CN103502691B - 变速器系统 - Google Patents

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Abstract

一种变速器系统Ts1，包括离合器模块CM，该离合器模块具有一个输入部和两个输出部，其中在输出部与输入部之间设有离合器装置B1和B2。该变速器系统还包括变速器模块TM，该变速器模块具有两个输入部和一个输出部，该变速器模块TM包括至少两个副变速器T1和T2，其中在每个副变速器的输入部与输出部之间设有至少一个变速齿轮或一个变速器离合器。这里，该离合器模块的两个输出部连接到变速器模块的两个输入部。在输入部IN与离合器模块CM的第一输出部o1之间设有第一行星齿轮组P1，而在该输入部与第二输出部o2之间设有第二行星齿轮组P2。离合器装置B1和B2由摩擦制动器形成，并且连接到这些行星齿轮组的一个旋转构件。

Description

变速器系统
技术领域
本发明涉及一种变速器系统，该变速器系统包括：
离合器模块，具有一个输入部以及第一和第二输出部，其中在第一输出部与输入部之间设有第一离合器装置，该第一离合器装置装备有第一供能装置，而在第二输出部与输入部之间设有第二离合器装置，该第二离合器装置装备有第二供能装置，以及
变速器模块，具有一个输出部以及第一和第二输入部，其中在第一输入部与输出部之间设有第一副变速器，该第一副变速器装备有至少一个变速齿轮和/或一个变速器离合器，而在第二输入部与输出部之间设有第二副变速器，该第二副变速器也装备有至少一个变速齿轮和/或一个变速器离合器，
其中离合器模块的两个输出部连接到变速器模块的两个输入部。
在本文中，离合器装置应被理解为例如离合器、制动器或电动机。供能装置在这方面分别可以是例如具有变速齿轮装置的电动机、机械弹簧、液压缸或电力线圈。
本文中的变速齿轮装置优选地为如齿轮变速器、行星齿轮组、无级变速器、链传动装置之类的机械传动装置，但是该变速齿轮装置并非必须要减速或加速，而是还可以例如通过轴而形成的1比1传动。
背景技术
从专利文献EP-A-1625037中已知这种类型的变速器系统。在该公知的变速器系统中，离合器模块包括行星齿轮组和摩擦离合器，而变速器模块包括连接到行星齿轮组的轴及离合器连接变速器，该离合器连接变速器具有多个可联结的齿轮变速器。行星齿轮组的作用是在保持输出部上的转矩的同时使传动齿轮齿数比能够改变。该变速器模块因此应具有合适数量的不同的变速齿轮，这些变速齿轮被期望用于与发动机配合，并使应用该变速器的车辆获得期望的舒适和性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在首段中限定的类型的变速器系统，其中变速器模块能够以更简单且更具成本效益的方式布置，然而作为整体的变速器系统仍然具有相似的乃至更好的性能（更少的大齿轮，更多的齿轮，更好的齿轮齿数比的分配、更少的摩擦元件，并且其中仍然能够改变齿轮齿数比同时保持输出部上的转矩），而不会使离合器模块变得更昂贵。为此目的，根据本发明的变速器系统是的特征在于，在输入部与离合器模块的第一输出部之间设有第一变速装置，并且在输入部与离合器模块的第二输出部之间设有第二变速装置。
在根据本发明的变速器系统的有利的实施例中，变速装置被设置为变速齿轮，而离合器装置被设置为与变速齿轮串联连接的离合器。
在根据本发明的变速器系统的另一有利的实施例中，变速装置被设置为包括至少三个旋转构件的支路变速器，其中第一旋转构件连接到输入部，第二旋转构件分别连接到第一或第二输出部，并且第一和第二支路变速器的第三旋转构件分别连接到第一或第二离合器装置，其中两个支路变速器的第一旋转构件连接到一起。
在后者的实施例中，将第一和/或第二离合器装置被设置为制动器和/或电动机是有利的。优选地，第一和/或第二离合器装置被设置为制动器，该制动器由连至坚固的外部体不能消耗能量的爪形离合器形成，或者由确实能够消耗能量的摩擦制动器形成。例如，变速器模块的壳体可具有坚固的外部体的功能。
通过将离合器装置和变速装置被设置为与（齿轮）变速器串联连接的（摩擦）离合器或者被设置为制动器（坚固的外部体的爪形离合器）和支路变速器（行星齿轮组），离合器模块能够以简单的方式设置，同时离合器装置能够以简单的方式供能。
根据本发明的变速器系统的优选的实施例的特征在于，支路变速器的第三旋转构件和/或支路变速器的至少一个的三个旋转构件的两个能够借助短路离合器连接到一起。通过对离合器装置的任一个或短路离合器供能，能够借助离合器模块实现三个不同的齿轮齿数比。对于变速器模块中的任何齿轮齿数比，这都是可以获得的，使得可借助变速器模块中的任何齿轮齿数比而实现三种不同速度的传动。
