特許 7415040 多段変速装置を備えるハイブリッド駆動システムおよび自動車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-05

(45)【発行日】2024-01-16

(54)【発明の名称】多段変速装置を備えるハイブリッド駆動システムおよび自動車

(51)【国際特許分類】

   B60K 6/442 20071001AFI20240109BHJP

   B60K 6/26 20071001ALI20240109BHJP

   B60K 6/365 20071001ALI20240109BHJP

   B60K 6/387 20071001ALI20240109BHJP

   B60K 6/40 20071001ALI20240109BHJP

   B60K 6/52 20071001ALI20240109BHJP

   B60K 6/547 20071001ALI20240109BHJP

   B60K 17/04 20060101ALI20240109BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20240109BHJP

【ＦＩ】

B60K6/442

B60K6/26 ZHV

B60K6/365

B60K6/387

B60K6/40

B60K6/52

B60K6/547

B60K17/04 G

B60L50/16

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022559569

(86)(22)【出願日】2021-03-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-10

(86)【国際出願番号】 DE2021100245

(87)【国際公開番号】W WO2021197539

(87)【国際公開日】2021-10-07

【審査請求日】2022-09-29

(31)【優先権主張番号】102020109237.7

(32)【優先日】2020-04-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】515009952

【氏名又は名称】シェフラー テクノロジーズ アー・ゲー ウント コー． カー・ゲー

【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ

【住所又は居所原語表記】Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｔｒ． １－３， ９１０７４ Ｈｅｒｚｏｇｅｎａｕｒａｃｈ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ローラン バイウ

(72)【発明者】

【氏名】ディアク ライツ

【審査官】冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－３２８９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４８５２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ６／４４２

Ｂ６０Ｋ ６／２６

Ｂ６０Ｋ ６／４０

Ｂ６０Ｋ ６／３６５

Ｂ６０Ｋ ６／５２

Ｂ６０Ｋ ６／５４７

Ｂ６０Ｋ ６／３８７

Ｂ６０Ｋ １７／０４

Ｂ６０Ｌ ５０／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハイブリッド自動車（２）のための駆動システム（１）であって、内燃機関（３）と、第１の電気機械（６）であって、そのロータシャフト（４）が、前記内燃機関（３）の出力シャフト（５）に回転的に結合されており、かつ前記出力シャフト（５）に同軸上に配置されている、第１の電気機械（６）と、第２の電気機械（９）であって、そのロータシャフト（７）も前記出力シャフト（５）に同軸上に配置されており、かつクラッチ（８）を介して前記第１の電気機械（６）の前記ロータシャフト（４）から結合解除することができる、第２の電気機械（９）と、２つの出力（１０ａ、１０ｂ；１１ａ、１１ｂ）を有する少なくとも１つの差動変速機（１２、１３）と、を備え、前記出力シャフト（５）が、固定変速段（４２）を介して前記第１の電気機械（６）の前記ロータシャフト（４）に接続されており、前記第２の電気機械（９）の前記ロータシャフト（７）が、２速変速装置（１６）を介して前記少なくとも１つの差動変速機（１２、１３）の入力（１４、１５）に結合されており、
前記固定変速段（４２）の遊星キャリア（４３）が、前記内燃機関（３）の前記出力シャフト（５）に恒久的に接続されていること、および／または、前記固定変速段（４２）の太陽ギア（４４）が、前記第１の電気機械（６）の前記ロータシャフト（４）に接続されていることを特徴とする、駆動システム（１）。

【請求項2】

ハイブリッド自動車（２）のための駆動システム（１）であって、内燃機関（３）と、第１の電気機械（６）であって、そのロータシャフト（４）が、前記内燃機関（３）の出力シャフト（５）に回転的に結合されており、かつ前記出力シャフト（５）に同軸上に配置されている、第１の電気機械（６）と、第２の電気機械（９）であって、そのロータシャフト（７）も前記出力シャフト（５）に同軸上に配置されており、かつクラッチ（８）を介して前記第１の電気機械（６）の前記ロータシャフト（４）から結合解除することができる、第２の電気機械（９）と、２つの出力（１０ａ、１０ｂ；１１ａ、１１ｂ）を有する少なくとも１つの差動変速機（１２、１３）と、を備え、前記出力シャフト（５）が、固定変速段（４２）を介して前記第１の電気機械（６）の前記ロータシャフト（４）に接続されており、前記第２の電気機械（９）の前記ロータシャフト（７）が、２速変速装置（１６）を介して前記少なくとも１つの差動変速機（１２、１３）の入力（１４、１５）に結合されており、
前記２速変速装置（１６）が、２つの遊星変速段（２９、３０）を有することを特徴とする、駆動システム（１）。

【請求項3】

ハイブリッド自動車（２）のための駆動システム（１）であって、内燃機関（３）と、第１の電気機械（６）であって、そのロータシャフト（４）が、前記内燃機関（３）の出力シャフト（５）に回転的に結合されており、かつ前記出力シャフト（５）に同軸上に配置されている、第１の電気機械（６）と、第２の電気機械（９）であって、そのロータシャフト（７）も前記出力シャフト（５）に同軸上に配置されており、かつクラッチ（８）を介して前記第１の電気機械（６）の前記ロータシャフト（４）から結合解除することができる、第２の電気機械（９）と、２つの出力（１０ａ、１０ｂ；１１ａ、１１ｂ）を有する少なくとも１つの差動変速機（１２、１３）と、前記第１の電気機械（６）と前記第２の電気機械（９）とのそれぞれのステータ（２６、３７）を固定した状態で受容するハウジング（２７）と、を備え、前記出力シャフト（５）が、固定変速段（４２）を介して前記第１の電気機械（６）の前記ロータシャフト（４）に接続されており、前記第２の電気機械（９）の前記ロータシャフト（７）が、２速変速装置（１６）を介して前記少なくとも１つの差動変速機（１２、１３）の入力（１４、１５）に結合されており、
前記２速変速装置（１６）の第１の切り替え要素（３１）が、ブレーキとして設計されていること、および／または前記ハウジングに固定された支持領域（３２）と遊星変速段（２９）のうちのリングギア（３３ａ）との間に動作可能に挿入されていることを特徴とする、駆動システム（１）。

【請求項4】

ハイブリッド自動車（２）のための駆動システム（１）であって、内燃機関（３）と、第１の電気機械（６）であって、そのロータシャフト（４）が、前記内燃機関（３）の出力シャフト（５）に回転的に結合されており、かつ前記出力シャフト（５）に同軸上に配置されている、第１の電気機械（６）と、第２の電気機械（９）であって、そのロータシャフト（７）も前記出力シャフト（５）に同軸上に配置されており、かつクラッチ（８）を介して前記第１の電気機械（６）の前記ロータシャフト（４）から結合解除することができる、第２の電気機械（９）と、２つの出力（１０ａ、１０ｂ；１１ａ、１１ｂ）を有する少なくとも１つの差動変速機（１２、１３）と、を備え、前記出力シャフト（５）が、固定変速段（４２）を介して前記第１の電気機械（６）の前記ロータシャフト（４）に接続されており、前記第２の電気機械（９）の前記ロータシャフト（７）が、２速変速装置（１６）を介して前記少なくとも１つの差動変速機（１２、１３）の入力（１４、１５）に結合されており、
前記２速変速装置（１６）の第２の切り替え要素（３４）が、クラッチとして設計されていること、および／または前記２速変速装置（１６）の入力シャフト（３５）と遊星変速段（２９）のうちの１つのリングギア（３３ａ）との間に動作可能に挿入されていることを特徴とする、駆動システム（１）。

【請求項5】

ハイブリッド自動車（２）のための駆動システム（１）であって、内燃機関（３）と、第１の電気機械（６）であって、そのロータシャフト（４）が、前記内燃機関（３）の出力シャフト（５）に回転的に結合されており、かつ前記出力シャフト（５）に同軸上に配置されている、第１の電気機械（６）と、第２の電気機械（９）であって、そのロータシャフト（７）も前記出力シャフト（５）に同軸上に配置されており、かつクラッチ（８）を介して前記第１の電気機械（６）の前記ロータシャフト（４）から結合解除することができる、第２の電気機械（９）と、２つの出力（１０ａ、１０ｂ；１１ａ、１１ｂ）を有する少なくとも１つの差動変速機（１２、１３）と、を備え、前記出力シャフト（５）が、固定変速段（４２）を介して前記第１の電気機械（６）の前記ロータシャフト（４）に接続されており、前記第２の電気機械（９）の前記ロータシャフト（７）が、２速変速装置（１６）を介して前記少なくとも１つの差動変速機（１２、１３）の入力（１４、１５）に結合されており、
前記２速変速装置（１６）の出力シャフト（３６）が、カルダンシャフト（２３）を介して、第１の差動変速機（１２）の入力（１４）に回転的に結合されていることを特徴とする、駆動システム（１）。

