CN102310754A - 传动系和底盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及传动系，其具有：一个第一车桥变速器；一个第二车桥变速器；一台内燃发动机，该内燃发动机可以工作性地连接到该第一和/或该第二车桥变速器上；一台电动机器，该电动机器可以工作性地连接到该第一和/或该第二车桥变速器上，该第一车桥变速器、内燃发动机、电动机器以及第二车桥变速器进行配置并且相互连接的方式为，使该传动系形成一种自支撑安排。本发明进一步涉及：一种尤其是用于混合动力机动车辆的底盘，该底盘具有：一个此类的传动系；工作性地连接到第一车桥变速器上的一个后桥；以及工作性地连接到该第二车桥变速器上的一个前桥；一个作用在底盘上的机械负载，该机械负载借助于该传动系可以从一个车桥传递至另一个车桥上。

Description

传动系和底盘
技术领域
本发明涉及尤其是用于混合动力机动车辆的一种传动系以及一种底盘。
虽然可适用于任何车辆，但本发明以及其所基于的问题都将参照一台乘用机动车来更详细地进行说明。
背景技术
一台混合动力车辆总体上表示一台带有一个具备多个传动组件的传动系的车辆，这些传动组件例如是一台内燃发动机以及一台电动机械。为了带来尽可能高的能量效率，大部分混合动力车辆利用人们所知的平行混合动力驱动，这些驱动使之有可能让电动机器与内燃发动机不仅替代性地而且还累加性地将一种扭矩引入一个变速器之中。频繁的启动与加速过程，例如像在城镇交通中经常发生的情况，在一台混合动力机动车辆中优选地是借助电动机器来进行或者予以协助的，因为在频繁的负载变化条件下运行内燃发动机导致了燃油消耗和污染物排放的增加。与内燃发动机相对比，电动机器即使在低发动机转速下、几乎从静止开始就具有一种高的扭矩，并且因此电动机器坦白地讲是为用于启动与加速过程的目的而制造的。相比之下，一台内燃发动机仅可以在其标称转速下(例如在高速下的恒速行驶中)高效地运作。为了将内燃发动机的益处与电动机器的益处相结合，就必须将传动系结构性地配置为以下方式，即：使得内燃发动机的功率与电动机器的功率两者都可以被送入传动系。
公开文件DE 602 19 898 T2、US 6,881,168B2以及US 6,533,692B1分别说明了一种用于混合动力车辆的传动系，其中内燃发动机是通过一个主变速器连接到一个分动器上。在该分动器中整合了一台电动机器。该分动器的一个前输出轴以及一个后输出轴各自对应地驱动前桥与后桥的一个前差动单元与一个后差动单元。借助于这种分动器，可以将内燃发动机的和/或电动机器的功率传递到混合动力车辆的前桥和/或后桥上。然而，这种安排所具有的缺点也变得明显，即由于电动机器的这种整合以及对传递高扭矩到该前桥和后桥的这种要求，只有在要求大的结构空间连同大的重量的情况下才能实施这种分动器。此外，所说明的安排也没有构成一种自支撑结构，并且因此用于接收这种传动系的底盘就必须被设计为具有相应的固有刚度并且是沉重的。
发明内容
因此，本发明所基于的目的是提供一种消除了上述这些缺点的、改进的传动系。
根据本发明，这一目的是通过下述1的传动系和/或下述10的底盘来实现的，其中2-9是本发明的优选方案：
1.一种尤其是用于混合动力机动车辆的传动系，其具有：
一个第一车桥变速器；
一个第二车桥变速器；
一台内燃发动机，该内燃发动机可以工作性地连接到该第一和/或该第二车桥变速器上；以及
一台电动机器，该电动机器可以工作性地连接到该第一和/或该第二车桥变速器上，
该第一车桥变速器、该内燃发动机、该电动机器以及该第二车桥变速器进行配置并且相互连接的方式为使该传动系形成一种自支撑安排。
2.如1所述的传动系，其特征在于，该内燃发动机被安排在该第一车桥变速器与该电动机器之间；并且其特征在于，该电动机器被安排在该内燃发动机与该第二车桥变速器之间。
