用于机动车辆的变速器、动力传动系及操作变速器的方法技术

一种用于机动车辆的变速器(G)，其中变速器(G)具有驱动轴(GW1)、从动轴(GW2)、电机(EM)、多个行星齿轮组(P1‑P3；2P1‑2P5)、以及形成挡位的切换元件(S1‑S6；2S1‑2S5)，其中通过闭合形成挡位的切换元件中的形成挡位的第一切换元件(S1，2S1)能够使驱动轴(GW1)和行星齿轮组中的一个行星齿轮组(P3；2P4)的元件(E1，22E1)产生彼此固定的转速关系，该形成挡位的第一切换元件被设计为转矩传输性能可变的力配合的切换元件，其中行星齿轮组中的一个行星齿轮组(P1，2P3，2P5)的另一个元件(E2，22E2a，22E2b)与电机(EM)的转子(R)永久连接，其中通过闭合被设计为形状配合的切换元件的附加切换元件(ZS，2ZSa，2ZSb)能够使转子(R)与驱动轴(GW1)产生彼此固定的转速关系；以及一种具有这种变速器(G)的动力传动系和一种用于操作这种变速器(G)或动力传动系的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机动车辆的变速器、动力传动系及操作变速器的方法本专利技术涉及一种用于机动车辆的变速器。在此，变速器尤其是指多挡变速器，其中能够藉由形成挡位的切换元件在变速器的驱动轴与从动轴之间优选自动地切换多个挡位、即固定的传动比。形成挡位的切换元件例如涉及离合器或制动器。此类变速器主要应用于机动车辆，以使驱动单元的转速和转矩输出特性以适合的方式适配于车辆的行驶阻力。本专利技术还涉及一种具有这种变速器的用于机动车辆的动力传动系、以及一种用于操作这种变速器或这种动力传动系的方法。专利申请DE102004038516A1公开了此类变速器，该变速器包括驱动轴、从动轴、三个行星齿轮组以及六个切换元件。通过选择性地闭合这六个切换元件中的三个切换元件，可以在驱动轴与从动轴之间形成多个挡位。从专利申请DE102006033087A1中已知的是，将电机连接到变速器的驱动轴上，以便借助于该电机驱动配备有该变速器的机动车辆。为了在这种电动驱动中不使机动车辆的燃烧发动机产生联动，设置有使燃烧发动机与驱动轴分离的离合器。这个离合器使变速器的结构空间需求变大。专利申请DE102014226699A1提出了一种将电动马达连接到变速器的替代方式。在此，电动马达与变速器的齿轮组元件连接，该齿轮组元件藉由多片式离合器与驱动轴连接。多片式离合器同时用作形成挡位的切换元件。通过使这个离合器保持断开，在借助于电动马达驱动时不使与驱动轴连接的燃烧发动机产生联动。然而这限制了对于这种电动驱动可供使用的挡位级的数量。现在，本专利技术的目的在于提供一种变速器，该变速器的突出之处一方面在于紧凑的外部尺寸，并且另一方面在于电动驱动的更高的可用性。另一个目的在于为这种变速器提供一种适合的操作方法。该目的通过专利权利要求1的特征实现。专利权利要求6和7各自给出该另一个目的的解决方案。有利的设计方案自从属权利要求、说明书以及附图中得出。提出一种用于机动车辆的变速器，该变速器具有驱动轴、从动轴、电机、多个形成挡位的切换元件、多个行星齿轮组以及至变速器外部的燃烧发动机的传递转矩的接口。传递转矩的接口例如可以是插接齿或凸缘。变速器被配置成：通过选择性地闭合形成挡位的切换元件而在驱动轴与从动轴之间提供多个挡位。至变速器外部的燃烧发动机的传递转矩的接口与驱动轴永久地在旋转意义上固定地或在旋转意义上弹性地连接。换言之，在接口与驱动轴之间不设置可切换的离合器。可以设置一个或多个扭振阻尼器和/或一个扭振减振器来提供在旋转意义上弹性的连接。通过闭合这些形成挡位的切换元件中的形成挡位的第一切换元件，使驱动轴和行星齿轮组中的一个行星齿轮组的元件产生彼此固定的转速关系。换言之，上述元件与驱动轴之间的转速比在形成挡位的第一切换元件处于闭合状态中时是始终恒定的。转速比可以假设为值一或与此不同的值。如果形成挡位的第一切换元件是断开的，则在上述元件和驱动轴的转速之间不存在强制关系。形成挡位的第一切换元件被设计为转矩传输性能可变的力配合的切换元件，即例如多片式切换元件。这些行星齿轮组中的一个行星齿轮组的另一个元件与电机的转子永久连接。永久连接是指这两个元件之间始终存在的连接。这样的永久连接的元件始终以相同的其转速间相关性旋转。切换元件可以不处于这两个元件之间的永久连接中。因此，永久连接区别于可切换的连接。根据本专利技术，设置有被设计为形状配合的切换元件的附加切换元件，例如卡爪。通过闭合附加切换元件使转子和驱动轴产生彼此固定的转速关系。转速比可以假设为值一或与此不同的值。如果附加切换元件是断开的，则在上述另一个元件和驱动轴的转速之间不存在强制关系。附加于形成挡位的切换元件设置的附加切换元件由于形状配合的切换元件的设计方案而具有较小的结构空间需求。对于借助于电机进行驱动而并不同时对驱动轴进行驱动的情况，形成挡位的第一切换元件保持断开。然而由于转子作用到与形成挡位的第一切换元件不同的齿轮组元件上，因此可以借助于电机在并不同时对驱动轴进行驱动的情况下改善变速器针对驱动从动轴的可用性。优选地，在驱动轴与行星齿轮组之间不存在永久连接。换言之，在驱动轴与行星齿轮组之间仅设置有可切换的连接。还可以在驱动轴与行星齿轮组之间设置有多个可切换的连接。由此可以借助于电机在并不同时对驱动轴进行驱动的情况下改善变速器针对驱动从动轴的可用性。替代于此，在驱动轴与行星齿轮组中的一个行星齿轮组的元件之间可以存在永久连接。