根据本发明的变速器系统的另一优选的实施例的特征在于，短路离合器能够与支路变速器的第三旋转构件连接到一起，并且离合器模块包括另一短路离合器，该另一短路离合器与短路离合器串联连接，使得通过闭合短路离合器和另一短路离合器两者，使支路变速器的第三旋转构件能够连接到一起，并且离合器模块还包括第三离合器装置，该第三离合器装置在两个短路离合器之间的位置处连接到两个短路离合器。该实施例的优点在于，不需要多于一个的受控的离合器装置以在离合器模块的任何可能不同的齿轮齿数比之间切换。剩余的离合器装置和短路离合器因此不需要被控制，这样实现了具有成本效益的结果。
支路变速器优选地被设置为行星齿轮组，其中两个行星齿轮组的第一旋转构件由一个普通的行星齿轮架形成。而且，优选地，行星齿轮组的行星齿轮在行星齿轮架中的相同的轴上轴承安装并且能够彼此独立地旋转。
为了进一步提高变速器系统的功能性，根据本发明的变速器系统的另一实施例的特征在于，该变速器系统包括变速器短路离合器，该短路离合器位于离合器模块的两个输出部和/或变速器模块的两个输入部之间。
如果变速器系统包括另一变速器短路离合器，该短路离合器也位于离合器模块的两个输出部和/或变速器模块的两个输入部之间，并且与变速器短路离合器串联连接，其中离合器模块的两个输出部和/或变速器模块的两个输入部能够仅通过闭合两个变速器短路离合器而联结到一起，则甚至可获得功能性的更大的提高。
在后者的构造中，有利的是，输入部能够借助两个变速器短路离合器之间的位置处的又一短路离合器而连接到两个变速器短路离合器。该又一短路离合器因此优选地替代了以上提到的短路离合器。
变速器短路离合器优选地可由一个操作元件来切换，借助该操作元件，可以实现三个位置：变速器短路离合器的任一个闭合、或者两个短路离合器均闭合。
根据本发明的变速器系统的另一实施例的特征在于，变速器模块还包括第三副变速器，该第三副变速器包括至少一个变速齿轮，该第三副变速器的输入部在两个变速器短路离合器之间的位置处连接到两个变速器短路离合器，并且该第三副变速器的输出部连接到变速器模块的输出部。
优选地，一个或多个的副变速器中的变速齿轮装置能够借助形成副变速器的部分的变速器离合器而被接通/切断。一个或多个的变速器离合器和/或变速器短路离合器因此优选地被设置为爪形离合器和/或同步装置。
根据本发明的变速器系统的再一实施例的特征在于，该变速器系统包括电动机，该电动机联结或能够联结到变速器系统的一个部件。该变速器系统的部件因此例如是所述变速齿轮、离合器、旋转构件等等。电动机因此优选地用于使离合器装置、变速器短路离合器或变速器离合器中的一个或多个同步。电动机还能够用于电力地驱动负载（驱动轮）或者使其制动。
下述实施例优选地用于实现根据本发明的变速器系统中的最佳齿轮齿数比。在这些实施例的第一个中，离合器模块的第一变速装置的齿轮齿数比被选择为，如果第一离合器装置被制动，则该齿轮齿数比朝向离合器模块的输出部减速。在另一实施例中，离合器模块的第二变速装置的齿轮齿数比选择为，如果第二离合器装置被制动，则该齿轮齿数比朝向离合器模块的输出部加速。最大减速的变速齿轮（变速器模块中）由此优选地位于第二副变速器中。
在又一实施例中，总体的变速器系统的最高（最小减速）的变速器变速齿轮借助第二离合器装置和第一副变速器获得，同时该变速器短路离合器或所有变速器短路离合器闭合。在再一实施例中，总体的变速器系统的最低（最大减速）的变速器变速齿轮（第一齿轮）借助第一离合器装置、离合器模块的第一变速齿轮以及第二副变速器获得，同时该变速器短路离合器或者所有变速器短路离合器闭合。在又一实施例中，变速器系统的第二齿轮借助第二副变速器和短路离合器中的一个获得。
根据本发明的变速器系统的又一实施例的特征在于，该变速器模块包括反向（倒档）齿轮，该反向齿轮位于副模块之间，并且包括两个另外的大齿轮，上述另外的大齿轮与副变速器的变速齿轮的大齿轮啮合。两个另外的大齿轮之间优选地设有反向离合器。两个另外的大齿轮优选地同轴地设置在副轴上。
本发明同样涉及一种在根据本发明的变速器系统中的齿轮之间切换的方法。关于该方法，本发明的的特征在于，通过对第二离合器装置的第二供能装置更多地供能，并且对第一离合器装置的供能装置更少地供能，直到短路离合器能够大体上同步地闭合，而实现在保持输出部上的驱动转矩同时从变速器系统的较低的（例如第一）齿轮（档）切换到更高的（例如第二）齿轮（档）。
根据本发明的变速器系统中的齿轮切换的另一方法的特征在于，在变速器系统中进行至少一个切换操作，其中从变速器系统的第x到第x+1档的切换经由第x+2档进行。
附图说明
