CN114060424A - 离合器装置与混合动力模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离合器装置与混合动力模块。所述离合器装置包括：第一输入端和第二输入端；第一输出端和第二输出端；安置在第一输入端和第一输出端之间的第一离合器；安置在第一输入端和第二输出端之间的第二离合器；和安置在第一输入端和第二输入端之间的第三离合器；其中，两个输入端和两个输出端可以绕着共同的旋转轴线转动，其中，第三离合器在径向上布置在第一离合器的径向内侧，第二离合器的外径尺寸小于第一离合器的外径尺寸。所述混合动力模块包括上述离合器装置和与离合器装置的第一输入端连接的电机。

Description

离合器装置与混合动力模块

技术领域

本发明涉及一种离合器装置、特别涉及一种用于混合动力车辆的离合器装置。本发明还涉及包括该离合器装置的混合动力模块。

背景技术

混合动力车辆包括内燃机和电机两种驱动设备。在用于混合动力车辆的混合动力模块中，可以借助分离离合器将内燃机和电机可选择地连接或断开，由此二者可以通过任意的组合方式向车辆的从动设备、例如驱动轮输出动力。此外，在一种混合动力模块的实施方式中，混合动力模块还包括将混合动力驱动总成与车辆变速器连接或分离的双离合器。在此，双离合器的两个子离合器例如分别布置在电机和变速器的两个变速器输入轴之间。在这种情况下，整个离合器装置共包括三个离合器，即分离离合器和双离合器的两个子离合器。

例如在德国专利申请文献DE 102018100412 A1中公开了一种混合动力模块，其中包括带有转子和定子的电机以及具有三个离合器的离合器装置。三个离合器分别借助中央分离器操作。混合动力模块还包括支承电机的转子的转子支架，转子支架同时构成双离合器的两个子离合器的外侧离合器片支架。

又例如，在PCT专利申请文献WO 2019166056 A1中公开了一种混合动力模块，其中包括电机以及离合器装置，离合器装置包括分离离合器和双离合器的两个子离合器。两个子离合器的操作装置分别包括两个液压致动缸，两个致动缸相互嵌套地布置。两个操作装置均布置在两个子离合器之一的径向内侧。在该混合动力模块也包括支承电机的转子的转子支架，转子支架同时构成双离合器的两个子离合器的外侧离合器片支架。

然而在上述方案中，双离合器的两个子离合器具有相同的径向尺寸或者说径向高度并且各自的外侧离合器片支架均由转子支架构成。在这种情况下，一方面转子支架的轴向尺寸较大，容易与壳体、例如变速器壳体产生干涉，另一方面，双离合器中的一个子离合器的致动构件需要穿过另一个子离合器的离合器片，从而对另一个子离合器的结构和功能产生不利影响。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，克服如上所述的缺陷，提供一种适用于混合动力车辆的混合动力模块的离合器装置。

上述技术问题可以通过一种离合器装置解决，该离合器装置包括：第一输入端和第二输入端；第一输出端和第二输出端；安置在第一输入端和第一输出端之间的第一离合器；安置在第一输入端和第二输出端之间的第二离合器；和安置在第一输入端和第二输入端之间的第三离合器；其中，两个输入端和两个输出端可以绕着共同的旋转轴线转动。

