CN110785308B - 混合动力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力装置，其具有内燃机(11a；11b)、带有转子(17a；17b)的电机(12a；12b)、行星齿轮传动装置(13a；13b)、第一圆柱齿轮子传动装置(14a；14b)、第二圆柱齿轮子传动装置(15a；15b)以及第一副轴(V1a；V1b)，第一圆柱齿轮子传动装置(14a；14b)具有第一输入轴(EW1a；EW1b)，第二圆柱齿轮子传动装置(15a；15b)具有与第一输入轴(EW1a；EW1b)同轴布置的第二输入轴(EW2a；EW2b)，第一副轴平行于第一输入轴(EW1a；EW1b)和第二输入轴(EW2a；EW2b)布置，内燃机(11a；11b)通过分离离合器(16a；16b)接合该行星齿轮传动装置(13a；13b)，电机(12a；12b)直接接合至行星齿轮传动装置(13a；13b)，第一圆柱齿轮子传动装置(14a；14b)和第二圆柱齿轮子传动装置(15a；15b)直接接合至行星齿轮传动装置(13a；13b)，行星齿轮传动装置(13a；13b)具有两个行星齿轮组(P1a,P2a；P1b,P2b)，行星齿轮传动装置(13a；13b)的第一行星齿轮组(P1a；P1b)具有齿圈(P11a；P11b)、第一行星齿轮架(P12a；P12b)和第一太阳齿轮(P13a；P13b)，除了第一副轴(Via；v1b)外还存在共用副轴(V3a；V3b)，该共用副轴具有恰好一个固定齿轮(V31a；V31b)和恰好一个浮动齿轮(V32a；V32b)，固定齿轮(V31a；V31b)永久啮合第一圆柱齿轮子传动装置(14a；14b)的齿轮，该浮动齿轮(V32a；V32b)永久啮合第二圆柱齿轮子传动装置(15a；15b)的齿轮，第一切换单元(25a；25b)设置用于将该共用副轴(V3a；V3b)的浮动齿轮(V32a；V32b)以不能相对转动的方式连接至该共用副轴(V3a；V3b)的固定齿轮(V31a；V31b)。

Description

混合动力装置
技术领域
本发明涉及尤其具有用于专用混合传动装置的齿轮组结构的混合动力装置。
背景技术
已经由DE 10 2010 053 757 A1和DE 10 2010 052 262 A1公开一种混合动力装置，其具有内燃机、带转子的电机、行星齿轮传动装置、第一圆柱齿轮子传动装置和第二圆柱齿轮子传动装置，其中，内燃机通过分离离合器被接合至行星齿轮传动装置，电机被直接接合至该行星齿轮传动装置，其中，第一圆柱齿轮子传动装置和第二圆柱齿轮子传动装置被直接接合至该行星齿轮传动装置，其中，行星齿轮传动装置具有两个行星齿轮组，其中，该行星齿轮传动装置的第一行星齿轮组具有齿圈、第一行星齿轮架和第一太阳齿轮。
发明内容
本发明任务尤其是提供一种优选紧凑的、尤其用于前置横列结构的混合动力装置。该任务通过根据下文所述的本发明混合动力装置以及换挡方法完成。目的尤其是在具有用于前置横列结构的专用传动装置的混合动力装置中提供一种紧凑的但仍具备功能性的结构。
本发明基于如下混合动力装置，其具有内燃机、带有转子的电机、行星齿轮传动装置、第一圆柱齿轮子传动装置和第二圆柱齿轮子传动装置，其中该内燃机通过分离离合器被接合至行星齿轮传动装置，该电机被直接接合至行星齿轮传动装置，其中，第一圆柱齿轮子传动装置和第二圆柱齿轮子传动装置被直接接合至行星齿轮传动装置，其中，该行星齿轮传动装置具有两个行星齿轮组，即第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，其中，行星齿轮传动装置的第一行星齿轮组具有齿圈、第一行星齿轮架和第一太阳齿轮。在此，两个圆柱齿轮子传动装置分别具有第一输入轴和第二输入轴，其中，这两个输入轴相互同轴布置。另外，这两个圆柱齿轮子传动装置总共具有至少一个副轴，其平行于第一输入轴和第二输入轴布置。
根据本发明，除了第一副轴外，提出了共用副轴，其平行于输入轴且也平行于第一副轴布置并且具有恰好一个固定齿轮和恰好一个浮动齿轮，其中，该固定齿轮永久啮合第一圆柱齿轮子传动装置的齿轮，该浮动齿轮永久啮合第二圆柱齿轮子传动装置的齿轮，在这里，第一切换单元还设置用于将共用副轴的浮动齿轮以不能相对转动的方式连接至共用副轴的固定齿轮。
两个构件的以不能相对转动的方式连接或以不能相对转动的方式联接是指：这两个构件同轴布置且如此相连，即它们以相同的角速度转动。
通过所述解决方案，能够至少通过避免子动力中断的方式实现混合动力装置的各个换挡过程。
本发明的一个改进方案规定，该共用副轴的固定齿轮永久啮合第二输入轴的固定齿轮，该共用副轴的浮动齿轮永久啮合至第一输入轴的固定齿轮。
通过这种方式，该混合动力装置可以设计得很紧凑。