在这种情况下，通过闭合附加切换元件可以使同一行星齿轮组的另一个元件以在旋转意义上固定的方式固定。因此，附加切换元件被实施为制动器，由此可以降低变速器的结构耗费。只有通过闭合附加切换元件，才在涉及的行星齿轮组的元件之间传递转矩，该行星齿轮组优选具有与转子永久连接的元件。变速器可以是用于机动车辆的动力传动系的组成部分。动力传动系除了变速器之外还具有燃烧发动机。变速器的从动轴可以与变速器内部或变速器外部的差速器处于操作性连接，该差速器与机动车辆的车轮处于操作性连接。这种动力传动系可以实现机动车辆的多个驱动模式。在电动式行驶操作中，机动车辆由变速器的电机驱动。在燃烧发动机式操作中，机动车辆由燃烧发动机驱动。在混合动力式操作中，机动车辆由燃烧发动机和变速器的电机驱动。变速器被配置成：通过选择性地闭合形成挡位的切换元件而在驱动轴与从动轴之间提供多个挡位。根据一个优选的操作方法，附加切换元件在所有这些挡位中都是闭合的。由此确保电机可以在所有这些挡位中将功率输出到动力传动系中或从该动力传动系中接收功率。变速器被配置成：通过选择性地闭合所选择的形成挡位的切换元件而在转子与从动轴之间提供至少一个挡位级。优选地，可以在转子与从动轴之间提供多个这种挡位级。根据一个优选的操作方法，附加切换元件在至少一个挡位级中、优选在所有挡位级中都是断开的。从变速器处于上述挡位级的操作开始，可以以至少部分地闭合形成挡位的第一切换元件的方式将与驱动轴在旋转意义上弹性地连接的燃烧发动机从静止状态加速到启动转速。由此可以启动燃烧发动机。根据一个优选的实施方式，当附加切换元件在燃烧发动机完成加速到达启动转速之后闭合时，才使形成挡位的第一切换元件完全闭合。“完全闭合”被理解为以下过程，其中切换元件被操控为使其在无转速差或仅有较小的转速差时传递高水平的转矩。相比之下，在切换元件部分地闭合时，明显期望形成转速差，例如大于每分钟30转。针对闭合附加切换元件而言，藉由附加切换元件连接的变速器元件必须具有相同的转速。为此所要求的同步可以通过对应地控制燃烧发动机和/或电机来实现。优选地，完全闭合形成挡位的第一切换元件在变速器的切换过程中进行，其中断开形成挡位的切换元件中的另一个形成挡位的切换元件。由此可以从先前置入的挡位级切换到例如更高的挡位，以便使燃烧发动机的转速保持得较低。根据一个替代性的设计方案，在将燃烧发动机加速到其启动转速之后使形成挡位的第一切换元件完全闭合，其中随后断开涉及先前置入的挡位级的形成挡位的切换元件中的一个形成挡位的切换元件。在此，附加切换元件保持断开。由此可以从对从动轴的纯电动驱动开始变换到混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机动车辆的变速器(G)，其中所述变速器(G)具有驱动轴(GW1)、从动轴(GW2)、电机(EM)、至变速器外部的燃烧发动机(VM)的传递转矩的接口(GW1A)、以及多个行星齿轮组(P1-P3；2P1-2P5)，其中所述变速器(G)被配置成：通过选择性地闭合形成挡位的切换元件(S1-S6；2S1-2S5)而在所述驱动轴(GW1)与所述从动轴(GW2)之间提供多个挡位(1-8，1R；21-28，2R)，/n-其中所述传递转矩的接口(GW1A)与所述驱动轴(GW1)永久地在旋转意义上固定地或在旋转意义上弹性地连接，/n-其中通过闭合所述形成挡位的切换元件中的形成挡位的第一切换元件(S1，2S1)能够使所述驱动轴(GW1)和所述行星齿轮组中的一个行星齿轮组(P3；2P4)的元件(E1，22E1)产生彼此固定的转速关系，所述形成挡位的第一切换元件被设计为转矩传输性能可变的力配合的切换元件，/n-其中所述行星齿轮组中的一个行星齿轮组(P1，2P3，2P5)的另一个元件(E2，22E2a，22E2b)与所述电机(EM)的转子(R)永久连接，/n其特征在于，/n-通过闭合被设计为形状配合的切换元件的附加切换元件(ZS，2ZSa，2ZSb)能够使所述转子(R)与所述驱动轴(GW1)产生彼此固定的转速关系。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171208 DE 102017222300.61.一种用于机动车辆的变速器(G)，其中所述变速器(G)具有驱动轴(GW1)、从动轴(GW2)、电机(EM)、至变速器外部的燃烧发动机(VM)的传递转矩的接口(GW1A)、以及多个行星齿轮组(P1-P3；2P1-2P5)，其中所述变速器(G)被配置成：通过选择性地闭合形成挡位的切换元件(S1-S6；2S1-2S5)而在所述驱动轴(GW1)与所述从动轴(GW2)之间提供多个挡位(1-8，1R；21-28，2R)，
-其中所述传递转矩的接口(GW1A)与所述驱动轴(GW1)永久地在旋转意义上固定地或在旋转意义上弹性地连接，
-其中通过闭合所述形成挡位的切换元件中的形成挡位的第一切换元件(S1，2S1)能够使所述驱动轴(GW1)和所述行星齿轮组中的一个行星齿轮组(P3；2P4)的元件(E1，22E1)产生彼此固定的转速关系，所述形成挡位的第一切换元件被设计为转矩传输性能可变的力配合的切换元件，
-其中所述行星齿轮组中的一个行星齿轮组(P1，2P3，2P5)的另一个元件(E2，22E2a，22E2b)与所述电机(EM)的转子(R)永久连接，
其特征在于，
-通过闭合被设计为形状配合的切换元件的附加切换元件(ZS，2ZSa，2ZSb)能够使所述转子(R)与所述驱动轴(GW1)产生彼此固定的转速关系。


