(57)【要約】  本発明は、出力要素へ必要性に応じたトルクを提供するための、燃焼パワートレインおよび電気パワートレインを有するハイブリッド駆動トレインに関し、燃焼パワートレインは、少なくとも以下の構成要素、すなわち、  内燃機関と、  発電機と、  可変変速機と、  内燃機関から出力要素へのトルク伝達を接続および切断するためのトルククラッチと、を有し、  電気パワートレインは、少なくとも１つの電気機械を備え、  ハイブリッド駆動トレインはまた、内燃機関および電気機械の速度を減速するための、出力要素に接続されたトルク伝達固定速度減速歯車装置も備える。ハイブリッド駆動トレインは、  減速歯車装置が、直接燃焼入力段および直接電気入力段を有し、  可変変速機が、内燃機関と並列にオフセットされている、かつ／もしくは軸方向に重なっており、かつ／または  単段固定速度トルク伝達駆動部のみが、駆動シャフトの軸方向拡張部として提供されている点を、主に特徴としている。  ここで提案するハイブリッド駆動トレインにより、それぞれのスペース要件に柔軟に適応することができる、非常に省スペースなアーキテクチャが実現される。
2021518828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力要素（４、５）へ必要性に応じたトルクを提供するための、燃焼パワートレイン（２）および電気パワートレイン（３）を有するハイブリッド駆動トレイン（１）であって、
前記燃焼パワートレイン（２）が、少なくとも、
トルクを供給するための駆動シャフト（７）を有する内燃機関（６）と、
トルクを電気エネルギーに変換するための発電機シャフト（９）を有する発電機（８）と、
前記駆動シャフト（７）のトルクを可変的に変換するように構成された可変変速機（１０）と、
前記内燃機関（６）から前記出力要素（４、５）へのトルク伝達を接続および切断するためのトルククラッチ（１１）と、を有し、
前記電気パワートレイン（３）が、トルクを供給するためのローターシャフト（１４）を備えた少なくとも１つの電気機械（１３）を備え、
前記ハイブリッド駆動トレイン（１）が、さらに、前記内燃機関（６）および前記電気機械（１３）の速度を減速するための、前記出力要素（４、５）に接続されたトルク伝達固定速度減速歯車装置（１５）を備え、
前記トルク伝達固定速度減速歯車装置（１５）が、前記燃焼パワートレイン（２）用の直接燃焼入力段（１６）と、前記電気パワートレイン（３）用の直接電気入力段（１７）とを有する、ことを特徴とするハイブリッド駆動トレイン。
【請求項２】
出力要素（４、５）へ必要性に応じたトルクを提供するための、燃焼パワートレイン（２）および電気パワートレイン（３）を有するハイブリッド駆動トレイン（１）であって、
前記燃焼パワートレイン（２）が、少なくとも、
トルクを供給するための駆動シャフト（７）を有する内燃機関（６）と、
トルクを電気エネルギーに変換するための発電機シャフト（９）を備えた発電機（８）と、
前記駆動シャフト（７）のトルクを可変的に変換するように構成された可変変速機（１０）と、
前記内燃機関（６）から前記出力要素（４、５）へのトルク伝達を接続および切断するためのトルククラッチ（１１）と、を有し、
前記電気パワートレイン（３）が、トルクを供給するためのローターシャフト（１４）を備えた少なくとも１つの電気機械（１３）を備え、
前記ハイブリッド駆動トレイン（１）が、さらに、前記内燃機関（６）および前記電気機械（１３）の速度を減速するための、前記出力要素（４、５）に接続されたトルク伝達固定速度減速歯車装置（１５）を備え、
前記燃焼パワートレイン（２）の前記可変変速機（１０）が、前記内燃機関（６）と並列にオフセットされている、かつ／または軸方向に重なっている、ことを特徴とするハイブリッド駆動トレイン。
【請求項３】
出力要素（４、５）へ必要性に応じたトルクを提供するための、燃焼パワートレイン（２）および電気パワートレイン（３）を有するハイブリッド駆動トレイン（１）であって、
前記燃焼パワートレイン（２）が、少なくとも、
トルクを供給するための駆動シャフト（７）を有する内燃機関（６）と、
トルクを電気エネルギーに変換するための発電機シャフト（９）を有する発電機（８）と、
前記駆動シャフト（７）のトルクを可変的に変換するように構成された可変変速機（１０）と、
前記内燃機関（６）から前記出力要素（４、５）へのトルク伝達を接続および切断するためのトルククラッチ（１１）と、を有し、
前記電気パワートレイン（３）が、トルクを供給するためのローターシャフト（１４）を備えた少なくとも１つの電気機械（１３）を備え、
前記ハイブリッド駆動トレイン（１）が、さらに、前記内燃機関（６）および前記電気機械（１３）の速度を減速するための、前記出力要素（４、５）に接続されたトルク伝達固定速度減速歯車装置（１５）を備え、
前記出力要素（４、５）への前記可変変速機（１０）によるトルク伝達のために、前記駆動シャフト（７）の軸方向拡張部として、単段固定速度トルク伝達駆動部（１８、１９）のみが設けられる、ことを特徴とするハイブリッド駆動トレイン。
【請求項４】
出力要素（４、５）へ必要性に応じたトルクを提供するための、燃焼パワートレイン（２）および電気パワートレイン（３）を有するハイブリッド駆動トレイン（１）であって、
前記燃焼パワートレイン（２）が、少なくとも、
トルクを供給するための駆動シャフト（７）を有する内燃機関（６）と、
トルクを電気エネルギーに変換するための発電機シャフト（９）を備えた発電機（８）と、
前記駆動シャフト（７）のトルクを可変的に変換するように構成された可変変速機（１０）と、
前記内燃機関（６）から前記出力要素（４、５）へのトルク伝達を接続および切断するためのトルククラッチ（１１）と、を有し、
前記電気パワートレイン（３）が、トルクを供給するためのローターシャフト（１４）を備えた少なくとも１つの電気機械（１３）を備え、
前記ハイブリッド駆動トレイン（１）が、さらに、前記内燃機関（６）および前記電気機械（１３）の速度を減速するための、前記出力要素（４、５）に接続されたトルク伝達固定速度減速歯車装置（１５）を備え、
３つのスイッチング状態を有するトルククラッチ（１１）が、前記可変変速機（１０）の入力側に設けられる、ことを特徴とするハイブリッド駆動トレイン。
【請求項５】
請求項１から４のうちの少なくとも２つに記載のハイブリッド駆動トレイン（１）。
【請求項６】
前記駆動シャフト（７）、前記発電機シャフト（９）および前記ローターシャフト（１４）が同じ軸方向（２２）を指す、請求項１から５のうちいずれか一項に記載のハイブリッド駆動トレイン（１）。
【請求項７】
前記燃焼パワートレイン（２）における前記トルククラッチ（１２）が、以下の３つのスイッチング状態ａ．からｃ．のうちの少なくとも２つを準備状態で維持するように構成される、請求項１から６のうちいずれか一項に記載のハイブリッド駆動トレイン（１）：
ａ．前記発電機（８）および前記内燃機関（６）が、トルク伝達方式で前記出力要素（４、５）に接続される、
ｂ．前記出力要素（４、５）への燃焼側トルク伝達が遮断され、前記発電機（８）が、トルク伝達方式で前記内燃機関（６）にのみ接続される、
ｃ．前記燃焼側では、前記発電機（８）のみまたは前記内燃機関（６）のみがトルク伝達方式で前記出力要素（４、５）に接続される。
【請求項８】
前記発電機シャフト（９）が、好ましくは単段減速方式でリングギアを備えるトルク伝達ユニット（２３）によってトルク伝達方式で前記可変変速機（１０）に接続される、請求項１から７のうちいずれか一項に記載のハイブリッド駆動トレイン（１）。
【請求項９】
前記可変変速機（１０）が、連続的に調整可能な変換比を有するベルト変速機として構成され、
前記発電機（８）および前記内燃機関（６）が、好ましくは、前記変速機の入力側においてトルク伝達方式で接続される、請求項１から８のうちいずれか一項に記載のハイブリッド駆動トレイン（１）。
【請求項１０】
前記トルク伝達固定速度減速歯車装置（１５）が、差動装置（４２）として、好ましくは平歯車差動装置として構成されるか、または差動装置（４２）に構造的に一体化される、請求項１から９のうちいずれか一項に記載のハイブリッド駆動トレイン（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力要素へ必要性に応じたトルクを提供するための、燃焼パワートレインおよび電気パワートレインを有するハイブリッド駆動トレインに関し、燃焼パワートレインは、少なくとも以下の構成要素、すなわち、
内燃機関と、
発電機と、
可変変速機と、
内燃機関から出力要素へのトルク伝達を接続および切断するためのトルククラッチと、を有し、
電気パワートレインは、少なくとも１つの電気機械を備え、
ハイブリッド駆動トレインはまた、内燃機関および電気機械の速度を減速するための、出力要素に接続されたトルク伝達固定速度減速歯車装置も備える。ハイブリッド駆動トレインは、
減速歯車装置が、直接燃焼入力段および直接電気入力段を有し、
可変変速機が、内燃機関と並列にオフセットされている、かつ／もしくは軸方向に重なっており、かつ／または
単段固定速度トルク伝達駆動部のみが、駆動シャフトの軸方向拡張部として提供されている点を、主に特徴としている。
【０００２】
あるいは、ハイブリッド駆動トレインは、３つのスイッチング状態のトルククラッチが可変変速機の入力側に設けられる点を、主に特徴としている。
【背景技術】
【０００３】
自動車用のハイブリッド駆動トレインは、先行技術から知られており、これは、通常はガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンである内燃機関および電気機械が提供され、電気機械は、一般に、その出力、通常は２つの駆動輪を介して自動車を駆動するように構成される。電気機械は、並列または直列に接続される。フルハイブリッドまたはＰＨＥＶハイブリッドでは、電気機械は、自動車を独立して駆動するように構成される。さらに、内燃機関は、それによってアキュムレータを充電することができる電気エネルギーを発生させるための発電機とともに構成される。これらのフルハイブリッドのいくつかは、内燃機関および／または発電機が、例えばいわゆるブーストのために、少なくとも電気機械のトルクを増大させるために出力要素に供給することができるように構成される。さらに、内燃機関と出力要素との間の無段変速機のためのバリエータとして例えば無段変速機（ＣＶＴ）などのベルト変速機が使用されることが知られている。これは、常に最適な負荷ポイントで内燃機関を動作させることを可能にする。
【０００４】
先行技術では、少なくとも発電機は、内燃機関の拡張部として配置されている。そして、発電機は、直接接続または単一のギア段を介して内燃機関に連結される。多くのアプリケーションでは、例えば、これは従来の設計であり、したがって１つの従来の内燃機関と１つのオルタネーター（エンジントルクを吸収するための発電機のみ）のみで十分であることから、エンジンルーム内の設置スペースが限られていることが問題である。したがって、ユニットに必要なスペースを削減するために、複雑な対策を講じる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこから進んで、本発明の目的は、先行技術から知られている欠点を少なくとも部分的に解消することである。本発明にかかる特徴は、有利な構成が従属請求項に示されている独立請求項から生じる。特許請求の範囲の特徴は、任意の技術的に賢明な方法で組み合わせることができ、本発明の追加の実施形態を含む以下の詳細な説明および図からの特徴の説明もまた、この目的のために使用することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下では、特に明記しない限り、軸方向、半径方向または円周方向および対応する用語が使用される場合、燃焼軸、すなわち燃焼機関の（理論）軸が参照される。特に明記されていない限り、前および後の説明で使用される序数は、明確に区別する目的でのみ使用され、指定された構成要素の順序またはランキングを示すものではない。１よりも大きい序数は、そのような他の構成要素が存在しなければならないことを必ずしも意味しない。以下において減速が使用されている場合、これは、変換比が１未満であることを意味する。一方、変換が参照されている場合、これは、減速の反対として明示的に述べられていない限り、１よりも大きい変換比に限定されるものではない。変換比は、常に速度に関連している。
【０００７】
本発明は、少なくとも以下の構成要素、すなわち、
トルクを供給するための駆動シャフトを有する内燃機関と、
トルクを電気エネルギーに変換するための発電機シャフトを有する発電機と、
トルクを供給するためのローターシャフトを有する電気機械と、
駆動シャフトのトルクを連続的に変換するように構成されたベルト変速機と、
内燃機関および／または電気機械によるトルク入力の消費部としての出力要素と、
出力要素へのトルク伝達を接続および切断するためのトルククラッチと、を有するハイブリッド駆動トレインに関する。
【０００８】
ハイブリッド駆動トレインは、ベルト変速機（ＣＶＴバリエータ）の後に配置された内燃機関分岐の変速装置（減速段）と、電気機械の後に配置された電力分岐の変速段とが、差動装置に連結された上流の平歯車段を備えた遊星段において組み合わされる、点を主に特徴としている。
【０００９】
さらにまた、ハイブリッド駆動トレインは、
電気機械の可撓性接続のための中間輪と、
ＣＶＴバリエータの上流に配置された歯付きチェーン段であって、これは１の変換比を有することができる、歯付きチェーン段と、
クラッチ、特にＣＶＴバリエータと歯付きチェーン段との間のドッグクラッチなどの分離要素と、
内燃機関に対して固定の変換比を備えた、バリエータの上流に配置された発電機であって、特に、トルクを発生させることもできるモーター発電機として構成された、発電機と、を備えることができる。
【００１０】
ここで提案されているハイブリッド駆動トレインの構造は、内燃機関に対する拡張部において且つダンパー／２マスフライホイールの後に、１つの歯付きチェーン段または１つの平歯車段のみ有する。変速機の残りの部分は、内燃機関（燃焼器）の後側に、すなわち、内燃機関の長手軸に並列に配置されている。
【００１１】
公知のハイブリッド駆動トレインは、通常、内燃機関分岐から且つ電動分岐から差動装置へのトルクフローにおいて、別個の二重減速段を備えている。これらの冗長な減速段は、遊星歯車と単一の上流の平歯車段において組み合わされているために、ここで省略されることができる。その結果、内燃機関および電動分岐のそれぞれにおいて、減速段を省略することができる。これは、より少ないシャフトおよび軸受をもたらし、向上した効率をもたらす。さらにまた、電気機械のより可撓性接続および全ての平歯車段の最適な寸法決めのために、追加の中間歯車を配置することができる。使用される遊星歯車は、差動装置（好ましくは、平歯車差動装置）の上流に接続され、そこに一体化されることができる。
【００１２】
一体化された遊星歯車の使用と、冗長構造の関連する廃止は、設置スペースと駆動部全体の個々の歯車要素のさらなる一体化という点で利点をもたらす。
【００１３】
歯付きチェーン段とＣＶＴバリエータとの間に分離要素が配置されているため、発電機Ｅマシン（モーター発電機）がＣＶＴバリエータを介して駆動されている間、内燃機関を切断することができる。発電機（モーター発電機）は、ＣＶＴバリエータの上流に配置されているため、発電時に充電下においてバリエータを動作させる必要がなく、発電機Ｅマシンによって駆動しているときにバリエータースプレッドを使用することができる。
【００１４】
代替的にまたは追加的に、本発明は、さらに、出力要素へ必要性に応じたトルクを提供するための、燃焼パワートレインおよび電気パワートレインを備えるハイブリッド駆動トレインに関し、
燃焼パワートレインは、少なくとも以下の構成要素、すなわち、
トルクを供給するための駆動シャフトを有する内燃機関と、
トルクを電気エネルギーに変換するための発電機シャフトを有する発電機と、
駆動シャフトのトルクを可変的に変換するように構成された可変変速機と、
内燃機関から出力要素へのトルク伝達を接続および切断するためのトルククラッチと、を有し、
電気パワートレインが、トルクを供給するためのローターシャフトを備えた少なくとも１つの電気機械を備え、
ハイブリッド駆動トレインは、さらに、内燃機関および電気機械の速度を減速するための、出力要素に接続されたトルク伝達固定速度減速歯車装置を備える。
【００１５】
ハイブリッド駆動トレインは、減速歯車装置が、燃焼パワートレイン用の直接燃焼入力段と、電気パワートレイン用の直接電気入力段とを有する点を、主に特徴としている。
【００１６】
あるいは、ハイブリッド駆動トレインは、燃焼パワートレインの可変変速機が内燃機関と並列にオフセットされている、かつ／または軸方向に重なっている点を、主に特徴としている。
【００１７】
あるいは、ハイブリッド駆動トレインは、出力要素への可変変速機によるトルク伝達のために、駆動シャフトの軸方向拡張部に単段固定速度トルク伝達駆動部のみが設けられている点を、主に特徴としている。
【００１８】
あるいは、ハイブリッド駆動トレインは、３つのスイッチング状態のトルククラッチが可変変速機の入力側に設けられる点を、主に特徴としている。
【００１９】
一実施形態によれば、ハイブリッド駆動トレインは、ここで言及される代替実施形態の少なくとも２つにしたがって形成される。
【００２０】
ハイブリッド駆動トレインは、利用可能なエネルギーを可能な限り長く駆動し、内燃機関の二酸化炭素排出量を最大限低く抑えるように構成される。この目的のために、電気エネルギーを貯蔵する比較的大きなアキュムレータが通常提供される。可能であれば、アキュムレータは、いわゆるプラグインハイブリッドとして外部エネルギー源に接続されて充電される必要がある。この純粋な電気的動作（スイッチング状態１：電気機械または電気パワートレインおよび／またはモーター発電機のみが駆動部である）は、従来の大規模発電所およびいわゆる再生可能（電気）エネルギー発電機などの全体的により効率的な（電気）エネルギー発電機、二酸化炭素排出量の削減、および大規模な人々の集まりの直接的な環境における窒素酸化物や微粉などの有害物質の排出量の削減をもたらすことが期待される。内燃機関は、バッテリーの充電状態が低いとき、または運転状態が内燃機関に最適であるとき（一定の走行速度での陸上走行）にのみ動作する必要がある（スイッチング状態２：電気機械なしの駆動部としての内燃機関または燃焼パワートレイン）。あるいは、内燃機関は、一定の充電をサポートするように切り替えられる（スイッチング状態３：電気機械および内燃機関が駆動部を形成する）。
【００２１】
さらなる態様によれば、高トルクを達成するために、内燃機関（スイッチング状態３に対応する）のみ、または好ましくはいわゆるモーター発電機としての発電機のみが、トルク出力用の電気機械（スイッチング状態４ａ：純粋な電気ブーストまたは純粋な電気駆動）または（モーター）発電機として適切であり、内燃機関（スイッチング状態４ｂ：システム全体のブーストまたはシステム全体の駆動）は、より長期間にわたって電気機械のトルク出力のブーストまたはトルク出力の増加のために切り替えられる。さらにまた、バッテリーの充電状態が低い場合、予防策として、または直接消費のために、内燃機関および発電機によって電気エネルギーを発生させる。１つのケース（スイッチング状態５ａ：燃焼側入力電力なしの充電）では、出力は、依然として電気機械のみによって駆動されるか、または出力は、いかなるトルクも吸収しない。他の場合では、トルクは、内燃機関から出力要素にさらに出力される（スイッチング状態５ｂ：燃焼側からの補助駆動電力による充電）。
【００２２】
内燃機関は、好ましくは、駆動シャフトとしてクランクシャフトを有するピストンエンジンである。駆動シャフトは、残りの駆動トレインから高効率でトルク出力に重畳されたトルク振動を分離するために、例えばデュアルマスフライホイールおよび／または遠心力振り子などの少なくとも１つのトルクダンパーを備えることが好ましい。そのようなトルクダンパーは、好ましくは、ベルト変速機の上流のトルクフローに配置される。
【００２３】
上記の説明から分かるように、発電機は、その発電機シャフトを介してトルクを吸収し、それを電気エネルギーに変換するように構成される。好ましい実施形態では、（モーター）発電機は、トルク伝達方式でトルクを供給するために、スイッチング状態４ｂにしたがって、その発電機シャフトを介して出力に接続されることができる。さらにまた、発電機および／または電気パワートレインの電気機械は、トルクを吸収するためにトルク伝達方式で接続されることができるため、出力または移動中の自動車の慣性エネルギーは、減速しているときに電気エネルギーに変換されてアキュムレータに供給される（スイッチング状態６：回生、すなわち、発電機または電気パワートレインの電気機械における調整可能な磁気抵抗を介して電気エネルギーを回生する電気ブレーキ）。内燃機関は、好ましくは、出力要素から切断される。代替的にまたは追加的に、発電機は、発電機で生成された電気エネルギーが電気機械における使用に直接利用できるように、インバータを介して電気機械に直接電気的に接続される。
【００２４】
電気パワートレインの電気機械は、可能な最も効率的な消費によって可能な最高のトルクを供給するように最適化され、好ましくはトルク吸収、すなわち回生のために構成される。高トルク電気機械では、ローターシャフトは、分離クラッチなしで出力要素に恒久的に接続される。そして、電気機械は、電力が低下するたびに出力要素においてトルクを出力するように接続される。電気機械と比較して高いトルクを有する内燃機関の場合、追加の分離クラッチまたはフリーホイールが、ローターシャフトと出力要素との間に設けられることが好ましい。
【００２５】
必要な速度範囲およびトルク範囲は、多くの場合、可変変換なしの電気機械によってカバーされることができるが、速度範囲は、可変変換が必要になるように、内燃機関の使用可能なトルク範囲に制限される。この目的のために、可変変速機が燃焼パワートレインに設けられる。これは、駆動シャフトのトルクを可変的に変換するように構成される。そのような可変変速機は、例えば、切り替え可能なギアステップ変速機、ベルト変速機、例えばプッシュチェーン駆動部、または他の公知のもしくはまだ開発されていない変速機である。自動車の速度とエンジン速度との間には関係がないことが多いため、比率は、自動システムを使用して変更されることが好ましい。可変変速機の入力側は、内燃機関からのトルク吸収側であり、可変変速機の出力側は、出力要素へのトルク出力側である。これは、例えば、出力要素から発電機への回生のために、トルクが反対方向に流れることを決して排除しない。
