專利名稱：用于汽車的混合動(dòng)力傳動(dòng)系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變速器，該變速器包括一個(gè)變速器輸入軸和一個(gè)變速器輸出軸和兩個(gè)功率路徑，這兩個(gè)功率路徑位于變速器輸入軸與一個(gè)由兩個(gè)單行星齒輪組構(gòu)成的主齒輪組之間，所述主齒輪組具有四個(gè)按轉(zhuǎn)速順序被稱為第一、第二、第三和第四軸的軸，其中，所述兩個(gè)功率路徑中的第一功率路徑具有第一固定傳動(dòng)比并且所述兩個(gè)功率路徑中的第二功率路徑具有第二固定傳動(dòng)比，第二固定傳動(dòng)比小于第一固定傳動(dòng)比。此外，本發(fā)明還涉及一種用于汽車的混合動(dòng)力傳動(dòng)系，該混合動(dòng)力傳動(dòng)系包括至少一個(gè)內(nèi)燃機(jī)和至少一個(gè)電機(jī)。
背景技術(shù)：
開頭所提類型的變速器例如由EP0434525A1已知。在這種已知的具有五個(gè)換擋元件的變速器中實(shí)現(xiàn)六個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋，這些換擋元件的選擇性的成對接合在變速器輸入軸和變速器輸出軸之間產(chǎn)生不同的傳動(dòng)比。此外，由本 申請人:的專利申請DE102010028026還已知了一種包括一個(gè)內(nèi)燃機(jī)和多個(gè)電機(jī)的混合動(dòng)力傳動(dòng)系。在該混合動(dòng)力傳動(dòng)系中使用具有分變速器的齒輪變速器，這些分變速器分別具有一個(gè)可切換的擋位。除了在同軸的驅(qū)動(dòng)端和從動(dòng)端時(shí)的一個(gè)直接擋夕卜，存在于分變速器中的可切換的擋位分別由恰好一個(gè)單變速器、如一個(gè)圓柱齒輪對或一個(gè)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生。據(jù)此，具有同軸從動(dòng)端的九擋中間軸式變速器對于這九個(gè)擋將需要至少九個(gè)形式為九個(gè)圓柱齒輪對的單變速器。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，利用一種多擋變速器減小上述類型的混合動(dòng)力傳動(dòng)系所需的構(gòu)造耗費(fèi)。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)借助一種開頭所提類型的變速器以下述方式解決:至少一個(gè)電機(jī)與主齒輪組的其中一個(gè)軸連接，其中，第一軸能通過一個(gè)第一切換元件與第一功率路徑連接以及能通過一個(gè)第二切換元件與第二功率路徑連接，第二軸能通過一個(gè)第三切換元件與第一功率路徑連接以及能通過一個(gè)第四切換元件與第二功率路徑連接，第三軸與變速器輸出軸永久地連接，第四軸能通過一個(gè)第六切換元件固定以及能通過一個(gè)第五切換元件與第一功率路徑或第二功率路徑連接。根據(jù)本發(fā)明的解決方案的突出之處主要在于顯著減小且簡化的結(jié)構(gòu)，由此也能實(shí)現(xiàn)在整體重量和所需安裝空間方面的優(yōu)化。每兩個(gè)切換元件能借助一個(gè)雙作用的致動(dòng)器交替地操縱。在此，第一切換元件的閉合能引起第二切換元件的打開。所有在本文件中提到的切換元件能優(yōu)選構(gòu)成為形鎖合的切換元件、例如牙嵌式切換元件、特別是牙嵌式離合器或牙嵌式制動(dòng)器。根據(jù)本發(fā)明的變速器的另一優(yōu)點(diǎn)在于，所使用的切換元件不需要同步裝置，因?yàn)榍袚Q元件的同步能通過電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)在無負(fù)載狀態(tài)中進(jìn)行。此外，電機(jī)能用作轉(zhuǎn)速傳感器(求解器)。在此，在驅(qū)動(dòng)端和從動(dòng)端上可通過在電機(jī)上始終確定的轉(zhuǎn)速在擋位傳動(dòng)路線之內(nèi)和之外避免行星齒輪組上不確定的轉(zhuǎn)速狀態(tài)。此外，在借助內(nèi)燃機(jī)行駛時(shí)也能通過電機(jī)進(jìn)行動(dòng)力換擋。所使用的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)選構(gòu)成為負(fù)傳動(dòng)比行星齒輪組。一個(gè)單級的負(fù)傳動(dòng)比行星齒輪組包括一個(gè)太陽輪、一個(gè)齒圈和一個(gè)行星架，行星齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在該行星架上，這些行星齒輪分別與太陽輪和齒圈嚙合。由此，齒圈在行星架固定時(shí)具有與太陽輪相反的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。