CN1708422A - 机动车传动系、起动内燃机的方法和产生电流的方法 - Google Patents

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Abstract

提出了一种用于机动车上的传动系(10；54；70；76；88；100；108；130)，由内燃机(12)所驱动，带有一个单摩擦离合器(14)，该离合器包含一个输入元件和一个输出元件，其中输入元件用于与内燃机(12)的曲轴(18)连接，一个变速箱(16)，该变速箱包含一个输入轴(20；94)，对应于多种速度的多个齿轮组(26)，和一个输出轴(22)，其中输入轴(20；94)被连接到摩擦离合器(14)的输出元件上，还有一个电机(40)，该电机可以通过一个离合器(48)而连接到变速箱(16)的输出轴(22)上，从而在摩擦离合器(14)打开时，可以使驱动力传递到变速器(16)的输出轴(22)上，该电机还可以被连接到曲轴(18)上，作为一个起动发电机，从而起动内燃机(12)或被内燃机(12)驱动。电机(40)可以被连接到曲轴(18)上，同时绕过摩擦离合器(14)，从而在摩擦离合器(14)打开时起动内燃机(12)，或被内燃机(12)所驱动。

Description

机动车传动系、起动内燃机的方法和产生电流的方法
技术领域
本发明涉及一种用于由内燃机驱动的机动车上的传动系，具有：
-一个单摩擦离合器，该离合器具有一个输入元件和一个输出元件，其中输入元件被连接到内燃机的曲轴上；
-一个分级变速器，该变速器具有一个输入轴，对应于多种传动速比的多个轮副，以及一个输出轴，其中输入轴被连接到摩擦离合器的输出元件上；以及
-一个电机，该电机可以通过一个离合器而连接到分级变速器的输出轴上，从而在摩擦离合器打开或闭合时，可以对分级变速器的输出轴作用牵引力，该电机还可以被作为一个起动发电机而连接到曲轴上，从而可以起动内燃机或被内燃机驱动。
本发明还涉及一种起动机动车的内燃机并进行机动车的起动的方法。
最后，本发明涉及一种在机动车停止时产生电流的方法，通过由机动车的内燃机所驱动的电机所实现。
背景技术
长久以来，将一个电机结合到由内燃机所驱动的机动车的传动系中是一种已知的方式。在本文中，起动内燃机的功能和为板载电子系统产生电流的功能是通过两个单独的电机而传统地实现的，这两个电机分别为起动机和发电机。
对于具有相对较高额定电压的机动车板载电子系统(例如，42伏的集成电子系统)，一般也考虑了在内燃机和摩擦离合器之间布置一个电机作为起动机发电机的可能性。当摩擦离合器打开时，电机可以工作为一个电动机，用于起动内燃机。当内燃机在运转时，电机可以被用作为一个发电机，对板载电子系统进行供电。参看BoschKraftfahrtechnisches Taschenbuch[博世汽车技术手册]，第24版，第932页。
在传动系中的电机也可以被用来完成其他的功能。
例如，已知的是在驾驶员希望实现较高的加速度时利用该电机作为一个“助力器”，从而使内燃机的性能和该电机的性能相加并输出。
另外，也可以在车辆被制动或当发动机被关闭时利用该电机将剩余的离心能(惯性)转化为电能(回收)。通过这种方式所获得的能量可以被用于起动过程中。
另外，已知的也有将电机布置在变速器的输出侧，从而在改变传动速比的时候，该电机可以被用作在摩擦离合器打开的阶段中对变速器的输出轴施加牵引力。这可以增强牵引力，特别是被用在所谓的自动手动换挡变速器中。
在传动系中，主动同步是电机的另一个功能。在这种情况下，电机被连接到分级变速器的至少一个传动轴上，并被用作为制动或加速该传动轴，使之与将要接合的一个挡位的离合器同步。在本实施例中，可至少为部分离合器的机械同步配置这种电机，从而使这些离合器可以被具体化为简单的爪形离合器。
最后，还已知在停车状态时(例如在交通灯前)关闭内燃机，并直到需要起动时才重新起动该内燃机，从而为节省燃油提供了相当可观的潜力。
