CN107962948A - 带有两个变速器挡位的混合驱动系统 - Google Patents

带有两个变速器挡位的混合驱动系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于运输工具、尤其用于机动车的混合驱动系统(1)，所述混合驱动系统具有内燃机(2)、第一电机(3)、第二电机(4)和变速器、尤其两挡变速器，其中，所述变速器具有用于连接第一电机(3)和/或内燃机(2)的第一变速器输入轴(5)、用于连接第二电机(4)的第二变速器输入轴(6)和变速器输出轴(7)以及可换挡的第一和第二挡位(I、II)。所述混合驱动系统的构造通过下述方式简化和降低成本，即第一变速器输入轴(5)和第二变速器输入轴(6)不仅能与第一挡位(I)而且也与第二挡位(II)有效地耦连并且能与其有效地脱耦。

Description

带有两个变速器挡位的混合驱动系统
技术领域
本发明涉及一种用于运输工具、尤其用于机动车的混合驱动系统，所述混合驱动系统具有内燃机、第一电机、第二电机和变速器、尤其两挡变速器，其中，所述变速器具有用于连接第一电机和/或内燃机的第一变速器输入轴、用于连接第二电机的第二变速器输入轴和变速器输出轴以及可切换的第一和第二挡位。
背景技术
用于运输工具、尤其用于机动车的混合驱动系统通常具有一个内燃机和一个电机。有些混合驱动系统也会具有一个内燃机和两个电机。在此，其中一个电机例如主要作为用于该运输工具的电动机式的驱动器，另一个电机主要作为发电机。
由专利文献DE 10 2011 089 711 A1已知一种用于机动车的混合驱动装置，其包括内燃机、第一电机、第二电机和多级变速器，所述多级变速器带有用于连接第一电机和/或内燃机的第一变速器输入轴、用于连接第二电机的第二变速器输入轴、输出轴。在此，第一变速器输入轴和第二变速器输入轴通过可接合和可脱开的耦连换挡元件能相互构成驱动连接。内燃机和第一电机在此通过换挡元件能与第一变速器输入轴构成驱动连接。该变速器具有多个能切换的挡位。
由专利文献DE 10 2008 002 381 A1已知一种用于机动车的混合传动系，其包括内燃机、第一电机、第二电机和带有变速器输入轴和变速器输出轴的多挡位变速器。在此，该内燃机和第一电机的转子固定地或者通过齿轮变速器或者通过链式带传动齿形带传动地共同地或者单独地与多挡位变速器的变速器输入轴相连。在此，多挡位变速器的变速器输出轴固定地或者通过齿轮变速器或者通过链式带传动齿形带传动地与至少一个车轮或者第一车轴的差速器相连。在此，第二电机的转子或者与至少一个车轮、或者与第一车轴的差速器固定地或者通过齿轮变速器或者通过链式带传动齿形带传动地相连。
由专利文献EP 2 289 751 A1已知一种用于机动车的混合传动系，其包括内燃机、第一电机和第二电机，其中，第一电机与内燃机相连。在此，第一电机能选择式地通过第一传动级或者通过第二传动级与输出端耦连。第二电机在此能通过第三传动级选择式地和与第一电机无关联地与输出端耦连。
由专利文献DE 10 2011 102 267 A已知一种用于机动车的传动系，其包括内燃机、第一电机和第二电机。在此，第二电机设计用于提供驱动功率，并且通过(第一)变速器装置与差速器相连。在此，第一电机与内燃机耦连，其中，内燃机通过另外的第二变速器装置与差速器相连。第二变速器装置在此具有第一挡位和第二挡位，其可借助联接装置二选一地换挡用于从内燃机向差速器传递驱动功率。
由专利文献WO 99/21263已知一种用于车辆的传动系，其包括内燃机、第一电机、第二电机和变速器。在此，内燃机通过两件式的输出轴(其部件通过连接器能固定地相连)和通过变速器可以与至少一个车轮构成驱动连接。在此，其中一个电机耦连在输出轴的在内燃机侧的部件上，其中，另一个电机与输出轴的另一部件固定地相连。
然而在现有技术中已知的混合驱动系统还未被最优化地设计。由现有技术已知的混合驱动系统常常要么具有高的起动扭矩，要么具有高的最终速度，因为电机通常要么具有高扭矩，要么具有高转速，而很少同时具有高扭矩和高转速。此外，由现有技术已知的混合驱动系统、尤其其变速器通常具有复杂的和高成本的构造。由现有技术已知的混合驱动系统中，在从一个挡位向另一个挡位切换时，和/或在抵抗高的反作用力前进时、例如在“上坡行驶”时，还会出现高的牵引力扰动。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题在于，按如下所述地设计和改进开头所述的混合驱动系统，以提供具有简便和低成本的构造的混合驱动系统。
上述技术问题通过按照本发明的混合驱动系统解决，即一种用于运输工具、尤其用于机动车的混合驱动系统，所述混合驱动系统具有内燃机、第一电机、第二电机和变速器、尤其两挡变速器，其中，所述变速器具有用于连接第一电机和/或内燃机的第一变速器输入轴、用于连接第二电机的第二变速器输入轴和变速器输出轴以及可切换的第一和第二挡位，其中，第一变速器输入轴和第二变速器输入轴既能与第一挡位也能与第二挡位有效地耦连并且能与其有效地脱耦。
在此，混合驱动系统具有内燃机、第一电机、第二电机和变速器。所述变速器在此具有用于连接第一电机和/或内燃机的第一变速器输入轴、用于连接第二电机的第二变速器输入轴和变速器输出轴以及可切换的第一和第二挡位。