在这种情况下，离合器装置构造为具有三个离合器的离合器组。离合器装置的第一输入端可以直接地或间接地与混合动力模块的电机的输出端抗旋转地连接。离合器装置的第二输入端可以直接地或间接地与混合动力车辆的内燃机的输出端抗旋转地连接。离合器装置的第一输出端和第二输出端可以直接地或者间接地与变速器、尤其双变速器的两个变速器输入轴、即第一变速器输入轴和第二变速器输入轴抗旋转地连接。离合器装置中的第三离合器在此构造为混合动力模块中的分离离合器，其用于可选择地连接或断开内燃机和电机，从而可以选择性地组合电机和内燃机的输出扭矩。必要时，也可通过接合第三离合器实现另外的运行模式，例如通过内燃机为与电机连接的电池充电或者通过电机起动内燃机等。离合器装置中的第一离合器和第二离合器分别构造为混合动力模块的双离合器的两个子离合器，其中两个子离合器分别用于在第一输入端与第一输出端之间以及在第一输入端与第二输出端之间实现接合和断开，从而可以将电机的输出扭矩、内燃机的输出扭矩或者二者的结合选择性地传递至变速器的第一输入轴或第二输入轴。第一离合器和第二离合器优选设计为多片式离合器。第三离合器优选设计为多片式离合器。

根据本发明，第三离合器在径向上布置在第一离合器的径向内侧，第二离合器的外径尺寸小于第一离合器的外径尺寸。换言之，分离离合器、即第三离合器布置在双离合器的其中一个子离合器、即第一离合器的径向内侧并且与所述其中一个子离合器、即第一离合器在轴向上完全重合或者部分地重合；同时，其中另一个子离合器、即第二离合器的外径尺寸小于上述其中一个子离合器、即第一离合器的外径尺寸。在这种情况下，第二离合器的外侧离合器片支架设置在第一离合器的外侧离合器片支架的径向内侧。具体地，第二离合器的外侧离合器片支架的外径小于第一离合器的外侧离合器片支架的外径。在这种情况下，第二离合器与第三离合器在轴向上相互偏离地布置。优选地，第二离合器布置在第三离合器的朝向变速器的一侧。在此，可选地，第二离合器与第一离合器在轴向上相互偏离地布置。

在说明书的范围内，用于混合动力模块的电机例如是内转子式电机。第一离合器的外侧离合器片支架在此还可以用作转子支架或用于支承和/或连接转子支架。也就是说，第一离合器的外侧离合器片支架可以直接或间接地支承电机的转子。优选地，在第一离合器的外侧离合器片支架的外周面设置有用于与转子的扭矩输出件抗旋转地连接的结构。备选地，第一离合器的外侧离合器片支架和用于与转子的扭矩输出件抗旋转地连接的部件相互抗旋转连接。

通过根据本发明的设计方案，转子支架或者第一离合器的外侧离合器片支架和转子支架能够以较小的轴向尺寸实施，有利地避免了第一离合器的外侧离合器片支架和/或转子支架与容纳壳、例如变速器壳体或与其他部件的干涉。

在一种优选的实施方式中，第二离合器的外径尺寸小于第三离合器的外径尺寸。在这种情况下，第二离合器的外侧离合器片支架设置在第三离合器的外侧离合器片支架的径向内侧。具体地，第二离合器的外侧离合器片支架的外径小于第三离合器的外侧离合器片支架的外径。由此可以尽可能地节省第二离合器的径向外侧的空间，使得离合器装置在第二离合器区域处的径向尺寸可以尽可能小地实施，有利于离合器装置整体地在容纳壳中的安装。

在一种优选的实施方式中，第一输出端构造为第一输出盘毂，第二输出端构造为第二输出盘毂。两个输出盘毂分别具有与相应离合器片支架连接的环盘形区段和与环盘形区段的径向内缘连接的套筒区段，其中，套筒区段的内周表面可以设置用于与相应的变速器输入轴抗旋转连接的结构、例如花键齿。

在此，优选地，第一输出盘毂的套筒区段至少部分地布置在第二输出盘毂的套筒区段的径向内侧。在这种情况下，用于与第二输出盘毂连接第二变速器输入轴例如构造为空心轴，用于与第一输出盘毂连接的第一变速器输入轴可以在第二变速器输入轴中延伸。

在此，在一种有利的实施方式中，第二离合器的外侧离合器片支架与第二输出盘毂连接，第二离合器的内侧离合器片支架与第一离合器的外侧离合器片支架连接。在内燃机和/或电机的扭矩传递至驱动轮的传输路径中，第二离合器的内侧离合器片支架用作扭矩输入端，第二离合器的外侧离合器片支架用作扭矩输出端。

