CN109789763B - 用于混合动力车辆的传动装置布置、驱动系统和混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于混合动力车辆（2）的传动装置布置（1），该混合动力车辆具有内燃机（3）和电机（4），其中，内燃机（3）的第一驱动扭矩（5）和电机（4）的第二驱动扭矩（6）可借助于传动装置布置（1）传递到混合动力车辆（2）的至少一个驱动轴（7），其中，传动装置布置（1）具有第一行星传动装置（8），该第一行星传动装置具有第一部件：第一太阳齿轮（9）、第一环形齿轮（10）和第一行星架（11），其中，第三驱动扭矩（12）可借助于第一行星架（11）传递到第二行星传动装置（14）的第二行星架（13），其中，第二行星传动装置（14）具有第二部件：第二行星架（13）、第二太阳齿轮（15）和第三太阳齿轮（16），其中，第二太阳齿轮（15）与第二行星齿轮（18）的第一组齿（17）啮合并且第三太阳齿轮（16）与第二行星齿轮（18）的第二组齿（19）啮合，其中，混合动力车辆（2）的驱动轴（7）可借助于第三太阳齿轮（16）驱动。

Description

用于混合动力车辆的传动装置布置、驱动系统和混合动力 车辆
技术领域
本发明涉及一种用于混合动力车辆的传动装置布置，该混合动力车辆具有内燃机和电机。传动装置布置用于选择性地将电机和/或内燃机的驱动扭矩传递到混合动力车辆的驱动轴。混合动力车辆的驱动轴被布置在传动装置布置和混合动力车辆的车轮之间。
背景技术
DE 10 2011 014 703 A1已公开了一种用于机动车辆的驱动装置，其中，借助于传动装置，内燃机和电动马达两者都能够用于驱动机动车辆。在此，传动装置是具有环形齿轮、太阳齿轮和行星架的行星传动装置，其中，内燃机的扭矩能够经由环形齿轮引入到行星传动装置中。电动马达的扭矩能够经由太阳齿轮引入到行星传动装置中。驱动经由行星架输出。
DE 10 2010 063 311 A1已公开了一种用于混合动力车辆的动力传动系的装置。该装置包括具有元件环形齿轮、太阳齿轮和架（行星架）的行星传动装置，其中在此，电机经由环形齿轮将扭矩引入到行星传动装置中，并且内燃机经由太阳齿轮将扭矩引入到行星传动装置中。驱动经由架输出到传动装置。
对于用于混合动力车辆（其中意图是借助于内燃机和/或电机驱动机动车辆）的此类驱动装置，一直存在提供一种尽可能地紧凑并且被配置成用于所有操作点的传动装置布置的需要。
发明内容
以此为出发点，本发明的目的是至少部分地解决结合现有技术突出的问题。特别地，力图提出一种用于混合动力车辆的紧凑型传动装置布置，其首先包括用于选择性地引入电机和/或内燃机的驱动扭矩的求和传动装置，其次包括用于设定传动比的换档传动装置，其中，电机和/或内燃机的驱动扭矩借助于传动装置布置传递到混合动力车辆的驱动轴。
这借助于根据权利要求1的特征的传动装置布置来解决。从属权利要求涉及有利实施例。在专利权利要求中单独指定的特征可以以技术上权宜的方式彼此组合，并且可通过来自说明书的解释性事实和来自附图的细节补充，其中突出了本发明的进一步实施例。
提出了一种用于混合动力车辆的传动装置布置，该混合动力车辆具有内燃机和电机，其中，内燃机的第一驱动扭矩和电机的第二驱动扭矩可借助于传动装置布置传递到混合动力车辆的至少一个驱动轴，其中，传动装置布置包括第一行星传动装置，该第一行星传动装置具有第一部件：第一太阳齿轮、第一环形齿轮和第一行星架，其中，第三驱动扭矩可借助于第一行星架传递到第二行星传动装置的第二行星架，其中，第二行星传动装置具有第二部件：第二行星架、第二太阳齿轮和第三太阳齿轮，其中，第二太阳齿轮与第二行星齿轮的第一齿啮合并且第三太阳齿轮与第二行星齿轮的第二齿啮合，其中，混合动力车辆的驱动轴可借助于第三太阳齿轮驱动。
驱动扭矩借助于传动装置布置的独立齿轮的相互啮合的齿传递。第三驱动扭矩是第一驱动扭矩、第二驱动扭矩或第一和第二驱动扭矩的和。在此，第二驱动扭矩也可以是负的，特别是如果电机作为发电机操作或者在相反的旋转方向上操作，其中，由内燃机产生的第一驱动扭矩然后相应地减小。
两个行星传动装置的组合允许紧凑的结构形式并且特别地允许传动比的有利设定。特别地，借助于第一行星传动装置使内燃机和电机的联接有可能。因此，选择性地有可能将内燃机的第一驱动扭矩、电机的第二驱动扭矩或两个驱动扭矩一起传递到第二行星传动装置。此外，内燃机的第一驱动扭矩可至少部分地借助于作为发电机操作的电机而被转换成电能并且例如存储在混合动力车辆的蓄能器中。此外，借助于第一行星传动装置，内燃机能够在消耗方面的最佳操作点操作，其中，驾驶员期望的第三驱动扭矩的变化或者驱动轴的转速的变化能够借助于电机设定。