因此，集成电子系统所需的一种功能就是在内燃机被关闭后进行这样的直接起动。
在1999年4月9日召开的“E-Maschine im Antriebsstrang(传动系中的电机)”专业研讨会中，由Wolfgang Reik博士(工程师)所著的会议论文“Mgliche Anordnung des Startergenerators im Antriebsstrang(在传动系中起动发电机的可能布置)”公开了在传动系中一种电机的可能布置形式以及对应各种布置形式的优点和缺点。
例如，电机与内燃机曲轴相连的方式具有能够直接起动的优点，但是不能够增大牵引力。
在摩擦离合器和变速器之间的布置具有回收能量的优点，但是不能够直接起动也不能够增大牵引力。
在变速器中布置的电机既能够增大牵引力，同时也能回收能量，但是由于一般情况下为了驱动内燃机，不仅仅是摩擦离合器，而且至少有一个分级变速器的离合器必须要闭合，因此这种情况通常不允许电机工作为一个起动发电机。
在1999年4月9日的“E-Maschine im Antriebsstrang(传动系中的电机)”专业研讨会上，由Robert Fischer博士等人合著的会议论文“Integration automatisierter Schaltgetriebe mit E-Maschine(自动变速器和电机的集成)”公开了一种在传动系中以这样的方式布置的电机，一方面它可以通过一个离合器而被连接到分级变速器的输出轴上，另一方面可以通过一个离合器而被连接到变速器的输入轴上(在下文中被引用为“Fischer方案”)。这种布置被认为是最佳方案，因为它允许起动发电机的工作、回收能量和增大牵引力的载荷转移。
现有技术的一个变化形式被用于形成权利要求1的前序部分。
电机与分级变速器的一个轴相连的一种传动系的一个例子如DE199 31 770 A1所述。
取代一个同步装置，用于第三挡变速比的离合器被实例化为一个摩擦离合器。
DE 199 60 621 Al公开了车辆的一种混合驱动形式，其中一个分级变速器被分为两个成员变速器。其中一个成员变速器被连接到一个电机上。另一个成员变速器可以选择性地与内燃机驱动连接和/或与该电机驱动连接。该电机的输出轴被连接到分级变速器的一个轴上。
DE 295 02 906 UI也公开了一种混合驱动形式，其中电机的转子可转动地被安装在内燃机的曲轴上。该转子可以通过第一分离离合器而被连接到曲轴上。该转子也可以通过第二分离离合器而被连接到变速器输入轴上。
最后，DE 101 33 695 A1公开了一种具有两个成员变速器的双离合器变速器。至少一个成员变速器可以被连接到电机上。
发明内容
基于上述的背景，本发明所基于的问题上要具体说明一种用于机动车的改进传动系，一种用于内燃机的改进起动方法以及一种用于产生电流的改进方法。
这个目的可以在本文开始所述的传动系中实现，在该传动系中，电机可以被固定(不可转动)地连接到曲轴上，同时绕过摩擦离合器，目的是通过这种方式当离合器打开时起动内燃机或者被内燃机所驱动。
另外，上述的目的是通过一种起动机动车的内燃机并发动机动车的起动过程的方法所实现，其中，内燃机的曲轴被连接到传动系的一个独立摩擦离合器的输入元件上，该离合器的输出元件被连接到一个分级变速器的输入轴上，并且，该传动系具有一个电机，该电机可以同时被连接到分级变速器的输出轴上和直接连接到曲轴上，该方法具有以下响应于一个起动请求信号而发生的步骤：
a)连接电机和曲轴，同时绕过摩擦离合器；
b)若摩擦离合器还没打开，打开该离合器；
c)若适用于起动的变速器的一个挡位还没有被接合上，接合该挡位；
d)起动电机，从而使内燃机可以被起动；
e)起动内燃机；以及
f)闭合摩擦离合器，以起动机动车。
在本文中，步骤b)和c)都可以在步骤a)之前或之后进行。步骤d)可以与步骤c)同时进行。