【請求項6】

ハイブリッド自動車（２）のための駆動システム（１）であって、内燃機関（３）と、第１の電気機械（６）であって、そのロータシャフト（４）が、前記内燃機関（３）の出力シャフト（５）に回転的に結合されており、かつ前記出力シャフト（５）に同軸上に配置されている、第１の電気機械（６）と、第２の電気機械（９）であって、そのロータシャフト（７）も前記出力シャフト（５）に同軸上に配置されており、かつクラッチ（８）を介して前記第１の電気機械（６）の前記ロータシャフト（４）から結合解除することができる、第２の電気機械（９）と、２つの出力（１０ａ、１０ｂ；１１ａ、１１ｂ）を有する少なくとも１つの差動変速機（１２、１３）と、を備え、前記出力シャフト（５）が、固定変速段（４２）を介して前記第１の電気機械（６）の前記ロータシャフト（４）に接続されており、前記第２の電気機械（９）の前記ロータシャフト（７）が、２速変速装置（１６）を介して前記少なくとも１つの差動変速機（１２、１３）の入力（１４、１５）に結合されており、
前記２速変速装置（１６）の出力シャフト（３６）が、少なくとも１つのギアリング段（１８）を介して、第２の差動変速機（１３）の入力（１５）に接続されていることを特徴とする、駆動システム（１）。

【請求項7】

前記固定変速段（４２）が、遊星変速段として設計されていることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の駆動システム（１）。

【請求項8】

前記クラッチ（８）が、前記２つの電気機械（６、９）のロータ（２８、３８）の間に空間的に配置されていることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の駆動システム（１）。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載の駆動システム（１）を有する自動車（２）であって、前記内燃機関（３）の前記出力シャフト（５）が、前記自動車（２）の車両長手方向軸（２２）に対して平行または同軸上に配置されている、自動車（２）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、乗用車、トラック、バス、または他の実用車両などのハイブリッド自動車であって、内燃機関と、そのロータシャフトが内燃機関の出力シャフトに恒久的回転的に結合されており、かつ当該出力シャフトに同軸上に配置されている、第１の電気機械と、そのロータシャフトも出力シャフトに同軸上に配置されており、かつクラッチを介して第１の電気機械のロータシャフトから結合解除することができる、第２の電気機械と、２つの出力を有する少なくとも１つの差動変速機と、を備える、駆動システムに関する。さらに、本発明は、この駆動システムを備える自動車に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的な駆動システムは、先行技術においてすでに十分に知られている。これに関して、例えば、ＷＯ２００７／００４３５６Ａ１は、２つの電気モータを有するハイブリッド車両のための駆動装置を開示している。さらなる先行技術は、ＥＰ２２８４０３０Ｂ１およびＵＳ８８９４５２５Ｂ２から知られている。

【0003】

しかしながら、先行技術から知られている駆動システムに関して、これらは多くの場合、比較的サイズが大きく、構造が複雑であることが示されている。特に、通常は、より複雑なシフト変速機が使用されており、これは、追加の設置スペースを占めるという事実は別として、駆動システムの組み立てに必要な労力にも悪影響を及ぼす。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、本発明の目的は、先行技術から知られている欠点を排除すること、特に、可能な限り最も単純な構造を有し、設置スペースを節約する効率的に動作する駆動システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明によれば、これは、第２の電気機械のロータシャフトが、２速変速装置（すなわち、２つ超または２つ未満のギアを有していない）を介して少なくとも１つの差動変速機の入力に（回転的に）結合／接続されることによって達成される。