3.如1或2所述的传动系，其特征在于，该传动系具有一个分动器，该分动器被安排在该内燃发动机与该电动机器之间，并且该分动器具有用于选择性地驱动该第一车桥变速器的一个第一输出轴、以及用于选择性地驱动第二车桥变速器的一个第二输出轴。
4.如3所述的传动系，其特征在于，该传动系具有一个主变速器，该主变速器被安排在该分动器与该内燃发动机之间，并且该主变速器可以工作性地连接到该分动器上；并且其特征在于，该电动机器可以借助一个电动机器输出轴工作性地连接到该分动器上。
5.如3或4所述的传动系，其特征在于，该传动系具有安排在该分动器与该电动机器之间的一种支承负载的间隔器结构，尤其是一种支承负载的栅格结构。
6.如以上1-5中至少一项所述的传动系，其特征在于，该第一车桥变速器、该第二车桥变速器、该内燃发动机和/或该电动机器和/或该分动器和/或该主变速器和/或该间隔器结构具有用于将该第一车桥变速器、该第二车桥变速器、该内燃发动机和/或该电动机器和/或该分动器和/或该主变速器和/或该间隔器结构相互连接的多个连接装置，所述连接装置被设计成用于将一种机械负载从这些车桥变速器中的一个到传递到另一个车桥变速器上。
7.如以上1-6中至少一项所述的传动系，其特征在于，该传动系具有多个支撑点和/或铰接点，这些点被设计成用于在该传动系上安装一个底盘和/或一个机动车辆的车身。
8.如以上1-7中至少一项所述的传动系，其特征在于，该电动机器被安排在第二车桥变速器的一个变速器壳体之内。
9.如4至8中至少一项所述的传动系，其特征在于，该分动器进行设计的方式为，使得该内燃发动机和/或该电动机器可以从这些车桥变速器上解除连接；并且其特征在于，该内燃发动机与该电动机器可以借助于该分动器以及该主变速器而工作性地相连接。
10.一种尤其是用于混合动力机动车辆的底盘，该底盘具有：
如以上1-9之一所述的一个传动系；
工作性地连接到该第一车桥变速器上的一个后桥；以及
工作性地连接到该第二车桥变速器上的一个前桥；一个作用在该底盘上的机械负载借助于该传动系可以从一个车桥传递至另一个车桥上。
具体地，在此提供了一种尤其是用于混合动力机动车辆的传动系，该传动系具有：一个第一车桥变速器；一个第二车桥变速器；一台可以工作性地连接到该第一和/或第二车桥变速器的内燃发动机；以及一台可以工作性地连接到该第一和/或第二车桥变速器的电动机器；该第一车桥变速器、该内燃发动机、该电动机器以及该第二车桥变速器以一种使该传动系形成一种自支撑安排的方式来进行配置和相互连接。
此外，在此提供了尤其是用于混合动力机动车辆的一种底盘，该底盘具有：根据本发明所述的一种传动系；工作性地连接到该第一车桥变速器上的一个后车桥；以及工作性地连接到该第二车桥变速器上的一个前车桥；一个作用在该底盘上的机械负载，该机械负载可以通过一个传动系从一个车桥传递到另一个车桥上。
本发明的基本思想是设计传动系的这些传动组件，并且将它们按以下方式相互连接，即：使得这种传动系形成一种自支撑安排、通过这种传动系可以传递一种机械负载。其结果是，这种传动系形成了底盘的一个负载支承单元，这样的结果是(例如)被连接到这种传动系上的车体能够实施成具有减小的刚度以及减小的重量。
因此，与已经说明的根据现有技术的安排相比较，本发明具有如下的优点，即：该传动系形成了适合于负载传递的一种整合的单元，因此导致了一种重量的节省。
本发明还包括传动系的多个有利的优化和改进。
根据一种优选的发展，内燃发动机被安排在第一车桥变速器与电动机器之间，并且电动机器被安排在内燃发动机与第二车桥变速器之间。这有利地使之有可能将这种传动系用在发动机安排于中部的车辆中。