特别有利地提出，行星齿轮传动装置的第一行星齿轮组和第二行星齿轮组具有共用齿圈，其永久以不能相对转动的方式联接至电机转子。该行星齿轮传动装置尤其最好被设计成四轴行星齿轮传动装置。通过使用四轴行星齿轮传动装置而不是五轴的，尤其可以获得最好简单的行星齿轮传动装置结构、有利的效率且省掉制动器。通过四轴行星齿轮传动装置，可以因省掉制动器和一个齿圈而缩短传动装置长度。该行星齿轮传动装置尤其设置用于将内燃机的和电机的驱动力矩组合并作为共用驱动力矩传递至一个传动装置单元。由此尤其可以提供最好紧凑的混合动力装置。这可以尤其通过电机的高度集成来获得。由此，尤其可以省掉零部件如起步离合器、同步装置、前进挡和倒车挡，因此可以保持小的长度和成本。尤其可以省掉至少一个齿圈，由此可以获得最好短的传动装置长度。尤其可以提供最好协调的且效率优化的传动级。
共用齿圈是指：具有统一的齿结构半径的齿圈，其齿结构被设计得如此宽，即它不仅啮合第一行星齿轮组的行星齿轮，也啮合第二行星齿轮组的行星齿轮。
分离离合器是指形状配合离合器或摩擦配合离合器或超越离合器。
电机、第一圆柱齿轮子传动装置和第二圆柱齿轮子传动装置直接接合至行星齿轮传动装置是指：没有设置位于二者之间的分离离合器。但可以想到的是，在圆柱齿轮子传动装置和行星齿轮传动装置之间可以设置传动级。也可以想到在电机和行星齿轮传动装置之间设置传动级。
为了将内燃机接合至行星齿轮传动装置、将电机接合至行星齿轮传动装置且将两个圆柱齿轮子传动装置接合至行星齿轮传动装置，行星齿轮传动装置具有至少四个轴，其中，内燃机、电机和两个圆柱齿轮子传动装置分别被接合到四个轴中的不同一个上。四个轴此时分别以不能相对转动的方式联接至该行星齿轮传动装置的另一个部件。行星齿轮传动装置的部件例如是齿圈、行星齿轮架、太阳齿轮。
第一圆柱齿轮子传动装置优选设置用于切换一个变速挡，在此期间在第二圆柱齿轮子传动装置中挂入一个变速挡。第一圆柱齿轮子传动装置和第二圆柱齿轮子传动装置最好彼此无关，即在第一圆柱齿轮子传动装置中，可以与在第二圆柱齿轮子传动装置中所挂入的变速挡无关地挂入第二变速挡，其中，用于包括两个圆柱齿轮子传动装置的传动单元的换挡逻辑由在两个圆柱齿轮子传动装置之间的动力换挡能力决定。“行星齿轮组”在此应该尤其是指如下单元，其具有太阳齿轮、齿圈和至少一个由行星齿轮架沿圆形轨迹围绕太阳齿轮引导的行星齿轮。行星齿轮组有利地具有恰好一个固定传动比。“设置”应该尤其是指专门设计和/或配置。一个物体设置用于某个功能应该尤其是指该物体在至少一个应用状态和/或使用状态中满足和/或完成某个功能。
第一圆柱齿轮子传动装置和/或第二圆柱齿轮子传动装置最好包括至少一个切换单元。“切换单元”应该尤其是指具有恰好两个离合件的单元，其设置用于可切换地以不能相对转动的方式相互连接两个可相对转动安装的传动件，例如像一个浮动齿轮和一个传动装置输出轴或者一个浮动齿轮和一个传动装置输入轴或者不同齿轮平面的相邻浮动齿轮。两个相邻的尤其轴向相邻的切换单元此时原则上可以以如下方式组合成共用的双切换单元：例如为两个切换单元设置一个共用的离合件。每个切换单元原则上可设计成单纯形状配合的切换单元——例如牙嵌式离合器、形状摩擦配合的切换单元——例如同步牙嵌式离合器、或者单纯摩擦配合的切换单元——例如摩擦片式离合器。
另外提出，该混合动力装置具有第一输入轴、第二输入轴、第一副轴、第二副轴和共用副轴，其中，第一圆柱齿轮子传动装置具有第一输入轴的至少一个齿轮、第一副轴的至少一个齿轮和共用副轴的至少一个齿轮，并且第二圆柱齿轮子传动装置具有第二输入轴的至少一个齿轮、第二副轴的至少一个齿轮和共用副轴的至少一个齿轮。混合动力装置优选具有恰好两个输入轴和恰好三个副轴。输入轴最好直接联接至行星齿轮传动装置，其设置用于组合该内燃机和该电机的驱动力矩并将其作为共用驱动力矩传递至传动装置单元。输入轴尤其布置在行星齿轮传动装置的从动侧。第一输入轴和第二输入轴最好相互同轴布置。副轴最好尤其至少部分平行于输入轴地布置在输入轴旁边。由此，尤其可以获得混合动力装置的最好紧凑的布置。尤其是可以获得圆柱齿轮子传动装置最好集成的、尤其是串接的布置。该共用副轴优选尤其最好担负制动器的功能。由此可以舒适简单地实现动力换挡的支持。省掉的制动器的功能尤其被附加的共用副轴代替。因此，尤其允许协调的效率优化的挡位分级，并且所述换挡可以舒适简单地进行。“轴的齿轮”与此相关地应该尤其是指直接安装在相应轴上的浮动齿轮和/或固定连接至该轴的固定齿轮。齿轮和轴最好具有共用的转动轴线。
另外提出，该共用副轴具有两个齿轮。该共用副轴最好具有恰好两个齿轮。该共用副轴的第一齿轮最好啮合第二输入轴的一个固定齿轮，共用副轴的第二齿轮啮合第一输入轴的一个固定齿轮。该共用副轴尤其最好具有一个固定齿轮和一个浮动齿轮。由此尤其可以获得一种最好紧凑的共用副轴。尤其可以保持最好短的混合动力装置轴向延伸尺寸。
另外提出，该共用副轴的第一齿轮布置在第一齿轮平面并且该共用副轴的第二齿轮布置在不与第一齿轮平面相邻的另一齿轮平面。至少一个第二齿轮平面优选布置在第一齿轮平面和另一齿轮平面之间。另一齿轮平面优选尤其由第三齿轮平面构成。由此可以尤其获得共用副轴的跨接布置。尤其是可以提供混合动力装置的有利径向布置。“不与……相邻”与此相关地应该是指在第一齿轮平面和另一齿轮平面之间布置有至少一个另外的齿轮平面。共用副轴的第一齿轮和共用副轴的第二齿轮因此尤其不是布置在相邻的齿轮平面中。