最后，上述的目的可以通过一种这样的方法而实现，这种方法是在机动车停止时通过由机动车的内燃机所驱动的一个电机产生电流，其中，内燃机的曲轴被连接到传动系的一个独立摩擦离合器的输入元件上，该离合器的输出元件被连接到一个分级变速器的输入轴上，并且，该传动系具有一个电机，该电机可以同时被连接到分级变速器的输出轴上和直接连接到曲轴上，该方法具有以下步骤：
i)若摩擦离合器没有打开，打开该离合器；
ii)若适用于起动的变速器的一个挡位还没有被接合上，接合该挡位；
iii)连接电机和曲轴，同时绕过摩擦离合器，从而使电机作为一个发电机工作。
允许电机直接连接到曲轴上的这种方法使得根据本发明的传动系可以起动内燃机或者使电机工作在发电机的模式，不需要摩擦离合器必须闭合。
这样，对于根据本发明的这种传动系，可以实现电机作为一个起动发电机的功能和用于增大牵引力的功能。同时，由于可以在摩擦离合器打开时直接与曲轴连接，因此可以在起动内燃机之前或之中接合上分级变速器的用于起动的一个挡位。当内燃机起动时，该摩擦离合器可以被闭合，以直接发动起动过程(被引用为“直接起动”)。
因此，可以在车辆停止且内燃机在运转的情况下，保持摩擦离合器打开、挡位挂上，仍然通过曲轴而驱动电机，为板载电子系统供电。
相似地，能够直接连接电机与曲轴使得在摩擦离合器闭合时可以对变速器输入轴作用驱动力(例如，作为一个“助力器”)或者在超速的工况下将额外的离心能转化为电能(能量回收)。
当然，特别地，根据本发明的这种传动系是一种自动传动系，其中分级变速器和摩擦离合器的基本功能都由执行器所执行。
另外，该传动系特别适用于机动车，其中内燃机是主要发动机，而电机仅仅执行额外的功能，并不构成等价的驱动源。
与已知的方法相比，根据本发明用于起动内燃机和用于发动机动车起动过程的这种方法可以节省相当多的时间。这提高了舒适性。
在根据现有技术(Fischer方案)的这样一种传动系中，其中电机可以选择性地被连接到变速器输出轴或变速器输入轴上，传动系的直接起动或起动/停止功能就不能够以如此方便的方式进行。在这样的情况下，必须在摩擦离合器闭合而且分级变速器的离合器打开时，电机才能够起动内燃机。然后摩擦离合器必须重新打开，而起动挡位接合，这样使得仍然转动的变速器的驱动轴被同步，直到固定不变。然后，为了起动，摩擦离合器只能再次闭合一次。在斜坡上，车辆有向后滚动的危险，因此需要有一个“坡上防滑器”。
根据现有技术(Fischer方案)的布置在车辆静止状态时的发电机工作模式中也同样有不足。若电机在车辆静止而内燃机运转的情况下作为一个发电机工作时，接合的挡位必须先要分离，而摩擦离合器闭合。若车辆需要再次起动，摩擦离合器必须先重新打开，而起动挡位接合上，使得仍然在转动的驱动轴必须减速(同步)到固定不变的状态。只有在那时，摩擦离合器才能为起动的目的重新闭合。
这些不足都可以通过根据本发明的方法而避免。起动过程在两种工作模式下都可以更加快速地进行，从而令整个系统更容易让人接受。特别地，驾驶员不会觉得与一辆正常的车有什么区别。在车辆静止时的发电机工作模式下，还可以通过摩擦离合器而提供一种作为“起动辅助”的爬行功能(坡上防滑功能)。
根据对应于本发明的传动系的一个优选实施例，电机被布置在分级变速器壳外侧，并具有一个输出轴，该输出轴通过一个轴封而延伸到壳内。
在该实施例中，由于电机被布置在变速器壳的外侧，因此并不需要特别地对电机进行密封。电机的输出轴可以被连接到分级变速器的输出轴或者变速器壳内的曲轴上。例如，可以利用传统的切换离合器来达到这个目的。
在这儿特别优选的是将电机的输出轴与分级变速器的输出轴平行地布置。
在本文中，可以特别有利地利用车辆上的传动系的安装空间。
另外，在本实施例中，优选的是，通过一个轮副和一个切换离合器而将电机的输出轴连接到分级变速器的输出轴上。
将电机连接到分级变速器的输出轴上的技术可以相应地通过布置在分级变速器内的一个标准元件而实现，该标准元件可以被低成本地制造。
