用于机动车的变速器以及包括该变速器的混合驱动传动系制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机动车的变速器(G)，其包括三个行星齿轮组(P1、P2、P3)、一个电机(EM)以及五个切换元件(B1、K1、K2、K3、K4)，这些切换元件的选择性的接合在变速器(G)的输入轴(GW1)与输出轴(GW2)之间至少产生八个可切换的前进挡(G1‑G8)。

A transmission for a motor vehicle and a hybrid drive system including the transmission

The invention relates to a gearbox for motor vehicles (G), which includes three planetary gear sets (P1, P2, P3), a motor (EM) and five switching elements (B1, K1, K2, K3, K4), the selective switching elements engage in transmission (G (GW1)) of the input shaft and the output shaft (GW2) are produced at least eight switchable forward gears (G1 G8).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机动车的变速器以及包括该变速器的混合驱动传动系
本专利技术涉及一种用于机动车的变速器，该变速器具有一个输入轴、一个输出轴、三个行星齿轮组以及至少五个切换元件。本专利技术还涉及一种用于机动车的混合驱动传动系。
技术介绍
变速器在此尤其表示多挡变速器，其中，多个挡位(即在输入轴与输出轴之间的传动比)能通过切换元件切换，优选自动切换。切换元件在此例如是离合器或者制动器。这种变速器主要用在机动车中，以便驱动单元的转速和转矩输出特性按适合的方式适配于车辆的行驶阻力。一种按权利要求1的前序部分所述的用于车辆的自动变速器由公开文件DE10213820A1的图7已知。但是这种自动变速器不具有电机。在现有技术中已知，给存在的自动变速器扩展电机，以便借助于自动变速器允许机动车的单纯电动的或混合驱动的行驶运行。因此通常电机的转子与输入轴抗旋转地连接。但是转子也可以连接在自动变速器的轴上，该轴既不是输入轴也不是输出轴。对此例如见本申请人的公开文件DE102007005438A1。但是按该公开文件教导的电机不能在自动变速器的所有挡位中输出或接受功率，因为这个电机与自动变速器的一个制动器设置在同一个轴上。也已知，电机通过与输入轴的固定的前置传动比而连接到存在的自动变速器上。对此例如见本申请人的公开文件DE102008040498A1。其中设置具有传动级的混合模块，该混合模块设置在真正的自动变速器的上游。通过固定的前置传动比，电机按较高的转速和较低转矩设计，因此电机具有小的结构空间需求。但是按现有技术的自动变速器为此必需一个附加的行星齿轮组，因此提高了自动变速器的结构耗费。专利技术内容因此本专利技术的目的是，提供一种用于机动车的变速器，该变速器具有带有前置传动比的集成的电机，用于在变速器的所有挡位中提供混合方式的功能性，而不必增大变速器的结构耗费。另外，变速器应具有简单的、紧凑的结构方式和高的机械效率。该目的通过权利要求1的特征解决。有利的进一步方案由从属权利要求、说明书和附图得到。变速器具有三个行星齿轮组以及至少五个切换元件，这些切换元件的选择性的接合在变速器输入轴和输出轴之间至少产生八个可切换的前进挡。行星齿轮组包括太阳轮、行星架和齿圈。在行星架上可旋转地支承行星齿轮，这些行星齿轮与太阳轮的齿部和/或与齿圈的齿部啮合。负传动比齿轮组表示一种行星齿轮组，该行星齿轮组具有行星架、太阳轮和齿圈，在该行星架上可旋转地支承行星齿轮，至少一个所述行星齿轮的齿部不仅与太阳轮的齿部而且与齿圈的齿部啮合，因此，如果太阳轮在行星架固定时旋转的话，那么齿圈和太阳轮沿相反的旋转方向旋转。正传动比齿轮组与刚刚描述的负传动比行星齿轮组区别在于，正传动比齿轮组具有内行星齿轮和外行星齿轮，这些行星齿轮可旋转地支承在行星架上。内行星齿轮的齿部在此一方面与太阳轮的齿部啮合并且另一方面与外行星齿轮的齿部啮合。外行星齿轮的齿部另外与齿圈的齿部啮合。这导致，在行星架固定时，齿圈和太阳轮沿相同的旋转方向旋转。第一、第二和第三行星齿轮组分别具有第一、第二和第三元件。第一元件通过相应行星齿轮组的太阳轮构成。如果行星齿轮组构成为负传动比齿轮组，那么第二元件通过行星齿轮组的行星架构成，并且第三元件通过行星齿轮组的齿圈构成。如果行星齿轮组构成为正传动比齿轮组，那么第二元件通过行星齿轮组的齿圈构成，并且第三元件通过行星齿轮组的行星架构成。第一行星齿轮组的第一元件持久地抗旋转地固定。第一行星齿轮组的第二元件与输入轴持久地连接。第二行星齿轮组的第一元件与第三行星齿轮组的第一元件持久地连接。第二行星齿轮组的第二元件与第三行星齿轮组的第三元件在所有前进挡中连接。第三行星齿轮组的第三元件与输出轴持久地连接。通过闭合第一切换元件，第二行星齿轮组的第三元件可通过如下方式抗旋转地固定，即第二行星齿轮组的第三元件与变速器的壳体或与变速器的另外的抗旋转的结构元件连接。通过闭合第二切换元件，在输入轴与第二行星齿轮组的第一元件之间建立抗旋转的连接。通过闭合第三切换元件，在输入轴与第三行星齿轮组的第二元件之间建立抗旋转的连接。通过闭合第四切换元件，在第一行星齿轮组的第三元件与第二行星齿轮组的第一元件之间建立抗旋转的连接。通过闭合第五切换元件，在第一行星齿轮组的第三元件与第二行星齿轮组的第三元件之间建立抗旋转的连接。按本专利技术，电机的转子与第一行星齿轮组的第三元件持久地抗旋转地连接。因为第一行星齿轮组的第一元件持久地抗旋转地固定并且第一行星齿轮组的第二元件与输入轴持久地连接，所以在输入轴与第一行星齿轮组的第三元件之间得到与挡位无关的固定的传动比。在此，电机的转子在每个挡位中以比输入轴更高的转速旋转。从而电机能设计用于较高的转速和较低的转矩，因此电机能较小地且较廉价地制造。另外，第一行星齿轮组参与挡位的形成。也就不必要附加的行星齿轮组用来形成用于电机的前置传动比。此外，第一行星齿轮组的第三元件在每个挡位中具有在其他过程中还被展示的转速。因此变速器在每个挡位中借助于电机不仅允许功率输出而且允许功率接受。通过选择性地操作第一至第五切换元件，至少有八个前进挡能在输入轴与输出轴之间自动化地切换。第一前进挡通过闭合第一切换元件和第二切换元件形成。第二前进挡通过闭合第一切换元件和第四切换元件形成。第三前进挡通过闭合第一切换元件和第三切换元件形成。第四前进挡通过闭合第三切换元件和第四切换元件形成。第五前进挡通过闭合第二切换元件和第三切换元件形成。第六前进挡通过闭合第三切换元件和第五切换元件形成。第七前进挡通过闭合第二切换元件和第五切换元件形成。第八前进挡通过闭合第四切换元件和第五切换元件形成。通过第一至第五切换元件配设于各个前进挡，在适合地选择行星齿轮组的定轴传动比的情况下，得到良好地适用于在机动车中应用的传动比序列。此外，两个相邻的挡位始终具有一个切换元件，该切换元件在这两个挡位中闭合。因此在切换到相邻的挡位中的换挡过程中，仅需打开一个切换元件并且闭合一个切换元件。这简化了换挡过程并且缩短了换挡时间。优选，第一切换元件构成为形锁合的切换元件。形锁合的切换元件在闭合状态中通过形锁合建立连接，并且在打开状态中的优点在于比力锁合的切换元件更小的拖曳损耗。示例性地，第一切换元件构成为牙嵌式切换元件，其也能不带同步装置地构成。通过在打开状态中小的拖曳损耗来继续改善变速器的效率，尤其是因为第一切换元件仅在机动车的第一至第三前进挡中闭合。因此第一切换元件在车辆中的变速器运行时大部分情况下是打开的。因为第一切换元件仅在第一至第三前进挡中是闭合的，所以该切换元件在切换到较高挡位的换挡过程中始终是打开的，而不是闭合的。牙嵌式切换元件的打开明显比闭合过程更简单，因为在闭合时牙嵌式切换元件的爪首先必须推入到为此设定的空缺部中，而在打开时爪仅需无负荷地被操纵。两个过程都需要时间，尤其在从低挡位切换到较高挡位的换挡过程中，换挡时间基于行驶动力学原因应尽可能短。因为第一切换元件在切换到较高挡位的换挡过程中从不被闭合，而是仅需被打开，所以通过第一切换元件构成为形锁合的切换元件，不存在鉴于换挡时间的限制。按一种方案，变速器具有第六和第七切换元件。通过闭合第六切换元件，在第二行星齿轮组的第二元件与第三行星齿轮组的第三元件之间建立抗旋转的连接。通过闭合第七本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于机动车的变速器(G)，该变速器包括第一、第二和第三行星齿轮组(P1、P2、P3)以及第一、第二、第三、第四和第五切换元件(B1、K1、K2、K3、K4)，这些切换元件的选择性的接合在变速器(G)的输入轴(GW1)与输出轴(GW2)之间至少产生八个可切换的前进挡(G1‑G8)，这些行星齿轮组(P1、P2、P3)分别具有第一元件(E11、E12、E13)、第二元件(E21、E22、E23)和第三元件(E31、E32、E33)，第一元件(E11、E12、E13)通过行星齿轮组(P1、P2、P3)的太阳轮构成，第二元件(E21、E22、E23)在负传动比齿轮组的情况下通过行星齿轮组(P1、P2、P3)的行星架构成并且在正传动比齿轮组的情况下通过行星齿轮组的齿圈构成，第三元件(E31、E32、E33)在负传动比齿轮组的情况下通过行星齿轮组(P1、P2、P3)的齿圈构成并且在正传动比齿轮组的情况下通过行星齿轮组的行星架构成，第一行星齿轮组(P1)的第一元件(E11)持久地抗旋转地固定，第一行星齿轮组(P1)的第二元件(E21)与输入轴(GW1)持久地连接，第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)与第三行星齿轮组(P3)的第一元件(E13)持久地连接，第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)与第三行星齿轮组(P3)的第三元件(E33)在所有前进挡(G1‑G8)中连接，第三行星齿轮组(P3)的第三元件(E33)与输出轴(GW2)持久地连接，通过闭合第一切换元件(B1)，第二行星齿轮组(P2)的第三元件(E32)能抗旋转地固定，通过闭合第二切换元件(K1)，输入轴(GW1)能与第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)连接，通过闭合第三切换元件(K2)，输入轴(GW1)能与第三行星齿轮组(P3)的第二元件(E23)连接，通过闭合第四切换元件(K3)，第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)能与第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)连接，通过闭合第五切换元件(K4)，第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)能与第二行星齿轮组(P2)的第三元件(E32)连接，其特征在于，第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)与电机(EM1)的转子(R)持久地抗旋转地连接。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.19 DE 102015209141.41.用于机动车的变速器(G)，该变速器包括第一、第二和第三行星齿轮组(P1、P2、P3)以及第一、第二、第三、第四和第五切换元件(B1、K1、K2、K3、K4)，这些切换元件的选择性的接合在变速器(G)的输入轴(GW1)与输出轴(GW2)之间至少产生八个可切换的前进挡(G1-G8)，这些行星齿轮组(P1、P2、P3)分别具有第一元件(E11、E12、E13)、第二元件(E21、E22、E23)和第三元件(E31、E32、E33)，第一元件(E11、E12、E13)通过行星齿轮组(P1、P2、P3)的太阳轮构成，第二元件(E21、E22、E23)在负传动比齿轮组的情况下通过行星齿轮组(P1、P2、P3)的行星架构成并且在正传动比齿轮组的情况下通过行星齿轮组的齿圈构成，第三元件(E31、E32、E33)在负传动比齿轮组的情况下通过行星齿轮组(P1、P2、P3)的齿圈构成并且在正传动比齿轮组的情况下通过行星齿轮组的行星架构成，第一行星齿轮组(P1)的第一元件(E11)持久地抗旋转地固定，第一行星齿轮组(P1)的第二元件(E21)与输入轴(GW1)持久地连接，第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)与第三行星齿轮组(P3)的第一元件(E13)持久地连接，第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)与第三行星齿轮组(P3)的第三元件(E33)在所有前进挡(G1-G8)中连接，第三行星齿轮组(P3)的第三元件(E33)与输出轴(GW2)持久地连接，通过闭合第一切换元件(B1)，第二行星齿轮组(P2)的第三元件(E32)能抗旋转地固定，通过闭合第二切换元件(K1)，输入轴(GW1)能与第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)连接，通过闭合第三切换元件(K2)，输入轴(GW1)能与第三行星齿轮组(P3)的第二元件(E23)连接，通过闭合第四切换元件(K3)，第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)能与第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)连接，通过闭合第五切换元件(K4)，第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)能与第二行星齿轮组(P2)的第三元件(E32)连接，其特征在于，第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)与电机(EM1)的转子(R)持久地抗旋转地连接。2.按权利要求1所述的变速器(G)，其特征在于，第一前进挡(G1)通过闭合第一切换元件(B1)和第二切换元件(K1)得到，第二前进挡(G2)通过闭合第一切换元件(B1)和第四切换元件(K3)得到，第三前进挡(G3)通过闭合第一切换元件(B1)和第三切换元件(K2)得到，第四前进挡(G4)通过闭合第三切换元件(K2)和第四切换元件(K3)得到，第五前进挡(G5)通过闭合第二切换元件(K1)和第三切换元件(K2)得到，第六前进挡(G6)通过闭合第三切换元件(K2)和第五切换元件(K4)得到，第七前进挡(G7)通过闭合第二切换元件(K1)和第五切换元件(K4)得到，并且第八前进挡(G8)通过闭合第四切换元件(K3)和第五切...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·贝克，M·布雷默，M·霍恩，J·卡尔滕巴赫，J·金，B·克内普克，J·莫罗，E·明赫，G·尼德布鲁克，J·帕夫拉克维奇，S·沙尔，V·瓦特，M·维克斯，P·齐默，U·格里斯迈尔，R·库贝尔齐克，
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