用于混合动力车辆的动力总成以及具有至少一个这种动力总成的混合动力车辆的制作方法

本发明涉及一种用于混合动力车辆的动力总成以及具有至少一个这种动力总成的混合动力车辆。

背景技术：

1、专利文献de 10 2011 079 975 a1公开了一种用于机动车辆的驱动设备，包括周转齿轮箱和差速传动装置，该差速传动装置构造成圆柱齿轮差速器。在周转齿轮箱中布置有容纳在其中的第一圆柱齿轮和容纳在其中的第二圆柱齿轮。此外，设置了行星齿轮传动级，其与周转齿轮箱运动学耦合并且具有太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮，其中，行星齿轮传动级的行星齿轮构造成阶梯式的并且分别形成第一行星圆柱齿轮部分以及相对于第一行星圆柱齿轮同轴地且轴向偏置地布置的第二行星圆柱齿轮部分。第一行星圆柱齿轮部分与太阳齿轮啮合并且第二行星圆柱齿轮部分与环形齿轮啮合，其中，行星齿轮与周转齿轮箱一起周转。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种用于混合动力车辆的节省空间的动力总成。该目的通过独立权利要求的主题来解决。有利的实施方式是从属权利要求、以下描述和附图的主题。

2、根据本发明的用于混合动力车辆的动力总成包括内燃机、至少一个电机以及具有多档传动装置和集成式差速器的传动设备，其中，多档传动装置能够至少与内燃机有效驱动连接并且在功率流中布置在差速器之前，其中，差速器构造成具有两个行星齿轮组，其中，每个行星齿轮组与相应的从动轴有效驱动连接，其中，多档传动装置、差速器和相应的从动轴设置成与混合动力车辆的从动轴线同轴地布置，其中，内燃机布置成与从动轴线轴线平行并且能够通过至少一个第一变速级与传动设备的第一输入轴有效驱动连接，其中，内燃机和传动设备在轴向上至少部分地布置在共同的平面中，其中，借助第一行星齿轮组可将第一从动力矩传递至第二从动轴，其中，第一行星齿轮组的支撑力矩可转化进第二行星齿轮组中，使得与第一从动力矩相对应的第二从动力矩可传递至第一从动轴。换言之，两个齿轮力矩的和不在构件中统一或联合成共同的车桥力矩。更确切地说，来自第一变速级的驱动功率在差速器中被分配，并根据行星齿轮组的构造传入从动轴。由此，由于各自的相对小的扭矩，差速器的构件可构造得更细。借助该差速器实现了扭矩的升高以及驱动功率的分配。此外，还减轻了重量。

3、集成式差速器被理解为具有两个行星齿轮组的差速器，其中，第一行星齿轮组与差速器的第一输入轴以及第二行星齿轮组有效驱动连接。第一行星齿轮组与第二从动轴有效驱动连接并且第二行星齿轮组与第一从动轴有效驱动连接。第二行星齿轮组至少间接地支撑在差速器的位置固定的壳体处或机动车辆的底盘处。借助这种集成式差速器，差速器的第一输入轴的输入力矩可转化并以限定的比例分配或传递至两个从动轴。优选地，输入力矩各传递50％、即一半至从动轴。因此，差速器不具有施加了两个从动力矩之和的构件。此外，在从动轴的输出转速相同时，差速器不具有整体周转的、或者说不带滚动运动地周转的齿部。换言之，无论从动轴的输出转速如何，相应行星齿轮组的彼此齿啮合的构件一直存在相对运动。

4、多档传动装置设置成在传动设备的至少与内燃机的输出轴有效连接的输入轴与多档传动装置的输出轴之间提供多种不同的变速比例。多档传动装置的输出轴在此作用为中间轴，该中间轴又将多档传动装置与差速器有效驱动连接。因此，多档传动装置的输出轴经由差速器与相应的从动轴相连接。

