变速器和用于汽车的混合动力系统技术方案

一种变速器和一种用于汽车的混合动力系统，该混合动力系统包括变速器，该变速器包括一个变速器输入轴和一个变速器输出轴和两个位于变速器输入轴和主齿轮组之间的功率路径，主齿轮组具有第一至第四轴，第一功率路径具有第一传动比，第二功率路径具有小于第一传动比的第二传动比。电机与第一轴(W1)连接，第一轴能通过第一切换元件(C)固定并且能通过第二切换元件(B)与第一功率路径连接，第二轴(W2)能通过第三切换元件(D)与第一功率路径连接并且能通过第四切换元件(E)与第二功率路径连接，第三轴(W3)与变速器输出轴永久连接，第四轴(W4)能通过第五切换元件(A)与第二功率路径连接并且能通过第六切换元件(F)固定。

A transmission and a hybrid system for an automobile

A gearbox and a hybrid power system for a motor vehicle, the hybrid system includes the transmission, the transmission includes a transmission input shaft and a transmission output shaft and two in the transmission path between the power input shaft and the main gear, the main gear group is the first to the fourth the first path has a first shaft, power transmission ratio, second power path is smaller than the first transmission ratio of the second transmission ratio. The motor and the first axis (W1) connected to the first axis through the first switching element (C) and fixed by the second switching element (B) connected with the first power path, second axis (W2) through the third switching element (D) connected with the first power path and through the fourth switching element (E) connected with second power path, third axis (W3) and permanently connected to the transmission output shaft, fourth shaft (W4) through the fifth switching element (A) connected to the second power and path through the sixth switching element (F) fixed.