另外提出，第一输入轴具有与第一副轴的浮动齿轮啮合的第一固定齿轮和与共用副轴的浮动齿轮啮合的第二固定齿轮。第一输入轴优选在从动侧具有恰好两个齿轮，尤其是恰好两个固定齿轮。第一输入轴优选由一个空心轴构成，第二输入轴穿过该空心轴延伸。由此，该混合动力装置可以设计得很紧凑。
另外提出，第二输入轴具有与第一副轴的浮动齿轮啮合的第三固定齿轮和与共用副轴的固定齿轮啮合的第四固定齿轮。第一输入轴最好在从动侧具有恰好两个齿轮、尤其是恰好两个固定齿轮。由此，该混合动力装置可以设计得很紧凑。
另外提出，第二输入轴的第四固定齿轮啮合第二副轴的浮动齿轮。第二输入轴的第四固定齿轮优选啮合第二副轴的浮动齿轮和共用副轴的固定齿轮。由此，该混合动力装置可以设计得很紧凑。尤其可保持少量的零部件、尤其是齿轮。
另外提出，第一输入轴的第二固定齿轮啮合第二副轴的浮动齿轮。第一输入轴的第二固定齿轮最好啮合第二副轴的浮动齿轮和共用副轴的浮动齿轮。由此，该混合动力装置可设计得很紧凑。尤其可以保持少量的零部件、尤其是齿轮。
另外提出，圆柱齿轮子传动装置具有恰好四个齿轮平面。圆柱齿轮子传动装置共同具有恰好四个齿轮平面。由此，该混合动力装置可以设计得很紧凑。尤其可以提供一种具有恰好四个齿轮平面的传动装置。由此尤其可以保持短的轴向结构长度。
另外提出，该混合动力装置具有驻车锁单元，其具有至少一个驻车锁齿轮，其永久以不能相对转动的方式连接至第二副轴。驻车锁齿轮最好布置在第二副轴沿轴向背对内燃机的一侧。驻车锁齿轮尤其优选布置在第二副轴的沿轴向背对内燃机的一端。由此尤其可获得驻车锁单元的有利集成设计。尤其可以获得有利的紧凑结构。“驻车锁单元”与此相关地应该尤其是指如下的传动装置、尤其是自动变速器的单元，其设置用于传动装置的锁止、尤其是将机动车固定在驻车状态中。驻车锁单元优选尤其具有至少一个驻车锁齿轮和至少一个棘爪，棘爪为了锁止而设置成以形状配合方式卡锁入驻车锁齿轮中。
另外提出，该共用副轴布置在第一副轴的上方和/或第二副轴的上方。优选地，该共用副轴布置在第一副轴的上方和第二副轴的上方。由此可以将混合动力装置设计得很紧凑。尤其可以做到将第一副轴和/或第二副轴有利接合至车桥传动装置、尤其是差速器。“在...上方”与此相关地尤其应该是指在空间上相对于机动车停立平面布置在第一副轴和/或第二副轴的上方。优选地，其应该尤其是指：共用副轴距机动车停立平面的最小距离大于第一副轴和/或第二副轴距机动车停立平面的最小距离。在此，“机动车停立平面”应该与此相关地尤其是指如下平面，其经过机动车车轮的胎面接触点延伸。
另外提出，第一输入轴永久以不能相对转动的方式连接至行星齿轮传动装置的第二行星齿轮组的太阳齿轮。由此，尤其可以保持短的轴向结构长度。此外，尤其可以保持少量的零部件。
另外提出，第二输入轴永久以不能相对转动的方式连接至行星齿轮传动装置的第一行星齿轮组的和/或第二行星齿轮组的行星齿轮架。第二输入轴最好永久以不能相对转动的方式连接至行星齿轮传动装置的第一行星齿轮组的和第二行星齿轮组的行星齿轮架。由此尤其可保持短的轴向结构长度。另外，尤其可以保持少量零部件。
另外提出，该混合动力装置具有切换单元，其设置用于将共用副轴的浮动齿轮以不能相对转动的方式连接至共用副轴的固定齿轮。优选地，该切换单元被设计成离合器、尤其是锁止离合器。设计成“离合器”的切换单元应该尤其是指如下的切换单元，其布置在所述行星齿轮级之中的两个之间的功率流中并且设置用于在接合状态中将其两个可转动安装的、在分离状态中可彼此无关转动的离合件以不能相对转动的方式相互连接。切换单元尤其具有如下功能：锁止行星齿轮传动装置以使该混合动力装置的所有五个轴、即尤其是第一输入轴、第二输入轴、第一副轴、第二副轴和共用副轴以相同的转速转动。为了做到这一点，只需使行星齿轮传动装置的任何两个轴彼此联接。因此，原则上在结构上也可以为切换单元选择其它轴。
另外，圆柱齿轮子传动装置的齿轮对的位置原则上也可以不同于所述和所示的布置。原则上也可行的是，出于结构考虑，相同的圆柱齿轮子传动装置的齿轮平面被更换。这也适用于驻车锁单元的位置。第一副轴和第二副轴或许也可以互换。此外也可改变电机布置。尤其是，电机并非必须同轴布置。
术语“轴向”和“径向”在此情况下尤其涉及传动装置的尤其是输入轴的主转动轴线，从而表述“轴向”尤其表示这样的方向，其走向平行于或同轴于主转动轴线。此外，表述“径向”尤其是表示其走向垂直于主转动轴线的方向。“传动装置输入侧布置”应该尤其是指所提到的构件布置在其它构件的朝向传动装置输入件和/或内燃机的一侧。“传动装置输出侧布置”应该尤其是指，所提到的构件布置在其它构件的背对传动装置输入件和/或内燃机的一侧，即便所述其它构件在轴向上安置在传动装置输出件之后。
另外，前面提出的任务通过一种方法完成，该方法用于对上述的本发明混合动力装置进行切换，其中，在第一方法步骤中，使切换单元分离，借助于该切换单元能使行星齿轮传动装置锁止，使第一切换单元接合，由此使共用副轴的两个齿轮以不能相对转动的方式联接。在第二步骤中，使第一圆柱齿轮子传动装置的切换单元分离，使第二圆柱齿轮子传动装置的切换单元接合。
第一切换单元最好被设计成摩擦配合的切换单元，从而切换可以与其它切换单元交叉地/交叠地执行。
附图说明