【００２６】
さらに、トルククラッチが燃焼パワートレインに設けられ、これは、出力要素への電力出力の接続および切断を可能にする。トルククラッチは、例えば、滑りによって相対速度を調整することができる摩擦クラッチ、または出力または出力要素への入力に対する低い相対速度（減速される速度）がないかまたは低いものだけが存在することができるドッグクラッチである。一実施形態によれば、トルククラッチは、ハブコーンおよび（丸みを帯びた）多角形のドライバコーンを備えた、いわゆるウェッジクラッチとして構成され、好ましくは対応する受入コーンが中実ばねとして構成される。そのようなウェッジクラッチでは、係合が純粋に形状嵌めではなく、圧力嵌めであるため、２０から３０ｒｐｍ［毎分回転数］の相対速度の間で切り替えることができる。発電機の速度は、自由に調整することができ、内燃機関の駆動シャフトの速度は、少なくとも始動後、比較的正確に調整することができる。その結果、相対速度は、そのようなクラッチが（ほぼ）任意の状態に切り替えられることができるように、ゼロに調整されることができるか、または少なくともゼロに十分近付けることができる。したがって、高い相対速度における滑りが許容されるトルククラッチは必要ない。
【００２７】
電気パワートレインおよび燃焼パワートレインの双方の出力には、減速歯車装置が備えられており、これにより、２５０ｒｐｍ［毎分２５０回転］を超え３，５００ｒｐｍ［毎分３，５００回転］以上の範囲で、燃焼側速度（剛性および／または可変パイロットギアによる減速後の半分のエンジン速度）は、約７０ｒｐｍ（直径約７５ｃｍ［７５センチメートル］のタイヤでは約１０ｋｍ／ｈに相当［１０毎時キロメートル］）から約１，５００ｒｐｍ（約２００ｋｍ／ｈに相当）までの、例えばタイヤなどの駆動輪の必要な回転速度に減速する。
【００２８】
電気パワートレインの電気機械は、一般に、出力要素におけるトルク出力のために燃焼側のシャフトとは非常に異なる速度を有するため、電気機械用に別個のギアが設けられている。出力要素においてトルクを出力するための燃焼側のシャフトは、以下では出力シャフトと呼ばれる。
【００２９】
しかしながら、ここでは、電気側の別個の変速機を省くことが現在提案されている。代わりに、減速歯車装置は、燃焼パワートレイン用の直接燃焼入力段と、電気パワートレイン用の直接電気入力段とを有する。直接（減速）段は、単段トルク伝達用の装置である。
【００３０】
一実施形態では、例えば、内燃パワートレインの出力シャフトと減速歯車装置との間にさらなる歯車は設けられず、かつ／または電気機械のローターシャフトと減速歯車装置との間にさらなる歯車は設けられない。むしろ、減速歯車装置は、例えば出力シャフト用の平歯車とローターシャフト用の平歯車とを備えた単一の受入シャフトを有するため、燃焼パワートレインおよび電気パワートレインは、双方とも、減速歯車装置の（共通）受入シャフトに対する直接的なトルク−伝達効果を有する。
【００３１】
一実施形態では、減速歯車装置は、好ましくは１つまたは複数の遊星歯車段として構成された、受入シャフトおよび同軸減速段を有する。したがって、同軸減速段は、減速歯車装置の構造的構成要素であり、そのような減速歯車装置は、好ましくは、構造ユニットとして製造することができ、用途に設置する前に分解する必要なく事前に組み立てることができる。同軸減速段は、電気パワートレイン用の中間レセプタクルを形成し、その電気機械は、高速と呼ばれ、例えば、最大１８，０００ｒｐｍ［毎分１８，０００回転］さらには２５，０００ｒｐｍまでの速度である。これは、高トルク、または、例えば、電気機械のより小さな半径方向拡張、すなわち、高出力密度にとって有利である。
【００３２】
一実施形態では、受入シャフトは、単一の（受入）平歯車を有し、中間歯車は、好ましくは、ローターシャフトと受入平歯車との間に設けられる。この中間歯車は、単に、電気パワートレインの電気機械と減速歯車装置または差動装置との間の必要な中心距離を維持するための中間歯車を形成するだけである。
【００３３】
一実施形態では、ローターシャフトは、受入シャフトの別個の（第１の受入）平歯車に作用し、出力シャフトは、受入シャフトの他の（第２の受入）平歯車に作用する。
【００３４】
一実施形態では、前述の実施形態の複数が互いに組み合わされ、例えば、電気パワートレイン用の同軸減速段を備えた中間歯車であり、同軸減速段は、さらなる減速段と相互作用し、後者のさらなる減速段は、同時に燃焼パワートレイン用のトルク吸収を形成する。
【００３５】
したがって、上述した実施形態のそれぞれにおいて、電気パワートレインは、それ自体の減速歯車もまたは軸外減速歯車も有しない。これは、電気側の少なくとも半径方向および／または軸方向の設置スペースを節約する。シャフトおよび軸受も排除され、効率を向上させる。
【００３６】
可変変速機および速度固定燃焼段、ならびに必要に応じて速度固定発電機段に加えて、燃焼パワートレインは、好ましくは、内燃機関の駆動シャフトまたは発電機の発電機シャフトの速度を変えるさらなる変速機を有しない。
【００３７】
一態様によれば、可変変速機は、連続的に変更可能なトルクが燃焼パワートレインの出力シャフトに伝達されることができるように、トルク耐性のある方法で駆動シャフトに接続されることができることが必要に応じて提案される。例えば摩擦クラッチなどの滑りトルククラッチは存在しない。これは、燃焼パワートレインにおいて追加の軸方向スペースが得られることを意味する。
【００３８】
ステージを削減するかまたは双方のパワートレインの（共通の）減速歯車装置に段を統合することにより、従来の配置と比較して向上した効率が達成されることができる。
【００３９】
代替または追加の実施形態におけるハイブリッド駆動トレインでは、燃焼パワートレインの可変変速機は、内燃機関と並列にオフセットされる、かつ／または軸方向に重なる。
【００４０】
この実施形態は、減速歯車装置が燃焼パワートレイン用の直接燃焼入力段および電気パワートレイン用の直接電気入力段を必ずしも有さない限り、ハイブリッドパワートレインの上述した実施形態とは無関係である。それ以外の場合は、前述の説明を参照されたい。
【００４１】
用途によっては、自動車の進行方向に対して横方向または長手方向に設置されているかどうかに関係なく、内燃機関の軸方向設置スペースは、内燃機関の軸方向全長によって既に使い果たされている。ここでは、ユニットの大部分を内燃機関と並列に、かつ／または軸方向に重なって配置することが特に有利である。今日まで、出力へのトルク−伝達シャフトのオフセットが可変変速機によって引き継がれる場合、一般により有利であると考えられてきた。しかしながら、内燃機関は、直方体の形状ではなく、部分的に（インラインエンジンとしても）Ｖ字型および凹みを有することから、内燃機関の隣の設置スペースは、特に、巧妙に入れ子にした場合、十分な設置スペースを提供することがわかっている。
【００４２】
ハイブリッド駆動トレインの代替または追加の実施形態では、出力要素への可変変速機によるトルク伝達のために、駆動シャフトの軸方向拡張部に単段固定速度トルク伝達駆動部のみが設けられる。
【００４３】
ここでは、単段固定速度トルク伝達駆動部、例えば単段牽引駆動部、例えばチェーン駆動部、または単一のギア段によって可変変速機へのトルク伝達を形成することが提案されている。これは、より少ないシャフトおよび軸受をもたらし、向上した効率をもたらす。したがって、並列オフセットが形成されることが好ましい。チェーン駆動部は、可変変速機の入力シャフトと駆動シャフトとの間に変換に依存しない距離という利点を生み出す。ギア段は、さらに高いレベルの効率を有することができる。
【００４４】
駆動シャフトと単段固定速度トルク伝達駆動部との間には、好ましくは、例えばデュアルマスフライホイールなどの１つのみのダンパーが設けられる。したがって、内燃機関の拡張部に必要な軸方向スペースは非常に小さい。
【００４５】
発電機はまた、特に好ましくは、内燃機関と並列に配置され、特に好ましくは、発電機シャフトに対して、直接または可変変速機の入力シャフトへの固定速度、好ましくは単段変速機を介して接続される。したがって、可変変速機、例えばベルト変速機は、内燃機関の発電機シャフトおよび駆動シャフトの双方の下流に接続される。したがって、発電機および内燃機関は、固定速度のトルク伝達方式で互いに接続されている。しかしながら、取り外し可能なトルク伝達クラッチは、好ましくは、発電機と内燃機関との間、特に好ましくは、内燃機関の駆動シャフトと可変変速機との間に設けられ、発電機は、可変変速機に恒久的に接続され、したがって、恒久的にトルク伝達している。次に、出力と燃焼パワートレインとの間のトルク伝達がこのさらなるトルク伝達クラッチによって遮断されることができるように、さらなるトルク伝達クラッチが可変変速機の下流に接続される。
【００４６】
代替または追加の実施形態では、ハイブリッド駆動トレインは、可変変速機の入力側に３つのスイッチング状態を備えたトルククラッチを備えている。
【００４７】
ここに示される実施形態によれば、トルククラッチは、可変変速機と内燃機関または発電機との間に挿入される。トルククラッチは、好ましくは、直接、すなわち、さらなる変速機要素なしで、可変変速機の（単一の）入力シャフトに接続される。内燃機関および／または発電機の固定速度変換または非変換速度の並進の可変性に起因して可変速度を有する可変変速機のシャフトが可変変速機の出力軸と呼ばれることを再度指摘しておく必要がある。この出力シャフトは、出力要素にトルクを出力するために可変変速機の出力側に構成される。入力シャフトは、内燃機関および／または発電機からのトルクを吸収するように構成される。入力シャフトまたは入力側および出力シャフトまたは出力側としてのこの公称割り当てにもかかわらず、例えば、内燃機関のエンジンブレーキの回生および／または使用のために、可変変速機を介して逆トルク曲線が可能である。
【００４８】
有利な実施形態によれば、トルククラッチは、３つのスイッチング状態を表すことができるように、複数の分離クラッチを備える。しかしながら、この実施形態によれば、トルククラッチは、好ましくは構造ユニットとして、トルク伝達系における単一の位置にのみ配置される。例えば、分離クラッチ用のトルククラッチは、共通の作動装置および／または同軸中空シャフトガイドを有する。
【００４９】
トルククラッチまたは分離クラッチの少なくとも１つは、非常に特に好ましくは、相対速度なしでのみ切り替えられることができる分離クラッチとして構成される。例えば、分離クラッチは、ドッグクラッチとして構成される。特に好ましくは、分離クラッチは、ハブコーンおよび（丸みを帯びた）多角形のドライバコーンを備えた、いわゆるウェッジクラッチとして構成され、対応する受入コーンが中実ばねとして構成される。そのようなウェッジクラッチでは、係合が純粋に形状嵌めではなく、圧力嵌めであるため、２０から３０ｒｐｍ［毎分回転数］の相対速度の間で切り替えることができる。発電機の速度は、自由に調整されることができる。その結果、相対速度は、そのようなクラッチが（ほぼ）任意の状態に切り替えられることができるように、ゼロに調整されることができるか、または少なくともゼロに十分近付けることができる。したがって、高い相対速度における滑りが許容される分離クラッチは必要ない。
【００５０】
ハイブリッド駆動トレインのさらに有利な実施形態では、駆動シャフト、発電機シャフト、およびローターシャフトは、同じ軸方向を指し示す。
【００５１】
多くの用途において、既に完全に開発された内燃機関を使用することは有利である。内燃機関は、一般に、単一の回転方向を有し、これは、制御技術の点で有利であるだけでなく、機械回路、例えば燃料入口および排気ガス出口を制御するためのカムシャフトによっても決定される。高価な特別な解決策を回避するために、例えば、時計回りのトルク供給のために構成された、そのような内燃機関が使用されるべきである。右に回転することは、トルク接続側から内燃機関を見たときに反時計回りに回転することに対応する。
【００５２】
ここで提案される実施形態では、任意の向きの発電機は、ここでは反対方向であるが同じ回転方向でも使用されることができる。したがって、反対の回転方向では、例えば、チェーン駆動部またはリングギア駆動部は、内燃機関において使用されることができ、これは、（単一の）平歯車段とは対照的に、回転方向の逆転はないが、発電機は（単一の）平歯車段を有するか、またはその逆もしかりである。同じ回転方向により、奇数または偶数の平歯車段またはチェーン駆動部（好ましくは内燃機関における）またはリングギア駆動部（好ましくは発電機における）が双方において使用される。
【００５３】
内燃機関に対する発電機の軸方向、すなわち、トルク接続の側は、ここでは同じである。したがって、フィードバックシャフトは、駆動シャフトと並列に使用されることができる一方で、発電機は、単一の平歯車段によってトルクを伝達するために、このフィードバックシャフトに同じ回転方向に接続可能であるかまたは接続される。
【００５４】
内燃機関は、右側または左側のトルク接続、すなわち、駆動シャフトの出力要素によって構成される。可変変速機と駆動シャフトとの間のトルクフリー変速機、および可変変速機と発電機シャフトとの間のトルクフリー変速機は、所望の回転方向にしたがって互いに調整されるべきである。
【００５５】
この追加の自由度により、可変変速機の入力シャフトから内燃機関の駆動シャフトへの大小の並列オフセットに対して最適な効率が構成されることができるため、これは、スペース要件のために削減される必要がない。
【００５６】
ハイブリッド駆動トレインのさらに有利な実施形態では、燃焼パワートレインにおけるトルククラッチは、以下の３つのスイッチング状態ａ．からｃ．のうちの少なくとも２つを準備状態で維持するように構成される。
ａ．発電機および内燃機関は、トルク伝達方式で出力要素に接続される。
ｂ．出力要素への燃焼側トルク伝達が遮断され、発電機は、トルク伝達方式で内燃機関にのみ接続される。
ｃ．燃焼側では、発電機のみまたは内燃機関のみがトルク伝達方式で出力要素に接続される。
【００５７】
この実施形態では、単一のトルククラッチのみが燃焼パワートレインに設けられ、すなわち、単一のトルククラッチのみが燃焼パワートレインから出力要素へのトルク伝達を遮断する。そのようなトルククラッチは、２つの分離クラッチを備えるかまたは３つの異なる位置を有する分離クラッチを形成する。明確にするために、トルククラッチは、ここでは２つの別個の分離クラッチとして詳細に説明され、単一の分離クラッチは、２つの分離クラッチよりも１つのシフト状態を有する。例えば、第１の入力シャフトおよび出力シャフトと切断位置との間の第１のトルク接続のみ、または第２の入力シャフトおよび出力シャフトと切断位置との間の第２のトルク接続のみ、すなわち、トルク伝達なしをマッピングすることができる。例えば、３つ全てのシャフト間のトルク接続は、切断位置または２つのトルク接続の一方を犠牲にして可能である。
