用于混合动力车辆的驱动单元及其运行方法技术

本发明专利技术涉及一种用于混合动力车辆的驱动单元，驱动单元包括具有内燃机(1)和电机(2)的驱动机组(3)并且包括连接到驱动机组(3)和从动端(4)之间的、具有多个分变速器(6,7)的变速器(5)，其中电机(2)经由行星齿轮变速器(10)耦合到第一分变速器(6)的输入轴(8)和与第一分变速器(6)并联连接的第二分变速器(7)的输入轴(9)上，其中内燃机(1)能经由分离离合器(11)耦合到第一分变速器(6)的输入轴(8)上并且在分离离合器(11)闭合时与第一分变速器(6)的输入轴(8)一起耦合到行星齿轮变速器(10)的同一元件上，并且桥接切换元件(12)与行星齿轮变速器(10)如此协同作用，使得在桥接切换元件(12)闭合时，在电机(2)、第一分变速器(6)的输入轴(8)和第二分变速器(7)的输入轴(9)之间存在不可相对旋转的连接并且因此在它们之间存在强制的转速相等，相反在桥接切换元件(12)打开时在电机(2)和两个分变速器(6，7)的两个输入轴(8，9)之间的不可相对旋转的连接和因此强制的转速相等不存在，分离离合器(11)设计成摩擦锁合的或形锁合的分离离合器，并且桥接切换元件(12)设计成摩擦锁合的桥接切换元件(12)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于混合动力车辆的驱动单元及其运行方法
本专利技术涉及一种用于混合动力车辆的驱动单元和一种用于运行该驱动单元的方法。
技术介绍
由DE102006059591A1已知一种用于混合动力车辆的驱动单元，其驱动机组包括内燃机和电机，其中在驱动机组和从动端之间设置变速器，该变速器具有多个带有形锁合切换元件的分变速器。驱动机组的电机经由行星齿轮变速器耦合到第一分变速器的输入轴和与第一分变速器并联连接的第二分变速器的输入轴上。内燃机能够经由分离离合器(设计成摩擦锁合的分离离合器)耦合到第一分变速器的输入轴上。在分离离合器闭合时内燃机与第一分变速器的输入轴连接到同一行星齿轮变速器元件上。由DE102010061841A1已知另外一种用于混合动力车辆的驱动单元，其中DE102010061841A1的驱动单元与DE102006059591A1的驱动单元的区别在于，附加地一个桥接切换元件与行星齿轮变速协同作用。桥接切换元件是形锁合的桥接切换元件，其中在桥接切换元件闭合时在电机和两个分变速器的输入轴之间存在不可相对旋转的连接并且因此在两者之间存在强制的转速相等。在桥接切换元件打开在电机和两个分变速器的输入轴之间不存在不可相对旋转的连接。这些现有技术的驱动单元具有这样的缺点，即在混合动力车辆的纯电动驱动模式时不能实现动力换挡(动力不中断的换挡)。
技术实现思路
由此出发，本专利技术的任务在于提供一种新型的用于混合动力车辆的驱动单元以及一种用于运行该驱动单元的方法。根据本专利技术，分离离合器设计成摩擦锁合的或形锁合的分离离合器，其中桥接切换元件设计成摩擦锁合的桥接切换元件。利用根据本专利技术的用于混合动力车辆的驱动单元可以在纯电动驱动模式时实施动力换挡，尽管变速器的两个分变速器的换挡元件设计成形锁合的。此外当分离离合器是摩擦锁合的时，可以连接上内燃机，并且即使当内燃机的转速实际上过高时也是如此。根据本专利技术的用于混合动力车辆的驱动单元包括具有内燃机和电机的驱动机组并且包括连接到驱动机组和从动端之间的、具有多个分变速器的变速器，其中电机经由行星齿轮变速器耦合到第一分变速器的输入轴和与第一分变速器并联连接的第二分变速器的输入轴上，其中内燃机能经由分离离合器耦合到第一分变速器的输入轴上并且在分离离合器闭合时与第一分变速器的输入轴一起耦合到行星齿轮变速器的同一元件上，并且桥接切换元件与行星齿轮变速器协同作用成，使得在桥接切换元件闭合时在电机、第一分变速器的输入轴和第二分变速器的输入轴之间存在不可相对旋转的连接并且因此在它们之间存在强制的转速相等，相反在桥接切换元件打开时在电机和两个分变速器的两个输入轴之间的不可相对旋转的连接和因此强制的转速相等不存在，分离离合器设计成摩擦锁合的或形锁合的分离离合器，并且桥接切换元件设计成摩擦锁合的桥接切换元件。