與此相反地，一個(gè)單級的正傳動(dòng)比行星齒輪組包括一個(gè)太陽輪、一個(gè)齒圈和一個(gè)行星架，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的行星齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在該行星架上，其中，所有內(nèi)側(cè)的行星齒輪與太陽輪嚙合并且所有外側(cè)的行星齒輪與齒圈嚙合，每個(gè)內(nèi)側(cè)的行星齒輪與各一個(gè)外側(cè)的行星齒輪嚙合。由此，齒圈在行星架固定時(shí)具有與太陽輪相同的旋轉(zhuǎn)方向。但根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)替換行星架和齒圈連接并且同時(shí)行星齒輪組的固定傳動(dòng)比的值與作為負(fù)傳動(dòng)比行星齒輪組的實(shí)施方式相比增加了 I時(shí)，負(fù)傳動(dòng)比行星齒輪組也能被正傳動(dòng)比行星齒輪組代替。本發(fā)明的一種特別有利的、通過電機(jī)實(shí)現(xiàn)起動(dòng)、開動(dòng)、倒轉(zhuǎn)、助力、回收以及動(dòng)力換擋的變型方案規(guī)定，電機(jī)永久地或可接入和可斷開地、直接或通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到主齒輪組的第一軸上。另一優(yōu)點(diǎn)可在于，無需單獨(dú)的倒擋。本發(fā)明的一種所需切換元件數(shù)量較少就足夠并且在順序切換方式中避免雙切換的實(shí)施形式規(guī)定，通過所述六個(gè)切換元件的選擇性的成對接合可實(shí)現(xiàn)十個(gè)前進(jìn)擋，其中，這十個(gè)前進(jìn)擋中的九個(gè)前進(jìn)擋是能動(dòng)力換擋的且是能以非成組切換的方式切換的，其中，第一前進(jìn)擋通過閉合第六切換元件和第一切換元件產(chǎn)生，第二前進(jìn)擋通過閉合第六切換元件和第二切換元件產(chǎn)生，第三前進(jìn)擋通過閉合第六切換元件和第三切換元件產(chǎn)生，第四前進(jìn)擋通過閉合第三切換元件和第二切換元件產(chǎn)生，第九前進(jìn)擋通過閉合第一切換元件和第四切換元件產(chǎn)生，并且另一擋通過閉合第六切換元件和第四切換元件產(chǎn)生，其中，在第四軸能通過第五切換元件與第一功率路徑連接的情況下，第五前進(jìn)擋優(yōu)選通過閉合第三切換元件和第五切換元件產(chǎn)生或通過閉合第五切換元件和第一切換元件產(chǎn)生或通過閉合第一切 換元件和第三切換元件產(chǎn)生，第六前進(jìn)擋通過閉合第二切換元件和第五切換元件產(chǎn)生，第七前進(jìn)擋通過閉合第四切換元件和第五切換元件產(chǎn)生，第八前進(jìn)擋通過閉合第二切換元件和第四切換元件產(chǎn)生；在第四軸能通過第五切換元件與第二功率路徑連接的情況下，第五前進(jìn)擋優(yōu)選通過閉合第一切換元件和第三切換元件產(chǎn)生，第六前進(jìn)擋通過閉合第五切換元件和第三切換元件產(chǎn)生，第七前進(jìn)擋通過閉合第五切換元件和第一切換元件產(chǎn)生并且第八前進(jìn)擋通過閉合第五切換元件和第四切換元件產(chǎn)生或通過閉合第二切換元件和第四切換元件產(chǎn)生或通過閉合第二切換元件和第五切換元件產(chǎn)生。一種有利的實(shí)施方式規(guī)定，變速器輸出軸同軸于變速器輸入軸設(shè)置，其中，第二功率路徑包括用于發(fā)出比變速器輸入軸轉(zhuǎn)速更大的轉(zhuǎn)速的增速行星齒輪組，其中，增速行星齒輪組的第一軸是固定的并且增速行星齒輪組的第二軸能與變速器輸入軸永久地或通過一個(gè)第七切換元件連接，第二切換元件和第四切換元件連接在增速行星齒輪組的第三軸上，第一功率路徑為直接傳動(dòng)。優(yōu)選地，增速行星齒輪組構(gòu)成為包括太陽輪、行星架和齒圈的負(fù)傳動(dòng)比齒輪組，其中，太陽輪是固定的，行星架可與變速器輸入軸永久地或通過第七切換元件可松脫地連接并且第二切換元件和第四切換元件連接到齒圈上。根據(jù)一種特別有利的構(gòu)造方案，該構(gòu)造方案的特點(diǎn)為在切換元件和行星齒輪組中存在的力矩較小，主齒輪組的第一軸與主齒輪組的第一單行星齒輪組的太陽輪連接，主齒輪組的第二軸與主齒輪組的第二單行星齒輪組的齒圈連接，主齒輪組的第三軸與主齒輪組的第一單行星齒輪組的行星架和第二單行星齒輪組的行星架連接，并且主齒輪組的第四軸與主齒輪組的第二單行星齒輪組的太陽輪和第一單行星齒輪組的齒圈連接。本發(fā)明的該變型方案由于施加在切換元件和行星齒輪組中的較小的力矩允許節(jié)省空間的尺寸確定。為了以盡可能小的軸向結(jié)構(gòu)空間就足夠而可以規(guī)定，主齒輪組的所述兩個(gè)單齒輪組徑向相互嵌套地設(shè)置，其中，第二單齒輪組的太陽輪和第一單齒輪組的齒圈構(gòu)造為一個(gè)唯一的元件。