由第一行星传动装置预定义的转速和传递的第三驱动扭矩的传动比借助于第二行星传动装置实现。在此，实现了双齿轮齿数比换档配置，也就是说，有可能借助于第二行星传动装置提供第一行星传动装置和驱动轴之间的两个不同的传动比。
特别地，两个行星传动装置彼此独立地构造，也就是说，第三驱动扭矩经由分别具有相互啮合的齿的两个部件在第一行星传动装置和第二行星传动装置之间传递，其中，第一部件被分配给第一行星传动装置并且第二部件被分配给第二行星传动装置。
在另一个实施例中，第三驱动扭矩经由刚性连接在第一行星传动装置和第二行星传动装置之间传递。在此，第一行星架也被设计为第二行星架。因此，第一行星架承载第一行星齿轮的轴和第二行星齿轮的轴。
内燃机优选地经由第一环形齿轮将第一驱动扭矩引入到第一行星传动装置中。
特别地，电机（然后）经由第一太阳齿轮将第二驱动扭矩引入到第一行星传动装置中。
互换的布置（第一驱动扭矩经由第一太阳齿轮，第二驱动扭矩经由第一环形齿轮）也是可能的。
内燃机可经由第一离合器连接到第一环形齿轮。特别地，第一离合器被布置在传动装置布置的壳体外部。特别地，第一离合器是摩擦离合器，其优选地用于以已知的机动车辆中的通常方式联接内燃机和传动装置。
特别地，在纯电动操作期间（第三驱动扭矩仅借助于电机提供），内燃机被分离，也就是说第一离合器然后打开。在所有其他操作模式中（第三驱动扭矩借助于电机和内燃机提供，或仅由内燃机提供），内燃机被联接，也就是说第一离合器闭合。
特别地，第一环形齿轮借助于第二离合器可共同旋转地连接到传动装置布置的壳体。
特别地，可共同旋转地连接意味着在连接之后，两个部件具有相同的转速。在此，第一环形齿轮因此固定到传动装置布置的（非旋转）壳体。
在纯电动操作期间（第三驱动扭矩仅借助于电机提供），第二离合器闭合，也就是说第一环形齿轮固定到壳体。在所有其他操作模式中（第三驱动扭矩借助于电机和内燃机提供，或仅由内燃机提供），第二离合器打开，也就是说第一环形齿轮可相对于壳体旋转。
如果第一环形齿轮固定到壳体，则第一行星架借助于第一太阳齿轮驱动，该第一太阳齿轮与被布置在第一行星架上的第一行星齿轮的齿啮合。第一行星架借助于相互啮合的齿驱动第二行星传动装置的第二行星架。
特别地，仅在第一驱动扭矩经由第一环形齿轮引入并且第二驱动扭矩经由第一太阳齿轮引入到第一行星传动装置中的情况下才提供第二离合器。
在另外的实施例中，（内燃机的）第一驱动扭矩经由第一太阳齿轮引入并且（电机的）第二驱动扭矩经由第一环形齿轮引入到第一行星传动装置中。在该实施例中，优选的是，不提供第二离合器。
在该实施例中，对于纯电动操作（第三驱动扭矩仅借助于电机提供），第一离合器打开而第三离合器闭合。在此不需要其他实施例中所需的第二离合器的功能。
特别地，第一行星传动装置的至少两个部件借助于第三离合器可彼此共同旋转地连接。特别地，因此例如情况是这样的：第一太阳齿轮可共同旋转地连接到第一环形齿轮，或者第一太阳齿轮可共同旋转地连接到第一行星架。优选的是，第一行星架可共同旋转地连接到第一环形齿轮。
特别地，第三离合器可（优选地，如果第二驱动扭矩经由第一环形齿轮引入到第一行星传动装置中）被设计为具有形面配合锁定作用的离合器，例如被设计为爪形离合器。
特别地，第二太阳齿轮借助于第四离合器可共同旋转地连接到传动装置布置的壳体。在此，第二太阳齿轮因此固定到传动装置布置的（非旋转）壳体。
第四离合器被致动以便设定所期望的传动比。当第四离合器打开时，第二太阳齿轮可相对于壳体旋转。
特别地，第二行星传动装置的至少两个部件借助于第五离合器可彼此共同旋转地连接。特别地，因此例如情况是这样的：第二太阳齿轮可共同旋转地连接到第二行星架，或者第三太阳齿轮可共同旋转地连接到第二太阳齿轮。优选的是，第三太阳齿轮可共同旋转地连接到第二行星架。还优选的是，第二太阳齿轮可共同旋转地连接到第二行星架。
特别地，第四离合器和第五离合器被致动以便设定所期望的传动比。
特别地，对于第一传动比，第四离合器闭合而第五离合器打开。在这种情况下，第三驱动扭矩经由第二行星架和被布置在第二行星架上的第二行星齿轮传递到第三太阳齿轮，该第三太阳齿轮与第二行星齿轮的第二齿啮合。
特别地，对于第二传动比，第四离合器打开而第五离合器闭合。在这种情况下，第三驱动扭矩经由第二行星架（直接）传递到第三太阳齿轮，或者传递到具有第三太阳齿轮的轴。
特别地，第三太阳齿轮可由第三驱动扭矩驱动，其中，第三驱动扭矩
a)可仅由内燃机提供；或者
b)可仅由电机提供；或者
c)可由内燃机和电机提供。
特别地，第一行星传动装置和第二行星传动装置被布置成
a)彼此邻近；或者
b)沿轴向方向一个在另一个后面；或者
