本发明涉及一种用于机动车的驱动系统，该驱动系统具有初级动力传动系和次级动力传动系。在此，初级动力传动系具有如下部分：用于产生总力矩的内燃发动机；与内燃发动机耦合的具有第一输出部分和第二输出部分的力矩分配装置，其中，该力矩分配装置被设计用于在其第一输出部分上以机械的形式提供从总力矩中导出的第一部分力矩，其中，该力矩分配装置被设计用于在其第二输出部分上以电的形式提供从总力矩中导出的第二部分力矩；以及变速器，该变速器与力矩分配装置的第一输出部分耦合。次级动力传动系具有电机，该电机与力矩分配装置的第二输出部分耦合。
背景技术：
这种类型的驱动系统从DE 10 2010 015 424 A1中已知。这个文献研究了用于具有前桥驱动机构和后桥驱动机构的全轮驱动车辆的驱动系统，其中，驱动系统具有控制装置，该控制装置在驾驶员期望的基础上确定用于驱动车辆的驱动力矩。控制装置配置有力矩分配单元，该力矩分配单元将驱动力矩分为用于前桥驱动机构的车桥力矩(Achsradmoment)和用于后桥驱动机构的车桥力矩。利用这两个车桥力矩可以彼此独立地控制前桥驱动机构和后桥驱动机构。在一实施形式中，机动车具有驱动系统，其中，在车辆前桥上内燃机和电机都可以驱动车辆的两个前轮。在车辆后桥上，后桥驱动机构可具有至少一个电机，该电机可以驱动车辆的两个后轮。以这种方式，在全轮行驶工况中，配置给前桥驱动机构的电机可以产生电功率，该电功率可以提供给配置给后桥驱动机构的电机。
结合在那里示出的图1指出，从高电压电池为这两个电机供给以电流。设置有控制装置，该控制装置主要检测可供使用的电池功率、所有驱动总成的效率特性曲线族以及其它的参量作为输入参量。在这些输入参数的基础上，控制装置计算给定力矩，利用所述给定力矩可以控制内燃机的发动机控制器以及电机的功率电子系统。未示出的变换器模块集成在控制装置中，利用该变换器模块将给定值作为发动机力矩传递到驱动总成。
关于其它的现有技术参照DE 10 2010 023 093 A1、DE 11 2007 003 264 T5以及DE 100 59 696 A1。
技术实现要素：
本发明的目的是，这样改进这种类型的驱动系统，使得实现机动车效率的改善。
上述目的通过具有权利要求1的特征的驱动系统实现。
本发明基于这样的认识：在根据提到的DE 10 2010 015 424 A1的驱动系统中可能有这样的情况：总共由内燃发动机产生的总力矩都输送给变速器，例如用于实现最大的加速度，为此附加地对前桥和后桥的两个电机从高电压电池供给以电流。针对由内燃发动机产生的总力矩所设计的变速器由于要考虑的材料强度、支承装置和类似情况而相对大且重，因此对机动车的效率产生不利影响。
因此本发明采用这样的途径：将提供给变速器的部分力矩限制到能预先规定的阈值。为此，力矩分配装置包括力矩限制装置。以这种方式使变速器保持紧凑、轻和效率最佳。此外还可以在没有附加机械扩展的情况下实现纯前轮驱动、纯后轮驱动以及可自由分配的全轮驱动(0％…100％)。以这种方式，变速器可以仅被设计用于最大转矩，该最大转矩最大限度地被分配给初级动力传动系的初级桥。
一个优选的实施形式的特征在于，力矩分配装置被设计用于提供总力矩和用于第一部分力矩的能预先规定的阈值之间的差作为第二部分力矩。因此多余的转矩作为电能绕过变速器传递到次级动力传动系的次级桥。可以以这种方式实现在初级桥上具有期望的部分力矩并且在次级桥上具有期望的部分力矩的全轮驱动，就是说，具有期望的总驱动力矩，但变速器仍然构造得小且轻。
用于第一部分力矩的能预先规定的阈值可以设计为可变的。以这种方式，阈值可以用于控制初级动力传动系和次级动力传动系之间的力矩分配。用于第一部分力矩的能预先规定的阈值在此意义上尤其是可以根据如下的控制中的至少一个可变：一方面，通过至少一个行驶动力学系统进行的控制，尤其根据要实现的效率、行驶路面摩擦系数、机动车速度、横摆率(横摆角速度)或横向动力学影响；以及另一方面根据通过使用者进行的控制。