根据另一个优选的示例性实施方案，这种传动系具有安排在内燃发动机与电动机器之间的一个分动器，并且该分动器具有用于选择性地驱动第一车桥变速器的一个第一输出轴、以及用于选择性地驱动第二车桥变速器的一个第二输出轴。借助于该分动器，就有可能将内燃发动机的和/或电动机器的功率分配到第一和第二车桥变速器上，其结果是一种受控的全轮驱动得以实施。
根据另一个优选的改进，这种传动系具有安排在分动器与内燃发动机之间的一个主变速器，并且该主变速器可以工作性地连接到该分动器上，并且借助于一个电动机器输出轴，电动机器可以工作性地连接到该分动器上。借助于这种主变速器，内燃发动机的输出功率可以容易地以一种所希望的提升比来提升。
根据一个优选的发展，这种传动系具有安排在分动器与电动机器之间的一种间隔器结构，尤其是一种支承负载的栅格结构。这种传动系可以由此容易地适配于不同机动车辆的不同轮距，并且因此扩展了这种传动系的使用范围。
根据另一个优选的实施方案，该第一车桥变速器、第二车桥变速器、内燃发动机和/或电动机器和/或分动器和/或主变速器和/或间隔器结构具有用于将第一车桥变速器、第二车桥变速器、内燃发动机和/或电动机器和/或分动器和/或主变速器和/或间隔器结构相互连接的连接装置，所述连接装置被设计成用来将一种机械负载从这些车桥变速器中的一个传递到另一个车桥变速器上。其结果是，这种传动系的多个传动部件的连接按以下方式就有可能是容易并且可靠的，在该方式中它们被设计成用于将负载从这些车桥变速器之一传递到另一个车桥变速器上。
根据另一个优选的发展，这种传动系具有多个支承点和/或铰接点，这些支承点和/或铰接点被设计成用来在这种传动系上安装一个底盘和/或一台机动车辆的车身。这使之有可能将一个传动系几乎用作一台机动车辆的车体和/或底盘的骨干构架。车身和/或底盘因此可以被设计成具有减低的刚度并且因此具有减轻的重量。
根据另一个优选的发展，该电动机器是被安排在第二车桥变速器的一个变速器壳体中的。这使之可能以一种节省空间的方式将该电动机器整合进入这种传动系中。
根据另一个优选的实施方案，对分动器进行设计的方式为，使得内燃发动机和/或电动机器可以从这些车桥变速器上解除连接，并且使得内燃发动机与电动机器可以借助于该分动器以及主变速器而工作性地相连接。这允许内燃发动机至电动机器的一种直接连接，例如为了向储能器充能而将该电动机器作为一台发电机来运行。
附图说明
本发明将通过参考附图中所附的示意图以及一个示例性实施方案在以下予以更详细的解说。
在附图中：
图1示出了根据本发明的一个优选实施方案的一个传动系的侧视图；并且
图2示出了根据本发明的一个优选实施方案的带有此类传动系的一个底盘的俯视图。
在附图的这些图示中，只要没有任何相反的指示，相同的参考符号表示相同的或功能上相同的部件。
具体实施方案
根据本发明的一个优选实施方案，图1示出了尤其是用于一台混合动力机动车辆的一个传动系的侧视图。
一个传动系1优选地具有一个第一车桥变速器2、一个第二车桥变速器3、一台安排于该第一与第二车桥变速器2、3之间的内燃发动机4、以及一台安排于内燃发动机4与第二车桥变速器3之间的电动机器5。内燃发动机4被设计为例如一种燃烧式发动机4，尤其是一种汽油发动机4。
第一车桥变速器2被设计为例如带有一个变速器壳体40的、用于驱动机动车辆的后桥的一个后桥变速器2，并且第二车桥变速器3被设计为例如带有变速器壳体18的、用于驱动机动车辆的前桥的一个前桥变速器3。这些车桥变速器2、3的传动提升比(Getriebeübersetzung)优选地按如下方式进行配置，即：车桥变速器2、3可以由高转速和低扭矩来驱动，并且，借助于车桥变速器2、3的相应的传动提升比，在车桥变速器2、3中产生用于驱动前车桥和后车桥的高扭矩。
电动机器5优选地具有例如被设计为一种空心轴16的一个电动机器输出轴16、一个管形定子41以及在定子41中运转的一个同样管形的转子17。转子17优选地是工作性地连接到电动机器输出轴16上。电动机器5被安排在例如第二车桥变速器3的变速器壳体18中。优选地，电动机器5被整合进入变速器壳体18之中，这就是说为了减轻重量，变速器壳体18形成了电动机器5的一个壳体。电动机器5优选地能被选择性地作为一台发电机和作为一台电动机来运行。例如，电动机器5被电连接到一个储能器(未示出)上。在作为一台电动机运行时，电动机器5从储能器中抽取能量，并且，在作为一台发电机运行时，它向后者提供能量。
此外，传动系1具有例如一个配属给内燃发动机4的并且配备在电动机器5与内燃发动机4之间的主变速器6。主变速器6被设计为例如一种手动换挡变速器、自动换挡变速器、双离合器变速器或者无级变速器。主变速器6优选地具有多个档位，尤其是多个前进档以及一个倒档。主变速器6在图1中被示出为例如一个双离合器变速器6，它带有一个双离合器7、一个第一输入轴8、一个第二输入轴9并且带有一个主轴10。第一或者第二输入轴8、9可以工作性地借助于这种双离合器7而选择性地连接到内燃发动机4的一个曲轴11上。通过选择在第一或者第二输入轴8、9与主变速器6的主轴10之间的对应的一个提升比，可以选择主变速器6的一种所希望的提升比。
传动系1包括例如安排在电动机器5与主变速器6之间的一个分动器12。分动器12具有用于选择性地驱动第一车桥变速器2的一个第一输出轴13，以及用于选择性地驱动第二车桥变速器3的一个第二输出轴14。分动器12是适合用于驱动第一输出轴13和/或第二输出轴14或者这两个轴13、14都不被驱动。第一输出轴13被引导例如穿过内燃发动机4。优选地，该第一输出轴13被引导穿过内燃发动机4的一个壳体15的上部而到达第一车桥变速器2。分动器12的第二输出轴14优选地被引导穿过被设计为一个空心轴16的电动机器输出轴16，并且穿过该电动机器5(尤其是穿过电动机器5的转子17)而到达第二车桥变速器3。
内燃发动机4例如可以借助这种主变速器6或主变速器6的主轴10而工作性地连接到分动器12上。电动机器5可以借助电动机器输出轴16而工作性地连接到分动器12上。由于考虑到车桥变速器2、3的提升比，在车桥变速器2、3处高输入转速以及低输入扭矩占优势，这有可能使分动器12的这些输出轴13、14的所选择的多个截面尽可能的小，从而导致了这些输出轴13、14并且因此传动系1的重量减少。
内燃发动机4可以借助这种主变速器6以及分动器12而工作性地连接到第一车桥变速器2和/或第二车桥变速器3上以便驱动第一和/或第二车桥变速器2、3。电动机器5同样可以借助电动机器输出轴16以及分动器12而工作性地连接到第一车桥变速器2和/或第二车桥变速器3上。这种内燃发动机4和/或电动机器5的驱动功率至第一和/或第二车桥变速器2、3的分配可以借助于分动器12按希望来设定，例如作为机动车辆驱动轮胎的当前轮胎滑差(Reifenschlupf)的一个函数。传动系1可以因此被用于驱动一种受控的全轮驱动。此外，内燃发动机4与电动机器5两者能借助于分动器12从车桥变速器2、3上解除连接，使得没有驱动扭矩被传递到车桥变速器2、3上。借助于分动器12，电动机器5被配属给主变速器6、第二车桥变速器3、内燃发动机4或者第一车桥变速器2、或者有可能借助分动器12而将这些配属相叠加。
电动机器5可以借助电动机器输出轴16、分动器12以及主变速器6而被直接地连接到内燃发动机4的曲轴11上。通过使电动机器5和内燃发动机4直接进行连接，这就有可能例如借助使电动机器5由内燃发动机4将其作为一台发电机来运作而对储能器充能，而不将驱动扭矩传递到车桥变速器2、3上。相反，电动机器5可以被用来启动内燃发动机4。另外，如所说明的，通过将传动系1安排在带有此类传动系1的机动车辆的高度动态的传动之中，例如在一个弯道的顶点处(这里一个最大的横向力而非纵向力可以被传递到一个车辆轮胎上并且因此在这个顶点处同样无法利用内燃发动机4的功率来推进机动车辆)，内燃发动机4的功率可以通过分动器12以及主变速器6被传递到电动机器5上以便为该储能器充能。这种存储的能量可以进而在机动车辆已经离开弯道的顶点后得到使用，以便通过电动机器5来加速驶出弯道。如人们已知的，这种顶点充能因此使之有可能增加使用内燃发动机4的时间比例。
