CN114364559A - 具有换挡传动装置的混合驱动组件，驱动链组件以及用于控制这种驱动链组件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机动车的混合驱动组件，包括：内燃机（3）；电机（4）；换挡传动装置（6）；差动传动装置（7）；其中换挡传动装置（6）的第一驱动轮（23）与电机（4）驱动式连接，且输入轴（11）与内燃机（2）驱动式连接；换挡离合器（20），换挡离合器有选择地将第一或第二驱动轮（23、31）与输入轴（11）连接或从输入轴分离；具有第一中间轮（25）和第二中间轮（26）的中间轴（24），第一中间轮与第一驱动轮（23）嵌接，第二中间轮与第二驱动轮（31）嵌接；在输入轴（11）和差动传动装置（7）的输出部分（33、34）中的一个输出部分之间的功率路径中的离合器（8）。本发明还涉及驱动链组件（44）以及用于控制驱动链组件的方法。

Description

具有换挡传动装置的混合驱动组件，驱动链组件以及用于控 制这种驱动链组件的方法

技术领域

本发明涉及：用于机动车驱动轴的混合驱动组件；具有多个驱动轴的驱动链组件，这些驱动轴中的一个轴可由这种混合驱动组件驱动；以及用于控制这种驱动链组件的方法。

背景技术

从WO 2010 063735 A1中已知一种混合驱动单元，该混合驱动单元具有内燃机式驱动器、电马达式驱动器和可换挡的多挡传动装置。多挡传动装置包括行星传动装置，该行星传动装置具有太阳轮作为输入机构，不仅内燃机式驱动功率、电马达式驱动功率都被导入到该输入机构中。在内燃机式驱动器和太阳轮之间设置形状锁合的第一离合器。在太阳轮和行星架之间设置第二离合器。

从WO 2015 150 407 A1中已知一种具有电马达、多级传动装置和差动传动装置的用于机动车的驱动组件。多级传动装置具有两个传动级连同一个换挡单元，用于以不同的传动比驱动差动传动装置。换挡单元包括一个与驱动轴防相对转动地连接的输入轮和两个在驱动轴上可转动的输出轮，这些输出轮可借助于联接元件选择性地与输入轮连接，以传递转矩。

从US 2008 0223635 A1中已知一种具有内燃机和电马达的混合驱动器。电马达被布置在变速传动装置和机动车的两个被驱动的轮中的一个轮之间，更确切地说是以平行于内燃机的取向且以与差动传动装置同轴的取向布置。电马达经由传动级与差动传动装置的差动器壳连接。为此设置前置轴，该前置轴经由第一齿轮与电马达驱动式连接。前置轴的第二齿轮与环形轮啮合，该环形轮与差动器壳固定连接。

从WO 2011 064364 A1中已知一种具有电马达和差动传动装置的驱动组件，用于驱动机动车的驱动轴。在电马达和差动传动装置之间的驱动链中布置离合器，该离合器可由执行器控制，用以有选择地传递转矩或中断转矩传递。设置传感器用于获取换挡离合器的多个换挡位置。

从DE 10 2015 118 759 A1中已知一种用于机动车的驱动链组件，具有用于驱动第一驱动轴的第一驱动链和用于驱动第二驱动轴的第二驱动链。第一驱动链包括第一驱动单元、轴差动器和两个侧轴。第二驱动链包括电机形式的第二驱动单元、轴差动器、离合器和两个侧轴。第一驱动链和第二驱动链机械上彼此分离。设置控制单元，用于根据第一驱动轴和第二驱动轴的转速来控制电机和离合器。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种用于机动车驱动轴的具有换挡传动装置的混合驱动组件，该混合驱动组件能以不同的运行模式使用且具有简单且紧凑的结构。任务还在于，提出一种具有两个驱动轴的驱动链组件，该驱动链组件可以利用这种混合驱动组件以不同的运行模式运行。还应提出一种用于控制这种混合驱动组件或者说驱动链组件的方法。

为解决问题提出一种用于机动车驱动轴的混合驱动组件，其包括：内燃机；电机；换挡传动装置，该换挡传动装置与内燃机和电机驱动式连接；差动传动装置，该差动传动装置被设计成将从换挡传动装置导入的转动运动划分到两个输出部分上；其中，换挡传动装置具有输入轴，该输入轴具有第一驱动轮和第二驱动轮，这些驱动轮在输入轴上可转动地被支承，其中，第一驱动轮与电机驱动式连接，且输入轴与内燃机驱动式连接；换挡离合器，该换挡离合器被轴向布置在第一和第二驱动轮之间且被设置用于有选择地将第一驱动轮或第二驱动轮与输入轴连接或从该输入轴分离；平行于输入轴的中间轴，具有与第一驱动轮嵌接的第一中间轮和与第二驱动轮嵌接的第二中间轮，其中，中间轴与差动传动装置驱动式连接；和离合器，该离合器被布置在输入轴和差动传动装置输出部分中的一个输出部分之间的功率路径中，用以能选择地建立或中断转矩传递。