在此，在另一种有利的实施方式中，第二离合器的内侧离合器片支架与第二输出盘毂连接，第二离合器的外侧离合器片支架与第一离合器的外侧离合器片支架连接。在内燃机和/或电机的扭矩传递至驱动轮的传输路径中，第二离合器的外侧离合器片支架用作扭矩输入端，第二离合器的内侧离合器片支架用作扭矩输出端。

在一种优选的实施方式中，离合器装置还包括配属于第一离合器的第一液压操作装置以及配属于第二离合器的第二液压操作装置，其中，第一液压操作装置和第二液压操作装置的液压腔室布置在第二离合器的轴向一侧。在此，优选地，第一液压操作装置和第二液压操作装置的液压腔室布置在第二离合器的朝向变速器的轴向侧。在这种情况下，用于第一离合器的操作构件、尤其第一液压操作装置的致动缸或者该致动缸的扩展区段可以延伸在第二离合器的径向外侧，从而操作构件与第二离合器不会相互干涉，因此无需如现有技术一般在第二离合器的构件中设置供操作构件穿过的孔。与此同时，连通到第一液压操作装置和第二液压操作装置的液压腔室中的液压介质通路也可以简便地设计。

在一种优选的实施方式中，离合器装置还包括套筒，该套筒与第一离合器的外侧离合器片支架通过连接壳连接。优选地，套筒可以布置在第二离合器的径向内侧。优选地，套筒可以环绕第二输出盘毂的套筒区段。优选地，套筒在此可以支承和/或形成配属于第一离合器的第一液压操作装置和配属于第二离合器的第二液压操作装置。在一种有利的实施方式中，套筒、连接壳和第一离合器的外侧离合器片支架还可以共同形成容纳三个离合器的离合器装置壳体，从而方便离合器装置的整体的运输与装配。在此，连接壳优选构造为阶梯状套筒式构件，从而可以尽可能减小离合器装置在该区域的径向尺寸。

在一种优选的实施方式中，第一离合器、第二离合器和第三离合器设计为湿式运行的离合器、尤其湿式运行的多片式离合器。在这种情况下，在容纳这三个离合器的离合器装置壳体中填充油液。

上述技术问题还通过一种混合动力模块解决，该混合动力模块用于混合动力车辆。根据本发明的设计，该混合动力模块包括具有上述特征的离合器装置和与该离合器装置的第一输入端连接的电机。

附图说明

下面结合附图来示意性地阐述本发明的一种优选实施方式。附图为：

图1是根据一种优选实施方式的离合器装置的示意性的半剖视图。

具体实施方式

图1示出了根据一种优选实施方式的离合器装置的示意性的半剖视图。该离合器装置用于混合动力车辆的混合动力模块。如图1所示，离合器装置包括分别围绕旋转轴线布置的两个输入端、即第一输入端和第二输入端；两个输出端、即第一输出端和第二输出端；以及均构造为湿式运行的多片式离合器的三个离合器、即第一离合器3、第二离合器4和第三离合器2。

在此，离合器装置的第一输入端12用于与混合动力模块的未示出的电机连接。电机包括转子和定子。电机是内转子式电机，其中，转子位于定子的径向内侧。离合器装置位于电机的转子的径向内侧。在此，第一输入端构造为转子支架12。在这种情况下，在转子支架12与转子的扭矩输出件、例如转子轴抗旋转地连接。在此，离合器装置的第二输入端用于与内燃机连接。在本实施方式中，第二输入端构造为输入盘毂8，其用于与内燃机的扭矩输出件、尤其扭矩输出轴抗旋转地连接。在此，输入盘毂8通过轴承9支承在离合器盖1上。

