[发明专利]机动车的混合动力驱动装置

说明书

本发明涉及机动车的混合动力驱动装置。叠加传动装置同轴地布置在输出轴的自由端部上。该叠加传动装置的第一输入元件抗相对转动地与同轴地布置在输出轴上的空心轴连接，其可与直接轴向相邻的圆柱齿轮级的空套轮连接，其可相对壳体固定地锁定，且其可抗相对转动地与第二输入元件或与输出元件连接。该叠加传动装置的第二输入元件持续地与电机的转子传动连接，且该叠加传动装置的输出元件抗相对转动地与输出轴连接。根据本发明，换挡变速器的输入轴可以经由包括驱动轮和从动轮的以及可以借助第二耦合切换元件进行切换的耦合圆柱齿轮级与叠加传动装置的第二输入元件形成传动连接。本发明还涉及用于控制所述的混合动力驱动装置的方法。

技术领域

本发明涉及一种机动车的混合动力驱动装置，其包括带有传动轴的内燃机、可作为发动机和作为发电机运行的带有转子的电机、以中间轴结构形式实施的带有输入轴和至少一个输出轴的自动化换挡变速器以及以行星齿轮结构形式实施的带有两个输入元件和一个输出元件的叠加传动装置，其中，输入轴经由可控的分离离合器或直接与传动轴连接且可以经由多个可有选择地进行切换的圆柱齿轮级与输出轴形成传动连接，并且其中，叠加传动装置同轴地布置在输出轴的自由端部上，第一输入元件抗相对转动地与同轴地布置在输出轴上的空心轴连接，该空心轴可以经由耦合切换元件抗相对转动地与直接轴向相邻的圆柱齿轮级的空套轮连接，该圆柱齿轮级可以经由锁定切换元件相对壳体固定地锁定，并且该圆柱齿轮级可以经由跨接切换元件抗相对转动地与第二输入元件或与输出元件连接，其中，叠加传动装置的第二输入元件永久地与电机的转子处于传动连接中，并且其中，叠加传动装置的输出元件抗相对转动地与输出轴连接。

背景技术

众所周知，在混合动力驱动装置中，以行星齿轮结构形式实施的叠加传动装置可以用于内燃机以及电机的转矩和转速的叠加。相对其它结构形式的叠加传动装置，行星齿轮传动装置具有紧凑的尺寸和传动部件的平衡的支承力的优点。

在DE 199 34 696 A1中描述了一种被称作电动力驱动系统(EDA)的内燃机、电机和叠加传动装置的组合，其在驱动技术上布置在以中间轴结构形式实施的换挡变速器之前且使得无磨损的启动成为可能。在根据该处的图1的混合动力驱动装置的第一实施方式中，叠加传动装置构造成带有中心轮、承载多个行星齿轮的行星架和齿圈的简单的行星齿轮传动装置。行星齿轮传动装置的齿圈抗相对转动地与内燃机的传动轴连接且形成叠加传动装置的第一输入元件。行星齿轮传动装置的中心轮抗相对转动地与电机的转子连接且形成叠加传动装置的第二输入元件。行星齿轮传动装置的行星架抗相对转动地与换挡变速器的输入轴连接且形成叠加传动装置的输出元件。

在该混合动力驱动装置中，通过如下方式实现无磨损的启动，即，在内燃机的在很大程度上恒定的转速的情况下，电机首先在发电机运行中以提高的拖曳力矩直至达到转子停止地被控制，并且然后在发动机运行中以相反的转动方向直至达到行星齿轮传动装置的传动部件的同步运转地被加速。伴随达到在行星齿轮传动装置中的同步，布置在中心轮与行星架之间的跨接离合器闭合，从而使得行星齿轮传动装置在内燃机行驶运行(Verbrennungsfahrbetrieb)的进一步的进程中作为整体回转。在该运行状态中，电机为了助力运行(Boostbetrieb)可以作为发动机来运行，为了电能存储器的充电可以作为发电机来运行，或可以无力地进行切换。如果内燃机的传动轴经由可脱开且可结合的分离离合器与行星齿轮传动装置的齿圈连接，那么内燃机也可以被分开并被关停，以便使纯电动行驶运行(Elektrofahrbetrieb)成为可能。该混合动力驱动装置的换挡变速器也可以不改变地用于常规的驱动装置，在该常规的驱动装置中，利用内燃机的启动有磨损地经由构造成摩擦离合器的分离离合器的打滑运行来实现。

在DE 10 2010 030 567 A1和DE 10 2010 043 354 A1中描述了混合动力驱动装置，其中，以中间轴结构形式实施的换挡变速器分别专门针对使用在混合动力驱动装置中来设计，该换挡变速器为了在驱动技术上连接电机与以行星齿轮结构形式实施的叠加传动装置组合在一起。因此，相应的换挡变速器并无法通过很小改动的修改来使用在常规的传动链中，或者无法从这样的常规的传动链派生出，从而使得该换挡变速器在开发和生产中相对较贵。