【００５８】
トルククラッチは、好ましくは、３つの可能なスイッチング状態を有する二重シフト要素として構成され、内燃機関は、発電機が可変変速機にも接続されている場合にのみ、可変変速機に接続されることができることが好ましい。あるいは、内燃機関は、発電機なしで、トルク伝達方式で出力要素に接続されることができ、発電機は、内燃機関が可変変速機にも接続されている場合にのみ、可変変速機に接続されることができる。したがって、トルク伝達を接続する（スイッチング状態ａ．）および遮断する（スイッチング状態ｂ．）ことに加えて、さらなる（燃焼側の内部分岐）スイッチング状態ｃ．が可能である。
【００５９】
二重スイッチング要素は、局所的に制限されており、単一の供給ラインおよび制御ラインによって操作されることができる。これは、設置スペースを節約するが、組み立てやメンテナンスも簡略化する。追加のスイッチング状態ｃ．は、内燃機関または発電機を出力要素に別個に接続するように構成される。したがって、ハイブリッド駆動トレインの上述したスイッチング状態は、全て、この二重スイッチング要素のみによってマッピングされることができる。しかしながら、一部の用途では、スイッチング状態ｂ．およびａ．またはｃ．をマッピングすることができれば十分であり、発電機および内燃機関は、恒久的に固定されたトルクを有するか、または（受動）滑りクラッチによって互いに接続される。
【００６０】
スイッチング状態ａ．では、出力要素に向かって追加の滑りクラッチを使用して、発電機による始動と同時充電動作が可能なブーストが可能である。これは、シリアル／パラレル動作に対応する。
【００６１】
スイッチング状態ｂ．では、電気パワートレインのみによる純粋な電気駆動、燃焼パワートレインまたは内燃機関および発電機における充電、出力要素に対する滑りクラッチ付きまたはなしの発電機による始動が可能であり、滑りクラッチなしの１つの実施形態では、内燃機関は、スイッチング状態ａ．に切り替えるための電気パワートレインに対する速度調整が達成されるまで、速度を上げる必要がある。これは、シリアル動作に対応する。
【００６２】
電気パワートレインの電力出力が発電機のみによってブーストされることになる場合（ブーストおよび／または回生による純粋な電気的動作）、状態ｃ．１の切り替えが有利である。代替実施形態では、電気パワートレインの電気機械によって出力要素に供給されるトルクの増加が、発電機が引きずられることなく、内燃機関によってのみ追加的に望まれる場合、状態ｃ．２の切り替えが有利である。４つのスイッチング状態を表すことができる二重スイッチング要素の場合、好ましくは、スイッチング状態ａ．、ｂ．、ｃ．１およびｃ．２がマッピングされることができる。
【００６３】
ハイブリッド駆動トレインのさらに有利な実施形態では、発電機シャフトは、リングギアを備え且つ速度を低下させるトルク伝達ユニットによって、トルク伝達方法で可変変速機に接続される。
【００６４】
この実施形態では、例えば遊星ローラーギアを用いて、発電機シャフトから燃焼パワートレインまたは出力までの大きな減速比が、小さな（半径方向の）設置スペースで可能とされる。同時に、ここでは速度の反転はなく、これは、上述したように、ハイブリッド駆動トレインユニットの位置合わせおよび配置の自由度をさらに広げる。
【００６５】
トルク伝達は、好ましくは、リングギアによって一段で行われる。
【００６６】
この好ましい実施形態では、遊星ローラーギアによって可能であるような変換比が必要とされない限り、設置スペースは特に小さい。これは、速度およびトルクに関してそれほど複雑ではないベルト駆動部における従来のオルタネーターの代替として一体化可能である必要があった従来のスターター発電機に適用される。
【００６７】
ハイブリッド駆動トレインのさらに有利な実施形態では、可変変速機は、連続的に調整可能な変換比を有するベルト変速機として構成される。
【００６８】
この有利な実施形態では、可変変速機は、無段ベルト変速機、例えば、無段変速機（ＣＶＴ）またはスラストリンク駆動部として構成される。ベルト変速機は、内燃機関の駆動シャフトのトルクを常に所望の速度で出力要素に供給するように構成される。変換比は、連続的に且つ好ましくは追加の手動変速機なしで調整されることができる。さらに、出力要素および／または発電機シャフトのトルクは、ベルト変速機を介して、常に所望の速度で内燃機関に供給されることができる。したがって、内燃機関は、出力における必要な速度の広い範囲にわたって、好ましくは必要な速度範囲全体にわたって、最適な充電ポイントで動作することができる。したがって、内燃機関の汚染物質排出は、さらに削減されることができる。ベルト変速機の効率は、ここで単段平歯車の効率に近付けることができるため、効率のこれらの損失は、内燃機関の非最適動作と比較して低くなる。
【００６９】
発電機および内燃機関は、好ましくは、変速機入力側においてトルク伝達方式で接続される。
【００７０】
ここで提案されているように、発電機が入力側、すなわち、燃焼側においてベルト変速機に接続されている場合、発電機は、ベルト変速機における変換比を考慮せずに内燃機関の駆動シャフトの現在の速度に直接調整されることができる。さらに、発電機がベルト変速機の入力側と重なる１段変速機によって同軸に配置または並列にオフセットされている場合、減速歯車装置を備えたベルト変速機の出力側から半径方向または並列の重なりが可能とされる。
【００７１】
ハイブリッド駆動トレインのさらに有利な実施形態では、不変の、すなわち、固定速度の減速歯車は、差動装置として構成されるか、または構造的に差動装置に一体化される。
【００７２】
電気パワートレインと出力要素との間に速度固定のトルク伝達を設定する可能性があると同時に、従来の電気機械と出力要素との間に大きな減速比が必要であるため、減速歯車装置を差動装置として構成するかまたは出力要素の差動装置に一体化するための設置スペースの点で有利である。減速歯車装置として構成された差動装置は、例えば、補償段を含む各段が１に等しくない減速比を有する差動装置である。差動装置に一体化された減速歯車装置は、例えば、差動装置が補償段および少なくとも１つの減速段を備えた構造ユニットを形成するように、構造的にのみ一体化される。そのような減速差動装置は、特に好ましくは、出力要素の２つの従動シャフトと同軸に配置される。
【００７３】
差動装置は、好ましくは、平歯車差動装置として構成される。
【００７４】
遊星差動装置または遊星ローラー差動装置とも呼ばれる平歯車差動装置は、特に小さなスペースしか必要としない。さらに、高いトルクは、低い軸受負荷で伝達されることができる。平歯車差動装置の出力シャフト側の受入シャフトまたは受入段は、好ましくは、燃焼パワートレインおよび電気パワートレインのために固定トルク方式で一体に形成される。有利な実施形態では、少なくとも１つの減速段はまた、平歯車差動装置に一体化されることもでき、この場合、適切な設計によって非常に小さなスペースが達成可能である。高い減速比は、例えば、低トルクの高速駆動ユニットに有利である。
【００７５】
さらなる態様によれば、上述した実施形態にかかるハイブリッド駆動トレインを有する自動車が提案され、出力要素は、少なくとも１つの駆動輪を有する。
【００７６】
ハイブリッド駆動トレインを備えた自動車は、多数の個別の駆動構成要素に起因して非常に小さい設置スペースを有する。したがって、サイズの小さい、または構成要素の配置が柔軟なハイブリッド駆動トレインを使用することが特に有利である。
【００７７】
この問題は、欧州分類による小型車クラスの乗用車だけでなく、高性能と組み合わされた非常に長い範囲が要求される上層および中層の乗用車でも悪化する。小型車カテゴリーの乗用車において使用される機能ユニットは、大型車カテゴリーの乗用車と比較してサイズが大幅に減少することはない。それにもかかわらず、小型車の利用可能な設置スペースはかなり小さい。ここで提案されるハイブリッド駆動トレインは、コンパクトに構成されることができ、構成要素の配置に関して特に柔軟性がある。
【００７８】
発電機シャフトは、駆動シャフトの軸方向拡張部には配置されないが、好ましくは、発電機は、内燃機関と並列に軸方向に重なり合うように配置される。
【００７９】
さらに、トルククラッチの単純な概念を使用することができ、これは、所望の全てのスイッチング状態を滑りなしに設定することができる。好ましい実施形態では、トルククラッチは、例えば二重シフト要素として、可変変速機の入力側にのみ設けられる。
【００８０】
乗用車は、例えば、サイズ、価格、重量、および性能に応じて車両カテゴリーに割り当てられ、この定義は、市場のニーズに基づいて絶えず変更される。米国市場では、小型車およびマイクロカーのカテゴリーの車両は、欧州分類にしたがってサブコンパクトカーのカテゴリーに割り当てられるが、英国市場では、それぞれ、スーパーミニカーおよびシティカーのカテゴリーに対応している。マイクロカーカテゴリーの例は、フォルクスワーゲンのｕｐ！またはルノーのトゥインゴである。小型車カテゴリーの例は、アルファロメオのミト、フォルクスワーゲンのポロ、フォードのフィエスタまたはルノーのクリオである。小型車カテゴリーにおいてよく知られているフルハイブリッドは、ＢＭＷのｉ３、アウディのＡ３  ｅ−ｔｒｏｎまたはトヨタのヤリスハイブリッドである。ミッドクラスハイブリッド車両（米国の定義によれば、中型車または中間車）は、現在、ＢＭＷの３３０ｅ  ｉＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ（プラグインハイブリッド）およびプリウスの１．８  ＶＶＴ−ｉである。上位クラスのハイブリッド車両（米国の定義によれば、フルサイズ車両）は、現在、ＢＭＷの７４０ｅ（プラグインハイブリッド）およびポルシェのパナメーラターボＳＥハイブリッドである。
【００８１】
上述した発明は、好ましい実施形態を示す関連する図面を参照して関連する技術的背景に基づいて以下に詳細に説明される。本発明は、純粋に概略的な図面によって決して制限されないが、図面は、寸法的に正確ではなく、比率を定義するのに適していないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】後輪駆動としての自動車におけるハイブリッド駆動トレインを示している。
【図２】二重スイッチング要素を備えた燃焼パワートレインの断面を示している。
【図３】減速歯車装置に共通の受入シャフトを備えたハイブリッドパワートレインの断面を示している。
【図４】共通の入力シャフトと別個の燃焼入力段および電気入力段とを備えたハイブリッドパワートレインの断面を示している。
【図５】ベルト変速機を備えたハイブリッド駆動トレインを示している。
【図６】電気機械用の２つの減速段を備えた電気パワートレインの断面を示している。
【図７】発電機用のリングギアを備えたハイブリッド駆動トレインを示している。
【発明を実施するための形態】
【００８３】
図１は、自動車２４におけるハイブリッド駆動トレイン１を示している。全ての構成要素が概略的に示されており、発電機８は、スターター発電機（内燃機関６を駆動するための）またはモーター発電機（出力要素４、５を駆動するための）として構成され、内燃機関６（燃焼エンジン、燃焼器、ＩＣＥ）は、６気筒の内燃機関として示されているが、異なる気筒数を有することもできる。しかしながら、ハイブリッド駆動トレインの軸方向のコンパクトさの利点は、例えば６気筒インラインエンジンなど、比較的長い軸方向構造を有する内燃機関６を使用する場合に特に大きくなる。
【００８４】
図１では、ハイブリッド駆動トレイン１は、後輪駆動として、すなわち、出力要素として後軸３１の左駆動輪４および右駆動輪５を備えた自動車２４に示されている。ハイブリッド駆動トレイン１は、必要に応じて、長手軸２６を横切るように配置される。これは、ここでは、燃焼軸２７、発電機シャフト２８およびローター軸２９が、長手軸２６に対して横方向に且つ後軸３１に並列に配置されることを意味する。あるいは、ハイブリッド駆動トレイン１は、長手方向に配置されるか、または少なくとも１つのモーター軸は、横方向に配置され、少なくとも１つの他のモーター軸は、長手方向に配置される。ハイブリッド駆動トレイン１はまた、必要に応じて、運転席２５の背後に且つそれとは独立して配置される。あるいは、ハイブリッド駆動トレイン１は、前部にある、すなわち、前軸３２またはその上方において運転席の前方にある。
【００８５】
ハイブリッド駆動トレイン１は、燃焼パワートレイン２および電気パワートレイン３を備え、これらのそれぞれは、ここでは破線のボックスによって境界付けられている。電気パワートレイン３は、ローターシャフト１４を備えた電気機械１３を有し、出力要素４、５を備えた減速歯車装置１５にトルク伝達方式で電気入力段１７によって後軸３１に接続され、これは、例えば傘歯車差動装置などの差動装置４２によって構成される。内燃パワートレイン２は、ここでは時計回りに回転する駆動シャフト７（第１の回転方向２０を参照）を備えた６気筒ピストンモーターとして概略的に示される内燃機関６と、さらにまた、反時計回りに回転する発電機シャフト９（第２の回転方向２１を参照）を備えた発電機８と、可変変速機１０とを備える。内燃機関６は、例えばここでは牽引手段１９としてのチェーンを備えた牽引機構駆動部として構成されたトルク伝達駆動部１８を介してデュアルマスフライホイール３０によってトルク伝達方式で可変変速機１０の入力側３３に接続されることができる。発電機９はまた、１段（ここでは平歯車）トルク伝達ユニット２３によってトルク伝達方式で可変変速機１０の入力側３３に接続される。発電機８とは対照的に、内燃機関６は、例えばウェッジクラッチなどの（第２の）トルククラッチ１２によって可変変速機１０の入力側３３から分離されることができる。可変変速機１０の出力側３４は、燃焼入力段１６を介して減速歯車装置１５に接続されることができる。ここでは、（第１の）トルククラッチ１１が設けられているため、燃焼パワートレイン２は、出力４、５から完全に分離されることができる。第１のトルククラッチ１１はまた、例えばドッグクラッチなど、滑りがないことが好ましい。必要に応じて、第１のトルククラッチ１１のみまたは第２のトルククラッチ１２のみが設けられる。
【００８６】
図２から図７は、ハイブリッド駆動トレイン１のアーキテクチャの変形を示しており、これは、図１に示されるように自動車２４において使用され、対応する構成要素を置き換えることができる。したがって、図１の説明を参照する。しかしながら、これは、限定として理解されるべきではない。例えば、ハイブリッド駆動トレイン１は、前軸３２を駆動するために、または全輪駆動のために使用されることができる。
【００８７】