5、多档传动装置优选地构造为具有至少两个行星齿轮组的行星齿轮传动装置。换言之，多档传动装置具有输入轴、输出轴或中间轴以及至少一个壳体支撑件，以将作用扭矩支撑在混合动力车辆的底盘处。输入轴和输出轴或中间轴优选地彼此同轴地布置。也可考虑偏置的或平行的布置。

6、优选地，多档传动装置包括至少一个切换元件。该切换元件用于设定变速比例。这可根据驾驶员愿望和/或根据混合动力车辆的运行状态来进行。优选地，切换元件设置成在至少三个变速比之间切换。

7、内燃机的输出轴可与第一变速级的输入轴一体连接，其中，输出轴和输入轴都因此位于共同的主轴线上，该主轴线定向成平行于混合动力车辆的从动轴线。然而，在多构件的构造中，输出轴与输入轴不可旋转地连接。

8、第一变速级可以构造成链传动装置、带传动装置或具有处于齿啮合的多个齿轮的齿轮链，以便将扭矩和转速、即驱动功率传递至基本上平行于内燃机的输出轴或第一变速级的输入轴布置的传动设备的输入轴。

9、为了能够将内燃机和传动设备至少部分地布置在共同的平面上，需要基本上平行地布置内燃机或传动设备的相应的输出轴或输入轴。共同的平面定向成基本上垂直于混合动力车辆的从动轴线。由此实现了动力总成的相对短的轴向结构类型，因为内燃机和传动设备布置成至少部分地彼此相邻。此外，在主轴线上释放出足够的轴向结构空间，特别是用于车辆的混合动力化。还可考虑的是，将传动设备和电机在轴向上至少部分地布置在共同的平面中。

10、有效连接或有效驱动连接被理解为两个元件直接地、即直接地彼此连接，或者经由布置在其间的至少一个另外的元件间接地彼此连接。例如，可在两个轴之间有效地布置附加的轴和/或齿轮。此外，术语“至少间接地”被理解为，两个构件经由布置在这两个构件之间的至少一个另外的构件彼此(有效)连接或者直接地且因此直接地彼此连接。因此，在轴或齿轮之间还可以布置另外的构件，该构件与轴或齿轮有效连接。

11、差速器优选地构造为行星齿轮传动装置，其中，差速器具有输入轴和两个从动轴。每个从动轴至少间接地与紧固在混合动力车辆的从动轴线处的至少一个车轮相连接。借助差速器，一方面升高了扭矩，并且另一方面将驱动功率传递至两个从动轴。

12、差速器的两个行星齿轮组可以以任何方式相对于彼此布置，以便实现希望的变速比例。行星齿轮组通过耦合轴或耦合轮彼此有效驱动连接。优选地，两个行星齿轮组沿轴向彼此相邻地布置。替代地，两个行星齿轮组沿径向彼此重叠地布置。每个行星齿轮组均由太阳齿轮、环形齿轮以及行星齿轮架组成，该行星齿轮架上可旋转地布置有行星齿轮，其中，行星齿轮与太阳齿轮和环形齿轮均齿啮合。此外，差速器具有固定至壳体的连接部，以便将作用扭矩支撑在混合动力车辆的壳体处或底盘处。沿径向重叠的布置被理解为，行星齿轮组基本上共同地位于垂直于相应的从动轴或混合动力车辆的从动轴线延伸的平面上。由于(集成式)差速器在功率流中布置在多档传动装置之后，因此多档传动装置承受相对小的负载，因为力矩的升高在差速器中才会借助布置在差速器中的两个行星齿轮组而发生。

13、两个从动轴之一穿过多档传动装置。由此从动轴之一可以说是“内线(inline)”地穿过多档传动装置并且相对于多档传动装置得到可旋转的支承，以便将驱动功率从差速器传递至相应的车轮。换言之，其上同轴地布置有内燃机的主轴线以及传动设备的输入轴都横向于车辆纵向方向地延伸。

14、所述至少一个电机优选地与为电机供应电能的蓄电池相连接。此外，电机优选地可由功率电子器件控制或调节。电机具有固定至壳体的定子和相对于定子可旋转地布置的转子，所述转子具有转子轴，其中，各转子轴一体地或多部分地与电机的输出轴和/或第一变速级的输入轴相连接。

15、根据一个实施例，各电机和内燃机共同地与所述至少一个第一变速级的第二输入轴有效驱动连接或可有效驱动连接。换言之，内燃机和/或各电机直接且因此直接与从动端相连接，或者在功率流中布置离合单元，以便将内燃机和/或各电机从从动端解耦。因此，可以仅借助内燃机或仅借助各电机来驱动混合动力车辆，其中，共同地、混合动力式地驱动混合动力车辆也是可能的。

16、各电机可以在此例如与相应的第一变速级的输入轴同轴地布置，并且因此可以与传动设备的从动轴平行地布置。由此，电机布置成与传动设备的输入轴以及从动轴线轴线平行。优选地，第一变速级轴向地布置在内燃机和各电机之间。因此可在第一变速级处实现驱动功率整合。

17、替代地，各电机经由至少一个第二变速级与输入轴有效驱动连接。由此节省了轴向的结构空间，因为各电机的转子轴可以平行于输入轴地布置并且各电机因此可以例如布置在内燃机旁。第二变速级可以与第一变速级类似地构造为链传动装置、带传动装置或具有处于齿啮合的多个齿轮的齿轮链，以便将驱动功率传递至第一变速级的输入轴。此外，替代地，第二变速级也可以构造为行星齿轮传动装置并且因此用作预变速器。

18、根据另外的实施例，所述至少一个电机在功率流中布置在多档传动装置与差速器之间。在此，各电机共同地使用差速器的变速比，并且因此原则上不需要另外的变速级，只要其直接布置在多档传动装置和差速器之间的中间轴上。因此，各电机优选地布置成与传动设备的输入轴和/或从动轴同轴，并且因此定向成平行于相应的第一变速级的输入轴。

19、替代地，各电机经由至少一个第二变速级与有效布置在多档传动装置和差速器之间的中间轴有效驱动连接。换言之，各电机与多档传动装置和差速器之间的中间轴有效驱动连接，并且布置成与从动轴线轴线平行。由此额外地节省了轴向的结构空间，因为各电机的转子轴平行于中间轴地布置并且各电机因此可以例如布置在多档传动装置旁。第二变速级可以与先前描述的变速级类似地构造。

20、本发明包括如下技术教导：在功率流中，将离合单元和/或扭转阻尼器布置在内燃机和所述至少一个第一变速级之间。如果设置离合单元和扭转阻尼器，则将离合单元优选地在功率流中布置在扭转阻尼器之后是有利的。离合单元优选地可以至少在闭合状态和松开状态之间切换，以便将内燃机从从动端解耦。在松开状态中，没有驱动功率传递至相应的第一变速级。因此，仅各电机至少间接地通过第一变速级将驱动功率传递至传动设备的相应的输入轴，使得混合动力车辆至少暂时地由纯电力驱动。在离合设备的闭合状态中，混合动力式地驱动混合动力车辆，其中，内燃机和各电机都至少间接地通过第一变速级将驱动功率传递至传动设备的相应的输入轴。

21、根据本发明的混合动力车辆包括至少一个根据上述类型的动力总成。混合动力车辆优选地是机动车辆，特别是汽车(例如重量小于3.5t的乘用车)、公交车或卡车(例如重量大于3.5t的公交车和卡车)。混合动力车辆包括至少两个车桥，其中，这些车桥中的至少一个车桥、优选地混合动力车辆的所有车桥至少间接地与动力总成、更确切地说与传动设备的传动装置输出轴有效驱动连接。还可考虑的是，为每个车桥设置这种动力总成。优选地，以前置横向结构类型构建动力总成，使得内燃机的轴线、即主轴线，以及传动设备的轴线、即从动轴线，定向成基本上横向于车辆的纵向方向。

22、以上关于根据本发明的动力总成的技术效果、优点和有利的实施方式的限定和陈述同样适用于根据本发明的混合动力车辆。