【技术实现步骤摘要】
变速器和用于汽车的混合动力系统
本专利技术涉及一种变速器。本专利技术还涉及一种用于汽车的包括至少一个内燃机和至少一个电机的混合动力系统。
技术介绍
上述类型的变速器例如由EP0434525A1公开。在这种已知的包括五个切换元件(它们选择性的成对接合在变速器输入轴和变速器输出轴之间产生不同传动比)的变速器中实现六个前进挡和一个倒挡。本申请人的专利申请DE102010028026还公开了一种包括一个内燃机和多个电机的混合动力系统。在该混合动力系统中使用具有分变速器的齿轮变速器，所述分变速器分别具有一个可切换的挡位。除了在同轴的驱动端和从动端时的一个直接挡外，存在于分变速器中的可切换的挡位分别仅由正好一个单变速器、例如一个圆柱齿轮对或一个行星传动机构产生。据此，具有同轴输出端的八挡中间轴式变速器为八个挡需要至少八个形式为八个圆柱齿轮对的单变速器。
技术实现思路
因此本专利技术的任务是借助一种多挡变速器减小上述类型的混合动力系统所需的构造耗费并且提供具有至少八个挡的能动力换挡的变速器，该变速器在非常有利的速比间隔时具有高的速比范围。按本专利技术，该任务借助一种变速器解决，其包括一个变速器输入轴和一个变速器输出轴和两个位于变速器输入轴和具有两个单行星齿轮组的主齿轮组之间的功率路径，所述主齿轮组具有按转速顺序被称为第一、第二、第三和第四轴的四个轴，第一功率路径具有第一固定传动比并且第二功率路径具有第二固定传动比，第二固定传动比小于第一固定传动比，至少一个电机与主齿轮组的所述四个轴中的至少一个轴连接，第一轴能通过第一切换元件固定并且能通过第二切换元件与第一功率路径连接，第二轴能通过第三切换元件与第一功率路径连接并且能通过第四切换元件与第二功率路径连接，第三轴与变速器输出轴永久连接并且第四轴能通过第五切换元件与第二功率路径连接并且能通过第六切换元件固定。按本专利技术的解决方案的特征主要在于显著减小和简化的结构，因此也能实现整体重量和所需安装空间方面的优化。每两个切换元件可借助一个双作用的致动器选择性地操作。在此第一切换元件的闭合可引起第二切换元件的打开。所有在本文中提到的切换元件可优选构造为形锁合的切换元件、例如牙嵌式切换元件、尤其是牙嵌式离合器或牙嵌式制动器。按本专利技术的变速器的另一优点在于，所使用的切换元件不需要同步装置，因为切换元件的同步能通过电机和内燃机在无负载状态中进行。此外，电机可用作转速传感器(求解器)。在此，在驱动端和从动端上能通过电机上始终确定的转速在挡位传动路线之内和之外避免行星齿轮组上不确定的转速状态。此外，在借助内燃机行驶时动力换挡也能通过电机进行。所使用的行星齿轮传动机构优选构造为负传动比行星齿轮组。单级的负传动比行星齿轮组包括太阳轮、齿圈和行星架，行星齿轮可旋转地支承在行星架上，行星齿轮分别与太阳轮和齿圈啮合。由此，齿圈在行星架固定时具有与太阳轮相反的旋转方向。与此相反，单级的正传动比行星齿轮组包括太阳轮、齿圈和行星架，内侧和外侧的行星齿轮可旋转地支承在行星架上，所有内侧的行星齿轮与太阳轮啮合并且所有外侧的行星齿轮与齿圈啮合，并且每个内侧的行星齿轮与各一个外侧的行星齿轮啮合。由此，齿圈在行星架固定时具有与太阳轮相同的旋转方向。但按本专利技术，当换成行星架和齿圈连接并且同时行星齿轮组固定传动比的值与作为负传动比行星齿轮组的实施方式相比增加1时，负传动比行星齿轮组也可被正传动比行星齿轮组代替。本专利技术的一种通过电机起动、开动、倒转、助力、回收以及动力换挡的特别有利的方案规定，电机永久地或借助切换元件能接通和断开地、直接或通过传动机构连接到主齿轮组的第一轴上。另一优点可在于，无需单独的倒挡并且在优选构造为牙嵌式制动器的第六切换元件闭合时允许纯电动行驶运行。本专利技术的一种所需切换元件数量较少并且在顺序切换方式中避免双切换的实施方式规定，通过六个切换元件选择性的成对接合能实现最多十一个前进挡，这十一个前进挡中的八个或十个是能动力换挡的并且是能以非成组切换的方式切换的；第一前进挡通过闭合第二切换元件和第六切换元件产生，第二前进挡通过闭合第三切换元件和第六切换元件产生，第三前进挡通过闭合第二切换元件和第三切换元件产生；对于八个挡是能动力换挡的情况，第四前进挡通过闭合第三切换元件和第五切换元件产生，第五前进挡通过闭合第二切换元件和第五切换元件产生，第六前进挡通过闭合第四切换元件和第五切换元件产生，第七前进挡通过闭合第二切换元件和第四切换元件产生，第八前进挡通过闭合第一切换元件和第四切换元件产生；对于十个前进挡是能动力换挡的情况，第四前进挡通过闭合第一切换元件和第三切换元件产生，第五前进挡通过闭合第三切换元件和第五切换元件产生，第六前进挡通过闭合第一切换元件和第五切换元件产生，第七前进挡通过闭合第二切换元件和第五切换元件产生，第八前进挡通过闭合第四切换元件和第五切换元件产生，第九前进挡通过闭合第二切换元件和第四切换元件产生，第十前进挡通过闭合第一切换元件和第四切换元件产生。优选第十一前进挡或第九前进挡通过闭合第四切换元件和第六切换元件产生。一种有利的实施方式规定，变速器输出轴同轴于变速器输入轴设置并且第一功率路径具有用于发出小于变速器输入轴转速且大于零的转速的减速行星齿轮组，减速行星齿轮组的第一轴与变速器输入轴永久连接并且第二切换元件和第三切换元件连接到减速行星齿轮组的第二轴上，减速行星齿轮组的第三轴固定，第二功率路径为直接传动。优选减速行星齿轮组可构造为负传动比齿轮组，其齿圈固定并且其太阳轮与变速器输入轴永久连接或能通过第七切换元件与变速器输入轴可松开地连接，第三切换元件和第二切换元件连接到减速行星齿轮组的行星架上。根据一种特别有利的、特点为存在于切换元件和行星齿轮组中的力矩较小的方案，主齿轮组的第一轴与主齿轮组的第一单行星齿轮组的太阳轮连接，主齿轮组的第二轴与主齿轮组的第一单行星齿轮组的行星架和第二单行星齿轮组的齿圈连接，主齿轮组的第三轴与主齿轮组的第一单行星齿轮组的齿圈和第二单行星齿轮组的行星架连接，主齿轮组的第四轴与主齿轮组的第二单行星齿轮组的太阳轮连接。按本专利技术，上述任务也可借助开头所提类型的混合动力系统如此解决，即该混合动力系统具有本专利技术的变速器。按本专利技术的另一种实施方式，可设有至少一个与内燃机直接或通过传动机构连接的或通过至少一个第八切换元件可松开地连接的、优选为起动机或起动机－发电机形式的第二电机。本专利技术该方案的优点在于，通过打开第八切换元件可在所有挡位中允许纯电动的、能动力换挡的行驶运行。使用起动机时具有这样的优点，即也可在纯电动行驶运行期间(借助闭合的第六切换元件)在牵引力不中断的情况下起动内燃机。当代替起动机使用起动机－发电机时具有附加的优点，即产生与电池大小无关的系统，因为可进行内燃机－电动机驱动行驶。尤其是在从第一挡向第二挡升挡时发电机运行可用于制动内燃机。在所有挡位中的纯电动行驶以及在所有挡位中的纯电动行驶期间在牵引力不中断的情况下的内燃机起动也可以按下述方式实现：第二电机能通过第八切换元件与内燃机可松开地连接并且能通过另一切换元件与变速器输入轴可松开地连接。一种特别简单且节省空间的结构以下述方式实现：每两个切换元件能通过一个双作用的致动器操作，优选第一切换元件和第二切换元件、和/或第三切换元件和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
变速器，其包括一个变速器输入轴(4)和一个变速器输出轴(5)和两个功率路径(L1、L2)，所述功率路径位于变速器输入轴(4)和具有两个单行星齿轮组(P2、P3)的主齿轮组(HRS)之间，所述主齿轮组具有按转速顺序被称为第一、第二、第三和第四轴的四个轴(W1、W2、W3、W4)，第一功率路径(L1)具有第一固定传动比(i1)并且第二功率路径(L2)具有第二固定传动比(i2)，第二固定传动比(i2)小于第一固定传动比(i1)，其特征在于，至少一个电机(EM1)与主齿轮组(HRS)的所述四个轴(W1、W2、W3、W4)中的至少一个轴连接，第一轴(W1)能通过第一切换元件(C)固定并且能通过第二切换元件(B)与第一功率路径(L1)连接，第二轴(W2)能通过第三切换元件(D)与第一功率路径(L1)连接并且能通过第四切换元件(E)与第二功率路径(L2)连接，第三轴(W3)与变速器输出轴永久连接，并且第四轴(W4)能通过第五切换元件(A)与第二功率路径(L2)连接并且能通过第六切换元件(F)固定。

