[发明专利]机动车混合动力驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的机动车混合动力驱动装置。

背景技术

具有内燃机驱动源和电动驱动源的混合动力驱动装置有助于减少汽车交通中的燃油消耗和污染物排放。为了实现混合动力驱动装置尽可能有效和高效的运行，应使用这样的驱动装置策略，它可以根据情况灵活使用其电机。电机例如应在起动时、作为城市短距离交通或起停运行中唯一的驱动源、作为更高的功率要求下的助力运行中的附加驱动源、作为用于快速起动内燃机的起动器发电机以及作为用于发电或用于在回收运行中回收能量的发电机被使用。相反，内燃机应至少主要在有利于油耗、转矩及转速的工作点中高效运行。

通常，在车辆动力总成中混合动力驱动装置与车辆自动变速器组合以形成驱动传动比。在此与电驱动装置永久驱动连接在变速器输入轴或变速器输出装置、即集成到动力总成力流中的系统相比，电驱动装置和内燃机至少为一些传动级可相互独立地连接到动力总成上的混合动力驱动装置因其灵活的控制而具有优势。在这种混合动力驱动装置中，在内燃机换挡过程中、即在内燃机用作车辆驱动源换挡时，可借助电驱动装置实现高度的牵引力维持。相反，如当前内燃机未关断，则可在电驱动装置换挡时借助内燃机来维持牵引力。

换挡过程可通过内燃机和在内燃机和变速器输入端之间作用的摩擦离合器和/或通过电驱动装置来同步，因此至少部分同步装置可通过低成本的牙嵌离合器来代替。在电动换挡时、即在电动驱动中进行换挡时，基于与内燃机相比通常在良好的效率下可用的转速带较大，原则上可极多变地选择换挡点。可达到的换挡时间还允许使用成本较低的换挡执行机构。由于电机原则上可在两个旋转方向上运行，通过可控制的旋转方向改变可省却单独的倒挡齿轮组。另外在这种混合动力驱动系统中可相对大地选择内燃机档位的速比间隔，由此数量相对少的档位即可实现规定的总速比范围。

已为车辆提出这样的驱动装置方案，在其中这样设计电驱动装置，使得其至少能够单独为短距离运行如城市交通提供足够的行驶功率。这例如是所谓的插电式混合动力车辆或增程式电动车辆，在其中可另外为电蓄能器外接充电并且/或者内燃机基本上用于提高有效距离以及为电驱动装置产生能量。

已知具有变速器的混合动力驱动装置，该变速器具有两个输入轴和一个共同的输出轴，所述输出轴以中间轴结构方式轴向平行于输入轴设置。一个输入轴可通过内燃机驱动并且另一输入轴可通过电机驱动。两个输入轴可切换地通过挡位齿轮与输出轴耦联以及彼此作用连接。

在未在先公开的DE10 2010 030 567A1中描述了一种混合动力驱动装置，在其中两个输入轴同轴并且相互轴向相邻地设置并且一个共同的输出轴轴向平行于输入轴设置。两个输入轴之一被分为一个轴向外侧的轴区段和一个轴向内侧的轴区段。外侧的轴区段与所属内燃机或所属电机驱动连接或可驱动连接。内侧的轴区段支承所属挡位齿轮组的驱动轮。另外设置叠加传动机构，其优选构造为包括太阳轮和作为输入元件的内齿轮以及作为输出元件的行星架的行星齿轮传动机构。输入元件分别与两个轴区段之一不可相对旋转地连接。输出元件与所属起动挡位齿轮组的驱动轮不可相对旋转地连接或可连接。在行星架和内齿轮之间设置跨接离合器，叠加传动机构可借助该跨接离合器自身锁止。

该混合动力驱动装置在差动传动机构有效时、内燃机运转并且与相关输入轴驱动连接、输入轴彼此耦联并且起动挡位齿轮组接入时在电机从发电机式运行受控进入发动机运行的情况下能够在高牵引力下无磨损地起动，由此无需传统的摩擦离合器作为起动元件。该功能相应于同类已知的电动起动元件的起动功能，例如DE199 34 696A1中所描述的。该公开文本示出一种无磨损的电动起动元件，在内燃机和变速器输入轴之间设置一个行星齿轮传动机构，其中行星架与变速器、内齿轮与内燃机并且太阳轮与电机连接。另一方面根据DE10 2010030 567A1的混合动力驱动装置在跨接离合器接合时可如同具有两个输入轴和一个共同的输出轴且没有叠加传动机构的混合动力驱动装置一样运行。在该未在先公开的公开文本中也描述了一种适合的基本混合动力驱动装置，其包括中间轴结构方式的具有正齿轮的三挡变速器，在其中可选择两个纯电动行驶挡位和三个内燃机行驶挡位以及助力运行、回收运行和充电运行。

同样未在先公开的DE10 2010 030 573A1也示出一种类似的基本混合动力驱动装置。两个输入轴在其中部分地同轴重叠设置，其中配置给内燃机的输入轴是内轴并且配置给电机的轴是外轴。一个共同的输出轴轴向平行于输入轴设置。第二电机设置在配置给内燃机的输入轴上。省却了摩擦离合器，经由该摩擦离合器内燃机的驱动轴可切换地与相关变速器输入轴连接。

发明内容