2.根据权利要求1所述的变速器(G)，其特征在于，在所述驱动轴(GW1)与所述行星齿轮组(P1-P3，2P1-2P4)之间不存在永久连接。


3.根据权利要求1所述的变速器(G)，其特征在于，在所述驱动轴(GW1)与所述行星齿轮组中的一个行星齿轮组(2P5)的元件(E3)之间存在永久连接，其中通过闭合所述附加切换元件(2ZSb)使同一行星齿轮组(2P5)的另一个元件(E4)能够以在旋转意义上固定的方式固定。


4.根据权利要求3所述的变速器(G)，其特征在于，在权利要求3中提及的行星齿轮组(2P5)具有所述元件(22E2b)，所述转子(R)与所述元件永久连接。


5.一种用于机动车辆的动力传动系，其特征在于，根据前述权利要求之一所述的变速器(G)。


6.一种用于操作根据权利要求1至4之一所述的变速器(G)或根据权利要求5所述的动力传动系的方法，其特征在于，通过选择性地闭合所述形成挡位的切换元件(S1-S6；2S1-2S5)能够在所述驱动轴(GW1)与所述从动轴(GW2)之间形成多个挡位(1-8，1R；21-28，2R)，其中所述附加切换元件(ZS，2ZSa，2Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·布雷默，S·贝克，A·弗里泽，S·亨德拉万，M·霍恩，J·卡尔滕巴赫，R·库伯切克，J·莫劳，G·尼德布鲁克，M·拉蒂，M·赖斯，W·里格尔，T·罗斯梅尔，L·R·特纳，B·恩赛德，V·沃思，M·韦克斯，P·齐默，O·拜耳，
申请(专利权)人：采埃孚股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE