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CN118695957A - 用于机动车的混合驱动系统以及机动车、特别是汽车 - Google Patents

用于机动车的混合驱动系统以及机动车、特别是汽车 Download PDF

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CN118695957A
CN118695957A CN202380017323.9A CN202380017323A CN118695957A CN 118695957 A CN118695957 A CN 118695957A CN 202380017323 A CN202380017323 A CN 202380017323A CN 118695957 A CN118695957 A CN 118695957A
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CN
China
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transmission
planetary gear
shaft
drive system
gear
Prior art date
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Pending
Application number
CN202380017323.9A
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English (en)
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T·希尔德
K·里德尔
J·穆勒
R·雷施
M·斯托克
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的混合驱动系统(10)，包括：内燃发动机(16)，其具有驱动轴(21)，所述内燃发动机(16)能够通过所述驱动轴提供用于所述驱动机动车的第一驱动扭矩；电机(22)，其具有转子(26)，所述电机(22)能够通过所述转子提供用于驱动机动车的第二驱动扭矩；轴变速器(30)，其具有轴变速器输入轮(34)，所述轴变速器输入轮能够驱动所述轴变速器(30)；以及变速器(44)，其具有第一子变速器(46)和第二子变速器(48)，其中所述第一子变速器(46)具有第一行星齿轮组(50)和第二行星齿轮组(52)，所述第一行星齿轮组具有第一元件(54)、第二元件(56)和第三元件(58)，所述第二行星齿轮组具有第四元件(62)、第五元件(64)和第六元件(66)，所述第五元件以永久旋转固定的方式连接至所述第一元件(54)。

Description

用于机动车的混合驱动系统以及机动车、特别是汽车
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于机动车、特别是汽车的混合驱动系统。另外，本发明涉及一种具有这种混合驱动系统的机动车。
背景技术
DE 10 2017 006 082A1和DE 10 2016 213 737A1分别公开一种混合驱动装置，其具有内燃发动机和具有转子的电机。
同类型的DE 10 2015 223 026 A1与前述文献类似地公开了一种混合驱动装置，其具有内燃发动机、电机和具有两个子变速器的变速器，其中子变速器中的第一子变速器具有两个行星齿轮组。在此，子变速器中的第二子变速器的正齿轮级在轴向上布置在第一子变速器的不同侧。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于机动车的混合驱动系统及一种具有这种混合驱动系统的机动车，使得可以以节省结构空间的方式实现特别有利的驱动。
所述目的通过一种具有权利要求1的特征的混合驱动系统以及一种具有权利要求10的特征的机动车来实现。在从属权利要求中示出具有合适的发明改进方案的有利实施例。
本发明的第一方面涉及一种用于机动车、特别是汽车的混合驱动系统，其也被称为混合驱动装置或混合驱动设备或设计成混合驱动设备或混合驱动装置。这意味着，特别是设计成汽车、更特别是设计成乘用车的机动车在其已完全制造的状态下具有所述混合驱动系统并且可借助于所述混合驱动系统驱动。所述混合驱动系统具有也称为内燃机或燃油机的内燃发动机，其具有驱动轴。例如内燃发动机设计成往复式活塞发动机，因此所述驱动轴特别地可设计成曲轴。通过驱动轴，内燃发动机可以提供用于驱动机动车的第一驱动扭矩。所述第一驱动扭矩是用于驱动机动车的第一扭矩。所述混合驱动系统还包括电机，所述电机具有转子。例如电机具有定子，通过定子可以驱动转子，所述转子由此可以绕电机旋转轴线相对于定子旋转。所述电机可以通过所述转子提供用于驱动机动车的第二驱动扭矩。所述第二驱动扭矩是用于驱动机动车的第二扭矩。例如机动车在其已完全制造的状态下具有在车辆纵向上连续且因此相继布置的至少或正好两个车轴，所述车轴也简称为轴。各个轴具有至少或正好两个车轮，所述车轮也简称为轮，所述车轮布置在沿也被称为车辆的机动车的车辆横向方向彼此相对的侧面上。各个轮是触地元件，机动车借助于轮在车辆的高度方向上向下被支撑或可被支撑在地面上。如果机动车沿地面行驶且在此借助于混合驱动系统驱动，而同时机动车在车辆高度方向上向下通过触地元件被支撑在地面上，则所述触地元件特别地直接在地面上滚动。例如，所述混合驱动系统特别地正好分配给轴中的一个轴，使得借助于所述混合驱动系统例如可以驱动分配有所述混合驱动系统的轴的轮。因此，特别地可以设想，分配有所述混合驱动系统的轴的这些轮能够由内燃发动机通过其驱动轴并且由电机通过其转子来驱动。通过驱动轮可以驱动机动车。可借助于混合驱动系统且由此借助于内燃发动机且借助于电机被驱动的轮也被称为可驱动轮或从动轮或者称为驱动车辆车轮或从动车辆车轮或可驱动车辆车轮。如果以下提到轮或车轮，除非另外说明，否则轮或车轮意指分配有混合驱动系统的轴的、可以借助于混合驱动系统被驱动的轮。
