改进的总效率的动力总成系统。该任务通过具有独立权利要求1所述的特征的变速器，具有权利要求13所述的特征的动力总成系统以及具有权利要求15所述的特征的车辆实现。有利的实施方式是从属权利要求、以下说明书以及附图的对象。
4.根据本发明的第一方面的用于车辆的动力总成系统的根据本发明的变速器具有输入轴、第一输出轴、第二输出轴以及起作用地布置在输入轴和两个输出轴之间的集成式差速器，该集成式差速器包括具有多个齿轮组元件的第一行星齿轮组和与第一行星齿轮组有效连接的具有多个齿轮组元件的第二行星齿轮组，此外，该变速器包括具有多个齿轮组元件的环绕齿轮传动器，其中，分别有齿轮组元件中的一个与环绕齿轮传动器的输入部、环绕齿轮传动器的输出部以及变速器的位置固定的结构元件不可相对转动地连接，其中，第一行星齿轮组的第一齿轮组元件与输入轴不可相对转动地连接，第一行星齿轮组的第二齿轮组元件与第一输出轴不可相对转动地连接，并且第一行星齿轮组的第三齿轮组元件至少间接地与第二行星齿轮组的第一齿轮组元件不可相对转动地连接，其中，第二行星齿轮组的第二齿轮组元件至少间接地与环绕齿轮传动器的第二齿轮组元件不可相对转动地连接或可连接，其中，第二行星齿轮组的第三齿轮组元件与第二输出轴不可相对转动地连接，其中，环绕齿轮传动器的第一齿轮组元件与输入轴不可相对转动地连接或可连接，其中，环绕齿轮传动器的第三齿轮组元件与位置固定的结构元件不可相对转动地连接或可连接，其中，借助于第一行星齿轮组可将第一从动力矩传递到第一输出轴上，其中，在第二行星齿轮
组中可改变第一行星齿轮组的支撑力矩，使得可将与第一从动力矩相应的第二从动力矩传递到第二输出轴上。
5.换句话说，不是将两个齿轮力矩的和在一个构件中结合或汇聚成共同的轴力矩。相反地，在集成式差速器中分配被引入输入轴中的驱动功率，并且相应于行星齿轮组和环绕齿轮传动器的构造和连结方案继续引导到与其有效连接的输出轴中。由此，可根据相应的相对小的扭矩将集成式差速器的构件构造得更细长。此外，减少了构件并且节省了重量。因此，提供了变速器，即，借助于集成式差速器可通过唯一的集成的组件提供两种功能，扭矩改变和扭矩分配，目前为止，这两种功能通过两个独立的部件实现。由此，本发明涉及组合的传动和差速变速器，其一方面实现了扭矩改变并且另一方面实现了到输出轴上的扭矩分配，其中，此外实现了功率分流。
6.在本发明的范围中，集成式差速器理解成具有第一行星齿轮组和与第一行星齿轮组有效连接的第二行星齿轮组的差速器，其中，第一行星齿轮组与输入轴、与第二行星齿轮组以及与第一输出轴驱动作用地连接。第二行星齿轮组与第二输出轴驱动作用地连接。借助于这种集成式差速器，可改变在输入轴上的输入力矩，并且以定义的比例分配或传递到两个输出轴上。优选地，分别将输入力矩的50％，也就是说一半传递到输出轴上。由此，差速器不具有两个从动力矩的和施加在其上的构件。换句话说，防止产生扭矩和。此外，在输出轴的从动转速相同时，差速器不具有整体转动的也就是说在没有啮合运动的情况下转动的齿部。因此，与输出轴的从动转速无关地，始终进行差速器的彼此齿啮合的构件的相对运动。变速器的输出轴尤其是设定成与车辆的车轮有效连接。相应的输出轴可直接或者间接地与从属的车轮相连接。
7.因此，集成式差速器构造成具有行星齿轮组和多个齿轮组元件，即太阳轮、齿圈和多个由行星架在围绕太阳轮的圆形轨道上引导的行星轮的行星齿轮传动器。有利地，行星齿轮组具有刚好一个标准传动比。“行星齿轮组”尤其是理解成具有太阳轮、齿圈和多个由行星架在围绕太阳轮的圆形轨道上引导的行星齿轮的单元。有利地，相应的行星齿轮组具有刚好一个标准传动比。
8.环绕齿轮传动器优选地构造成行星齿轮传动器并且集成到集成式差速器中。环绕齿轮传动器与第一和第二行星齿轮组并联，其中，根据齿轮组元件的布置方案，可实现从环绕齿轮传动器到第二行星齿轮组中的或者从第二行星齿轮组到环绕齿轮传动器中的功率流。此外，环绕齿轮传动器通过齿轮组元件直接地或间接地，即通过连接在中间的切换元件支撑在输入轴上。通过环绕齿轮传动器的齿轮组元件中的一个与变速器的输入轴的不可相对转动的连接，实现功率分流。换句话说，提供了附加的功率分流的传动。通过环绕齿轮传动器，使变速器成为不对称的变速器。有利的是，由此可改善变速器的总效率。第二行星齿轮组的支撑力矩在环绕齿轮传动器中支撑在位置固定的结构元件上和变速器的输入轴上。变速器的不可相对旋转且轴向固定的构件理解成位置固定的结构元件，例如变速器壳体。
9.分别由环绕齿轮传动器的齿轮组元件中的一个形成环绕齿轮传动器的输入部，输出部和位置固定地固定的元件。优选地，环绕齿轮传动器的输入部与输入轴不可相对转动地连接或可连接。在不可相对转动地连接时，变速器的输入轴形成环绕齿轮传动器的输入部。在能不可相对转动地连接的布置方案中，环绕齿轮传动器的输入部可通过离合器选择性地与输入轴耦联。优选地，环绕齿轮传动器的输出部与集成式差速器的第二行星齿轮组
的第二齿轮组元件不可相对转动地连接或可连接。在不可相对转动地连接时，输出部与第二行星齿轮组的第二齿轮组元件构造成一体或者直接不可相对转动地与其相连接。在能不可相对转动地连接的布置方案中，环绕齿轮传动器的输入部可通过离合器选择性地与输入轴耦联。此外，环绕齿轮传动器的齿轮组元件形成用于集成式差速器的第二行星齿轮组的从动力矩的扭矩支撑部。相似地，该齿轮组元件可直接与位置固定的结构元件不可相对转动地连接，或者在其中间连接切换元件，以实现可分离的耦联。