以下，将基于附图中所示的根据本发明的变速器系统的实施例的示例更详细地描述本发明，在附图中：
图1示出包括两个副变速器和两个行星齿轮组的根据本发明的变速器系统的第一实施例；
图2示出包括两个副变速器和具有离合器的两个变速齿轮的根据本发明的变速器系统的第二实施例；
图3示出包括具有两个受控的离合器装置的两个行星齿轮组的根据本发明的变速器系统的第三实施例；
图4示出包括具有一个受控的离合器装置的两个行星齿轮组的根据本发明的变速器系统的第四实施例；
图5示出包括具有电动机和受控的制动器的两个行星齿轮组的根据本发明的变速器系统的第五实施例；
图6示出包括两个行星齿轮组和一个受控的电动机的根据本发明的变速器系统的第六实施例；
图7示出包括两个副变速器和反向齿轮的根据本发明的变速器系统的第七实施例；
图8示出具有5个或6个齿轮的图7中所示的变速器系统的构造的实施例；
图9示出具有5个或6个齿轮的图7中所示的变速器系统的构造的另一实施例；
图10示出包括三个副变速器和反向齿轮的根据本发明的变速器系统的第八实施例；
图11示出具有8个或9个齿轮的图10中所示的变速器系统的构造的实施例；
图12示出包括三个副变速器和适用于前轮和/或后轮驱动的反向齿轮的根据本发明的变速器系统的第九实施例；
图13示出图12中所示的变速器系统的有利的实施例。
具体实施方式
图1给出根据本发明的变速器系统的第一实施例的简图。变速器系统Ts1包括：离合器模块CM，其具有一个输入部IN以及第一和第二输出部o1和o2；以及变速器模块TM，其具有两个输入部in1和in2以及一个输出部O。变速器系统位于具有驱动源A（例如，内燃机）的车辆中，驱动源A连接到输入部IN和驱动轮L，驱动轮L连接到输出部O。
在第一输出部o1与输入部IN之间设有第一支路变速器P1，其由具有三个旋转构件的行星齿轮组形成，其中第一旋转构件r1连接到输入部IN；第二旋转构件r2连接到第一输出部o1；并且第三旋转构件r3连接到第一离合器装置B1。第二输出部o2与输入部IN之间设有第二支路变速器P2，该第二支路变速器也由具有三个旋转构件的行星齿轮组形成，其中第一旋转构件r1连接到输入部IN；第二旋转构件r2连接到第二输出部o2；并且第三旋转构件r3连接到第二离合器装置B2。离合器装置B1和B2的每一个均可被设置为摩擦制动器（例如，湿片或干片摩擦制动器），或者被设置为连接到坚固的外部体（其由变速器模块的壳体形成）的爪形离合器，或者被设置为电动机（其中定子连接到坚固的外部体而转子连接到第三旋转构件）。
变速器模块TM包括两个副变速器T1和T2。第一副变速器T1位于第一输入部in1与输出部O之间，并且由第一齿轮变速器I1和变速器离合器s1形成，变速器离合器s1由爪形离合器形成。第二副变速器T2位于第二输入部in2与输出部O之间并且由第二齿轮变速器I2形成。
离合器模块的两个输出部o1和o2连接到变速器模块的两个输入部in1和in2。
变速器系统还包括短路离合器s，变速器短路离合器s位于变速器模块的两个输入部in1与in2之间。
如果第一离合器装置B1被制动，第一支路变速器P1的变速齿轮朝向离合器模块的第一输出部o1减速，并且如果第二离合器装置B2被制动，离合器模块的第二支路变速器P2的变速齿轮朝向离合器模块的第二输出部o2减速。在变速器模块中最大减速的变速齿轮位于第二副变速器T2中。
与所示的齿轮变速器I1和变速器离合器s1不同的是，第一副变速器T1还可以是与齿轮变速器串联连接或者不连接的无级变速器。
图2示出根据本发明的变速器系统的第二实施例。与第一实施例相似的该变速器系统的所有部件由相似的附图标记指代。第一实施例的具有制动器的支路变速器被与离合器C1、C2串联连接的齿轮变速器I、II替换。该变速器系统Ts2具有与图1中所示的变速器系统Ts1相同的功能。
图3示出根据本发明的变速器系统的第三实施例。与第一实施例相似的该变速器系统的所有部件由相似的附图标记指代。在该变速器系统Ts3中，离合器模块CM包括一个或多个短路离合器。该短路离合器可位于两个支路变速器P1和P2的第三旋转构件r3之间（称为c1），或者在支路变速器的每一个中，短路离合器c3可位于三个旋转构件的两个之间（经由短路离合器位于第一与第二旋转构件之间的此处的示例）。短路离合器还可位于输入部IN与变速器短路离合器s和s”（后者将在以下描述）之间（称为c4）。通过闭合短路离合器，1对1的齿轮齿数比能够在离合器模块CM中实现。短路离合器优选地被设置为爪形离合器，但是还可被设置为摩擦离合器或被设置为电动机，在该电动机中，转子和定子形成单独的半离合器（定子可在该型式中旋转）。
