用于机动车的变速器和具有该变速器的混合动力传动系制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机动车的变速器(G)，包括三个行星齿轮组、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接合在变速器(G)的输入轴(GW1)和输出轴(GW2)之间产生至少八个可切换的前进挡(G1‑G8)。

A transmission for a motor vehicle and a hybrid transmission system with the transmission

The invention relates to a gearbox for motor vehicles (G), including three planetary gear sets, the motor (EM) and five switching elements (B1, K1, K2, K3, K4), these selective switching elements engage in transmission (G) of the input shaft and the output shaft ((GW1) GW2) between 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和具有该变速器的混合动力传动系
本专利技术涉及一种用于机动车的变速器，其包括输入轴、输出轴、三个行星齿轮组和至少五个切换元件。本专利技术还涉及一种用于机动车的混合动力传动系。
技术介绍
在此所说的变速器尤其是指多挡变速器，在其中在输入轴和输出轴之间通过切换元件优选可自动地切换多个挡位、即传动比。切换元件例如是离合器或制动器。这种变速器主要用于机动车中，以便以适合的方式使驱动单元的转速和转矩输出特性适应车辆的行驶阻力。根据权利要求1前序部分的、用于车辆的自动变速器由公开文本DE10213820A1的图7公开。但该自动变速器没有电机。在现有技术中已知为自动变速器增加电机，以便能通过自动变速器实现机动车的纯电动或混合动力行驶运行。通常，电机的转子为此与输入轴不可相对旋转地连接。但转子也可连接到自动变速器的既非输入轴也非输出轴的一个轴上。为此例如列举申请人的公开文本DE102007005438A1。然而，根据该公开文本的教导电机不能在自动变速器的所有挡位中输出或接收功率，因为电机设置在与自动变速器的制动器相同的轴上。也已知电机通过相对于输入轴的固定预传动比连接到现有自动变速器上。为此例如列举申请人的公开文本DE102008040498A1，在其中设置具有一个传动级的混合动力模块，其设置在本来的自动变速器上游。通过该固定预传动比，电机可设计用于较高的转速和较低的转矩，因此电机具有较少的空间需求。但根据现有技术的自动变速器为此需要一个附加行星齿轮组，从而提高了自动变速器的结构成本。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于提供一种用于机动车的变速器，其集成有具有预传动比的电机以用于在变速器的所有挡位中提供对于混合驱动典型的功能，且不会非必要地增加其结构耗费。此外，该变速器应具有简单、紧凑的结构和高的机械效率。所述任务通过权利要求1的特征解决。从属权利要求、说明书和附图给出有利的扩展方案。变速器包括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接合在变速器的输入轴和输出轴之间产生至少八个可切换的前进挡。行星齿轮组包括太阳齿轮、行星架和齿圈。在行星架上可转动地支承有行星齿轮，这些行星齿轮与太阳齿轮的齿部和/或齿圈的齿部啮合。负传动比齿轮组是指这样的行星齿轮组，其包括行星架、太阳齿轮和齿圈，在行星架上可转动地支承有行星齿轮，至少一个行星齿轮的齿部既与太阳齿轮的齿部又与齿圈的齿部啮合，因此当太阳齿轮在行星架固定的情况下旋转时齿圈和太阳齿轮沿相反的转动方向旋转。正传动比齿轮组与上述负传动比齿轮组的不同之处在于，正传动比齿轮组具有可转动地支承在行星架上的内侧和外侧行星齿轮。内侧行星齿轮的齿部一方面与太阳齿轮的齿部啮合并且另一方面与外侧行星齿轮的齿部啮合。外侧行星齿轮的齿部还与齿圈的齿部啮合。因此在行星架固定时齿圈和太阳齿轮沿相同的转动方向旋转。第一、第二和第三行星齿轮组各自具有第一元件、第二元件和第三元件。第一元件由相应行星齿轮组的太阳轮构成。当行星齿轮组构造为负传动比齿轮组时，第二元件由行星齿轮组的行星架构成，并且第三元件由行星齿轮组的齿圈构成。当行星齿轮组构造为正传动比齿轮组时，第二元件由行星齿轮组的齿圈构成并且第三元件由行星齿轮组的行星架构成。第一行星齿轮组的第一元件固定成永久不旋转的。第一行星齿轮组的第二元件与输入轴永久连接。第二行星齿轮组的第二元件与输出轴永久连接。通过闭合第一切换元件，第二行星齿轮组的第三元件可固定成不旋转的，其方式为：第二行星齿轮组的第三元件与变速器壳体或与变速器的另一非旋转部件不可相对旋转地连接。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形成不可相对旋转的连接。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形成不可相对旋转的连接。第三行星齿轮组除了其第二元件连接到输入轴之外具有第一和第二耦合装置。第一耦合装置位于第三行星齿轮组的第一元件和第二行星齿轮组的第一元件之间。第二耦合装置位于第三行星齿轮组的第三元件和输出轴之间。根据本专利技术第三行星齿轮组的第二元件与输入轴永久连接。两个耦合装置之一构造为永久不可相对旋转的连接，剩余的耦合装置构造为可切换连接。可切换连接中的切换元件为第三切换元件。通过闭合第三切换元件，可在第三行星齿轮组的三个元件之间实现转矩传递。因此，在第三切换元件的打开状态中在第三行星齿轮组的三个元件之间不能传递功率，在此例如基于摩擦的少许功率损耗可忽略不计。当第一耦合装置构造为永久不可相对旋转的连接时，通过闭合第二切换元件在第三行星齿轮组的三个元件的两个、即第三行星齿轮组的太阳轮、行星架和齿圈中的两个元件之间形成不可相对旋转的连接。当第二耦合装置构造为永久不可相对旋转的连接时，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形成不可相对旋转的连接。此外，第一行星齿轮组的第三元件与电机的转子永久不可相对旋转地连接。由于第一行星齿轮组的第一元件固定成永久不旋转的并且第一行星齿轮组的第二元件与输入轴永久连接，因此在输入轴与第一行星齿轮组的第三元件之间产生与挡位无关的固定传动比。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。因此，电机可设计用于更高的转速和更低的转矩，由此电机可更小且更低成本地制造。另外，第一行星齿轮组参与形成挡位。因而不需要附加行星齿轮组来形成用于电机的预传动比。此外，第一行星齿轮组的第三元件在每个挡位中具有一个转速。因此变速器在任何挡位中都可通过电机来输出功率和接收功率。通过选择性操作第一至第五切换元件可在输入轴和输出轴之间自动切换至少八个前进挡。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。通过如此将第一至第五切换元件配置给各个前进挡，在适当选择行星齿轮组固定传动比的情况下可实现非常适合用于机动车的传动比顺序。此外，两个相邻挡位总是有一个切换元件，其在这两个挡位中闭合。因此，在向相邻挡位的切换过程中只需打开一个切换元件并且闭合一个切换元件。这简化了切换过程并缩短了切换时间。优选第一切换元件构造为形锁合切换元件。形锁合切换元件在闭合状态中通过形锁合建立连接并且其特点是在打开状态中具有比力锁合切换元件更低的拖曳损耗。第一切换元件例如可构造为牙嵌式切换元件，其也可构造为无同步装置的。基于在打开状态中较少的拖曳损耗进一步提高了变速器效率，特别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变速器在机动车运行时在多数时候是打开的。由于第一切换元件仅在第一至第三前进挡中闭合，因此该切换元件在切换到更高挡位的切换过程中始终打开、而非闭合。牙嵌式切换元件的打开大大简单于闭合过程，因为在闭合时牙嵌式切换元件的爪齿必须先嵌入为其设置的空隙中，而在打开时爪齿则只需释放负载。这两个过程都需要时间，特别是在从低挡向更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机动车的变速器(G)，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接合在变速器(G)的输入轴(GW1)和输出轴(GW2)之间产生至少八个可切换的前进挡(G1‑G8)，所述行星齿轮组(P1、P2、P3)各自具有第一元件(E11、E12、E13)、第二元件(E21、E22、E23)和第三元件(E31、E32、E33)，所述第一元件(E11、E12、E13)由行星齿轮组(P1、P2、P3)的太阳齿轮构成，第二元件(E21、E22、E23)在负传动比齿轮组的情况下由行星齿轮组(P1、P2、P3)的行星架构成并且在正传动比齿轮组的情况下由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由行星齿轮组(P1、P2、P3)的齿圈构成并且在正传动比齿轮组的情况下由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)固定成永久不旋转的，第一行星齿轮组(P1)的第二元件(E21)与输入轴(GW1)永久连接，第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