c)沿轴向方向一个在另一个后面并且第一行星架和第二行星架同轴地布置。
所陈述的离合器（第一离合器至第五离合器）可以是液压致动的、机电致动的，或者也可以是电动致动的。特别地，这些离合器被设计为摩擦离合器，例如被设计为多片离合器，其特别地具有非形面配合锁定作用。特别地，这些离合器也可被设计为具有形面配合锁定作用的离合器（例如，被设计为爪形离合器）。对于形面配合锁定离合器，特别地情况是这样的：需要同步待连接的部件的转速。优选地可通过控制电机来实现该同步。
借助于至少两个连接配对件接合到彼此中来实现形面配合锁定连接。以这种方式，即使在没有动力传输的情况下或者当动力传输中断时，连接配对件也不能彼此释放。换句话说，在形面配合锁定连接的情况下，其中一个连接配对件阻碍另一个连接配对件。
非形面配合锁定连接需要在待彼此连接的表面上的法向力。只要不超过由静摩擦力实现的相反力，就防止所述表面相对于彼此位移。
根据另外的方面，提出了一种驱动系统，其具有内燃机和电机并且具有在此描述的传动装置布置。
内燃机优选地经由第一环形齿轮将第一驱动扭矩引入到第一行星传动装置中。
特别地，电机（然后）经由第一太阳齿轮将第二驱动扭矩引入到第一行星传动装置中。
互换的布置（第一驱动扭矩经由第一太阳齿轮，第二驱动扭矩经由第一环形齿轮）也是可能的。
在这种情况下，驱动系统具有内燃机、电机和传动装置布置（如上文所提出的）（特别是没有第二离合器），其中，内燃机经由第一太阳齿轮将第一驱动扭矩引入到第一行星传动装置中，并且其中，电机经由第一环形齿轮将第二驱动扭矩引入到第一行星传动装置中。
特别地，内燃机借助于第一离合器可连接到第一太阳齿轮，并且第一行星传动装置的来自以下组的至少两个部件：第一太阳齿轮、第一环形齿轮和第一行星架，借助于第三离合器可彼此共同旋转地连接；其中，第一行星传动装置的部件仅借助于第一离合器和第三离合器（也就是说没有第二离合器）可连接到驱动系统的另外的部件。在该实施例中，因此情况是这样的：仅提供第一、第三、第四和第五离合器。
在此，在能够结合离合器产生“连接”的情况下，这特别意味着离合器能够将被分配给它的部件彼此连接和/或将所述部件分离。换句话说，这特别意味着离合器能够实现和/或切断关于所分配的部件的操作性接合。
电机优选地可作为发电机操作，其中，内燃机的第一驱动扭矩至少部分地或者驱动轴的第四驱动扭矩能够借助于发电机转换成电能。
特别地，电机被布置在传动装置布置的第一侧处，并且内燃机被布置在传动装置布置的相对的第二侧处。特别地，至少第一行星传动装置因此沿轴向方向被布置在电机和内燃机之间。
根据另外的方面，提出了一种混合动力车辆，其具有内燃机和电机并且具有在此描述的传动装置布置，其中，电机可作为发电机操作以用于为电能的蓄能器充电，并且作为电动马达操作以用于驱动混合动力车辆的驱动轴。
传动装置布置构成具有回收能力的多模式传动装置，其可以下列方法操作：双齿轮齿数比CVT（无级传动装置）操作方法（电机也可作为发电机操作；内燃机提供第一驱动扭矩，电机提供第二驱动扭矩）、双齿轮齿数比内燃机操作方法（ICE；第三驱动扭矩相当于第一驱动扭矩）、双齿轮齿数比电动马达操作方法（EM；第三驱动扭矩相当于第二驱动扭矩）和双齿轮齿数比并行操作方法（第三驱动扭矩由第一驱动扭矩和第二驱动扭矩组成）。在CVT操作方法中，电蓄能池，例如，混合动力车辆的蓄能器，能够在混合动力车辆的驾驶操作期间被充电而无需附加的发电机。
在CVT操作方法中，内燃机在低速和中速范围内支撑在电机上，并因此将后者作为发电机操作。在相对高的速度下，电机于是特别地从混合动力车辆的蓄能器馈电，并且借助第一驱动扭矩和第二驱动扭矩被加在一起以形成第三驱动扭矩来支撑内燃机。结合由第二行星传动装置提供的双齿轮齿数比能力，有可能实现非常低的燃料消耗水平但也实现高的牵引功率和速度。
在CVT操作方法中，借助于电机的操作（旋转方向、转速、第二驱动扭矩）能够改变第一行星架的转速（及因此第二行星架的转速和驱动轴的转速）。以这种方式，在驱动轴的特定转速范围内，内燃机能够在最佳操作点（对于消耗来说）操作，其中，所需的转速以及可能附加地所需的第三驱动转矩由电机设定或提供。
对于ICE和并行操作方法来说，独立的离合器（第一离合器至第五离合器）的换档状态相等。这特别也适用于驱动系统的实施例，其中第二驱动扭矩经由第一环形齿轮引入到第一行星传动装置中并且其中未提供第二离合器。
在内燃机操作方法中，所提供的传动比（齿轮齿数比）被特别地配置成用于既关于可达到的最大速度又关于最小燃料消耗的需求。
在电动马达操作方法中，所提供的传动比（齿轮齿数比）特别地既提供了发动所需的牵引功率水平又提供了所期望的可达到的电动最大速度（例如，WLTP（全球统一轻型车辆测试程序）驾驶循环中的130 km/h[公里/小时]）），同时具有高效率。
