CN108290488B - 用于机动车辆的变速器和具有该变速器的动力总成 - Google Patents

用于机动车辆的变速器和具有该变速器的动力总成 Download PDF

Info

Publication number
CN108290488B
CN108290488B CN201680066817.6A CN201680066817A CN108290488B CN 108290488 B CN108290488 B CN 108290488B CN 201680066817 A CN201680066817 A CN 201680066817A CN 108290488 B CN108290488 B CN 108290488B
Authority
CN
China
Prior art keywords
transmission
gear
shift
input shaft
planetary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680066817.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108290488A (zh
Inventor
约翰尼斯·卡尔滕巴赫
约翰尼斯·格吕克勒
斯蒂凡·伦纳
雷克·格斯滕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of CN108290488A publication Critical patent/CN108290488A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108290488B publication Critical patent/CN108290488B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48Parallel type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54Transmission for changing ratio
    • B60K6/547Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/006Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion power being selectively transmitted by either one of the parallel flow paths
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/042Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
    • F16H37/046Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement with an additional planetary gear train, e.g. creep gear, overdrive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/065Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with a plurality of driving or driven shafts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48Parallel type
    • B60K2006/4825Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54Transmission for changing ratio
    • B60K2006/541Transmission for changing ratio without reverse ratio using instead electric reversing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92Hybrid vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0069Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising ten forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2007Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with two sets of orbital gears
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

一种用于机动车辆的变速器(1),该变速器具有主变速器(HG)、以及输出轴(3)、以及两个具有如下元件:行星架(ST1、ST2)、太阳轮(SR1、SR2)和齿圈(HR1、HR2)的行星传动装置(PG1、PG2),主变速器包括两个并联的分变速器,其中,每个分变速器具有变速器输入轴(4、5),其中,第一变速器输入轴(4)实施为空心轴,而第二变速器输入轴(5)实施为实心轴,其中,第一行星传动装置(PG1)作为范围挡组连到主变速器(HG)上,其中,主变速器(HG)包括第一(R1)、第二(R2)、第三(R3)、第四(R4)和第五齿轮平面(R5)和第一(S1)、第二(S2)、第三(S3)和第四切换元件(S4),其中,第二行星传动装置(PG2)作为行星级设置在电机(2)与第一变速器输入轴(4)之间,其中,第四切换元件(S4)在第二切换位置(H)中使第五齿轮平面(R5)和范围挡组的行星架(ST1)连接,并且因此范围挡组可以在负载下被切换。