其它优点来自以下附图说明。在附图中示出了本发明的两个实施例。附图、附图说明和权利要求书包含大量特征组合。技术人员也适当地单独考虑所述特征并归纳为有意义的其它组合，其中：
图1是示意性示出具有本发明混合动力装置的机动车的示意图，
图2以示意图示出本发明的混合动力装置，其具有内燃机、电机、行星齿轮传动装置和两个圆柱齿轮子传动装置，
图3以侧视示意图示出本发明的混合动力装置，
图4示出本发明的混合动力装置的换挡表，和
图5以示意图示出根据本发明的一种替代混合动力装置，其具有内燃机、电机、行星齿轮传动装置和两个圆柱齿轮子传动装置。
具体实施方式
图1示意性示出了机动车20a。机动车20a例如是家用轿车。机动车20a是前驱式机动车。机动车20a是前驱混动机动车。机动车20a包括动力传动系，通过动力传动系以未进一步示出的方式驱动机动车20a的驱动轮21a。动力传动系包括混合动力装置10a。机动车20a具有混合动力装置10a。混合动力装置10a具有内燃机11a。内燃机11a被横向安装。混合动力装置10a是横向安装的。混合动力装置10a具有前置横列构造。混合动力装置10a横向于规定的驶出方向安装。混合动力装置10a还具有电机12a，电机具有转子17a。电机12a还具有定子22a。电机12a布置在混合动力装置10a的朝向内燃机11a的一侧。
电机12a设置为，除内燃机11a外用于产生另外的驱动力矩。电机12a是电动机。同样可行的是，代替电机12a地设置带有相应配属的蓄能器的液压驱动单元或气压驱动单元。电机12a设置用于选择性地将电能转变为机械能或将机械能转变为电能。为此，电机12a具有定子22a和转子17a。定子22a固定连接至机动车20a的车身。转子17a可相对于定子22a转动地布置。为了提供且储蓄电能，机动车20a具有未详细示出的蓄电装置。蓄电装置设置用于提供电能以驱动电机12a并储蓄由内燃机11a产生或由外部电网馈入的电能。
混合动力装置10a还具有多级变速器。混合动力装置10a具有行星齿轮传动装置13a。行星齿轮传动装置13a设置用于将转矩从内燃机11a和/或电机12a传递至多级变速器。行星齿轮传动装置13a具有两个行星齿轮组P1a、P2a。行星齿轮传动装置13a具有第一行星齿轮组P1a和第二行星齿轮组P2a。行星齿轮传动装置13a的第一行星齿轮组P1a具有齿圈P11a、第一行星齿轮架P12a和第一太阳齿轮P13a。行星齿轮传动装置13a的第一行星齿轮组P1a和第二行星齿轮组P2a具有共用齿圈P11a。另外，行星齿轮传动装置13a的第二行星齿轮组P2a具有第二行星齿轮架P22a和第二太阳齿轮P23a。第一行星齿轮组P1a的第一行星齿轮架P12a和第二行星齿轮组P2a的第二行星齿轮架P22a永久以不能相对转动的方式相连。此外，行星齿轮传动装置13a的共用齿圈P11a永久以不能相对转动的方式连接至电机12a的转子17a。电机12a被直接接合至行星齿轮传动装置13a。行星齿轮传动装置13a在径向上布置在电机12a的转子17a内。行星齿轮传动装置13a在径向上布置在电机12a内。
行星齿轮传动装置具有四个轴，即第一太阳齿轮P13a、共用齿圈P11a、最好以不能相对转动的方式连接至第二行星齿轮架P22a的第一行星齿轮架P12a和第二太阳齿轮P23a。
代替共用齿圈P11a，也可以实现未示出但也有利的实施方式，在这里，第一行星齿轮组的齿圈和第二行星齿轮组的第二齿圈以不能相对转动的方式相互联接，其中，第一行星齿轮组的齿圈和第二行星齿轮组的第二齿圈具有不同的半径。
此外，内燃机11a通过分离离合器16a被接合至行星齿轮传动装置13a。为此，分离离合器16a的第一离合件永久联接至内燃机11a的曲轴23a。在所示实施方式中，分离离合器16a的第一离合件永久以不能相对转动的方式连接内燃机11a的曲轴23a。但原则上也可以想到，分离离合器16a的第一离合件通过圆柱齿轮齿结构与内燃机11a的曲轴23a联接。分离离合器16a的第二离合件永久以不能相对转动的方式连接至第一行星齿轮组P1a的太阳齿轮P13a。
此外，混合动力装置10a具有第一圆柱齿轮子传动装置14a和第二圆柱齿轮子传动装置15a。第一圆柱齿轮子传动装置14a和第二圆柱齿轮子传动装置15a在一个力流线中可彼此并行地切换。第一圆柱齿轮子传动装置14a在轴向上布置第二圆柱齿轮子传动装置15a之前。第一圆柱齿轮子传动装置14a具有不同的变速传动比。第一圆柱齿轮子传动装置14a具有第一输入轴EW1a。驱动力矩通过第一输入轴EW1a被传入第一圆柱齿轮子传动装置14a。第二圆柱齿轮子传动装置15a具有不同的变速传动比。第二圆柱齿轮子传动装置15a具有第二输入轴EW2a。驱动力矩通过第二输入轴EW2a被传入第二圆柱齿轮子传动装置15a。
第一圆柱齿轮子传动装置14a和第二圆柱齿轮子传动装置15a被直接接合至行星齿轮传动装置13a。第一圆柱齿轮子传动装置14a和第二圆柱齿轮子传动装置15a直接通过两个输入轴EW1a、EW2a被接合至行星齿轮传动装置13a。第一圆柱齿轮子传动装置14a设置用于切换一个变速挡，在此期间在第二圆柱齿轮子传动装置15a中挂入一个变速挡，或反之。第一圆柱齿轮子传动装置14a和第二圆柱齿轮子传动装置15a彼此无关，即，在第一圆柱齿轮子传动装置14a中可以与在第二圆柱齿轮子传动装置15a中所挂入的变速挡无关地挂入第二变速挡，在这里，用于包含两个圆柱齿轮子传动装置14a、15a的整个多级变速器的换挡逻辑由在两个圆柱齿轮子传动装置14a、15a之间的动力换挡能力决定。混合动力装置10a为此具有两个分开的从动齿轮V13a、V23a，它们以未进一步示出的方式联接至机动车20a的车桥传动装置24a。依据挂入的变速挡，内燃机11a的驱动力通过第一从动齿轮V13a和/或第二从动齿轮V23a被传递至车桥传动装置24a。车桥传动装置24a又以未进一步示出的方式将驱动力传递至驱动轮21a。车桥传动装置24a是差速器。
混合动力装置10a的多级变速器具有五个轴。混合动力装置10a具有第一输入轴EW1a、第二输入轴EW2a、第一副轴V1a、第二副轴V2a和共用副轴V3a。共用副轴V3a布置在第一副轴V1a和/或第二副轴V2a的上方。共用副轴V3a布置在第一副轴V1a和第二副轴V2a的上方。第一副轴V1a具有第一从动齿轮V13a。第一副轴V1a形成第一传动装置输出轴。第二副轴V2a具有第二从动齿轮V23a。第二副轴V2a形成第二传动装置输出轴。
第一输入轴EW1a永久以不能相对转动的方式连接至行星齿轮传动装置13a的第二行星齿轮组P2a的第二太阳齿轮P23a。第二行星齿轮组P2a的第二太阳齿轮P23a固定连接至第一输入轴EW1a。第二输入轴EW2a永久以不能相对转动的方式连接至行星齿轮传动装置13a的第一行星齿轮组P1a的第一行星齿轮架P12a和第二行星齿轮组P2a的第二行星齿轮架P22a。第二输入轴EW2a为此固定连接至行星齿轮传动装置13a的以不能相对转动的方式相连的行星齿轮架P12a、P22a。第一输入轴EW1a和第二输入轴EW2a相互同轴布置。第一输入轴EW1a是空心轴。第二输入轴EW2a在第一输入轴EW1a内延伸。第二输入轴EW2a穿过第一输入轴EW1a延伸。副轴V1a、V2a、V3a平行于输入轴EW1a、EW2a。第一副轴V1a、第二副轴V2a和共用副轴V3相对于输入轴EW1a、EW2a平行错开地布置。
第一圆柱齿轮子传动装置14a具有第一输入轴EW1a的至少一个齿轮。第一圆柱齿轮子传动装置14a具有第一输入轴EW1a的第一固定齿轮EW11a和第二固定齿轮EW12a。第一圆柱齿轮子传动装置14a还具有第一副轴V1a的至少一个齿轮。第一圆柱齿轮子传动装置14a具有第一副轴V1a的第一浮动齿轮V11a。第一圆柱齿轮子传动装置14a还具有共用副轴V3a的至少一个齿轮。第一圆柱齿轮子传动装置14a具有共用副轴V3a的浮动齿轮V32a。
第二圆柱齿轮子传动装置15a具有第二输入轴EW2a的至少一个齿轮。第二圆柱齿轮子传动装置15a具有第二输入轴EW2a的第三固定齿轮EW23a和第四固定齿轮EW24a。此外，第二圆柱齿轮子传动装置15a具有第二副轴V2a的至少一个齿轮。第二圆柱齿轮子传动装置15a具有第二副轴V2a的第二浮动齿轮V22a。另外，第二圆柱齿轮子传动装置15a具有共用副轴V3a的至少一个齿轮。第二圆柱齿轮子传动装置15a具有共用副轴V3a的固定齿轮V31a。
两个圆柱齿轮子传动装置14a、15a的安置在输入轴EW1a、EW2a上的所有齿轮最好被设计成固定齿轮。换言之，两个圆柱齿轮子传动装置14a、15a的与输入轴EW1a、EW2a同轴布置的所有齿轮被设计成固定齿轮。
圆柱齿轮子传动装置14a、15a具有至少四个齿轮平面Z1a、Z2a、Z3a、Z4a。圆柱齿轮子传动装置14a、15a具有恰好四个齿轮平面Z1a、Z2a、Z3a、Z4a。
另外，共用副轴V3a具有两个齿轮。共用副轴V3a具有固定齿轮V31a和浮动齿轮V32a。共用副轴V3a的第一齿轮布置在第一齿轮平面Z1a。共用副轴V3a的固定齿轮V31a布置在第一齿轮平面Z1a。共用副轴V3a的第二齿轮布置在不与第一齿轮平面Z1a相邻的另一齿轮平面Z3a。共用副轴V3a的浮动齿轮V32a布置在不与第一齿轮平面Z1a相邻的另一齿轮平面Z3a。另一齿轮平面Z3a由第三齿轮平面构成。第二齿轮平面Z2a布置在第一齿轮平面Z1a和另一齿轮平面Z3a之间。
第一输入轴EW1a在从动侧具有两个固定齿轮EW11a、EW12a。第一输入轴EW1a具有第一固定齿轮EW11a，其啮合第一副轴V1a的第一浮动齿轮V11a。第一输入轴EW1a的第一固定齿轮EW11a永久啮合第一副轴V1a的第一浮动齿轮V11a。第一固定齿轮EW11a和第一副轴V1a的第一浮动齿轮V11a的齿轮对形成第一圆柱齿轮子传动装置14a的一部分。第一副轴V1a具有两个浮动齿轮V11a、V12a。此外，第一输入轴EW1a具有第二固定齿轮EW12a，其啮合共用副轴V3a的浮动齿轮V32a。第一输入轴EW1a的第二固定齿轮EW12a永久啮合共用副轴V3a的浮动齿轮V32a。另外，第一输入轴EW1a的第二固定齿轮EW12a啮合第二副轴V2a的第一浮动齿轮V21a。第一输入轴EW1a的第二固定齿轮EW12a永久啮合第二副轴V2a的第一浮动齿轮V21a和共用副轴V3a的浮动齿轮V32a。第二固定齿轮EW12a和第二副轴V2a的第一浮动齿轮V21a的齿轮对形成第一圆柱齿轮子传动装置14a的一部分。第二副轴V2a具有两个浮动齿轮V21a、V22a。