例如，一种支承负载的间隔器结构19被安排在分动器12与电动机器5之间，这种间隔器结构优选地围绕电动机器输出轴16。间隔器结构19优选地被设计为一个支承负载的栅格结构19。例如，间隔器结构19用来适配一种轮距，该轮距是由具有此类传动系1的车辆的车桥变速器2、3的轴距造成的。
第一车桥变速器2、内燃发动机4、主变速器6、分动器12、间隔器结构19、电动机器5和/或第二车桥变速器3优选地进行配置并且相互连接的方式为，使传动系1形成一种自支撑安排。这就是说，作用在传动系1上的一个机械负载(例如一个转弯和/或扭转力矩)可以借助于内燃发动机4、电动机器5、主变速器6、分动器12和/或间隔器结构19从这些车桥变速器2、3之一被传递到另一个车桥变速器2、3上。为此目的，第一车桥变速器2、第二车桥变速器3、内燃发动机4、电动机器5、分动器12、主变速器6和/或间隔器结构19具有例如多个连接装置20至25，这些连接装置用于将第一车桥变速器2、第二车桥变速器3、内燃发动机4、电动机器5、分动器12、主变速器6和/或间隔器结构19相互连接。在这种情况下，这些连接装置20至25将作用在传动系1上的机械负载在各自情况中从一个传动系1的部件2至6、12和/或19传递到一个邻接安排的部件2至6、12和/或19上。起作用的这些机械负载是例如扭转的和/或转弯的力矩。连接装置20至25具有例如粘性结合、焊接接点、螺纹连接、插头连接和/或铆钉接点。另外，这些部件2至6、12、19例如配备有多个加强件(例如多个肋条或者栅格结构)以便确保一种最优的力通量、连同最小的重量增加。为了增加刚度和固有稳定性，传动系1可以另外具有多个加强元件，例如多个加强板和/或载体元件。因此，考虑到其自支撑安排，传动系1可以不仅接收多个传动组件，如车桥变速器2、3、内燃发动机4、主变速器6和/或电动机器5，而且还承担底盘副车架或者车辆车身的负载支承式功能。所以，这就有可能例如使用具有较低刚度要求的一种重量轻的车辆车身。
此外，传动系1优选地具有多个支撑点和/或铰接点26至33，这些铰接点被设计成用于在传动系1上安装机动车辆的一个底盘和/或一个车身。优选地，这些支撑点和/或铰接点26至33被安排在第一和/或第二车桥变速器2、3上。这些支撑点和/或铰接点26至33配备有例如螺纹接点、铆接点和/或焊接点。
图2示出了根据本发明的一个优选实施方案的带有此类传动系的一个底盘的俯视图。
传动系1的一个示意性应用是用于一台机动车辆(尤其是混合动力机动车辆)的底盘34中。底盘34具有机动车辆的传动系1和一个后桥35，该后桥工作性地连接到第一车桥变速器2上。一个前桥36工作性地连接到第二车桥变速器3上。这些车桥35、36在各自情况中被分为两部分，例如以一种单车轮悬架的形式。此外，该底盘具有例如多个后轮和前轮悬架37、38和39、42。例如，多个轮胎43至46被安装在这些车轮悬架37、38和39、42上。而且，底盘34可以具有例如一种底盘副车架。这些支撑点和/或铰接点26至33用于例如在传动系1上安装底盘34或者底盘副车架。
由于传动系1形成了一种自支撑安排，它几乎以与底盘34的骨干构架一样的方式起作用。因此，借助于传动系1，作用在底盘34上的机械负载可以从这两个车桥35、36中的一个车桥被传递至这两个车桥35、36中的另一个车桥上。因此有可能使之可获得传动系1的一种高度整合的、重量减轻的配置。传动系1在这种情况下优选地在该机动车辆的中部通道中形成一种管形结构。其结果是，例如一个车辆车身或者一个底盘副车架具有较低的刚度要求并且因此可以使用减轻的重量。