混合驱动系统包括轴变速器，其特别地分配给分配有混合驱动系统的轴。特别地，所述轮可以通过轴变速器被内燃发动机和电机驱动。更特别地，轴变速器是差速变速器，其也简称为差速器，其特别地具有从一般现有技术中已知的如下功能：相应的第三扭矩能够通过轴变速器分配到轮上，使得所述轮可通过轴变速器借助于相应的第三扭矩而被驱动。例如，相应的第三扭矩源自相应的第一驱动扭矩和/或相应的第二驱动扭矩。特别地，轴变速器例如在机动车过弯行驶时允许轮的不同的转数，使得例如弯道外侧的轮比弯道内侧的轮能以更大的转数旋转，特别是同时轮通过轴变速器借助于第三扭矩被驱动或可被驱动。轴变速器具有轴变速器输入轮，通过所述轴变速器输入轮可驱动轴变速器，特别是使得相应的第三扭矩通过所述轴变速器输入轮可被引入所述轴变速器中或可被传递至所述轴变速器上。例如轴变速器输入轮是所述混合驱动系统的第一齿轮，即，其也被称为混合驱动系统的第一齿轮。例如所述轴变速器输入轮可以设计成冠状齿轮。轴变速器可以设计成锥齿轮差速器，或者也可设计成行星传动差速器。特别地，当轴变速器输入轮设计成齿轮时，轴变速器输入轮也被称为轴变速器输入齿轮。
此外，混合驱动系统具有变速器，所述变速器也被称为主变速器，且特别地在轴变速器以外附加地设置，所述变速器具有第一子变速器和第二子变速器。特别地，可以设想轴变速器可通过主变速器被内燃发动机和电机驱动，使得例如主变速器可提供相应的第三扭矩，或者主变速器可以例如提供相应的第四扭矩，由该相应的第四扭矩例如得到相应的第三扭矩。在此可以设想相应的第四扭矩源自相应的第一驱动扭矩和/或相应的第二驱动扭矩。
第一子变速器具有第一行星齿轮组，其也简称为第一行星组。所述第一行星齿轮组具有第一中心齿轮、第一行星齿轮架和第一齿圈，所述第一行星架也被称为第一桥架。第一中心齿轮、第一行星齿轮架和第一齿圈也称为第一行星齿轮组的行星齿轮组元件，即，第一中心齿轮、第一行星齿轮架和第一齿圈是第一行星齿轮组的行星齿轮组元件。所述行星齿轮组元件中的第一行星齿轮组元件也被称为第一元件，所述行星齿轮组元件中的第二行星齿轮组元件也被称为第二元件，第一行星齿轮组的第三行星齿轮组元件也被称为第三行星齿轮组的第三元件。
第一子变速器还具有特别是在第一行星齿轮组以外附加设置的第二行星齿轮组，其也被简称为第二行星组。特别地，第二行星齿轮组具有第二中心齿轮、第二行星齿轮架和第二齿圈，所述第二行星齿轮架也称为第二桥架。第二中心齿轮、第二行星齿轮架和第二齿圈也被称为第二行星齿轮组的传动元件，即，它们是第二行星齿轮组的传动元件。所述传动元件中的第一传动元件也被称为第四元件，所述传动元件中的第二传动元件也被称为第五元件，第三传动元件也被称为第二行星齿轮组的第六元件。如果下文提到元件，除非另外说明，否则这是指行星齿轮组的上述六个元件，即第一元件、第二元件、第三元件、第四元件、第五元件和第六元件。
特别地可以设想混合驱动系统具有壳体，在此可以设想第一行星齿轮组和/或第二行星齿轮组分别至少部分、特别地至少主要地并且因此至少以大于一半的程度、甚至是完全地布置在壳体内。例如当相应的行星齿轮组元件没有以旋转固定的方式连接至所述壳体时，特别地通过驱动第一行星齿轮组而使相应的行星齿轮组元件可以绕第一行星齿轮组的第一行星齿轮组旋转轴线相对于所述壳体旋转。还可以设想，特别是当相应的传动元件没有以旋转固定的方式连接至所述壳体时，相应的传动元件特别是通过驱动第二行星齿轮组而可以绕第二行星齿轮组的第二行星齿轮组旋转轴线相对于所述壳体旋转。特别地可以规定行星齿轮组彼此同轴地布置，使得行星齿轮组旋转轴线重合。
在所述混合驱动系统中规定，第五元件以永久旋转固定的方式连接至第一元件，或反之亦然。
第二子变速器具有第一正齿轮级、特别是在第一正齿轮级以外附加设置的第二正齿轮级以及特别是在驱动轴以外附加设置的输出轴。正齿轮级包括例如特别是正好两个特别地设计成正齿轮的齿轮，即第二齿轮和第三齿轮。特别地可以设想，所述正齿轮级的齿轮特别地直接和/或永久地彼此啮合。特征“两个齿轮，例如第二齿轮和第三齿轮，彼此相互啮合，即彼此永久接合”意指，永久彼此啮合的齿轮在啮合位置与释放位置之间不能相对于彼此运动，而是永久彼此啮合的齿轮永久地处于、即始终处于接合中，其中，在所述啮合位置，齿轮彼此啮合，而在所述释放位置，齿轮不彼此啮合。
第一正齿轮级具有第一输出齿轮，其例如是第一正齿轮级的前述第二齿轮。所述第一输出齿轮与所述输出轴同轴地布置。特别地，例如输出齿轮可以布置在输出轴上。特别地可以设想，所述第一输出齿轮特别是永久地以旋转固定的方式连接至输出轴。所述第一输出齿轮特别是永久地与所述第一正齿轮级的第一输入齿轮啮合，其中，所述第一正齿轮级的第一输入齿轮例如是前述的第三齿轮。第一输入齿轮以旋转固定的方式连接或可连接至第三元件。
第二正齿轮级具有第二输出齿轮，其与输出轴同轴地布置。特别地，例如第二输出齿轮可以布置在输出轴上。特别地可以设想，第二输出齿轮特别是永久地以旋转固定的方式连接至输出轴。特别地，第二输出齿轮是混合驱动系统的第四齿轮，其中，第四齿轮特别地设计成正齿轮。第二输出齿轮特别是永久地与第二正齿轮级的第二输入齿轮啮合。特别地，第二输入齿轮是所述混合驱动系统的第五齿轮，其中，所述第五齿轮或所述第二输入齿轮特别地是正齿轮。所述第二输入齿轮以旋转固定的方式连接或可连接至所述第六元件。
还规定，电机的转子特别地以传递扭矩的方式且更特别地以旋转固定的方式联接或可联接、即连接或可连接至第四元件，使得由所述电机通过转子提供或可提供的相应的第二驱动扭矩在所述第四元件处可被引入所述变速器中，即，由所述电机通过转子提供或可提供的相应的第二驱动扭矩可从所述转子传递至所述第四元件，因此可通过所述第四元件引入所述变速器中，以便特别地由此驱动所述变速器。
此外，所述混合驱动系统包括输出驱动齿轮，其例如是混合驱动系统的第六齿轮。特别地，在第一齿轮之外附加地设置第二齿轮，在第一和第二齿轮之外附加地设置第三齿轮，在第一、第二和第三齿轮之外附加地设置第四齿轮，在第一、第二、第三和第四齿轮之外附加地设置第五齿轮，在第一、第二、第三、第四和第五齿轮之外附加地设置第六齿轮。所述输出驱动齿轮以永久旋转固定的方式连接至输出轴。还规定所述输出驱动齿轮永久与所述轴变速器输入轮啮合。例如所述输出驱动齿轮可设计成锥齿轮。特别地规定所述第二输出齿轮与所述第一输出齿轮同轴地布置。还可以设想所述输出驱动齿轮与所述第一输出齿轮同轴地布置，且与所述第二输出齿轮同轴地布置。
在本文范围内，特征“两个组件，例如第三元件和输入齿轮，或者输出驱动齿轮和输出轴，以旋转固定的方式彼此连接”意指，以旋转固定的方式彼此连接的组件彼此同轴布置，并且特别是当组件被驱动时绕所述组件所共有的组件旋转轴线，例如第一行星齿轮组旋转轴线和/或第二行星齿轮组旋转轴线，共同地或同时地以相同的角速度特别地相对于壳体旋转。特征“两个组件，例如转子和第四元件，以传递扭矩的方式彼此联接或连接”意指，所述组件彼此联接或连接，使得扭矩可在所述组件之间传递，其中，当所述组件以旋转固定的方式彼此连接时，所述组件也以传递扭矩的方式彼此连接。
特征“两个组件永久以传递扭矩的方式彼此连接”意指，并不设置例如开关元件，而是所述组件总是或始终且因此永久地以传递扭矩的方式、即以扭矩能在所述组件之间传递的方式彼此连接，其中所述开关元件可以在联接状态和分离状态之间切换，在所述联接状态中所述组件以传递扭矩的方式彼此连接，在所述分离状态中在所述组件之间无法传递扭矩。因此，例如所述组件中一个组件可被相应的另外的组件驱动，或反之亦然。例如转子永久地以传递扭矩的方式、特别地以旋转固定的方式联接、即连接至第四元件。特别地，特征“两个组件，例如驱动齿轮和输出轴，以永久旋转固定的方式彼此连接”意指，没有设置例如开关元件，而是所述组件总是或始终且因此以永久旋转固定的方式彼此连接或联接，其中所述开关元件可以在联接状态与分离状态之间切换，在所述联接状态中所述组件以旋转固定的方式彼此连接，在所述分离状态中所述组件彼此分离且可相对于彼此旋转、特别是绕组件旋转轴线相对于彼此旋转而使得例如在所述组件之间不能传递扭矩。因此在本文范围内，“以旋转固定的方式连接两个特别是可旋转地安装的组件”意指这两个组件彼此同轴地布置且相互连接使得它们以相同的角速度旋转。此外，特征“两个组件，例如电机转子与第四元件，可以以传递扭矩的方式特别地以旋转固定的方式彼此联接或连接”意指，所述组件分配有也称为切换元件的开关元件，其可以在联接状态与分离状态之间切换，其中，在所述联接状态下，所述组件借助于所述开关元件以传递扭矩的方式、特别地以旋转固定的方式彼此连接，在所述分离状态下，所述组件彼此分离而使得所述组件特别地绕组件旋转轴线可以相对于彼此旋转，并且特别地在所述组件之间不能传递扭矩。
所述混合驱动系统具有第一开关元件，其设计成将内燃发动机的驱动轴以旋转固定的方式连接至第二元件。换言之，规定借助于第一开关元件可将驱动轴以旋转固定的方式连接至第二元件。因此，第一开关元件例如可以在第一联接状态与第一分离状态之间切换。在第一联接状态中，借助于第一开关元件将驱动轴以旋转固定的方式连接至第二元件，使得特别是当例如驱动轴驱动第二元件或反之时，驱动轴和第二元件共同地或同时地并且特别地以相同的角速度特别地绕第一行星齿轮组旋转轴线相对于壳体旋转或可旋转。在第一分离状态中，第二开关元件允许在驱动轴与第二元件之间的特别是绕第一行星齿轮组旋转轴线进行的相对旋转。特别地，驱动轴可绕驱动轴旋转轴线相对于壳体旋转。更优选地，所述驱动轴与第一行星齿轮组同轴地和/或与第二行星齿轮组同轴地布置，使得驱动轴旋转轴线优选地与第一行星齿轮组旋转轴线和/或第二行星齿轮组旋转轴线重合。例如第一开关元件特别地以平移的方式和/或相对于壳体可以在产生第一联接状态的至少一个第一联接位置与产生第一分离状态的至少一个第一分离位置之间移动。
此外，所述混合驱动系统包括第二开关元件，其设计成用于将第二元件以旋转固定的方式连接至第六元件。换言之，借助于第二开关元件将第二元件以旋转固定的方式可连接至第六元件，或反之亦然。因此，特别地，第二开关元件可以在第二联接状态与第二分离状态之间切换。在第二联接状态中，借助于第二开关元件将第二元件和第六元件以旋转固定的方式相互连接，从而特别是当驱动第一或第二子变速器时，第二元件和第六元件共同地或同时地、即以相同的角速度特别地绕第一行星齿轮组旋转轴线或第二行星齿轮组旋转轴线和/或相对于壳体旋转或可旋转。在第二分离状态中，第二开关元件允许在第二元件与第六元件之间特别地绕第一和/或第二行星齿轮组旋转轴线进行相对旋转，使得在第二分离状态中第二元件和第六元件可相对于彼此旋转，特别地绕第一或第二行星齿轮组旋转轴线旋转。例如第二开关元件特别地可以以平移的方式和/或相对于壳体在产生第二联接状态的至少一个第二联接位置与产生第二分离状态的至少一个第二分离位置之间移动。
为了能以特别节省结构空间的方式实现特别有利的驱动，以本身已知方式规定，第二正齿轮级在轴向方向上观察布置在第一子变速器的背对第一正齿轮级的一侧。在本文范围内，除非另有说明，术语“轴向”和“同轴”涉及各个行星齿轮组旋转轴线。但在此情况下特征“相应的输出齿轮与输出轴同轴地布置”意指相应的输出齿轮和输出轴可以绕共同的输出轴旋转轴线特别是相对于壳体旋转，其中，特别是当相应的输出齿轮特别是永久地以旋转固定的方式连接至输出轴时，输出轴和相应的输出齿轮共同地或同时地以相同角速度绕输出轴旋转轴线相对于壳体旋转或可旋转。
因此规定第二正齿轮级在轴向方向上观察且因此沿各个行星齿轮组旋转轴线观察时布置在第一子变速器的背对第一正齿轮级的一侧。换言之，第二正齿轮级在各个行星齿轮组的轴向方向上观察且因此沿各个行星齿轮组旋转轴线观察时布置在第一子变速器的在背对第一正齿轮级的、即背离第一正齿轮级的一侧，特别是使得第二正齿轮级在平行于各个行星齿轮组旋转轴线延伸的或与各个行星齿轮组旋转轴线重合的且从第二正齿轮级指向第一正齿轮级的方向上至少部分、特别是至少主要地且因此以至少大于一半的程度、甚至是完全地与第一子变速器且因此与第一行星齿轮组和/或第二行星齿轮组重叠。由此可以实现特别紧凑的且因此节省空间的混合驱动系统结构。另外，可以实现特别有利的变速器多挡性能以及可切换性能，从而可以实现特别良好的操控性和因此特别良好的机动车驱动。
在本文范围内，也称为序词的序数词，例如“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”等不必然被用来说明或暗示数量或量，而是旨在能明确指代序数词所对应的或序数词所涉及的术语。
为了能实现特别好的多挡性能和进而特别有利的驱动，根据本发明规定，所述混合驱动系统具有第六开关元件，其设计成将第二输入齿轮以旋转固定的方式连接至第五元件。换言之，借助于第六开关元件能够将第二输入齿轮以旋转固定的方式连接至第五元件，或反之亦然。例如第六开关元件可以在第六联接状态与第六分离状态之间切换。在第六联接状态中，借助于第六开关元件将第二输入齿轮以旋转固定的方式连接至第五元件。在第六分离状态中，第六开关元件允许在第二输入齿轮与第五元件之间特别地绕第二行星齿轮组旋转轴线进行相对旋转。例如第六开关元件可以特别地以平移的方式和/或相对于壳体在产生第六联接状态的至少一个第六联接位置与产生第六分离状态的至少一个第六分离位置之间移动。
为了能保持混合驱动系统的特别低的结构空间需求、成本和重量，在本发明的一个实施例中规定，设置总共正好两个行星齿轮组，即第一行星齿轮组和第二行星齿轮组。换言之优选地规定，所述混合驱动系统具有总共正好两个、即仅有两个行星齿轮组，即第一行星齿轮组和第二行星齿轮组。
另一实施例的特点是设置第三开关元件，其设计成将第六元件以旋转固定的方式连接至所述混合驱动系统的壳体。换言之，借助于第三开关元件可以将第六元件以旋转固定的方式连接至所述壳体。因此第三开关元件例如可在第三联接状态与第三分离状态之间切换。在第三联接状态中，借助于第三开关元件将第六元件以旋转固定的方式连接至壳体，使得第六元件不能绕第二行星齿轮组旋转轴线相对于壳体旋转，这特别是当驱动第二行星齿轮组时也是不可行的。在第三分离状态中，第三开关元件允许在第六元件与壳体之间特别地绕第二行星齿轮组旋转轴线进行相对旋转，使得第六元件可绕第二行星齿轮组旋转轴线相对于壳体旋转。例如第三开关元件可以特别地以平移运动的方式和/或相对于壳体运动在产生第三联接状态的至少一个第三联接位置与产生第三分离状态的至少一个第三分离位置之间移动。通过使用第三开关元件，可以实现特别有利的可切换性能以及操纵性。
为了能实现特别好的多挡性能以及可切换性能和操纵性，在本发明的另一实施例中规定，所述混合驱动系统具有第四开关元件，其设计成将驱动轴以旋转固定的方式连接至第四元件。换言之优选地规定，借助于第四开关元件可将驱动轴以旋转固定的方式连接至第四元件。特别地，第四开关元件可以在第四联接状态与第四分离状态之间切换。在第四联接状态中，借助于第四开关元件将驱动轴以旋转固定的方式连接至第四元件，使得特别是当驱动轴驱动第四元件或反之时，驱动轴和第四元件特别地绕第二行星齿轮组旋转轴线和/或相对于壳体共同地或同时地旋转或可旋转。在第四分离状态中，第四开关元件允许在驱动轴与第四元件之间特别地绕第二行星齿轮组旋转轴线进行相对旋转。例如第四开关元件特别地可以以平移的方式和/或相对于所述壳体在产生第四联接状态的至少一个第四联接位置与产生第四分离状态的至少一个第四分离位置之间移动。
在本发明的一个特别有利的实施例中，所述混合驱动系统包括第五开关元件，其设计成将第六元件以旋转固定的方式连接至第二输入齿轮。换言之，借助于第五开关元件可以将第六元件以旋转固定的方式连接至第二输入齿轮，或反之亦然。由此可以实现特别有利的变速器多挡性能以及可切换性能，从而实现特别好的操纵性和特别好的驱动。例如第五开关元件可以在第五联接状态与第五分离状态之间切换。在第五联接状态中，借助于第五开关元件将第六元件以旋转固定的方式连接至第二输入齿轮。在第五分离状态中，第五开关元件允许在第六元件与第二输入齿轮之间特别地绕第二行星齿轮组旋转轴线进行相对旋转。例如第五开关元件可以特别地以平移的方式和/或相对于壳体在产生第五联接状态的至少一个第五联接位置与产生第五分离状态的至少一个第五分离位置之间移动。
为了特别在轴向方向上观察且因此沿各个行星齿轮组旋转轴线上观察能保持所述混合驱动系统的特别低的结构空间需求，在本发明的另一实施例中规定，在轴向方向上、即沿各个行星齿轮组旋转轴线观察或延伸，电机的转子轮、第二正齿轮级、第一子变速器和第一正齿轮级按照所述顺序且因此按以下顺序连续地、即相继地布置：转子轮—第二正齿轮级—第一子变速器—第一正齿轮级。因此优选地规定，在各个行星齿轮组的轴向方向上观察且因此沿各个行星齿轮组旋转轴线观察，第二正齿轮级与转子轮邻接，第一子变速器与第二正齿轮级邻接，并且第一正齿轮级与第一子变速器邻接。
例如转子轮是所述混合驱动系统的第七齿轮，其中，第七齿轮特别地可设计成正齿轮。因此例如转子轮可绕电机旋转轴线相对于所述壳体旋转。特别地可以设想，转子通过转子轮可以提供相应的第二驱动扭矩。
所述混合驱动系统例如包括附加的第八齿轮，其可设计成正齿轮。特别地，在第一、第二、第三、第四、第五和第六齿轮之外还设置第七齿轮；更优选地，在第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七齿轮之外还设置第八齿轮。例如可以设想，转子轮特别是永久地与第八齿轮啮合。例如第八齿轮以传递扭矩的方式、特别地以旋转固定的方式连接或可连接至第四元件。特别地可以设想，第八齿轮永久地以传递扭矩的方式、特别地以旋转固定的方式连接至第四元件。
优选规定，第一元件是第一中心齿轮，第二元件是第一行星齿轮架，并且第三元件是第一齿圈。替代地或附加地，例如第四元件是第二中心齿轮，第五元件是第二行星齿轮架，并且第六元件是第二齿圈。
为了能以特别节省结构空间的方式实现特别有利的驱动，在本发明的另一实施例中规定，驱动轴和由此的内燃发动机与第一子变速器同轴地且因此与第一行星齿轮组同轴地且与第二行星齿轮组同轴地布置。在此优选地规定输出驱动齿轮在轴向上、即在轴向方向上观察且因此沿各个行星齿轮组旋转轴线观察布置在内燃发动机与第一子变速器之间。这特别地意指所述输出驱动齿轮布置在垂直于各个行星齿轮组的轴向方向且因此垂直于各个行星齿轮组旋转轴线延伸的平面内，所述平面在轴向方向上观察且因此沿各个行星齿轮组旋转轴线观察布置在内燃发动机与第一子变速器之间。
例如第四开关元件和/或第一开关元件相对于输出驱动齿轮在轴向上重叠地布置。另外可以设想，第四开关元件和/或第一开关元件相对于电机、特别是相对于转子和/或定子在轴向上重叠布置。“在轴向上重叠”特别地意指：当两个部件，例如第四开关元件和电机，布置在具有相同轴向坐标的区域中时，这两个部件在轴向方向上重叠布置。因此存在径向布置的、即在各个行星齿轮组的径向方向上且因此垂直于各个行星齿轮组旋转轴线延伸的至少一条直线，其穿过这两个沿轴向重叠布置的部件或者与两者都相交。
本发明的第二方面涉及一种机动车，其也简称为车辆，其例如可以设计成汽车、特别是乘用车。所述机动车具有根据本发明第一方面的混合驱动系统。所述机动车可借助于所述混合驱动系统驱动。本发明第一方面的优点和有利实施例应被视为本发明第二方面的优点和有利实施例，反之亦然。
在本发明中，所述混合驱动系统、特别是变速器可设计为特别有利的多级变速器，其基于以第一行星齿轮组和第二行星齿轮组形式的相互联接的行星齿轮组，特别地按照轴向平行的设计，其中，可以保持特别低的损失功率。特别地可以实现高达八个混动的或内燃发动机驱动的前进挡和一个混动的倒车挡。另外，可以实现至少四个电动挡和各种不同的无级变速范围。可以获得大的传动比范围(Spreizung)。开关元件中的至少一个开关元件可设计成形状配合的开关元件、特别是爪式离合器，其特别地具有或不具有同步单元，以能保持特别低的损失。
为了能保持特别低的成本，优选地将所述行星齿轮组设计为单级行星齿轮组可以实现特别好的效率。所述电机可以同轴地布置或轴平行地布置。所述电机同轴地布置特别地意指电机旋转轴线与行星齿轮组旋转轴线重合，即电机或转子与各个行星齿轮组同轴地布置。电机轴平行地布置意指电机旋转轴线平行于各个行星齿轮组旋转轴线延伸且与各个行星齿轮组旋转轴线间隔开。可以实现其它的爪式开关元件，特别是通过使用电机来实现。
附图说明
从以下对优选实施例的说明中以及结合图得到本发明的其它优点、特征和细节。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明中提到的和/或在图中被单独示出的特征和特征组合不仅在各自所指明的组合中、也在其它组合中或单独地可采用，而没有超出本发明范围，附图中示出：
图1示出用于机动车的混合驱动系统的第一实施例的示意图；
图2示出混合驱动系统的第二实施例的示意图。
具体实施方式
在图中，相同的或功能相同的元件具有相同的附图标记。
图1以示意图示出用于也称为车辆的机动车的混合驱动系统10的第一实施例。机动车优选设计成汽车。机动车例如具有至少或正好两个在车辆纵向上前后布置的车轴。相应的车轴也被简称为轴且具有至少或正好两个车轮，其中，车轮是机动车的触地元件。在此，混合驱动系统10分配于轴中的特别是正好一个轴，因此借助于混合驱动系统10可以驱动分配有混合驱动系统10的该车轴的车轮。分配有混合驱动系统10的该车轴的借助于混合驱动系统10可被驱动的车轮在图1中被极其示意性示出并且用12和14来标示。混合驱动系统10具有也称为内燃机、发动机或燃油机的内燃发动机16。内燃发动机16具有也称为发动机体的汽缸壳体18，其具有多个汽缸20。在内燃机点火运行中，在汽缸20内进行燃烧过程。例如内燃发动机16是活塞式发动机。内燃发动机16具有例如设计为曲轴的驱动轴21，其可绕驱动轴旋转轴线相对于汽缸壳体18旋转。内燃发动机16可以通过驱动轴21提供用于驱动车轮12、14且因此用于驱动机动车的第一驱动扭矩。另外，混合驱动系统10包括电机22，其具有定子24和转子26。转子26借助于定子24可被驱动且由此绕电机旋转轴线相对于定子24可旋转。此外，混合驱动系统10包括在图1中被极其示意性示出的壳体28，其中，驱动轴21可绕驱动轴旋转轴线且该转子26可绕电机旋转轴线相对于壳体28旋转。电机22可以通过转子26提供用于驱动车轮12、14和进而用于驱动机动车的第二驱动扭矩。另外，混合驱动系统10具有设计成差速变速器的且也简称为差速器的轴变速器30，借此可以由电机22和内燃发动机16驱动车轮12、14。在第一实施例中，轴变速器30例如设计成锥齿轮差速器。轴变速器30具有轴变速器壳体32，其在此例如设计成所谓的差速器笼。另外，轴变速器30包括轴变速器输入轮34，它特别地永久地以旋转固定的方式连接至轴变速器壳体32。因此，轴变速器壳体32和轴变速器输入轮34可绕轴变速器旋转轴线相对于壳体28旋转。如在图1中由箭头36表明地，轴变速器30可以将相应的源自相应的第一驱动扭矩和/或相应的第二驱动扭矩的也称为第三扭矩的第三驱动扭矩分配或传递至车轮12和14，使得车轮12和14可被驱动。轴变速器30在此具有设计为锥齿轮的小齿轮38，其随轴变速器壳体32可绕轴变速器旋转轴线相对于壳体28旋转。另外，小齿轮38可以绕垂直于轴变速器旋转轴线延伸的小齿轮旋转轴线旋转。小齿轮38特别地永久地与轴变速器30的侧齿轮40啮合。相应的小齿轮38绕垂直于轴变速器旋转轴线延伸的小齿轮旋转轴线相对于轴变速器壳体32可旋转。相应的侧齿轮40可绕轴变速器旋转轴线相对于壳体28且也相对于轴变速器壳体32旋转。相应的侧齿轮40特别地永久地以旋转固定的方式被连接至相应的半轴42，其中，相应的车轮12、14可被相应的半轴42驱动。
另外，混合驱动系统10包括也称为主变速器的变速器44，其具有第一子变速器46和第二子变速器48。第一子变速器46具有在此彼此同轴布置的第一行星齿轮组50和第二行星齿轮组52。第一行星齿轮组50具有设计成第一中心齿轮的第一元件54、设计成第一行星齿轮架的第二元件56和设计成第一齿圈的第三元件58。另外，第一行星齿轮组50具有多个第一行星齿轮60，它们可旋转地安装在第二元件56(第一行星齿轮架)上且同时与第一元件54(第一中心齿轮)以及第三元件58(第一齿圈)两者都啮合。第二行星齿轮组52具有设计为第二中心齿轮的第四元件62、设计为第二行星齿轮架的第五元件64和设计为第二齿圈的第六元件66。此外，行星齿轮组52具有第二行星齿轮68，其可旋转地安装在第五元件64(第二行星齿轮架)上且同时与设计为第二中心齿轮的第四元件62以及第六元件66(第二齿圈)两者都啮合。在第一实施例中，第一中心齿轮是第一元件54，行星齿轮架是第二元件56，并且第一齿圈是第三元件58。另外，第二中心齿轮是第四元件62，第二行星齿轮架是第五元件64，并且第二齿圈是第六元件66。第一元件54(第一中心齿轮)以永久旋转固定的方式连接至第五元件64(第二行星齿轮架)。
第二子变速器48具有第一正齿轮级70。另外，第二子变速器48包括输出轴72，其可绕输出轴旋转轴线相对于壳体28旋转。特别地当相应的部件没有以旋转固定的方式连接至壳体28时，相应的部件可以绕行星齿轮组旋转轴线相对于壳体28旋转。行星齿轮组旋转轴线是行星齿轮组50和52所共有的行星齿轮组旋转轴线，因为行星齿轮组50和52彼此同轴布置。在第一实施例中，内燃发动机16或者驱动轴21同轴于行星齿轮组50、52布置，因此驱动轴旋转轴线与行星齿轮组旋转轴线重合。输出轴72被布置成相对于行星齿轮组50、52呈轴平行且相对于驱动轴21呈轴平行，因此输出轴旋转轴线平行于行星齿轮组旋转轴线且平行于驱动轴旋转轴线延伸且与行星齿轮组旋转轴线和驱动轴旋转轴线彼此间隔。在第一实施例中，内燃发动机16或者驱动轴21同轴于行星齿轮组50、52布置，因此驱动轴旋转轴线与行星齿轮组旋转轴线重合。电机22、即其转子26被布置成相对于输出轴72呈轴平行、相对于行星齿轮组50、52呈轴平行且相对于内燃发动机16呈轴平行，因此电机旋转轴线平行于输出轴旋转轴线、平行于行星齿轮组旋转轴线且平行于驱动轴旋转轴线延伸并且与输出轴旋转轴线、行星齿轮组旋转轴线和驱动轴旋转轴线相互间隔。在此，轴变速器旋转轴线也平行于电机旋转轴线、平行于输出轴旋转轴线、平行于行星齿轮组旋转轴线且平行于驱动轴旋转轴线延伸且与它们相互间隔。
第一正齿轮级70具有第一输出齿轮74，其同轴于输出轴72布置。在第一实施例中，输出齿轮74特别是永久地以旋转固定的方式连接至输出轴72。还可以设想输出齿轮74安置在输出轴72上。此外，第一正齿轮级70包括第一输入齿轮76，它特别是永久地与第一输出齿轮74啮合。在第一实施例中，第一输入齿轮76特别是永久地以旋转固定的方式连接至第三元件58(第一齿圈)。
此外规定转子26特别是永久地以传递扭矩的方式联接至第四元件62(第二中心齿轮)，使得相应的由电机22通过其转子26可提供或提供的第二驱动扭矩或由此得到的扭矩在第四元件62(第二中心齿轮)处可被引入变速器44。另外，混合驱动系统10包括输出驱动齿轮78，其以永久旋转固定的方式连接至输出轴72且因此同轴于输出轴72且也同轴于输出齿轮74布置。输出驱动齿轮78永久与轴变速器30的轴变速器输入轮34啮合，所述轴变速器输入轮34例如可以是齿轮，特别是冠状齿轮。
