用于机动车辆的驱动系统及具有这种驱动系统的机动车辆

1.一种用于机动车辆(1)的驱动系统(2)，该驱动系统具有：
一个变速器(11)，该变速器用于驱动该机动车辆(1)的至少一个驱动桥(13，14)；
一台内燃发动机(3)，该内燃发动机可任选地运行性地连接到该变速器(11)上或者从其上脱离连接；
一个第一电动机器(17)，该第一电动机器可任选地运行性地连接到该至少一个驱动桥(13，14)上或该变速器(11)的一个输出轴(39)上、或者从其上脱离连接；以及一个第二电动机器(19)，该第二电动机器被运行性地连接到该内燃发动机(3)上,该第二电动机器(19)被实施为一个带式起动机-发电机(19)，该带式起动机-发电机是通过一个带式传动(20)而运行性地连接到该内燃发动机(3)的一个曲轴(8)上，所述带式起动机-发电机用于热起动所述内燃发动机；
其中该驱动系统(2)具有一个第三电动机器(25)，该第三电动机器被实施为一个用于冷起动该内燃发动机(3)的起动机(25)，并且该第三电动机器可任选地运行性地连接到该内燃发动机(3)上或者从其上脱离连接。
2.如权利要求1所述驱动系统，其特征在于，该起动机(25)通过一个可脱离结合的小齿轮(26)可任选地运行性地连接到该内燃发动机(3)上或者从其上脱离连接，该小齿轮被设计为接合在该内燃发动机(3)的一个起动机环齿轮(9)之中。
3.如以上权利要求1或2所述的驱动系统，其特征在于，该变速器(11)被实施为一种双离合器变速器(11)，其中该内燃发动机(3)通过一个双离合器(12)可任选地运行性地连接到该双离合器变速器(11)上或者从其上脱离连接。
4.如以上权利要求1或2所述的驱动系统，其特征在于，该驱动系统(2)具有被实施为一个前桥(13)的一个第一驱动桥(13)以及被实施为一个后桥(14)的一个第二驱动桥(14)，其中该第一电动机器(17)可任选地运行性地连接到该前桥(13)上或从其上脱离连接。
5.如以上权利要求1或2所述的驱动系统，其特征在于，该第一电动机器(17)被实施为一个车桥模块(17)，该车桥模块通过车桥齿轮传动(15，16)可任选地运行性地连接到该至少一个驱动桥(13，14)上或者从其上脱离连接。
6.如以上权利要求1或2所述的驱动系统，其特征在于，该第一电动机器(17)具有一个第一离合器装置(18)用于使该第一电动机器(17)从该至少一个驱动桥(13，14)上或者从该变速器(11)的输出轴(39)上脱离连接。
7.如以上权利要求1或2所述的驱动系统，其特征在于，该第一和/或第二电动机器(17，
19)被实施为既用于发电机模式的运行也用于电动机模式的运行。
8.一种机动车辆(1)，具有以上权利要求中任一项所述的一个驱动系统(2)。

用于机动车辆的驱动系统及具有这种驱动系统的机动车辆\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种用于机动车辆的驱动系统以及一种具有这种驱动系统的机动车辆。\n背景技术\n[0002] 虽然本发明可以适用于任何机动车辆，但是所述发明以及其所基于的那些问题是相对于乘用机动车辆来更详细地进行说明的。\n[0003] 混合动力车辆总体上表示带有一种驱动系统的车辆，这种驱动系统具有多个驱动单元(例如一台内燃发动机以及一台电动机器)。为了产生尽可能高的能量效率水平，通常在混合动力车辆中利用所谓的并联式混合动力驱动，所述并联式混合动力驱动允许电动机器与内燃发动机将转矩不仅可替代性地而且累加性地应用到一个变速器上。此外，电动机器还能够作为一台发电机来使用，即，在车辆制动的过程中，它应当有可能回收以动能形式存在的车辆的制动能量并且然后使用所述能量(例如)对电能存储器进行充电。在混合动力机动车辆中频繁的起动与加速过程(例如像在城市交通中所经常发生的那样)优选地是由电动机器来执行或者协助，因为内燃发动机在频繁的负载变化条件下的运行导致了燃油消耗和污染物排放的增加。\n[0004] 除了提供用于对混合动力车辆进行驱动的转矩以及用于对混合动力车辆的能量存储器进行充电的电动机器的发电机模式之外，还对电动机器指派了起动内燃发动机的任务。在此背景下，内燃发动机的可靠的热起动(例如在内燃发动机被短时间关闭后的重新起动)以及可靠的冷启动两者就必须得到确保。\n[0005] JP 2003328907 A相应地说明了一种用于混合动力车辆的驱动系统，该混合动力车辆具有一台内燃发动机、一个连接到该内燃发动机的曲轴上的带式起动机-发电机、以及可以连接到该内燃发动机的起动机环齿轮上的一个小齿轮起动机。这种带式起动机-发电机可靠地允许了内燃发动机从热机状态起动，并且这种带式驱动在一个宽的内燃发动机转速范围内允许了这种带式起动机-发电机的一种发电机模式。通过小齿轮起动机可靠地确保了内燃发动机的冷起动，这种小齿轮起动机与带式起动机-发电机相比可以提供显著更大的转矩。然而，已经发现了这种驱动系统的一个缺点是：由于这种带式起动机-发电机到内燃发动机上的直接连接，仅可能在内燃发动机被拖转的条件下才由这种带式起动机-发电机单独地驱动车辆的这些车桥。这意味着增大的摩擦损失。在通过这种带式起动机-发电机将混合动力车辆的动能转换成电能的过程中，将内燃发动机脱离连接也是不可能的，其结果是在制动能量的转换过程中所述内燃发动机也会产生拖曳转矩和摩擦损失。\n发明内容\n[0006] 因此本发明所基于的目的是提供一种改进的驱动系统，该系统消除了上述这些缺点。\n[0007] 根据本发明，这一目的是通过下述1的驱动系统和/或下述10的机动车辆来实现的，其中2-9是本发明的优选方案：\n[0008] 1.一种用于机动车辆的驱动系统，该驱动系统具有：\n[0009] 一个变速器，该变速器用于驱动该机动车辆的至少一个驱动桥；\n[0010] 一台内燃发动机，该内燃发动机可任选地运行性地连接到该变速器上或者从其上脱离连接；\n[0011] 一个第一电动机器，该第一电动机器可任选地运行性地连接到该至少一个驱动桥上或该变速器的一个输出轴上、或者从其上脱离连接；以及\n[0012] 一个第二电动机器，该第二电动机器被运行性地连接到该内燃发动机上。\n[0013] 2.如1所述驱动系统，其特征在于，该驱动系统具有一个第三电动机器，该第三电动机器被实施为一个用于起动该内燃发动机的起动机，并且该第三电动机器可任选地运行性地连接到该内燃发动机上或者从其上脱离连接。\n[0014] 3.如2所述驱动系统，其特征在于，该起动机通过一个可脱离结合的小齿轮可任选地运行性地连接到该内燃发动机上或者从其上脱离连接，该小齿轮被设计为接合在该内燃发动机的一个起动机环齿轮之中。\n[0015] 4.如以上1-3中的至少一项所述的驱动系统，其特征在于，该第二电动机器被实施为一个带式起动机-发电机，该带式起动机-发电机是通过一个带式传动而运行性地连接到该内燃发动机的一个曲轴上。\n[0016] 5.如以上1-4中的至少一项所述的驱动系统，其特征在于，该变速器被实施为一种双离合器变速器，其中该内燃发动机通过一个双离合器可任选地运行性地连接到该双离合器变速器上或者从其上脱离连接。\n[0017] 6.如以上1-5中的至少一项所述的驱动系统，其特征在于，该驱动系统具有被实施为一个前桥的一个第一驱动桥以及被实施为一个后桥的一个第二驱动桥，其中该第一电动机器可任选地运行性地连接到该前桥上或从其上脱离连接。\n[0018] 7.如以上1-6中的至少一项所述的驱动系统，其特征在于，该第一电动机器被实施为一个车桥模块，该车桥模块通过车桥齿轮传动可任选地运行性地连接到该至少一个驱动桥上或者从其上脱离连接。\n[0019] 8.如以上1-7中的至少一项所述的驱动系统，其特征在于，该第一电动机器具有一个第一离合器装置用于使该第一电动机器从该至少一个驱动桥上或者从该变速器的输出轴上脱离连接。\n[0020] 9.如以上1-8中的至少一项所述的驱动系统，其特征在于，该第一和/或第二电动机器被实施为既用于发电机模式的运行也用于电动机模式的运行。\n[0021] 10.一种机动车辆，具有以上1-9中的至少一项所述的一个驱动系统。\n[0022] 相应地，在此提供了一种用于机动车辆的驱动系统，这种驱动系统具有：一个变速器，该变速器用于驱动该机动车辆的至少一个驱动桥；一台内燃发动机，该内燃发动机可任选地运行性地连接到该变速器上或者从其上脱离连接；一个第一电动机器，该第一电动机器可任选地运行性地连接到该至少一个驱动桥上或到该变速器的一个输出轴上、或者从其上脱离连接；以及一个第二电动机器，该第二电动机器运行性地连接到该内燃发动机上。\n[0023] 另外，在此提供了一种具有这种驱动系统的机动车辆。\n[0024] 因此，提供了一个第一电动机器，这个电动机器运行性地连接到所述的至少一个驱动桥上或者连接到所述的变速器的输出轴上。由于这个第一电动机器并非运行性地直接连接到内燃发动机上，这就有可能向这个驱动系统中输入一个转矩或者将这个第一电动机器作为一个发电机来运行而没有内燃发动机产生的拖曳力矩和/或摩擦损失。\n[0025] 本发明还包括这种驱动系统的多个有利的改进和改善。\n[0026] 根据一种优选的发展，这种驱动系统具有一个第三电动机器，该第三电动机器被实施为一个用于起动内燃发动机的起动机，并且该第三电动机器可任选地运行性地连接到内燃发动机上或者从其上脱离连接。其结果是，可靠地确保了内燃发动机的冷起动，并且这增加了驱动系统的运行可靠性。\n[0027] 根据一个进一步优选的示例性实施方案，这个起动机通过一个可脱离结合的小齿轮可任选地运行性地连接到内燃发动机上或者从其上脱离连接，这个小齿轮被设计为接合在这台内燃发动机的一个起动机环齿轮中。这种强制锁定连接的结果是，在内燃发动机冷起动的情况下有可能传输高的起动转矩。\n[0028] 根据另一个优选的发展，这个第二电动机器被实施为一个带式起动机-发电机，这个起动机-发电机是通过一种带式传动而运行性地连接到内燃发动机的一个曲轴上。其结果是，在这个第二电动机器与曲轴之间有可能进行一种衰减振动的运行性连接。这有利地用于减少噪音。此外，可以在曲轴与第二电动机器之间通过这种带式传动产生一个有利的传动比，并且这个第二电动机器即使在高的内燃发动机转速下也可以被用作一个发电机。\n[0029] 根据另一个优选的实施方案，这个变速器被实施为一种双离合器变速器，其中通过一个双离合器该内燃发动机可任选地运行性地连接到这个双离合器变速器上或者从其上脱离连接。这允许了内燃发动机的转矩被传输到该至少一个驱动桥上而没有中断牵引力，这有利地增加了带有这样一种驱动系统的机动车辆的加速能力。\n[0030] 根据另一个优选的发展，这种驱动系统具有一个实施为前桥的第一驱动桥以及一个实施为后桥的第二驱动桥，其中第一电动机器可任选地运行性地连接到这个前桥上或者从其上脱离连接。这允许了在内燃发动机仅把驱动转矩传输到后桥的条件下前桥额外地得到驱动。\n[0031] 根据另一个优选的发展，这个第一电动机器被实施为一个车桥模块，该车桥模块通过车桥齿轮传动可任选地运行性地连接到该至少一个驱动桥上或者从其上脱离连接。其结果是，该第一电动机器可以有利地整合到这种车桥齿轮传动中，这导致了对该第一电动机器以及因此的对驱动系统的减小的空间需求。\n[0032] 根据另一个优选的发展，这个第一电动机器具有一个第一离合器装置用于使这个第一电动机器从该至少一个驱动桥上或者从这个变速器的输出轴上脱离连接。这防止了这个第一电动机器的连续的同时运转，并且从而防止了发生摩擦损失。\n[0033] 根据另一个优选的实施方案，这个第一和/或第二电动机器被实施为既用于发电机模式的运行也用于电动机模式的运行。这有利地既允许了一种转矩被送入到这种驱动系统中又允许了产生电能来对能量存储器进行充电。\n附图说明\n[0034] 以下将基于这些示例性实施方案并且参照附图中的示意性的图示对本发明更详细地进行说明，在附图中：\n[0035] 图1示出了根据本发明的一个优选实施方案的一种驱动系统的平面视图；\n[0036] 图2示出了根据图1的驱动系统的优选实施方案的驱动系统的侧视图；并且[0037] 图3示出了根据本发明的另一个优选实施方案的一种驱动系统的平面视图。\n[0038] 在附图的这些图示中，除非另行说明，相同的参考符号表示相同的或功能上相同的部件。\n具体实施方案\n[0039] 以下基于图1至图3对本发明的多个优选的示例性实施方案进行说明。\n[0040] 图1至图2展示了带有一个优选实施方案的驱动系统2的一台机动车辆1。驱动系统\n2优选地具有一台内燃发动机3。内燃发动机3具有例如四个气缸4至7。气缸4至7的数目是可选择的，例如内燃发动机3还可以具有三个或六个气缸。内燃发动机3还具有一个曲轴8以及一个起动机环齿轮9，这个环齿轮被提供在例如内燃发动机3的一个飞轮10上。这个飞轮10被优选地固定地安装在曲轴8上。曲轴8穿过内燃发动机3的一个基本上处于直角平行六面体形状的壳体21，所述曲轴8穿过例如所述壳体21的整个长度。飞轮10被安排在例如这个壳体21的一个狭窄侧上。\n[0041] 驱动系统2的一个变速器11(优选地实施为一个双离合器变速器11)可以是通过一个离合器装置12(尤其是通过一个双离合器12)而运行性地连接到内燃发动机3的曲轴8上。\n这个双离合器12具有(例如)一个离合器壳体以及两个离合器从动盘(Kupplungsscheibe)，其中这个离合器壳体没有被更详细地展示并且它被抗扭地连接到曲轴8上，并且这两个离合器从动盘各自抗扭地连接到双离合器变速器11的一个变速器输入轴上并且这两个离合器从动盘可以任选地用非强制锁定的方式运行性地连接到这个离合器壳体上。这就是说内燃发动机3通过双离合器12可以任选地被运行性地连接到变速器11上或者从其上脱离连接。变速器11用于驱动机动车辆1的至少一个驱动桥13、14。驱动系统2优选地实施为一种机械式全轮驱动系，其中优选地一个驱动桥14作为机动车辆1的后桥14被连续地驱动、并且一个驱动桥13作为前桥13被可任选地驱动。为此目的，变速器11具有(例如)一个动力分配装置，这个动力分配装置使得有可能仅驱动后桥14或一起驱动前桥13和后桥14。在这两种运行状态之间的转换是(例如)通过车辆驾驶员手动和/或通过一个对应的闭环/开环控制装置来自动地实现的，这种控制装置对机动车辆1的驱动状态进行评估并且例如对内燃发动机的驱动转矩在这些驱动桥13、14之间的分配进行控制。驱动系统2还具有(例如)前桥齿轮传动15或一个前差速器15、以及后桥齿轮传动16或一个后差速器16，它们对应地用于对施加到所对应的驱动桥13、14上的驱动转矩在机动车辆1的这些轮胎27至30之间进行分配。前桥齿轮传动15和后桥齿轮传动16优选地是通过变速器输出轴44和45运行性地连接到变速器11上。变速器输出轴44优选地实施为一个变速器前输出轴44，而另一个变速器输出轴45优选地实施为一个变速器后输出轴45。\n[0042] 一个第一电动机器17运行性地连接到这些驱动桥13、14之一上(优选地到前桥13上)、或者从其上脱离连接。可替代地，第一电动机器17可以运行性地连接到后桥14上。第一电动机器17可以优选地作为一台发电机或一台电动机来运行。例如，第一电动机器17被实施为人们所说的一个车桥模块17，该车桥模块通过前桥齿轮传动15运行性地连接到前桥13上或者从其上脱离连接。第一电动机器17优选地被整合到前桥齿轮传动15之中。一个第一离合器装置18允许了第一电动机器17运行性地连接到前桥13上或从其上脱离连接。例如，这个第一离合器装置18被实施为一种摩擦式离合器或一种牙嵌式离合器。第一电动机器17优选地实施为一种高电压的电动机器。\n[0043] 一个第二电动机器19运行性地连接到内燃发动机3上，尤其是连接到内燃发动机3的曲轴8上。第二电动机器19被优选地实施为一个带式起动机-发电机19、并且通过一种带式传动20而运行性地连接到内燃发动机3的曲轴8上。这种带式传动20具有提供在带式起动机-发电机19的一个输出轴41上的第一皮带轮22、提供在曲轴8上的第二皮带轮23、以及一条驱动皮带24。第一皮带轮22优选地被抗扭地运行性地连接到输出轴41上，并且第二皮带轮23优选地被抗扭地运行性地连接到曲轴8。这个驱动带24优选地实施为一条三角皮带或一条三角筋条皮带。驱动带24允许转矩以一种摩擦锁定的方式从第一皮带轮22传输到第二皮带轮23上，或反之。在此对带式传动20的传动比进行配置的方式为：使得带式起动机-发电机19可以在内燃发动机3的整个转速范围上作为一个发电机来运转、并且可以通过带式传动20的同一个传动比来起动内燃发动机3。带式传动20构成了在曲轴8与输出轴41之间的一种衰减振动的运行性连接。第二电动机器19同样优选地实施为一种高电压的电动机器。\n[0044] 驱动系统2还可任选地具有一个第三电动机器25，这个电动机器优选地实施为一个用于起动内燃发动机3的起动机25。起动机25可任选地运行性地连接到内燃发动机3上或者从其上脱离连接。为此目的，起动机25具有一个可脱离结合的起动机小齿轮26，该起动机小齿轮被安排在起动机25的一个输出轴42上并且被设计为用于接合在内燃发动机3的起动机环齿轮9之中。优选为抗扭地安排在输出轴42上的这个起动机小齿轮26可以通过起动机\n25的一个致动装置而沿着输出轴42移动，并且因此可以接合在起动机环齿轮9中以便起动内燃发动机3，并且在内燃发动机3完成起动后可以从起动机环齿轮9再次脱离结合。起动机小齿轮26与起动机环齿轮9允许将转矩以一种强制性锁定的方式从输出轴42传输到曲轴8上。在起动机小齿轮26与起动机环齿轮9之间的一种对应的传动比(它优选地不同于带式传动20的传动比)允许传输特别高的起动转矩。起动机25尤其适合于对内燃发动机3的冷起动。起动机25优选地被设计为用于电动机模式的运行。\n[0045] 驱动系统2还具有动力电子装置31以及一个能量存储器32(优选处于电池32的形式)。动力电子装置31通过多个缆线连接39、40被连接到电池32上。动力电子装置31通过多个缆线连接33至35而连接到第一电动机器17上、并且通过多个缆线连接36至38连接到第二电动机器19上。动力电子装置31还可以通过多个对应的缆线连接而连接到起动机25上。第一和第二电动机器17、19优选地通过这些缆线连接33至38和动力电子装置31形成一个高电压回路。这些缆线连接33至40各自用于传输电能和/或数据和/或控制信号。一个耗电装置\n43(例如空调系统的压缩机或油泵)被连接到例如电池32上。\n[0046] 图3示出了带有另一个优选实施方案的驱动系统2的一台机动车辆1。根据图3，本实施方案的驱动系统2不同于根据图1和图2的优选实施方案的驱动系统2之处仅在于连接第一电动机器17的方法。第一电动机器17相应地不能被连接到前桥13上，而是运行性地连接到变速器输出轴44、45之一或两者上或者从其上脱离连接。第一电动机器17优选地被整合到变速器11之中。第一离合器装置18进而用作运行性地将第一电动机器17连接到双离合器变速器11的变速器输出轴44、45上或者从其上脱离连接。第一电动机器17可以例如通过一个齿轮机构或通过一个带式传动来运行性地连接到变速器输出轴44、45上。第一电动机器17可以优选地运行性地连接到变速器输出轴44、45上，其方式为将第一电动机器17产生的转矩传输到前桥13上。\n[0047] 以下将说明根据图1至图3的驱动系统2的工作方法。带式起动机-发电机19或起动机25之一可以用于起动内燃发动机3。由于起动机25到内燃发动机3的曲轴8的强制性锁定的运行性连接，起动机优选地用于冷起动内燃发动机3，而带式起动机-发电机19优选地用于实现内燃发动机3的热起动。起动机25可以尤其有利地用在大容量的内燃发动机中。是用起动机25还是用带式起动机-发电机19来起动内燃发动机3可以例如通过对应的控制装置来确定，该控制装置确定了例如内燃发动机3的温度水平并且然后对应地驱动起动机25或带式起动机-发电机19。在驱动系统2的一个替代实施方案中，内燃发动机3是仅由带式起动机-发电机19来起动。在内燃发动机3的运行过程中，第三电动机器25是从内燃发动机3上脱离连接的。为此目的，起动机小齿轮26是从起动机环齿轮9上脱离结合的。带式起动机-发电机19通过带式传动20与内燃发动机3同时地运转。\n[0048] 通过离合器装置12的对应的致动，内燃发动机3或是从变速器11上脱离连接或是运行性地连接到其上。在脱离连接的状态下，内燃发动机3例如用于实现带式起动机-发电机19的发电机模式的运行，这个带式起动机-发电机19因此可以被用于例如实现对能量存储器32的静止状态下的充电。为此目的，由带式起动机-发电机19所产生的电能通过动力电子装置31而输送到电池32中。因此，即使在机动车辆1的静止模式中，也可靠地防止了耗能装置43将电池32完全地放电。\n[0049] 在机动车辆1的驱动模式中，内燃发动机3的曲轴8是通过离合器装置12而运行性地连接到变速器11上。内燃发动机3的驱动转矩经由变速器11、这些变速器输出轴44和45以及车桥齿轮传动15、16而传输到驱动桥13、14上。例如，变速器11还可以进行切换的方式为使得内燃发动机仅将一个驱动转矩传输到后桥14上。取决于机动车辆1的驱动状态，带式起动机-发电机19是作为发电机被内燃发动机3驱动的以便对电池32进行充电、或是作为一个电动机来运行并且从而对内燃发动机3的曲轴8施加一个额外的转矩。一个额外的转矩还可以通过第一电动机器17输入到驱动系统2中。为此目的，第一离合器装置18进行切换的方式为使得第一电动机器17运行性地连接到前桥13上或连接到变速器11的输出轴44、45上。例如，前桥13因此可以被电动机驱动，而后桥14可以被内燃发动机驱动。\n[0050] 通过使离合器装置12打开，内燃发动机3从变速器11上脱离连接，并且有可能通过第一电动机器17单独地对驱动系统2进行驱动。机动车辆1因此可以单独地通过第一电动机器17而移动，其中内燃发动机3是从驱动系统2上脱离连接的并且因此既不产生拖曳力矩也不产生摩擦损失。在这种运行状态下，内燃发动机3或者可以被关闭或者可以被用于对电池\n32进行充电。在驱动系统2的再生模式中，即当正在对机动车辆1的运动能量进行回收时，还有可能使所有的运动能量全部被第一电动机器17转换成电能。如果第一电动机器17的制动作用是不足够的，通过对离合器装置12对应地进行切换而将内燃发动机3和第二电动机器\n19(同样在发电机模式中运转)连接上。\n[0051] 根据图1至图3的驱动系统2因此有利地允许了内燃发动机3的可靠的热起动和冷起动两者、电池32的静止状态下的充电、机动车辆1在纯电动机模式中以及在累加式电动机/内燃发动机模式中的运行、以及机动车辆1的动能的回收。此外，所说明的驱动系统2可以用于将内燃发动机3的动力传输到带式起动机-发电机19上以便在机动车辆1的高度动态的行驶过程中对电池32进行充电(例如在一个正在行驶通过的弯道顶点处，在这个顶点处只能向一个轮胎27-30传输一个最大的横向力而没有纵向力，并且因此也不可能使用内燃发动机3的动力来在这个顶点处使机动车辆1移动)。在车辆已经离开弯道的顶点后，这些存储的能量可以进而被用来通过这两个电动机器17、19而实现加速离开这个弯道。这种所谓的顶点充电因此允许使用内燃发动机3的时间分量得以增加。