第二输入轴EW2a在从动侧具有两个固定齿轮EW23a、EW24a。第二输入轴EW2a具有第三固定齿轮EW23a和第四固定齿轮EW24a。因为第一输入轴EW1a和第二输入轴EW2a同轴，故出于概览考虑，输入轴EW1a、EW2a的固定齿轮EW11a、EW12a、EW23a、EW24a被依次称为第一固定齿轮EW11a、第二固定齿轮EW12a、第三固定齿轮EW23a和第四固定齿轮EW22a。第二输入轴EW2a的第三固定齿轮EW23啮合第一副轴V1a的第二浮动齿轮V12a。第二输入轴EW2a的第三固定齿轮EW23a永久啮合第一副轴V1a的第二浮动齿轮V12a。第三固定齿轮EW23a和第一副轴V1a的第二浮动齿轮V12a的齿轮对形成第二圆柱齿轮子传动装置15a的一部分。第二输入轴EW2a的第四固定齿轮EW24a与共用副轴V3a的固定齿轮V31a啮合。第二输入轴EW2a的第四固定齿轮EW24a永久啮合至共用副轴V3a的固定齿轮V31a。另外，第二输入轴EW2a的第四固定齿轮EW24a啮合第二副轴V2a的第二浮动齿轮V22a。第四固定齿轮EW24a和第二副轴V2a的第二浮动齿轮V22a的齿轮对形成第二圆柱齿轮子传动装置15a的一部分。第二输入轴EW2a的第四固定齿轮EW24a永久啮合第二副轴V2a的第二浮动齿轮V22a和共用副轴V3a的固定齿轮V31a。
此外，混合动力装置10a具有驻车锁单元18a。驻车锁单元18a具有驻车锁齿轮19a。另外，驻车锁单元18a具有未进一步示出的棘爪。驻车锁齿轮19a永久以不能相对转动的方式连接至第二副轴V2a。驻车锁齿轮19a安置在第二副轴V2a的沿轴向背对内燃机11a的一侧。驻车锁齿轮19a安置在第二副轴V2a的沿轴向背对内燃机11a的一端。但原则上也可以想到技术人员认为有意义的驻车锁齿轮19a或整个驻车锁单元18a的其它布置。
为切换多级变速器的各个变速挡，混合动力装置10a具有多个切换单元25a、26a、27a、28a、29a、30a。混合动力装置10a例如具有六个切换单元25a、26a、27a、28a、29a、30a。
混合动力装置10a具有第一切换单元25a。第一切换单元25a对应配属于共用副轴V3a。第一切换单元25a是尤其具有摩擦片的离合器。但原则上也可想到技术人员认为有意义的切换单元25a的其它设计。第一切换单元25a设置用于将共用副轴V3a的浮动齿轮V32a以不能相对转动的方式连接至共用副轴V3a的固定齿轮V31a。第一切换单元25a设置用于将共用副轴V3a的浮动齿轮V32a以不能相对转动的方式连接至共用副轴V3a的轴本体。第一切换单元25a在接合状态中将共用副轴V3a的浮动齿轮V32a以不能相对转动的方式连接至共用副轴V3a的轴本体。
第二切换单元26a对应配属于第一输入轴EW1a。第二切换单元26a由尤其带摩擦片的离合器构成。但原则上也可以想到技术人员认为有意义的切换单元26a的其它设计。第二切换单元26a设置用于将第一输入轴EW1a以不能相对转动的方式连接至电机12a的转子17a。第二切换单元26a设置用于将第一输入轴EW1a以不能相对转动的方式连接至第一行星齿轮组P1a的齿圈P11a。第二切换单元26a在接合状态下将第一输入轴EW1a以不能相对转动的方式连接至第一行星齿轮组P1a的齿圈P11a和电机12a的转子17a。
第二切换单元26a优选设置用于将第一行星齿轮组P1a的齿圈P11a以不能相对转动的方式联接至第二行星齿轮组P2a的太阳齿轮P23a，借此该行星齿轮传动装置可以总体上被锁止。
第二切换单元26a有利地被设计成用于锁止该行星齿轮传动装置的两个轴的锁止件。第二切换单元26a通常设置用于使该行星齿轮传动装置的四个轴中的两个轴以不能相对转动的方式相联接。这一点也可以利用与图示情况不同的方式实现。
第三切换单元27a对应配属于第一副轴V1a。第三切换单元27a是第二圆柱齿轮子传动装置15a的一部分。第三切换单元27a被设计成双切换单元。第三切换单元27a与第六切换单元30a一起被设计成双切换单元。第三切换单元27a被设计成牙嵌式切换单元。第三切换单元27a设置用于将第一副轴V1a的第二浮动齿轮V12a以不能相对转动的方式连接至第一副轴V1a的轴本体。第三切换单元27a在接合状态中将第一副轴V1a的第二浮动齿轮V12a以不能相对转动的方式连接至第一副轴V1a的轴本体。
第四切换单元28a对应配属于第二副轴V2a。第四切换单元28a是第二圆柱齿轮子传动装置15a的一部分。第四切换单元28a被设计成牙嵌式切换单元。第四切换单元28a设置用于将第二副轴V2a的第二浮动齿轮V22a以不能相对转动的方式连接至第二副轴V2a的轴本体。第四切换单元28a在接合状态中将第二副轴V2a的第二浮动齿轮V22a以不能相对转动的方式连接至第二副轴V2a的轴本体。