混合驱动系统10具有第一开关元件80，借此可以将内燃发动机16的驱动轴21以旋转固定的方式连接至第二元件56(第一行星齿轮架)。此外，混合驱动系统10包括第二开关元件82，借此可以将第二元件56(第一行星齿轮架)以旋转固定的方式连接至第六元件66(第二齿圈)。
混合驱动系统10包括总共正好两个行星齿轮组，即行星齿轮组50和52。
第二子变速器48具有第二正齿轮级86，其包括第二输出齿轮88。第二输出齿轮88特别是永久地以旋转固定的方式连接至输出轴72。此外，正齿轮级86包括第二输入齿轮90，它特别是永久地与第二输出齿轮88啮合。在第一实施例中，第二输入齿轮90以旋转固定的方式可连接至第六元件66(第二齿圈)。另外在第一实施例中，第二输入齿轮90以旋转固定的方式可连接至第五元件64(第二行星齿轮架)。
为了现在能以节省结构空间的方式实现特别有利的驱动，第二正齿轮级86在轴向方向上观察且沿行星齿轮组旋转轴线观察布置在子变速器46的背对第一正齿轮级70且因此远离第一正齿轮级70的一侧S，其中，在第一实施例中，该侧S是第二行星齿轮组52的一侧，特别是因为在平行于行星齿轮组旋转轴线延伸的或与行星齿轮组旋转轴线重合的视向上(其背离内燃发动机16)，行星齿轮组50与内燃发动机16邻接，行星齿轮组52与行星齿轮组50邻接并且正齿轮级86与行星齿轮组52邻接，因此行星齿轮组52布置在行星齿轮组50与正齿轮级86之间。换言之规定，第二正齿轮级86布置在第一子变速器46的在各个行星齿轮组50、52的轴向方向上背对第一正齿轮级70、即背离第一正齿轮级的一侧S，其中，各个行星齿轮组的轴向方向与行星齿轮组旋转轴线重合。
混合驱动系统10包括第三开关元件84，借此可以将第六元件66(第二齿圈)以旋转固定的方式连接至壳体28。也设置第四开关元件92，借此将驱动轴21以旋转固定的方式可连接至第四元件(第二中心齿轮62)。另外，混合驱动系统10包括第五开关元件94，借此将第二输入齿轮90以旋转固定的方式可连接至第六元件66(第二齿圈)或反之。此外，混合驱动系统10包括第六开关元件96，借此将第二输入齿轮90以旋转固定的方式可连接至第五元件6(第二行星齿轮架)或反之。在第一实施例中，开关元件80、82、84、92、96和94在各个行星齿轮50、52的轴向方向上观察且因此沿行星齿轮组旋转轴线观察按以下顺序连续、即相继地布置：第四开关元件92—第一开关元件80—第二开关元件82—第三开关元件84—第六开关元件96—第五开关元件94。另外，在第一实施例中，电机22布置在子变速器46的也称为第一侧的一侧S。而内燃发动机16布置于第一子变速器46的在各个行星齿轮组50、52的轴向方向上观察且因此沿行星齿轮组旋转轴线观察背对电机22且背对第一侧S的第二侧S2，从而在各个行星齿轮组50、52的轴向方向上所述行星齿轮组50、52、即第一子变速器46布置在内燃发动机16与电机22之间。在第一实施例中，第二侧S2是行星齿轮组50的一侧，因为沿视向观察该行星齿轮组50布置在行星齿轮组52与内燃发动机16之间。
混合驱动系统10且特别是转子26具有转子轮98，它特别地是另外的齿轮。在此，转子26通过转子轮98特别是永久地以传递扭矩的方式联接至第四元件(第二中心齿轮)62。设置对应于转子轮98的齿轮100，其能以传递扭矩的方式特别地以旋转固定的方式可联接至第四元件62。但在第一实施例中，齿轮100特别是永久地以旋转固定的方式连接至第四元件62。另外，齿轮100特别是永久地与转子轮98啮合，使得转子26通过转子轮98和齿轮100永久以传递扭矩的方式联接至第四元件62。例如转子轮98和齿轮100是正齿轮，因此例如转子轮98和齿轮100形成特别是在正齿轮级70、86之外附加设置的第三正齿轮级。
在第一实施例中，例如开关元件96是形状配合的开关元件、特别是爪式离合器，其中，可以规定了其余的其它开关元件80、82、84、92和94可以是形状配合的开关元件、特别是摩擦离合器、更特别是盘式离合器。
图2示出混合驱动系统10的第二实施例。在第二实施例中，开关元件80、82、84、92、94和96在各个行星齿轮组50、52的轴向方向上观察按以下顺序连续、即相继地布置：第一开关元件80—第四开关元件92—第五开关元件94—第六开关元件96—第三开关元件84—第二开关元件82。在第二实施例中，内燃发动机16和电机22布置在第一子变速器46的同一侧S2，所述第二侧S2在各个行星齿轮组50、52的轴向方向上且因此朝着与视向相反的方向背对第一侧S，即背离第一侧S。在第二实施例中，侧S是行星齿轮组50的一侧，侧S2是行星齿轮组52的一侧，因为在第二实施例中在背离内燃发动机16的且指向子变速器46的、平行于行星齿轮组旋转轴线延伸的或与行星齿轮组旋转轴线重合的视向上，行星齿轮组50与行星齿轮组52邻接，使得行星齿轮组52沿轴向方向观察布置在行星齿轮组50与内燃发动机16之间。
在第一实施例中规定，第一子变速器46在该视向上与第一正齿轮级70邻接，并且在该视向上，第二正齿轮级86与第一子变速器46邻接。在第二实施例中规定，在该视向上，子变速器46与第二正齿轮级86邻接，并且在该视向上，第一正齿轮级70与子变速器46邻接。另外，在第二实施例中规定，开关元件80和92分别相对于电机22至少部分轴向重叠地布置。
如在第一实施例中那样，在第二实施例中，驱动轴21同轴于第一子变速器46且因此同轴于行星齿轮组50、52布置。在第一实施例和第二实施例中，输出驱动齿轮78都在轴向方向上布置在内燃发动机16与第一子变速器46之间。
附图标记列表