10.优选地，输入轴设定成，至少间接与驱动单元的驱动轴不可相对转动地连接。驱动单元产生通过驱动轴传递到输入轴上的驱动功率。驱动单元的驱动轴可与输入轴不可相对转动地连接。备选地，驱动轴和输入轴是连贯的或一件式的构件。
11.根据动力总成系统的构造方案，也可设置两个或多个输入轴，尤其是当动力总成系统是混合动力的动力总成系统并且因此设置两个或多个驱动单元时。
[0012]“轴”理解成变速器的可旋转的构件，变速器的从属的部件分别通过该构件不可相对转动地相互连接，或者在操纵相应的切换元件时通过该构件建立这种连接。在此，相应的轴可将部件轴向地或径向地或者也不仅轴向地而且径向地相互连接。轴不是仅仅理解成例如圆柱形的可旋转地支承的用于传递扭矩的机械元件，而是相反地在此也可理解成通常的将各个构件或元件相互连接的连接元件，尤其是将多个元件不可相对转动地相互连接的连接元件。
[0013]
输入轴优选地构造成实心轴。由此，输入轴可构造成具有较小的外直径，从而输入轴或转子轴可通过直径较小的转动轴承支承，由此同样节省了结构空间。在此，输出轴优选地布置成彼此轴平行。输出轴分别布置在从动轴上并且从差速器开始优选地在相反的方向上延伸并且彼此具有平行错位。
[0014]
备选地，输入轴构造成空心轴。由此，输出轴中的一个，优选地第一输出轴可轴向地被引导穿过输入轴。优选地，输出轴中的一个被引导穿过变速器并且必要时穿过动力总成系统的驱动单元。由此，相应的输出轴可以说“在一条线上”被引导穿过变速器，以用于将驱动功率传递到与其有效连接的车轮上。在这种情况中，输出轴布置成彼此同轴。通过输出轴的同轴的布置方案，可实现变速器的径向窄的结构方式。
[0015]
在本发明的思想中，变速器的两个结构元件不可相对转动地“连接”或“耦联”或“彼此处于连接中”意味着，该结构元件的持久耦联，从而结构元件不能彼此独立地旋转。即，理解成持久的旋转连接。尤其是，在可为差速器的元件和/或轴和/或变速器的不可旋转的结构元件的结构元件之间未设置切换元件，而是相应的结构元件固定地相互耦联。在两个构件之间的旋转弹性的连接也理解成固定的或不可旋转的。尤其是，不可相对旋转的连接也可包含万向节，例如以实现车轮的转向运动或缓冲。相反地，不可相对转动地可连接的布置方案是可通过切换元件实现的在两个构件之间的可分离的耦联。
[0016]
原则上，变速器的、尤其是集成式差速器的和环绕齿轮传动器的行星齿轮组可任意相对彼此布置并且相互有效连接，以实现期望的传动比。根据一个实施例，第一齿轮组元件是相应的行星齿轮组的太阳轮，第二齿轮组元件是相应的行星齿轮组的行星架，并且第三齿轮组元件是相应的行星齿轮组的齿圈。由此，输入轴与第一行星齿轮组的太阳轮不可相对转动地连接，其中，第一输出轴与第一行星齿轮组的行星架不可相对转动地连接，并且第一行星齿轮组的齿圈至少间接地与第二行星齿轮组的太阳轮不可相对转动地连接。尤其
是，第一行星齿轮组的齿圈通过联接轴与第二行星齿轮组的太阳轮不可相对转动地连接。第二行星齿轮组的齿圈与第二输出轴不可相对转动地连接。在第一行星齿轮组和第二行星齿轮组之间的齿轮组元件的连结可根据要求任意互换。
[0017]
此外，在所述构件之间可布置其它构件，例如中间轴或联接轴。例如，第三齿轮组元件通过中间轴与第一正齿轮不可相对转动地连接。
[0018]
第一行星齿轮组和第二行星齿轮组优选地布置成在轴向方向上相邻。换句话说，第一行星齿轮组的齿轮组元件布置在第一共同的平面中并且第二行星齿轮组的齿轮组元件布置在第二共同的平面中，其中，两个平面基本上平行地伸延并且布置成轴向上彼此相邻。相应的共同的平面基本上垂直于车辆的相应的车轴定向。
[0019]
备选地，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组布置成径向嵌套。换句话说，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的齿轮组元件沿轴向布置在共同的平面中。因此，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组基本上布置在共同的齿轮平面中，由此，变速器沿轴向构造得短并且由此可尤其紧凑地设计。第一行星齿轮组和第二行星齿轮组在径向上观察相叠地布置。
[0020]
优选地，环绕齿轮传动器具有设有多个齿轮组元件的第三行星齿轮组，其中，第三行星齿轮组的第一齿轮组元件与输入轴不可相对转动地连接或可连接，其中，第三行星齿轮组的第二齿轮组元件与第二行星齿轮组的第二齿轮组元件不可相对转动地连接或可连接，并且其中，第三行星齿轮组的第三齿轮组元件与位置固定的结构元件不可相对转动相连接或可连接。在这种情况中，第三行星齿轮组自身已经提供所述元件中的所有，即，环绕齿轮传动器的输入部、输出部和扭矩支撑部。用于扭矩支撑的元件理解成固定在位置固定的结构元件上的齿轮组元件。
[0021]