离合器装置的第一输出端6和第二输出端7分别用于与双变速器(未示出)的两个变速器输入轴连接。具体地，第一输出端构造为第一输出盘毂6，第二输出端构造为第二输出盘毂7。两个输出盘毂6、7分别具有环盘形区段和与环盘形区段的径向内缘连接的套筒区段，其中，套筒区段的内周面可设置用于与相应的变速器输入轴抗旋转连接的结构、例如花键齿。通常设置双变速器借助另外的挡位齿轮对将每个输入轴与共同的输出轴连接。在混合动力车辆运行时，变速器输出轴上的扭矩最终可以作用在车辆的驱动轮上。

如图1所示，第三离合器2作为分离离合器设置在第一输入端12和第二输入端8之间。在本实施方式中，第三离合器2的内侧离合器片支架与作为第二输入端的输入盘毂8抗旋转地连接。第三离合器2的外侧离合器片支架与作为第一输入端的转子支架12抗旋转地连接。第三离合器2由此可以选择性地连接或断开内燃机和电机，从而可以选择性地组合电机和内燃机的驱动扭矩。

第一离合器3和第二离合器4在此分别用作对应于双变速器的双离合器的两个子离合器。在此，第一离合器3连接在第一输入端12和第一输出端6之间。具体地，第一离合器3的外侧离合器片支架在此直接由转子支架12构成，第一离合器3的内侧离合器片支架在此与作为第一输出端的第一输出盘毂6抗旋转地连接。具体地，第二离合器4位于第一输入端12和第二输出端7之间。第二离合器4的内侧离合器片支架15在此通过呈环形的盘件13与转子支架12抗旋转地连接，第二离合器4的外侧离合器片支架14在此与作为第二输出端的第二输出盘毂7抗旋转地连接。由此，可以将电机的输出扭矩、内燃机的输出扭矩或者二者的结合选择性地传递至双变速器的第一变速器输入轴或第二变速输入轴。

如图1所示，第三离合器2在径向上布置在第一离合器3的径向内侧，并且第三离合器2与第一离合器3在轴向上部分地重合。在此，第二离合器4具有较小的径向尺寸。在本实施方式中，第二离合器4的外径尺寸小于第三离合器2的外径尺寸。在这种情况下，第二离合器4的外侧离合器片支架14的外径小于第三离合器2的外侧离合器片支架的外径。在此，第二离合器4与第三离合器2在轴向上相互偏离地布置，第二离合器4布置在第三离合器的朝向双变速器的一侧(即图1中右侧)。在此，第二离合器4与第一离合器3在轴向上相互偏离地布置。由此，转子支架12或者说第一离合器3的外侧离合器片支架12能够以较小的轴向尺寸实施，有利地避免了转子支架12与容纳壳、例如变速器壳体的干涉。

第一离合器3配有第一液压操作装置16，第二离合器4配有第二液压操作装置17，并且第三离合器2配有第三液压操作装置11。全部三个液压操作装置16、17、11液压式地工作并且可以通过各自的致动缸分别向三个离合器3、4、2施加轴向的操作力，由此使得离合器3、4、2的离合器片在轴向上相互挤压，以产生摩擦接合并且在离合器片之间传递扭矩。在此，第一液压操作装置16和第二液压操作装置17的液压腔室布置在第二离合器4的朝向变速器的轴向侧。在这种情况下，第一液压操作装置16的致动缸延伸在第二液压操作装置17的致动缸的径向外侧并且延伸在第二离合器4的外侧离合器片支架14的径向外侧，从而第一液压操作装置16的致动缸不会与第二离合器4相互干涉。第三液压操作装置11在此设置在第三离合器2的径向内侧。

转子支架12具有径向外侧的套筒区段、径向内侧的套筒区段和连接两个套筒区段的盘形区段。转子支架12的径向外侧的套筒区段如上所述地可以用于支承并且抗旋转连接电机的转子，同时径向外侧的套筒区段的还可用于支承第一离合器3的外侧离合器片。转子支架12的盘形区段除了支承作用还可以作为轴向侧的端盖用于封闭离合器装置。转子支架12在其径向内侧的套筒区段处借助轴承10支承在离合器盖1上。

如图1所示，离合器装置还包括套筒18。套筒18布置在第二离合器4的径向内侧。套筒18环绕第二输出盘毂7的套筒部段。套筒18在此还形成第一液压操作装置16和第二液压操作装置17。套筒18与转子支架12通过构造为阶梯状套筒的连接壳5相互连接。套筒18、连接壳5以及转子支架12由此可以共同形成容纳三个离合器3、4、2的离合器装置壳体，从而方便离合器装置的整体的运输与装配。同时，可以在该离合器装置壳体中填充油液，使得三个离合器可以湿式运行。

虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应该理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

附图标记列表

1 离合器盖

2 第三离合器

3 第一离合器

4 第二离合器

5 连接壳

6 第一输出盘毂

7 第二输出盘毂

8 输入盘毂

9 轴承

10 轴承

11 第三液压操作装置

12 第一离合器的外侧离合器片支架；转子支架

13 盘件

14 第二离合器的外侧离合器片支架

15 第二离合器的内侧离合器片支架

16 第一液压操作装置

17 第二液压操作装置

18 套筒

Claims (10)

1.离合器装置，包括：

-第一输入端(12)和第二输入端(8)；

-第一输出端(6)和第二输出端(7)；

-第一离合器(3)，其安置在所述第一输入端(12)和所述第一输出端(6)之间；

-第二离合器(4)，其安置在所述第一输入端(12)和所述第二输出端(7)之间；和

-第三离合器(2)，其安置在所述第一输入端(12)和所述第二输入端(8)之间；

-其中，所述两个输入端(8、12)和所述两个输出端(6、7)能够绕着共同的旋转轴线转动；

其特征在于，

-所述第三离合器(2)在径向上布置在所述第一离合器(3)的径向内侧；

-所述第二离合器(4)的外径尺寸小于所述第一离合器(3)的外径尺寸。

2.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，所述第二离合器(4)的外径尺寸小于所述第三离合器(2)的外径尺寸。

3.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，所述第一输出端构造为第一输出盘毂(6)，所述第二输出端构造为第二输出盘毂(7)。

4.根据权利要求3所述的离合器装置，其特征在于，所述第一输出盘毂(6)的套筒区段至少部分地布置在所述第二输出盘毂(7)的套筒区段的径向内侧。

5.根据权利要求3所述的离合器装置，其特征在于，所述第二离合器(4)的外侧离合器片支架(14)与所述第二输出盘毂(7)连接，所述第二离合器(4)的内侧离合器片支架(15)与所述第一离合器(3)的外侧离合器片支架(12)连接。

6.根据权利要求3所述的离合器装置，其特征在于，所述第二离合器(4)的内侧离合器片支架(15)与所述第二输出盘毂(7)连接，所述第二离合器(4)的外侧离合器片支架(14)与所述第一离合器(3)的外侧离合器片支架(12)连接。

7.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，所述离合器装置还包括配属于所述第一离合器(3)的第一液压操作装置(16)以及配属于所述第二离合器(4)的第二液压操作装置(17)，其中，所述第一液压操作装置(16)和所述第二液压操作装置(17)的液压腔室布置在所述第二离合器(4)的轴向一侧。

8.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，所述离合器装置还包括套筒(18)，所述套筒(18)与所述第一离合器(3)的外侧离合器片支架(12)通过连接壳(5)连接。

9.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，所述第一离合器(3)、所述第二离合器(4)和所述第三离合器(2)构造为湿式运行的离合器。

10.混合动力模块，其特征在于，所述混合动力模块包括根据上述权利要求中任一项所述的离合器装置和与所述离合器装置的第一输入端连接的电机。

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