根據(jù)本發(fā)明，上述任務(wù)也可借助一種開頭所提類型的混合動(dòng)力傳動(dòng)系以下述方式來解決，即，該混合動(dòng)力傳動(dòng)系具有根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的變速器。根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施形式，可設(shè)有至少一個(gè)與內(nèi)燃機(jī)直接地或通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的或能通過至少一個(gè)第八切換元件可松脫地連接的第二電機(jī)，該第二電機(jī)優(yōu)選為起動(dòng)機(jī)或起動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)的形式。在本發(fā)明的該變型方案中產(chǎn)生下述優(yōu)點(diǎn):通過打開第八切換元件可在所有擋位中實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)的、可動(dòng)力換擋的行駛運(yùn)行。另外的與該實(shí)施形式相聯(lián)系的優(yōu)點(diǎn)在于，產(chǎn)生與電池大小無關(guān)的系統(tǒng)，因?yàn)檫M(jìn)行內(nèi)燃機(jī)一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛是可能的。尤其是在從第一擋到第二擋或從第二擋到第三擋升擋時(shí)發(fā)電機(jī)運(yùn)行可用于制動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。一種特別簡單且節(jié)省空間的構(gòu)造以下述方式產(chǎn)生:第一切換元件和第二切換元件、和/或第三切換元件和第四切換元件、和/或第五切換元件和第六切換元件、和/或第七切換元件和第八切換元件可相應(yīng)地通過一個(gè)雙作用的致動(dòng)器操縱。


下面借助附圖中所示的一些非限制性的實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明連同其它優(yōu)點(diǎn)。圖中示意性地:圖1示出根據(jù)本發(fā)明的具有根據(jù)本發(fā)明變速器的混合動(dòng)力傳動(dòng)系的第一種實(shí)施形式的變速器示意圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的變速器的轉(zhuǎn)速圖表；圖3示出圖1和2所示變速器的換擋示意圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的具有根據(jù)本發(fā)明變速器的混合動(dòng)力傳動(dòng)系的第二種實(shí)施形式的變速器示意圖；以及圖5示出圖4中所示混合動(dòng)力傳動(dòng)系的換擋示意圖。
具體實(shí)施例方式首先要指出，在不同描述的實(shí)施形式中相同部件使用相同附圖標(biāo)記或相同構(gòu)件名稱，其中，在全部說明書中包含的公開內(nèi)容能夠按意義轉(zhuǎn)到具有相同附圖標(biāo)記或相同構(gòu)件名稱的相同部件上。按照圖1，一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的用于汽車的混合動(dòng)力傳動(dòng)系包括一個(gè)內(nèi)燃機(jī)I和至少一個(gè)電機(jī)EM1。此外，可設(shè)置一個(gè)用于電機(jī)EMl的控制裝置2和一個(gè)電蓄能器3。該混合動(dòng)力傳動(dòng)系包括一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的、具有一個(gè)變速器輸入軸4和一個(gè)變速器輸出軸5的變速器。為了在內(nèi)燃機(jī)I和變速器之間減振，可設(shè)置一個(gè)扭轉(zhuǎn)減振器6。此夕卜，可設(shè)有一個(gè)例如以起動(dòng)機(jī)或起動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)形式的第二電機(jī)EM2。在輸出側(cè)也可設(shè)置一個(gè)輪間差速器和/或軸間差速器。如由圖1和圖2可見，在變速器輸入軸4和一個(gè)由兩個(gè)單行星齒輪組P2、P3構(gòu)成的主齒輪組HRS之間實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功率路徑LI和L2。這兩個(gè)功率路徑LI和L2是用于由變速器輸入軸4發(fā)出的轉(zhuǎn)速的兩個(gè)不同的傳遞路徑。第一功率路徑LI具有第一固定傳動(dòng)比il并且第二功率路徑L2具有第二固定傳動(dòng)比i2，其中，第二固定傳動(dòng)比i2小于第一固定傳動(dòng)比il。主齒輪組HRS具有四個(gè)按轉(zhuǎn)速順序、即根據(jù)其在轉(zhuǎn)速平面圖中的順序被稱為第一、第二、第三和第四軸的可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸W1、W2、W3、W4。