【技术特征摘要】
2012.01.31 DE 102012201377.61.变速器，其包括一个变速器输入轴(4)和一个变速器输出轴(5)和两个功率路径(L1、L2)，所述功率路径位于变速器输入轴(4)和具有两个单行星齿轮组(P2、P3)的主齿轮组(HRS)之间，所述主齿轮组具有按转速顺序被称为第一、第二、第三和第四轴的四个轴(W1、W2、W3、W4)，第一功率路径(L1)具有第一固定传动比(i1)并且第二功率路径(L2)具有第二固定传动比(i2)，第二固定传动比(i2)小于第一固定传动比(i1)，其特征在于，至少一个电机(EM1)与主齿轮组(HRS)的所述四个轴(W1、W2、W3、W4)中的至少一个轴连接，第一轴(W1)能通过第一切换元件(C)固定并且能通过第二切换元件(B)与第一功率路径(L1)连接，第二轴(W2)能通过第三切换元件(D)与第一功率路径(L1)连接并且能通过第四切换元件(E)与第二功率路径(L2)连接，第三轴(W3)与变速器输出轴永久连接，并且第四轴(W4)能通过第五切换元件(A)与第二功率路径(L2)连接并且能通过第六切换元件(F)固定。2.根据权利要求1的变速器，其特征在于，通过第一至第六切换元件(A、B、C、D、E、F)选择性的成对接合能实现最多十一个前进挡，这十一个前进挡中的八个或十个是能动力换挡的并且是能以非成组切换的方式切换的；第一前进挡通过闭合第二切换元件(B)和第六切换元件(F)产生，第二前进挡通过闭合第三切换元件(D)和第六切换元件(F)产生，第三前进挡通过闭合第二切换元件(B)和第三切换元件(D)产生；对于八个挡是能动力换挡的第一种情况，第四前进挡通过闭合第三切换元件(D)和第五切换元件(A)产生，第五前进挡通过闭合第二切换元件(B)和第五切换元件(A)产生，第六前进挡通过闭合第四切换元件(E)和第五切换元件(A)产生，第七前进挡通过闭合第二切换元件(B)和第四切换元件(E)产生，第八前进挡通过闭合第一切换元件(C)和第四切换元件(E)产生；对于十个前进挡是能动力换挡的第二种情况，第四前进挡通过闭合第一切换元件(C)和第三切换元件(D)产生，第五前进挡通过闭合第三切换元件(D)和第五切换元件(A)产生，第六前进挡通过闭合第一切换元件(C)和第五切换元件(A)产生，第七前进挡通过闭合第二切换元件(B)和第五切换元件(A)产生，第八前进挡通过闭合第四切换元件(E)和第五切换元件(A)产生，第九前进挡通过闭合第二切换元件(B)和第四切换元件(E)产生，第十前进挡通过闭合第一切换元件(C)和第四切换元件(E)产生。3.根据权利要求2的变速器，其特征在于，在第二种情况时第十一前进挡或在第一种情况时第九前进挡通过闭合第四切换元件(E)和第六切换元件(F)产生。4.根据权利要求1的变速器，其特征在于，所述电机(EM1)永久地或通过另外的切换元件(U、V)能接通和断开地、直接或通过传动机构连接到主齿轮组(HRS)的第一轴(W1)上。5.根据权利要求2的变速器，其特征在于，所述电机(EM1)永久地或通过另外的切换元件(U、V)能接通和断开地、直接或通过传动机构连接到主齿轮组(HRS)的第一轴(W1)上。6.根据权利要求3的变速器，其特征在于，所述电机(EM1)永久地或通过另外的切换元件(U、V)能接通和断开地、直接或通过传动机构连接到主齿轮组(HRS)的第一轴(W1)上。7.根据权利要求1至6之一的变速器，其特征在于，所述变速器输出轴(5)同轴于变速器输入轴(4)设置并且第一功率路径(L1)具有用于发出小于变速器输入轴(4)转速且大于零的转速的减速行星齿轮组(P1)，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·齐默，C·西布拉，S·贝克，U·格里斯迈尔，J·卡尔滕巴赫，
申请(专利权)人：腓特烈斯港齿轮工厂股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE