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用于机动车的混合动力传动系的制作方法

2022-04-02 07:23:37 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种用于机动车的混合动力传动系,其具有:驱动轴,内燃机能连接到该驱动轴上;第一输入轴,该第一输入轴与所述驱动轴连接或能经由第一离合器与所述驱动轴连接;第二输入轴;输出轴组件;与第二输入轴连接的第一电机;以及变速器组件。


背景技术:

2.用于机动车的混合动力传动系一般具有内燃机,该内燃机能够提供用于驱动机动车的驱动动力,以及具有电机,该电机根据运行方式替代于或附加于内燃机能够提供用于机动车的驱动动力。
3.在混合动力传动系中,在多个不同的构想之间进行区分,这些构想分别设置了电机到变速器组件上的不同的连接。在双离合器变速器中,一个典型的变型方案在于,电机与双离合器组件的输入元件同中心地布置。也已知的是,在双离合器变速器中电机配设给两个子变速器之一。
4.此外已知的是,电机与第一输入轴同心地布置,电机的转子与空心轴连接,该空心轴围绕第一输入轴布置。空心轴和输入轴分别通过多个齿轮组与输出轴连接(例如de102010030573a1a1或de102011005451a1)。
5.由上述文献de102011005451a1也已知的是,第二电机直接与输入轴连接,从而该第二电机例如可以构造成起动器发电机。
6.此外,由文献us2017/0129323a1已知一种混合动力变速器,其具有彼此同中心地布置的内初级轴和空心初级轴,其中,一个初级轴与电机连接,并且,另一个初级轴与内燃机连接,而在所述另一个初级轴与内燃机之间不设置分离离合器。次级轴经由差速器与车辆的车轮连接。此外设置有传递轴,该传递轴将所述初级轴中的至少一个的运动传递至次级轴,并且以便耦联初级轴。电机布置在初级轴的与内燃机沿轴向相对置的端部上。
7.由文献us2017/0129323a1已知的混合动力变速器能够实现多种运行方式。在一个变型方案中,第二电机经由齿轮组与传递轴连接。这导致另外的多种可能的运行方式。


技术实现要素:

8.在上述技术背景下,本发明的任务是,给出一种改进的用于机动车的混合动力传动系。
9.上述任务通过一种用于机动车的混合动力传动系来解决,该混合动力传动系具有:驱动轴,内燃机能连接到该驱动轴上;第一输入轴,该第一输入轴与所述驱动轴连接或能经由第一离合器与所述驱动轴连接;第二输入轴;输出轴组件;与第二输入轴连接的第一电机;以及变速器组件,该变速器组件具有:(i)第一齿轮组平面,该第一齿轮组平面包含至少一个可切换的齿轮组,所述第一输入轴可经由该齿轮组与输出轴组件连接;(ii)第二齿轮组平面,该第二齿轮组平面具有至少一个可切换的齿轮组,所述第二输入轴可经由该齿轮组与输出轴组件连接;以及(iii)第三齿轮组平面,该第三齿轮组平面具有至少一个可切
换的齿轮组,所述输出轴组件经由该齿轮组与动力分配装置连接以驱动被驱动的车轮。
10.根据本发明的混合动力传动系在构想上设计用于实现在轴向上特别紧凑的结构方式。
11.因此,该混合动力传动系尤其是适合于前后横向安装(front-heck-quereinbau)在机动车中。
12.第一电机优选与第二输入轴同轴地布置。第二输入轴优选与第一输入轴同轴地布置。第二输入轴优选构造成空心轴,该空心轴接收第一输入轴的至少一个区段。
13.优选地,变速器组件具有恰好一个第一齿轮组平面和/或恰好一个第二齿轮组平面。此外,第三齿轮组平面优选也是单个齿轮组平面,驱动动力通过该齿轮组平面被传递至动力分配装置。
14.总体上,该混合动力传动系优选具有恰好三个齿轮组平面。根据本发明的混合动力传动系还优选具有恰好两个离合器平面,在这两个离合器平面中布置有多个离合器。这些离合器平面优选沿轴向与第一齿轮组平面或第二齿轮组平面相邻地布置。
15.在一些实施方式中,驱动轴与第一输入轴抗扭转地连接。在另外的实施方式中,驱动轴和第一输入轴经由第一离合器相互连接,使得连接到驱动轴上的内燃机与第一输入轴可脱耦。
16.第一离合器可以是形锁合的离合器,例如牙嵌式离合器。然而,第一离合器也可以是摩擦离合器。在第一离合器构造成摩擦离合器的情况下有利的是,该第一离合器也可以在负载下被打开,例如在全制动时或在内燃机功能故障时。此外,在这种情况下,还可以在转速差下闭合第一离合器,从而可以进行所谓的内燃机的“动量起动(schwungstart)”。
17.混合动力传动系为此能够建立纯内燃机行驶运行,更确切地说尤其是经由第一齿轮组平面建立纯内燃机行驶运行。此外,混合动力传动系能够借助第一电机、更确切地说优选经由第二齿轮组平面建立纯电动行驶运行。