在这儿特别有利的是，切换离合器是一种同步离合器。
通过这种方式，即使电机的转速与分级变速器的输出轴的转速有很大差异，也能够基本没有任何震动而连接该电机。
根据另一个优选实施例，电机的输出轴与内燃机的曲轴平行地布置。
这种布置允许以一种结构有利的方式而实现电机与分级变速器的输出轴和与曲轴之间的连接。
另外，有利的是通过一个切换离合器而将电机的输出轴连接到曲轴上，而该切换离合器被布置在分级变速器壳内。
在该实施例中，特别有利的是将一个标准化的且免维护的切换离合器布置在变速器壳内，从而可以实现一个与曲轴的可切换的连接。也就是说，并不需要在变速器外提供需要特别维护或密封的切换装置。
另外，若电机的输出轴和曲轴之间的连接是通过一根与分级变速器的输入轴平行地布置的轴而实现，这种方式也被认为是有利的。
在该实施例中，可以以一种结构有利的方式来布置该分离轴，从而为电机的布置提供特别大量的自由空间，特别是在变速器壳的外侧。
当然，当切换离合器被布置在变速器壳的内部，分离轴就通过一个轴封而从变速器壳内伸出，以实现与曲轴的连接。
根据另一个优选实施例，电机输出轴与曲轴之间的连接是通过一个转动元件而实现的，该转动元件与变速器的输入轴同心地布置。
在这儿特别有利的是并不需要在变速器的外侧、在分级变速器和曲轴之间的有限的安装空间中布置一根轴，因此在径向上并不会使安装空间明显增加。
特别优选的是令该转动元件实施为一根空心轴，该空心轴被连接到摩擦离合器的输入元件上，并且被布置在分级变速器的输入轴周围。
在该实施例中，转动元件与电机输出轴之间的连接可以特别有利地被实施为在分级变速器壳内部。特别地，可以使分级变速器壳的轴向总长度较小。
另外，有利的是，分级变速器的输入轴实施为一根空心轴，且该转动元件作为一根轴而安装在输入轴内。
在该实施例中，该转动元件可以以一种特别简单的方式而连接到摩擦离合器的输入元件上。
根据另一个优选实施例，该转动元件被实施为一个齿圈，通过一个轴封使该齿圈相对于分级变速器壳密封，并且，通过至少一个连接到摩擦离合器的输入元件上的驱动器，使该齿圈就转动而言被固定地连接到曲轴。
在这儿有利的是，除了上述的驱动器，令该摩擦离合器及其执行器基本保持不变。
在这儿特别有利的是，电机输出轴和齿圈之间的连接是通过至少一个柔性驱动机构而实现的。
该柔性驱动机构可以是，例如，一种皮带驱动或链条驱动。相对于齿轮连接，这种方式可以节省重量。另外，通过这种方式也可以限制变速器的径向总体尺寸。
在本文中，由于齿圈相对于分级变速器的输入轴的同心布置，可以有利地利用当前的安装空间。
另外，总体有利的是，通过一个切换离合器组件而令电机的输出轴可选择性地连接到曲轴或分级变速器的输出轴上。
通过这种方式，可以通过一种紧凑的布置方式而令电机从起动机/发电机工作模式切换到动力增大工作模式。
在这儿特别有利的是令该切换离合器组件可以被切换到空闲状态，从而使电机的输出轴空转。
这样，就可以与分级变速器的工作状态无关，独立地驱动该电机作为一个电动机而为次要组件工作。
当然，上述的以及下述的特点不仅仅适用于上述特别说明的组合中，也适用于没有偏离本发明范围的其他组合或孤立情况。
附图说明
本发明的典型实施例如附图所描述，并在下面的说明中被加以详细的解释。在所述的附图中：
图1显示了根据本发明的传动系的第一个实施例的原理布局；
图2显示了根据本发明的传动系的第二个实施例的原理布局；
图3显示了根据本发明的传动系的第二个实施例的一个改动形式；
图4显示了根据本发明的传动系的第三个实施例的原理布局；
图5显示了根据本发明的传动系的第四个实施例的原理布局；
图6显示了根据本发明的传动系的第五个实施例的原理布局；
图7显示了根据本发明的传动系的第六个实施例的原理布局；
图8显示了根据本发明的传动系的第七个实施例的原理布局。
具体实施方式