Description

用于机动车辆的变速器和具有该变速器的动力总成
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的变速器和具有这种变速器的针对混合动力车辆的动力总成。变速器在此尤其被称作多挡式变速器,在其中,多个挡,即在变速器的两个轴之间的固定的传动比通过切换元件优选能够自动化地切换。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辆中,尤其是也用在商用车辆中,以便以适当的方式使驱动单元的转速和转矩输出表征与车辆的行驶阻力相匹配。
背景技术
具有混合动力驱动装置的车辆由现有技术所公知。混合动力驱动装置在此拥有两个或更多个不同的驱动源,其中,具有内燃机和一个或多个电动机的动力总成在一定程度上作为并联型混合动力或混杂型混合动力实施。这些变型方案拥有内燃机和电驱动装置的在动力流中基本上平行的布置,并且因此能够实现驱动力矩的叠加以及利用纯粹内燃机驱动的驱动装置或纯粹电动驱动的驱动装置的操控。
由DE 10 2010 030 573 A1公知了一种具有自动化的换挡变速器的混合动力驱动装置,其具有内燃机,该内燃机与至少一个第一变速器输入轴传动连接;具有电驱动装置,该电驱动装置具有至少一个与第二变速器输入轴传动连接的电机;具有至少一个中间轴;具有布置在多个齿轮组平面中的空套齿轮和固定齿轮;具有多个换挡设备并具有变速器从动轴。为了在齿轮组设计以及分配以及电的和内燃机驱动的挡的数量方面能够实现大的可变性,使结构花费和成本花费保持得很小并且确保有效和舒适的运行而设置的是,两个变速器输入轴彼此同轴地布置,并且使换挡设备在其其中一个切换位置中将两个变速器输入轴驱动作用地彼此连接起来,并且在另一切换位置中换挡。因此,能够实现分变速器联接,其在无换挡的情况下使两个输入轴,即空心轴和实心轴彼此联接。
为了实现混合动力驱动装置的尽量高效的运行,使用如下驱动策略:其将电驱动装置按情况灵活地例如用于起动、用作启动器发电机或用作用于产生电流的发电机。由DE10 2010 063 582 A1公知了一种用于混合动力车辆的动力总成的设备,该设备具有行星传动装置,该行星传动装置具有如下元件:行星架、太阳轮和齿圈,其中,行星传动装置的这些元件的第一元件用于变速器的第一分变速器的第一变速器输入轴的固定接驳,并且其中,行星传动装置的这些元件的第二元件用于混合动力驱动装置的电机的固定接驳;该设备还具有第一切换元件,经由该第一切换元件,行星传动装置的这些元件的第三元件在第一切换元件的第一切换位置中能够接驳在变速器的第二分变速器的第二变速器输入轴上(在该第二变速器输入轴上此外还能够联接有混合动力驱动装置的内燃机),并且该第三元件在第一切换元件的第二切换位置中能够在壳体侧或者在定子侧接驳;并且该设备还具有第二切换元件,经由该第二切换元件,在该第二切换元件闭合的情况下能够使两个分变速器的两个变速器输入轴彼此联接,而在该第二切换元件断开的情况下能够使两个分变速器的两个变速器输入轴彼此分开。因此,能够实现电动式的起动和电动式的切换。此外,电机可以用作一体式起动发电机。
发明内容
基于现有技术,本领域技术人员提出了如下任务,即,提供一种针对混合动力应用的自动化的能动力换挡的换挡变速器,其结合了现有的换挡变速器的各种优点并且如下这样地实施这些换挡变速器,即,使变速器或具有该变速器的动力总成以很少的结构花费和很高的效率形成,该动力总成特别地具有针对长途载重车辆的变速范围和分级。
该任务通过一种用于机动车辆的变速器以及一种混合动力车辆的动力总成来解决。有利的设计方案由说明书以及由附图得到。
根据本发明的变速器具有主变速器、以及输出轴和两个至少具有如下元件:行星架、太阳轮和齿圈的行星传动装置,主变速器包括两个并联的分变速器。每个分变速器在此具有变速器输入轴,其中,用于第一分变速器的第一变速器输入轴实施为空心轴,而用于第二分变速器的第二变速器输入轴实施为实心轴。第一行星传动装置作为范围挡组连到主变速器上。范围挡组用于将主变速器的挡位数翻倍,其中,可以切换两个范围,一个是快速的范围并且一个是缓慢的范围。为此,变速器包括第五切换元件,该第五切换元件使范围挡组的齿圈要么与输出轴联接,要么相对壳体固定地被锁定。在齿圈与壳体连接的第一切换位置中形成缓慢的传动比,而在齿圈与输出轴联接并且因此与行星齿轮联锁的第二切换位置中建立快速的传动比。主变速器包括第一、第二、第三、第四和第五齿轮平面以及第一、第二、第三和第四切换元件。第二行星传动装置作为行星级设置在电机与第一变速器输入轴之间。第五齿轮平面形成主变速器的从动恒定级并且可以借助第四切换元件在其其中一个切换位置中与范围挡组的行星架联接。经由中间轴,电机因此可以通过如下方式支持牵引力,即,使转矩直接从中间轴经由从动恒定级传递到范围挡组的行星架上,并且进而传递到与范围挡组的行星架连接的输出轴上,而第五切换元件变为无负载,并且可以转换。该结构的另外的优点在于,在直接挡中的行驶时可以降低中间轴的转速,以便减少例如在轴承和密封件处的拖曳损耗。
第四切换元件在第一切换位置中将主变速器的第五齿轮平面,即从动恒定级与主轴连接起来。因此,中间轴经由主变速器的从动恒定级与主轴和范围挡组的行星传动装置的太阳件连接。
变速器可以包括双重作用的第六切换元件,其在第一切换定位中使第二输入轴与行星级的齿圈联接,而在第二切换位置中使行星级的齿圈相对壳体固定地锁定。当齿圈与行星级联接时,行星级可以作为叠加变速器起作用。第二输入轴的驱动装置被接驳在行星级的齿圈上,电机被接驳在行星齿轮级的太阳件上,并且行星齿轮级的行星架被接驳在主变速器的第一输入轴上。在第六切换元件的第二切换位置中,行星级作为用于电机的固定的预传动比起作用。由此,电机可以廉价地以较少的转矩但是转速却很高地设计。
然而,行星级的齿圈也可以直接与变速器壳体或壳体的一部分连接。由此同样形成了具有上述优点的电机的固定的预传动比。
此外,如下布置是可行的,在其中,变速器的行星级如下这样地接驳,即,使行星级的齿圈与第一变速器输入轴连接,行星级的行星架相对壳体固定地被锁定,并且行星级的太阳轮与电机连接。变速器在此包括单作用的第六切换元件,其在被操作时将第二变速器输入轴与电机和行星级的太阳轮连接起来。因此,电驱动装置在前进挡中向回转动,并且经由行星级借助于第六切换元件提供了用于驱动第二变速器输入轴的机械的倒挡。于是,配属于第一分变速器或第一变速器输入轴的那些挡用作具有通过行星级实现的附加的减速的倒挡。
主变速包括至少一个中间轴。然而,它也可以实施为分配功率的双中间轴变速器。中间轴上的所有齿轮均实施为固定齿轮。在具有两个中间轴的实施变型方案中,两个中间轴在主变速器的每个齿轮平面上分别实施有一个固定齿轮。
主变速实施为5挡齿轮组,其具有五个齿轮平面、两个分变速器和分变速器联接。第五齿轮平面在此形成从动恒定级。所有的齿轮平面均构造为前进挡齿轮平面,而倒挡经由电机的转动方向变向产生。
第一分变速器配属于第一变速器输入轴,第一变速器输入轴实施为空心轴。第二分变速器配属于第二变速器输入轴,第二变速器输入轴实施为实心轴。给第二分变速器还配属了直接挡,在该直接挡中,动力流并不引导经过一个中间轴或多个中间轴。两个分变速器可以通过其中一个切换元件联接,从而使分变速器的挡可以部分地分别被其他的分变速器使用。由此,也能够实现两个驱动装置的联接,而在此转矩没有被引导至输出轴。此外,由于两个分变速器导致地,两个驱动装置可以以不同的传动比运行。因此,针对两个驱动装置可以分别依赖于行驶状况地选择适当的运行点。然而,电机也可以部分地或完全地停止,以便避免零负载损耗。
主变速器中的所有切换元件均实施为非同步的牙嵌式切换元件。
主变速器和第一行星传动装置,即范围挡组的所有切换元件均实施为双重作用的切换元件,这意味着的是,它们具有到第一和第二切换位置中的两个操作方向。然而,它们也可以被引到断开的第三切换位置中,即空挡位置中,在其中,第一和第二切换位置都不被操作,并且没有构件通过切换元件连接。
变速器的构件与壳体的联接也可以通过与相对壳体固定的构件或壳体部分或与变速器的其他的抗相对转动(drehfest)的结构元件的联接来实现。
变速器可以是混合动力车辆的动力总成的组成部分。根据本发明的动力总成除了根据本发明的变速器之外还具有内燃机来作为第二驱动装置,以及与混合动力车辆的车轮连接的车桥传动装置,其中,主变速器的第二变速器输入轴持久地与或能与内燃机连接,并且变速器的输出轴与车桥传动装置驱动作用地连接。可以使用针对内燃机的分离离合器,但其对于纯粹电动的行驶来说不是必需的,这是因为第二变速器输入轴可以通过断开切换元件而被脱离。
附图说明
在下文中,将参照实施例进一步阐述本发明:
图1:示出根据本发明的10挡变速器;
图2:示出具有根据本发明的变速器的示例性的传动比的表格;
图3:示出根据本发明的变速器的切换矩阵;
图4:示出根据本发明的变速器的切换矩阵;
图5:示出根据本发明的10挡变速器的实施变型方案2;
图6:示出用于实施变型方案2的切换矩阵;
图7:示出根据本发明的10挡变速器的实施变型方案3;
图8:示出用于实施变型方案3的切换矩阵;
图9:示出根据本发明的动力总成。
具体实施方式