【0006】

このように、一方では、第２の電気機械のロータシャフトと差動変速機との間の接続は、可能な限り単純でコンパクトな変速装置を使用して実現され、他方では、変速装置は、異なるギア比を利用して、駆動システムの効率的な動作のためにいくつかの動作モードに切り替えることができる。

【0007】

さらなる実施形態は、従属請求項とともに特許請求され、以下でより詳細に説明される。

【0008】

したがって、固定変速段が遊星変速段として設計されている場合、さらに有利である。これにより、特にコンパクトな軸方向の設計が可能になる。

【0009】

これに関連して、固定変速段の遊星キャリアが内燃機関の出力シャフトに恒久的に接続されているか、および／または固定変速段の太陽ギアが第１の電気機械のロータシャフトに接続されている場合も便利である。固定変速段のリングギアは、さらに好ましくは、ハウジングに固定されて支持される。これにより、可能な限り単純であり、かつトルクを伝達するのに十分に堅牢である、変速段が得られる。

【0010】

固定変速段は、内燃機関の出力シャフトから第１の電気機械のロータシャフトに伝達される速度を高速にギアリングするように有利に設計されている。これは、可能な限り最も効率的な構造が選択されていることを意味する。

【0011】

さらに、クラッチが２つの電気機械のロータの間に空間的に配置されている場合、有利である。これにより、クラッチを可能な限り省スペース様式で取り付けることも可能になる。

【0012】

変速装置が遊星変速機として設計されており、好ましくは２つの遊星変速段を有する場合も有用である。これにより、さらにコンパクトな軸方向の設計が可能になる。

【0013】

変速装置は、第２の電気機械のロータシャフトから変速装置の出力シャフト（両方のギア）に伝達される速度を低速にギアリングするように有利に設計されている。これは、可能な限り最も効率的な構造が選択されていることを意味する。

【0014】

変速装置の第１の切り替え要素がブレーキとして設計され、および／またはハウジングに固定された支持領域と遊星変速段のうちの１つのリングギアとの間に動作可能に挿入される場合も有利である。これにより、第１の切り替え要素を可能な限りコンパクトにし、設置スペースを節約するように配置することが可能になる。

【0015】

これに関連して、変速装置の第２の切り替え要素がクラッチとして設計され、および／または遊星変速段のうちの１つの入力シャフトとリングギアとの間に動作可能に挿入される場合も有用である。これにより、第２の切り替え要素を可能な限りコンパクトにし、設置スペースを節約するように配置することが可能になる。

【0016】

変速装置の出力シャフトが、カルダンシャフトを介して第１の差動変速機の入力に回転的に結合／接続されている場合も有利である。このタイプのカップリングにより、設置スペースでのさらなる節約をもたらす。

【0017】

この点で、カルダンシャフトがギアリング段を介して第１の差動変速機の入力に接続されている場合も有用である。ギアリング段は、好ましくは、ベベルギアリング段として実装される。

【0018】

変速装置の出力シャフトが、第１の差動変速機への結合の代替としてまたはそれに加えて、少なくとも１つのギアリング段を介して第２の差動変速機の入力に接続されている場合、前輪駆動、後輪駆動、または全輪駆動を単純な様式で実現することができる。

【0019】

この点で、変速装置の出力シャフトが、第１のギアリング段を介して、それに平行に配置された中間シャフトに回転的に結合され、その中間シャフトが第２の差動変速機の入力にさらに接続される場合、さらに便利である。これにより、駆動システムが可能な限り単純になり、設置スペースを節約する。

【0020】

中間シャフトが第２のギアリング段を介して第２の差動変速機の入力に接続されている場合も有利である。第２のギアリング段は、さらに好ましくは、ベベルギアリング段として実装される。これにより、駆動システムが可能な限り単純になり、設置スペースを節約する。

【0021】

さらに、内燃機関の出力シャフトが、好ましくはデュアルマスフライホイールとして実装されるねじり振動ダンパを介して第１の電気機械のロータシャフトに接続される場合に有利であることが証明されている。これにより、特定の動作モードで、内燃機関が減衰様式で残りの駆動トレインに巧みに結合される。

【0022】

さらに、本発明は、内燃機関の出力シャフトが自動車の車両長手方向軸に平行または同軸上に配置されている、上で説明される実施形態のうちの少なくとも１つによる本発明による駆動システムを有する自動車に関する。

【0023】

これに関して、第１の差動変速機の各出力が共同回転のために（自動車の）後輪に接続され、および／または第２の差動変速機の各出力が共同回転のために（自動車の）前輪に接続される場合も有利である。これにより、駆動システムとフロントアクスルまたはリアアクスルの車輪との可能な限り直接的な結合が実現する。

【0024】

内燃機関が車両長手方向軸に沿って前輪の前に配置され、自動車の主な進行方向に見られる場合、これは、前方長手方向設計の内燃機関を有する駆動システムの効率的適用をもたらす。

【0025】

ここで、本発明は、図を参照してより詳細に説明され、その文脈において、様々な例示的な実施形態も示される。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１の実施形態による本発明による駆動システムの概略的な長手方向断面図を示しており、駆動システムでは、内燃機関の出力シャフトおよび２つの電気機械の２つのロータシャフトが互いに同軸上に配置され、一方のロータシャフトが、固定変速段を介して内燃機関の出力シャフトに結合され、他方のロータシャフトが、２速変速装置およびカルダンシャフトを介して後輪差動装置に結合されている。

【図2】第２の実施形態による本発明による駆動システムの概略的な長手方向断面図を示しており、駆動システムでは、変速装置の出力シャフトが、カルダンシャフトと、２つのギアリング段の介在により、第２の差動変速機との両方に結合されている。

【発明を実施するための形態】

【0027】

これらの図は本質的に単なる概略図であり、本発明を理解するためにのみ役立つ。同一の要素には、同一の参照記号が付与されている。

【0028】

図１は、第１の例示的な実施形態による本発明による駆動システム１の構造を示している。駆動システム１は、ハイブリッド駆動システム１として実装され、その結果、ハイブリッド自動車２の好ましい適用分野で使用され、これは、図１に概略的に示されている。

【0029】

駆動システム１は、例えば、ガソリンまたはディーゼル機関の形態の内燃機関３を有し、これは、その出力シャフト５（クランクシャフト）と、自動車２の仮想の車両長手方向軸２２／車両中心線に沿って、すなわち平行または同軸上に配向されている。さらに、この実施形態では、内燃機関３は、車両長手方向軸２２に沿って見たときに、前輪２５のフロントアクスルの前に（すなわち、後輪２４のリアアクスルとは反対側に向いたフロントアクスルの側に）配置されている。

【0030】

図１による第１の例示的な実施形態では、駆動システム１は、以下でより詳細に説明するように、自動車２のリアアクスルの２つの後輪２４を駆動するように機能する。さらなる例示的な実施形態では、以下で図２と併せて説明するように、この駆動システム１は、自動車２のフロントアクスルの２つの前輪２５を駆動するために、または全輪駆動として、すなわち、自動車２のすべての車輪２４、２５を駆動するために、代替的に設計される。

【0031】

内燃機関３の出力シャフト５は、第１の電気機械６の（第１の）ロータシャフト４と同軸上に配置されている。出力シャフト５は、第１のロータシャフト４に恒久的に回転的に結合／接続されている。

【0032】

この実施形態では、出力シャフト５は、とりわけ、ここではスプリングダンパ（例えば、デュアルマスフライホイール）の形態のねじり振動ダンパ２１を介して第１のロータシャフト４に接続されている。

【0033】

さらに、出力シャフト５は、固定変速段４２を介して第１のロータシャフト４に接続されている。この目的のために、固定変速段４２は、入力側で接続シャフト４７に接続され、接続シャフト４７は、出力シャフト５とは反対側に向いたねじり振動ダンパ２１の側にさらに接続されている。出力側では、固定変速段４２は、第１のロータシャフト４に直接接続されている。

【0034】

固定変速段４２は、遊星変速段として設計されている。固定変速段４２の１つの入力は、（第３の）遊星キャリア４３として形成されている。複数の（第３の）遊星ギア４５は、典型的な様式で遊星キャリア４５上で回転可能に支持されている。遊星ギア４５は、（第３の）太陽ギア４４および（第３の）リングギア４６の両方と噛み合い係合している。太陽ギア４４は、固定変速段４２の出力を直接形成し、これは、第１のロータシャフト４にさらに接続されている。本設計では、固定変速段４２のリングギア４６は、ハウジングに固定されて支持されている。

【0035】

第１の電気機械６はさらに、駆動システム１の第１の動作モードで発電機として切り替え可能であるように設計されている。第１の電気機械６は、ハウジング２７に固定して受容される（第１の）ステータ２６を有する。第１のステータ２６に対して、第１の電気機械６の（第１の）ロータ２８は回転可能に支持されている。第１のロータ２８は、共同回転のために第１のロータシャフト４に接続されている。第１のロータシャフト４は、ハウジング２７内で支持されている。

【0036】

第１の電気機械６に加えて、第２の電気機械９が存在する。駆動システム１の第１の動作モードでは、第２の電気機械９は、駆動機械／牽引機械として機能する。第２の電気機械９はまた、ハウジングに固定して受容される（第２の）ステータ３７と、第２のステータ３７に対して回転可能に受容される（第２の）ロータ３８とを有する。第２のロータ３８は、第２の電気機械９に関連する第２のロータシャフト７に直接接続されている。第２のロータシャフト７もまた、ハウジング２７内で支持されている。第２のロータシャフト７は、第１のロータシャフト４および出力シャフト５と同軸上に配置されている。したがって、出力シャフト５、第１のロータシャフト４および第２のロータシャフト７は互いに、同軸上に一列に並んで配置されている。

【0037】

クラッチ８は、好ましくは摩擦クラッチの形態で、２つのロータシャフト４、７の間に動作可能に挿入される。クラッチ８は、２つのロータシャフト４、７を互いにまたは互いから選択的に結合または結合解除するために使用される。クラッチ８の閉位置では、２つのロータシャフト４、７は、共同回転のために互いに接続されており、クラッチ８の開位置では、２つのロータシャフト４、７は、互いから結合解除されている／互いに対して自由に回転可能である。クラッチ８は、２つの電気機械６、９の２つのロータ２８、３８の間に空間的に配置されていることが分かり得る。

【0038】

さらに、第２のロータシャフト７は、正確に２つのギア（異なるギア比を実装する）を有する２速変速装置１６を介して、第１の差動ギア１２（ここでは後輪差動装置）の入力１４に恒久的に回転的に結合／接続されている。

【0039】

第１の例示的な実施形態では、カルダンシャフト２３を使用して、第１の差動変速機１２の入力１４への変速装置１６の出力シャフト３６の回転接続を実装する。カルダンシャフト２３は、第２の電気機械９とは反対側を向いた出力シャフト３６の端部に接続されている。カルダンシャフト２３は、（第３の）ギアリング段１９を介して第１の差動変速機１２の入力１４に結合されている。入力１４は、典型的な様式で入力ギアとして実装される。この実施形態では、入力１４は、ベベルギアとして実装され、したがって、第３のギアリング段１９はベベルギアとして設計されている。

【0040】

この第１の例示的な実施形態では、各々後輪２４に接続された第１の差動変速機１２の２つの出力１０ａ、１０ｂは、内燃機関３の出力シャフト５およびロータシャフト４に対して斜めに、すなわち実質的に垂直に配置されている。

【0041】

したがって、クラッチ８が閉じた状態で、内燃機関３は、第２の動作モードで（第２の電気機械９からの任意選択的な駆動アシスタンスを用いて）、変速装置１６の２つのギアのうちの１つをシフトすることによって、自動車２を直接駆動する。

【0042】

変速装置１６に関して、それが２つの遊星変速段２９、３０を有することがさらに分かり得る。変速装置１６の第１の遊星変速段２９は、変速装置１６の入力シャフト３５を直接形成する。入力シャフト３５は、共同回転のために第２のロータシャフト７に接続されている。さらに、入力シャフト３５は、第１の遊星変速段２９の（第１の）太陽ギア３９ａに直接接続されている。

【0043】

第１の遊星変速段２９は、典型的な様式で、第１の太陽ギア３９ａに加えて、第１の太陽ギア３９ａと噛み合い係合して円周方向に分散して配置された複数の（第１の）遊星ギア４０ａを有し、第１の遊星ギア４０ａはさらに、第１のリングギア３３ａと噛み合い係合している。第１の遊星ギア４０ａはまた、第１の遊星キャリア４１ａ上で回転可能に支持されている。

【0044】

第２の遊星変速段３０もまた、変速装置１６の出力シャフト３６を直接形成し、（第２の）太陽ギア３９ｂと、第２の太陽ギア３９ｂと噛み合い係合して円周方向に分散して配置された複数の（第２の）遊星ギア４０ｂと、ひいては第２の遊星ギア４０ｂと噛み合い係合している（第２の）リングギア３３ｂと、を有する。また、第２の遊星ギア４０ｂは、（第２の）遊星キャリア４１ｂ上で回転可能に支持されている。

【0045】

この実施形態では、第１の遊星キャリア４１ａは、共同回転のために第２の太陽ギア３９ｂに接続されている。第２の遊星キャリア４１ｂは、再び出力シャフト３６に直接遷移するか、または共同回転のためにこの出力シャフト３６に直接接続されている。

【0046】

変速装置１６をその２つの異なるギア間で切り替えるために、２つの切り替え要素３１、３４が提供される。この実施形態では、第１の切り替え要素３１はブレーキとして設計され、したがって、ハウジングに固定された支持領域３２と変速装置１６の構成要素との間に動作可能に挿入されている。この実施形態では、第１の切り替え要素３１は、ハウジングに固定された支持領域３２と第１のリングギア３３ａとの間に動作可能に挿入されている。したがって、第１の切り替え要素３１の作動位置／状態では、第１のリングギア３３ａは、ハウジングに固定されて支持され、一方、第１の切り替え要素３１の非作動位置／状態では、ハウジング２７に対して自由に回転する。

【0047】

この実施形態では、第２の切り替え要素３４は、例えば、摩擦クラッチとして実現されるクラッチとして実装される。第２の切り替え要素３４は、入力シャフト３５と第１のリングギア３３ａとの間に動作可能に挿入されている。その結果、第２の切り替え要素３４の閉位置では、入力シャフト３５および第１のリングギア３３ａは、第１の遊星変速段２９がブロック内で回転するように、共同回転のために結合される。第２の切り替え要素３４の開位置では、第１のリングギア３３ａおよび入力シャフト３５は、互いに対して自由に回転する。

【0048】

さらに、この実施形態では、第２のリングギア３３ｂが、ハウジング２７／ハウジングに固定された支持領域３２に恒久的に接続されていることが見られ得る。

【0049】

図２に示される第２の例示的な実施形態では、本発明による駆動システム１の代替設計が見られ得る。この第２の例示的な実施形態の基本構造は、第１の例示的な実施形態の基本構造と同じであるため、簡潔にするために、これらの２つの例示的な実施形態間の相違のみを以下に説明する。

【0050】

図２では、変速装置１６の出力シャフト３６は、さらに第２の差動変速機１３（前輪差動装置）に結合されて、全輪駆動を実装する。これに関連して、本発明による駆動システム１のさらなる実施形態では、第２の差動変速機１３のみで、すなわち第１の差動変速機１２がなく、前輪駆動を実装することに留意されたい。

【0051】

図２では、変速装置１６の出力シャフト３６は、第１のギアリング段１７（スパーギアギアリング段の形態で）を介して中間シャフト２０に回転的に接続されている。中間シャフト２０は、ロータシャフト４、７と平行に配置されている。中間シャフト２０は、ここではベベルギアリングの形態で、さらに第２のギアリング段１８を介して第２の差動変速機１３の入力１５に接続されている。その結果、入力１５は、ベベルギアとして実現される。したがって、第２のロータシャフト７と第２の差動変速機１３の入力１５との恒久回転結合もある。したがって、第２のロータシャフト７と第２の差動変速機１３の入力１５との回転接続は、変速装置１６、中間シャフト２０、ならびに２つの第１および第２のギアリング段１７、１８を介して実装される。

【0052】

第２の差動変速機１３の２つの出力１１ａ、１１ｂもまた、内燃機関３のロータシャフト４、７および出力シャフト５に対して斜めに、具体的には実質的に垂直に整列している。これに関連して、完全を期すために、図２による図示は、第２の差動変速機１３の第１の出力１１ａが図平面の下方または上方で第１のロータシャフト４と交差し、その結果、当然のことながら、第１のロータシャフト４は、第１の出力１１ａに直接接続されないように理解されるべきであることに留意されたい。

【0053】

換言すれば、このように、パワーシフトのための２速専用ハイブリッド変速機は、本発明に従って、前方長手方向構成の駆動トレインのために実装される。特に、内燃機関３は、長手方向に設置される。さらに、クラッチ８が電気機械６、９の間に挿入される。

【0054】

さらに、第１の電気機械６は、静止ギア比４２（例えば、遊星段）を介してより高速にギアリングされる。第１の電気機械６は、クラッチ８を介して第２の電気機械９に直接接続されている。第２の電気機械９は、静止ギア比（例えば、遊星段２９、３０）の組み合わせを介して低速にギアバックされる。したがって、内燃機関３から差動装置１２、１３へのギアリングは、直接実装される、すなわち、約５．９および２．８である。２つのギアは、ブレーキ３１またはクラッチ３４を作動させることによって可能になる。２つのギアにより、第２の電気機械９の寸法をより小さくすることが可能になる（トルクおよび速度）。これは、Ｖｍａｘおよび起動性能の点で高い要件を有する車両にとっての利点である。

【0055】

図１は、第１の電気機械６もより高速にギアリングする本発明による構造を示している。これは、同じ設置スペースで性能を増加させるために、または同じ性能で必要な設置スペースを少なくするためにも有利である。クラッチ８は、電気機械６、９の間に直接位置し、高い駆動力のために低いトルクを伝達すればよい。

【0056】

ホイール２４への３つの機械（３、６、９）のギアリングは、切り替え要素３１および３４および固定された差動ギア比を有する２つの遊星セット２９および３０によってのみ定義／固定される。

【0057】

図２は、内燃機関３の長手方向の設置および前輪駆動を伴う別の可能な構成レベルを示しており、任意選択的に、全輪駆動が、カルダンシャフト２３および後輪差動装置１２を保持することによって表すこともできる。前輪駆動の場合、トルクはシャフト２０で変速段を介して差動装置１３に伝達される。全輪駆動の場合、ギアリングは、両方の差動装置１２、１３の出力速度が同じになるように選択する必要がある。

【符号の説明】

【0058】

１ 駆動システム
２ 自動車
３ 内燃機関
４ 第１のロータシャフト
５ 内燃機関の出力シャフト
６ 第１の電気機械
７ 第２のロータシャフト
８ クラッチ
９ 第２の電気機械
１０ａ 第１の差動変速機の第１の出力
１０ｂ 第１の差動変速機の第２の出力
１１ａ 第２の差動変速機の第１の出力
１１ｂ 第２の差動変速機の第２の出力
１２ 第１の差動変速機
１３ 第２の差動変速機
１４ 第１の差動変速機の入力
１５ 第２の差動変速機の入力
１６ 変速装置
１７ 第１のギアリング段
１８ 第２のギアリング段
１９ 第３のギアリング段
２０ 中間シャフト
２１ ねじり振動ダンパ
２２ 車両長手方向軸
２３ カルダンシャフト
２４ 後輪
２５ 前輪
２６ 第１のステータ
２７ ハウジング
２８ 第１のロータ
２９ 第１の遊星変速段
３０ 第２の遊星変速段
３１ 第１の切り替え要素
３２ ハウジングに固定された支持領域
３３ａ 第１のリングギア
３３ｂ 第２のリングギア
３４ 第２の切り替え要素
３５ 入力シャフト
３６ 変速装置の出力シャフト
３７ 第２のステータ
３８ 第２のロータ
３９ａ 第１の太陽ギア
３９ｂ 第２の太陽ギア
４０ａ 第１の遊星ギア
４０ｂ 第２の遊星ギア
４１ａ 第１の遊星キャリア
４１ｂ 第２の遊星キャリア
４２ 固定変速段
４３ 第３の遊星キャリア
４４ 第３の太陽ギア
４５ 第３の遊星ギア
４６ 第３のリングギア
４７ 接続シャフト

【図1】

【図2】