18.此外,可实现混合动力行驶模式,在该混合动力行驶模式中内燃机和第一电机的驱动动力通过输出轴组件累积或者说叠加。在许多情况下也可实现,在纯内燃机行驶运行中实施动力换挡,其中第一电机以辅助牵引力的方式将驱动动力传递到输出轴组件上,而例如第一离合器打开。
19.在驱动动力从内燃机经由第一齿轮组平面传递到输出轴组件上的情况下,可为优选的是:当在第二齿轮组平面中没有齿轮组切换或者说没有相关联的换挡离合器闭合时,第一电机脱耦。因此,可实现高效的内燃机行驶运行。
20.以相同的方式,在电动行驶运行中即使不设置第一离合器,也可以脱耦内燃机,尤其是当在第一齿轮组平面中没有齿轮组切换或者说没有相关联的换挡离合器闭合时。
21.在当前情况中,可切换的齿轮组尤其是应理解为由活动齿轮和固定齿轮构成的配对,其中,活动齿轮能借助换挡离合器(通常形锁合的离合器如牙嵌式离合器或者同步换挡离合器)与所配设的轴连接。
22.在输出轴组件具有单个输出轴的情况下,在此例如在输入轴或输出轴上布置固定齿轮,并且在另一个轴上布置有活动齿轮并且该活动齿轮与该固定齿轮嵌接(啮合)。
23.对于输出轴组件具有两个平行错开地布置的输出轴的情况,尤其是当例如在输入轴上固定有固定齿轮时,该固定齿轮不仅与第一输出轴上的活动齿轮而且与第二输出轴上
的活动齿轮啮合的情况下(所谓的固定齿轮的“双重使用”),也可以在齿轮组平面中包含两个可切换的齿轮组。
24.因此完全解决了所述任务。
25.根据一个优选的实施方式,第一输入轴和第二输入轴能通过第二离合器相互连接。
26.第二离合器优选与输入轴同轴地布置。通过第二离合器可以实现,例如不是仅通过第一齿轮组平面来建立内燃机行驶运行。而是,也可以不切换第一齿轮组平面的一个或多个齿轮组(也就是说打开所配设的换挡离合器),并且代替于此闭合第二离合器并且闭合与第二齿轮组平面的一个齿轮组相配属的换挡离合器。
27.在这种情况下,第一电机在内燃机行驶运行中总体被拖曳。优选地,这样建立的挡位级然而是仅相对很少建立的第一挡位级或者说起动挡位级,从而由此不会出现显著的效率损耗。此外可行的是,恰好在起动时辅助地使用第一电机,而驱动动力不必通过第一齿轮组平面来引导。
28.第一电机可以通过第二离合器在静止状态中起动内燃机。
29.如上所述,输出轴组件可以具有单个输出轴。
30.然而特别优选的是,输出轴组件具有第一输出轴和第二输出轴。在此,第二输出轴优选与输入轴组件轴线平行地布置,该输入轴组件由第一输入轴和第二输入轴构成。
31.具有一个输入轴组件和两个轴线平行的输出轴的变速器组件有时被称为3轴变速器。该变速器可以沿轴向特别短地构造并且尤其是适合于横向安装在机动车中。
32.在此特别优选的是,第一齿轮组平面具有与第一输入轴连接的固定齿轮、支承在第一输出轴上的活动齿轮以及支承在第二输出轴上的活动齿轮。
33.因此,在第一齿轮组平面中集成有两个可切换的齿轮组,即一方面是具有固定齿轮和在第一输出轴上的活动齿轮的齿轮组。第二齿轮组是相同的固定齿轮连同在第二输出轴上的活动齿轮。因为其中一个固定齿轮与两个活动齿轮啮合,所以也称为所谓的“双重使用”。
34.第一齿轮组平面的活动齿轮优选是分别可切换的活动齿轮,该活动齿轮能够借助相应的换挡离合器与所配设的输出轴连接。为此所使用的换挡离合器、例如牙嵌式离合器或同步换挡离合器可以借助分开的操纵装置来操纵。
35.优选地,所述两个活动齿轮的换挡离合器分别构造成,使得所述两个换挡离合器也能借助单个操纵装置来操纵。第一齿轮组平面的两个换挡离合器因此形成空间上分开的换挡离合器组,该换挡离合器组具有操纵装置,该操纵装置能够将换挡离合器均置于空挡位置、置于第一活动齿轮与所配设的输出轴连接的第一换挡位置、以及替代地置于第二活动齿轮与所配设的第二输出轴连接的第二换挡位置。
36.以相应的方式,第二齿轮组平面具有与第二输入轴连接的固定齿轮、支承在第一输出轴上的活动齿轮以及支承在第二输出轴上的活动齿轮。
37.以上面所述的方式,经由第一输入轴通过第一齿轮组平面可以建立至少两个挡位级,和/或通过第二齿轮组平面可以从第二输入轴出发建立两个挡位级。
38.所述第二齿轮组平面的活动齿轮可以借助相应的换挡离合器与所配设的输出轴连接。如在第一齿轮组平面中,为此可以使用两个操纵装置,或者可以使用单个操纵装置,
该单个操纵装置将所述两个换挡离合器一起置于空挡位置或者置于第一换挡位置(在该第一换挡位置中第一活动齿轮与所配设的第一输出轴连接),或者替代地置于第二换挡位置(在该第二换挡位置中第二活动齿轮与第二输出轴连接)。
39.可以理解的是,不仅在第一齿轮组平面中而且在第二齿轮组平面中,分别仅所述两个活动齿轮之一可以与所配设的输出轴连接,并且相同齿轮组平面的另一个活动齿轮在任何情况下都不与其所配设的输出轴连接。
40.此外特别优选的是,第三齿轮组平面具有固定在第一输出轴上的第一从动齿轮和固定在第二输出轴上的第二从动齿轮,第一和第二从动齿轮与所述动力分配装置的输入元件嵌接。