10混合驱动系统
12车轮
14车轮
16内燃发动机
18汽缸壳体
20汽缸
21驱动轴
22电机
24定子
26转子
28壳体
30轴变速器
32轴变速器壳体
34轴变速器输入轮
36箭头
38小齿轮
40侧齿轮
42半轴
44变速器
46第一子变速器
48第二子变速器
50第一行星齿轮组
52第二行星齿轮组
54第一元件
56第二元件
58第三元件
60第一行星齿轮
62第四元件
64第五元件
66第六元件
68第二行星齿轮
70第一正齿轮级
72输出轴
74第一输出齿轮
76第一输入齿轮
78输出驱动齿轮
80第一开关元件
82第二开关元件
84第三开关元件
86第二正齿轮级
88第二输出齿轮
90第二输入齿轮
92第四开关元件
94第五开关元件
96第六开关元件
98转子轮
100齿轮
S第一侧
S2第二侧。

Claims (9)

1.一种用于机动车的混合驱动系统(10)，具有：
-内燃发动机(16)，其具有驱动轴(21)，借助于所述驱动轴能够由所述内燃发动机(16)提供用于驱动所述机动车的第一驱动扭矩，
-电机(22)，其具有转子(26)，借助于所述转子能够由所述电机(22)提供用于驱动所述机动车的第二驱动扭矩，
-轴变速器(30)，其具有轴变速器输入轮(34)，借助于所述轴变速器输入轮能够驱动所述轴变速器(30)，
-变速器(44)，其具有第一子变速器(46)和第二子变速器(48)，其中，o所述第一子变速器(46)包括第一行星齿轮组(50)和第二行星齿轮组(52)，所述第一行星齿轮组具有第一元件(54)、第二元件(56)和第三元件(58)，所述第二行星齿轮组具有第四元件(62)、第五元件(64)和第六元件(66)，所述第五元件以永久旋转固定的方式连接至所述第一元件(54)，
o所述第二子变速器(48)具有第一正齿轮级(70)、第二正齿轮级(86)以及输出轴(72)，
o所述第一正齿轮级(70)具有第一输出齿轮(74)，所述第一输出齿轮与所述输出轴(72)同轴地布置且与第一输入齿轮(76)啮合，所述第一输入齿轮以旋转固定的方式连接或能够连接至所述第三元件(58)，
o所述第二正齿轮级(86)具有第二输出齿轮(88)，所述第二输出齿轮与所述输出轴(72)同轴地布置且与第二输入齿轮(90)啮合，所述第二输入齿轮以旋转固定的方式连接或能够连接至所述第六元件(66)，并且
o所述电机(22)的所述转子(26)联接或能够联接至所述第四元件(62)使得相应的由所述电机(22)通过所述转子(26)提供的第二驱动扭矩在所述第四元件(62)处能够被引入所述变速器(44)中，
-输出驱动齿轮(78)，其以永久旋转固定的方式连接至所述输出轴(72)并且与所述轴变速器(30)的所述轴变速器输入轮(34)永久啮合，
-第一开关元件(80)，其设计成将所述内燃发动机(16)的驱动轴(21)以旋转固定的方式连接至所述第二元件(56)，
-设置第二开关元件(82)，其设计成将所述第二元件(56)以旋转固定的方式连接至所述第六元件(66)，
其中，所述第二正齿轮级(86)在轴向上观察布置在所述第一子变速器(46)的背对所述第一正齿轮级(70)的一侧(S)，
其特征在于，
设置第六开关元件(96)，其设计成将所述第二输入齿轮(90)以旋转固定的方式连接至所述第五元件(64)。
2.根据权利要求1所述的混合驱动系统(10)，
其特征在于，
设置总共正好两个行星齿轮组(50、52)，即所述第一行星齿轮组(50)和所述第二行星齿轮组(52)。
3.根据权利要求1或2所述的混合驱动系统(10)，
其特征在于，
设置第三开关元件(84)，其设计成将所述第六元件(66)以旋转固定的方式连接至所述混合驱动系统(10)的壳体(28)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的混合驱动系统(10)，
其特征在于，
设置第四开关元件(92)，其设计成将所述驱动轴(21)以旋转固定的方式连接至所述第四元件(62)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的混合驱动系统(10)，
其特征在于，
设置第五开关元件(94)，其设计成将所述第六元件(66)以旋转固定的方式连接至所述第二输入齿轮(90)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的混合驱动系统(10)，
其特征在于，
所述第一输入齿轮(76)以永久旋转固定的方式连接至所述第三元件(58)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的混合驱动系统(10)，
其特征在于，
在轴向上观察，所述电机(22)的转子轮(98)、所述第二正齿轮级(86)、所述第一子变速器(46)和所述第一正齿轮级(70)按以下顺序相继地布置：所述转子轮(98)—所述第二正齿轮级(86)—所述第一子变速器(46)—所述第一正齿轮级(70)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的混合驱动系统(10)，
其特征在于，
所述驱动轴(21)与所述第一子变速器(46)同轴地布置，其中，所述输出驱动齿轮(78)在轴向上布置在所述内燃发动机(16)与所述第一子变速器(46)之间。
9.一种机动车，其具有根据前述权利要求中任一项所述的混合驱动系统(10)。
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