用于第一部分力矩的能预先规定的阈值的值范围、尤其是能预先规定的阈值本身优选限制到最大值，该最大值相应于变速器的名义上的最大转矩。由此保证了，虽然内燃发动机可以针对较高的总力矩而设计，但是即使在变速器小、重量轻的情况下也可靠地避免该变速器损坏的危险。
在此意义上，内燃发动机可以被设计用于提供最大的总力矩，该总力矩相应于用于第一部分力矩的最大值和用于第二部分力矩的最大值的总和，其中，用于第一部分力矩的最大值和用于第二部分力矩的最大值都不为零。因此，如果由内燃发动机产生的转矩超过对于变速器最大允许的转矩，则力矩分配装置将多余的转矩用于产生电能，该电能被传递到次级桥的电机或蓄能器。
尤其优选的是，次级动力传动系的电机可如此与力矩分配装置的第二输出部分耦合，使得第二部分力矩可以实时地、尤其在没有中间存储在电的蓄能器中的情况下在供给输入部分(馈电部)上提供给电机。因为每个中间存储都伴随着效率的降低，所以通过这个变型可以尤其有效地利用由内燃发动机产生的功率。
在一有利的改进方案中提出，驱动系统还包括电的蓄能器，其中，电的蓄能器可以与力矩分配装置的第二输出部分耦合。以这种方式可以进一步实现效率优化：例如当内燃发动机为了当前需要的功率在具有次优效率的范围中运行时，内燃发动机可以转换到具有其它参量的运行工况，在该所述参量下其效率更好。因为这个第二运行点不言而喻必须提供当前期望的能量，所以通常在此得到当前不需要的附加的功率。这个附加的功率于是可以输送给电的蓄能器，在那里在需要时于是可以取回这些附加的功率。
驱动系统还可以包括可控制的转换器，用于在力矩分配装置的第二输出部分一方面与电的蓄能器耦合、另一方面与次级动力传动系的电机耦合之间来回转换。可控制的转换器在此意义上可以优选被设计用于根据行驶情况和/或通过使用者的控制进行转换，尤其当行驶路面摩擦系数和/或横摆率和/或机动车速度超过或低于能预先规定的阈值时将力矩分配装置的第二输出部分与次级动力传动系的电机耦合，和/或当要增大待纯电地实现的剩余续航距离时将力矩分配装置的第二输出部分与电的蓄能器耦合。后者的情况例如可以当基于到导航系统中的输入而确定马上行驶到市中心区域时进行。为此于是如此对电的蓄能器充电，使得可以纯电地驶过市中心区域中的规划行驶路段。当然也可以设想另外的策略。例如为了在交通信号灯处保证最大的牵引也可以对电的蓄能器充电。在另外的情况下，即当不应增大电动的剩余续航距离时，电的蓄能器通常保持在预先规定的充电状态。
尤其有利的是，内燃发动机通过输入轴与变速器耦合，其中，力矩分配装置布置在该输入轴上并构造为电机。该电机因此与内燃发动机、变速器和次级桥的电机在传动上连接。作为力矩分配装置起作用的电机因此以与输入轴相同的转速转动。这种系统以“并联混合动力”的名称而已知。在此，机械力矩一直延伸至变速器。当应导出用于次级桥的电机或用于蓄能器的能量时，或当应限制传递到变速器的第一部分力矩时，布置在驱动轴上的电机开始制动并由此分出第二部分力矩。
布置在驱动轴上的电机因此配置给初级动力传动系，就是说，该电机可以被用于电地驱动初级桥，例如通过从电的蓄能器中汲取能量。这可以与通过布置在次级桥上的电机驱动次级桥同时地进行，和/或也可以与通过变速器驱动初级桥同时地进行。
在此意义上，配置给初级动力传动系的电机可以与一/该电的蓄能器耦合用于为该电机的供给。
由从属权利要求中得到其它有利的实施形式。
附图说明
下面参照附图详细描述本发明的实施例，其中，唯一的附图在示意图中示出根据本发明的驱动系统的实施例。
具体实施方式
附图在示意图中示出根据本发明的驱动系统10。该驱动系统包括初级动力传动系12和次级动力传动系14。初级动力传动系12包括内燃发动机16，该内燃发动机被设计用于提供用于初级动力传动系12和次级动力传动系14的总转矩。内燃发动机16通过输入轴18与变速器20耦合，该变速器的输出轴22以已知的、由于清晰性的原因未详细示出的方式与初级桥24耦合。
在输入轴18上布置有电机26，该电机构造为力矩分配装置。通过该电机的第一输出部分、即输入轴18，该电机以机械的形式提供从由内燃发动机16产生的总力矩Mges中导出的第一部分力矩Mmech。该电机在第二输出部分28上以电的形式提供从总力矩Mges中导出的第二部分力矩Mel。变速器20被设计用于最大的机械力矩Mmech-max，其中，Mmech-max小于Mges。电机26现在被构造用于将提供给变速器20的力矩Mmech在任何情况下都限制到值Mmech-max。在当前由内燃发动机16提供的力矩Mges大于Mmech-max的情况下，电机26开始使输入轴18制动，由此产生电的力矩Mel，该电的力矩按照电动万向节轴的方式被传递到次级动力传动系14的电机30，以便在那里以已知的方式纯电地驱动次级桥32。该电机26因此实现传动系发电机。
以这种方式，整个的驱动系统10提供用于牵引机动车的、大的、由内燃发动机16提供的转矩Mges，其中，变速器20仍然可以构造得小并且重量轻。
通过可变地构造用于机械的部分力矩Mmech的阈值，当总力矩Mges小于Mmech-max时也可以实现将第二部分力矩Mel传递到次级动力传动系14，例如通过由至少一个行驶动力学系统进行相应控制，尤其根据要实现的效率、行驶路面摩擦系数、机动车速度、横摆率，或通过由使用者进行的控制。
在至此描述的处理方式中，第二部分力矩实时地、即尤其在没有中间存储在电的蓄能器的情况下被提供给次级动力传动系14的电机30，但是也可以的是，这个部分力矩Mel被输送给电的蓄能器34。这可能具有如下原因：内燃发动机16在其它的工作点上比在所述内燃发动机精确地产生当前用于牵引所期望的力矩的工作点上更有效率地工作。因为工作点仅可以如此改变，以致产生期望的转矩，所以为了提高效率仅增大由发动机16提供的总力矩Mges保持多余，从而提供了当前不需要的力矩，该力矩为了稍后的使用可以存储在电的蓄能器34中。为此目的设置可控制的转换器33，用于在力矩分配装置26的第二输出部分28与电的蓄能器34耦合以及与次级动力传动系14的电机30耦合之间来回转换。
然而还考察：有目的地选择内燃发动机16的其它的工作点，以便提高在电的蓄能器34中储存的能量，例如当要增大待纯电地实现的剩余续航距离时。反之可以提出，例如当行驶路面摩擦系数和/或横摆率和/或机动车速度超过或低于能预先规定的阈值时，将电机26的第二输出部分28与电机30耦合。
在设计初级桥24时需要考虑，在这个桥24上的包括由内燃发动机16提供的部分力矩和可能情况下由电池34提供的部分力矩的力矩总和不允许超过在这个桥24上的机械极限。
根据本发明的驱动系统10实现了不同的驱动方案，就是说
-纯机械地驱动初级桥24；
-纯电地驱动初级桥24；
-纯电地驱动次级桥32；
-纯电地驱动初级桥24和次级桥32；
-纯机械地驱动初级桥24以及纯电地驱动次级桥32；
-机械地和电地驱动初级桥24；
-机械地和电地驱动初级桥24以及纯电地驱动次级桥32。
电地和机械地驱动初级桥24的组合尤其在如下情况中是有意义的：
-动态地，用于补偿内燃发动机16的停滞时间；
-静态地，用于填补力矩空缺，直到初级桥24的机械极限。
相应的控制装置可以以发动机控制器或在电机26中设置的控制装置的形式实现。
总之，在此因此如此设置内燃发动机16的尺寸，使得该内燃发动机可以提供用于初级桥24和次级桥32的最大的总力矩或者说最大的总功率，其中，变速器20仅被设计用于最大的、在初级桥24上提供的转矩(该转矩小于内燃发动机16的最大的总力矩)。但变速器20在内燃发动机16的最大的功率输出的情况下这样受到保护，使得力矩超出部分通过电的万向节轴转移到次级动力传动系14的电机30或蓄能器34上。