第五切换单元29a对应配属于第二副轴V2a。第五切换单元29a是第一圆柱齿轮子传动装置14a的一部分。第五切换单元29a被设计成牙嵌式切换单元。第五切换单元29a设置用于将第二副轴V2a的第一浮动齿轮V21a以不能相对转动的方式连接至第二副轴V2a的轴本体。第五切换单元29a在接合状态中将第二副轴V2a的第一浮动齿轮V21a以不能相对转动的方式连接至第二副轴V2a的轴本体。
第六切换单元30a对应配属于第一副轴V1a。第六切换单元30a是第一圆柱齿轮子传动装置14a的一部分。第六切换单元30a被设计成双切换单元。第六切换单元30a与第三切换单元27a一起被设计成双切换单元。第六切换单元30a被设计成牙嵌式切换单元。第六切换单元30a设置用于将第一副轴V1a的第一浮动齿轮V11a以不能相对转动的方式连接至第一副轴V1a的轴本体。第六切换单元30a在接合状态中将第一副轴V1a的第一浮动齿轮V11a以不能相对转动的方式连接至副轴V1a的轴本体。
可以从图4的表中得到用于切换切换单元25a、26a、27a、28a、29a、30a的切换策略。九个前进变速挡G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7、G8、G9、一个叠加运行模式EDA、四个纯电动前进挡E1、E2、E3、E4以及一个电动倒车挡ERW可被切换。存在其它的冗余附加前进变速挡G5*、G5**，其传动比对应于第五前进变速挡G5的传动比。通过冗余的挡，尤其可以获得有利的高度换挡灵活性。在纯电动前进挡E1、E2、E3、E4中，混合动力装置10a的多级变速器只被电机12a驱动。在相应行中的标记分别意味着相应的切换单元25a、26a、27a、28a、29a、30a和/或分离离合器16a是接合的，以便分别切换在第一列中示出的变速挡。
图5示出本发明的另一个实施例。以下说明基本上局限于实施例之间的区别，在这里，关于保持不变的零部件、特征和功能，可以参见对尤其是图1-4的其它实施例的说明。为了区分实施例，在图5的实施例的附图标记中，用字母b代替在图1-4的实施例的附图标记中的字母a。关于同样名称的零部件、尤其关于具有相同附图标记的零部件，原则上也可以参见尤其是图1-4的其它实施例的图示和/或说明。
图5示出混合动力装置10b，其具有内燃机11b、电机12b、行星齿轮传动装置13b和两个圆柱齿轮子传动装置14b、15b。电机12b布置在混合动力装置10b的背对内燃机11b的一侧。另外，第一圆柱齿轮子传动装置14b在轴向上布置在第二圆柱齿轮子传动装置15b之后。
混合动力装置10b具有五个轴。混合动力装置10b的多级变速器具有五个轴。混合动力装置10b具有第一输入轴EW1b、第二输入轴EW2b、第一副轴V1b、第二副轴V2b和共用副轴V3b。第一输入轴EW1b和第二输入轴EW2b相互同轴布置。第一输入轴EW1b是空心轴。第二输入轴EW2b在第一输入轴EW1b内延伸。第二输入轴EW2b穿过第一输入轴EW1b延伸。第二输入轴EW2b是空心轴。
两个圆柱齿轮子传动装置14b、15b的所有安置在输入轴EW1b、EW2b上的齿轮最好被设计成固定齿轮。换言之，两个圆柱齿轮子传动装置14b、15b的所有与输入轴EW1b和EW2b同轴布置的齿轮被设计成固定齿轮。
内燃机11b此外通过分离离合器16b被接合至行星齿轮传动装置13b。为此，分离离合器16b的第一离合件永久联接至内燃机11b的曲轴23b。分离离合器16b的第二离合件永久以不能相对转动的方式联接至行星齿轮传动装置13b的第一行星齿轮组P1b的太阳齿轮P13b。将太阳齿轮P13b连接至分离离合器16b的连接轴31b穿过第二输入轴EW2b延伸。连接轴31b在第二输入轴EW2b中延伸。
附图标记列表
10 混合动力装置
11 内燃机
12 机器
13 行星齿轮传动装置
14 圆柱齿轮子传动装置
15 圆柱齿轮子传动装置
16 分离离合器
17 转子
18 驻车锁单元
19 驻车锁齿轮
20 机动车
21 驱动轮
22 定子
23 曲轴
24 车桥传动装置
25 切换单元
26 切换单元
27 切换单元
28 切换单元
29 切换单元
30 切换单元
31 连接轴
P1 行星齿轮组
P11 齿圈
P12 行星齿轮架
P13 太阳齿轮
P2 行星齿轮组
P22 行星齿轮架
P23 太阳齿轮
E1 前进挡
E2 前进挡
E3 前进挡
E4 前进挡
EDA 叠加运行模式
ERW 倒车挡
EW1 输入轴
EW11 固定齿轮
EW12 固定齿轮
EW2 输入轴
EW23 固定齿轮
EW24 固定齿轮
G1 前进变速挡
G2 前进变速挡
G3 前进变速挡
G4 前进变速挡
G5 前进变速挡
G5* 前进变速挡
G5** 前进变速挡
G6 前进变速挡
G7 前进变速挡
G8 前进变速挡
G9 前进变速挡
V1 副轴
V11 浮动齿轮
V12 浮动齿轮
V13 从动齿轮
V2 副轴
V21 浮动齿轮
V22 浮动齿轮
V23 从动齿轮
V3 副轴
V31 固定齿轮
V32 浮动齿轮
Z1 齿轮平面
Z2 齿轮平面
Z3 齿轮平面
Z4 齿轮平面

Claims (12)

1.一种混合动力装置，其包括内燃机(11a；11b)、行星齿轮传动装置(13a；13b)、第一圆柱齿轮子传动装置(14a；14b)、第二圆柱齿轮子传动装置(15a；15b)以及第一副轴(V1a；V1b)，第一圆柱齿轮子传动装置(14a；14b)具有第一输入轴(EW1a；EW1b)，第二圆柱齿轮子传动装置(15a；15b)具有与第一输入轴(EW1a；EW1b)同轴布置的第二输入轴(EW2a；EW2b)，第一副轴平行于第一输入轴(EW1a；EW1b)和第二输入轴(EW2a；EW2b)布置，第一圆柱齿轮子传动装置(14a；14b)和第二圆柱齿轮子传动装置(15a；15b)直接接合至行星齿轮传动装置(13a；13b)，行星齿轮传动装置(13a；13b)具有两个行星齿轮组(P1a,P2a；P1b,P2b)，行星齿轮传动装置(13a；13b)的第一行星齿轮组(P1a；P1b)具有齿圈(P11a；P11b)、第一行星齿轮架(P12a；P12b)和第一太阳齿轮(P13a；P13b)，
除了第一副轴(V1a；v1b)外还存在共用副轴(V3a；V3b)，该共用副轴具有恰好一个固定齿轮(V31a；V31b)和恰好一个浮动齿轮(V32a；V32b)，该固定齿轮(V31a；V31b)永久啮合第二圆柱齿轮子传动装置的齿轮，该浮动齿轮(V32a；V32b)永久啮合第一圆柱齿轮子传动装置的齿轮，第一切换单元(25a；25b)设置用于将该共用副轴(V3a；V3b)的浮动齿轮(V32a；V32b)以不能相对转动的方式连接至该共用副轴(V3a；V3b)的固定齿轮(V31a；V31b)，
其特征在于，
具有转子(17a；17b)的电机(12a；12b)，内燃机(11a；11b)通过分离离合器(16a；16b)接合至行星齿轮传动装置(13a；13b)，电机(12a；12b)直接接合至行星齿轮传动装置(13a；13b)，
该共用副轴(V3a；V3b)的固定齿轮(V31a；V31b)永久啮合第二输入轴(EW2a；EW2b)的固定齿轮(EW24a；EW24b)，该共用副轴(V3a；V3b)的浮动齿轮(V32a；V32b)永久啮合第一输入轴(EW1a；EW1b)的第二固定齿轮(EW12a；EW12b)。
2.根据权利要求1的混合动力装置，其特征是，该共用副轴(V3a；V3b)的固定齿轮(V31a；V31b)布置在第一齿轮平面(Z1a；Z1b)中，该共用副轴(V3a；V3b)的浮动齿轮(V32a；V32b)布置在不与第一齿轮平面(Z1a；Z1b)相邻的另一齿轮平面(Z3a；Z3b)中。
3.根据权利要求1的混合动力装置，其特征是，第一输入轴(EW1a；EW1b)具有与第一副轴(V1a；V1b)的浮动齿轮(V11a；V11b)啮合的第一固定齿轮(EW11a；EW11b)。
4.根据前述权利要求1-3之一的混合动力装置，其特征是，第二输入轴(EW2a；EW2b)具有与第一副轴(V1a；V1b)的浮动齿轮(V12a；V12b)啮合的第三固定齿轮(EW23a；EW23b)。
5.根据前述权利要求1-3之一的混合动力装置，其特征是，除了第一副轴(V1a；v1b)和共用副轴(V3a；V3b)外，还设有第二副轴(V2a；V2b)，第二副轴平行于第一输入轴(EW1a；EW1b)和第二输入轴(EW2a；EW2b)布置。
6.根据权利要求5的混合动力装置，其特征是，第二输入轴(EW2a；EW2b)的第四固定齿轮(EW24a；EW24b)啮合第二副轴(V2a；V2b)的浮动齿轮(V22a；V22b)。
7.根据权利要求5的混合动力装置，其特征是，第一输入轴(EW1a；EW1b)的第二固定齿轮(EW12a；EW12b)啮合第二副轴(V2a；V2b)的浮动齿轮(V21a；V21b)。
8.根据前述权利要求1-3之一的混合动力装置，其特征是，第一圆柱齿轮子传动装置和第二圆柱齿轮子传动装置具有恰好四个齿轮平面(Z1a,Z2a,Z3a,Z4a；Z1b,Z2b,Z3b,Z4b)。
9.根据前述权利要求1-3之一的混合动力装置，其特征是，关于一水平平面，共用副轴(V3a；V3b)布置在与第一圆柱齿轮子传动装置(14a；14b)的和第二圆柱齿轮子传动装置(15a；15b)的切换单元(27a；27b；28a；28b；29a；29b；30a；30b)的致动器不同的另一侧。
10.根据前述权利要求1-3之一的混合动力装置，其特征是，第一输入轴(EW1a；EW2a)永久以不能相对转动的方式联接至该行星齿轮传动装置(13a；13b)的第二行星齿轮组(P2a；P2b)的太阳齿轮(P23a)。
11.根据前述权利要求1-3之一的混合动力装置，其特征是，第二输入轴(EW2a；EW2b)永久以不能相对转动的方式联接至该行星齿轮传动装置(13a；13b)的第一行星齿轮组(P1a；P1b)的行星齿轮架(P12a；P12b)。
12.根据权利要求11的混合动力装置，其特征是，第一行星齿轮组(P1a；P1b)的行星齿轮架(P12a；P12b)永久以不能相对转动的方式连接至第二行星齿轮组(P2a；P2b)的行星齿轮架(P22a；P22b)。
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