下文，对于传动装置布置的优选实施例，将规定用于相应操作方法和相应传动比（齿轮齿数比的选择）的各独立离合器的换档状态（在此，特别地，第一驱动扭矩经由第一环形齿轮引入并且第二驱动扭矩经由第一太阳齿轮引入到第一行星传动装置中）:
CVT CVT ICE ICE EM EM
第一传动比 第二传动比 第一传动比 第二传动比 第一传动比 第二传动比
第一离合器 闭合 闭合 闭合 闭合 打开 打开
第二离合器 打开 打开 打开 打开 闭合 闭合
第三离合器 打开 打开 闭合 闭合 打开 打开
第四离合器 闭合 打开 闭合 打开 闭合 打开
第五离合器 打开 闭合 打开 闭合 打开 闭合
CVT：CVT操作方法和并行操作方法
ICE：内燃机操作方法，
EM：电动马达操作方法，
第X传动比：第X传动比（第一或第二）；也就是说第X齿轮齿数比（第一或第二齿轮齿数比），
第X离合器：每个离合器的换档状态，
打开：离合器打开；可由离合器连接的部件彼此独立地旋转，
闭合：离合器闭合；由离合器连接的部件彼此共同旋转地连接，
特别地，提出了以下传动比，其优选地适用于连接到内燃机的第一环形齿轮和连接到电机的第一太阳齿轮：
1. 第一行星传动装置中的固定架传动比相当于第一太阳齿轮的转速与第一环形齿轮的转速之比或者第一环形齿轮的直径与第一太阳齿轮的直径之比；负号，因为当第一行星架静止时第一环形齿轮和第一太阳齿轮的所得到的旋转方向是相反的：-1.5到-5；特别是2.0到3.0；优选地2.1至2.3。
2. 相对低的第一传动比和相对高的第二传动比之间的步程：1至3；特别是1.5到2.5；优选地2。
3. 用于将内燃机的第一驱动扭矩引入到第一行星传动装置中（例如，引入到第一环形齿轮）的初级传动比；以及用于将电机的第二驱动扭矩引入到第一行星传动装置中（例如，引入到第一太阳齿轮）的初级传动比：0.5至1.5；特别是0.8到1.2；优选地1（无传动比）。
4. 传动装置布置的总传动比；其中，
a. 作为发动传动比（车轮滑移限制或在马路牙子上发动）：在14和23之间；
b. 作为用于最高齿轮齿数比的传动比（取决于所需的最大速度并且以便达到最低的可能消耗）：在2和7之间。
5. 传动装置布置的总传动比：
a. 仅借助于电机驱动：
i. 第一传动比（第一齿轮齿数比）：在20和23之间；特别是21.5到22；
ii. 第二传动比（第二齿轮齿数比）：在9和12之间；特别是10.5到11；
b. 仅借助于内燃机驱动：
i. 第一传动比（第一齿轮齿数比）：在6和8之间；特别是6.5到7；
ii. 第二传动比（第二齿轮齿数比）：在2和4之间；特别是3和3.5之间；
如果电机经由第一环形齿轮连接并且内燃机经由第一太阳齿轮连接到第一行星传动装置，则传动装置布置也可在没有第二离合器的情况下使用。下文，将规定用于相应操作方法和相应传动比（齿轮齿数比的选择）的各独立离合器（第二离合器不存在）的换档状态：
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特别地，提出了以下传动比，其优选地如果第一太阳齿轮连接到内燃机并且第一环形齿轮连接到电机（也就是说，第二驱动扭矩因此经由第一环形齿轮引入到第一行星传动装置中）适用：
1. 第一行星传动装置中的固定架传动比相当于第一太阳齿轮的转速与第一环形齿轮的转速之比或者第一环形齿轮的直径与第一太阳齿轮的直径之比；负号，因为当第一行星架静止时第一环形齿轮和第一太阳齿轮的所得的旋转方向是相反的：-1.5到-5；特别是2.0到3.0；优选地2.1至2.3。
2. 相对低的第一传动比和相对高的第二传动比之间的步程：1至3；特别是1.5到2.5；优选地2。
3. 用于将内燃机的第一驱动扭矩引入到第一行星传动装置中（例如，引入到第一太阳齿轮）的初级传动比：优选地1（无传动比）；以及用于将电机的第二驱动扭矩引入到第一行星传动装置中（例如，引入到第一环形齿轮）的初级传动比：0.5至2.5；特别是1.5到2.2；优选地1.9。
4. 传动装置布置的总传动比；其中，
a. 作为发动传动比（车轮滑移限制或在马路牙子上发动）：在9和23之间；
b. 作为用于最高齿轮齿数比的传动比（取决于所需的最大速度并且以便达到最低的可能消耗）：在2和7之间。
5. 传动装置布置的总传动比：
a.仅借助于电机驱动：
i. 第一传动比（第一齿轮齿数比）：在9和23之间；特别是10到16；
ii. 第二传动比（第二齿轮齿数比）：在3和12之间；特别是4到8；
b. 仅借助于内燃机驱动：