图1示出了变速器1的第一实施方式,其具有电机2、带两个分变速器的5挡主变速器HG、输出轴3、第一行星传动装置PG1和第二行星传动装置PG2,这两个行星传动装置分别具有如下元件:行星架ST1、ST2、至少一个行星齿轮PR1、PR2、太阳轮SR1、SR2和齿圈HR1、HR2。第一行星传动装置PG1用作范围挡组并连到主挡组HG上。第二行星传动装置PG2作为行星级布置在电机2与第一变速器输入轴4之间。第一变速器输入轴4实施为空心轴并配属于主变速器HG的第一分变速器。第二变速器输入轴5实施为实心轴并配属于主变速器HG的第二分变速器。主变速器HG包括第一齿轮平面R1、第二齿轮平面R2、第三齿轮平面R3、第四齿轮平面R4和第五齿轮平面R5以及第一切换元件S1、第二切换元件S2、第三切换元件S3和第四切换元件S4。第五齿轮平面R5形成主变速器HG的从动恒定级。主变速器的所有切换元件S1~S4均构造为双重作用的双侧的切换元件并且可以将变速器1的两个不同元件与轴或变速器构件连接起来。第一齿轮平面R1由第一变速器输入轴4的第一空套齿轮6与中间轴VW的第一固定齿轮12形成。第二齿轮平面R2由第一变速器输入轴4的空套齿轮7与中间轴VW的第二固定齿轮13形成。第三齿轮平面R3由第二变速器输入轴5上的第三空套齿轮8与中间轴VW的第三固定齿轮14形成。第四齿轮平面R4由第二变速器输入轴5上的第四空套齿轮9与中间轴VW上的第四固定齿轮15形成。第五齿轮平面R5由主轴10上的第五空套齿轮11与中间轴VW上的第五固定齿轮16形成。主轴10同轴于变速器输入轴4、5和输出轴3地延伸,并位于第二变速器输入轴5与输出轴3之间。中间轴VW平行于变速器输入轴4、5的、主轴10的和输出轴3的轴线延伸。在此,第一切换元件S1可以在第一切换位置A中将第一齿轮平面R1,或在第二切换位置B中将第二齿轮平面R2与第一变速器输入轴4连接起来。第二切换元件S2可以在第一切换位置C中将第一变速器输入轴4,或在第二切换位置D中将第三齿轮平面R3与第二变速器输入轴5连接起来。因此,第二切换元件S2在第一切换位置C中用于分变速器联接。第三切换元件S3可以在第一切换位置E中将第四齿轮平面R4,或者在第二切换位置F中将主轴10与第二变速器输入轴5联接起来。因此,在第二切换位置F中可以切换成直接挡,其中,转矩从第二变速器输入轴5经由主轴10和第一行星传动装置PG1传递到输出轴3上。第四切换元件S4可以在第一切换位置G中将主轴10,或在第二切换位置H中将第一行星传动装置PG1的行星架ST1与第五齿轮平面R5连接起来。因此,从动恒定级,即主变速器HG的第五齿轮平面R5可以经由唯一的切换元件,即第四切换元件S4要么联接到第一行星传动装置PG1的太阳件SR1上,要么联接到行星架ST1上,这是因为主轴10直接与第一行星传动装置的太阳轮SR1连接。由于电机2经由从动恒定级由此可能联接到第一行星传动装置PG1的行星架ST1上,使得第五切换元件S5变为无负载并且可以被转换。因此,电机2经由中间轴VW支持牵引力,从而使范围挡组PG1能够在支持牵引力的情况下被切换。电机2与行星架ST1的联接的另外的优点是,在直接挡中行驶时能够降低中间轴VW的转速,以便减少轴承和密封件处的拖曳损耗。其中每个切换元件S1~S4也都可以被切换到空挡,从而使它不连接任何提及到的元件。
变速器1包括形式为第一行星传动装置PG1的范围挡组。范围挡组PG1用于使主变速器HG的挡位数翻倍。为此,可以通过配属于范围挡组PG1的第五切换元件S5在第一切换位置L中将第一行星传动装置PG1的齿圈HR1与相对壳体固定的构件17或壳体部分连接起来,或与变速器1的其他的抗相对转动的结构元件连接起来。由此形成了缓慢的范围。在第五切换元件S5的第二切换位置S中,第一行星传动装置PG1的齿圈HR1可以与输出轴3并且进而也与第一行星传动装置PG1的行星架ST1连接。行星架ST1抗相对转动地与输出轴3连接。因此,构件:行星架ST1和齿圈HR1在切换元件S5的第二切换位置S中彼此联锁并且形成快速的范围。
第二行星齿轮传动装置PG2作为行星级布置在电机2与第一变速器输入轴4之间。电机2拥有定子18,该定子抗相对转动地与变速器1的相对壳体固定的构件17或变速器壳体连接,或与变速器1的其他的抗相对转动的结构元件连接,从而定子18能够假定为没有转速。电机2的以能转动的方式受支承的转子19与行星级PG2的构造为第二行星传动装置PG2的太阳轮SR2的行星齿轮组轴抗相对转动地连接。第二行星传动装置PG2的行星架ST2抗相对转动地与第一变速器输入轴4连接。第二行星传动装置PG2的齿圈HR2能够经由配属于第二行星传动装置PG2的处于第一切换位置I中的第六切换元件S6与第二变速器输入轴5连接,而在第六切换元件S6的第二切换位置J中能够相对壳体固定地锁定。在第六切换元件S6的第一切换位置I中,行星级PG2可以作为叠加变速器起作用。在第六切换元件S6的第二切换位置J中,行星级PG2作为用于电机2的固定的预传动比起作用。由此,电机2可以廉价地以较少的转矩但是转速却很高地设计。
由于将电机2利用行星级PG2布置在第一变速器输入轴4上,使得电机2配属于第一分变速器。第二变速器输入轴5同样通过在此未示出的第二驱动装置驱动。因为这通常是内燃机21,所以在另外的文献中,内燃机21被称为第二驱动装置。因此,内燃机21与第二分变速器连接或能连接。经由所配属的齿轮平面R1~R5也给每个分变速器配属有能切换的挡。主变速器HG的第一齿轮平面R1和第二齿轮平面R2配属于第一变速器输入轴4并且进而也配属于主变速器HG的第一分变速器。因此,能够经由两个挡实现纯粹电动的行驶,这两个挡经由两个齿轮平面R1和R2形成。在此,行星级PG2的元件必须相对壳体固定地锁定。在此,通过范围挡组PG1形成四个可切换的纯粹电动的挡。通过电机2的转动方向变向能够实现倒退行驶。用于内燃机21的分离离合器对于纯粹电动的行驶来说不是必需的,这是因为第二变速器输入轴5可以通过断开第二和第三切换元件S2、S3脱离。主变速器HG的第三齿轮平面R3和第四齿轮平面R4配属于第二变速器输入轴5,并且进而也配属于主变速器HG的第二分变速器。第五齿轮平面R5用作用于主变速器HG的两个分变速器的从动恒定级。尽管如此,由于经由处于第一切换位置C中的第二切换元件S2实现的分变速器联接,使得内燃机21和电机2仍然可以使用相应另一分变速器的挡。然而,由于第二切换元件S2实施为双切换元件,即双重作用的双侧的切换元件,所以使得电机2不能使用主变速器HG的第三齿轮平面R3。
通过两个分变速器,可以使内燃机21和电机2以不同的传动比运行。因此,针对内燃机21并针对电机2可以分别依赖于行驶状况地选择适当的运行点。电机2也可以部分地或完全地脱离并停止,并且进而避免了零负载损耗。电机2的脱离可以经由第一和第二切换元件S1和S2以及第六切换元件S6实现,第一和第二切换元件能够使第一变速器输入轴4不与另外的构件连接,第六切换元件能够使行星级的齿圈HR2不与第二变速器输入轴5联接。
通过经由处于切换位置C中的第二切换元件S2实现的分变速器联接,使内燃机21可以与电机2连接,而转矩并不传导到输出轴3。在此,主变速器HG的至少是第一切换元件S1和第三切换元件S3不被操作,而是处于空挡位置中。由此,内燃机21可以用电机2启动,或者在空挡中,也就是说与行驶速度无关地,也就是即使处于停止中也可以产生电流。在此,内燃机21驱动电机2。电机2发电机式地工作。
图1仅示出了变速器1的相对变速器输入轴4、5、主轴10和输出轴3的轴线对称的齿轮组的上半部。在该轴线上的镜像导致具有用于功率分配的两个中间轴VW的变型方案。然而,齿轮组在功能上与只具有一个中间轴VW的实施变型方案相同。这意味着的是,该中间轴VW包括所属的固定齿轮12、13、14、15、16在内没有被镜像。
利用图1的根据本发明的实施方式,可以实现在EDA(ElektrodynamischesAnfahren,电动式起动)下公知的起动功能。电机2在此可以纯粹地或仅用于支持内燃机21起动和加速。在纯粹的电起动的情况下,可以经由作为恒定传动比起作用的第二行星齿轮传动装置PG2来提供提高了的起动力矩。为了能够电动式地起动,第六切换元件S6必须处于其第一切换位置I中。当第六切换元件S6处于第一切换位置I时,变速器1处于EDA模式中。此外,必须挂入第一分变速器的配属于第一变速器输入轴4的挡,并且第二分变速器必须切换到空挡,而不传递转矩。变速器1的第一挡G1在图1中配属于第一齿轮平面R1。第一齿轮平面R1在此配属于第一分变速器。因此,为了电动式地起动可以使用处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1,并且在进一步的动力流中,针对第一挡G1可以使用处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4和处于其第一切换位置L中的第五切换元件S5。因此,在第一挡G1中,从第一变速器输入轴4经由第一齿轮平面R1、中间轴VW、从动恒定级R5、主轴10和在缓慢的范围中的范围挡组PG1的动力流得到准备。在车辆停止时,内燃机21例如以怠速转动并且电机2向回转动,从而使行星级PG2的行星架ST2静止。行星级PG2上的转矩比是恒定的。内燃机21的转矩和电机2的转矩在行星级PG2的行星架ST2上相加。在电动式起动期间,电机2的转速发生改变,直到在行星级PG2上发生直接传动。通过如下方式可以使起动结束,即,第二切换元件S2被引到其第一切换位置C中,并且因此行星级PG2被联锁。
如果变速器1在EDA模式中运行,则电动式切换(EDS)能够作为动力换挡功能。在此,在EDA模式中,第六切换元件S6保持处于其第一切换位置I中。必须挂入配属于第一分变速器并且进而第一变速器输入轴4的挡。该挡用作支持挡,经由该支持挡,动力流在动力换挡期间被传导。支持挡可以与实际挡或目标挡相同。然而,也可以使用第一分变速器的另外的挡。切换方法从负载接管阶段开始。在此,在内燃机21和电机2上调整转矩,使得它相应于行星传动装置PG2的定轴轮系传动比。由此,仅有经由行星级PG2的行星架ST2和支持挡的动力流。所有其他的切换元件都变为无负载。实际挡的变为无负载的切换元件被挂出。调节内燃机21和电机2的转速,使得同步目标挡的待挂入的切换元件。如果建立了同步,则挂入目标挡的切换元件。因此,切换过程完结,并且在电机2上的负载在需要时可以减小。EDS切换方法的优点是,目标挡的待切换的切换元件通过电机2和内燃机21的互相配合来同步,其中,电机2是能够非常好地调节的。EDS切换方法的另外的优点是,可以实现高的牵引力,这是因为内燃机21和电机2的转矩在第二行星传动装置PG2上相加。
利用图1的根据本发明的实施方式同样可以实现在ISG(IntegrierterStartergenerator,一体式起动发电机)下公知的功能,在其中,内燃机21可以经由电机2启动并加速,并且电机2也可以用作发电机。在ISG模式中,第六切换元件S6处于其第二切换位置J中,并且使齿圈HR2与相对壳体固定的构件17连接。在ISG模式中也能够实现纯粹电动的行驶,其中,行星齿轮级PG2的齿圈HR2相对壳体固定地被锁定,并且电机2将转矩传递到行星齿轮级PG2的行星架ST2上。