Claims (10)

1.一种尤其是用于混合动力机动车辆的传动系(1)，其具有：
一个第一车桥变速器(2)；
一个第二车桥变速器(3)；
一台内燃发动机(4)，该内燃发动机可以工作性地连接到该第一和/或该第二车桥变速器(2，3)上；以及
一台电动机器(5)，该电动机器可以工作性地连接到该第一和/或该第二车桥变速器(2，3)上，
该第一车桥变速器(2)、该内燃发动机(4)、该电动机器(5)以及该第二车桥变速器(3)进行配置并且相互连接的方式为使该传动系(1)形成一种自支撑安排。
2.如权利要求1所述的传动系，其特征在于，该内燃发动机(4)被安排在该第一车桥变速器(2)与该电动机器(5)之间；并且其特征在于，该电动机器(5)被安排在该内燃发动机(4)与该第二车桥变速器(3)之间。
3.如权利要求1或2所述的传动系，其特征在于，该传动系(1)具有一个分动器(12)，该分动器被安排在该内燃发动机(4)与该电动机器(5)之间，并且该分动器具有用于选择性地驱动该第一车桥变速器(2)的一个第一输出轴(13)、以及用于选择性地驱动第二车桥变速器(3)的一个第二输出轴(14)。
4.如权利要求3所述的传动系，其特征在于，该传动系(1)具有一个主变速器(6)，该主变速器被安排在该分动器(12)与该内燃发动机(4)之间，并且该主变速器可以工作性地连接到该分动器(12)上；并且其特征在于，该电动机器(5)可以借助一个电动机器输出轴(16)工作性地连接到该分动器(12)上。
5.如权利要求4所述的传动系，其特征在于，该传动系(1)具有安排在该分动器(12)与该电动机器(5)之间的一种支承负载的间隔器结构(19)，尤其是一种支承负载的栅格结构(19)。
6.如权利要求5所述的传动系，其特征在于，该第一车桥变速器(2)、该第二车桥变速器(3)、该内燃发动机(4)和/或该电动机器(5)和/或该分动器(12)和/或该主变速器(6)和/或该间隔器结构(19)具有用于将该第一车桥变速器(2)、该第二车桥变速器(3)、该内燃发动机(4)和/或该电动机器(5)和/或该分动器(12)和/或该主变速器(6)和/或该间隔器结构(19)相互连接的多个连接装置(20至25)，所述连接装置被设计成用于将一种机械负载从这些车桥变速器(2，3)中的一个到传递到另一个车桥变速器(2，3)上。
7.如权利要求1或2所述的传动系，其特征在于，该传动系(1)具有多个支撑点和/或铰接点(26至33)，这些点被设计成用于在该传动系(1)上安装一个底盘(34)和/或一个机动车辆的车身。
8.如权利要求1或2所述的传动系，其特征在于，该电动机器(5)被安排在第二车桥变速器(3)的一个变速器壳体(18)之内。
9.如权利要求5所述的传动系，其特征在于，该分动器(12)进行设计的方式为，使得该内燃发动机(4)和/或该电动机器(5)可以从这些车桥变速器(2，3)上解除连接；并且其特征在于，该内燃发动机(4)与该电动机器(5)可以借助于该分动器(12)以及该主变速器(6)而工作性地相连接。
10.一种尤其是用于混合动力机动车辆的底盘(34)，该底盘具有：
如以上权利要求之一所述的一个传动系(1)；
工作性地连接到该第一车桥变速器(2)上的一个后桥(35)；以及
工作性地连接到该第二车桥变速器(3)上的一个前桥(36)；一个作用在该底盘(34)上的机械负载借助于该传动系(1)可以从一个车桥(35，36)传递至另一个车桥(35，36)上。
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