41.动力分配装置的输入元件例如可以是差速器壳的驱动轮。因此,驱动动力可以经由第三齿轮组平面从第一输出轴和/或从第二输出轴被转移到动力分配装置上。
42.总体上还优选的是,第三齿轮组平面具有可旋转地支承在所述第一输入轴上的活动齿轮,该活动齿轮与固定在所述输出轴组件的一个输出轴上的固定齿轮啮合。
43.通过所述设计方案形成另一个可切换的齿轮组,该齿轮组配设给第一输入轴。因此以这种方式可能的是,从第一输入轴出发建立至少三个不同的挡位级,而不必涉及第二齿轮组平面。而是,在此第二齿轮组平面的所有换挡离合器可以打开。在此,所述三个挡位级中的两个挡位级配设给第一齿轮组平面,并且第三挡位级配设给通过支承在第一输入轴上的活动齿轮和输出轴上的固定齿轮构成的齿轮组。
44.在此,第一输入轴上的活动齿轮能够优选借助另一个换挡离合器与第一输入轴连接。
45.特别优选的是,可旋转地支承在第一输入轴上的活动齿轮能借助换挡离合器与第一输入轴连接,并且所述换挡离合器和第二离合器能借助操纵装置替换地被操纵,第一输入轴和第二输入轴能通过所述第二离合器相互连接。
46.在此,换挡离合器和第二离合器构成换挡离合器组,该换挡离合器组可被置于空挡位置,在该空挡位置中换挡离合器和第二离合器均不打开。此外,替代地借助单个操纵装置能够闭合换挡离合器或闭合第二离合器。
47.通过所述措施,可以总体上降低用于离合器和换挡离合器的结构空间耗费。
48.总体可设想,所述三个齿轮组平面以任意的方式沿轴向相对彼此布置。然而特别优选的是,第三齿轮组平面在轴向方向上布置在第一齿轮组平面与第二齿轮组平面之间。
49.由此,第一齿轮组平面能够在空间上与要连接的内燃机相邻地布置,并且第二齿轮组平面能够在空间上与第一电机相邻地布置。
50.用于操纵齿轮组的离合器以及第一离合器和/或第二离合器能够以任意的方式方法在空间上与相应的要换挡(切换)的元件相关联地布置。
51.然而特别优选的是,第一离合器平面与第一齿轮组平面相邻地布置,更确切地说优选布置在第一齿轮组平面的背离第三齿轮组平面的轴向侧上。
52.用于第一齿轮组平面的活动齿轮的换挡离合器因此能够布置在第一离合器平面中。此外,能够可选地将第一离合器布置在第一离合器平面中。
53.对于这种实施方式,第一齿轮组平面和第三齿轮组平面优选直接沿轴向彼此相邻地布置。
54.根据另一个优选的实施方式,第二离合器平面与第二齿轮组平面相邻地布置,更确切地说优选沿轴向方向布置在第二齿轮组平面与第三齿轮组平面之间。
55.在第二离合器平面中优选可以布置有用于切换第二齿轮组平面的活动齿轮的换挡离合器。此外,在第二离合器平面中可以布置有用于切换支承在第一输入轴上的活动齿轮的换挡离合器和/或第二离合器。最后提到的两个离合器优选集成到一个换挡离合器组中,该换挡离合器组与输入轴组件同轴地布置。
56.第一离合器平面和第二离合器平面优选在每个轴线(输入轴组件轴线和输出轴的轴线)上分别包括至少一个换挡离合器或其它离合器。
57.因此,可以将混合动力传动系的所有离合器布置在所述两个离合器平面中。
58.特别优选的是,混合动力传动系因此具有恰好三个齿轮组平面,即第一、第二和第三齿轮组平面,以及两个离合器平面,即第一离合器平面和第二离合器平面。
59.第一离合器平面优选直接与驱动轴或内燃机相邻。第二齿轮组平面优选直接沿轴向与第一电机相邻。
60.混合动力传动系能够实现纯内燃机行驶,其中第一电机脱耦。在此,第二齿轮组平面的全部齿轮组没有切换。动力从第一输入轴经由第一齿轮组平面或经由支承在第一输入轴上的活动齿轮流至输出轴组件。在此,第一电机脱耦,以便能够提高效率。
61.以类似的方式,可以借助第一电机进行纯电动行驶运行。在此,上面提到的换挡离合器打开,借助该换挡离合器可建立纯内燃机行驶运行。动力从第二输入轴经由第二齿轮组平面流至输出轴组件。
62.如果设置有能够将第一输入轴与第二输入轴相互连接的第二离合器,则也可以实现以下优选的实施方式。在此,即第二齿轮组平面的齿轮组始终可以被考虑作为第一挡位级或者说起动挡位级。该齿轮组例如可以由与第二输入轴连接的固定齿轮和第二齿轮组平面的活动齿轮构成。
63.在这种情况下,动力可以从输出轴或第一输入轴通过闭合的第二离合器流到第二输入轴上,并且从那里通过起动传动比流到输出轴组件上。在此,第一电机总体被拖曳。然而,由于与车辆的整个行驶运行相比,在第一挡位级中的行驶运行仅相对很少地发生,所以效率不会由此显著降低。此外,第一电机可以针对这种情况被切换到空转中,从而拖曳损失很小。
64.因此,对于内燃机行驶运行优选可以实现四个挡位级,即具有起动传动比的第一挡位级通过第二齿轮组平面的齿轮组(在第二离合器闭合的情况下)实现,并且所述三个挡位级可以借助第一齿轮组平面或支承在第一输入轴上的活动齿轮和在输出轴上所配设的固定齿轮实现。
65.理论上也可设想,通过第二齿轮组平面的第二齿轮组实现另外的挡位级。然而,这通常出于传动比匹配的原因不是需要的或有意义的。
66.纯电动马达行驶运行可以借助第一电机在至少两个挡位级中实现,所述挡位级可以通过第二齿轮组平面来建立。如果存在第二离合器和第一离合器,那么第二输入轴此外能够与第一输入轴连接并且第一输入轴能够与内燃机脱耦。因此,第一齿轮组平面的挡位级也可以用于纯电动行驶运行。
67.第一电机可以在纯内燃机行驶运行中以辅助牵引力的方式将动力传递到从动轴
组件上。因此,可以减少在挡位变换时的牵引力中断。通常,至少那些配设给第一齿轮组平面并且配设给在第一输入轴组件上的活动齿轮的换挡离合器实现为同步换挡离合器。因为第一电机通常不能负责在内燃机行驶运行中在换挡离合器处的同步。然而,这可以通过连接到第一输入轴上的第二电机来实现。
68.因此优选的是,第二电机与第一输入轴连接。
69.该连接优选地是这样的,使得第二电机与输入轴组件和输出轴轴线平行地布置。第二电机的传动小齿轮优选与固定在第一输入轴上的固定齿轮啮合。必要时,在它们之间还可以布置另一个中间齿轮,以便能够更好地匹配传动比。
70.第二电机优选设置成与至少第三齿轮组平面和第二离合器平面轴向重叠。优选地,第二电机在轴向方向上不延伸超出变速器组件。
71.第二电机可被用于在内燃机行驶运行中的助力运行(boost-betrieb)。然而,纯电机行驶运行也可以借助第二电机来建立。在此,所述挡位级与在纯内燃机行驶运行中的挡位级相同。
72.此外,第二电机可被用于在内燃机行驶运行中和/或在电动行驶运行中借助第一电机的离合器同步。因此,所配设的换挡离合器可以实现为牙嵌式离合器。第一离合器和/或第二离合器也可以实现为牙嵌式离合器。
73.因此优选的是,第一离合器和/或第二离合器和/或至少一个换挡离合器实现为牙嵌式离合器。
74.总体可设想,第一电机设计有空心转子,该空心转子与第二输入轴刚性地连接。
75.在一个优选的实施方式中,所述第一电机的转子然而也可以通过预变速比装置与所述第二输入轴连接。在此,所述预变速比装置例如可以具有行星齿轮组,该行星齿轮组与第二输入轴同中心地布置。优选地,行星齿轮组的齿圈与转子连接,行星齿轮架优选与第二输入轴刚性地连接。例如,行星齿轮组的太阳轮可以与壳体连接。
76.总体上,根据具有该混合动力传动系的实施方式可以实现以下优点中的至少一个:这在紧凑的结构方式中实现简单的结构;实现小的构件载荷;实现小的变速器损耗;实现好的啮合效率;可以实现好的传动比顺序;在最简单的情况下,如果存在第一离合器,则仅三个致动器或操纵装置是必需的,即四个致动器。
77.在第一齿轮组平面和第二齿轮组平面中以及在第三齿轮组平面中优选构建有五个用于五个挡位的正齿轮级;然而,对于内燃机来说,优选仅使用所述挡位中的四个。在第二换挡离合器闭合的情况下,用于借助第一电机的电动行驶运行的挡位之一也被用作内燃机的第一挡位或者说起动挡位。
78.这具有如下优点,所有四个内燃机挡位都是“可起动的”,即内燃机可以分别从纯电动行驶运行中在起动挡位级中接通,其方式为仅闭合另一个换挡离合器。
79.第二齿轮组平面的第二传动比典型地仅在较高的速度时使用,在所述速度时第一挡位对于内燃机行驶运行本来是不需要的。
80.不言而喻,以上提到的这些特征以及仍将在以下阐述的特征不仅能够以分别给出的组合方式使用,而且还能够以其他组合方式或者单独使用,而不脱离本发明的范围。
附图说明
81.在附图中示出并且在接下来的说明中详细阐述本发明的多个实施例。在附图中:
82.图1示出根据本发明的混合动力传动系的第一实施方式的示意图;
83.图2示出图1的混合动力传动系的动力流图表;
84.图3示出图1的混合动力传动系的内燃机挡位级的换挡表;
85.图4示出图1的混合动力传动系的电动挡位级的换挡图;
86.图5示出根据本发明的混合动力传动系的另一个实施方式;以及
87.图6示出根据本发明的混合动力传动系的另一个实施方式。
具体实施方式
88.在图1中,示意性地示出并且总体用10表示用于机动车(尤其是轿车)的混合动力传动系。
89.混合动力传动系10具有内燃机12,该内燃机的曲轴与驱动轴14固定连接。
90.混合动力传动系10还具有混合动力变速器组件16,该混合动力变速器组件可将由驱动轴14提供的驱动动力引导到动力分配装置18上,该动力分配装置构造成,将驱动动力分配到机动车的被驱动的车轮20l、20r上。
91.混合动力传动系10还包括用于操控混合动力传动系的不同组件的控制装置22,如其接下来所阐述的那样。
92.混合动力传动系16包括第一输入轴24,该第一输入轴与驱动轴14同轴地布置。此外,混合动力变速器组件16具有第二输入轴26,该第二输入轴与第一输入轴24同轴地布置,更确切地说第二输入轴是空心轴的形式,该空心轴至少部分地围绕第一输入轴24布置。
93.混合动力变速器组件16还包括具有第一输出轴30和第二输出轴32的输出轴组件28。所述第一和第二输出轴30、32与输入轴组件轴线平行地布置,该输入轴组件由第一和第二输入轴24、26构成。
94.混合动力变速器组件16还包括第一齿轮组平面34。在所述第一齿轮组平面34中包括:与第一输入轴24固定连接的固定齿轮36;可旋转地支承在第一输出轴30上的活动齿轮38;以及可旋转地支承在第二输出轴32上的活动齿轮。所述活动齿轮38、40分别与固定齿轮36啮合。
95.混合动力变速器组件16还包括第二齿轮组平面42。在所述第二齿轮组平面42中包括:与第二输入轴26固定连接的固定齿轮44;可旋转地支承在第一输出轴30上的活动齿轮46;以及可旋转地支承在第二输出轴32上的活动齿轮48。所述活动齿轮46、48分别与固定齿轮44啮合。
96.混合动力变速器组件16还包括第三齿轮组平面50。在所述第三齿轮组平面50中包括:与第一输出轴30固定连接的第一从动齿轮52;以及与第二输出轴32固定连接的第二从动齿轮54。在所述第三齿轮组平面50中还包括活动齿轮56,该活动齿轮可旋转地支承在第一输入轴24上并且与第二从动齿轮54啮合。
97.动力分配装置18的输入元件由驱动轮58构成,该驱动轮不仅与第一从动齿轮52而且与第二从动齿轮54啮合。
98.混合动力变速器组件16还包括第一离合器平面60。在所述第一离合器平面60中包
括:换挡离合器b,借助该换挡离合器可以将活动齿轮38与第一输出轴30连接;以及换挡离合器c,借助该换挡离合器可以将活动齿轮40与第二输出轴32连接。
99.在当前情况中,第一离合器平面60还包括第一离合器k0,该第一离合器布置在输出轴14与第一输入轴24之间,更确切地说为此同轴地布置。因此,所述第一离合器k0构成在混合动力变速器组件16与内燃机12之间的分离离合器。
100.混合动力变速器组件16还包括第二离合器平面62。在所述第二离合器平面62中包括:换挡离合器a,借助该换挡离合器可将活动齿轮46与第一输出轴30连接;以及换挡离合器e,借助该换挡离合器可将活动齿轮48与第二输出轴32连接。
101.在第二离合器平面62中还包括换挡离合器d,借助该换挡离合器可将活动齿轮56与第一输入轴24连接。在当前情况中,所述换挡离合器d和第二离合器k3构成换挡离合器组,该换挡离合器组布置在第二离合器平面62中并且构造用于要么闭合换挡离合器d要么闭合第二离合器k3。所述换挡离合器组还可以建立空挡位置,在该空挡位置中,既不闭合换挡离合器d也不闭合第二离合器k3。
102.输入轴组件位于轴线a1上。第一输出轴30位于轴线a2上。第二输出轴32位于轴线a3上。动力分配装置18位于轴线a4上。
103.为了操纵换挡离合器a至e以及第一离合器k0和第二离合器k3,设置有以下的操纵装置:第一操纵装置s1构造用于打开或闭合第一离合器k0。第二操纵装置s2构造用于闭合换挡离合器d或闭合第二离合器k3,或者在它们之间建立空挡位置,在该空挡位置中既不闭合换挡离合器d也不闭合第二离合器k3。
104.第三操纵装置s3配置给换挡离合器a和e并且构造用于闭合换挡离合器a或闭合换挡离合器e或建立空挡位置,在该空挡位置中既不闭合换挡离合器a也不闭合换挡离合器e。
105.第四操纵装置s4配设给换挡离合器b和c。第四操纵装置s4设计用于闭合换挡离合器b或闭合换挡离合器c或建立空挡位置,在该空挡位置中既不闭合换挡离合器b也不闭合换挡离合器c。
106.第三齿轮组平面50在轴向方向上布置在第一齿轮组平面34与第二齿轮组平面42之间。第一离合器平面60布置在第一齿轮组平面34的沿轴向与第三齿轮组平面50相对置的侧上。第二齿轮组平面62在轴向方向上布置在第二齿轮组平面42与第三齿轮组平面50之间。
107.从内燃机的侧面出发,所述平面的顺序因此如下:60、34、50、62、42。
108.混合动力变速器组件16还具有第一电机64(em1)。第一电机64与输入轴组件24、26同轴地布置并且沿轴向布置在第二齿轮组平面42的与第二离合器平面62相对置的侧上。换句话说,内燃机12和第一电机64设置在混合动力传动系10的沿轴向相对置的侧上。
109.第一电机64具有与壳体68固定地连接的定子66。此外,第一电机64具有与第二输入轴26刚性地连接的转子70。
110.混合动力变速器组件16还包括第二电机82(em2)。第二电机72具有电机轴74,该电机轴与输入轴组件24、26和输出轴30、32轴线平行地错开。在电机轴74上固定有齿轮76,该齿轮与第一齿轮组平面34的固定齿轮36啮合。因此,第二电机72与第一输入轴24连接。
111.第二电机72布置在轴线a5上。
112.在图1中还示出,用于建立驻车锁止功能的驻车锁止轮p能够与输出轴30、32之一
固定地连接,在当前情况中与第一输出轴30固定地连接,更确切地说在轴向方向上在第二齿轮组平面42与第一电机64之间。然而,驻车锁止轮p也能够被布置在其它部位上,例如布置在第二输出轴32上,更确切地说在轴向方向上观察布置在任意部位上。
113.因此,混合动力传动系10具有七个正齿轮对和七个换挡位置(第一和第二离合器k0、k3和五个换挡离合器a至e)。混合动力传动系还具有五个轴线a12至a5和两个输出轴30、32。混合动力传动系还优选具有两个电机64、72。
114.第一电机64的额定动力优选大于第二电机74的额定动力。
115.在图2中示出混合动力传动系10,使得可看出其动力流。例如,动力可从内燃机12经由第一离合器k0和换挡离合器d流至动力分配装置18,或者从第一电机64经由闭合的第二离合器k3和换挡离合器b流至动力分配装置18,仅列举几个示例。
116.在图3中示出用于内燃机行驶级v1至v4的换挡表。在所有这些挡位级中,离合器k0(如果存在)是闭合的(在图3的换挡表中通过x示出)。
117.通过附加地闭合换挡离合器a和第二离合器k3,建立内燃机起动挡位级v1。动力从内燃机经由第一输入轴24和第二离合器k3流至换挡离合器a,并且从那里流至第一输出轴30。在此所建立的传动比是i1。此外,从动传动比i
ab1
添加至所述传动比。在图1和图2中示出在下面未详细参考的这些传动比。
118.第二内燃机挡位级v2通过闭合换挡离合器b(第二离合器k3在此再次打开)来建立。
119.内燃机行驶级v3和v4通过闭合换挡离合器b或d来建立。
120.借助第二电机72的纯电动机的行驶运行以与在图3中示出的相同的方式建立,其中,然而第一离合器k0被打开,以便不必拖曳内燃机。
121.在图3中示出用于借助第一电机64的电动机行驶运行的换挡表。起动挡位级e1.1通过仅闭合换挡离合器a来建立。在所有这些电动行驶级e1.1至e1.4中,第一离合器k0保持打开,如果存在的话。
122.第二电动挡位级e1.2通过闭合换挡离合器e来建立。
123.第三电动挡位级e1.3通过闭合换挡离合器b和第二离合器k3来建立。
124.第四电动挡位级e1.4通过闭合换挡离合器c和第二离合器k3来建立。
125.混合动力变速器组件16不具有专用的倒挡。倒退行驶运行总体借助第一电机64和/或借助第二电机72来建立。
126.利用这两个电机64、72可纯电动地行驶。在纯电动行驶运行中,动力换挡是可行的,其方式为当第二电机72切换时,第一电机64辅助牵引力,并且反之亦然。这种切换过程在开头所述的文献de102011005451a1中被详细描述。
127.在内燃机的或混合动力的运行中,第一离合器k0始终保持闭合。因此,内燃机12始终与第二电机72连接。
128.第二电机72可以涵盖以下功能:
129.从纯电动行驶开始启动内燃机
130.为车载电网供电
131.串联爬行和向前/向后行驶
132.在耦联和换挡时辅助内燃机转速调节。尤其是,当第一电机64使用挡位级e1.1时,
内燃机能被耦联到所有的前进挡位级v1至v4。当第一电机64使用e1.2的挡位级时,内燃机可以被耦联到内燃机挡位级v2至v3中。
133.第二电机64可以在换挡元件k3、b、c、d解除负荷时辅助,其方式为第二电机72以发电机方式工作。所产生的电流可被第一电机64利用来辅助牵引力。
134.第一电机64可以涵盖以下功能:
135.电动驱动车辆以起动和向前/向后行驶
136.在内燃机换挡时辅助牵引力。当换挡元件k3、b、c、d中的一个变换时,第一电机64可以通过e1.1或e1.2维持牵引力。
137.第一电机64可以经由换挡元件k3与内燃机12连接。以这种方式,第一电机64可以起动内燃机或者以发电机的方式用于例如在车辆停止状态中为消耗器发电。
138.在混合动力运行中,如下实施从v1到v2的动力换挡:
139.出发点例如是挡位级v1,其中k0、k3和a是闭合的。随后在换挡元件k3上进行负载减少并且同时在第一电机64上进行负载建立。负载减少可以通过内燃机12和第二电机72降低力矩来实现,或者当第二电机72以发电机的方式补偿内燃机力矩,使得内燃机12和第二电机72的力矩的总和大致为零时实现。然后打开换挡元件k3。然后内燃机12和第二电机72的转速降低,从而同步换挡元件b。为此,第二电机72例如可以以发电机方式工作(优选),或者内燃机12可以进入惯性滑行运行中。最后可以挂入换挡元件b以便挂入前进挡位v2。
140.在混合动力运行中,也可实现第一电机64的转速的降低。当第二离合器k3打开时,可以无负载地在后台从第一电机64变换到第二电机72。由此,第一电机64的转速降低。这种转换可以在内燃机12(和/或第二电机72)在挡位v2至v4中的一个挡位中维持牵引力时进行。
141.在混合动力运行中,当内燃机12利用挡位v2至v4中的一个挡位时,第一电机64可以脱耦。因此,可实现高效的内燃机行驶运行。
142.第二电机72必要时可以比第一电机64具有更小的尺寸,因为第二电机72不是必须满足基本的行驶功能。
143.上述变型方案也适用于不存在第一离合器k0、即输出轴14与第一输入轴24刚性连接的情况。
