阅读说明：本技术 用于混合动力车辆的、特别地用于临时四轮驱动的机动车辆的传动系 (Drive train for a hybrid vehicle, in particular for a temporary four-wheel-drive motor vehicle ) 是由 格哈德·霍弗 汉斯迪特尔·维德纳 斯特凡·蒂施林格 于 2018-04-03 设计创作，主要内容包括：一种用于混合动力车辆、特别地用于临时四轮驱动的机动车辆的传动系(1),其中,该传动系包括与主车桥(2)相关的第一部分传动系和与副车桥(3)相关的第二部分传动系,并且其中,第一部分传动系包括设计为内燃机的第一驱动单元(4)和设计为电机的第二驱动单元(5)以及变速箱(6),其中,混合动力传动系生产成本低廉、在运行中具有低的二氧化碳排放并且能够在临时四轮驱动机动车辆的传动系中使用。这是通过以下方式实现的：变速箱(6)包括输入轴(10)和输出轴(11),并且其中,第一驱动单元(4)经由变速箱(6)联接至主车桥(2),并且其中,第二驱动单元(5)经由变速箱(6)的输入轴(10)或输出轴(11)联接至主车桥(2),并且其中,该传动系还包括离合器装置(20),其中,副车桥(3)能够借助于离合器装置(20)以驱动的方式联接至主车桥(2)。(A drive train (1) for a hybrid vehicle, in particular for a temporary four-wheel-drive motor vehicle, wherein the drive train comprises a first partial drive train associated with a primary axle (2) and a second partial drive train associated with a secondary axle (3), and wherein the first partial drive train comprises a first drive unit (4) designed as an internal combustion engine and a second drive unit (5) designed as an electric machine and a gearbox (6), wherein the hybrid drive train is inexpensive to produce, has low carbon dioxide emissions in operation and can be used in the drive train of a temporary four-wheel-drive motor vehicle. This is achieved by: the gearbox (6) comprises an input shaft (10) and an output shaft (11), and wherein the first drive unit (4) is coupled to the primary axle (2) via the gearbox (6), and wherein the second drive unit (5) is coupled to the primary axle (2) via the input shaft (10) or the output shaft (11) of the gearbox (6), and wherein the drive train further comprises a clutch device (20), wherein the secondary axle (3) can be coupled in a driving manner to the primary axle (2) by means of the clutch device (20).)

用于混合动力车辆的、特别地用于临时四轮驱动的机动车辆 的传动系

技术领域

本发明涉及用于混合动力车辆的、特别地用于临时四轮驱动的机动车辆的传动系。

背景技术

已知四轮驱动的车辆、以下也称为全轮驱动的车辆在设计上既具有永久四轮驱动装置也具有可切换的四轮驱动装置。

在具有四轮驱动装置的机动车辆中，使用中央差速器齿轮在前车桥与后车桥之间分配驱动力是已知的。因此，前车桥与后车桥之间的驱动扭矩的分配是预定不变的。

总体上，全轮驱动车辆一直在不断地改进，部分原因是较高的油耗以及对排放的提高了的要求的遵守。特别地，本文重点在于机动车辆的驱动的至少部分电气化。机动车辆的驱动装置的至少部分的混合化在降低的燃料消耗、足够的行程与良好的性能之间达成妥协。

从现有技术中已知用于机动车辆的传动系，该传动系在设计上除了内燃机之外还装配有电机(混合动力车辆)。此处，电机与内燃机集成在传动系中。此外，在已知实施方式中，除了具有永久前车桥驱动装置的主前轮驱动单元之外，还使用独立的电动后车桥作为副车桥。然而，这种具有电动后车桥的驱动装置并不被认为是真正的全轮驱动系统，因为最大扭矩受到限制并且副车桥处的扭矩的可用性受限于热或能量方面。

混合动力车辆确实符合规定的排放标准的要求，并且可以大幅减少二氧化碳的排放，但这种传动系的成本很高。这主要是因为电机的功能是通过高于60V极限的电压实现的，并且因此在安全方面需要相应较大的技术复杂性。

发明内容

本发明的目的是改进用于混合动力车辆的传动系，使得该混合动力传动系生产成本低廉、在运行中具有低的二氧化碳排放并且能够在临时四轮驱动的机动车辆的传动系中使用。

该目的由权利要求1中给出的特征来实现。

由于根据本发明的传动系的设计以内燃机作为主要驱动单元并且以电机作为附加驱动单元，因此可以实现不同的操作模式，比如全轮驱动、断开连接(即，如果不需要全轮驱动，则将副车桥的部分传动系关闭)、回收(将全部制动能量传导到作为发电机运行的电机中)、推进(通过来自内燃机和电机两者的正驱动力矩使机动车辆加速)以及纯电动驱动。以这种方式，可以实现高效且可变的全轮驱动系统。特别地，通过使用基于低压技术的强力电机，可以实现生产成本较低的传动系，这是由于不需要安全性相关的措施。

根据本发明的用于机动车辆的混合动力传动系的另一优点在于，车辆的总传动系中的主驱动单元和电机两者均被分配至永久驱动车桥。在此，电机作为第二驱动单元布置在主变速器(变速箱)与副车桥的部分传动系之间。根据本发明，部分传动系可以通过离合器装置断开联接。在“断开联接”状态下，电机保持与主车桥连接。副车桥仅在“全轮驱动”操作中接合。

在前车桥的部分传动系与后车桥的部分传动系之间的扭矩传递元件的区域中设置的该离合器装置构造为多片式离合器。多片式离合器的设计允许扭矩在前车桥与后车桥之间可变地分配。

对于临时四轮驱动的机动车辆，使用混合动力传动系的另一优点在于，“混合动力”的操作模式可以独立于“全轮驱动”的操作模式调节，反之亦然。这允许以有利于燃料效率的方式调节混合动力模式，并且以有利于改善性能和行驶动力学的方式调节或控制全轮驱动模式。

根据本发明的用于机动车辆的混合动力传动系可以用作全轮驱动的机动车辆和前轮驱动的机动车辆两者的混合动力模块。这是可能的，因为作为第二驱动单元的电机被分配至前车桥的部分传动系，并且只有在此之后，才沿后车桥的方向将离合器装置设置在扭矩传递元件的区域中。电机以驱动的方式连接至主变速器的副输出。通过这种设计，包括混合动力驱动装置的前车桥的部分传动系也可以用于常规的两轮驱动的机动车辆的车辆结构中，从而可以实施平台战略。当第一部分传动系用于两轮驱动的机动车辆中时，可以省略用于主车桥与副车桥之间的驱动连接的离合器装置。

关于本发明，应当指出的是，“驱动”连接是指两个可旋转部件之间的直接或间接连接，所述两个可旋转部件彼此之间保持固定的旋转关系。如果元件“可以被连接”或“可以被联接”，则这是指一种连接，该连接也可以选择性地是可分离连接(例如，两个元件之间经由离合器或开关元件的间接连接)。

在从属权利要求中给出了本发明的有利实施方式。

附图说明

下面参照在附图中示意性地示出的示例性实施方式来描述本发明。

附图中示出：

图1是根据本发明的全轮驱动的机动车辆的混合动力传动系的示意图。

具体实施方式

图1示出了临时四轮驱动的机动车辆的混合动力传动系1，其中，前车桥构造为主车桥2，而后车桥构造为可选择性接合的副车桥3。此处，混合动力驱动装置由构造为内燃机的第一驱动单元4和构造为电机的第二驱动单元5构成。第二驱动单元5设计为基于60V低压技术的电机。

第一驱动单元4和第二驱动单元5被分配至主车桥2的第一部分传动系。如从图1中的示意图可以明显看出的，第一驱动单元4经由构造为变速箱6的主变速器和斜交伞齿轮7永久地连接至机动车辆的包括前车桥差速器8的前车桥，使得位于前车桥2上的前轮9由第一驱动单元5永久驱动。

差速齿轮本身是已知的，并且在这种布置中，位于前车桥上的差速齿轮也被描述为车桥差速器，该车桥差速器在机动车辆绕弯道行驶时补偿两个输出元件之间的转速差。输出元件抗扭地连接至前车桥5的两个半轴。此外，经由差速齿轮将来自混合动力驱动单元的驱动扭矩分配在两个半轴上。

变速箱6具有布置成彼此间隔开并且彼此平行的输入轴10和输出轴11。输入轴10和输出轴11经由多个齿轮级12以驱动的方式连接在一起，以便实现多个可选择的齿轮级。在这点上，不需要对变速箱进行更详细的描述，因为变速箱对于本领域技术人员而言通常是已知的。输入轴10联接至第一驱动单元的输出轴。输出轴11具有第一端部区域11a和第二端部区域11b。作为主输出24的第一端部区域11a经由正齿轮级13连接至斜交伞齿轮7。第二驱动单元5经由作为输出轴11的副输出19的第二端部区域11b并且经由正齿轮级14(齿轮级)连接至前车桥2。在改进方案中，齿轮级也可以配置有多个齿轮。输出轴11与斜交伞齿轮7或与主车桥2之间的驱动连接也可以经由以一定角度布置的轴和斜面齿实现。

在另一实施方式中，第二驱动单元5可以配置有减速齿轮机构，该减速齿轮机构用于降低转速并增加扭矩。减速齿轮机构可以构造为外摆线齿轮机构。作为另一替代方案，减速齿轮机构可以集成在齿轮级中。减速齿轮机构可以构造为可选择的齿轮机构，并且因此允许多于一个的传动比。

第二齿轮单元5可以建立在主变速器的壳体上的其自身的壳体中。替代性地，第二齿轮单元5可以布置在包括第二驱动单元5、齿轮级14以及离合器装置20的共用的壳体中。

后车桥3的部分传动系15包括后车桥差速器16、离合器装置17以及后轮18。

如果需要，形成混合动力传动系1中的副车桥的后车桥3可以由除前车桥2之外的混合动力驱动。

为此，在副输出11b上设置有离合器装置20以用于使变速箱12的输出轴11相对于后车桥3选择性地“连接”或“分离”。离合器装置20包括摩擦离合器(多片式离合器)和用于致动摩擦离合器的致动器。致动器由控制装置(未示出)控制。离合器装置20、即摩擦离合器具有第一离合器元件25和能够联接至第一离合器元件25的第二离合器元件26。在此，第一离合器元件25包括承载多个第一离合器片的离合器毂。离合器毂抗扭地连接至输出轴11。第二离合器元件26包括离合器保持器，该离合器保持器在此经由载体联轴器(carrierspider)抗扭地连接至扭矩传递元件21，并且第二离合器元件26还包括多个第二离合器片。第一离合器片以交替布置接合在第二离合器片的中间空间中。在离合器装置被致动时，这些片状件轴向地移动并且彼此压紧；输出轴承载扭矩传递元件。离合器装置20可以以机械、液压、气动或电磁的方式进行切换。

通过多片式离合器的相应致动和片状件的轴向移位，可以在输出轴11与扭矩传递元件21之间建立力配合连接，并且在主车桥与副车桥之间可以实现0％至100％之间的扭矩分配。

离合器装置20的输出连接至扭矩传递元件21、例如传动轴的一个端部。扭矩传递元件21在其另一端部区域处连接至锥齿轮22，该锥齿轮22与连接至后桥差速器16的差速器保持架的齿圈23啮合。

后桥差速器16的功能相当于前桥差速器8所描述的功能。

为了防止扭矩传递元件21和后桥差速器16的差速器保持架的不必要地旋转并因此消耗能量，在行进期间当离合器装置20断开接合、即在“纯前轮驱动”操作模式下时离合器17被配置为分离的离合器。

如果在行进期间期望切换至“全轮驱动”操作模式，则首先将固定的扭矩传递元件21再次设置为旋转。为此，离合器装置17首先再次接合，并且从由于行进运动而旋转的后车桥3开始，扭矩传递元件21借助于后车桥差速器16加速。然后，通过致动离合器装置20，在扭矩传递元件21与输出轴11之间建立摩擦配合连接，以便传递扭矩。车辆现在以全轮驱动模式操作。

在另一替代实施方式(未示出)中，在第二驱动单元5与输入轴10或输出轴11之间设置有另一离合器装置。在该实施方式中，副车桥3和第二驱动单元5两者均可以彼此独立地与主车桥2断开联接。

附图标记列表：

1 混合动力传动系

2 主车桥

3 副车桥

4 第一驱动单元

5 第二驱动单元

6 变速箱

7 斜交伞齿轮

8 前车桥差速器

9 前轮

10 输入轴

11 输出轴

12 齿轮级

13 正齿轮级

14 正齿轮级

15 部分传动系

16 后车桥差速器

17 离合器装置

18 后轮

19 副输出

20 离合器装置

21 扭矩传递元件

22 锥齿轮

23 齿圈

24 主输出

25 第一离合器元件

26 第二离合器元件