i. 第一传动比（第一齿轮齿数比）：6和8之间；特别是6.5到7；
ii. 第二传动比（第二齿轮齿数比）：2和4之间；特别是3和3.5之间；
与传动装置布置有关的陈述同样适用于驱动系统和混合动力车辆，反之亦然。
为谨慎起见，应指出的是，在此使用的数字（“第一”、“第二”、“第三”、......）主要（仅）用于区分几个相似的对象、维度或过程，也就是说特别地不必强制预定义所述对象、维度或过程的依赖性和/或顺序。如果依赖性和/或顺序是必需的，这将在此明确陈述，或者从对具体描述的实施例的研究对本领域技术人员以显而易见的方式显现。
附图说明
下文将基于附图更详细地讨论本发明和技术领域。应指出的是，本发明并不旨在受所示的示例性实施例的限制。特别地，除非另有明确呈现，否则也有可能提取附图中讨论的实质性内容的部分方面并将其与来自本说明书和/或附图的其他组成部分和知识相组合。相同的附图标号用于表示相同的对象，使得在适当的情况下，能够以补充的方式考虑来自其他附图的解释。在附图中，在每种情况下示意性地：
图1：以简化图示出了具有根据第一设计变型的驱动系统和传动装置布置的混合动力车辆；
图2：以简化图示出了具有根据图1的传动装置布置的驱动系统，其中，图示了在第一传动比被使用的情况下CVT操作方法中的驱动扭矩的分布；
图3：以剖视侧视图示出了根据图1和图2的传动装置布置；
图4：以简化图示出了具有根据图1至图3的传动装置布置的驱动系统，其中，示出了在第一传动比被使用的情况下EM操作方法中的驱动扭矩的分布；
图5：以简化图示出了具有根据图1至图4的传动装置布置的驱动系统，其中，示出了在第二传动比被使用的情况下EM操作方法中的驱动扭矩的分布；
图6：以剖视侧视图示出了根据第二设计变型的传动装置布置；
图7：以简化图示出了具有根据图6的传动装置布置的驱动系统；
图8：以剖视侧视图示出了根据第三设计变型的传动装置布置；
图9：以简化图示出了具有根据图8的传动装置布置的驱动系统；以及
图10：以简化图示出了具有根据第四设计变型的传动装置布置的驱动系统。
具体实施方式
图1以简化图示出了具有驱动系统41和根据第一设计变型的传动装置布置1的混合动力车辆2。混合动力车辆2包括内燃机3和电机4以及传动装置布置1，其中，电机4可作为发电机26操作以用于为电能的蓄能器31充电，并且作为电动马达32操作以用于驱动混合动力车辆2的驱动轴7。
传动装置布置1被提供用于将内燃机3的第一驱动扭矩5和电机4的第二驱动扭矩6传递到混合动力车辆2的驱动轴7，其中，传动装置布置1包括第一行星传动装置8，该第一行星传动装置具有第一部件：第一太阳齿轮9、第一环形齿轮10和第一行星架11。经由第一行星架11，第三驱动扭矩12可传递到第二行星传动装置14的第二行星架13。第二行星传动装置14具有第二部件：第二行星架13、第二太阳齿轮15和第三太阳齿轮16，其中，第二太阳齿轮15与第二行星齿轮18的第一齿17啮合，并且第三太阳齿轮16与第二行星齿轮18的第二齿19（其与第一齿17不同）啮合，其中，混合动力车辆2的驱动轴7能够经由第三太阳齿轮16驱动。
相应的驱动扭矩5、6、12经由传动装置布置1的独立的齿形齿轮的相互啮合的齿传递。第三驱动扭矩12相当于第一驱动扭矩5、相当于第二驱动扭矩6或相当于第一驱动扭矩5和第二驱动扭矩6的和。在此，第二驱动扭矩6也可以是负的，特别是如果电机4作为发电机26操作或者在相反的旋转方向上操作。
借助于第一行星传动装置8，使得内燃机3和电机4有可能联接。因此，选择性地有可能将内燃机3的第一驱动扭矩5、电机4的第二驱动扭矩6或两个驱动扭矩5、6一起传递到第二行星传动装置14。此外，内燃机3的第一驱动扭矩5可至少部分地通过作为发电机26操作的电机4而被转换成电能并且存储在混合动力车辆2的蓄能器31中。此外，借助于第一行星传动装置8，内燃机3能够在消耗方面的最佳操作点操作，其中，驾驶员期望的第三驱动扭矩12的变化或者驱动轴7的转速的变化能够借助于电机4设定。
由第一行星传动装置8预定义的转速和传递的第三驱动扭矩12的传动比38、39（例如，见图4和图5）借助于第二行星传动装置14实现。在此，实现了双齿轮齿数比换档配置，也就是说，有可能借助于第二行星传动装置14提供第一行星传动装置8和驱动轴7之间的两个不同的传动比38、39。
两个行星传动装置8、14彼此独立地构造，也就是说，第三驱动扭矩12经由分别具有相互啮合的齿的两个部件在第一行星传动装置8和第二行星传动装置14之间传递，其中，第一部件（在这种情况下为第一行星架11）被分配给第一行星传动装置8，并且第二部件（在这种情况下为第二行星架13）被分配给第二行星传动装置14。
内燃机3经由第一环形齿轮10将第一驱动扭矩5引入到第一行星传动装置8中。电机4经由第一太阳齿轮9将第二驱动扭矩6引入到第一行星传动装置8中。在此，另外的传动比被布置（以便包括输入小齿轮35）在第一太阳齿轮9和电机4之间。
内燃机3可经由第一离合器20连接到第一环形齿轮10。第一离合器20被布置在传动装置布置1的壳体22外部。
第一环形齿轮10可借助于第二离合器21共同旋转地连接到传动装置布置1的壳体22。在此，第一环形齿轮10固定到传动装置布置1的（非旋转）壳体22。
此外，第一行星架11可借助于第三离合器23共同旋转地连接到第一环形齿轮10。
第二太阳齿轮15可借助于第四离合器24共同旋转地连接到传动装置布置1的壳体22。在此，第二太阳齿轮15因此固定到传动装置布置1的（非旋转）壳体22。
此外，第三太阳齿轮16（或具有第三太阳齿轮16的轴）和第二行星架13可借助于第五离合器25彼此共同旋转地连接。第四离合器24和第五离合器25被致动以便设定所期望的传动比38、39。
在回收的情况下，第四驱动扭矩27能够被利用来借助于作为发电机26操作的电机4为蓄能器31充电。
图2以简化图示出了具有根据图1的传动装置布置1的驱动系统41，其中，图示了在第一传动比38被使用的情况下CVT操作方法中的驱动扭矩5、6的分布。参考关于图1所作的陈述。
在此，第一离合器20闭合，也就是说内燃机3和第一环形齿轮10彼此共同旋转地连接。此外，第二离合器21和第三离合器23处于打开换档状态。借助于内燃机3提供第一驱动扭矩5，并且借助于电机4提供第二驱动扭矩6。所得的第三驱动扭矩12经由第一行星架11传递到第二行星架13。
对于第一传动比38，第四离合器24闭合而第五离合器25打开。在这种情况下，第三驱动扭矩12经由第二行星架13和被布置在第二行星架13上的第二行星齿轮18传递到第三太阳齿轮16，该第三太阳齿轮与第二行星齿轮18的第二齿19啮合。
图3以剖视侧视图示出了根据图1和图2的传动装置布置1。参考关于图1所作的陈述。在此未图示第一离合器20。在此，驱动轴7经由差速器40连接到第三太阳齿轮16。独立的离合器21、23、24、25各自借助于致动器34（在这种情况下为环形活塞）被液压地致动。第五离合器25被设计为多片离合器，其中，外片架36共同旋转地连接到第三太阳齿轮16（或具有第三太阳齿轮16的轴）。内片架37共同旋转地连接到第二行星架13。
图4以简化图示出了具有根据图1至图3的传动装置布置1的驱动系统，其中，示出了在第一传动比38被使用的情况下EM操作方法中的驱动扭矩6、12的分布。参考关于图1和图2所作的陈述。
与图2相比，第一离合器20和第三离合器23在这种情况下处于打开换档状态。因此，内燃机3被分离。第二离合器21处于闭合换档状态，也就是说第一环形齿轮10共同旋转地连接到壳体22。因此，电机4的第二驱动扭矩6经由第一行星传动装置8的第一太阳齿轮9以及经由被布置在第一行星架11上的第一行星齿轮33的与第一太阳齿轮9啮合的齿传递到第一行星架11。经由第一行星架11，第二驱动扭矩6传递到第二行星传动装置14的第二行星架13。
此外，为产生第一传动比，第四离合器24闭合而第五离合器25打开。在这种情况下，第三驱动扭矩12经由第二行星架13和被布置在第二行星架13上的第二行星齿轮18传递到第三太阳齿轮16，该第三太阳齿轮与第二行星齿轮18的第二齿19啮合。
图5以简化图示出了具有根据图1至图4的传动装置布置1的驱动系统41，其中，示出了在第二传动比39被使用的情况下EM操作方法中的驱动扭矩6、12的分布。
参考关于图4所作的陈述。在此，与图4相比，第二传动比39被使用。对于第二传动比39，第四离合器24打开而第五离合器25闭合。在这种情况下，第三驱动扭矩12经由第二行星架13（直接）传递到第三太阳齿轮16（或者传递到具有第三太阳齿轮16的轴）。
图6以剖视侧视图示出了根据第二设计变型的传动装置布置1。图7以简化图示出了具有根据图6的传动装置布置1的驱动系统41。下文将联合描述图6和图7。在这方面，参考关于图1至图3所作的陈述。
在此未图示第一离合器20。与第一设计变型（见图1和图3）相比，在第一太阳齿轮9和电机4之间未布置传动比。在此，内燃机3和电机4相对于彼此同轴地布置。
内燃机3经由第一环形齿轮10将第一驱动扭矩5引入到第一行星传动装置8中。电机4经由第一太阳齿轮9将第二驱动扭矩6引入到第一行星传动装置8中。
两个行星传动装置8、14彼此独立地构造，也就是说，第三驱动扭矩12经由分别具有相互啮合的齿的两个部件在第一行星传动装置8和第二行星传动装置14之间传递，其中，第一部件（在这种情况下为第一行星架11）被分配给第一行星传动装置8，并且第二部件（在这种情况下为第二行星架13）被分配给第二行星传动装置14。
第二太阳齿轮15借助于第四离合器24可共同旋转地连接到传动装置布置1的壳体22。在此，第二太阳齿轮15因此固定到传动装置布置1的（非旋转）壳体22。
此外，第三太阳齿轮16（或具有第三太阳齿轮16的轴）和第二行星架13借助于第五离合器25可彼此共同旋转地连接。第四离合器24和第五离合器25被致动以便设定所期望的传动比38、39。
在此，驱动轴7经由差速器40连接到第三太阳齿轮16。独立的离合器21、23、24、25各自借助于致动器34（在这种情况下为环形活塞）被液压地致动。第五离合器25被设计为多片离合器，其中—作为关于图3的另外的不同之处—在这种情况下，内片架37共同旋转地连接到第三太阳齿轮16（或具有第三太阳齿轮16的轴）。外片架36共同旋转地连接到第二行星架13。
图8以剖视侧视图示出了根据第三设计变型的传动装置布置1。图9以简化图示出了具有根据图8的传动装置布置1的驱动系统41。下文将联合描述图8和图9。在这方面，参考关于图1至图3所作的陈述。
在此未图示第一离合器20。与第一设计变型（见图1和图3）相比，在第一太阳齿轮9和电机4之间未布置传动比。内燃机3和电机4相对于彼此同轴地布置。
内燃机3经由第一环形齿轮10将第一驱动扭矩5引入到第一行星传动装置8中。电机4经由第一太阳齿轮9将第二驱动扭矩6引入到第一行星传动装置8中。
两个行星传动装置8、14彼此刚性地连接，也就是说，第三驱动扭矩12经由共同的行星架11、13在第一行星传动装置8和第二行星传动装置14之间传递。
因此，借助于共同的行星架11、13，两个行星传动装置8、14相对于彼此同轴地布置，也就是说，第一行星架11相对于第二行星架13同轴地布置。
第二太阳齿轮15借助于第四离合器24可共同旋转地连接到传动装置布置1的壳体22。在此，第二太阳齿轮15固定到传动装置布置1的（非旋转）壳体22。
与第一和第二设计变型相比，在这种情况下，第二太阳齿轮15（或具有第二太阳齿轮15的轴）和第二行星架13借助于第五离合器25可彼此共同旋转地连接。第四离合器24和第五离合器25被致动以便设定所期望的传动比38、39。
在此，驱动轴7经由差速器40连接到第三太阳齿轮16。独立的离合器21、23、24、25各自借助于致动器34（在这种情况下为环形活塞）被液压地致动。第五离合器25被设计为多片离合器，其中—与图3相比—在这种情况下，内片架37共同旋转地连接到第二太阳齿轮16（或具有第二太阳齿轮15的轴）。外片架36共同旋转地连接到第二行星架13。
图10以简化图示出了具有根据第四设计变型的传动装置布置1的驱动系统41。附加地还参考关于图1所作的陈述。与根据图1至图9的设计变型相比，在这种情况下，内燃机3的第一驱动扭矩5经由第一太阳齿轮9引入到第一行星传动装置8中。电机4的第二驱动扭矩6经由第一环形齿轮10引入到第一行星传动装置8中。在该设计变型中，未提供第二离合器21。借助于内燃机3提供第一驱动扭矩5，并且借助于电机4提供第二驱动扭矩6。所得的第三驱动扭矩12经由第一行星架11传递到第二行星架13。
对于纯电动马达操作（EM），第一离合器20打开而第三离合器23闭合。在此不需要其他实施例中所需的第二离合器21的功能。
参考名称的列表
1 传动装置布置
2 混合动力车辆
3 内燃机
4 电机
5 第一驱动扭矩
6 第二驱动扭矩
7 驱动轴
8 第一行星传动装置
9 第一太阳齿轮
10 第一环形齿轮
11 第一行星架
12 第三驱动扭矩
13 第二行星架
14 第二行星传动装置
15 第二太阳齿轮
16 第三太阳齿轮
17 第一齿
18 第二行星齿轮
19 第二齿
20 第一离合器
21 第二离合器
22 壳体
23 第三离合器
24 第四离合器
25 第五离合器
26 发电机
27 第四驱动扭矩
28 第一侧
29 第二侧
30 轴向方向
31 蓄能器
32 电动马达
33 第一行星齿轮
34 致动器
35 输入小齿轮
36 外片架
37 内片架
38 第一传动比
39 第二传动比
40 差速器
41 驱动系统

Claims (16)

1.用于混合动力车辆（2）的传动装置布置（1），所述混合动力车辆具有内燃机（3）和电机（4），其中，所述内燃机（3）的第一驱动扭矩（5）和所述电机（4）的第二驱动扭矩（6）能借助于所述传动装置布置（1）传递到所述混合动力车辆（2）的至少一个驱动轴（7），其中，所述传动装置布置（1）包括第一行星传动装置（8），所述第一行星传动装置具有第一部件：第一太阳齿轮（9）、第一环形齿轮（10）和第一行星架（11），其中，第三驱动扭矩（12）能借助于所述第一行星架（11）传递到第二行星传动装置（14）的第二行星架（13），其中，所述第二行星传动装置（14）具有第二部件：第二行星架（13）、第二太阳齿轮（15）和第三太阳齿轮（16），其中，所述第二太阳齿轮（15）与第二行星齿轮（18）的第一齿（17）啮合并且所述第三太阳齿轮（16）与所述第二行星齿轮（18）的第二齿（19）啮合，其中，所述混合动力车辆（2）的所述驱动轴（7）能借助于所述第三太阳齿轮（16）驱动。
2.根据权利要求1所述的传动装置布置（1），其中，所述内燃机（3）能借助于第一离合器（20）连接到所述第一环形齿轮（10）。
3.根据权利要求1所述的传动装置布置（1），其中，所述第一行星传动装置（8）的来自以下组的至少两个部件：第一太阳齿轮（9）、第一环形齿轮（10）和第一行星架（11），借助于第三离合器（23）能彼此共同旋转地连接。
4.根据权利要求1所述的传动装置布置（1），其中，所述第二太阳齿轮（15）借助于第四离合器（24）能共同旋转地连接到所述传动装置布置（1）的壳体（22）。
5.根据权利要求1所述的传动装置布置（1），其中，所述第二行星传动装置（14）的来自以下组的至少两个部件：第二行星架（13）、第二太阳齿轮（15）和第三太阳齿轮（16），借助于第五离合器（25）能彼此共同旋转地连接。
6.根据权利要求1所述的传动装置布置（1），其中，所述第三太阳齿轮（16）能由所述第三驱动扭矩（12）驱动，其中，所述第三驱动扭矩（12）
a. 能仅由所述内燃机（3）提供；或者
b. 能仅由所述电机（4）提供；或者
c. 能由所述内燃机（3）和电机（4）提供。
7.根据前述权利要求中任一项所述的传动装置布置（1），其中，所述第一行星传动装置（8）和所述第二行星传动装置（14）被布置成
a. 彼此邻近；或者
b. 沿轴向方向（30）一个在另一个后面；或者
c. 沿轴向方向（30）一个在另一个后面并且第一行星架（11）和第二行星架（13）同轴地布置。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的传动装置布置（1），其中，所述第一环形齿轮（10）借助于第二离合器（21）能共同旋转地连接到所述传动装置布置（1）的壳体（22）。
9.用于混合动力车辆（2）的驱动系统（41），至少具有内燃机（3）、电机（4）和根据前述权利要求中任一项所述的传动装置布置（1）。
10.根据权利要求9所述的驱动系统（41），其中，所述内燃机（3）经由所述第一环形齿轮（10）将所述第一驱动扭矩（5）引入到所述第一行星传动装置（8）中。
11.根据权利要求10所述的驱动系统（41），其中，所述电机（4）经由所述第一太阳齿轮（9）将所述第二驱动扭矩（6）引入到所述第一行星传动装置（8）中。
12.用于混合动力车辆（2）的驱动系统（41），至少具有内燃机（3）、电机（4）和根据权利要求1至7中任一项所述的传动装置布置（1），其中，所述内燃机（3）经由所述第一太阳齿轮（9）将所述第一驱动扭矩（5）引入到所述第一行星传动装置（8）中，并且其中，所述电机（4）经由所述第一环形齿轮（10）将所述第二驱动扭矩（6）引入到所述第一行星传动装置（8）中。
13.根据权利要求12所述的驱动系统（41），其中，所述内燃机（3）能借助于第一离合器（20）连接到所述第一环形齿轮（10），并且所述第一行星传动装置（8）的来自以下组的至少两个部件：第一太阳齿轮（9）、第一环形齿轮（10）和第一行星架（11），借助于第三离合器（23）能彼此共同旋转地连接；其中，所述第一行星传动装置（8）的部件能仅借助于所述第一离合器（20）和所述第三离合器（23）连接到所述驱动系统（41）的另外的部件。
14.根据权利要求13所述的驱动系统（41），其中，所述电机（4）能作为发电机（26）操作，其中，所述内燃机（3）的第一驱动扭矩（5）或所述驱动轴（7）的第四驱动扭矩（27）能够借助于所述发电机（26）被转换成电能。
15.根据权利要求14所述的驱动系统，其中，所述电机（4）被布置在所述传动装置布置（1）的第一侧（28）处，并且所述内燃机（3）被布置在所述传动装置布置（1）的相对的第二侧（29）处。
16.混合动力车辆（2），其具有内燃机（3）和电机（4）以及根据权利要求1至8中任一项所述的传动装置布置（1），其中，所述电机（4）能作为发电机（26）操作以用于为电能的蓄能器（31）充电，并且作为电动马达（32）操作以用于驱动所述混合动力车辆（2）的驱动轴（7）。
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