在此，第一变速器输入轴和第二变速器输入轴尤其可以分别不仅与第一挡位而且也与第二挡位有效地耦连并且与其有效地脱耦。以这种方式，第一挡位和第二挡位尤其可以选择式地被第一电机和/或内燃机和/或第二电机驱使或者说驱动。
例如，第一变速器输入轴和第二变速器输入轴可以分别单独地或者共同地与第一挡位和/或与第二挡位耦连，并且与其脱耦。因此可以提供多种控制组合。
尤其地，第一挡位与第二变速器输入轴单独地，或者与第一和第二变速器输入轴共同地，或者与第一变速器输入轴单独地耦连，和/或第二挡位与第二变速器输入轴单独地，或者与第一和第二变速器输入轴共同地，或者与第一变速器输入轴单独地耦连。以这种方式，第一挡位可以仅被第二电机或者说被第二电机和第一电机和/或内燃机共同地或者仅被第一电机和/或内燃机驱使或者说驱动，第二挡位可以仅被第二电机或者被第二电机和第一电机和/或内燃机共同地或者仅被第一电机和/或内燃机驱使或者说驱动。
因此可以提供带有简便的和低成本的构造的混合驱动系统，其例如(尤其由于不同的控制组合)不仅实现高起动扭矩，而且实现运输工具、尤其机动车的高速度。此外，在变速器输入轴的其中一个挂挡时，和/或在抵抗高的反作用力前进时、例如在“上坡行驶”时，例如在此情况下电机的牵引力会通过低扭矩降低，通过下述方式使得牵引力降低最小化，即变速器输入轴之一和其相应配属的驱动机、例如内燃机和/或电机，在此期间保持与挡位的动力传递并且能继续提供牵引力。这可以有利地通过仅仅两个挡位并且以此通过非常简单的构造并且尤其通过极低的变速器复杂程度就能实现。所述变速器因此可以例如尤其是两挡变速器，即仅具有第一挡位和第二挡位，并且尤其不具有其他挡位的变速器。此外为此可以使用仅一个执行器、尤其用于挂挡的执行器。
第二电机尤其可以主要用作用于运输工具的电动机式的驱动。额外地，第二电机也可以用作发电机。因此可以通过第二电机在通过内燃机驱动时和/或在制动时产生电能并且例如存储在蓄电池中。
第一电机尤其可以主要用作起动内燃机和/或用于内燃机的转速补偿和/或也用作发电机。因此可以取消用于内燃机的额外的启动器，和/或改善运输工具的行驶表现，和/或在通过内燃机驱动式产生电能并且例如存储在蓄电池中。额外地，第一电机也可以作为用于运输工具的、尤其是附加的电动机式的驱动。因此可以进一步改善运输工具的行驶表现并且例如实现运输工具的更高的加速、例如实现机动车运动式的行驶性能。
内燃机尤其可以与第一电机耦连。
第一变速器输入轴和第二变速器输入轴尤其可以相互同轴地布置。
在按照本发明的设计方案中，所述变速器具有第一换挡件和第二换挡件，尤其用于切换变速器的挡位。在此，第一换挡件可以设计为，尤其用于第一变速器输入轴与第一和/或第二挡位耦连，并且例如也用于第一变速器输入轴与第一和/或第二挡位脱耦。在此，第二换挡件可以设计为，尤其用于第二变速器输入轴与第一和/或第二挡位耦连，并且例如也用于第二变速器输入轴与第一和/或第二挡位脱耦。第二换挡件还可以设计用于第一变速器输入轴和第二变速器输入轴的耦连和脱耦。
第一换挡件和第二换挡件必要时可以设计为分开的换挡件、例如两个在两个物体上的接合套，例如分别以在一个物体上的一个接合套的形式。
然而在另一个优选的设计方案中，第一换挡件和第二换挡件构造和/或实施为多路换挡件的组成部件。在此，所述多路换挡件尤其可以具有两个相对彼此能转动的接合套，尤其作为第一和第二换挡件。在此，所述两个、尤其用作第一和第二换挡件的接合套相对彼此能转动地沿轴向相连接。
在优选的设计方案中，第一换挡件和第二换挡件或者说多路换挡件可轴向移动。尤其在作为多路换挡件的组成部件的优选设计方案中，第一和第二换挡件能够共同地沿轴向移动。因此第一换挡件和第二换挡件或者说多路换挡件能通过一个、尤其例如唯一的或者说共同的执行器操纵。例如，第一换挡件和第二换挡件或者说多路换挡件通过至少一个传递器件、例如控制筒和/或换挡滑杆被一个、尤其唯一的或者说共同的执行器致动。
所述变速器、尤其所述变速器的第一和第二换挡件或者说所述变速器的多路换挡件可以具有多个、尤其至少五个、例如六个或者七个至八个换挡位置。所述换挡位置例如可以顺序地或者说相继地切换。
在一种设计方案中，所述变速器、尤其所述变速器的第一和第二换挡件或者说所述变速器的多路换挡件包括：
-平衡换挡位置、例如换挡位置“0”，在该位置中，尤其通过第二换挡件使得第一变速器输入轴与第二变速器输入轴耦连，并且第一和第二变速器输入轴从第一和第二挡位脱耦，和/或
-电动机式换挡位置、例如换挡位置“1”，在该位置中，尤其通过第二换挡件使得第二变速器输入轴与第一挡位耦连，并且尤其从第二挡位脱耦，并且第一变速器输入轴从第一和第二挡位脱耦，和/或
-第一混合换挡位置、例如换挡位置“2”，在该位置中，尤其通过第二换挡件使得第二变速器输入轴与第一挡位耦连，尤其通过第一换挡件使得第一变速器输入轴与第一挡位耦连，尤其其中，第二变速器输入轴从第二挡位脱耦，并且第一变速器输入轴从第二挡位脱耦，和/或
-过渡换挡位置、例如换挡位置“3”，在该位置中，尤其通过第二换挡件使得第二变速器输入轴从第一和第二挡位脱耦，并且尤其通过第一换挡件使得第一变速器输入轴与第一挡位耦连，并且尤其从第二挡位脱耦，和/或
-第二混合换挡位置、例如换挡位置“4”，在该位置中，尤其通过第二换挡件使得第二变速器输入轴与第二挡位耦连，尤其通过第一换挡件使得第一变速器输入轴与第一挡位耦连，尤其其中，第二变速器输入轴从第一挡位脱耦，并且第一变速器输入轴从第二挡位脱耦，和/或
-另外的电动机式换挡位置、例如换挡位置“5”，在该位置中，尤其通过第二换挡件使得第二变速器输入轴与第二挡位耦连，并且尤其从第一挡位脱耦，并且尤其通过第一换挡件使得第一变速器输入轴从第一和第二挡位脱耦，和/或
-第三混合换挡位置、例如换挡位置“6”，在该位置中，尤其通过第二换挡件使得第二变速器输入轴与第二挡位耦连，并且尤其通过第一换挡件使得第一变速器输入轴与第二挡位耦连，尤其其中，第二变速器输入轴从第一挡位脱耦并且第一变速器输入轴从第一挡位脱耦，和/或
-内燃机式换挡位置、例如换挡位置“7”，在该位置中，尤其通过第二换挡件使得第二变速器输入轴从第一和第二挡位脱耦，并且尤其通过第一换挡件使得第一变速器输入轴与第二挡位耦连，并且尤其从第一挡位脱耦。
在平衡换挡位置“0”中，第二电机例如可以用作发电机。因此能通过第二电机把由内燃机产生的动能转化为电能并且例如存储在蓄电池中。
在电动机式换挡位置“1”中，第二电机尤其可以用于运输工具的电驱式前进、尤其运输工具的电驱式起动或者说电驱式行驶。在该换挡位置中，与内燃机相连的第一电机同样可以为驱动第二电机提供电能，并且因此实现具有较低电池负荷的串联式运行。
在第一混合换挡位置“2”中，第二电机和内燃机和/或第一电机尤其用于运输工具的混合式前进、例如用于运输工具的混合式行驶。
在过渡换挡位置“3”中，通过内燃机和/或通过第一电机的驱动尤其可以补偿由于第二电机从第一挡位向第二挡位的切换过程引起的牵引力降低。
在第二混合换挡位置“4”中，第二电机和内燃机和/或第一电机尤其例如在更高速度时例如用于运输工具的混合式前进、例如用于运输工具的混合式行驶。
在另外的电动机式换挡位置“5”中，第二电机尤其例如在更高速度时用于运输工具的电驱式前进、例如用于运输工具的电驱式行驶。
在第三混合换挡位置“6”中，第二电机和内燃机和/或第一电机尤其例如在高速时和/或作为加速功能和/或作为增程器功能用于运输工具的混合式前进、例如用于运输工具的混合式行驶。
在内燃机式换挡位置“7”中，内燃机尤其可以用于在较长路程上的、例如长途行驶的运输工具的内燃机式前进，例如用于运输工具的内燃机式的行驶。在此通过第二电机的脱耦可以把拖曳扭矩最小化。
所述变速器尤其可以至少具有平衡换挡位置、电动机式换挡位置、第一混合换挡位置、第二混合换挡位置、第三混合换挡位置。例如，所述变速器可以至少具有平衡换挡位置、电动机式换挡位置、第一混合换挡位置、过渡换挡位置、第二混合换挡位置、第三混合换挡位置。例如，所述变速器可以至少具有平衡换挡位置、电动机式换挡位置、第一混合换挡位置、过渡换挡位置、第二混合换挡位置、另外的电动机式换挡位置、第三混合换挡位置。最后，所述变速器可以具有最后所述的多个换挡位置以及内燃机式换挡位置。
第一电机、尤其第一电机的转子或者说转子轴尤其可以与第一变速器输入轴耦连，尤其能有效转动地连接。在此，第一电机、尤其第一电机的转子或者说转子轴尤其抗扭地与第一变速器输入轴相连。必要时第一电机、尤其第一电机的转子或者说转子轴可以备选地通过传动适配器(Anpassungsübersetzung)和/或离合器与第一变速器输入轴耦连、尤其能有效转动地连接。
第二电机、尤其第二电机的转子或者说转子轴尤其可以与第二变速器输入轴耦连，尤其能有效转动地连接。在此，第二电机的转子或者说转子轴尤其可以通过传动适配器与第二变速器输入轴耦连，尤其能有效转动地连接。必要时第二电机、尤其第二电机的转子或者说转子轴也可以备选地抗扭地与第二变速器输入轴相连。
内燃机、尤其内燃机的驱动轴尤其可以与第一电机、尤其与第一电机的转子或者说转子轴，和/或与第一变速器输入轴耦连，尤其能有效转动地连接。内燃机、尤其内燃机的驱动轴尤其可以与第一电机、尤其与第一电机的转子或者说转子轴，和与第一变速器输入轴通过所谓的“K0离合器”耦连，尤其能有效转动地连接。
在按照本发明的设计方案中，内燃机的驱动轴抗扭地与第一电机的转子或者说转子轴和/或第一变速器输入轴相连。
在另一种按照本发明的设计方案中，内燃机的驱动轴通过离合器(C0离合器)与第一电机的转子或者说转子轴耦连，尤其能有效转动地连接，并且能从第一电机的转子或者说转子轴脱耦。第一电机的转子或者说转子轴在此尤其可以抗扭地与第一变速器输入轴相连。
变速器输出轴可以设计为尤其用于变速器向运输工具、例如机动车的输出端上的连接，例如用于变速器与差速器的连接。
在优选的设计方案中，所述变速器具有第一驱动齿轮和第二驱动齿轮。在此，第一驱动齿轮和第二驱动齿轮尤其可以相对于第一变速器输入轴和/或相对于第二变速器输入轴和/或相对彼此同轴地布置。第一变速器输入轴、第二变速器输入轴、第一驱动齿轮和第二驱动齿轮尤其可以相对彼此同轴地布置。因此可以通过第一换挡件和/或第二换挡件或者说多路换挡件的轴向移动把各轴与相应的驱动齿轮并且必要时相互耦连，并且尤其也脱耦。
此外，所述变速器在此尤其可以具有第一从动齿轮和第二从动齿轮。在此，第一从动齿轮和第二从动齿轮尤其可以相对于变速器输出轴和/或相对彼此同轴地布置。第一驱动齿轮在此尤其可以与第一从动齿轮处于啮合中，并且构成第一挡位、尤其第一挡，其中，第二驱动齿轮与第二从动齿轮处于啮合中，并且构成第二挡位、尤其第二挡。