第一軸Wl可通過一個(gè)第一切換元件C與第一功率路徑LI連接以及可通過一個(gè)第二切換元件B與第二功率路徑L2連接。第二軸W2可通過一個(gè)第三切換元件D與第一功率路徑LI連接以及可通過一個(gè)第四切換元件E與第二功率路徑L2連接。第三軸W3與變速器輸出軸5永久地連接。在此應(yīng)指出，在本文中概念“永久”和“固定”或“抗旋轉(zhuǎn)”被用為同義詞。第四軸W4可通過一個(gè)第六切換元件F固定以及如圖1中所示可 通過一個(gè)第五切換元件A與第一功率路徑LI連接。主齒輪組HRS的第一軸Wl可與主齒輪組HRS的第一單行星齒輪組P2的太陽輪S02連接，其中，主齒輪組HRS的第二軸W2與主齒輪組HRS的第二單行星齒輪組P3的齒圈H03連接。主齒輪組HRS的第三軸W3可與主齒輪組HRS的第一單行星齒輪組P2的行星架ST2和第二單行星齒輪組P3的行星架ST3連接。而主齒輪組HRS的第四軸W4與主齒輪組HRS的第二單行星齒輪組P3的太陽輪S03和第一單行星齒輪組P2的齒圈H02連接。主齒輪組HRS的所述兩個(gè)單齒輪組P2、P3可徑向相互嵌套地設(shè)置，其中，第二單齒輪組P3的太陽輪S03和第一單齒輪組P2的齒圈H02構(gòu)成為一個(gè)唯一的元件。這種結(jié)構(gòu)方式尤其適合于具有前置橫向驅(qū)動(dòng)裝置(具有橫向于汽車縱軸線設(shè)置的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的前置驅(qū)動(dòng)裝置)的汽車。由行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)P2和P3形成的主齒輪組HRS也可構(gòu)造成拉威娜結(jié)構(gòu)方式。在此，切換元件B和C將設(shè)定作為與主齒輪組HRS的第一行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)P2的太陽輪S02的連接，以及切換元件A和F將設(shè)定作為與主齒輪組HRS的第二行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)P3的太陽輪S03的連接，以及切換元件D和E將設(shè)定作為與共同的行星架ST2、ST3的連接，并且從動(dòng)端將設(shè)定作為與共同的齒圈H02、H03的連接。主齒輪組HRS也可按辛普森結(jié)構(gòu)方式實(shí)現(xiàn)。但在此具有一個(gè)分開的太陽輪和一個(gè)長的行星齒輪的結(jié)構(gòu)方式將有利于可將切換元件E和D連接到不包括其他耦聯(lián)裝置的行星架ST2上。切換元件B和C將可連接到(分開的)太陽輪上并且切換元件A和F可連接到不包括其他耦聯(lián)裝置的齒圈H03上。輸出端將通過與齒圈H02耦聯(lián)的行星架ST3實(shí)現(xiàn)。電機(jī)EMl可永久地連接到主齒輪組HRS的第一軸Wl上。但作為永久連接的備選方案，電機(jī)EMl也能可接通和可斷開地、直接或通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、尤其是通過皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到第一軸Wl上。原則上，電機(jī)EMl也能可切換地連接在第二軸W2和第四軸W4之間。也可能的是，將電機(jī)EMl僅連接在第二軸W2上并且為此附加地將另一電機(jī)連接在第四軸W4上用來保證可動(dòng)力換擋性。變速器輸出軸5優(yōu)選同軸于變速器輸入軸4設(shè)置，其中，第二功率路徑L2可包括一個(gè)前置齒輪組，該前置齒輪組的形式為用于發(fā)出比變速器輸入軸4轉(zhuǎn)速更大的轉(zhuǎn)速的增速行星齒輪組Pl。增速行星齒輪組Pl的第一軸WVSl在此是固定的并且增速行星齒輪組Pl的第二軸WVS2如圖1中所示地可與變速器輸入軸4永久地連接或如圖4所示地可通過一個(gè)第七切換元件Kl與變速器輸入軸4連接。第二切換元件B和第四切換元件E連接在增速行星齒輪組Pl的第三軸WVS3上，并且第一功率路徑LI為直接傳動(dòng)。根據(jù)所示的實(shí)施形式，增速行星齒輪組Pl可構(gòu)造為包括一個(gè)太陽輪S01、一個(gè)行星架STl和一個(gè)齒圈HOl的負(fù)傳動(dòng)比齒輪組。太陽輪SOl是固定的，而行星架STl與變速器輸入軸4永久地或通過第七切換元件Kl可松脫地可連接。第二切換元件B和第四切換元件E連接到齒圈HOl上。 在此還應(yīng)指出，第一功率路徑LI也可構(gòu)造為用于發(fā)出比變速器輸入軸4轉(zhuǎn)速更小的轉(zhuǎn)速的減速行星齒輪組Pl。在此情況下，第一軸WVSl可固定。在這里，第一切換元件C和第二切換元件D連接在第二軸WVS2上，而第三軸與變速器輸入軸4永久地連接或通過切換元件Kl連接。第二功率路徑L2在此情況下構(gòu)造為直接傳動(dòng)。如果在此例如第五切換元件A連接在第二功率路徑L2上、即在驅(qū)動(dòng)裝置上，則在一個(gè)構(gòu)造為正傳動(dòng)比齒輪組的減速行星齒輪組Pl中，太陽輪SOl是固定的并且第一切換元件C和第三切換元件D連接在齒圈HOl上，其中，行星架STl可與變速器輸入軸4永久地連接或通過一個(gè)切換元件Kl可松脫地連接。為了建立可連接性，可能需要分開地構(gòu)造齒圈H01。這例如當(dāng)?shù)谝还β事窂絃I構(gòu)成為減速行星齒輪組Pl并 且同時(shí)第五切換元件A連接在第一功率路徑LI上時(shí)是需要的。通過變速器的所述六個(gè)切換元件A、B、C、D、E、F的選擇性的成對嚙合實(shí)現(xiàn)十個(gè)前進(jìn)擋，其中，這十個(gè)前進(jìn)擋中的九個(gè)前進(jìn)擋是可動(dòng)力換擋的并且是能以非成組切換的方式切換的。在這方面概念“能以非成組切換的方式切換”被理解為切換到下一更高或下一更低擋時(shí)僅一個(gè)切換元件打開并且另一個(gè)切換元件閉合。由圖2所示的轉(zhuǎn)速圖表或者說轉(zhuǎn)速平面圖可看出在通過切換元件A、B、C、D、E、F的選擇性接合所實(shí)現(xiàn)的擋位和每個(gè)軸Wl、W2、W3、W4的傳動(dòng)比之間的關(guān)系。在各個(gè)軸W1、W2、W3、W4上，在豎直方向上標(biāo)出轉(zhuǎn)速比。各軸之間的水平距離通過傳動(dòng)比得出，從而可通過直線連接屬于某一確定運(yùn)行點(diǎn)的轉(zhuǎn)速比。在某一確定的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速下，主齒輪組HRS的九條運(yùn)行線表示九個(gè)前進(jìn)擋中的轉(zhuǎn)速比。從圖3可得出對于圖1中所示多擋變速器的示例性的換擋示意圖。為每個(gè)擋閉合兩個(gè)切換元件。由該換擋示意圖可示例性地得出各個(gè)擋位的相應(yīng)傳動(dòng)比和待由其確定的向下一更高擋的速比間隔，其中，變速器具有6.6的速比范圍。由圖3可見，在順序切換方式中能避免雙切換或成組切換，因?yàn)閮蓚€(gè)相鄰擋位共同使用一個(gè)切換元件。在當(dāng)前情況下構(gòu)造成負(fù)傳動(dòng)比行星齒輪組的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)P1、P2、P3的固定傳動(dòng)比的典型值對于Pl為-1.8、對于P2為-2.8、對于P3為-1.5。第一前進(jìn)擋通過閉合第六切換元件F和第一切換元件C產(chǎn)生，第二前進(jìn)擋通過閉合第六切換元件F和第二切換元件B產(chǎn)生，第三前進(jìn)擋通過閉合第六切換元件F和第三切換元件D產(chǎn)生，第四前進(jìn)擋通過閉合第三切換元件D和第二切換元件B產(chǎn)生。對于第四軸W4可通過第五切換元件A與第一功率路徑LI連接的情況，第五前進(jìn)擋優(yōu)選通過閉合第三切換元件D和第五切換元件A產(chǎn)生或通過閉合第五切換元件A和第一切換元件C產(chǎn)生或通過閉合第一切換元件C和第三切換元件D產(chǎn)生，第六前進(jìn)擋通過閉合第二切換元件B和第五切換元件A產(chǎn)生，第七前進(jìn)擋通過閉合第四切換元件E和第五切換元件A產(chǎn)生，第八前進(jìn)擋通過閉合第二切換元件B和第四切換元件E產(chǎn)生。對于第四軸W4可通過第五切換元件A與第二功率路徑L2連接的情況，第五前進(jìn)擋通過閉合第一切換元件C和第三切換元件D產(chǎn)生，第六前進(jìn)擋通過閉合第五切換元件A和第三切換元件D產(chǎn)生，第七前進(jìn)擋通過閉合第五切換元件A和第一切換元件C產(chǎn)生并且第八前進(jìn)擋優(yōu)選通過閉合第五切換元件A和第四切換元件E產(chǎn)生或通過閉合第二切換元件B和第四切換元件E產(chǎn)生或通過閉合第二切換元件B和第五切換元件A產(chǎn)生。在上述所有情況中，第九前進(jìn)擋通過閉合第一切換元件C和第四切換元件E產(chǎn)生，并且另一擋通過閉合第六切換元件F和第四切換元件E產(chǎn)生。如由圖4可得出，以起動(dòng)機(jī)或起動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)形式的第二電機(jī)EM2能通過一個(gè)第八切換元件KO與內(nèi)燃機(jī)I連接。對此備選地，第二電機(jī)EM2也可與內(nèi)燃機(jī)I永久地連接。從圖5可得出圖4中所示混合動(dòng)力傳動(dòng)系的示例性換擋示意圖。在電動(dòng)行駛運(yùn)行中為每個(gè)也可動(dòng)力換擋的擋閉合三個(gè)切換元件，而切換元件KO打開。在切換元件KO閉合并且切換元件Kl打開時(shí)產(chǎn)生內(nèi)燃機(jī)一電動(dòng)機(jī)行駛運(yùn)行。能由該換擋示意圖示例性得出各個(gè)擋位的相應(yīng)傳動(dòng)比和要由其確定的向下一更高擋的速比間隔，其中，變速器具有6.6的速比范圍。由圖5同樣可見，在順序切換方式中能避免雙切換或成組切換，因?yàn)閮蓚€(gè)相鄰的擋位共同使用一個(gè)切換元件。