而且，在该变速器系统Ts3中，变速器模块TM包括第三副变速器T3，第三副变速器T3位于第一和第二副变速器T1和T2与另一变速器短路离合器s”之间。该另一变速器短路离合器s”位于第一与第三副变速器T1与T3的输入部之间，并且变速器短路离合器s位于第三与第二副变速器T3与T2的输入部之间。变速器短路离合器s和s”能够借助一个操作元件切换，三个位置借助该一个操作元件是可能的：变速器短路离合器的任一个闭合或两个变速器短路离合器都闭合。变速器短路离合器s和s”优选地被设置为爪形离合器，但是还可被设置为摩擦离合器、被设置为同步齿合离合器或者被设置为自由轮轴承离合器或自由轮离合器。
总体的变速器系统的最高的变速器变速齿轮（gear，档）是借助第二离合器装置B2和第一副变速器T1获得的，同时变速器短路离合器s闭合，而总体的变速器系统的最低的变速器变速齿轮（第一齿轮）借助第一离合器装置B1、离合器模块的第一支路变速器P1以及第二副变速器T2获得，同时变速器短路离合器s闭合。变速器系统的第二齿轮借助第二副变速器T2和短路离合器c1、c3或c4的一个获得。
通过闭合第二离合器装置B2，并且对第一离合器装置B1较少地供能，直到短路离合器c1、c3或c4能够大体上同步地闭合，还可实现从变速器系统的第一齿轮切换到第二齿轮，同时保持输出部上的驱动转矩。
第一旋转构件r1优选地被设置为用于两个支路变速器P1和P2的行星齿轮的一个行星齿轮架。两个旋转构件r2优选地被设置为环形齿轮，并且第三旋转构件r3被设置为恒星齿轮。
在每个副变速器中设有至少一个变速齿轮和/或变速器离合器，上述一个变速齿轮和/或变速器离合器既可位于变速齿轮之前又可位于变速齿轮之后。变速齿轮可被设置为轴（1：1的齿轮齿数比），或者被设置为齿轮变速器、链条变速器、行星齿轮组（其中变速器离合器能够将它的旋转构件的一个连接到坚固的外壳/变速器壳体）、无级变速器、摩擦齿轮变速器或能够传递转矩的另一变速器。
齿轮齿数比优选地为如下：
B1闭合时的P1朝向输出部减速，
B2闭合时的P2朝向输出部减速，
齿轮变速器I1（T1中）具有朝向输出部的最高的齿轮齿数比（加速），
齿轮变速器I2（T2中）具有朝向输出部的最低的齿轮齿数比（减速），以及
齿轮变速器I3（T3中）具有位于I1与I2之间的齿轮齿数比。
齿轮齿数比的选择对于变速器系统的运行是重要的。借助离合器装置B1和B2，可以从支路变速器P1切换到支路变速器P2（并且反之亦然），同时保持转矩传递。由于短路离合器的变速齿轮Ic指向直接的齿轮齿数比（1：1），并且该变速齿轮位于制动器B1闭合时的第一支路变速器P1的变速齿轮Ip1与制动器B2闭合时的第二支路变速器P2的变速齿轮Ip2之间，从Ip1切换到Ic（并且反之亦然）和从Ic切换到Ip2（并且反之亦然），同时保持转矩传递（即使短路离合器c被设置为爪形离合器）也是可能的。因此，以这种方式，可以借助离合器模块（具有两个摩擦元件B1和B2）切换3个变速齿轮。这可应用到变速器模块TM中的任何变速齿轮Ix，使得借助变速器模块中的每个变速齿轮Ix（x是副变速器的数量）能够实现的变速器系统的齿轮齿数比为3。
由于Ip1产生最低的减速而Ip2产生最高的减速，当从借助Ix的最高的齿轮改变到借助I（x+1）的（下一个）最低的齿轮或者反之亦然时，在保持转矩传递的同时切换也是可能的（而不需要经由空转齿轮实现）。支路变速器P1和P2的输出部由此单独地联结到变速齿轮Ix和I（x+1）。变速器短路离合器s和/或s”由此需要用于实现这些。而且，支路变速器P1的输出部联结到更高的变速齿轮Ix，同时支路变速器P2的输出部联结到更低的变速齿轮Ix总应该是可能的。为了实现这些，I1是最高的变速齿轮，并且I2是最低的变速齿轮，而I3处于这两者之间。
减速变速齿轮Ip1和加速变速齿轮Ip2可选择为围绕1：1齿轮齿数比（借助短路离合器的闭合获得，Ic=1）对称地定位，用于形成齿轮的几何学的分布。在齿轮的和谐分布的情况下，可选择不对称的分布，其中Ip1到Ic的步长超过Ic到Ip2的步长。还可通过在副变速器T2中跳过中心变速齿轮（Ic）并且在Ip1与Ip2之间直接地切换而实现好的和谐分布，作为其结果，在第一与第二齿轮之间产生更大的步长。第二与第三齿轮之间的步长可借助T1与T2（或T3）之间的齿轮齿数比随机地选择。
通过选择离合器装置B1和B2的不同的构造，具有独特功能的不同的变速器系统可如在以下表格中指示地实现。
变型 B1 B2
1 制动器 制动器
2 电动机 电动机
3 电动机 制动器
4 制动器 电动机
5 制动器+电动机 制动器
6 制动器 制动器+电动机
7 电动机+制动器 电动机
8 电动机 电动机+制动器
9 电动机+制动器 电动机+制动器
在以上的实施例中，制动器被设置为能够消耗动力的摩擦制动器，或者被设置为固定到坚固的外壳并且不能消耗动力的爪形离合器。电动机可被设置为电动机和/或发电机，车辆借助该电动机和/或发电机能够被驱动，并且变速器离合器借助该电动机和/或发电机能够被同步，或者电动机可被设置为小型的伺服电机，仅借助该伺服电机能够执行变速器离合器的同步。而且，制造以上的组合是可能的。
图4示出根据本发明的变速器系统的第四实施例。与第二实施例相似的该变速器系统的所有部件由相似的附图标记指代。在该变速器系统Ts4中，具有在两个第三旋转构件r3之间串联连接而存在的两个短路离合器c1和c2。离合器装置B1和B2以及短路离合器c1和c2在此可被设置为爪形离合器。而且，存在第三离合器装置B3，其可被设置为连接到两个短路离合器的摩擦制动器和/或电动机（它的定子连接到坚固的外部体）。借助离合器装置B3并且通过闭合短路离合器c1，能够对第一支路变速器P1的第三旋转构件r3供能，在此之后，当后者已经制动时，爪形离合器B1能够同步闭合。短路离合器c1由此能够打开并且（在借助离合器装置B3的同步之后）短路离合器c2能够闭合。之后，能够对第二支路变速器P2的第三旋转构件r3供能（通过闭合制动器B2），作为其结果，制动器B1变成无转矩的并且能够打开。在此之后，能够对离合器装置B3进一步供能，并且同时闭合短路离合器c1。结果，空转齿轮借助短路离合器c1和c2实现。之后，能够进一步对离合器装置B3供能，使得c1变成无转矩的并且能够重新打开。然后，能够进一步对离合器装置B3供能，在此之后，当它被制动时，制动器B2能够同时闭合。以上的操作还相反地进行，用于将支路变速器P2（借助短路离合器c1和c2）切换到支路变速器P1。
以上实施例的优点在于，在所有齿轮之间切换不需要多于一个受控的摩擦制动器和/或电动机（B3）。离合器装置B1和B2以及短路离合器c1和c2由此不需要被控制，这样可更具成本效益。
在以上的变体中，离合器装置B3还可被设置为受控的（伺服）步进马达，而离合器装置B1和B2可被设置为受控的摩擦制动器。借助离合器装置B3，所有的变速器离合器和短路离合器c1和c2由此能够同步，并且所有这些离合器能够被设置为爪形离合器，这可更具成本效益。
图5示出根据本发明的变速器系统的第五实施例。在该实施例中，第一离合器装置B1由电动机形成，并且在驱动轴上可选择地具有制动器，以及作为制动器的离合器装置B2。可选择地，还可设有短路离合器。
在此具有两个优选的实施例：
1）制动器B2是摩擦制动器。
通过对作为发电机的电动机供能来实现驱动，在这之后，离合器装置B1的任何制动器能够同步地闭合。
从Ip1切换到Ip2因此通过对离合器装置B2供能来实现，作为其结果，制动器B1变成无转矩的并且能够打开。在此之后，制动器B2能够完全地闭合。
从Ip2切换到Ip1通过对作为发电机的电动机供能来实现，使得制动器B2变成无转矩的并且能够打开。之后，制动器B1能够完全地闭合。
联结到支路变速器P1的电动机的优点在于，前者需要产生比电动机联结到支路变速器P2的情况小很多的功率（最大电功率比内燃机的功率低3到5倍）。
而且，电动机还能够与支路变速器P结合而使用，用于具有无级变速器以及混合系统的功能，例如用于恢复制动能量并且启动或协助内燃机。而且，如果输入轴被制动（借助自由轮轴承）或者如果制动器B2也被供能，电动机还可用于纯电地驱动车辆。如果制动器B2也被供能，则内燃机可在乘坐或运转期间启动而无需注入燃料。
2）制动器B2被设置为固定到坚硬外壳的爪形离合器。
类似于1），但是不同之处在于，从Ip1切换到Ip2是通过对作为电动机的电动机M1供能直到制动器B2能够同步地闭合而实现的。然而，这种高性能具有较大的电功率的成本。
图6示出了根据本发明的变速器系统的第六实施例。在该变速器系统Ts6中，两个离合器装置B1和B2由一个电动机形成，该一个电动机位于两个第三旋转构件r3（转子联结到第三旋转构件中的一个而定子连接到另一个）之间，使得这些旋转构件当相对于彼此旋转时遭遇阻力（并且传递转矩）。可选择地，可设有制动器和离合器c（借助虚线指示）。电动机由此可提供驱动机构和/或变速器离合器的同步。
图7示出根据本发明的变速器系统的第七实施例。在该变速器系统Ts7中，变速器模块TM包括：反向齿轮，其位于副变速器T1与T2之间，并且借助两个另外的大齿轮g1和g2形成；以及反向齿轮sr，位于大齿轮g1与g2之间。两个另外的大齿轮与副变速器的齿轮变速器I1和I2的大齿轮接合。两个另外的大齿轮同轴地设置在副轴上（见图8和图9）。变速器离合器由s1和s2指示，并且能够借助一个切换叉来操作，并且反向离合器sr能够借助另一切换叉来操作。变速器离合器s1和s2还可位于在此所示的副变速器的输入侧而不是输出侧上。
反向齿轮还可位于副变速器T1或T2的任一个中，而不是位于两个副变速器之间。在所有的实施例中，反向齿轮能够被设置为不同步的型式（不同步齿合）。
变速器模块Ts7装备有一个副轴，见图8和图9（这是s1和s2位于其上的轴），其中T1的输出部和T2的输出部借助一个末端驱动IF联结到变速器模块的输出部。与图7中所示的相反，对差速器的末端驱动IF的第一大齿轮可以是与齿轮变速器I1的第二大齿轮相同的大齿轮，其中s1与变速器短路离合器s是同轴的。
在以下以表格的形式示出图7中所示的变速器系统的实施例：
齿轮 比率 比级 B1 B2 s C S1 S2 SR
R -15 x x x
N x （x）
1 16 x x x
2 8.3 1.92 x （x） x （x）
3 5.1 1.65 x （x） x （x）
4 3.5 1.45 x x
5 2.6 1.33 x x x
1* 11 x x x
RC 6.1
1*是能够在几何学比率分布中使用的恒定的步长空转齿轮，使得可以实现6个档。
此外，与图7中所示的构造不同的是，离合器SF（未示出）可设于变速器模块TM的第二输入部in2与变速器模块的输出部O之间，该离合器SF能够将第二输入部与输出部直接地联结（而不干预变速齿轮）。而且，齿轮变速器I2和末端驱动IF都可位于第二副变速器T2中，其中第一副变速器T1的输出部在变速齿轮I2与端部驱动IF之间连接到第二副变速器。另外，另一离合器可位于变速齿轮I1和末端驱动IF与变速器模块的输出部之间，并且该另一离合器再次位于变速齿轮IF和末端驱动IF与离合器SF之间。
图8和图9示出具有5个或6个齿轮的图7中所示的变速器系统的两个不同的构造的实施例。反向齿轮的另外的大齿轮为了清晰的原因而在此不示出。
图10示出根据本发明的变速器的第八实施例。该变速器系统Ts8包括三个副变速器和反向变速器。图11示出包括8个或9个齿轮的图10中所示的变速器系统的构造的实施例。在该变速器系统Ts8中，变速器短路离合器s和s”相对于离合器装置B1和B2同轴地设置。变速装置P1和P2被设置为具有三个旋转构件的支路变速器（行星齿轮组），其中第一旋转构件由行星齿轮架形成；第二旋转构件由环形齿轮形成；并且第三旋转构件由恒星齿轮形成。
以下以表格的形式示出图10中所示的变速器系统的实施例：
比率是输入轴的速度/输出轴的速度
图12示出包括三个副变速器和反向齿轮的根据本发明的变速器的第九实施例。在该变速器系统Ts9中，第一副变速器T1的变速齿轮由轴（1：1齿轮齿数比）形成。该变速器系统能够用于后轮驱动（RWD）以及前轮驱动（FWD）两种情况，在后轮驱动的情况下，输出部由Or形成，并且另外的变速齿轮IE位于第二和第三副变速器T2和T3与输出部Or之间，在前轮驱动的情况下，输出部由Of形成，并且另外的变速齿轮IE位于第一副变速器T1与输出部Of之间（另外的变速齿轮IE在该情况中也能够形成第一副变速器T1的部分），该变速器系统还能够用于四轮驱动。
图13示出图12中所示的变速器系统的构造的实施例，其中制动器B1闭合时的第一支路变速器P1的比率=（z+1）/z，当
z=-4时，得到0.75（wal/wc），并且其中制动器B2闭合时的第二支路变速器P2的比率=（z+1）/z，当z=3时，得到1.33（wa2/wc）。
以上描述的变速器系统能够：
用于后轮驱动，其中输出部经由差速器齿轮箱连接到后部差速器；
用于四轮驱动，其中把任一个前轮构造（横向安装引擎）或后轮构造（纵向安装引擎）当作基础；
布置为包括具有制动器和离合器的任何随机的行星齿轮组；
与具有制动器和离合器的以上的附图中所示的行星齿轮组的所有的实施例结合；
设有反向齿轮的任何可能的实施例；以及
设有停车机构的任何可能的实施例。
虽然本发明已经基于附图在以上进行描述，应观察到，本发明不以任何方式或方法限制到附图中所示的实施例。本发明还扩展到由权利要求书限定的精神和范围中的背离附图中所示的实施例的所有实施例。
例如，变速器系统还可设有电动机，该电动机联结或能够联结到变速器系统的元件的一个或多个。变速器系统的元件例如是以上提到的变速齿轮、离合器、旋转构件等等。电动机由此可用于一个或多个的变速器离合器和离合器的同步。在这种情况下，电动机优选地连接到离合器模块的第二输出部和/或变速器模块的第二输入部，其中电动机支持从一个齿轮切换到下一个齿轮，使得电动机减小制动器或离合器的供能装置的能量消耗。
同样地，可使用电动机（电动机/发电机）驱动车辆和/或协助内燃机。在那种情况中，电动机优选地联结到变速器系统的任意的轴。在这种情况下，该电动机优选地被联结为使其还能够纯粹地被电力驱动，同时内燃机可以与驱动线路脱离接合。然而，优选地，在这种情况下，电动机位于驱动源与离合器模块之间。
而且，在以上的变速器系统的一个变速器系统中，在内燃机与离合器模块的输入部之间可设置变矩器。由此可围绕变矩器的油输入部/输出部同中心地进行离合器致动。
而且，在以上描述的所有实施例中，在离合器模块的两个输出部和/或变速器模块的两个输入部之间可设置另一变速齿轮，该另一变速齿轮与变速器短路离合器串联连接。

Claims (27)

1.一种变速器系统，包括：
-离合器模块(CM)，具有一个输入部(IN)以及第一和第二输出部(o1、o2)，其中所述第一输出部与所述输入部之间设有第一离合器装置(B1、C1)，所述第一离合器装置装备有第一供能装置，而所述第二输出部与所述输入部之间设有第二离合器装置(B2、C2)，所述第二离合器装置装备有第二供能装置，以及
-变速器模块(TM)，具有一个输出部(O)以及第一输入部和第二输入部(in1、in2)，其中所述第一输入部与所述输出部之间设有第一副变速器(T1)，该第一副变速器装备有至少一个变速齿轮(I1)和/或一个变速器离合器(s1)，并且所述第二输入部与所述输出部之间设有第二副变速器(T2)，该第二副变速器也装备有至少一个变速齿轮(I2)和/或一个变速器离合器(s2)，
其中所述离合器模块(CM)的两个输出部(o1、o2)连接到所述变速器模块(TM)的两个输入部(in1、in2)，
并且其中，所述离合器模块(CM)的第一输出部(o1)与所述输入部(IN)之间设有第一变速装置(P1、I)，并且所述离合器模块(CM)的第二输出部(o2)与所述输入部(IN)之间设有第二变速装置(P2、II)，
其中所述变速器系统包括变速器短路离合器(s)，所述变速器短路离合器位于所述离合器模块的两个输出部和/或所述变速器模块的两个输入部之间。
2.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述变速器系统包括另一个变速器短路离合器(s”)，所述另一个变速器短路离合器也位于所述离合器模块的两个输出部和/或所述变速器模块的两个输入部之间，并且与所述变速器短路离合器(s)串联连接，其中所述离合器模块的两个输出部和/或所述变速器模块的两个输入部能够仅通过闭合两个变速器短路离合器(s和s”)而彼此联结。
3.根据权利要求2所述的变速器系统，其特征在于，所述变速器模块(TM)还包括包含至少一个变速齿轮(I3)的第三副变速器(T3)，其中所述第三副变速器的输入部在所述两个变速器短路离合器之间的位置处连接到所述两个变速器短路离合器(s、s”)，并且其中所述第三副变速器的输出部连接到所述变速器模块的输出部(O)。
4.根据权利要求2所述的变速器系统，其特征在于，所述输入部(IN)能够借助位于所述两个变速器短路离合器之间的位置处的又一个短路离合器(c4)连接到所述两个变速器短路离合器(s、s”)。
5.根据权利要求2所述的变速器系统，其特征在于，所述变速器短路离合器(s、s”)由一个操作元件来切换，借助所述操作元件能够实现三个位置：所述变速器短路离合器的任一个闭合或者所述两个变速器短路离合器均闭合。
6.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述变速装置被设置为变速齿轮(I、II)，而所述离合器装置被设置为与所述变速齿轮串联连接的离合器(C1、C2)。
7.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述变速装置被设置为包括至少三个旋转构件的第一支路变速器和第二支路变速器(P1、P2)，其中第一旋转构件(r1)连接到所述输入部(IN)，第二旋转构件(r2)分别连接到所述第一输出部或第二输出部(o1、o2)，并且所述第一支路变速器和第二支路变速器的第三旋转构件(r3)分别连接到所述第一离合器装置或第二离合器装置(B1、B2)，其中两个所述支路变速器的第一旋转构件(r1)连接到一起。
8.根据权利要求7所述的变速器系统，其特征在于，所述第一离合器装置和/或第二离合器装置(B1、B2)被设置为制动器和/或电动机。
9.根据权利要求8所述的变速器系统，其特征在于，所述第一离合器装置和/或第二离合器装置(B1、B2)被设置为制动器，所述制动器由连至固定外部体的不能消耗能量的爪形离合器构成，或者由确实能够消耗能量的摩擦制动器构成。
10.根据权利要求7所述的变速器系统，其特征在于，所述支路变速器(P1、P2)的第三旋转构件(r3)和/或至少一个所述支路变速器(P1、P2)的三个旋转构件(r1、r2、r3)中的两个能够借助短路离合器(c1、c3)连接到一起。
11.根据权利要求10所述的变速器系统，其特征在于，所述短路离合器(c1)能够与所述支路变速器(P1、P2)的第三旋转构件(r3)连接到一起，并且所述离合器模块(CM)包括另一个短路离合器(c2)，所述另一个短路离合器与所述短路离合器(c1)串联连接，使得通过闭合所述短路离合器(c1)和所述另一个短路离合器(c2)两者而使所述支路变速器(P1、P2)的第三旋转构件(r3)能够连接到一起，并且所述离合器模块还包括第三离合器装置(B3)，所述第三离合器装置在这两个短路离合器之间的位置处连接到所述两个短路离合器(c1、c2)。
12.根据权利要求7所述的变速器系统，其特征在于，所述支路变速器(P1、P2)被设置为行星齿轮组，其中两个行星齿轮组的第一旋转构件(r1)由一个普通的行星齿轮架形成。
13.根据权利要求12所述的变速器系统，其特征在于，所述行星齿轮组的行星齿轮被轴承安装在所述行星齿轮架中的相同的轴上，并且能够彼此独立地旋转。
14.根据以上权利要求中的任一项所述的变速器系统，其特征在于，一个或多个副变速器中的变速齿轮装置(I1、I2、I3)能够借助形成所述副变速器(T1、T2、T3)的一部分的变速器离合器(s1、s2、s3)而被接通/切断。
15.根据权利要求14所述的变速器系统，其特征在于，一个或多个变速器离合器(s1、s2、s3)和/或一个或多个变速器短路离合器(s、s”)被设置为爪形离合器和/或同步装置。
16.根据权利要求1至13中的任一项所述的变速器系统，其特征在于，所述变速器系统包括电动机，所述电动机联结或能够联结到所述变速器系统的一个或多个部件。
17.根据权利要求1至13中的任一项所述的变速器系统，其特征在于，所述离合器模块的第一变速装置(P1)的齿轮齿数比被选择为，如果所述第一离合器装置(B1)被制动，则所述齿轮齿数比朝向所述离合器模块的输出部减速。
18.根据权利要求1至13中的任一项所述的变速器系统，其特征在于，所述离合器模块的第二变速装置(P2)的齿轮齿数比被选择为，如果所述第二离合器装置(B2)被制动，则所述齿轮齿数比朝向所述离合器模块的输出部加速。
19.根据权利要求1至13中的任一项所述的变速器系统，其特征在于，所述变速器模块中的最大减速的变速齿轮装置位于所述第二副变速器(T2)中。
20.根据权利要求1至13中的任一项所述的变速器系统，其特征在于，总体的所述变速器系统的最高变速器变速档、即最小减速档是经由所述第二离合器装置(B2)和所述第一副变速器(T1)获得，同时所述变速器短路离合器(s)或所有变速器短路离合器(s、s”)闭合。
21.根据权利要求1至13中的任一项所述的变速器系统，其特征在于，总体的所述变速器系统的最低变速器变速档、即最大减速档或第一档是借助所述第一离合器装置(B1)、所述离合器模块的第一变速装置(P1)以及所述第二副变速器(T2)获得的，同时所述变速器短路离合器(s)或者所有变速器短路离合器(s、s”)闭合。
22.根据权利要求4，10和11中的任一项所述的变速器系统，其特征在于，所述变速器系统的第二档是借助一个所述短路离合器(c1、c2、c3、c4)和所述第二副变速器(T2)获得的。
23.根据权利要求1至13中的任一项所述的变速器系统，其特征在于，所述变速器模块包括反向齿轮(g1、g2)，所述反向齿轮位于所述第一副变速器和第二副变速器(T1、T2)之间，并包括两个另外的大齿轮，所述大齿轮与所述第一副变速器和第二副变速器的变速齿轮的大齿轮啮合。
24.根据权利要求23所述的变速器系统，其特征在于，在所述两个另外的大齿轮之间设有反向离合器(sr)。
25.根据权利要求24所述的变速器系统，其特征在于，所述两个另外的大齿轮被同轴地设置在副轴上。
26.一种根据权利要求4，10，11和22中的任一项所述的变速器系统中的档之间的切换方法，其特征在于，通过对所述第二离合器装置(B2)较多地供能并且对所述第一离合器装置(B1)较少地供能，直到所述短路离合器(c1、c2、c3、c4)能够大体上同步地闭合，来实现从所述变速器系统的较低档切换到较高档，同时保持输出部上的驱动转矩。
27.一种根据以上权利要求中的任一项所述的变速器系统中的档之间的切换方法，其特征在于，在所述变速器系统中进行至少一个切换操作，其中从所述变速器系统的第x档到第x+1档的切换经由第x+2档来进行。
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