在图2中说明了针对各自的齿轮平面PG1、PG2、R1~R5的各个传动比i的示例性的数值。所说明的传动比相应于直齿轮的各自的齿数比
Figure GDA0003005737420000111
或者在行星传动装置的情况下相应于标准传动比i0、齿圈HR1、HR2与太阳轮SR1、SR2之间的齿数比。负号表示转动方向变向。直齿轮副的传动比i沿以下的动力流方向说明:
第一、第二、第三和第四齿轮平面R1、R2、R3、R4:从两个变速器输入轴4、5至中间轴VW
第五齿轮平面R5:从中间轴VW至主轴10
也可以使用针对传动比序列的其他的数值。
图3示出了从ISG模式下的内燃机21的角度来看的变速器1针对十个挡G1~G10的所属的切换矩阵。第六切换元件S6在此保持处于其第二切换位置J中。挡G1~G10被列在第一列中。当内燃机21将动力流经由第二分变速器,经由实心轴5引导时,于是可以在无动力流的第一分变速器中,经由空心轴4预选一个挡,或者可以联接该分变速器。预选挡在挡编号的后面在括号中说明。例如,在挡G2(1)中,第二挡G2对于内燃机21来说是激活的,第一挡G1针对内燃机21被预选并同时对于电机2来说是已经被激活的。在此,在与挡G1~G10相邻的列中罗列了哪些切换元件S1~S6处于哪些切换位置A~J中。叉×标记闭合的切换位置A~J。与切换元件S1~S6的列相邻的是具有示例性的挡传动比i的列和带有相对每个挡G1~G10的示例性的挡间传动比比值phi的列。
在第一挡G1中功率流如图3所示经由第二变速器输入轴5、处于其第一切换位置C中的第二切换元件S2、处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1、第一齿轮平面R1、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4、切换在缓慢的范围中的范围挡组PG1传导到输出轴3上。在第二挡G2中功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第二切换位置D中的第二切换元件S2、第三齿轮平面R3、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4、在缓慢的范围内切换的范围挡组PG1传导到输出轴3上。在此,经由处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1不仅可以预选第一挡G1和进而第一齿轮平面R1,而且可以经由第二切换位置B预选第四挡G4和进而第二齿轮平面R2。所预选的挡G1、G4配属于第一分变速器。在第三挡G3中功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第一切换位置E中的第三切换元件S3、第四齿轮平面R4、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4、切换在缓慢的范围中的范围挡组PG1传导到输出轴3上。在此,经由处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1可以预选第四挡为G4和进而第二齿轮平面R2。在第四挡G4中功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第一切换位置C中的第二切换元件S2、第一变速器输入轴4、在其第二切换位置B中的第一切换元件S1、第二齿轮平面R2、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4、切换在缓慢的范围中的范围挡组PG1传导到输出轴3上。在第五挡G5中功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第二切换位置F中第三切换元件S3、在缓慢的范围内切换的范围挡组PG1传导到输出轴3上。在此,可以经由处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1并经由处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4预选第四挡G4。替选地,可以经由处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1并且经由处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4预选第九挡G9。同样地,可以经由处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1并且经由处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4预选第六挡G6。在第六挡G6中功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第一切换位置C中的第二切换元件S2、第一变速器输入轴4、处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1、第一齿轮平面R1、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4并且经由切换到快速的范围中的范围挡组PG1传导到输出轴3上。在此,第五切换元件S5是无负载的,这是因为第五切换元件通过经由范围挡组PG1的行星架ST1实现的力传递,通过处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4被绕过。在第七挡G7中功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第二切换位置D中的第二切换元件S2、第三齿轮平面,R3、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4并经由切换到快速的范围中的范围挡组PG1传导到输出轴3上,其中,第五切换元件S5还是无负载的。在此,可以经由处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1预选第六挡G6,或者可以经由处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1预选第九挡G9。在第八挡G8中功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第一切换位置E中的第三切换元件S3、第四齿轮平面R4、中间轴VW,从动恒定级R5、处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4并经由切换到快速的范围中的范围挡组PG1传导到输出轴3上,其中,第五切换元件S5还是无负载的。在此,可以经由处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1预选第九挡G9。在第九挡G9中功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第一切换位置C中的第二切换元件S2、第一变速器输入轴4、处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1、第二齿轮平面R2、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4并经由切换到快速范围中的范围挡组PG1传导到输出轴3上,其中,第五切换元件S5还是无负载的。在第十挡G10中功率流经由第二变速器输入轴5、处于其第二切换位置F中的第三切换元件S3、主轴10并经由切换到快速范围中的范围挡组PG1传导到输出轴3上。在此有利的是,附加地将第二切换元件S2切换在其第一切换位置C中,这是因为这样第一变速器输入轴4就以限定的转速,在此是第二变速器输入轴5的转速被引导。对此替选地,可以经由处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1和处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4预选第九挡G9,其中,第五切换元件S5是无负载的。然而,也可以经由处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1和处于其第一切换位置C中的第二切换元件S2预选第六挡G6。因此,降低中间轴转速是可行的,然而在此必须断开第四切换元件S4。经由预选处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1,在第十挡中也能够使电机2和中间轴VW停止,其中,第二切换元件S2必须是断开的。
在第六、第七、第八和第九挡G6~G9中,第五切换元件S5代替在第二切换位置S中地也可以在第一切换位置L保持闭合,这是因为当动力流经由处于第二切换位置H中的第四切换元件S4直接被传导到第一行星传动装置PG1的行星架ST1上时,第五切换元件S5在这两个切换位置L和S中都是无负载的。然而,基于在范围挡组PG1上的转速比而有利的是,尽可能早地执行从第五切换元件S5的第一切换位置L变换到第二切换位置S。
通常在从第五挡G5变换到第六挡G6中时发生了范围挡组PG1的牵引力不中断的转换。在ISG模式中的内燃机驱动或混合动力的行驶的情况下的第五挡G5中,该第五挡经由直接挡在缓慢的范围挡组PG1中进行切换。第三切换元件S3处于其第二切换位置F中,并且第五切换元件处于其第一切换位置L中。这同样在图3中在行G5(4)中看到。由于之前的经历,电机2仍在第四挡G4中起作用,其中,第一切换元件S1处于其第二切换位置B中,并且第四切换元件S4处于其第一切换位置G中。现在为了牵引力不中断地切换到第六挡G6,执行以下方法步骤:
当电机2上存在负载时,在此发生负载减小。在此,内燃机21接管负载。
随后,第四切换元件S4可以从切换位置G断开。