在图1中，根据本发明的传动系的第一个实施例被总的表示为10。该传动系10可以被安装在一辆由内燃机12驱动的机动车(没有详细描述)上。
该传动系10具有一个摩擦离合器14和一个分级变速器16。
摩擦离合器14被实施为一个起动和分离离合器，并通常是一种干式离合器。但是它也可以被实施为一种湿式离合器。
摩擦离合器14的一个输入元件被连接到内燃机12的曲轴18上。摩擦离合器14的一个输出元件被连接到分级变速器16的输入轴20上。
通过一个差速齿轮(没有描述)，分级变速器16的一个输出轴22被连接到机动车的驱动轮上。
分级变速器16被实施为一种圆柱形齿轮机构，它具有一个中间轴24，在本质上为传统的设计中，该中间轴24与输出轴22平行布置。
分级变速器16还具有相应于多个挡位的多个轮副，为了清晰起见，在图1上只显示了其中的一个轮副26。
轮副26具有一个固定轮28，它就转动而言被固定连接到输出轴22，还有一个游滑轮30，它可转动地被布置在中间轴24上。
图中原理性地显示的切换离合器32被用来选择性地将游滑轮30连接到中间轴24上。该切换离合器32可以被实施为一种同步离合器。但是，它也可以被实施为一种非同步爪形离合器或其他类型的离合器。
另外，传动系10还具有一个电机40。
通过一个可切换的轮副44，电机40的输出轴42被连接到内燃机12的曲轴18上。一个切换离合器43，例如可以被布置在输出轴42上，可以被用于连接曲轴18和/或断开与曲轴18的连接。
另外，通过一个可切换的轮副46，电机40的输出轴42被连接到分级变速器16的输出轴22上。为此，一个切换离合器48被布置在输出轴42上，所述的切换离合器48被构造成以一种正的锁止方式将轮副46连接到电机40的输出轴42上。
通过与曲轴18的连接，电机40可以工作为一个起动发电机。为了起动内燃机12，切换离合器43被闭合，切换离合器48被打开，摩擦离合器14也被打开。这样，电机就工作为一个电动机，以驱动和起动内燃机12。
当内燃机12在运转时，电机40就工作为一个发电机，为机动车的板载电子系统供电和/或对机动车的蓄电池(没有详细描述)进行充电。
在切换挡位时，电机40可以被用于增大牵引力。在这种情况下，切换离合器43被松开，切换离合器48被闭合。当用于分离原挡位并接合目标挡位的摩擦离合器14被打开时，电机40可以工作为一个电动机，从而为分级变速器16的输出轴22提供牵引力。
另外，当挡位被接合，而摩擦离合器14被闭合后，电机40可以工作为一个“助力器”，以增大变速器输出轴22的输出功率。这种助力工作方式可以在切换离合器48被闭合或者切换离合器43被闭合时发生。对于后一种情况，就会通过个别选择的挡位而产生一个力矩通量。特别是在低挡位下，这可能是有利的。
由于电机40的输出轴42可以直接与曲轴18连接，因此可以在摩擦离合器14被打开的时候起动内燃机12。当然在这种情况下，切换离合器48必须被打开。
这意味着用于起动过程的一个挡位已经在分级变速器16中被接合上。在内燃机12起动后，摩擦离合器14可以立即被闭合，以发动起动过程。如果合适的话，起动内燃机12的过程和闭合摩擦离合器14的过程可以重叠进行。
另外，电机40可以被用在内燃机12超速的情况下，以回收能量(蓄能)，为此，离合器43被打开，而离合器48被闭合。
当内燃机12工作在恒定不变的条件下，也可以令电机40工作为一个发电机。在这种情况下，分离离合器43被闭合，而离合器48被打开。
另外，也可以将电机40应用为一个操纵辅助装置或起动辅助装置。在这种情况下，摩擦离合器14和切换离合器43被打开，而切换离合器48被关闭，以通过电机40来驱动车辆，达到操纵或起动或保持在斜坡上(“坡上防滑器”)的目的。
除了这些，电机40还可以被用于对传动系进行减震。