第一驱动齿轮尤其可转动地支承在第一变速器输入轴和/或第二变速器输入轴上。例如，第一驱动齿轮可转动地支承在第一变速器输入轴上，和/或可转动地支承在第二变速器输入轴上。例如，第一驱动齿轮可以设计为第一惰齿轮的形式。
第二驱动齿轮尤其可转动地支承在第一变速器输入轴和/或第二变速器输入轴上。例如，第二驱动齿轮可转动地支承在第一变速器输入轴上，和/或可转动地支承在第二变速器输入轴上。例如，第二驱动齿轮可以设计为第二惰齿轮的形式。
第一从动齿轮和第二从动齿轮尤其可以抗扭地布置或者说固定在变速器输出轴上。例如，第一从动齿轮可以设计为第一固定齿轮的形式，第二从动齿轮可以设计为第二固定齿轮的形式。
通过第一换挡件尤其可以把第一变速器输入轴与第一驱动齿轮和/或与第二驱动齿轮耦连和脱耦。尤其可以通过第一换挡件的轴向移动把第一变速器输入轴与第一驱动齿轮或者与第二驱动齿轮耦连，尤其能有效转动地连接，并且尤其能从第一驱动齿轮或者第二驱动齿轮脱耦。因此，通过第一换挡件可以把第一变速器输入轴并且以此把第一电机和/或内燃机与第一驱动齿轮并且以此与第一挡位或者与第二驱动齿轮并且以此与第二挡位耦连，并且也与其脱耦。
通过第二换挡件尤其可以把第二变速器输入轴与第一驱动齿轮和/或与第二驱动齿轮和/或与第一变速器输入轴耦连和脱耦。尤其可以通过第二换挡件的轴向移动把第二变速器输入轴与第一驱动齿轮或者与第二驱动齿轮或者与第一变速器输入轴耦连，尤其能有效转动地连接，并且尤其能从第一驱动齿轮或者第二驱动齿轮或者第一变速器输入轴脱耦。因此，通过第二换挡件可以把第二变速器输入轴并且以此把第二电机与第一驱动齿轮并且以此与第一挡位或者与第二驱动齿轮并且以此与第二挡位或者与第一变速器输入轴耦连，并且也与其脱耦。
第一驱动齿轮和/或第二驱动齿轮可以分别具有耦连部段、轴部段和齿轮部段。第一变速器输入轴和第二变速器输入轴尤其可以同样分别具有耦连部段。
第一驱动齿轮的耦连部段、第二驱动齿轮的耦连部段和两个变速器输入轴其中一个变速器输入轴、例如第一变速器输入轴或者第二变速器输入轴、尤其第一变速器输入轴的耦连部段，在此可以轴向地相对彼此错移地并且例如在尤其基本相似的径向区域中地布置。驱动齿轮的耦连部段在此可以尤其沿轴向在第二驱动齿轮的耦连部段和第一变速器输入轴的耦连部段之间布置。另一个变速器输入轴、例如第二变速器输入轴或者第一变速器输入轴、尤其第二变速器输入轴的耦连部段在此可以相对于前述径向区域径向向外地或者径向向内地布置。
第一换挡件和第二换挡件或者说多路换挡件在此尤其可以布置(一方面)在第一驱动齿轮的耦连部段、第二驱动齿轮的耦连部段和两个变速器输入轴其中一个变速器输入轴、例如第一变速器输入轴或者第二变速器输入轴、尤其第一变速器输入轴的耦连部段，和(另一方面)另一个变速器输入轴、例如第二变速器输入轴或者第一变速器输入轴、尤其第二变速器输入轴的耦连部段之间。
第一换挡件在此尤其可以设计为一方面能啮合到第一变速器输入轴的耦连部段中，并且另一方面能啮合到第一驱动齿轮的耦连部段中和/或啮合到第二驱动齿轮的耦连部段中。
第二换挡件在此尤其可以设计为一方面能啮合到第二变速器输入轴的耦连部段中，并且另一方面能啮合到第一驱动齿轮的耦连部段中和/或啮合到第二驱动齿轮的耦连部段中和/或啮合到第一变速器输入轴的耦连部段中。
第一驱动齿轮的轴部段、第二驱动齿轮的轴部段、第一变速器输入轴和第二变速器输入轴尤其可以相对彼此同轴地布置。在此，第一驱动齿轮的轴部段和第二驱动齿轮的轴部段尤其可以布置在第一变速器输入轴和第二变速器输入轴之间。例如，第一变速器输入轴或者第二变速器输入轴、尤其第二变速器输入轴，以及第一驱动齿轮的轴部段和第二驱动齿轮的轴部段在此尤其可以设计为空心轴。
按照另一种设计方案，第一从动齿轮与差速器驱动齿轮处于啮合中。
因此避免了开始所述的缺点，并且实现了相应的优点。
在此存在多种可能性以有利的方式设计和改进按照本发明的混合驱动系统。为此首先参照按照本发明的优选实施方式。
附图说明
下面根据附图和相应说明进一步阐述按照本发明的混合驱动系统的一些优选实施方式。附图中：
图1以示意图示出按照本发明的混合驱动系统的实施方式，其具有内燃机、第一电机、第二电机和变速器，其中，变速器包括用于连接第一电机和内燃机的第一变速器输入轴、用于连接第二电机的第二变速器输入轴和变速器输出轴以及可切换的第一和第二挡位，其中，第一变速器输入轴和第二变速器输入轴(分别)不仅能向第一挡位而且也能向第二挡位耦连并且能与其脱耦，并且其中，内燃机的驱动轴抗扭地与第一电机的转子或者说转子轴和第一变速器输入轴相连。
图2以示意图示出按照本发明的混合驱动系统的另一种实施方式，其具有内燃机、第一电机、第二电机和变速器，其中，变速器包括用于连接第一电机和内燃机的第一变速器输入轴、用于连接第二电机的第二变速器输入轴和变速器输出轴以及可切换的第一和第二挡位，其中，第一变速器输入轴和第二变速器输入轴(分别)不仅能向第一挡位而且也能向第二挡位耦连并且能与其脱耦，并且其中，内燃机的驱动轴通过离合器能与第一电机的转子或者说转子轴耦连并且能与其脱耦，并且其中，所述转子或者说转子轴抗扭地与第一变速器输入轴相连。
图3a-3h以示意性截面图示出图1中所示实施方式的特殊设计，其具有带第一和第二换挡件的多路换挡件，第一和第二换挡件处于不同的换挡位置中。