主动地经由电机2的转速调节来同步第四切换元件S4的第二切换位置H。为此,电机2的转速必须降低。转速降低了范围挡组PG1的传动比的因子,这在图3的数字示例中相应于因子3.713。
随后,第四切换元件S4可以无负载地切换到第二切换位置H中。这相应于在图3的切换矩阵中的挡5(9)的行。作为过渡地,在该状态下预选第九挡G9,这是因为第一切换元件S1仍处于第二切换位置B中。现在可以无负载地断开该第一切换元件。第一切换元件S1的第一切换位置A现在主动经由电机2的转速调节被同步。为此,电机2的转速必须升高到第六挡G6的目标转速水平。转速升高了配属于第一变速器输入轴的两个挡的挡传动比的比值。这在此是第一挡和第四挡G1、G4,这意味着转速升高了因子1.3/0.592=2.2(参见图2,第一和第二齿轮平面R1、R2)。
因此,第一切换元件S1可以无负载地被引到切换位置A中,其中同时预选跟随挡,即第六挡G6。
随后,发生从内燃机21到电机2的负载转移。这意味着的是,只有电机2支持在目标挡,即第六挡G6中的牵引力。
在内燃机21是无负载之后,断开第三切换元件S3的第二切换位置F。
可选地,现在在断开第三切换元件S3的第二切换位置F期间可以发生第五切换元件S5从第一切换位置L到其第二切换位置S的变换。这提供的优点是,仅主轴10和进而第一行星传动装置PG1的太阳轮SR1上的较小的惯性质量起作用。同步在此经由实施同步的切换元件S5本身发生。随后,可以闭合第五切换元件S5的第二切换位置S。第二切换位置S不能够主动利用内燃机21同步,这是因为内燃机21不能够足够程度地降低转速,这是因为尽管第六挡是目标挡,但在此仍需要第十挡G10(第三切换元件S3和第五切换元件S5分别处于第二切换位置F和S中)的转速水平。第五切换元件S5在该情况下从第一切换位置L到第二切换位置S的变换如已经提到的那样是有利的,但并不一定是必要的。该变换也可以在从第五挡G5切换到第六挡G6之外地稍后进行。于是,第五切换元件S5暂且保持在第一切换位置L中。
之后立即断开第三切换元件S3的切换位置F,这意味着的是,必要时与上述的步骤同时地将内燃机21同步到第六挡G6的目标转速上。因此,第二切换元件的第一切换位置C被同步并且随后可以无负载地进行闭合。因此,第六挡G6被挂入并且针对切换元件S1~S6的切换过程结束。随后,可以根据运行策略进行从电机2到内燃机21的负载转移。
总之,为了从第五挡G5到第六挡G6,必须转换第四切换元件S4和第一切换元件S1。在此,首先变换第四切换元件S4,然后才变换第一切换元件S1。由此,电机2首先降低转速并且可以利用高转矩来同步。需要更少的能量来对转子19的惯性质量进行转速改变。如果先转换第一切换元件S1,则电机2的转速将在此期间大大提升,并存在转速过大的风险,即电机2在高转速的情况下的较低的转矩。
该方法与针对电机2的行星级PG2的预传动比无关。即使在没有行星级PG2的情况下也是可行的,其中,电机2或转子19直接接驳在第一变速器输入轴4上。
如上所描述的那样,在直接挡中,在第十挡G10中(参见图3),在ISG模式中可以降低一个中间轴VW或多个中间轴的转速。在此,对于ISG模式来说,第六切换元件S6在第二切换位置J中还是闭合的。以内燃机驱动的方式行驶,其中,第三切换元件S3处于其第二切换位置F中。第四切换元件S4由于之前的经历而仍处于其第二切换位置H中。这导致的是,在图2中的数字示例中,中间轴VW的转速比内燃机21的转速高了因子2.197。这相应于第五齿轮平面R5的直齿轮传动比i。范围挡组PG1的太阳轮SR1和行星架ST1具有相同的转速,这是因为范围挡组PG1通过处于其第二切换位置S中的第五切换元件联锁。中间轴VW的转速的降低能够实现变速器1在直接挡G10中的更好的总效率。较低的转速意味着在轴承和密封件处的拖曳损耗或损耗功率较少。为此,可以闭合无负载的切换元件。在当前的齿轮组中有利的是,第一切换元件S1被引到其第一切换位置A中。中间轴VW的转速于是仍仅为内燃机21的转速的0.769倍(1/1.3=0.769)。中间轴VW的转速也可以降低到零。在此,避免了在支承件处的拖拽损耗。经由电机2上的转速调节实现了将中间轴VW同步到目标转速。为此,首先闭合第一分变速器的最高挡的切换元件,只要该切换元件出于之前的经历不是闭合的。在这里所示的示例中,该切换元件是处于第二切换位置B中的第一切换元件,通过该第一切换元件经由第二齿轮平面R2形成第四挡G4。因此,电机2本身也没有达到高的转速水平,并且因此可以更快速地同步。也没有任何传统的同步负担。在图3中的切换矩阵中,在具有预选的第六挡的第十挡G10(6)的情况下,中间轴VW的转速降低,而在具有预选的空挡的第十挡G10(0)中,中间轴VW的转速和电机2的转速降低到零。在此,借助电机2也实现了中间轴VW的转速变化。
图4示出了从EDA模式下的内燃机21的角度来看的变速器1针对十个挡G1~G10的所属的切换矩阵。第六切换元件S6在此保持在其切换位置I中。在其他方面,在EDA模式中的切换矩阵等同于图3的ISG模式中的切换矩阵。然而,得到了电机2和行星级PG2上的其他的转速比。
在从第五挡G5变换到第六挡G6中时范围挡组PG1的牵引力不中断的转换也可以在EDA模式下执行。在此,第六切换元件S6总是处于其第一切换位置I中。在EDA模式中的内燃机驱动或混合动力的行驶的情况下的第五挡G5中,该第五挡在缓慢的范围挡组PG1中经由直接挡进行切换。第三切换元件S3处于其第二切换位置F中并且第五切换元件处于其第一切换位置L中。这同样在图4中在行G5(4)中看到。电机2由于之前的经历仍在第四挡G4中起作用,其中,第一切换元件S1处于其第二切换位置B中,并且第四切换元件S4处于其第一切换位置G中。现在为了牵引力不中断地切换到第六挡G6中,执行以下方法步骤:
当电机2上存在负载时,在此发生负载减小。在此,内燃机21接管负载。
随后,第四切换元件S4可以从切换位置G断开。
主动经由电机2的转速调节来同步第四切换元件S4的第二切换位置H。为此,行星级PG2的行星架ST2的转速必须降低,这通过降低电机2的转速来完成。行星级PG2的行星架ST2上的转速降低了范围挡组PG1的传动比的因子,这在图4的数字示例中相应于因子3.713。
随后,第四切换元件S4可以无负载地切换到第二切换位置H中。这相应于在图4的切换矩阵中的挡5(9)的行。作为过渡地,在该状态下预选第九挡G9,这是因为第一切换元件S1仍处于第二切换位置B中。现在可以无负载地断开该第一切换元件。第一切换元件S1的第一切换位置A现在主动经由电机2的转速调节被同步。为此,行星级PG2的行星架ST2的转速必须借助电机2升高到第六挡G6的目标转速水平。转速升高了配属于第一变速器输入轴的两个挡的挡传动比的比值。这在此是第一挡和第四挡G1、G4,这意味着的是,转速升高了因子1.3/0.592=2.2(参见图2,第一和第二齿轮平面R1,R2)。
因此,第一切换元件S1可以无负载地被引到切换位置A中,其中,同时预选跟随挡,即第六挡G6。
然后,调整内燃机21和电机2的转矩,使得转矩与行星级PG2的标准传动比有关,因此使待挂出的第三切换元件S3变为无负载。然后,动力流仅通过行星级PG2的行星架ST2,通过目标挡,即第六挡G6、通过处于第一切换位置A中的第一切换元件S1和处于第二切换位置H的第四切换元件延伸,同时,内燃机21和电机2的转矩在这两个做功机械的极限的范围内如下这样地被调整,即,使牵引力尽量接近由行驶员或行驶策略功能所期望的额定值。
在第三切换元件S3无负载之后,断开第三切换元件S3的第二切换位置F。
可选地,现在在断开第三切换元件S3的切换位置F期间可以发生第五切换元件S5从第一切换位置L到其第二切换位置S的变换。这提供的优点是,仅主轴10和进而第一行星传动装置PG1的太阳轮SR1上的较小的惯性质量起作用。同步在此经由实施同步的切换元件S5本身发生。随后,可以闭合第五切换元件S5的第二切换位置S。第五切换元件S5在该情况下从第一切换位置L到第二切换位置S的变换如已经提到的那样是有利的,但并不是绝对必要的。该变换也可以在从第五挡G5切换到第六挡G6之外地稍后进行。于是,第五切换元件S5将暂且保持在第一切换位置L中。
之后立即断开第三切换元件S3的切换位置F,这意味着的是,必要时与上述的步骤同时地,控制或调节内燃机21和电机2的转矩,使得内燃机21的转速减低到目标转速。因此,第二切换元件S2的第一切换位置C被同步并且随后可以无负载地闭合。因此,第六挡G6被挂入并且针对切换元件S1~S6的切换过程结束。随后,可以根据运行策略进行从电机2到内燃机21的负载转移。
总之,为了在EDA模式中从第五挡G5到第六挡G6,必须转换第四切换元件S4和第一切换元件S1。在此,首先变换第四切换元件S4,然后才变换第一切换元件S1。由此,电机2首先降低转速并且可以利用高转矩来同步。需要更少的能量来对转子19的惯性质量进行转速改变。如果先转换第一切换元件S1,则电机2的转速将在此期间大大提升,并存在转速过大的风险,即电机2在高转速的情况下的较低的转矩。
针对第一和第四切换元件S1和S4,借助电机2来分别进行无负载的转速同步。在此,在行星级PG2的齿圈HR2上基于惯性质量支持动态的力矩,该动态的力矩必要时会对行驶舒适性产生负面影响,这是因为行星级PG2的齿圈HR2经由处于第一切换位置I中的第六切换元件S6与第二变速器输入轴5连接。因此,在转速同步之前也可以从EDA模式转换到ISG模式,并且与之相应地进行同步。在进行各自的转速同步之后又变换回到EDA模式。
在主变速器HG中还可以想到其他的挡配属。例如,第二齿轮平面R2和第四齿轮平面R4可以互换。因此,用于第三挡G3和第四挡G4的齿轮平面被互换。
附加地,可以添加用于内燃机21的分离离合器或起动离合器。
此外,可以添加一个或多个机械的倒挡。这要么可以作为附加的直齿轮平面利用一个附加的切换元件实现,要么可以作为行星换向组利用两个一个用于前进和一个用于倒退的附加的切换元件实现。此外,可以使用所谓的GPR范围挡组,在其中,倒挡被整合在范围挡组中。
图5示出了根据本发明的10挡变速器的第二实施变型方案。变速器1仅在第二行星齿轮传动装置PG2的实施方案中有所不同。第二行星传动装置PG2同样作为行星级布置在电机2与第一变速器输入轴4之间。电机2具有定子18,该定子抗相对转动地与变速器1的相对壳体固定的构件17或变速器壳体连接或与变速器1的其他的抗相对转动的结构元件连接,从而使定子18能够假定为没有转速。电机2的以能转动的方式受支承的转子19与行星级的构造为第二行星传动装置PG2的太阳轮SR2的行星齿轮组轴抗相对转动地连接。第二行星传动装置PG2的行星架ST2抗相对转动地与第一变速器输入轴4连接。第二行星传动装置PG2的齿圈HR2抗相对转动地与壳体部分17连接。用于电机2的固定的预传动比具有的优点是,电机2可以廉价地以较少的转矩但是转速却很高地设计。由于电机2利用行星级布置在第一变速器输入轴4上,所以使得电机2还配属于第一分变速器。变速器1的另外的结构相应于图1的第一实施变型方案。
通过行星级PG2实现的预传动比也可以完全取消。于是,电机2以较小的转速和较大的转矩设计。在主变速器HG中还可以想到其他的挡配属。例如,第二齿轮平面R2和第四齿轮平面R4可以互换。因此,用于第三挡G3和第四挡G4的齿轮平面被互换。
附加地,可以添加用于内燃机21的分离离合器或起动离合器。于是,第二和第三切换元件S2、S3可以实施为同步的切换元件,并且对第二分变速器的挡,即,配属于第二变速器输入轴5的那些挡的同步利用断开离合器来实现。
此外,在此也可以添加一个或多个机械的倒挡。这要么可以作为附加的直齿轮平面利用一个附加的切换元件实现,要么可以作为行星换向组利用两个一个用于前进和一个用于倒退的附加的切换元件实现。此外,可以使用所谓的GPR范围挡组,在其中,倒挡被整合在范围挡组中。
在图2中示例地罗列的用于各自的齿轮平面PG1、PG2,R1~R5的各个传动比i的数值也可以用于该实施变型方案。然而,在此同样也可以使用其他的数值。
图6示出了从内燃机21的角度来看的图5的变速器1针对十个挡G1~G10的所属的切换矩阵。该切换矩阵基本上相应于图3的在ISG模式下的切换矩阵,其中,取消了第六切换元件S6。这是因为行星级PG2的齿圈HR2持续地抗相对转动地与壳体部分连接。如同样在图1中的第一变型方案中那样地执行范围挡组PG1的牵引力不中断地切换以及用于在直接挡,即第十挡G10中降低中间轴转速的方法。
图7示出了根据本发明的10挡变速器的第三实施变型方案。变速器1相对两个迄今所罗列的实施变型方案仅在第二行星齿轮传动装置PG2的实施方案中有所不同。第二行星传动装置PG2同样作为行星级布置在电机2与第一变速器输入轴4之间。电机2具有定子18,该定子抗相对转动地与相对壳体固定的构件17或变速器1的变速器壳体连接或与变速器1的其他的抗相对转动的结构元件连接,从而使定子18能够假定为没有转速。电机2的以能转动的方式受支承的转子19与行星级的构造为第二行星传动装置PG2的太阳轮SR2的行星齿轮组轴抗相对转动地连接。第二行星传动装置PG2的齿圈HR2抗相对转动地与第一变速器输入轴4连接。第二行星传动装置PG2的行星架ST2抗相对转动地与壳体部分17连接。附加地,给第二行星传动装置PG2配属了第七切换元件S7,该第七切换元件可以使电机2和行星级的构造为第二行星传动装置PG2的太阳轮SR2的行星齿轮组轴与第二变速器输入轴5连接。该第七切换元件S7仅单侧地起作用,并且可以在闭合的切换位置R中将第二变速器输入轴5和第二行星传动装置的太阳轮SR2连接起来,或者其可以被断开,并且不建立两个构件之间的连接。用于电机2的固定的预传动比具有的优点是,电机2可以廉价地以较少的转矩但是转速却很高地设计。在当前情况下,电机2在前进挡中向回转动,这在电机2的情况下是毫无问题地能够实现的。经由行星级PG2,借助处于其切换位置R中的第七切换元件S7为内燃机21提供机械的倒挡。配属于第一分变速器的挡,即具有第一和第二齿轮平面R1和R2的第一变速器输入轴4的挡于是用作具有通过行星级PG2实现的附加的减速的倒挡。由于电机2利用行星级布置在第一变速器输入轴4上,所以使得电机2还配属于第一分变速器。变速器1的另外的结构相应于图1的第一实施变型方案。
在图2中示例性地罗列的用于各自的齿轮平面PG1、PG2、R1~R5的各个传动比i的数值也可以用于该实施变型方案。然而,同样也可以使用其他的数值。
图8示出了从内燃机21的角度来看的图7的变速器1针对十个挡G1~G10以及四个倒挡GR1~GR4的所属的切换矩阵。该切换矩阵基本上相应于图3的切换矩阵,其中,取消了第六切换元件S6,并且为此,第七切换元件S7以切换位置R记录。如同样在图1中的第一变型方案中那样地执行范围挡组PG1的牵引力不中断地转换以及用于在直接挡中,即第十挡G10中同步中间轴转速的方法。
在第一倒挡RG1中功率流,如在图8中绘制的那样经由第二变速器输入轴5、处于其切换位置R中的第七切换元件S7、第二行星传动装置PG2、第一变速器输入轴4、处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1、第一轮平面R1、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4、主轴10和切换在缓慢的范围中的范围挡组PG1传导到输出轴3上。在第二倒挡RG2中功率流经由第二变速器输入轴5、处于其切换位置R中的第七切换元件S7、第二行星传动装置PG2、第一变速器输入轴4、处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1、第二齿轮平面R2、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第一切换位置G中的第四切换元件S4、主轴10和切换在缓慢范围中的范围挡组PG1传导到输出轴3上。在第三倒挡RG3中功率流经由第二变速器输入轴5、处于其切换位置R中的第七切换元件S7、第二行星传动装置PG2、第一变速器输入轴4、处于其第一切换位置A中的第一切换元件S1、第一齿轮平面R1、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4和切换在快速的范围中的范围挡组PG1传导到输出轴3上。在第四倒挡RG4中功率流经由第二变速器输入轴5、处于其切换位置R中的第七切换元件S7、第二行星传动装置PG2、第一变速器输入轴4、处于其第二切换位置B中的第一切换元件S1、第二齿轮平面R2、中间轴VW、从动恒定级R5、处于其第二切换位置H中的第四切换元件S4和切换在快速范围中的范围挡组PG1传导到输出轴3上。
为了尤其是在直接挡中降低电机2的转速,执行以下方法:
在内燃机驱动的行驶中起初是第二分变速器的配属于第二变速器输入轴5的挡。这例如可以是直接挡,即第十挡G10,在其中,第三切换元件S3处于其第二切换位置F中。
通过如下方式降低电机2的转速,即,断开第一切换元件S1并且将第七切换元件S7引到其切换位置R中。第七切换元件S7或由其切换成的挡通过电机2的转速调节而同步。电机2然后与内燃机21相同快速地转动,并且行星级PG2的预传动比不起作用。这提供的优点是,在电机2上形成较低的零负载损耗。电机2直接与内燃机21连接,从而在内燃机21上的负载点升高的情况下,内燃机21朝电机2的附加的转矩不经由啮合部传导。这引起了良好的机械效率。在图8中的切换矩阵中,这被罗列在行G10(R)中。此外,在该示例中,通过闭合第二切换位置D中的第二切换元件S2(具有直齿轮传动比-1的第三齿轮平面R3)来降低中间轴转速。在数字示例中,于是,内燃机21、电机2和中间轴VW都相同快速地转动。在长途载重车辆中,降低直接挡是特别有意义的,这是因为直接挡具有高的行驶占比。
变速器1可以是混合动力车辆的动力总成20的组成部分。这在图9中示出。根据本发明的动力总成20除了根据本发明的变速器1之外还具有内燃机21作为第二驱动装置,以及与混合动力车辆的车轮22连接的车桥传动装置23,其中,主变速器HG的第二变速器输入轴5持久地与或能与内燃机21连接,并且变速器1的输出轴3与车桥传动装置23驱动作用地连接。用于内燃机21的分离离合器可以安装在内燃机21与变速器1之间,然而,对于纯粹电动的行驶来说并不是必需的,这是因为第二变速器输入轴5如所描述的那样可以通过断开切换元件来脱离。
附图标记列表
1 变速器
2 电机
3 输出轴
4 第一变速器输入轴
5 第二变速器输入轴
6 主变速器的第一空套齿轮
7 主变速器的第二空套齿轮
8 主变速器的第三空套齿轮
9 主变速器的第四空套齿轮
10 主轴
11 主变速器的第五空套齿轮
12 中间轴的第一固定齿轮
13 中间轴的第二固定齿轮
14 中间轴的第三固定齿轮
15 中间轴的第四固定齿轮
16 中间轴的第五固定齿轮
17 相对壳体固定的构件
18 电机的定子
19 电机的转子
20 动力总成
21 内燃机
22 车轮
23 车桥传动装置
HG 主变速器
PG1 第一行星传动装置,范围挡组
PG2 第二行星传动装置,行星级
EM 电机
HR1、HR2 齿圈
ST1、ST2 行星架
SR1、SR2 太阳轮
PR1、PR2 行星齿轮
S1 第一切换元件
S2 第二切换元件
S3 第三切换元件
S4 第四切换元件
S5 第五切换元件
S6 第六切换元件
S7 第七切换元件
A 第一切换元件S1的第一切换位置
B 第一切换元件S1的第二切换位置
C 第二切换元件S2的第一切换位置,分变速器联接
D 第二切换元件S2的第二切换位置
E 第三切换元件S3的第一切换位置
F 第三切换元件S3的第二切换位置,直接挡
G 第四切换元件S4的第一切换位置
H 第四切换元件S4的第二切换位置,范围挡组的牵
引力支持
I 第五切换元件S5的第一切换位置,EDA模式
J 第五切换元件S5的第二切换位置,ISG模式
L 第六切换元件S6的第一切换位置,缓慢的范围
S 第二切换元件S6的第二切换位置,快速的范围
R1 第一齿轮平面
R2 第二齿轮平面
R3 第三齿轮平面
R4 第四齿轮平面
R5 第五齿轮平面,从动恒定级
G1 第一挡
G2 第二挡
G3 第三挡
G4 第四挡
G5 第五挡
G6 第六挡
G7 第七挡
G8 第八挡
G9 第九挡
G10 第十挡
GR1 第一倒挡
GR2 第二倒挡
GR3 第三倒挡
GR4 第四倒挡
i 传动比
phi 挡间传动比比值