在此也應(yīng)指出，在本發(fā)明所有所描述的實(shí)施形式中，切換元件A、B、C、D、E以及切換元件K0、Kl優(yōu)選構(gòu)造成牙嵌式離合器，而切換元件F構(gòu)成為牙嵌式制動(dòng)器。在本發(fā)明所有實(shí)施形式中，第一切換元件C與第二切換元件B、和/或第三切換元件D與第四切換元件EJP /或第五切換元件A與第六切換元件F、和/或第七切換元件Kl與第八切換元件KO可相應(yīng)地通過一個(gè)雙作用的致動(dòng)器操縱。因此每一對切換元件可通過一個(gè)唯一的致動(dòng)器操縱。由此簡化了構(gòu)造并能降低所需的結(jié)構(gòu)空間和制造成本。純電動(dòng)的行駛運(yùn)行通過閉合第六切換元件F和打開第一、第二、第三、第四和第五切換元件A、B、C、D、E產(chǎn)生。如圖3和5中所示的換擋示意圖可得出，在借助內(nèi)燃機(jī)的行駛時(shí)動(dòng)力換擋通過電機(jī)EMl在切換元件F閉合(從第一擋到第二擋和從第二擋到第三擋的切換過程)或在切換元件A閉合(例如在從第六擋切換到第七擋時(shí))的情況下在電動(dòng)運(yùn)行中以及在切換元件D閉合(從第三擋到第四擋并從第四擋到第五擋的切換過程)或切換元件E閉合(例如在從第八擋切換到第九擋的換擋時(shí))的情況下在發(fā)電機(jī)運(yùn)行中進(jìn)行，其中，除了切換元件F閉合的情況夕卜，內(nèi)燃機(jī)I處于負(fù)載下。在純電動(dòng)的行駛運(yùn)行中利用閉合的構(gòu)造成牙嵌式制動(dòng)器的切換元件F在牽引力不中斷的情況下也能接通內(nèi)燃機(jī)I。內(nèi)燃機(jī)I能在先前的同步后無牽引力中斷地被接通在一至第三擋中以及在通過閉 合第六切換元件F和第二切換元件E產(chǎn)生的擋中。為了在純電動(dòng)的行駛運(yùn)行期間起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)1，可脫開切換元件F并且優(yōu)選可將切換元件B或切換元件C在先前的同步后閉合，以便充分利用構(gòu)成前置齒輪組的第一行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)Pl的傳動(dòng)比。接著可通過電機(jī)起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)I。之后可以將牙嵌式制動(dòng)器F在先前的同步后重新閉合并且在第一擋(C和F閉合)或第二擋(B和F閉合)中可以借助內(nèi)燃機(jī)繼續(xù)行駛。當(dāng)然，在所有其它擋中，其中也包括在換擋邏輯中未提到的擋(E和F閉合)中，也能在相應(yīng)的同步后以內(nèi)燃機(jī)借助內(nèi)燃機(jī)繼續(xù)行駛。由圖3和5還可看出，同樣可以在一個(gè)擋中進(jìn)行純電動(dòng)行駛(前進(jìn)起動(dòng)/后退起動(dòng))。根據(jù)總傳動(dòng)比和電機(jī)的轉(zhuǎn)速極限，能達(dá)到顯著超過60km/h的速度。在根據(jù)本發(fā)明的混合動(dòng)力傳動(dòng)系中，也能簡單的方式集成一個(gè)駐車鎖止器。為此例如能在停車時(shí)掛上第一擋。駐車鎖止器能由此松開，即，通過電機(jī)產(chǎn)生克服下坡從動(dòng)力的力矩并且切換元件C能無負(fù)載地脫開，以便然后能夠電動(dòng)起動(dòng)。各實(shí)施例示出根據(jù)本發(fā)明的變速器或混合動(dòng)力傳動(dòng)系的可能的變型方案，其中在此應(yīng)注意，本發(fā)明不局限于特別示出的實(shí)施方案。此外，各個(gè)實(shí)施方案彼此間的不同組合是可能的，其中，這些變型可能性基于本發(fā)明技術(shù)方案所給出的技術(shù)手段上的教導(dǎo)在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力之內(nèi)。附圖標(biāo)記列表I內(nèi)燃機(jī)2控制裝置3電蓄能器4變速器輸入軸5變速器輸出軸

6扭轉(zhuǎn)元件EMl 第一電機(jī)EM2第二電機(jī)Pl第一行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)P2第二行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)P3第三行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)HRS主齒輪組Wl主齒輪組的第一軸W2主齒輪組的第二軸W3主齒輪組的第三軸W4主齒輪組的第四軸WVSl 前置齒輪組的第一軸WVS2 前置齒輪組的第二軸WVS3 前置齒輪組的第三軸C第一切換元件B第二切換元件D第三切換元件E第四切換元件A第五切換元件