根据齿轮组元件的上述示例性的对应关系，第二行星齿轮组的行星架可至少间接地与第三行星齿轮组的行星架不可相对转动地连接或可连接，尤其是通过连接轴和/或离合器连接或可连接。第三行星齿轮组的太阳轮与输入轴不可相对转动地连接，即，直接连接，或者不可相对转动地可与其连接，即，通过切换元件可分离地耦联。环绕齿轮传动器的第三行星齿轮组的齿圈此外不可相对转动地布置在位置固定的结构元件上或者可通过切换元件不可相对转动地与位置固定的结构元件连接。
[0022]
在第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组之间的齿轮组元件的连结可根据要求任意互换。例如可设想，第二行星齿轮组的行星架通过连接轴与第三行星齿轮组的齿圈或太阳轮不可相对转动地连接或可通过离合器连接，并且相应另外的两个齿轮组元件不可相对转动地布置在位置固定的结构元件上，或者与输入轴不可相对转动地连接或可连接。换句话说，第三行星齿轮组的齿圈或太阳轮也可为第三行星齿轮组的相应的第二齿轮组元件。
[0023]
优选地，环绕齿轮传动器包括至少两个切换元件，以实现至少两个档位级。切换元件用于，接通相应的功率流并且由此调整传动比。这可根据驾驶员意愿和/或根据车辆的运行状态进行。根据切换元件的数量和布置方案，可在至少两个不同的传动比之间切换。与切换元件的数量无关地，为了实现相应的档位级，优选地始终闭合切换元件中的一个，并且打开切换元件中的相应另一个或切换元件中的相应另外多个。因此，通过切换元件实现了多档变速器。
[0024]
相应的切换元件可构造成制动器或离合器。尤其是，相应的切换元件可为传力连
接的切换元件或者形状配合连接的切换元件。传力连接的切换元件是将法向力引导到变速器元件的两个待相互连接的部分或面上的元件，其中，只要不超过主要由于静摩擦引起的反力，则防止所述部分或面相互移动。由此，形成用于在待连接的变速器元件之间传递扭矩的摩擦连接。尤其是，传力连接的切换元件可构造成摩擦切换元件，尤其是膜片式换档离合器或锥形离合器。此外，传力连接的切换元件可构造成自由轮离合器。
[0025]
形状配合连接的切换元件是这样的元件，即，在其中变速器的两个部件接合到彼此中并且形成用于在两个变速器元件之间传递扭矩的形状配合连接。与传力连接的切换元件相比，形状配合连接的切换元件实现了成本以及尤其是效率最优的系统。形状配合的切换元件例如可为用于实现形状配合的连接的爪式切换元件。形状配合连接的切换元件也可构造成自由轮离合器。
[0026]
根据一个实施例，第二行星齿轮组的第二齿轮组元件和第三行星齿轮组的第二齿轮组元件借助于连接轴不可相对转动地相互连接，其中，连接轴可通过第一制动器固定在位置固定的结构元件上，其中，第三行星齿轮组的第一齿轮组元件与输入轴不可相对转动地连接，并且其中，第三行星齿轮组的第三齿轮组元件可通过第二制动器固定在位置固定的结构元件上。两个制动器是环绕齿轮传动器的部件，其中，第一制动器设置成接通具有第一传动比的第一档位级，并且其中，第二制动器设置成，接通具有不同于第一传动比的第二传动比的第二档位级。由此，变速器实现了2档驱动，其中，行星齿轮组相应地构造成2档齿轮组。
[0027]
根据备选的实施例，第二行星齿轮组的第二齿轮组元件和第三行星齿轮组的第二齿轮组元件借助于连接轴不可相对转动地相互连接，其中，连接轴可通过第一制动器固定在位置固定的结构元件上，其中，第三行星齿轮组的第一齿轮组元件可通过离合器与输入轴不可相对转动地连接，并且其中，第三行星齿轮组的第三齿轮组元件与位置固定的结构元件不可相对转动地连接。与之前的实施例相比，在这种情况中，交换了切换元件的布置方案，由此同样实现2档驱动。
[0028]
根据另一备选的实施例，第二行星齿轮组的第二齿轮组元件可通过第一制动器固定在位置固定的结构元件上并且可通过离合器与第三行星齿轮组的第二齿轮组元件不可相对转动地连接，其中，第三行星齿轮组的第一齿轮组元件与输入轴不可相对转动地连接，并且其中，第三行星齿轮组的第三齿轮组元件与位置固定的结构元件不可相对转动地连接。与之前的实施例相比，在这种情况中，交换了切换元件的布置方案，由此同样实现2档驱动。
[0029]
优选地，环绕齿轮传动器还具有与第三行星齿轮组有效连接的具有多个齿轮组元件的第四行星齿轮组，其中，第四行星齿轮组的第一齿轮组元件与输入轴不可相对转动地连接或可连接，其中，第四行星齿轮组的第二齿轮组元件与位置固定的结构元件不可相对转动地连接或可连接，并且其中，第四行星齿轮组的第三齿轮组元件与第三行星齿轮组的第一齿轮组元件不可相对转动地连接或可连接。在这种情况中，为环绕齿轮传动器补充另一行星齿轮组，由此改变总效率。
[0030]
根据另一实施例，第四行星齿轮组的第一齿轮组元件与输入轴不可相对转动地连接，其中，第四行星齿轮组的第二齿轮组元件可通过第一制动器固定在位置固定的结构元件上，其中，第四行星齿轮组的第三齿轮组元件与第三行星齿轮组的第一齿轮组元件不可
相对转动地连接，其中，第二行星齿轮组的第二齿轮组元件和第三行星齿轮组的第二齿轮组元件可通过第二制动器固定在位置固定的结构元件上，其中，第三行星齿轮组的第一齿轮组元件可通过离合器与输入轴不可相对转动地连接，并且其中，第三行星齿轮组的第三齿轮组元件与位置固定的结构元件不可相对转动地连接。两个制动器和离合器是环绕齿轮传动器的一部分，其中，第一制动器设置成，接通具有第一传动比的第一档位级，其中，第二制动器设置成，接通具有不同于第一传动比的第二传动比的第二档位级，并且其中，离合器设置成，接通具有不同于第一传动比和第二传动比的第三传动比的第三档位级。与具有仅仅一个行星齿轮组和两个切换元件的实施例相比，这种类型的变速器实现3档驱动，其中，因此行星齿轮组构造成3档齿轮组。