上述关于根据本发明的传动系10的第一个实施例的功能的说明也可以适用于下述的根据本发明的传动系的其他实施例。除非有明确说明，传动系10的有关说明也适用于下述的传动系。因此，在下述的说明中，相同的元件都使用相同的标号，如上述传动系10的例子那样。在下面的每种情况中，只对不同于传动系10的地方进行说明。
下述根据本发明的传动系的实施例提供了有利的解决方案，允许传动系10的基本原理能够在设计中特别有利地实施，特别是对于曲轴18的连接方法、电机40的布置方法或电机40的输出轴42相对于分级变速器壳的布置方法。
在图2上，根据本发明的传动系的第二个实施例被表示为54。
分级变速器16的壳体在图上被表示为56。应当注意的是，电机40是通过法兰连接到壳体56的外侧上，输出轴42通过一个轴封55而伸入到壳体56的内部。
作为输出轴42的延伸的第二轴58从壳体56的内部通过一个轴封57而延伸出壳体56的另一端。第二轴58与变速器输入轴20平行布置，并通过摩擦离合器14。
在图中所示的实施例中，分级变速器16被实施为一种横向变速器，中间轴24同时为分级变速器16的输出轴22。
在图中所示的实施例中，就转动而言从壳体56中伸出的第二轴58的部分通过一个皮带驱动器62而被固定地连接到内燃机的曲轴18。
电机40的输出轴42通过一个轮副59而被连接到分级变速器16的输出轴22上，该轮副59可以通过一个切换离合器48而被切换。
轮副59具有一个可转动地被安装在电机40的输出轴42上的齿轮(没有详细描述)，一个可转动地被安装在变速器输入轴20上的齿轮和一个就转动而言被固定到输出轴22的齿轮。
另外，还有一个中间齿轮64，用于反转转动方向。
电机40的输出轴42也可以通过一个切换离合器60而被连接到第二轴58上。
离合器48和60被实施为一种切换组件，其中输出轴42在一个切换衬套(没有详细描述)的中间位置上空转，并且既不与第二轴58连接，也不与变速器输出轴22连接。
另外，图2中的摩擦离合器14具有更高的精确度。摩擦离合器14具有一个飞轮66，该飞轮就转动而言被固定地连接到曲轴18。一个离合器盘片68就转动而言被固定地连接到变速器输入轴20。离合器盘片68以一种已知的方式通过一个盘状弹簧或类似元件而被压靠在飞轮66上，其中盘状弹簧被安装在离合器箱67中。
根据本发明的传动系10优选地被实施为一种自动传动系，其中各种离合器14、43、48、32、60的动作是通过多个由控制装置(没有详细描述)所控制的合适的执行器而执行的。
由于离合器48、60被布置在变速器壳56的内部，这些离合器都可以以类似于切换离合器43的方式而构造，用于接合和分离分级变速器16的挡位。由于电机40被布置在变速器壳56的外侧，因此可以使用一种传统的电机，并且无需密封。
图2的传动系54的一个改动形式在图3中被指示为70。
在该改动形式中，轮副59’不具有用于反向转动的中间齿轮64。
图4显示了根据本发明的传动系76的第三个实施例。
在传动系76中，伸入到变速器壳56内部的电机40的输出轴42可以通过一个轮副78而被连接到空心的第二轴80上。在这个实施例中，空心轴80就转动而言被固定地连接到离合器箱82，因而就转动而言被固定地连接到曲轴18。
变速器输入轴20延伸通过该空心轴80。
对比传动系54，该实施例具有以下优点：电机40的输出轴42与曲轴18之间的连接是通过一个与变速器输入轴20同轴布置的转动元件(以空心轴80的形式)而实现的。因此，在径向上可以使安装空间保持较小。通过摩擦离合器14而延伸至外侧的轴也不再必要。
图5显示了根据本发明的传动系88的另一个实施例。
在该实施例中，电机40的输出轴42通过一个轮副92而被连接到第二轴90上，第二轴90就转动而言被固定地连接到曲轴18，并作为所述的曲轴18的延伸部分。在该实施例中，变速器输入轴94被实施为一种空心轴，并包围第二轴90。
变速器输入轴94通过一个固定轮副96而被连接到分级变速器16的中间轴24上。该实施例中的分级变速器16被实施为一种纵向型。