図２は、例えば図１に示されるようなハイブリッド駆動トレイン１の燃焼パワートレイン２の断面を示し、一方で、二重シフト要素は、第１のトルククラッチ１１と第２のトルククラッチ１２とを局所的に組み合わせる。この目的のために、発電機８は、中空シャフトとして構成された可変変速機１０の入力側３３を通って案内され、入力側３３に切り替えられることができ、別個に内燃機関６に切り替えられることができる（ここでは、トルク伝達駆動部１８の断面は、牽引手段１９とともにみることができる）または双方が分離されることができる。同様に、内燃機関６は、双方、すなわち、発電機８および可変変速機１０に対して別個に接続および切断されることができる。一方、可変変速機１０は、ここでは、ベルト３５を備えたベルト変速機として示され、これは、入力側３３と出力側３４（図１を参照）との間の無段変速を可能とするため、内燃機関６は、常に最適な速度範囲で動作することができる。
【００８８】
図３は、ハイブリッド駆動トレイン１の断面を示しており、ここでは、減速歯車装置１５は、ここでは平歯車差動装置として構成された差動装置４２に一体化されている。減速歯車装置１５、すなわち、電気入力段１７および燃焼入力段１６、ならびに少なくとも１つの（第１の）減速段３７は、好ましくは、差動装置４２を備えた構造ユニットを形成する。差動装置４２は、左駆動輪４（図１を参照）へのトルク伝達のための左補償段３８と、右駆動輪５へのトルク伝達のための右補償段３９とを含む。補償段３８、３９は、減速歯車装置１５を介して導入されたトルクを、例えば従来のように、それぞれトルクの減少または速度の減少の後に左駆動輪４および右駆動輪５に分配する。一実施形態では、１未満の速度に基づく１つの（この例示的な実施形態では同じ）減速比もまた、補償段３８、３９に統合される。補償段３８および３９は、必ずしも同一である必要はなく、左補償段３８は、必ずしも右補償段３９の左側に配置される必要はない。
【００８９】
ここで図３の減速歯車装置１５は、単一の平歯車を備えた共通の受入シャフト３６を有する。この受入シャフト３６は、燃焼入力段１６（例えば、可変変速機１０の出力側３４を備える、図１を参照）と電気入力段１７との双方を形成する。電気入力段１７はまた、所望の中心距離を生成するのに役立つ中間輪４１を有する。入力段１６および１７の後には、（ここでは共通の第１の）減速段３７が続き、ここでは、純粋に例として固定リングギアが選択されており、受入シャフト３６は、太陽歯車を介してトルクを入力し、それぞれの場合において左補償段３８および右補償段３９は、遊星キャリアとともに移動可能である。左補償段３８および右補償段３９は、遊星キャリアを介して駆動されることができ、左駆動輪４または右駆動輪５は、それぞれの太陽歯車によってトルク伝達方式で接続される。平歯車差動装置として構成された図示の差動装置４２は、例としてのみ選択され、他の適切な接続によって置き換えられることができることを明確に指摘しておくべきである。
【００９０】
図４は、ハイブリッド駆動トレイン１の断面を示しており、これは、明確にするために図３の図とほぼ同一であり、この点に関して、前述の説明が参照される。図３にかかる実施形態とは対照的に、２つの平歯車を備えた受入シャフト３６が示され、平歯車の１つは、（図の右側の）燃焼入力段１６を形成し、他の平歯車は、電気入力段１７を形成する。電気入力段１７の中間歯車４１は、ここでは省略されている。
【００９１】
図５は、ハイブリッド駆動トレイン１を示しており、ここでは、明確にするために、図４に示される詳細の一部は、そこに示されるものと同一であり、この点に関して、前述の説明が参照される。さらにまた、電気パワートレイン３の構成は、同一的にミラーリングされ、燃焼パワートレイン２は、図１に示されているものと同様であり、この点に関して、関連する説明が参照される。図１にかかる内燃パワートレイン２の構成とは対照的に、内燃機関６および発電機８は、ここでは鏡映配置されており、駆動シャフト７および発電機シャフト９の軸方向２２のみならず、駆動シャフト７の第１の回転方向２０および発電機シャフト９の第２の回転方向２１は同じである。ここでは、内燃機関６のトルク伝達駆動部１８およびトルク伝達ユニット２３が単段の平歯車として構成されていることから、これが当てはまる。したがって、トルク伝達における同じ方向の回転方向は、可変変速機１０の入力側３３に入力される。可変変速機１０は、ここではベルト変速機として、好ましくはＣＶＴとして構成されている。
【００９２】
図６は、図５の実施形態にかかるハイブリッド駆動トレイン１のアーキテクチャにおいて使用されて図示の構成要素を置き換えることができるような、ハイブリッドパワートレイン１の電気パワートレイン３、減速歯車装置１５および差動装置４２を示している。電気機械１３は、高速で回転するように構成されており、そのため、速度範囲は、一体化された燃焼入力段１６についての一体化された受入シャフト３６に望まれるよりも著しく高い。したがって、ここでは、第１の減速段３７の予備段として第２の減速段４０が設けられているが、これは、高速電気機械１３の速度を減速するためにのみ設定され、この目的のために、トルク伝達方式で減速歯車装置１５の第１の減速段３７に接続される。選択された構成では、電気機械１３のトルク入力は、例えば、図４および図５にかかるハイブリッド駆動トレイン１のアーキテクチャの場合のように、最初は単段電気入力段１７を介して流れる。上記のトルクは、第２の減速段４０、すなわち、回転可能に固定されて接続された（第２の）太陽歯車に達し、次に、回転可能に固定される方式で共通の受入シャフト３６に接続された遊星キャリアに取り付けられた（第２の）遊星歯車に達し、さらに、第１の減速段３７の（第１の）遊星キャリアにおける（第２の）リングギア上に達する。第１の減速段３７は、図４および図５のものと同一の燃焼パワートレイン２に基づいている。明確にするために、左補償段３８および右補償段３８もまた、上述したように構成される。
【００９３】
明確にするために、図７は、図５に示されるようなハイブリッド駆動トレイン１のほぼ同一の構成を示しており、この場合、発電機８の発電機シャフト９は、リングギアを備える単段トルク伝達ユニット２３を介してトルク伝達方式で可変変速機１０の入力側３３に接続される。したがって、発電機シャフト９の第２の回転方向２１は、駆動シャフト７の第１の回転方向２０と反対である。
【００９４】
ここで提案するハイブリッド駆動トレインにより、それぞれのスペース要件に柔軟に適応することができる、非常に省スペースなアーキテクチャが実現される。
【符号の説明】
【００９５】
１  駆動トレイン
２  燃焼パワートレイン
３  電気パワートレイン
４  左駆動輪
５  右駆動輪
６  内燃機関
７  駆動シャフト
８  発電機
９  発電機シャフト
１０  可変変速機
１１  第１のトルククラッチ
１２  第２のトルククラッチ
１３  電気機械
１４  ローターシャフト
１５  減速歯車装置
１６  燃焼入力段
１７  電気入力段
１８  トルク伝達駆動部
１９  牽引手段
２０  第１の回転方向
２１  第２の回転方向
２２  軸方向
２３  トルク伝達ユニット
２４  自動車
２５  運転席
２６  長手軸
２７  燃焼軸
２８  発電機軸
２９  ローター軸
３０  デュアルマスフライホイール
３１  後軸
３２  前軸
３３  入力側
３４  出力側
３５  ベルト
３６  受入シャフト
３７  第１の減速段
３８  左補償段
３９  右補償段
４０  第２の減速段
４１  中間ギア
４２  差動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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