144.通过将第二电机72连接到第一齿轮组平面34的固定齿轮36上的措施,为此不需要单独的固定齿轮。
145.下面示出混合动力传动系的另外的实施方式,其在结构和工作方式方面总体对应于图1至图4的混合动力传动系10。因此,相同的元件用相同的附图标记来表示。接下来基本上阐述不同之处。
146.在图5中示出简化的混合动力传动系10’,其不包括第二电机72也不包括第一离合器k0。与图1至图4的混合动力传动系10相比,以下的行驶运行由构想决定因此不再可行:串联行驶(串联行驶通常理解为,在存在两个电机的情况下借助电机建立行驶运行并且内燃机被使用,以便以发电机方式运行另一个电机并且对电池再充电)。
147.从纯电动行驶开始起动内燃机也是不可行的。纯电动力换挡也是不可行的。在耦联时并且在换挡时对内燃机转速调节的辅助也是不可行的。
148.在其它情况下,混合动力传动系10’也可以全部满足上面提到的功能。
149.在图6中示出另一个混合动力传动系10”。该混合动力传动系对应于图1的混合动力传动系,其中,然而不设置第一离合器k0。另一个区别在于,第一电机64”不是直接以其转子与第二输入轴连接。而是,第一电机64”的转子70通过预变速比装置80与第二输入轴26连接。
150.在此,所述预变速比装置80通过行星齿轮组82实现,该行星齿轮组具有齿圈84、太阳轮86和行星齿轮架88。齿圈84与转子70连接。太阳轮86固定在壳体68上。行星齿轮架88与第二输入轴26连接。
151.在全部上述的实施方式中,第一离合器k0——其如换挡离合器a至e和第二离合器k3可以实施成牙嵌式离合器那样——(尤其是当存在第二电机72时)也可实现为摩擦离合器。在这种情况下有利的是,第一离合器k0也可以在负载下被打开,例如在全制动时或在内燃机12中发生故障时。构造成摩擦离合器的第一离合器k0也可以在转速差下被闭合。由此,借助第二电机72实现内燃机12的所谓的“动量起动(schwungstart)”(第二电机72的惯性质量被用于起动内燃机12)。
152.图6的混合动力传动系10”尤其是设置用于这种混合动力传动系,其中可供使用的电蓄能器具有相对小的尺寸。在这种情况下,利用一个或两个电机进行纯电动行驶运行的可能性受到限制。
153.因此,图6的混合动力传动系10”规定,第二电机72一般不被用于驱动车辆。而是,第二电机72通常被作为发电机运行。
154.对于这种情况有意义的是,第一电机64配备有预变速比装置80。以这种方式,在纯电动行驶运行中也可以在没有第二电机72的辅助的情况下仅借助第一电机64实现高转矩。因为不需要利用两个电机进行纯电动行驶运行,所以可以省去第一离合器k0。
155.附图标记
156.10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
混合动力传动系
157.12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
内燃机
158.14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动轴
159.16
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
混合动力变速器组件
160.18
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
动力分配装置
161.20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
被驱动的车轮
162.22
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制装置
163.24
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一输入轴
164.26
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二输入轴
165.28
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
输出轴组件
166.30
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一输出轴
167.32
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二输出轴
168.34
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一齿轮组平面
169.36
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
固定齿轮
170.38
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
活动齿轮
171.40
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
活动齿轮
172.42
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二齿轮组平面
173.44
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
固定齿轮
174.46
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
活动齿轮
175.48
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
活动齿轮
176.50
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三齿轮组平面
177.52
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一从动齿轮
178.54
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二从动齿轮
179.56
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
活动齿轮
180.58
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动轮(18)
181.60
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一离合器平面
182.62
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二离合器平面
183.64
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一电机em1
184.66
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
定子
185.68
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
壳体
186.70
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
转子
187.72
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二电机em2
188.74
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电机轴
189.76
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
齿轮
190.80
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
预变速比装置
191.82
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
行星齿轮组
192.84
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
齿圈
193.86
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
太阳轮
194.88
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
行星齿轮架
195.a1-a5
ꢀꢀꢀꢀ
轴线
196.a-e
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
用于挡位齿轮组的换挡离合器
197.k0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一离合器
198.k3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三离合器
199.s1-s4
ꢀꢀꢀꢀ
操纵装置
200.p
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
驻车锁止轮
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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