[0031]
优选地，第三和第四行星齿轮组布置成轴向相邻。由此，第三行星齿轮组的齿轮组元件布置在第三共同平面中并且第四行星齿轮组的齿轮组元件布置在第四共同平面中，其中，这两个平面基本上平行地伸延并且布置成彼此轴向相邻。相应的共同的平面基本上垂直于车辆的相应的车轴定向。此外，第三共同平面和第四共同平面布置成分别平行于第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第一共同平面和第二共同平面并且分别与第一共同平面和第二共同平面轴向相邻。
[0032]
行星齿轮组中的一个或多个分别构造成负行星齿轮组或者正行星齿轮组。负行星齿轮组相应于具有第一行星轮可旋转地支承在其上的行星架、太阳轮和齿圈的行星齿轮组，其中，该行星齿轮中的至少一个的齿部不仅与太阳轮的齿部而且与齿圈的齿部啮合，由此，如果在桥接部固定的情况下太阳轮旋转，齿圈和太阳轮在相反的方向上旋转。正行星齿轮组与负行星齿轮组的区别在于，正行星齿轮组具有可旋转地支承在行星架上的第一行星齿轮和第二行星齿轮或内部行星齿轮和外部行星齿轮的行星齿轮。在此，第一行星齿轮或内部的行星齿轮的齿部一方面与太阳轮的齿部啮合并且另一方面与第二行星齿轮或外部的行星轮的齿部啮合。此外，外部的行星轮的齿部与齿圈的齿部啮合。结果是，在行星架固定时，齿圈和太阳轮在相同方向上旋转。
[0033]
备选地也可设想，一个或多个行星齿轮组构造成阶梯式行星齿轮组。相应的阶梯式行星齿轮组中的每个阶梯式行星齿轮优选地包括第一齿轮和不可相对转动地与第一齿轮连接的第二齿轮，其中，第一齿轮例如与太阳轮齿啮合并且第二齿轮相应地与齿圈齿啮合，或者相反。这两个齿轮例如可通过中间轴或空心轴不可相对转动地相互连接。在空心轴的情况中，空心轴可旋转地支承在行星架的栓上。优选地，相应的阶梯式行星齿轮的两个齿轮具有不同的直径和齿数，以用于调整传动比。此外，也可设想组合的行星齿轮组。
[0034]
概念“有效连接”理解成在两个构件之间不可切换的连接，该连接设置成用于持续地传递驱动功率、尤其是转速和/或扭矩。在此，该连接不仅可直接实现或者可通过固定传动实现。该连接例如可通过固定的轴、齿部尤其是正齿部和/或缠绕件实现。
[0035]
概念“至少间接地”理解成，两个构件通过至少另一布置在两个构件之间的构件相互(有效)连接，或者直接地并且由此无中间介质地相互连接。因此，在轴或齿轮之间还可布置与轴或齿轮有效连接的其它构件。
[0036]
在输入轴和驱动单元之间可布置中间连接的其它组件，例如构造成行星齿轮传动器，正齿轮传动器，链传动器，皮带传动器，伞齿轮传动器，万向节轴，扭转减振器，多档传动器或类似物。同样，在相应的输出轴和与其有效连接的车轮之间可布置中间连接的其它组
件，例如万向节轴，传动变速器，弹簧和减振元件或类似物。
[0037]
根据本发明的第二方面的用于车辆的根据本发明的动力总成系统包括根据上述实施方案的变速器以及与变速器有效连接的驱动单元。该驱动单元优选地是电机，其中，输入轴是电机的转子或者与转子不可相对转动地相连接或耦联。转子以可相对于电机的固定在壳体上的定子旋转的方式被支承。电机优选地与蓄电池连接，该蓄电池为电机供电。此外，电机优选地可由功率电子装置控制或调节。备选地，驱动单元也可为内燃机，其中，输入轴在这种情况中例如为曲轴，或者与曲轴不可相对转动地相连接。
[0038]
优选地，变速器至少部分地径向地布置在电机的转子的之内。可设想的是，集成式差速器和/或环绕齿轮传动器的行星齿轮组中的一个，多个或所有行星齿轮组径向地布置在电机的转子的之内。由此，附加地至少节省了轴向结构空间。
[0039]
根据本发明的第三方面的根据本发明的车辆包括根据以上描述的形式的动力总成系统。车辆优选地为机动车，尤其是汽车(例如，重量小于3.5t的乘用车)，公共汽车或载重货车(例如重量高于3.5t的公共汽车和载重货车)。尤其是车辆为电动车或混合动力车。车辆包括至少两个车轴，其中，车轴中的一个形成可借助于动力总成系统驱动的驱动轴。在该驱动轴上，以作用的方式布置根据本发明的动力总成系统，其中，动力总成系统将驱动单元的驱动功率通过根据本发明的变速器传递到该车轴的车轮上。也可设想，为每个车轴设置这种动力总成系统。优选地，以前置横向的结构方式安装动力总成系统，从而输入轴以及输出轴基本上横行于车辆纵向方向定向。备选地，动力总成系统可相对于车辆的纵轴和横轴倾斜地布置，其中，输出轴通过相应的万向节与横行于车辆纵轴线布置的相应的车轴的车轮相连接。
[0040]
根据本发明的变速器的以上定义以及技术效果的实施方案、优点和有利的实施方式同样适用于根据本发明的动力总成系统以及根据本发明的车辆。
附图说明
[0041]
接下来根据示意图详细解释本发明的实施例，其中，相同或相似元件设有相同附图标记。其中：
[0042]
图1示出了看向车辆的示意性的俯视图，该车辆具有根据本发明的动力总成系统和根据第一实施方式的根据本发明的变速器，
[0043]
图2示出了根据图1的根据本发明的动力总成系统的示意图，
[0044]
图3示出了具有根据第二实施方式的根据本发明的变速器的根据本发明的动力总成系统的示意图，
[0045]
图4示出了具有根据第三实施方式的根据本发明的变速器的根据本发明的动力总成系统的示意图，
[0046]
图5示出了具有根据第四实施方式的根据本发明的变速器的根据本发明的动力总成系统的示意图，以及
[0047]
图6示出了具有根据第五实施方式的根据本发明的变速器的根据本发明的动力总成系统的示意图。
具体实施方式
[0048]
根据图1，示出了具有两个车轴17a、17b的根据本发明的车辆1，该车辆在此构造成电动车，其中，在第一车轴17a上以驱动作用的方式布置根据本发明的动力总成系统2。第一车轴17a不仅可为车辆1的前轴，也可为后轴，并且形成车辆1的被驱动的车轴。动力总成系统2包括实施成电机的驱动单元22以及与该驱动单元有效连接的变速器3，其中，在随后的图中根据多个示例性的实施例详细解释动力总成系统2在车辆1上的结构和布置方案。通过(在此未示出的)蓄电池为电机供电，蓄电池与在图2至图6中示出的固定在壳体处的定子19有效连接。此外，电机与(在此未示出的)用于控制和调节的功率电子装置连接。通过为定子19通电，使相对于定子可旋转地布置的转子20相对于定子19进行旋转运动，转子作为驱动轴又与变速器3的输入轴4不可相对转动地连接。备选地，输入轴4也可与转子20的独立的转子轴不可相对转动地连接或与其耦联。驱动单元22的驱动功率通过输入轴4引入变速器3中并且在此处由集成式差速器7改变并且分配到第一输出轴5和第二输出轴6上。此外，变速器3具有用于实现功率分流的环绕齿轮传动器12。在此处彼此同轴地布置的输出轴5、6的端部上分别至少间接地联接车轮18，以用于驱动车辆1。在相应的车轮18和输出轴5、6之间布置万向节21和轮毂23，以用于平衡可能的输出轴5、6的倾斜。因此，车辆1是电动车，其中，完全电地进行驱动。
[0049]
根据图2至图6示意性地示出了动力总成系统2、尤其是变速器3的多个示例性的实施例。变速器3是不对称的差速变速器并且在此包括输入轴4、第一输出轴5和第二输出轴6。输出轴5、6布置成彼此同轴并且在相反的方向上延伸，其中，第一输出轴5轴向地被引导穿过变速器3、尤其是穿过集成式差速器7和环绕齿轮传动器12，以及驱动单元22。
[0050]
集成式差速器7和环绕齿轮传动器12起作用地布置在输入轴4和两个输出轴5、6之间。环绕齿轮传动器12集成到集成式差速器7中。集成式差速器7包括具有多个齿轮组元件的第一行星齿轮组8，以及与第一行星齿轮组有效连接的、同样具有多个齿轮组元件的第二行星齿轮组9。在此，在第一行星齿轮组8上，第一齿轮组元件是第一太阳轮25a，第二齿轮组元件是第一行星架26a并且第三齿轮组元件是第一齿圈27a，其中，多个第一行星轮28a可旋转地布置在第一行星架26a上，第一行星轮与第一太阳轮25a和第一齿圈27a齿啮合。在此，在第二行星齿轮组9上，第一齿轮组元件是第二太阳轮25b，第二齿轮组元件是第二行星架26b并且第三齿轮组元件是第二齿圈27b，其中，多个第二行星轮28a可旋转地布置在第二行星架26b上，第二行星轮与第二太阳轮25b和第二齿圈27b齿啮合。第一行星齿轮组和第二行星齿轮组8、9分别构造成负行星齿轮组，并且径向嵌套，并且由此布置在垂直于车轴17a伸延的共同的平面中。由此，节省了轴向的结构空间。在此，第一行星齿轮组8径向上布置在第二行星齿轮组9之内。毫无疑问，也可设想行星齿轮组8、9轴向相邻的布置方案。
[0051]
环绕齿轮传动器12同样构造成行星齿轮传动器并且在根据图2至图5的实施例中包括具有多个齿轮组元件的第三行星齿轮组10。在此，在第三行星齿轮组10上，第一齿轮组元件是第三太阳轮25c，第二齿轮组元件是第三行星架26c并且第三齿轮组元件是第三齿圈27c，其中，多个第三行星轮28c可旋转地布置在第三行星架26c上，第三行星轮与第三太阳轮25c和第三齿圈27c齿啮合。第三行星齿轮组10构造成负行星齿轮组，并且布置成与行星齿轮组8、9轴向相邻。分别有环绕齿轮传动器12的齿轮组元件中的一个与环绕齿轮传动器12的输入部15、环绕齿轮传动器12的输出部16以及变速器3的位置固定的结构元件13不可
相对转动地相连接，随后对其详细解释。
[0052]
第三行星齿轮组10是环绕齿轮传动器12的组成部分，以用于在借助于支撑在位置固定的结构元件13上的情况下在输入轴4和第二行星齿轮组9的第二齿轮组元件之间产生至少一个传动比。
[0053]
第一行星齿轮组8的第一太阳轮25a与输入轴4不可相对转动地连接。第一行星齿轮组8的第一行星架26a与第一输出轴5不可相对转动地连接。第一行星齿轮组8的第一齿圈27a通过联接轴24与第二行星齿轮组9的第二太阳轮25b不可相对转动地连接。此外，第二行星齿轮组9的第二齿圈27b与第二输出轴6不可相对转动地连接。根据图2至图4，第二行星齿轮组9的第二行星架26b通过连接轴14直接与第三行星齿轮组10的第三行星架26c不可相对转动地连接，并且根据图5，第二行星齿轮组的第二行星架可通过离合器k与第三行星齿轮组10的第三行星架26c不可相对转动地连接。
[0054]
根据图2、图3和图5，第三行星齿轮组10的第三太阳轮25c与输入轴4不可相对转动地连接。根据图4，第三行星齿轮组10的第三太阳轮25c可通过离合器k不可相对转动地与输入轴4连接。
[0055]
根据图2、图4和图5，第三行星齿轮组10的第三齿圈27c固定在与壳体固定的结构元件13上或者位置固定地与传动器壳体连接。根据图3，第三行星齿轮组10的第三齿圈27c可通过第二制动器b2与输入轴4不可相对转动地连接。
[0056]
借助于第一行星齿轮组8，可将第一从动力矩传递到第一输出轴5上，其中，在第二行星齿轮组9中可改变第一行星齿轮组8的支撑力矩，使得可将与第一从动力矩相应的第二从动力矩传递到第二输出轴6上。第二行星齿轮组9的支撑力矩通过环绕齿轮传动器12一方面以固定在壳体上的方式支撑在此处为传动器壳体的位置固定的结构元件13上，并且另一方面至少间接地支撑在输入轴4上。
[0057]
概念“固定在壳体上”理解成，在相应的以固定在壳体上的方式布置的齿轮组元件和变速器的位置固定的结构元件之间不发生或不能发生相对运动。
[0058]
图2示出了动力总成系统2和变速器3的基础方案。通过该变速器3可在唯一的档位级中实现驱动。通过连结到环绕齿轮传动器12上替代了集成式差速器7的第二行星齿轮组9的壳体连结，环绕齿轮传动器一方面与输入轴4相连接并且另一方面与位置固定的结构元件13相连接。通过该布置方案，实现了到两个输出轴5、6上均匀的扭矩分布。产生平行的功率路径，并且在合适的表现形式中通过功率分流改善效率。环绕齿轮传动器12的输入部15在此通过输入轴4形成，输入轴与第一太阳轮25a以及第三太阳轮25c不可相对转动地连接。环绕齿轮传动器12的输出部16通过第三行星架26c形成，行星架通过连接轴14与第二行星架26b不可相对转动地连接。通过固定的第三齿圈27c实现在变速器3的位置固定的结构元件13上的扭矩支撑。
[0059]
根据图3，环绕齿轮传动器12附加地具有第一制动器b1和第二制动器b2。第一制动器b1布置在连接轴14上并且在闭合的状态中使连接轴与第二行星齿轮架26b和第三行星齿轮架26c一起固定在位置固定的结构元件13上。第二制动器b2布置在第三齿圈27c和位置固定的结构元件13之间并且在闭合的状态中将第三齿圈27c固定在位置固定的结构元件13上。此外，动力总成系统2的结构与根据图2的实施例相同。因此，这是作为2档变速器的实施例的改进方案。
[0060]
两个制动器b1、b2布置成，可切换具有不同传动比和总效率的两个档位级。在操纵或闭合第一制动器b1时，在打开第二制动器b2的同时实现第一档位级，其中，环绕齿轮传动器12在不起作用的情况下一起转动。此时是集成式差速器7的直接挡。在第一行星齿轮组8上产生第一齿轮力矩，第一齿轮力矩支撑在集成式差速器7的第二行星齿轮组9上。第二行星齿轮组9将该第一支撑力矩改变成与第一从动力矩相应的第二从动力矩。在第一制动器b1闭合时，通过第二行星架26b以固定在壳体上的方式支撑从动力矩。换句话说，在集成式差速器7之后的力流方向上进行壳体支撑。
[0061]
通过操纵或闭合第二制动器b2并且打开第一制动器b1，定义输出轴的、在此环绕齿轮传动器12的第三行星架26c的转速。该转速被强制施加给连接轴14并且由此被强制施加给集成式差速器7的第二行星架26b。总是在两个输出轴5、6之间的扭矩分布保持对称时，相应在输入轴4和连接轴14之间接通的传动比影响驱动部的总传动比。通过第三行星齿轮组10产生第二功率路径。即为集成式差速器7的功率分流的档位。在此，第三行星齿轮组10的第三行星架26c以显著减小的转速相对于输入轴4一起旋转。该减小的转速迫使在第二行星齿轮组9上的第二行星架26b缓慢向前运转。换句话说，再次输入与集成式差速器7并联的通过第三行星齿轮组10引导的功率。由此，减小了在集成式差速器7中的滚动，其中改善了总效率并且相对于基础传动比降低了传动比。在此，在两个输出轴5、6上对称的扭矩分配得到保持。
[0062]
在制动器或离合器闭合时，在两个相互连接或耦联的构件之间传递扭矩和转速。由此，不能进行在相互连接或耦联的构件之间的相对运动、尤其是相对旋转。在打开制动器或离合器时，不传递扭矩以及转速。由此在两个构件之间不存在阻碍相对运动尤其是相对旋转的连接。
[0063]
在此，环绕齿轮传动器12的输入部15通过输入轴4形成，输入轴与第一太阳轮25a以及第三太阳轮25c不可相对转动地连接。环绕齿轮传动器12的输出部16通过第三行星架26c形成，第三行星架通过连接轴14与第二行星架26b不可相对转动地相连接。如果为了实现第二档位级闭合了第二制动器b2，通过固定的第三齿圈27c实现在变速器3的位置固定的结构元件13上的扭矩支撑。
[0064]
图4示出了作为根据图3的实施方式的变速器3的备选的设计方案。因此，参考图3所述。在此，在第二制动器b2的部位上在第三齿圈27c和位置固定的结构元件13之间布置在第三太阳轮25c和输入轴4之间的离合器k。换句话说，在此第二行星架26b和第三行星架26c借助于连接轴14不可相对转动地相互连接，其中，连接轴14可通过第一制动器b1固定在位置固定的结构元件13上。在此，第三行星齿轮组10的第三太阳轮25c可通过离合器k与输入轴4不可相对转动地连接，其中，第三行星齿轮组10的第三齿圈27c与位置固定的结构元件13持久地不可相对转动地连接。通过闭合离合器k，与根据图3闭合第二制动器b2相似地实现第二档位级。就此而言，参考以上所述。
[0065]
在此，环绕齿轮传动器12的输入部15通过输入轴4形成，如果为了实现第二档位级闭合离合器k，输入轴一方面与第一太阳轮25a不可相对转动地连接，并且另一方面与第三太阳轮25c不可相对转动地连接。环绕齿轮传动器12的输出部16通过第三行星架26c形成，行星架通过连接轴14与第二行星架26b不可相对转动地连接。通过固定的第三齿圈27c实现在变速器3的位置固定的结构元件13上的扭矩支撑。
[0066]
图5示出了作为根据图3的实施方式的变速器3的另一备选的设计方案。因此应参考图3所述。在此，在第三齿圈27c和位置固定的结构元件13之间在第二制动器b2的部位上，在第二行星齿轮组9的第二行星架26b和第三行星齿轮组10的第三行星架26c之间布置了离合器k，确切的说，使得在闭合第一制动器b1时仅仅第二行星架26b固定并且第三行星架26c也不固定。换句话说，第二行星齿轮组9的第二行星架26b可通过第一制动器b1固定在位置固定的结构元件13上，并且可通过离合器k与第三行星齿轮组10的第三行星架26c不可相对转动地连接，其中，第三行星齿轮组10的第三太阳轮25c与输入轴4不可相对转动地连接，并且其中，第三行星齿轮组10的第三齿圈27c与位置固定的结构元件13不可相对转动地连接。通过闭合离合器k，与根据图3闭合第二制动器b2相似地实现第二档位级。就此而言参考以上所述。
[0067]
在此，环绕齿轮传动器12的输入部15通过输入轴4形成，输入轴与第一太阳轮25a并且与第三太阳轮25c不可相对转动地连接。环绕齿轮传动器12的输出部16通过第三行星架26c形成，如果为了实现第二档位级而闭合离合器k，第三行星架与第二行星架26b连接。通过固定的第三齿圈27c实现在变速器3的位置固定的结构元件13上的扭矩支撑。
[0068]
在合适地选择根据图3至图5的行星齿轮组8、9、10的连结和标准传动比时，与在第一档位级中相比，优选地在第二档位级中变速器3的总效率更好。
[0069]
图6示出了作为3档变速器的根据图3至图5的实施方式的改进方案。因此，参考以上所述。在此，环绕齿轮传动器12附加地具有第四行星齿轮组11，第四行星齿轮组具有多个齿轮组元件，第四行星齿轮组与第三行星齿轮组10有效连接。在此，在第四行星齿轮组11上，第一齿轮组元件是第四太阳轮25d、第二齿轮组元件是第四行星架26d，并且第三齿轮组元件是第四齿圈27d，其中，多个第四行星轮28d可旋转地布置在第四行星架26d上，第四行星轮与第四太阳轮25d和第四齿圈27d齿啮合。第四行星齿轮组11同样构造成负行星齿轮组并且布置成与行星齿轮组8、9、10轴向相邻，其中，在此第三行星齿轮组10轴向地布置在第四行星齿轮组11和径向嵌套的第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组9之间。
[0070]
在此，第四行星齿轮组11的第四太阳轮25d与输入轴4不可相对转动地连接。第四行星齿轮组11的第四行星架26d可通过第一制动器b1与位置固定的结构元件13不可相对转动地连接。第四行星齿轮组11的第四齿圈27d与第三行星齿轮组10的第三太阳轮25c不可相对转动地连接。将第二行星架26b和第三行星架26c不可相对转动地连接的连接轴14可通过第二制动器b2固定在位置固定的结构元件13上。此外，第三太阳轮25c可通过离合器k与输入轴4不可相对转动地连接。在此，第三齿圈27c与位置固定的结构元件13不可相对转动地连接。
[0071]
集成式差速器7所用的基础齿轮组，即第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组9与之前的实施方式相同。此处的环绕齿轮传动器12也具有所需的接口，确切的说，在此输入轴4也形成环绕齿轮传动器12的输入部15，其中，在第三行星齿轮组10的第三齿圈27c上进行壳体支撑。环绕齿轮传动器12的输出部16通过第三行星架26c形成。
[0072]
通过在打开第一制动器b1和离合器k的同时操纵或闭合第二制动器b2，产生第二档位级。与之前的实施方案相似地，直接在位置固定的结构元件13上实现第二从动力矩的支撑。在此，第三行星齿轮组10无负载地被刹住，并且第四行星齿轮组11无负载地一起转动。
[0073]
通过操纵或闭合离合器k并且打开两个制动器b1、b2产生第三档位级。该档位级与根据图3至图5的实施方式中的第二档位级相似。在此，第四行星齿轮组11无负载地整体地一起转动。
[0074]
通过闭合第一制动器b1并且打开离合器k和第二制动器2实现第一档位级。此时，第四行星齿轮组11相对于输入轴4产生旋转方向反转以及在第四齿圈27d上的传动比。换句话说，环绕齿轮传动器12实现了旋转方向反转，由此，或者可提供功率分流的快速档位或者具有无功功率的缓慢档位。在第三行星齿轮组10中继续转换功率，并且迫使在第二行星齿轮组9上的第二行星架26b缓慢向后运转。产生从第二行星架26b经由第三行星齿轮组10和第四行星齿轮组11返回到输入轴4的所谓的无功功率流。该无功功率流提高了在集成式差速器7的输入部上的扭矩。该连结的优点在于，相对于集成式差速器7的基础传动比增大了总传动比。
[0075]
在所述一个旋转方向的强制叠加时，也就是说在第二行星齿轮组9的第二齿轮组元件上，在此在第二行星架26b上输入功率时，通过功率分流实现总系统的效率改善。于是，相对于集成式差速器7的基础传动比，该传动比在量上更小，也就是说在从动部上更快速地旋转。
[0076]
在与所述另一旋转方向强制叠加时，也就是说在第二行星齿轮组9的第二齿轮组元件上，确切的说在第二行星架26b上提取功率时，虽然产生损失效率的无功功率，然而实现程度更高的传动比提升。在此，更慢地进行从动。旋转方向与集成式差速器7，尤其是第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组9的构造方案相关。
[0077]
应明确指出的是，齿轮组元件与相应的行星齿轮组8-11的元件的关联性可任意互换。相应的太阳轮或相应的齿圈例如也可为相应的行星齿轮组8-11的第二齿轮组元件。此外，在根据图6的实施例方面应指出的是，可相应于根据图3至图5的实施例任意选择制动器b1、b2以及离合器k的布置方案，其中，始终应保证的是，环绕齿轮传动器12具有输入部15、输出部16以及固定在位置固定的结构元件13上的齿轮组元件。例如，第四行星齿轮组11的第四太阳轮25d可通过相应的离合器或类似物与输入轴4不可相对转动地连接。第四行星齿轮组11的第四行星架26d此外可与位置固定的结构元件13不可相对转动地连接。此外，第四行星齿轮组11的第四齿圈27d可通过离合器等与第三行星齿轮组10的第三太阳轮25c不可相对转动地连接。
[0078]
在变速器3的根据本发明的设计方案中有利的是，在合适地选择行星齿轮组8、9、10、11的连结和标准传动比时，在任何档位级中，集成式差速器7的输入力矩都不超过驱动单元22的扭矩。
[0079]
通过支撑在壳体上的齿轮组元件间接地、也就是说通过切换元件，可连结或直接连结在位置固定的结构元件12上，相应的行星齿轮组10、11相对于位置固定的结构元件12的声学退耦更好。换句话说，驱动部更安静地运行。
[0080]
根据对传动比包括符号的要求，进行齿轮组元件，即太阳轮，行星架和齿圈的相应连结。代替负行星齿轮组，通过交换行星架和齿圈的连结并且将标准传动比的值提高1，相应的行星齿轮组8、9、10、11始终也可构造成正行星齿轮组。相反地也是可行的。环绕齿轮传动器12也可包含多于两个行星齿轮组10、11或联合的行星齿轮组。尤其是当需要多于两个档位级时，这是重要的。环绕齿轮传动器12的所有可设想的变型方案共同的是，环绕齿轮传
动器12的轴可向外与刚好三个齿轮组元件相连接，即，输入部15或输入轴4、输出部16或第二行星齿轮组的第二齿轮组元件，以及连结到位置固定的结构元件13或变速器3的壳体上。
[0081]
此外可设想的是，在驱动单元22和变速器3之间布置(在此未示出的)附加的传动变速器，例如构造成具有一个或多个行星齿轮组的行星齿轮传动器，以提高驱动部的总传动比。
[0082]
附图标记列表
[0083]
1 车辆
[0084]
2 动力总成系统
[0085]
3 变速器
[0086]
4 输入轴
[0087]
5 第一输出轴
[0088]
6 第二输出轴
[0089]
7 差速器
[0090]
8 第一行星齿轮组
[0091]
9 第二行星齿轮组
[0092]
10 第三行星齿轮组
[0093]
11 第四行星齿轮组
[0094]
12 环绕齿轮传动器
[0095]
13 位置固定的结构元件
[0096]
14 连接轴
[0097]
15 环绕齿轮传动器的输入部
[0098]
16 环绕齿轮传动器的输出部
[0099]
17a 第一车轴
[0100]
17b 第二车轴
[0101]
18 车轮
[0102]
19 定子
[0103]
20 转子
[0104]
21 万向节
[0105]
22 驱动单元
[0106]
23 轮毂
[0107]
24 联接轴
[0108]
25a 第一行星齿轮组的第一太阳轮
[0109]
25b 第二行星齿轮组的第二太阳轮
[0110]
25c 第三行星齿轮组的第三太阳轮
[0111]
25d 第四行星齿轮组的第四太阳轮
[0112]
26a 第一行星齿轮组的第一行星架
[0113]
26b 第二行星齿轮组的第二行星架
[0114]
26c 第三行星齿轮组的第三行星架
[0115]
26d 第四行星齿轮组的第四行星架
[0116]
27a 第一行星齿轮组的第一齿圈
[0117]
27b 第二行星齿轮组的第二齿圈
[0118]
27c 第三行星齿轮组的第三齿圈
[0119]
27d 第四行星齿轮组的第四齿圈
[0120]
28a 第一行星齿轮组的第一行星轮
[0121]
28b 第二行星齿轮组的第二行星轮
[0122]
28c 第三行星齿轮组的第三行星轮
[0123]
28d 第四行星齿轮组的第四行星轮
[0124]
b1 第一制动器
[0125]
b2 第二制动器
[0126]
k 离合器