根据本专利技术的第一种用于运行该用于混合动力车辆的驱动单元的方法规定，为了在纯电动驱动模式时实施动力换挡，使用摩擦锁合的桥接切换元件为动力切换元件，即在实施牵引升挡时(在内燃机驱动输出轴的情况下的运行称为牵引运行，例如在加速的情况下，在这种运行时的换挡称为牵引换挡)和在实施倒拖降挡时(在内燃机被输出轴驱动的情况下的运行称为倒拖运行，例如在脚离开加速踏板的情况下，在这种运行时的换挡称为倒拖换挡)作为待接通的或待闭合的动力切换元件并且实施牵引降挡时和在实施倒拖升挡时作为待断开的或待打开的动力切换元件。该根据本专利技术的第一种用于运行驱动单元的方法用于在纯电动运行时实施动力换挡。根据本专利技术，将摩擦锁合的桥接切换元件(其不是换挡元件)用作动力切换元件。因此根据本专利技术借助于行星齿轮变速器的摩擦锁合的桥接切换元件在驱动单元的纯电动驱动模式中实施动力换挡。优选规定，为了在纯电动驱动模式中在摩擦锁合的桥接切换元件和分离离合器两者都打开时并且在两个分变速器中都接入一个挡位时实施牵引升挡或倒拖降挡：首先通过摩擦锁合的桥接切换元件实施动力承担，以便使第一分变速器卸载，紧接着脱开第一分变速器中的挡位，并且而后经由转速适配来同步摩擦锁合的桥接切换元件，紧接着闭合摩擦锁合的桥接切换元件。优选规定，为了在纯电动驱动模式中在摩擦锁合的桥接切换元件闭合时、在分离离合器打开时、在第二分变速器中接入一个挡位时并且在第一分变速器处于空挡时实施牵引降挡或倒拖升挡：首先降低摩擦锁合的桥接切换元件的传递能力并且由此使摩擦锁合的桥接切换元件处于打滑，此外第一分变速器经由在电机上的转速适配向待实施的动力换挡的目标挡位同步，而后在第一分变速器中接入该目标挡位，并且紧接着打开摩擦锁合的桥接切换元件。第二种用于运行该用于混合动力车辆的驱动单元的方法规定，为了借助于摩擦锁合的桥接切换元件经由形锁合的分离离合器连接上内燃机，在维持从动端上的牵引力的同时将第一分变速器的输入轴的转速同步到内燃机的转速。根据本专利技术的第二方法用于连接上内燃机。即当内燃机的转速实际上过高并且不适合于第二分变速器中的实际挡位时，可以借助于本专利技术的第二方法即使在形锁合的分离离合器的情况下也能连接上内燃机。优选规定，为了在纯电动驱动模式中在摩擦锁合的桥接切换元件闭合时、在分离离合器打开时、在第二分变速器中接入一个挡位时并且在第一分变速器处于空挡时连接上内燃机：首先降低摩擦锁合的桥接切换元件的传递能力并且由此使摩擦锁合的桥接切换元件处于打滑，此外经由在电机上的转速适配来同步形锁合的分离离合器，而后闭合形锁合的分离离合器，紧接着通过内燃机的动力承担使摩擦锁合的桥接切换元件卸载，而后将第一分变速器向相配的挡位同步并且在第一分变速器中接入该挡位，并且紧接着通过内燃机的进一步的动力承担使得电机卸载。附图说明本专利技术的优选的进一步设计由从属权利要求和下面的说明得出。借助于附图详细阐述本专利技术的实施例，但是本专利技术不限于此。附图示出：图1为用于混合动力车辆的第一驱动单元的示意图；图2为图1的示意图，用于说明纯电动驱动模式；图3为图1的示意图，用于说明纯电动的牵引升挡动力换挡；图4示出用于进一步说明纯电动的牵引升挡动力换挡的图表；图5示出用于说明纯电动的牵引降挡动力换挡的图表；图6为图1的示意图，用于说明在纯电动驱动模式时连接内燃机；图7示出用于进一步说明在纯电动驱动模式时连接内燃机的图表；图8示出用于混合动力车辆的第二驱动单元的示意图；图9为图8的示意图，用于说明纯电动驱动模式；图10为图8的示意图，用于说明纯电动的牵引升挡动力换挡；图11示出用于混合动力车辆的第三驱动单元的示意图；图12为图11的示意图，用于说明纯电动驱动模式；图13为图11的示意图，用于说明纯电动的牵引升挡动力换挡，并且图14为用于混合动力车辆的第四驱动单元的示意图。具体实施方式图1示出用于混合动力车辆的驱动单元的示意图。图1的驱动单元包括由内燃机1和电机2构成的驱动机组3，其中在驱动机组3和从动端4之间连接变速器5。变速器5包括两个分变速器6和7，它们彼此并联连接，第一分变速器6在所示的实施例中提供前进挡"1"、"3"、"5"和"7"，而第二分变速器7提供前进挡"2"、"4"、"6"以及倒挡"R"。在图1中示出的分变速器6和7的齿轮组和在分变速器上的挡位划分是示例性的。