F第六切換元件Kl第七切換元件KO第八切換元件SOl第一行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的太陽輪STl第一行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行星架HOl第一行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒圈S02第二行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的太陽輪ST2第二行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行星架H02第二行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒圈S03第三行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的太陽輪ST3第三行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行星架H03第三行 星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒圈
權(quán)利要求
1.變速器，包括一個(gè)變速器輸入軸(4)和一個(gè)變速器輸出軸(5)以及兩個(gè)功率路徑(L1、L2)，這兩個(gè)功率路徑位于變速器輸入軸(4)與一個(gè)由兩個(gè)單行星齒輪組(P2、P3)構(gòu)成的主齒輪組(HRS)之間，該主齒輪組具有四個(gè)按轉(zhuǎn)速順序被稱為第一、第二、第三和第四軸的軸(Wl、W2、W3、W4)，其中，所述兩個(gè)功率路徑中的第一功率路徑(LI)具有第一固定傳動(dòng)比(iI)并且所述兩個(gè)功率路徑中的第二功率路徑(L2)具有第二固定傳動(dòng)比(i2)，第二固定傳動(dòng)比(i2)小于第一固定傳動(dòng)比(il)，其特征在于，至少一個(gè)電機(jī)(EMl)與主齒輪組(HRS)的各軸(W1、W2、W3、W4)之一連接，第一軸(Wl)能通過一個(gè)第一切換元件(C)與第一功率路徑(LI)連接以及能通過一個(gè)第二切換元件(B)與第二功率路徑(L2)連接，第二軸(W2)能通過一個(gè)第三切換元件(D)與第一功率路徑(LI)連接以及能通過一個(gè)第四切換元件(E)與第二功率路徑(L2)連接，第三軸(W3)與變速器輸出軸(5)永久地連接，第四軸(W4)能通過一個(gè)第六切換元件(F)固定以及能通過一個(gè)第五切換元件(A)與第一功率路徑(LI)或第二功率路徑(L2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征在于，所述電機(jī)(EMl)永久地或能接入和能斷開地、直接或通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到主齒輪組(HRS)的第一軸(Wl)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變速器，其特征在于，通過所述六個(gè)切換元件(A、B、C、D、E、F)的選擇性的成對接合能實(shí)現(xiàn)十個(gè)前進(jìn)擋，其中，這十個(gè)前進(jìn)擋中的九個(gè)前進(jìn)擋是能動(dòng)力換擋的且是能以非成組切換的方式切換的，第一前進(jìn)擋通過閉合第六切換元件(F)和第一切換元件(C)產(chǎn)生，第二前進(jìn)擋通過閉合第六切換元件(F)和第二切換元件(B)產(chǎn)生，第三前進(jìn)擋通過閉合第六切換元件(F)和第三切換元件(D)產(chǎn)生，第四前進(jìn)擋通過閉合第三切換元件(D)和第二切換元件(B)產(chǎn)生，第九前進(jìn)擋通過閉合第一切換元件(C)和第四切換元件(E)產(chǎn)生，并且另一擋通過閉合第六切換元件(F)和第四切換元件(E)產(chǎn)生， 其中，在第四軸(W4)能通過第五切換元件(A)與第一功率路徑(LI)連接的情況下，第五前進(jìn)擋通過閉合第三切換元件(D)和第五切換元件(A)產(chǎn)生或通過閉合第五切換元件(A)和第一切換元件(C)產(chǎn)生或通過閉合第一切換元件(C)和第三切換元件(D)產(chǎn)生，第六前進(jìn)擋通過閉合第二切換元件(B)和第五切換元件(A)產(chǎn)生，第七前進(jìn)擋通過閉合第四切換元件(E)和第五切換元件(A)產(chǎn)生，第八前進(jìn)擋通過閉合第二切換元件(B)和第四切換元件(E)產(chǎn)生； 在第四軸(W4)能通過第五切換元件(A)與第二功率路徑(L2)連接的情況下，第五前進(jìn)擋通過閉合第一切換元件(C)和第三切換元件(D)產(chǎn)生，第六前進(jìn)擋通過閉合第五切換元件(A)和第三切換元件(D)產(chǎn)生，第七前進(jìn)擋通過閉合第五切換元件(A)和第一切換元件(C)產(chǎn)生，并且第八前進(jìn)擋通過閉合第五切換元件(A)和第四切換元件(E)產(chǎn)生或通過閉合第二切換元件(B)和第四切換元件(E)產(chǎn)生或通過閉合第二切換元件(B)和第五切換元件(A)產(chǎn)生。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的變速器，其特征在于，所述變速器輸出軸(5)同軸于所述變速器輸入軸(4)設(shè)置，其中，第二功率路徑(L2)包括用于發(fā)出比變速器輸入軸轉(zhuǎn)速更大的轉(zhuǎn)速的增速行星齒輪組(P1)，增速行星齒輪組(Pl)的第一軸(WVSl)是固定的并且增速行星齒輪組(Pl)的第二軸(WVS2)能與變速器輸入軸(4)永久地連接或通過一個(gè)第七切換元件(Kl)連接，并且第 二切換元件(B)和第四切換元件(E)連接在增速行星齒輪組(PD的第三軸(WVS3)上，第一功率路徑(LI)為直接傳動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變速器，其特征在于，增速行星齒輪組(Pl)構(gòu)成為包括太陽輪(SOI)、行星架(STl)和齒圈(HOl)的負(fù)傳動(dòng)比齒輪組，其中，太陽輪(SOl)固定，行星架(STl)能與變速器輸入軸(4)永久地或通過第七切換元件(Kl)可松脫地連接，并且第二切換元件(B)和第四切換元件(E)連接到齒圈(HOl)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的變速器，其特征在于，主齒輪組(HRS)的第一軸(Wl)與主齒輪組(HRS)的第一單行星齒輪組(P2)的太陽輪(S02)連接，其中，主齒輪組(HRS)的第二軸(W2)與主齒輪組(HRS)的第二單行星齒輪組(P3)的齒圈(H03)連接，主齒輪組(HRS)的第三軸(W3)與主齒輪組(HRS)的第一單行星齒輪組(P2)的行星架(ST2)和第二單行星齒輪組(P3)的行星架(ST3)連接，并且主齒輪組(HRS)的第四軸(W4)與主齒輪組(HRS)的第二單行星齒輪組(P2)的太陽輪(S03)和第一單行星齒輪組(P2)的齒圈(H02)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變速器，其特征在于，主齒輪組(HRS)的所述兩個(gè)單齒輪組(P2、P3)徑向相互嵌套地設(shè)置，其中，第二單齒輪組(P3)的太陽輪(S03)和第一單齒輪組(P2)的齒圈(H02)構(gòu)成為一個(gè)唯一的元件。
8.用于汽車的混合動(dòng)力傳動(dòng)系，包括至少一個(gè)內(nèi)燃機(jī)(I)和至少一個(gè)電機(jī)(EM1)，其特征在于，所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系 具有根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的變速器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的混合動(dòng)力傳動(dòng)系，其特征在于，設(shè)有至少一個(gè)與內(nèi)燃機(jī)直接或通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的或能通過至少一個(gè)第八切換元件(KO)可松脫地連接的第二電機(jī)(EM2)，該第二電機(jī)優(yōu)選為起動(dòng)機(jī)或起動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)的形式。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的混合動(dòng)力傳動(dòng)系，其特征在于，第一切換元件(C)和第二切換元件(B)、和/或第三切換元件(D)和第四切換元件(E)、和/或第五切換元件(A)和第六切換元件(F)、和/或第七切換元件(Kl)和第八切換元件(KO)能相應(yīng)地通過一個(gè)雙作用的致動(dòng)器操縱。
全文摘要
一種用于汽車的混合動(dòng)力傳動(dòng)系。本發(fā)明涉及一種變速器，該變速器包括一個(gè)變速器輸入軸(4)和一個(gè)變速器輸出軸(5)和兩個(gè)功率路徑(L1、L2)，這兩個(gè)功率路徑位于變速器輸入軸和主齒輪組(HRS)之間，主齒輪組具有四個(gè)按轉(zhuǎn)速順序被稱為第一、第二、第三和第四軸的軸(W1、W2、W3、W4)，至少一個(gè)電機(jī)(EM1)與主齒輪組(HRS)的各軸(W1、W2、W3、W4)之一連接，第一軸(W1)能通過第一切換元件(C)與第一功率路徑(L1)連接以及能通過第二切換元件(B)與第二功率路徑(L2)連接，第二軸(W2)能通過第三切換元件(D)與第一功率路徑連接并且能通過第四切換元件(E)與第二功率路徑連接，第三軸(W3)與變速器輸出軸(5)永久地連接，第四軸(W4)能通過第六切換元件(F)固定以及能通過第五切換元件(A)與第一功率路徑連接。
文檔編號B60K6/365GK103223855SQ20131002712
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者P·齊默 申請人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司