具有换挡传动装置的混合驱动组件以有利的方式被构造得特别紧凑。通过将换挡离合器与驱动轴同轴地布置在两个驱动轮之间，可以非常良好地利用可供使用的构造空间。除此之外，可以实现按照驱动将内燃机和电机断开联接、或者说以各种不同的运行模式运行混合驱动组件。传动装置输入轴既可利用内燃机也可利用电机被转动式驱动。在本公开内容的框架中，可被转动式驱动或者说驱动式连接的表述应当分别连带包括以下可能性：驱动元件和被驱动的元件直接彼此连接，或者可能地在中间连接一个或多个另外构件的情况下连接，例如经由齿轮或离合器。

换挡离合器可由执行器控制且可以有选择地将第一驱动轮或第二驱动轮与输入轴防相对转动地（drehfest）连接或将两个驱动轮与轴断开联接。由此可实现多个换挡级。第一换挡级通过第一轮对即第一驱动轮和第一中间轮构成，使得转矩以第一传动比（Übersetzungsverhältnis）从输入轴被传递到差动器上（第一挡）。第二换挡级通过第二轮对即第二驱动轮和第二中间轮构成，利用该第二换挡级能将转矩以第二传动比传递到差动器上（第二挡）。在中性位置中两个驱动轮与驱动轴断开联接，使得没有转矩被传递到差动器上。

在换挡离合器和驱动链中的下游离合器、也可以被称为分离离合器的相互配合中，以有利的方式得到混合驱动组件的不同功能。例如混合驱动组件能以并行模式运行，在该并行模式中两个机器在分离离合器闭合时共同驱动所述驱动轴，这可以视换挡级而定以第一或第二挡进行。所述组件还可以结合其他电驱动轴以串行模式运行，其中，混合驱动组件在分离离合器断开且换挡离合器处在第一换挡位置时产生电能，该电能然后借助于其他电马达被用于驱动该其他驱动轴。所述组件还可以在车辆停置时、在分离离合器断开的情况下且在换挡离合器的第一换挡位置中产生电流（发电机模式），或者说给与电机相连接的电池充电。反过来，内燃机可以在分离离合器与换挡离合器处于相应位置时由电机启动（马达模式）。

根据一实施方式，换挡离合器可以具有：输入部分，该输入部分与输入轴防相对转动地连接；第一输出部分，该第一输出部分与第一驱动轮防相对转动地连接；第二输出部分，该第二输出部分与第二驱动轮防相对转动地连接；和联接元件，该联接元件可以将输入部分能选择地与第一输出部分或第二输出部分联接，以传递转矩。联接元件可以被设计成滑动套头的形式，该滑动套头被防相对转动地保持在输入部分上且借助于执行器相对于该输入部分可轴向推移。滑动套头在中性位置（P0）中相对于第一输出部分和第二输出部分可自由转动，在第一换挡位置（P1）中与第一输出部分且在第二换挡位置（P2）中与第二输出部分防相对转动地连接。换挡离合器的输入轴可以配有一纵向钻孔和多个横向钻孔，为了向用于第一驱动轮和第二驱动轮的轴承区段供应润滑剂。

根据一可能的实施方式，电机可以具有带驱动小齿轮的马达轴，该驱动小齿轮与第一驱动轮嵌接。在此，电马达的马达轴被布置成平行于输入轴。通过将转矩经由小齿轮传递到第一驱动轮上可以实现第一预变速（预传动，Vorübersetzung），这使得将电机用作为针对内燃机的启动器、或者说在有益的效率范围中运行两个机器变得简单。输入轴可以被布置成与内燃机的输出轴同轴，尤其与该内燃机输出轴永久地、抗扭转地（drehstarr）连接。电机和内燃机可以关于传动装置输入轴被布置在同一侧或相反侧。

输入轴、中间轴和差动器的转动轴可以彼此平行布置。第二中间轮可以与环形轮嵌接，用于驱动差动传动装置。第一驱动轮与电机的驱动小齿轮且与第一中间轮啮合，或者说，第二中间轮与第二驱动轮且与环形轮啮合，通过这种方式实现所述轮的双重功能。这总体上导致小的零件数且可以实现换挡传动装置包括环形轮在内可以具有仅六个传递转矩的轮（驱动小齿轮、第一驱动轮、第二驱动轮、第一中间轮、第二中间轮）。

环形轮尤其被布置成与差动传动装置同轴且优选与差动传动装置的差动器支架无变速地（übersetzungslos）驱动式连接，或者说可经由分离离合器驱动式连接。减速传动装置的轮可以被设计为圆柱齿轮，尤其具有斜齿。