具体实施方式
在图1和图2中示出用于运输工具的、尤其用于未详细示出的机动车的按照本发明的混合驱动系统的不同的实施方式。
图1和图2示出混合驱动系统1，其带有内燃机2、带有第一电机3、第二电机4和变速器、尤其两挡变速器(在此未以附图标记进一步标示)。
在此，所述变速器具有用于连接第一电机3和/或内燃机2的第一变速器输入轴5，用于连接第二电机4的第二变速器输入轴6和用于把该变速器连接在输出端上、尤其在差速器14上的变速器输出轴7，以及可切换的第一和第二挡位I、II。在此，第一变速器输入轴5和第二变速器输入轴6、尤其分别单独地或者也共同地不仅能与第一挡位I而且也能与第二挡位II耦连并且能与其脱耦。以这种方式使得不光第一挡位I而且第二挡位II都可以不仅被第一电机3和/或被内燃机2驱使或者说驱动，而且也能被第二电机4驱使或者说驱动。
图1和图2示出，第一电机3、尤其第一电机3的转子或者说转子轴能与第一变速器输入轴5耦连、尤其能有效转动地相连，其中，第二电机4、尤其第二电机4的转子或者说转子轴能与第二变速器输入轴6耦连、尤其能有效转动地相连。
图1和图2还示出，在此，内燃机2、尤其内燃机2的驱动轴能与第一电机4、尤其能与第一电机4的转子或者说转子轴耦连，并且以此能也与第一变速器输入轴5耦连，尤其能有效转动地相连。第一挡位I和第二挡位II以此也能被内燃机2驱使或者说驱动。
在图1中所示的实施方式中，内燃机2的驱动轴抗扭地与第一电机3的转子或者说转子轴和第一变速器输入轴5相连。
相反地在图2中所示的实施方式中，内燃机2的驱动轴通过离合器16、尤其所谓的K0离合器与第一电机3的转子或者说转子轴耦连，尤其能有效转动地相连，并且能与其脱耦。第一电机3的转子或者说转子轴在此抗扭地与第一变速器输入轴5相连。
图1和图2还示出，第二电机4的转子或者说转子轴通过传动适配器15与第二变速器输入轴6有效转动地相连。传动适配器15实现了能从更大范围的电机中选择第二电机4。
图1和图2还示出，所述变速器具有第一驱动齿轮8、尤其形式为第一惰齿轮的第一驱动齿轮8，并且具有第二驱动齿轮9、尤其形式为第二惰齿轮的第二驱动齿轮9。在此，第一驱动齿轮8和第二驱动齿轮9相对于第一变速器输入轴5和相对于第二变速器输入轴6同轴地，并且尤其相对彼此同轴地布置。
为了简明示出基本构思，在图1和图2中使用了简化图，其中示出第一驱动齿轮8在第二变速器输入轴6上可以转动，第二驱动齿轮9在第一变速器输入轴5上可以转动。然而按照本发明地并且也在图1和图2示出的两个实施方式中，第一驱动齿轮8可以转动地在第一变速器输入轴5和/或第二变速器输入轴6上布置，或者说，第二驱动齿轮9可以转动地在第一变速器输入轴5和/或第二变速器输入轴6上布置。在图3a至图3h中示出特殊的设计方案，其中，第一驱动齿轮8和第二驱动齿轮9可转动地布置在第一变速器输入轴5上，其中，第二变速器输入轴6设计为空心轴。
图1和图2还示出，所述变速器还具有第一从动齿轮10、尤其形式为第一固定齿轮的第一从动齿轮10，并且具有第二从动齿轮11、尤其形式为第二固定齿轮的第二从动齿轮11。在此，第一从动齿轮10和第二从动齿轮11相对于变速器输出轴7同轴地布置，或者说布置在变速器输出轴7上。尤其在图1和图2所示的实施方式中，第一从动齿轮10和第二从动齿轮11抗扭地布置或者说固定在变速器输出轴7上。
图1和图2示出，第一驱动齿轮8与第一从动齿轮10啮合并且构成第一挡位I，其中，第二驱动齿轮9与第二从动齿轮11啮合并且构成第二挡位II。在此，第一挡位I尤其构成变速器的第一挡，第二挡位II尤其构成变速器的第二挡。
图1和图2还示出，第一从动齿轮10与差速器驱动齿轮13啮合。因此可以用比较简单的变速器构造把驱动功率从内燃机2和两个电机3、4分别单独地或者相互结合地向至少一个车轮或者至少一个车轮轴上传递。
第一变速器输入轴5和第二变速器输入轴6分别单独地或者共同地不仅能与第一挡位I而且也能与第二挡位II耦连并且与其脱耦，这尤其通过下述方式实现，即所述变速器具有第一换挡件12a和第二换挡件12b。
在此，通过第一换挡件12a使得第一变速器输入轴5能与第一驱动齿轮8和/或与第二驱动齿轮9耦连、尤其有效转动地相连，并且能与其脱耦。第一变速器输入轴5和内燃机2和/或第一电机3因此可以通过第一换挡件12a与第一驱动齿轮8并因而与第一挡位I耦连并且尤其也与其脱耦，或者与第二驱动齿轮9并因而与第二挡位II耦连并且尤其也与其脱耦。
在此，通过第二换挡件12b使得第二变速器输入轴6能与第一驱动齿轮8和/或与第二驱动齿轮9耦连、尤其有效转动地相连，并且能与其脱耦。第二变速器输入轴6和第二电机4因此可以通过第二换挡件12b与第一驱动齿轮8并因而与第一挡位I耦连并且尤其也与其脱耦，或者与第二驱动齿轮9并因而与第二挡位II耦连并且尤其也与其脱耦。
通过第二换挡件12b在此还使得第二变速器输入轴6能与第一变速器输入轴5耦连、尤其有效转动地相连，并且能与其脱耦。第二变速器输入轴6因此还可以通过第二换挡件12b与第一变速器输入轴5耦连、尤其有效转动地相连，并且能与其脱耦。
在一种设计方案中，第一换挡件12a和第二换挡件12b设计为分开的换挡件、例如两个在两个物体上的接合套，例如分别以在物体上的接合套的形式。