Claims (11)

1.一种用于机动车辆的变速器(1),所述变速器具有:
主变速器(HG),所述主变速器包括两个并联的分变速器;
输出轴(3);以及
第一行星传动装置(PG1)和第二行星传动装置(PG2),所述第一行星传动装置和第二行星传动装置具有如下元件:行星架(ST1、ST2)、太阳轮(SR1、SR2)和齿圈(HR1、HR2),
其中,每个分变速器具有变速器输入轴(4、5),其中,第一变速器输入轴(4)实施为空心轴,而第二变速器输入轴(5)实施为实心轴,
其中,第一行星传动装置(PG1)作为范围挡组连到所述主变速器(HG)上,
其中,所述主变速器(HG)包括第一齿轮平面(R1)、第二齿轮平面(R2)、第三齿轮平面(R3)、第四齿轮平面(R4)和第五齿轮平面(R5),以及第一切换元件(S1)、第二切换元件(S2)、第三切换元件(S3)和第四切换元件(S4),以及至少一个中间轴(VW),
其中,第二行星传动装置(PG2)作为行星级设置在电机(2)与所述第一变速器输入轴(4)之间,
其中,所述第一切换元件(S1)在第一切换位置(A)中将所述第一齿轮平面(R1)且在第二切换位置(B)中将所述第二齿轮平面(R2)连接到所述第一变速器输入轴(4),
其中,所述第二切换元件(S2)在第一切换位置(C)中将所述第一变速器输入轴(4)且在第二切换位置(D)中将所述第三齿轮平面(R3)连接到所述第二变速器输入轴(5),由此所述第二切换元件(S2)在所述第一切换位置(C)中用于联接所述分变速器,并且
其中,所述第四切换元件(S4)在第二切换位置(H)中将所述第五齿轮平面(R5)和所述范围挡组的行星架(ST1)连接,并且因此所述范围挡组能够在负载下被切换。
2.根据权利要求1所述的变速器(1),其特征在于,所述第四切换元件(S4)在第一切换位置(G)中使所述主变速器(HG)的第五齿轮平面(R5)与主轴(10)连接。
3.根据权利要求1所述的变速器(1),其特征在于,所述变速器(1)包括第五切换元件(S5),所述第五切换元件使所述范围挡组的齿圈(HR1)要么与输出轴(3)联接,要么相对壳体固定地锁定。
4.根据权利要求1、2或3所述的变速器(1),其特征在于,所述变速器(1)包括第六切换元件(S6),所述第六切换元件在第一切换位置(I)中使第二变速器输入轴(5)与所述行星级的齿圈(HR2)联接,而在第二切换位置(J)中,使所述行星级的齿圈(HR2)相对壳体固定地锁定。
5.根据权利要求1、2或3所述的变速器(1),其特征在于,所述行星级的齿圈(HR2)直接与壳体部分(17)连接。
6.根据权利要求1、2或3所述的变速器(1),其特征在于,所述变速器(1)包括第六切换元件(S6),所述第六切换元件在操作时使第二变速器输入轴(5)连接到所述电机(2)和所述行星级的太阳轮(SR2)。
7.根据权利要求1所述的变速器(1),其特征在于,在中间轴(VW)上的所有齿轮均实施为固定齿轮(12、13、14、15、16)。
8.根据权利要求1、2或3所述的变速器(1),其特征在于,所有齿轮平面(R1~R5)均构造为前进挡齿轮平面,而倒挡经由所述电机(2)的转动方向变向来产生。
9.根据权利要求1、2或3所述的变速器(1),其特征在于,在主变速器中的所有切换元件(S1、S2、S3、S4)均实施为不同步的牙嵌式切换元件。
10.根据权利要求1、2或3所述的变速器(1),其特征在于,所有的切换元件(S1、S2、S3、S4、S5、S6)均实施为双重作用的切换元件。
11.一种混合动力车辆的动力总成(20),其中,所述动力总成(20)具有内燃机(21)、相应于权利要求1至10中的任一项所述的变速器(1)以及与所述混合动力车辆的车轮(22)连接的车桥传动装置(23),
其中,所述变速器(1)的第二变速器输入轴(5)持久地与或能与所述内燃机(21)连接,并且所述变速器(1)的输出轴(3)与或能与车桥传动装置(23)驱动作用地连接。
CN201680066817.6A 2015-11-03 2016-10-14 用于机动车辆的变速器和具有该变速器的动力总成 Active CN108290488B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15192738.1A EP3165389B1 (de) 2015-11-03 2015-11-03 Getriebe für ein kraftfahrzeug und antriebsstrang damit
EP15192738.1 2015-11-03
PCT/EP2016/074680 WO2017076605A1 (de) 2015-11-03 2016-10-14 Getriebe für ein kraftfahrzeug und antriebsstrang damit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108290488A CN108290488A (zh) 2018-07-17
CN108290488B true CN108290488B (zh) 2021-08-27

Family

ID=54366071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680066817.6A Active CN108290488B (zh) 2015-11-03 2016-10-14 用于机动车辆的变速器和具有该变速器的动力总成

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10493838B2 (zh)
EP (1) EP3165389B1 (zh)
CN (1) CN108290488B (zh)
WO (1) WO2017076605A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015221493A1 (de) * 2015-11-03 2017-05-04 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum zugkraftunterbrechungsfreien Umschalten einer Bereichsgruppe
DE102017212859A1 (de) 2017-07-26 2019-01-31 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Kompensation eines Abstützmoments am Verbrennungsmotor
DE102017007763B4 (de) * 2017-08-16 2020-03-19 Daimler Ag Gruppengetriebevorrichtung
JP7372088B2 (ja) * 2019-09-10 2023-10-31 株式会社Subaru ハイブリッド車両システム
DE102019214689A1 (de) * 2019-09-25 2021-03-25 Zf Friedrichshafen Ag Hybridgetriebe für ein Kraftfahrzeug

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008000953A1 (de) * 2008-04-03 2009-10-08 Zf Friedrichshafen Ag Parallelhybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug
CN103732945A (zh) * 2011-07-29 2014-04-16 Zf腓德烈斯哈芬股份公司 机动车的自动化分组变速器及其运行方法
WO2014202280A1 (de) * 2013-06-17 2014-12-24 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantriebsanordnung
CN204573064U (zh) * 2014-03-21 2015-08-19 Zf腓德烈斯哈芬股份公司 动力换挡变速器

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4323132B2 (ja) * 2002-03-15 2009-09-02 株式会社日立製作所 自動車の制御方法,自動車の制御装置,変速機,変速機の制御装置および車両システム
DE102005043703A1 (de) 2005-09-14 2007-03-15 Daimlerchrysler Ag Nutzfahrzeug mit einem Schaltklauengetriebe und einem Elektromotor
DE102009046620A1 (de) 2009-11-11 2011-05-19 Zf Friedrichshafen Ag Schaltvorrichtung und Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Gruppengetriebes
DE102009054752A1 (de) 2009-12-16 2011-06-22 ZF Friedrichshafen AG, 88046 Antriebsstrang mit einem automatisierten Gruppengetriebe
BR112012031741A2 (pt) 2010-06-15 2016-11-01 Honda Motor Co Ltd sistema de acionamento de veículos híbridos
DE102010030571B4 (de) 2010-06-28 2024-04-18 Zf Friedrichshafen Ag Automatisiertes Schaltgetriebe
DE102010030573A1 (de) 2010-06-28 2011-12-29 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantrieb mit einem automatisierten Schaltgetriebe
DE102010030575A1 (de) 2010-06-28 2011-12-29 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsstrang mit einem automatisierten Gruppengetriebe
DE102010061827A1 (de) 2010-11-24 2012-05-24 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsstrang und Verfahren zum Betreiben desselben
DE102010063582A1 (de) 2010-12-20 2012-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung für einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs, Antriebsstrang und Verfahren zum Betreiben derselben
DE102011005531B4 (de) 2011-03-15 2023-12-14 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges
DE102013105785B4 (de) 2012-06-18 2022-09-15 Hyundai Motor Company Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug
DE102012213711A1 (de) * 2012-08-02 2014-02-06 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102012217503A1 (de) 2012-09-27 2014-03-27 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102012218367A1 (de) * 2012-10-09 2014-04-24 Zf Friedrichshafen Ag Gruppengetriebevorrichtung mit einer elektrischen Maschine
DE102012220063A1 (de) 2012-11-05 2014-05-08 Zf Friedrichshafen Ag Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise
DE102012220829A1 (de) 2012-11-15 2014-05-15 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug
DE102012221889A1 (de) 2012-11-29 2014-06-05 Zf Friedrichshafen Ag Zugkraftunterstütztes Mehrgruppengetriebe
DE102013200158A1 (de) 2013-01-09 2014-07-10 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug
DE102013202045A1 (de) * 2013-02-07 2014-08-07 Zf Friedrichshafen Ag Gruppengetriebe eines Kraftfahrzeugs
DE102013211969A1 (de) 2013-06-25 2015-01-08 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantriebgetriebe in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang und Verfahren zur Steuerung
DE102013222510B4 (de) 2013-11-06 2020-07-09 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines Getriebes
KR101588775B1 (ko) 2013-12-31 2016-01-26 현대자동차 주식회사 차량용 변속장치
DE102014202381A1 (de) 2014-02-11 2015-08-13 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben einer Getriebeeinrichtung
SE539032C2 (sv) 2014-03-20 2017-03-21 Scania Cv Ab Förfarande för att styra en hybriddrivlina, fordon med en sådan hybriddrivlina, datorprogram för att styra en sådan hybriddrivlina, samt en datorprogramprodukt innefattande programkod
US9989123B2 (en) 2014-03-21 2018-06-05 Eaton Cummins Automated Transmission Technologies Llc Heavy duty transmission architecture
SE539294C2 (sv) * 2014-09-29 2017-06-20 Scania Cv Ab Förfarande för att styra en hybriddrivlina, fordon som innefattar en sådan hybriddrivlina, datorprogram för att styra ensådan hybriddrivlina, samt en datorprogramprodukt innefatta nde programkod

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008000953A1 (de) * 2008-04-03 2009-10-08 Zf Friedrichshafen Ag Parallelhybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug
CN103732945A (zh) * 2011-07-29 2014-04-16 Zf腓德烈斯哈芬股份公司 机动车的自动化分组变速器及其运行方法
WO2014202280A1 (de) * 2013-06-17 2014-12-24 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantriebsanordnung
CN204573064U (zh) * 2014-03-21 2015-08-19 Zf腓德烈斯哈芬股份公司 动力换挡变速器

Also Published As

Publication number Publication date
CN108290488A (zh) 2018-07-17
US20180319265A1 (en) 2018-11-08
WO2017076605A1 (de) 2017-05-11
EP3165389B1 (de) 2018-12-26
US10493838B2 (en) 2019-12-03
EP3165389A1 (de) 2017-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108349366B (zh) 用于在直接挡中同步中间轴转速的方法
CN110290961B (zh) 用于混合动力总成的变速器、用于运行混合动力总成的方法及混合动力总成
CN108290488B (zh) 用于机动车辆的变速器和具有该变速器的动力总成
JP5212672B2 (ja) レンジトランスミッション装置
US8262538B2 (en) Transmission device and method for operating a transmission device
US8961345B2 (en) Range-change transmission with an electric engine
CN108349370B (zh) 用于混合动力车辆的变速器,带有这种变速器的传动系和用于运行该传动系的方法
KR101114390B1 (ko) 하이브리드 전기 자동차용 듀얼 클러치 변속기
CN108349365B (zh) 用于混合动力车辆的驱动系统和具有这种驱动系统的动力总成
US20080227592A1 (en) Method for Starting an Internal Combustion Engine in a Parallel Hybrid Drive Train
US20160176280A1 (en) Hybrid Drive of a Motor Vehicle and Method for Controlling Same
JP2010513107A (ja) 自動車のハイブリッド式パワートレイン
US10000115B2 (en) Method of operating a transmission
US10940749B2 (en) Gearbox of a motor vehicle and method for operating a motor vehicle
US20150298536A1 (en) Drive device for a change-speed transmission
US10724611B2 (en) Motor vehicle transmission
US10538235B2 (en) Method for changing a range group without interrupting the tractive force
CN109094351A (zh) 混合动力系统及混合动力车辆
CN113518726A (zh) 机动车辆动力传动系的混合动力变速器组件及操作混合动力传动系的方法
US20190078664A1 (en) Motor Vehicle Transmission
CN113518725A (zh) 机动车辆动力传动系的变速器组件及运行变速器组件的方法
CN113453929A (zh) 机动车辆的混合动力传动系及操作混合动力传动系的方法
CN113544000A (zh) 机动车辆的动力传动系以及操作动力传动系的方法
CN113518727A (zh) 混合动力变速器组件、机动车辆动力传动系和机动车辆
CN113490610A (zh) 变速器组件、机动车辆动力传动系及对其操作的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant