具体实施方式

附图在实质上仅是示意性的并且仅用于理解本发明。相同的元件设置有相同的附图标记。此外，各种实施例的不同特征原则上也可以彼此自由组合。

首先参考图1，示出了根据优选的第一实施例的驱动系统1。驱动系统1集成在混合动力机动车辆中，其中，该机动车辆用附图标记31表示。特别地，在该实施例中，还示出了机动车辆31的驱动桥32(此处为前桥，或者也可为后桥)，其中，驱动桥32的车轮9a、9b可以经由驱动系统1的各种机器(内燃机3以及电动机6、8)来驱动。在该实施例中，驱动系统1的内燃机3位于优选的前横向布置中，其中内燃机3的纵向轴线(即内燃机3的输出轴2(曲轴)的(第一)旋转轴线43a横向地定向，在这种情况下垂直于机动车辆31的纵向轴线(车辆纵向轴线)。

根据作为串联式混合动力驱动的驱动系统1的构造，驱动系统1除了内燃机3之外还具有两个电动机6、8。第一电动机6在图1中被指定为发电机并且因此在主运行状态下用作发电机。然而，第一电动机6原则上可以切换为驱动电机，例如用于纯电动换向。消耗由第一电动机6产生的电力的第二电动机8被实现为驱动电机/移动电机。

两个电动机6、8被布置成其转子轴5、7的旋转轴线43b、43c在径向上彼此偏移。第一电动机6具有围绕(第二)旋转轴线43b可旋转地安装的第一转子轴5。第二电动机8具有围绕(第三)旋转轴线43c可旋转地安装的第二转子轴7。第一电动机6被布置为一个整体，即也与其定子(为清楚起见未在此示出)及其转子一起布置，该转子相对于定子可旋转地布置并且以旋转方式固定连接到第一转子轴5；该第一电动机相对于整个第二电动机8连同其定子和转子在第二旋转轴线43b的径向上偏移，该转子相对于定子可旋转地布置并且以旋转方式固定连接到第二转子轴7。两个电动机6、8也被布置成相对于内燃机3的输出轴2的第一旋转轴线43a径向地偏移。沿着车辆的纵向轴线观察，第一旋转轴线43a位于第二旋转轴线43b和第三旋转轴线43c之间。

在内燃机3/输出轴2、两个电动6、8及其两个转子轴5、7和驱动系统1的驱动部件10之间设置有齿轮单元11，以转换图4所示的驱动系统1的不同的运行状态。传动单元11被实现为手动变速器并且可以移动到不同的换挡位置以转换不同的运行状态。传动单元11由根据本发明的换挡装置12控制，下面参考图3、5和6对其进行更详细的描述。

齿轮单元11具有居中布置的电机轴4(也简称为轴)，该电机轴以旋转固定的方式与输出轴2联接或直接由输出轴2的特定区域来实现。电机轴4与输出轴2同轴地布置并且因此可围绕共同的第一旋转轴线43a旋转。齿轮单元11还具有第一齿轮13，其中该第一齿轮13以旋转固定的方式永久性连接/联接至第一转子轴5。第一齿轮13与电机轴4同轴地布置。第一齿轮13被设计为空心轴齿轮/空心轴并且从外部可旋转地径向安装在电机轴4上。为了将第一齿轮13以旋转固定的方式连接到第一转子轴5，提供了另外的(第三)齿轮42，其中该第三齿轮42以旋转固定的方式布置在第一转子轴5上并且与第一齿轮13以啮合的方式接合。第三齿轮42也被认为是齿轮单元11的一部分。

此外，齿轮单元11具有第二齿轮15，其中该第二齿轮15用于与第二转子轴7联接。第二齿轮15被布置成在电机轴4的轴向上(即沿着第一旋转轴线43a观察时)与第一齿轮13相邻。第二齿轮15也被实现为空心轴齿轮/空心轴并且从外部可旋转地径向安装在电机轴4上。在该实施例中，第二齿轮15经由中间齿轮20连接到行星齿轮级14。行星齿轮级14进一步可旋转地连接到第二转子轴7。如从图1中可以进一步看出的，与第二齿轮15啮合的中间齿轮20以旋转固定的方式直接连接到行星齿轮级14的行星架19，从而形成副行星齿轮16。齿轮单元11的副行星齿轮16以典型的方式进一步包括太阳轮17，该太阳轮以旋转固定的方式直接连接到第二转子轴7。沿周向分布并且可旋转地安装在行星架19上的多个行星齿轮18与太阳轮17啮合。继续与行星齿轮18啮合的齿圈21与制动装置22配合。固定到壳体(即固定到车架)的制动装置22将齿圈21相对于车架保持在齿圈的启用状态。在其停用状态下齿圈21能够相对于车架自由旋转，使得制动装置22可旋转地松开齿圈21。

在第一实施例中，第二齿轮15也与驱动部件10非可旋转地接合。驱动部件10具有齿24，第二齿轮15与所述齿以啮合的方式接合。驱动部件10在此被设计为驱动桥32的差速齿轮23的输入齿轮。驱动部件10因此永久性旋转连接到所示机动车辆31的两个车轮9a、9b。

根据本发明，换挡装置12可操作地插入在电机轴4和两个转子轴5、7之间，即联接至转子轴5、7的两个齿轮13和15。图3中更详细地示出的换挡装置12原则上以如下方式设计：在其第一换挡位置，该换挡装置将电机轴4可旋转地联接/连接到第一转子轴5，同时第二转子轴7与电机轴4(以及第一转子轴5)可旋转地分离(图3)。在换挡装置12的第二换挡位置，电机轴4可旋转地连接/联接至第一转子轴5和第二转子轴7两者(图5)。在换挡装置12的第三换挡位置，两个转子轴5、7彼此可旋转地连接/联接，同时电机轴4与两个转子轴5、7可旋转地分离(图6)。

换挡装置12至少部分地直接集成在第一齿轮13中。换挡装置12具有滑动套筒26，该滑动套筒被接纳在第一齿轮13中以便可沿第一中心旋转轴线43a轴向地位移。通过将该滑动套筒26位移到不同的位移位置，可以实现换挡装置12的图3、图5和图6所示的换挡装置。滑动套筒26具有基体44，该基体直接被可滑动地接纳在第一齿轮13内的通孔形式的接纳孔45中。滑动套筒26也以旋转固定的方式直接联接至第一齿轮13。滑动套筒26具有与电机轴4和第二齿轮15上的各种传动区域28、30相互作用的内齿46。除了基体44之外，滑动套筒26还具有与其相关联的滑动部件47，其中该滑动部件47连接到杠杆元件38的第一端39a。滑动部件47具有朝向其径向外侧的接纳轮廓40，第一端39a形状配合地接合在该接纳轮廓中。滑动部件47附接到基体44。实现为轴向齿/锯齿的内齿部46连续地并入滑动部件47和基体44中。

杠杆元件38是杠杆机构37的一部分，其用于将实现为直线电机的致动器36联接至滑动套筒26。杠杆元件38相对于枢轴点41可旋转/可枢转地被支承在壳体48上。杠杆元件38的与第一端39a相反的第二端39b与致动器36处于直接操作关系。因此，滑动套筒26可以通过致动器36被调整到其位移位置。

滑动套筒26具有第一连接区域27，其在此代表内齿部46的第一齿部区域。第一连接区域27可以在旋转方向上与电机轴4的部分上的第一传动区域28(也实现为带齿区域)形状配合地联接。在图3所示的第一换挡位置(对应于滑动套筒26的第一位移位置)，电机轴4通过啮合第一连接区域27中的第一传动区域28而以旋转固定的方式连接到第一齿轮13。图5示出了换挡装置12的第二换挡位置(对应于滑动套筒26的第二位移位置)，其中，第一连接区域27以旋转固定的方式与第一传动区域28连接，并且滑动套筒26的第二连接区域29(也实现为带齿区域)以旋转固定的方式与第二齿轮15的第二传动区域30(也实现为带齿区域)一起定位。虽然第一连接区域27优选地通过滑动部件47来实现，但是第二连接区域29优选地直接通过基体44来实现。根据图6所示的换挡装置12的第三换挡位置(对应于滑动套筒26的第三换挡位置)，两个齿轮13和15最终以旋转固定的方式彼此连接，其中，电机轴4与第一齿轮13可旋转地分离并且因此也与第二齿轮15可旋转地分离。因此，滑动套筒26不通过其第一连接区段27与第一传动区段28啮合。

参考图3、图5和图6，还可以看出，设置了卡位单元25以在相应的位移位置支承滑动套筒26。卡位单元25也集成在第一齿轮13中。卡位单元25具有卡位元件34，该卡位元件可径向位移地布置在第一齿轮13中并且与滑动套筒26中的卡位轮廓33配合。卡位元件34以相对于第一齿轮13抗位移的方式将滑动套筒26支承在其相应的位移位置。

同样如图3、图5和图6所示，在实施例中，电机轴4以典型方式相对于壳体48可旋转地安装。在电机轴4相对于壳体48被支承在其上的两个支承轴承49之间，两个第一和第二齿轮13、15安装在电机轴4的外侧以便可相对旋转。第二齿轮15/第二传动区域30位于第一齿轮13的第二轴向侧35b上，该第二轴向侧背离被布置成朝向第一轴向侧35a的第一传动区域28。

因此，根据本发明，图4所示的运行状态可以由驱动系统1来实现。在图4中，术语“内燃机”一般是指与内燃机3联接的发动机轴4，术语“发电机”是指第一齿轮13，并且术语“输出端”是指第二齿轮15。在典型的串联式驱动模式中(在换挡装置12的第一换挡位置)，内燃机3驱动第一电动机6，该第一电动机又为第二电动机8提供驱动能量。第二电动机8向车轮9a、9b施加扭矩。第一电动机6用于生成对应的电能，该电能暂时储存在电池中。通过操作第二电动机8(利用来自电池的电能)来实现内燃机3处于分离条件下的电力驱动状态(根据换挡装置12的第三换挡位置)。通过将内燃机3、第一电动机6和第二电动机8均联接至第一齿轮13，内燃机驱动状态通常出现在换挡装置12的第二换挡位置。固定式充电通常也发生在第一换挡位置。

最后，参考图2，实现了进一步优选的第二实施例，其基本上根据第一实施例来实施。因此，为简洁起见，将仅讨论与这两个实施例示例的不同之处。如图2中可以看到的，第二齿轮15不再与驱动部件10直接以啮合的方式接合，而是利用中间齿轮20的插入与驱动部件10间接旋转连接。相反，中间齿轮20因此与驱动部件10和第二齿轮15直接以啮合的方式接合。此外，与图2相比，两个电动机6、8现在相对于第一旋转轴线43a布置在相反的方向上，其中，第二电动机8连同副行星齿轮16一起被布置成比第一电动机6更靠近驱动桥32。

换句话说，根据本发明的驱动系统1提供了一种用于混合动力车辆的结构，该结构为车轮9a、9b提供直接的内燃机直通驱动。对于此类车辆或传动概念，将介绍以下驱动模式：A)串联式驱动：内燃机3和发电机6生成电能以便为牵引电机8提供动力；B)由电池提供电力驱动，其中，内燃机3断开连接；C)内燃机操作：内燃机3直接连接到车轮9a、9b；D)固定式充电：如A)，仅在车辆31静止时。换挡元件12的各个驱动模式和换挡状态在根据图4的表格中以图形方式示出。可以看出，发电机6在每种驱动模式下都处于活动状态，并且因此代表上部结构/驱动系统1的中心元件。因此，通过使用例如两个连接元件27、29实现用于连接输入端和输出端的技术设计是可能使用。在这种情况下，第一连接元件27被布置在电机轴4和第一齿轮13之间，并且第二连接元件29被布置在第一齿轮13和第二齿轮之间。所有类型的形状配合或摩擦、流体静力、磁性或其他连接也是可以想到的。使用与图3、图5和图6所示的系统相容的系统是特别有利的，该系统仅需要一个致动器系统36进行致动。

换挡元件12基于双同步换挡来设计。与常规构造相比，这不具有空档，而是在中心位置连接所有三个元件4、13、15。在图3中，滑动套筒26位于左侧。因此，实现了串联式操作，存在内燃机3与发电机6的连接。在图5中，滑动套筒26居中。这使得能够实现内燃机3与车轮9a、9b和发电机6连接的内燃操作。在图6中，滑动套筒位于右侧。在这种情况下，可以在发电机6与输出端连接的情况下，实现由电池提供电力驱动。换挡元件12由具有相关联的同步齿轮的两个同步单元以及在接合的情况下用于致动元件的滑动套筒12和用于各个换挡位置的锁定装置25组成。锁定元件34集成在第一齿轮13中。齿轮13设置有通孔，由此滑动套筒26连接两个侧向元件并且仍然可以仅用一个致动系统来致动。

附图标记说明

1 驱动系统

2 输出轴

3 内燃机

4 电机轴

5 第一转子轴

6 第一电动机

7 第二转子轴

8 第二电动机

9a 第一车轮

9b 第二车轮

10 驱动部件

11 齿轮单元

12 换挡装置

13 第一齿轮

14 行星齿轮级

15 第二齿轮

16 副行星齿轮

17 太阳轮

18 行星齿轮

19 行星齿轮架

20 中间齿轮

21 空心齿轮

22 制动装置

23 差速齿轮

24 齿部

25 对接单元

26 滑动套筒

27 第一连接区域

28 第一传动区域

29 第二齿部区域

30 第二传动区域

31 机动车辆

32 驱动桥

33 卡位轮廓

34 卡位元件

35a 第一侧

35b 第二侧

36 致动器

37 杠杆机构

38 杠杆元件

39a 第一端

39b 第二凸缘元件

40 接纳轮廓

41 枢轴点

42 第三制动元件

43a 第一旋转轴线

43b 第二旋转轴线

43c 第三旋转轴线

44 基体

45 接纳孔

46 内齿部

47 滑动部件

48 壳体

49 支承轴承