在特殊优选的设计方案中，第一换挡件12a和第二换挡件12b构造或者说实施为例如具有两个相对彼此能转动的接合套、尤其作为第一换挡件12a和第二换挡件12b的多路换挡件12的组成部件。在此，两个、尤其用作第一和第二换挡件12a、12b的接合套能相对彼此转动地轴向地连接，尤其轴向地连接但是能相对彼此扭转。
第一换挡件12a和第二换挡件12b或者说多路换挡件12有利地(尤其在所述两种设计方案中)通过一个、例如唯一的或者说共同的执行器能操纵和/或控制。
第一换挡件12a和第二换挡件12b或者说多路换挡件12尤其可以轴向运动。在此，第一变速器输入轴5通过第一换挡件12a的轴向的移动与第一驱动齿轮8或者与第二驱动齿轮9能耦连、尤其有效转动地相连，并且能与其脱耦，第二变速器输入轴6通过第二换挡件12b的轴向的移动与第一驱动齿轮8或者与第二驱动齿轮9或者与第一变速器输入轴5能耦连、尤其有效转动地相连，并且能与其脱耦。在此，第一和第二换挡件12a、12b可以尤其在作为多路换挡件12的组成部件的优选设计方案中共同地轴向地移动。
图3a至图3h示出图1中所示实施方式的特殊的设计方案，具有在不同的换挡位置中的、尤其作为多路换挡件12的组成部件的第一换挡件12a和第二换挡件12b。
图3a至图3h示出，在本设计方案中，第一驱动齿轮8和第二驱动齿轮9能转动地布置在第一变速器输入轴5上。
图3a至图3h示出，第一驱动齿轮8和第二驱动齿轮9分别具有耦连部段8a、9a，轴部段8b、9b和齿轮部段8c、9c。第一变速器输入轴5和第二变速器输入轴6在此同样分别具有耦连部段5a、6a。
图3a至图3h示出，第二变速器输入轴6以及第一驱动齿轮8的轴部段8b和第二驱动齿轮9的轴部段9b设计为空心轴。第一驱动齿轮8的轴部段8b、第二驱动齿轮9的轴部段9b、第一变速器输入轴5和第二变速器输入轴6相对彼此同轴地布置，其中，第一驱动齿轮8的轴部段8b和第二驱动齿轮9的轴部段9b布置在第一变速器输入轴5和第二变速器输入轴6之间。在此，第二变速器输入轴6布置在第二驱动齿轮9的轴部段9b的径向外部，第二驱动齿轮9的轴部段9b布置在第一驱动齿轮8的轴部段8b的径向外部，第一驱动齿轮8的轴部段8b布置在第一变速器输入轴5的径向外部。
图3a至图3h示出，第一驱动齿轮8的耦连部段8a、第二驱动齿轮9的耦连部段9a和第一变速器输入轴5的耦连部段5a在此轴向相对彼此错移地布置并且布置在尤其相似的径向区域中。在此，第一驱动齿轮8的耦连部段8a、尤其沿轴向地布置在第二驱动齿轮9的耦连部段9a和第一变速器输入轴5的耦连部段5a之间。第二变速器输入轴6的耦连部段6a在此布置在该径向区域的径向外部。
第一换挡件12a和第二换挡件12b在此实施为例如具有两个相对彼此能转动的、作为第一换挡件12a和第二换挡件12b的接合套的多路换挡件12的组成部件，所述接合套能相对彼此转动，但是沿轴向相连。在此，第一换挡件12a和第二换挡件12b或者说多路换挡件12(一方面)在第一驱动齿轮8的耦连部段8a、第二驱动齿轮9的耦连部段9a和第一变速器输入轴5的耦连部段5a和(另一方面在)第二变速器输入轴6的耦连部段6a之间可轴移动地布置。第一和第二换挡件12a、12b在此、尤其在作为多路换挡件12的组成部件的设计方案中能够共同地轴向移动。
第一和第二换挡件12a、12b或者说多路换挡件12在此尤其布置在第二变速器输入轴6、尤其第二变速器输入轴6的耦连部段6a的径向内部，和第一驱动齿轮8、第二驱动齿轮9和第一变速器输入轴5的耦连部段8a、9a、5a的径向外部。
在此，第一换挡件12a设计为一方面能咬合第一变速器输入轴5的耦连部段5a，另一方面能咬合第一驱动齿轮8的耦连部段8a或者第二驱动齿轮9的耦连部段9a。
在此，第二换挡件12b尤其设计为一方面能咬合第二变速器输入轴6的耦连部段6a，另一方面能咬合第一驱动齿轮8的耦连部段8a或者第二驱动齿轮9的耦连部段9a或者第一变速器输入轴5的耦连部段5a。
图3a至图3h示出，通过第一换挡件12a的轴向移动使得第一变速器输入轴5与第一驱动齿轮8或者与第二驱动齿轮9或者与第二变速器输入轴6能耦连、尤其有效转动地相连，并且能与其脱耦，通过第二换挡件12b的轴向移动使得第二变速器输入轴6与第一变速器输入轴5或者与第一驱动齿轮8或者与第二驱动齿轮9能耦连、尤其有效转动地相连，并且能与其脱耦。
图3a示出变速器的平衡换挡位置“0”，在该位置中，多路换挡件12或者说第一换挡件12a和第二换挡件12b位于“0”位中，在“0”位中，仅有内燃机2与第二电机4耦连。在该位置中输出端未被耦连或者说是平衡的。在此，第二变速器输入轴6通过第二换挡件12b与第一变速器输入轴5耦连或者说有效转动地相连。第二换挡件12b在此咬合第一变速器输入轴5的耦连部段5a和第二变速器输入轴6的耦连部段6a。所述平衡的换挡位置尤其可以用于蓄电池的发电机式的充电，例如在运输工具的静止状态中，或者在运输工具借助另外的驱动装置、例如通过内燃机和/或第一电机和/或通过后车轴电驱动装置前进时。
图3b示出变速器的电动机式换挡位置“1”，在该位置中，多路换挡件12或者说第一换挡件12a和第二换挡件12b位于“1”位中，在“1”位中，第二电机4驱动第一挡位I并且与内燃机2脱耦。在此，第二变速器输入轴6通过第二换挡件12b与第一驱动齿轮8耦连或者说有效转动地相连。第二换挡件12b在此咬合第二变速器输入轴6的耦连部段6a和第一驱动齿轮8的耦连部段8a。电动机式换挡位置尤其可以用于运输工具的电驱式前进、例如用于运输工具的电驱式启动或者说电驱式行驶。
图3c示出变速器的第一混合换挡位置“2”，在该位置中，多路换挡件12或者说第一换挡件12a和第二换挡件12b位于“2”位中，在“2”位中，第二电机4和内燃机2驱动第一挡位I。在此，第二变速器输入轴6通过第二换挡件12b并且第一变速器输入轴5通过第一换挡件12a与第一驱动齿轮8耦连或者说有效转动地相连。第二换挡件12b在此咬合第二变速器输入轴6的耦连部段6a和第一驱动齿轮8的耦连部段8a。第一换挡件12a在此咬合第一变速器输入轴5的耦连部段5a和第一驱动齿轮8的耦连部段8a。第一混合换挡位置可以用于运输工具的混合式前进、例如用于运输工具的混合式行驶。
图3d示出变速器的过渡换挡位置“3”，在该位置中，多路换挡件12或者说第一换挡件12a和第二换挡件12b位于“3”位中，在“3”位中，第二电机4脱耦，并且内燃机2驱动第一挡位I。在此，第二变速器输入轴6或者说第二换挡件12b脱耦。第二换挡件12b在此未咬合耦连部段。第一变速器输入轴5通过第一换挡件12a与第一驱动齿轮8耦连或者说有效转动地相连。第一换挡件12a在此咬合第一变速器输入轴5的耦连部段5a和第一驱动齿轮8的耦连部段8a。过渡换挡位置尤其用于借助通过内燃机2的驱动最小化或者说补偿在第二电机4从第一挡位I向第二挡位II切换时的牵引力降低。
图3e示出变速器的第二混合换挡位置“4”，在该位置中，多路换挡件12或者说第一换挡件12a和第二换挡件12b位于“4”位中，在“4”位中，第二电机4驱动第二挡位II，并且内燃机2驱动第一挡位I。在此，第二变速器输入轴6通过第二换挡件12b与第二驱动齿轮9耦连或者说有效转动地相连。第一变速器输入轴5通过第一换挡件12a与第一驱动齿轮8耦连或者说有效转动地相连。第二换挡件12b在此咬合第二变速器输入轴6的耦连部段6a和第二驱动齿轮9的耦连部段9a。第一换挡件12a在此咬合第一变速器输入轴5的耦连部段5a和第一驱动齿轮8的耦连部段8a。第二混合换挡位置尤其可以用于例如更高速度时运输工具的混合式前进、例如用于运输工具的混合式行驶。
图3f示出变速器的电动机式换挡位置“5”，在该位置中，多路换挡件12或者说第一换挡件12a和第二换挡件12b位于“5”位中，在“5”位中，第二电机4驱动第二挡位II并且内燃机2被脱耦。在此，第二变速器输入轴6通过第二换挡件12b与第二驱动齿轮9耦连或者说有效转动地相连。第二换挡件12b在此咬合第二变速器输入轴6的耦连部段6a和第二驱动齿轮9的耦连部段9a。第一变速器输入轴5或者说第一换挡件12a在此脱耦。第一换挡件12a在此未咬合耦连部段。该电动机式换挡位置尤其可以用于例如更高速度时运输工具的电驱式前进、例如用于运输工具的电驱式行驶。
图3g示出变速器的第三混合换挡位置“6”，在该位置中，多路换挡件12或者说第一换挡件12a和第二换挡件12b位于“6”位中，在“6”位中，第二电机4和内燃机2驱动第二挡位II。在此，第二变速器输入轴6通过第二换挡件12b并且第一变速器输入轴5通过第一换挡件12a与第二驱动齿轮9耦连或者说有效转动地相连。第二换挡件12b在此咬合第二变速器输入轴6的耦连部段6a和第二驱动齿轮9的耦连部段9a。第一换挡件12a在此咬合第一变速器输入轴5的耦连部段5a和第二驱动齿轮9的耦连部段9a。第三混合换挡位置尤其可以例如在更高速度时和/或作为加速功能和/或作为增程功能用于运输工具的混合式前进、例如用于运输工具的混合式行驶。
图3h示出变速器的内燃机式换挡位置“7”，在该位置中，多路换挡件12或者说第一换挡件12a和第二换挡件12b位于“7”位中，在“7”位中，第二电机4被切断并且内燃机2驱动第二挡位II。在此，第二变速器输入轴6或者说第二换挡件12b脱耦。第二换挡件12b在此未咬合耦连部段。第一变速器输入轴5在此通过第一换挡件12a与第二驱动齿轮9耦连或者说有效转动地相连。第一换挡件12a在此咬合第一变速器输入轴5的耦连部段5a和第二驱动齿轮9的耦连部段9a。内燃机式换挡位置尤其可以用于运输工具在较长路程上的、例如长途行驶的运输工具的内燃机式前进，例如用于运输工具的内燃机式的行驶。通过第二电机4的脱耦可以把拖曳扭矩最小化。
附图标记列表
1 混合驱动系统
2 内燃机
3 第一电机
4 第二电机
5 第一变速器输入轴
5a 第一变速器输入轴的耦连部段
6 第二变速器输入轴
6a 第二变速器输入轴的耦连部段
7 变速器输出轴
8 第一驱动齿轮
8a 第一驱动齿轮的耦连部段
8b 第一驱动齿轮的轴部段
8c 第一驱动齿轮的齿轮部段
9 第二驱动齿轮
9a 第二驱动齿轮的耦连部段
9b 第二驱动齿轮的轴部段
9c 第二驱动齿轮的齿轮部段
10 第一从动齿轮
11 第二从动齿轮
12a 第一换挡件
12b 第二换挡件
12 多路换挡件
13 差速器驱动齿轮
14 差速器
15 传动适配器
16 离合器
I 第一挡位
II 第二挡位

Claims (12)

1.一种用于运输工具、尤其用于机动车的混合驱动系统(1)，所述混合驱动系统具有内燃机(2)、第一电机(3)、第二电机(4)和变速器、尤其两挡变速器，其中，所述变速器具有用于连接第一电机(3)和/或内燃机(2)的第一变速器输入轴(5)、用于连接第二电机(4)的第二变速器输入轴(6)和变速器输出轴(7)以及可换挡的第一和第二挡位(I、II)，其特征在于，第一变速器输入轴(5)和第二变速器输入轴(6)不仅能与第一挡位(I)而且也与第二挡位(II)有效地耦连并且能与其有效地脱耦。
2.按照权利要求1所述的混合驱动系统(1)，其特征在于，所述变速器具有第一换挡件(12a)和第二换挡件(12b)，其中，第一换挡件(12a)设计为用于第一变速器输入轴(5)与第一挡位(I)或者与第二挡位(II)耦连，第二换挡件(12b)设计为用于第二变速器输入轴(6)与第一挡位(I)或者与第二挡位(II)耦连。
3.按照上述权利要求之一所述的混合驱动系统(1)，其特征在于，第二换挡件(12b)还设计为用于耦连第一变速器输入轴(5)和第二变速器输入轴(6)。
4.按照上述权利要求之一所述的混合驱动系统(1)，其特征在于，第一换挡件(12a)和第二换挡件(12b)设计为多路换挡件(12)的组成部件。
5.按照权利要求2至4之一所述的混合驱动系统(1)，其特征在于，第一换挡件(12a)和第二换挡件(12b)或者说多路换挡件(12)布置为能够轴向移动。
6.按照上述权利要求之一所述的混合驱动系统(1)，其特征在于，所述多路换挡件(12)具有两个相对彼此能转动的接合套作为第一和第二换挡件(12a、12b)，尤其其中，用作第一和第二换挡件(12a、12b)的两个接合套(12a、12b)相对彼此能转动地沿轴向相连接。
7.按照上述权利要求之一所述的混合驱动系统(1)，其特征在于，所述变速器，尤其所述变速器的第一和第二换挡件(12a、12b)或者说所述变速器的多路换挡件(12)具有：
-平衡换挡位置，在该位置中，尤其通过第二换挡件(12b)使得第一变速器输入轴(5)与第二变速器输入轴(6)耦连，并且第一和第二变速器输入轴(5、6)与第一和第二挡位(I、II)脱耦，和/或
-电动机式换挡位置，在该位置中，尤其通过第二换挡件(12b)使得第二变速器输入轴(6)与第一挡位耦连(I)，并且第一变速器输入轴(5)与第一和第二挡位(I、II)脱耦，和/或
-第一混合换挡位置，在该位置中，尤其通过第二换挡件(12b)使得第二变速器输入轴(6)与第一挡位(I)耦连，尤其通过第一换挡件(12a)使得第一变速器输入轴(5)与第一挡位(I)耦连，和/或
-过渡换挡位置，在该位置中，尤其通过第二换挡件(12b)使得第二变速器输入轴(6)与第一和第二挡位(I、II)脱耦，并且尤其通过第一换挡件(12a)使得第一变速器输入轴(5)与第一挡位(I)耦连，和/或
-第二混合换挡位置，在该位置中，尤其通过第二换挡件(12b)使得第二变速器输入轴(6)与第二挡位(II)耦连，并且尤其通过第一换挡件(12a)使得第一变速器输入轴(5)与第一挡位(I)耦连，和/或
-另外的电动机式换挡位置，在该位置中，尤其通过第二换挡件(12b)使得第二变速器输入轴(6)与第二挡位(II)耦连，并且尤其通过第一换挡件(12a)使得第一变速器输入轴(5)与第一和第二挡位(I、II)脱耦，和/或
-第三混合换挡位置，在该位置中，尤其通过第二换挡件(12b)使得第二变速器输入轴(6)与第二挡位(II)耦连，并且尤其通过第一换挡件(12a)使得第一变速器输入轴(5)与第二挡位(II)耦连，和/或
-内燃机式换挡位置，在该位置中，尤其通过第二换挡件(12b)使得第二变速器输入轴(6)从第一和第二挡位(II)脱耦，并且尤其通过第一换挡件(12a)使得第一变速器输入轴(5)与第二挡位(II)耦连。
8.按照上述权利要求之一所述的混合驱动系统(1)，其特征在于，所述变速器具有第一驱动齿轮(8)和第二驱动齿轮(9)，其中，第一驱动齿轮(8)和第二驱动齿轮(9)相对于第一变速器输入轴(5)并且相对于第二变速器输入轴(6)同轴地布置，其中，所述变速器还具有第一从动齿轮(10)和第二从动齿轮(11)，其中，第一从动齿轮(10)和第二从动齿轮(11)相对于变速器输出轴(7)同轴地布置，其中，第一驱动齿轮(8)与第一从动齿轮(10)处于啮合中，并且构成第一挡位(I)，并且其中，第二驱动齿轮(9)与第二从动齿轮(11)处于啮合中，并且构成第二挡位(II)。
9.按照上述权利要求之一所述的混合驱动系统(1)，其特征在于，第一驱动齿轮(8)和第二驱动齿轮(9)能转动地支承在第一变速器输入轴(5)上，并且尤其设计为惰齿轮。
10.按照上述权利要求之一所述的混合驱动系统(1)，其特征在于，第一从动齿轮(10)和第二从动齿轮(11)抗扭地布置在变速器输出轴(7)上、并且尤其设计为固定齿轮。
11.按照上述权利要求之一所述的混合驱动系统(1)，其特征在于，通过第一换挡件(12a)的轴向移动能把第一变速器输入轴(5)与第一驱动齿轮(8)或者与第二驱动齿轮(9)耦连，并且能与其脱耦，通过第二换挡件(12b)的轴向移动能把第二变速器输入轴(6)与第一驱动齿轮(8)或者与第二驱动齿轮(9)或者与第一变速器输入轴(5)耦连，并且能与其脱耦。
12.按照上述权利要求之一所述的混合驱动系统(1)，其特征在于，第一从动齿轮(10)与差速器驱动齿轮(13)啮合。
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