为了提供前进挡以及倒挡，变速器5的分变速器6和7包括形锁合的切换元件13，其构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于混合动力车辆的驱动单元，该驱动单元包括具有内燃机(1)和电机(2)的驱动机组(3)并且包括连接到驱动机组(3)和从动端(4)之间的、具有多个分变速器(6,7)的变速器(5)，其中电机(2)经由行星齿轮变速器(10)耦合到第一分变速器(6)的输入轴(8)和与第一分变速器(6)并联连接的第二分变速器(7)的输入轴(9)上，其中内燃机(1)能经由分离离合器(11)耦合到第一分变速器(6)的输入轴(8)上并且在分离离合器(11)闭合时与第一分变速器(6)的输入轴(8)一起耦合到行星齿轮变速器(10)的同一元件上，并且桥接切换元件(12)与行星齿轮变速器(10)协同作用成，使得在桥接切换元件(12)闭合时在电机(2)、第一分变速器(6)的输入轴(8)和第二分变速器(7)的输入轴(9)之间存在不可相对旋转的连接并且因此在它们之间存在强制的转速相等，相反在桥接切换元件(12)打开时在电机(2)和两个分变速器(6，7)的两个输入轴(8，9)之间的不可相对旋转的连接和因此强制的转速相等不存在，其特征在于，分离离合器(11)设计成摩擦锁合的或形锁合的分离离合器，并且桥接切换元件(12)设计成摩擦锁合的桥接切换元件(12)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.15 DE 102012220827.51.一种用于运行用于混合动力车辆的驱动单元的方法，该驱动单元包括具有内燃机(1)和电机(2)的驱动机组(3)并且包括连接到驱动机组(3)和从动端(4)之间的、具有多个分变速器(6,7)的变速器(5)，其中电机(2)经由行星齿轮变速器(10)耦合到第一分变速器(6)的输入轴(8)和与第一分变速器(6)并联连接的第二分变速器(7)的输入轴(9)上，其中内燃机(1)能经由分离离合器(11)耦合到第一分变速器(6)的输入轴(8)上并且在分离离合器(11)闭合时与第一分变速器(6)的输入轴(8)一起耦合到行星齿轮变速器(10)的同一元件上，并且桥接切换元件(12)与行星齿轮变速器(10)协同作用成，使得在桥接切换元件(12)闭合时在电机(2)、第一分变速器(6)的输入轴(8)和第二分变速器(7)的输入轴(9)之间存在不可相对旋转的连接并且因此在它们之间存在强制的转速相等，相反在桥接切换元件(12)打开时在电机(2)和两个分变速器(6，7)的两个输入轴(8，9)之间的不可相对旋转的连接和因此强制的转速相等不存在，分离离合器(11)设计成摩擦锁合的或形锁合的分离离合器，并且桥接切换元件(12)设计成摩擦锁合的桥接切换元件(12)，其特征在于，为了在驱动单元的纯电动驱动模式中实施动力换挡，使用摩擦锁合的桥接切换元件(12)作为动力切换元件，即在实施牵引升挡时和在实施倒拖降挡时用作待接通的或者说待闭合的动力切换元件并且在实施牵引降挡时和在实施倒拖升挡时用作待断开的或待打开的动力切换元件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了在纯电动驱动模式中在摩擦锁合的桥接切换元件(12)和分离离合器(11)两者都打开时并且在两个分变速器(6，7)中都接入一个挡位时实施牵引升挡或倒拖降挡：首先通过摩擦锁合的桥接切换元件(12)实施动力承担，以便使第一分变速器(6)卸载，紧接着脱开第一分变速器(6)中的挡位，并且而后经由转速适配来同步摩擦锁合的桥接切换元件(12)，紧接着闭合摩擦锁合的桥接切换元件(12)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了在纯电动驱动模式中在摩擦锁合的桥接切换元件(12)闭合时、在分离离合器(11)打开时、在第二分变速器(7)中接入一个挡位时并且在第一分变速器(6)处于空挡时实施牵引降挡或倒拖升挡：首先降低摩擦锁合的桥接切换元件(12)...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·卡尔滕巴赫，U·格里斯迈尔，
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