)与输出轴(GW2)永久连接，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)能被固定成不旋转的，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，第三行星齿轮组(P3)具有第一和第二耦合装置(V1、V2)，第一耦合装置(V1)位于第三行星齿轮组(P3)的第一元件(E13)和第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)之间，第二耦合装置(V2)位于第三行星齿轮组(P3)的第三元件(E33)和输出轴(GW2)之间，其特征在于，第三行星齿轮组(P3)的第二元件(E23)与输入轴(GW1)永久连接，所述耦合装置(V1/V2)之一构造为永久不可相对旋转的连接并且剩余的耦合装置(V1/V2)构造为能借助第三切换元件(K2)切换的连接，当第一耦合装置(V1)构造为永久不可相对旋转的连接时，通过闭合第二切换元件(K1)能在第三行星齿轮组(P3)的三个元件(E13、E23、E33)中的两个元件之间形成不可相对旋转的连接，当第二耦合装置(V2)构造为永久不可相对旋转的连接时，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，并且第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)与电机(EM1)的转子(R)永久不可相对旋转地连接。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.19 DE 102015209144.91.一种用于机动车的变速器(G)，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接合在变速器(G)的输入轴(GW1)和输出轴(GW2)之间产生至少八个可切换的前进挡(G1-G8)，所述行星齿轮组(P1、P2、P3)各自具有第一元件(E11、E12、E13)、第二元件(E21、E22、E23)和第三元件(E31、E32、E33)，所述第一元件(E11、E12、E13)由行星齿轮组(P1、P2、P3)的太阳齿轮构成，第二元件(E21、E22、E23)在负传动比齿轮组的情况下由行星齿轮组(P1、P2、P3)的行星架构成并且在正传动比齿轮组的情况下由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由行星齿轮组(P1、P2、P3)的齿圈构成并且在正传动比齿轮组的情况下由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)固定成永久不旋转的，第一行星齿轮组(P1)的第二元件(E21)与输入轴(GW1)永久连接，第二行星齿轮组(P2)的第二元件(E22)与输出轴(GW2)永久连接，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)能被固定成不旋转的，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，第三行星齿轮组(P3)具有第一和第二耦合装置(V1、V2)，第一耦合装置(V1)位于第三行星齿轮组(P3)的第一元件(E13)和第二行星齿轮组(P2)的第一元件(E12)之间，第二耦合装置(V2)位于第三行星齿轮组(P3)的第三元件(E33)和输出轴(GW2)之间，其特征在于，第三行星齿轮组(P3)的第二元件(E23)与输入轴(GW1)永久连接，所述耦合装置(V1/V2)之一构造为永久不可相对旋转的连接并且剩余的耦合装置(V1/V2)构造为能借助第三切换元件(K2)切换的连接，当第一耦合装置(V1)构造为永久不可相对旋转的连接时，通过闭合第二切换元件(K1)能在第三行星齿轮组(P3)的三个元件(E13、E23、E33)中的两个元件之间形成不可相对旋转的连接，当第二耦合装置(V2)构造为永久不可相对旋转的连接时，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，并且第一行星齿轮组(P1)的第三元件(E31)与电机(EM1)的转子(R)永久不可相对旋转地连接。2.根据权利要求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)形成，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)形成，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)形成，第四前进挡(G4)通过闭合第三切换元件(K2)和第...

【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