不言而喻，彼此啮合的轮的轴距和齿数取决于构造空间比和技术规格且可以相应地根据需求来适配。例如第一驱动轮和第一中间轮之间的第一传动比（i1）可以位于1.5和2.5之间，和/或第二驱动轮和第二中间轮之间的第二传动比（i2）可以位于1.0和1.6之间。此外，第二中间轮和环形轮之间的第三传动比（i3）可以为1.5和2.5之间。总体上在此得到总传动比，其针对第一挡可以位于2.25和6.25之间，且针对第二挡可以位于1.5和4之间。

根据一实施方式，环形轮可以与差动器壳体固定连接，该环形轮在位置固定的壳体中可转动地被支承。差动器支架可以被同轴地布置在差动器壳体中且相对于该差动器壳体可转动地被支承。差动传动装置尤其具有用于驱动第一侧轴的第一差动器输出部分和用于驱动第二侧轴的第二差动器输出部分，其中，这两个输出部分彼此之间具有补偿的作用。

所述机器关于其功率根据需求来设计。例如内燃机和/或电机可以分别具有大于30kW和/或小于70kW的最大功率。此外，内燃机例如可以具有小于5500转每分钟的最大转速。电机例如可以具有大于10000和/或小于13000转每分钟的最大转速。

分离离合器优选被设计为形状锁合离合器，该形状锁合离合器被构造成简单且紧凑的，其中，原则上也可以是摩擦离合器。根据一可能的实施方式，离合器被起作用地布置在减速传动装置的输出机构和差动器支架之间。在离合器闭合的状态下转矩从输出机构被传递到差动器支架上且在离合器断开的状态下转矩传递被中断，使得两个机器从车辆轴脱开联接。不言而喻，离合器也可以被布置在传动装置输入轴和驱动轴之间的功率路径中另外的部位，例如在输入轴和中间轴之间，或在中间轴上或在差动器的侧轴轮中的一个侧轴轮和所属的侧轴之间。

上述任务通过用于机动车的驱动链组件进一步得以解决，该驱动链组件包括：初级驱动轴，该初级驱动轴可由初级电机作为初级驱动器被转动式驱动；次级驱动轴，其具有根据上述实施方式中的一个或多个实施方式设计的混合驱动组件；其中，初级驱动轴和次级驱动轴机械上彼此分离；用于存储电能的存储器组件，其中，该存储器组件与初级电机且与混合驱动组件的电机电连接；和用于控制初级电机和混合驱动组件的控制单元（ECU）。

驱动链组件相应地具有与混合驱动组件一样的优点，从而缩略地参阅上面的描述。所有与混合驱动组件相关所描述的特征都可以在驱动链组件中实现。电机转化能量且可以作为马达或发电机工作。在马达运行中电机将电能转化为机械能，使得机动车的驱动轴或者说内燃机可以被驱动。在发电机运行中电机将机械能转化为电能，该电能然后可以被存储在电池中。总体上提供一种混合驱动组件，该混合驱动组件具有多个传动级且同时具有非常紧凑的结构。初级电机的最大功率可以选择得比混合驱动组件的机器中的至少一个机器的最大功率更大，然而不限于这种选择。

根据本发明的用于控制所述驱动链组件的方法可以包括以下步骤：断开离合器；以发电机模式运行混合驱动组件的电机，其中，内燃机在离合器断开时驱动电机，使得电机将由内燃机导入的机械能转化成电能；且将生成的电能存储在存储器组件中。

在该运行模式中，可以借助于内燃机给电池充电，因此该模式也可以被称为充电模式（“charge mode”）。给电池充电可以在车辆停置时进行。通过附加的电能因此实现用于纯电行驶的行程范围延长（“range extender”）。为此，电能可以在稍迟的时间点在内燃机被切断时借助于初级电驱动器用于无排放的行驶（“串行模式，serieller Modus”）或者说借助于混合驱动器用于短期的功率提高（“加速，boost”）。两个电机因此可以根据需求取用电存储器组件。主驱动器可以通过驱动初级驱动轴的强功率的电驱动器构成。

根据另一方法指引，该方法指引在分离离合器断开且换挡传动装置被置入第一挡时被执行，电机能以马达模式短时间地驱动内燃机，用以从静止状态中启动该内燃机（“ICE启动，ICE start”）。

在另一运行模式中可以将分离离合器闭合，且混合驱动组件的电机能以马达模式运行，用以将来自存储器组件的电能转化成机械能。在换挡传动装置的第一换挡位置中转矩由电机和内燃机以第一传动比被传递到次级驱动轴上（第一挡）。在第二换挡位置中换挡传动装置相应地将转矩以第二传动比传递到驱动轴上（第二挡）。借助于混合驱动组件驱动次级驱动轴在此可以并行于借助于初级电马达驱动初级驱动轴进行。就这点来说，该模式也被称为并行的运行模式。在此，借助于电机和内燃机的联接可以使内燃机负载点推移到具有更高效率的范围中（“负载点转移，load point shifting”）。也可行是，电机单独驱动输入轴。为此将分离离合器闭合且将换挡传动装置转移到中性位置，且电机以马达模式运行。

附图说明

以下借助于附图解释一优选实施例，其中：

图1示出用于机动车驱动轴的混合驱动组件的纵向剖面，

图2示出来自图1的混合驱动组件的透视图，

图3示出来自图1的混合驱动组件的切除壳体的透视图，

图4示出来自图1的混合驱动组件的示意图，

图5示出来自图1的混合驱动组件的可能的运行模式的概览，和

图6示意性地示出具有根据图1的混合驱动组件的机动车的驱动链组件。

具体实施方式

下面一起描述图1至5，其示出用于机动车驱动轴的混合驱动组件2。车辆可以具有：由初级电机驱动的初级驱动轴，以及次级驱动轴，该次级驱动轴可以配有混合驱动组件2。

混合驱动组件2具有：内燃机3，电机4，以及具有换挡传动装置6和差动传动装置7的传动装置组件5。电机4尤其具有定子10和相对其可转动的转子13，该转子在机器通电时转动式驱动马达轴19。马达轴19可以借助于轴承件15、15'在马达壳体22中绕转动轴线A19可转动地被支承。马达轴19的转动运动被传递到换挡传动装置6的第一输入机构（23）上。电机4由电池52供应电流，其中，电池可以在发电机运行中由电机4充电。内燃机3与换挡传动装置6的输入轴11连接，该输入轴构成第二输入机构。换挡传动装置6包括两个换挡级，使得被导入的转矩能以两个不同的传动比i1、i2从输入轴11被传递到中间轴24上。中间轴24与差动传动装置7的差动器支架14驱动式连接，用以驱动该差动传动装置。借助于差动传动装置7，由换挡传动装置6导入的转动运动被划分到两个输出部分33、34上。设置一其他离合器8，该离合器可由执行器9控制且被设置用于有选择地将转矩传递到驱动轴上或者中断转矩传递。就这点来说离合器8也可以被称为分离离合器。

换挡传动装置6包括：第一驱动轮23和第二驱动轮31，它们在输入轴11上可转动地被支承；以及平行于输入轴11的中间轴24，该中间轴具有与第一驱动轮23嵌接的第一中间轮25和与第二驱动轮31嵌接的第二中间轮26。还设置换挡离合器20，该换挡离合器被轴向布置在第一和第二驱动轮23、31之间且被设置用于有选择地将第一驱动轮23或第二驱动轮31与输入轴11连接或从该输入轴分离。第一驱动轮23与电机4驱动式连接，尤其永久地，且就这点来说构成换挡传动装置6的第一输入机构。为此尤其设置：电机4的马达轴19具有驱动小齿轮21，该驱动小齿轮与第一驱动轮23嵌接。电机4的马达轴19和输入轴11彼此平行地、错开地布置。通过驱动小齿轮21相应的设计可以根据需求实现第一预变速。输入轴11当前被布置成与内燃机的输出轴（未示出）同轴且可以与其尤其永久地、抗扭转地连接。输入轴11借助于轴承件16、17在位置固定的壳体18中绕第一转动轴线A11可转动地被支承。输入轴11优选地配有一纵向钻孔75和多个横向钻孔76、76'，为了向用于第一驱动轮23和第二驱动轮31的轴承区段77、77'供应润滑剂。轴向地在第一驱动轮23和第二驱动轮31之间设置输入部分70，该输入部分防相对转动地与输入轴11连接。电机4和内燃机3关于传动装置输入轴11被布置在同一侧，但不限于这种布置。

换挡离合器20可由执行器74控制。视离合器20的换挡位置而定可以实现多个换挡级。第一换挡级通过第一轮对即第一驱动轮23和第一中间轮25构成，使得转矩以第一传动比i1从输入轴11被传递到差动器7上（第一挡）。第二换挡级通过第二轮对即第二驱动轮31和第二中间轮26构成，利用该换挡级可将转矩以第二传动比i2传递到差动器7上（第二挡）。在中性位置（P0）中，两个驱动轮23、31从输入部分70或者说输入轴11脱开联接。

换挡离合器20除输入部分70之外尤其包括：与第一驱动轮23防相对转动地连接的第一输出部分71，与第二驱动轮31防相对转动地连接的第二输出部分72，和联接元件73，该联接元件可以将输入部分70能选择地与第一输出部分71或者第二输出部分72联接，以传递转矩。联接元件73这里被设计成滑动套头的形式，该滑动套头被防相对转动地保持在输入部分70上且借助于执行器74可相对于该输入部分轴向推移。滑动套头在中性位置（P0）中可相对于第一和第二输出部分71、72自由转动，在第一换挡位置（P1）中与第一输出部分71且在第二换挡位置（P2）中与第二输出部分72防相对转动地连接。

经由执行器74进行操作滑动套头，该执行器可以包括电马达式转动驱动器78和转化器单元79，该转化器单元将转动运动转化成线性运动。转化器单元79当前具有螺杆传动装置，该螺杆传动装置具有可被转动式驱动的螺杆和在螺杆转动中被轴向移动的螺杆套筒。在螺杆套筒上紧固换挡拨叉80，该换挡拨叉利用两个滑块嵌接到滑动套头73的环形槽中。执行器74可由电子调节单元53操控且需要的话可以由该电子调节单元根据机动车的行驶状态来操控。当然也可以使用其他机电执行器，又或者电磁的、液压的或气动的执行器。

两个中间轮25、26防相对转动地与中间轴24连接。该连接可以通过形状锁合例如借助于花键连接和/或材料锁合如焊接连接来实现，其中，也可以将这些轮中的至少一个轮设计成与轴一体式的。中间轴24在壳体18中借助于轴承件28、28'绕转动轴线A24可转动地被支承，该转动轴线走向平行于输入轴11的转动轴线A11且平行于差动传动装置7的转动轴线A7。

输入轴11、中间轴24和差动器7的转动轴线A7彼此平行布置。第二中间轮26与环形轮12嵌接，用于驱动差动传动装置7。因此第一驱动轮23与电机4的驱动小齿轮21且与第一中间轮25啮合。第二中间轮26与第二驱动轮31且与环形轮啮合。由此轮23和26分别呈现双重功能，这对于零件数和构件大小而言是有益的。尤其可以利用仅六个传递转矩的轮来构建换挡传动装置6，即驱动小齿轮21、第一驱动轮23、第二驱动轮31、第一中间轮25、第二中间轮26和环形轮12。换挡传动装置6的所述轮例如可以被设计为具有斜齿的圆柱齿轮。

轮的具体设计或者说齿数取决于技术要求和构造空间比。例如第一驱动轮23和第一中间轮25之间的第一传动比i1可以位于1.5和2.5之间。第二驱动轮31和第二中间轮26之间的第二传动比i2可以位于1.0和1.6之间。此外，第二中间轮26和环形轮12之间的第三传动比i3可以为1.5和2.5之间。总体上在此得到总传动比，其针对第一挡可以位于2.25和6.25之间，且针对第二挡可以位于1.5和4之间。

环形轮12与差动器壳体27固定连接，该环形轮借助于轴承件29、29'在壳体18中绕转动轴线A7可转动地被支承。环形轮12和差动器壳体27之间的连接当前是焊接连接，其中，其他连接手段如拧接连接同样可以。差动器壳体27可以包括两个壳体部分，这两个壳体部分在其开口区域分别具有法兰区段，利用该法兰区段两个壳体部分被放入在环形轮12相应的接纳部中且与该环形轮连接。

在差动器壳体27中，差动器支架14绕转动轴线A7可转动地被支承，该差动器支架将被导入的转动运动划分到用于驱动第一侧轴的第一差动器输出部分33上和用于驱动第二侧轴的第二差动器输出部分34上。具体地，在差动器支架14中可以接纳销钉30，在该销钉上两个差动轮32绕销钉轴线可转动地被支承。差动轮32与第一和第二差动器输出部分33、34齿部嵌接，该第一和第二差动器输出部分与转动轴线A7同轴地布置。两个差动器输出部分33、34尤其被设计为侧轴轮的形式且可以具有轴齿部，用于与所属的侧轴（这里未示出）防相对转动地连接。两个侧轴轮33、34可以相对于差动器壳体27经由减少摩擦的滑动盘（Gleitscheiben）轴向地被支撑。

离合器8可以被设计为形状锁合的分离离合器、尤其为齿式离合器，其中，同样可以考虑另外形式的离合器，例如摩擦离合器。离合器8包括：第一离合器部分36，该第一离合器部分与差动器支架14固定连接且尤其被设计成一体式的；以及第二离合器部分37，该第二离合器部分相对于第一离合器部分36轴向可移动且与差动器壳体27防相对转动地连接。第二离合器部分37为了传递转矩可以被移入到第一离合器部分36中，其中，在两个离合器部分之间产生形状锁合的连接。通过将第二离合器部分37再次移出又可以中断转矩传递。第一离合器部分36具有齿环作为形状锁合件，该齿环在差动器支架14的端面侧上一体式成形。相应地，第二离合器部分37具有反向一致的齿环，该齿环被布置在差动器壳体27之内。另外，第二离合器部分37具有多个分布在周缘上的轴向的凸出部38，这些凸出部穿过差动器壳体27的相应的穿通开口。通过执行器9相应的操控，第二离合器部分37可以相对于第一离合器部分36轴向移动，其中，在被移入的状态中建立起从环形轮12到差动器支架14的转矩传递，而在被移出的状态中该转矩传递被中断。

执行器9包括电磁体39和磁体活塞40。在电磁体39通电的情况下磁体活塞40朝离合器8的方向被加载，使得该离合器被闭合。在第二离合器部分37上紧固传感器盘35，该传感器盘与传感器（未示出）协同作用，使得可以辨认离合器8的换挡位置。在差动器壳体27和传感器盘35之间布置回位弹簧41。如果电磁体39被切断，第二离合器部分37则被移动到其起始位置，使得离合器8又被断开。

差动器壳体27具有第一套筒凸出部42和第二套筒凸出部43，这些套筒凸出部经由轴承29、29'在传动装置壳体18中可转动地被支承。未示出的侧轴可以通过套筒凸出部42、43插入且在其内端部处分别与所属的侧轴轮33、34连接。

利用混合驱动组件2可以实现大量的运行模式，其中，在图5中示出用于不同换挡状态和运行状态的换挡表格。在图5中被称为C1的换挡离合器20可以被转移到三个换挡位置P1、P0或P2。在分离离合器8闭合时，在图5中被称为C2，可以实现不同的驱动状态。在换挡位置P1或P2中，在电机4被切断时可以纯借助于内燃机3以第一挡或第二挡进行驱动（行“ICE 1”和“ICE 2”）。在电机4被接通时可以借助两个机器3、4同时驱动驱动轴（行“PM 1”、“PM 2”）。转矩由电机4经由驱动部分21、23、25、24、26被导入到环形轮12上。转矩由内燃机3在第一挡经由驱动部分21、23、25、24、26且在第二挡经由驱动部分31、26被导入到环形轮12上。行M1示出用于负载点转换（负载点转移，load point shifting）的换挡状态。在换挡位置P0中可以纯借助于电机4进行驱动，行“EV1”。在这种情况下内燃机3被切断。

混合驱动组件2结合其他电驱动轴还能以串行模式运行，其中，组件2在分离离合器8断开且换挡离合器20处于第一换挡位置P1时产生电能，该电能于是可以借助于其他电马达用于驱动另外的驱动轴（行“M2”）。在此，进行由内燃机3经由部件31、26、24、25、23、21到电机4上的功率传递。组件还可以在车辆停置时在分离离合器8断开且换挡离合器20在第一换挡位置P1时产生电流（发电机模式），或者说给与电机相连的电池充电（行“M3”）。反过来，内燃机3可以在分离离合器8的断开状态和换挡离合器20的第一换挡位置P1时由电机4启动（马达模式）。

图6示出具有根据图1或图4的根据本发明的混合驱动组件2的根据本发明的驱动链组件44的示意图。驱动链组件44包括用于第一驱动轴46的第一驱动链45和用于第二驱动轴48的第二驱动链47。

第一驱动链45包括具有电机51和下游的传动装置组件50的第一驱动单元49，利用该第一驱动单元将马达力矩转化成驱动力矩或者说将马达转速转化成驱动转速。第二驱动链47包括混合驱动组件2，该混合驱动组件在构造上可以按图1设计。还设置：用于存储电能的存储器组件52，该存储器组件既与第一电机51又与混合驱动组件2的电机3电连接；以及用于控制第一驱动单元49和/或第二驱动单元2或者说其机器3、4的控制单元53。

可以看到，第一驱动轴46构成机动车的后轴且第二驱动轴48构成机动车的前轴，其中，也可以反过来布置。两个驱动链45、47机械上彼此分离，即两个驱动链之间无法传递力。第一驱动单元49用于单独地、机械式驱动第一驱动轴46，而混合驱动组件2用于单独地、机械式驱动第二驱动轴48。

用于驱动第一驱动轴46的第一驱动机器51可以被设计得比混合驱动组件2的驱动机器3、4中的至少一个或两个驱动机器功率更强。就这点来说第一驱动单元49也可以被称为初级驱动单元且第一驱动轴46相应地被称为初级驱动轴，而第二驱动单元2或第二驱动轴48可以相应地被称为次级驱动单元或次级驱动轴。根据一可能的实施方式，初级驱动单元49的电机51可以具有超过60kW、尤其超过70kW的最大功率。

初级驱动轴46的传动装置组件50包括减速传动装置54以及下游的差动传动装置55，所述减速传动装置用于将由电马达51导入的转动运动减速。被导入的转矩由差动传动装置55被划分到两个侧轴轮56、57上且被传递到与之驱动式连接的侧轴58、59上。在侧轴58、59的端部处是同步转动关节，这些同步转动关节可以实现在角运动下传递转矩到车轮60、61上。

相似地构造次级驱动轴48。在离合器8闭合时被导入的转矩由差动传动装置7传递到两个侧轴轮33、34上。相应的输出轴62、63为了传递转矩防相对转动地被插入到侧轴轮的轴齿部中。输出轴62、63经由所属的侧轴64、65与同步关节连接，用于传递转矩到次级驱动轴48的轮66、67上。

具有初级驱动组件49和次级混合驱动组件2的驱动链组件44以有利的方式允许多个运行模式。例如混合驱动组件2能以并行模式运行，在该并行模式中两个机器3、4在离合器8闭合时共同驱动次级驱动轴48，更确切地说有选择地以第一挡或第二挡驱动。驱动组件2、49还能以串行模式运行，其中，混合驱动组件2在离合器8断开时产生电能，该电能然后借助于初级电马达51用于驱动初级驱动轴46。即使在车辆停置时混合驱动组件2在离合器8断开的情况下也可以产生电能（发电机模式），或者给存储器件52充电。反过来内燃机3可以由电机4启动（马达模式）。还可以提升负载点，在该情况下内燃机3借助于电机4在具有更高效率的功率范围中运行。

总体上，具有换挡传动装置6的混合驱动组件2提供高的功率性能、同时具有紧凑且简单的结构。在与初级驱动轴46的协同作用中得到上面所描述的运行可能性。

附图标记列表

2 混合驱动组件

3 内燃机

4 电机

5 传动装置组件

6 换挡传动装置

7 差动传动装置

8 离合器

9 执行器

10 定子

11 输入轴

12 输出机构/环形轮

13 转子

14 差动器支架

15、15' 轴承

16 轴承

17 轴承

18 壳体

19 马达轴

20 换挡离合器

21 驱动小齿轮

22 马达壳体

23 第一驱动轮

24 中间轴

25 第一中间轮

26 第二中间轮

27 差动器壳体

28、28' 轴承件

29、29' 轴承件

30 销钉

31 第二驱动轮

32 差动轮

33、34 输出部分/侧轴轮

35 传感器盘

36 第一离合器部分

37 第二离合器部分

38 凸出部

39 电磁体

40 磁体活塞

41 回位弹簧

42 套筒凸出部

43 套筒凸出部

44 驱动链组件

45 第一驱动链

46 第一驱动轴

47 第二驱动链

48 第二驱动轴

49 第一驱动单元

50 传动装置组件

51 电机

52 存储器组件

53 控制单元

54 减速传动装置

55 差动传动装置

56、57 侧轴轮

58、59 侧轴

60 轮

61 轮

62、63 输出轴

64、65 侧轴

66、67 轮

70 输入部分

71 第一输出部分

72 第二输出部分

73 联接元件

74 执行器

75 纵向钻孔

76、76' 横向钻孔

77、77' 轴承区段

78 转动驱动器

79 转化器单元

80 换挡拨叉

A 转动轴线

i 传动比

M 模式

n 转速

P 位置。

Claims (15)

1.用于机动车的混合驱动组件，包括：

内燃机（3）；

电机（4）；

换挡传动装置（6），所述换挡传动装置与所述内燃机（3）和所述电机（4）驱动式连接；

差动传动装置（7），所述差动传动装置被设置用于将由所述换挡传动装置（6）导入的转动运动划分到两个输出部分（33、34）上；

其中，所述换挡传动装置（6）具有输入轴（11），所述输入轴具有第一驱动轮（23）和第二驱动轮（31），所述第一驱动轮和所述第二驱动轮在所述输入轴（11）上能转动地被支承，其中，所述第一驱动轮（23）与所述电机（4）驱动式连接，且所述输入轴（11）与所述内燃机（2）驱动式连接；

换挡离合器（20），所述换挡离合器被轴向地布置在所述第一和第二驱动轮（23、31）之间且被设置用于有选择地将所述第一驱动轮（23）或所述第二驱动轮（31）与所述输入轴（11）连接或从所述输入轴分离；

平行于所述输入轴（11）的中间轴（24），所述中间轴具有第一中间轮（25）和第二中间轮（26），所述第一中间轮与所述第一驱动轮（23）嵌接，所述第二中间轮与所述第二驱动轮（31）嵌接，其中，所述中间轴（24）与所述差动传动装置（7）驱动式连接；和

离合器（8），所述离合器被布置在所述输入轴（11）和所述差动传动装置（7）的所述输出部分（33、34）中的一个输出部分之间的功率路径中，用以能选择地建立或中断转矩传递。

2.根据权利要求1所述的混合驱动组件，

其特征在于，

所述电机（4）具有带驱动小齿轮（21）的马达轴（19），所述驱动小齿轮与所述第一驱动轮（23）嵌接。

3.根据权利要求1或2所述的混合驱动组件，

其特征在于，

所述输入轴（11）被布置成与所述内燃机（3）的输出轴同轴且与所述输出轴永久地、抗扭转地连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的混合驱动组件，

其特征在于，

所述第二中间轮（26）与环形轮（12）嵌接，所述环形轮被布置成与所述差动传动装置（7）的差动器支架（14）同轴且与所述差动器支架无变速地驱动式连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的混合驱动组件，

其特征在于，

所述换挡传动装置（6），包括环形轮（12）在内，具有仅六个传递转矩的轮。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的混合驱动组件，

其特征在于，

所述换挡离合器（20）具有：输入部分（70），所述输入部分与所述输入轴（11）防相对转动地连接；第一输出部分（71），所述第一输出部分与所述第一驱动轮（23）防相对转动地连接；第二输出部分（72），所述第二输出部分与所述第二驱动轮（31）防相对转动地连接；和联接元件（73），利用所述联接元件，所述输入部分（70）能选择地与所述第一输出部分（71）或所述第二输出部分（72）联接，以传递转矩。

7.根据权利要求6所述的混合驱动组件，

其特征在于，

所述联接元件（73）被设计成滑动套头的形式，所述滑动套头被防相对转动地保持在所述输入部分（70）上且借助于执行器（74）能相对于所述输入部分轴向推移，

其中，所述滑动套头在中性位置（P0）中能相对于所述第一和第二输出部分（71、72）自由转动，在第一换挡位置（P1）中与所述第一输出部分（71）且在第二换挡位置（P2）中与所述第二输出部分（72）防相对转动地连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的混合驱动组件，

其特征在于，

对于从所述输入轴（11）到所述中间轴（24）上的传动，以下至少一条成立：

所述第一驱动轮（23）和所述第一中间轮（25）之间的第一传动比（i1）位于1.5和2.5之间；

所述第二驱动轮（31）和所述第二中间轮（26）之间的第二传动比（i2）位于0.7和1.7之间。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的混合驱动组件，

其特征在于，

所述离合器（8）被起作用地布置在所述环形轮（12）和所述差动器支架（14）之间的功率路径中，其中，在所述离合器（8）闭合的状态中转矩从所述环形轮（12）被传递到所述差动器支架（14）上，且在所述离合器（8）断开的状态中转矩传递被中断。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的混合驱动组件，

其特征在于，

所述环形轮（12）与差动器壳体（27）固定连接，其中，所述差动器壳体（27）能转动地在位置固定的壳体（18）中被支承，且其中，所述差动器支架（14）在所述差动器壳体（27）中能转动地被支承。

11.用于机动车的驱动链组件，包括：

初级驱动轴（46），所述初级驱动轴能由初级电机（51）作为初级驱动器被转动式驱动；和

次级驱动轴（48），所述次级驱动轴具有根据权利要求1至10中任一项所述的混合驱动组件（2），

其中，所述初级驱动轴（46）和所述次级驱动轴（48）机械上彼此分离；

用于存储电能的存储器组件（52），其中，所述存储器组件（52）与所述初级电机（49）且与所述混合驱动组件（2）的电机（4）电连接；

控制单元（53），用于控制所述初级电机（51）和所述混合驱动组件（2）。

12.用于控制根据权利要求11所述的驱动链组件的方法，方式为：

将所述离合器（8）断开且将所述换挡传动装置（6）转移到第一换挡位置（P1）中，在所述第一换挡位置中所述第一驱动轮（23）与所述输入轴（11）连接，

其中，所述内燃机（3）在所述离合器（8）断开时驱动所述电机（4），

其中，以发电机模式运行所述电机（4）且将由所述内燃机（3）导入的机械能转化成电能，且

所述电能被存储在所述存储器组件（52）中或被输送给所述第一驱动单元（49）。

13.根据权利要求12所述的方法，

其特征在于，

将所述离合器（8）闭合，

以马达模式运行所述电机（4）且来自所述存储器组件（52）的电能被转化成机械能，且

将所述换挡传动装置（6）转移到第一换挡位置（P1）中，在所述第一换挡位置中所述第一驱动轮（23）与所述输入轴（11）连接，或转移到第二换挡位置（P2）中，在所述第二换挡位置中所述第二驱动轮（31）与所述输入轴（11）连接，

其中，所述电机（4）和所述内燃机（3）共同驱动所述输入轴（11）。

14.根据权利要求12至13所述的方法，

其特征在于，

将所述离合器（8）断开，

将所述换挡传动装置（6）转移到第一换挡位置（P1）中，在所述第一换挡位置中所述第一驱动轮（23）与所述输入轴（11）连接，且以马达模式运行所述电机（4）且驱动所述内燃机（3），用以启动所述内燃机。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，

其特征在于，

将所述离合器（8）闭合且将所述换挡传动装置（6）被转移到中性位置（P0）中，且

以马达模式运行所述电机（4），其中，所述电机（4）单独驱动所述输入轴（11）。

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