在该实施例中，有利的是电机40的输出轴42可以通过一个与变速器输入轴94同轴布置的转动元件(空心轴94)而被连接到曲轴18上。因此，在该实施例中也不需要包围摩擦离合器14的轴。
图6显示了根据本发明的传动系100的第五个实施例。
在该实施例中，就转动而言被固定地连接到曲轴18的第二轴90在分级变速器16的整个轴向长度上延伸，并且可以通过一个被布置在壳体56的输出端上的轮副102而被连接到电机40的输出轴42上。分级变速器16的轮副26被布置在空心的变速器输入轴94上。
对比之下，在图5的传动系88中，连接轮副92被安装在变速器输入端上，而轮副26被安装在变速器输出轴22或中间轴24上。
图7显示了根据本发明的传动系108的第六个实施例。
在图7的传动系的描述中，可以明显看出，一个离合器执行器110被布置在摩擦离合器14和分级变速器16的壳体56之间，并特别地与变速器输入轴20同轴地布置。
为了将曲轴18与电机40的输出轴42连接，一个或多个驱动器112被布置在离合器箱67的朝向分级变速器16的那一侧上。
驱动器112与一个齿圈114接合，该齿圈114在离合器执行器110周围同心地布置，并可转动地被安装在分级变速器16的壳体56上。
在本文中，通过两个轴封116和117，齿圈114相对于变速器壳56而被密封，从而将壳体56的内部与离合器侧分离。
与齿轮119内啮合的一个齿轮118被固定在齿圈114上。齿轮119就转动而言被固定地连接到第二轴120，所述的第二轴120与变速器输入轴20平行地布置。因此，第二轴120就转动而言被固定地连接到曲轴18。
电机40的输出轴42通过一个轮副122而被连接到次级第二轴123上，次级第二轴123作为首级第二轴120的延伸部分。包含离合器48和离合器60的切换组件被安装在次级第二轴123上。切换离合器60连接第二轴120、123。切换离合器48连接第二轴123与一个轮副59。
在该实施例中，有利的是，电机40的输出轴42与曲轴18之间的连接是通过与变速器输入轴20同轴布置的一个转动元件(齿圈114)而实现的。但是，同时在摩擦离合14的区域中也不需要一个空心轴结构，从而使摩擦离合器14可以保持基本传统的设计形式。在离合器箱67中需要提供的是连接离合器箱67与齿圈114的驱动器112，从而就转动而言被固定。
另外，在齿圈114内具有足够大的安装空间，用于安置离合器执行器110。
由于具有次级第二轴123和轮副122，因此，电机40在变速器壳56上的布置形式可以有多种选择。但是，也可以将离合器48、60直接安装在电机40的输出轴42上。
图8显示了根据本发明的传动系130的第七个实施例，该实施例基本与图7中的传动系108相同。
在传动系130中，齿圈114具有一个皮带轮133，并通过一个皮带驱动器134而被连接到第二轴120上。取代轮副59，提供了一种皮带输出，如图8的标号132所示。

Claims (17)

1.一种用于由内燃机(12)驱动的机动车的传动系(10；54；70；76；88；100；108；130)，具有：
-  一个单摩擦离合器(14)，该离合器具有一个输入元件和一个输出元件，其中输入元件被连接到内燃机(12)的曲轴(18)上；
-  一个分级变速器(16)，该变速器具有一个输入轴(20；94)，对应于多种变速比的多个轮副(26)，以及一个输出轴(22)，其中输入轴(20；94)被连接到摩擦离合器(14)的输出元件上；以及
-  一个电机(40)，该电机可以通过一个离合器(48)而连接到分级变速器(16)的输出轴(22)上，以便在摩擦离合器(14)打开或闭合时，能够对分级变速器(16)的输出轴(22)作用牵引力，该电机还可以被作为一个起动机发电机而连接到曲轴(18)上，以便可以起动内燃机(12)或被内燃机(12)驱动。
其特征在于，
该电机(40)可以就转动而言被固定地连接到曲轴(18)，同时绕过摩擦离合器(14)，以便以这种方式当摩擦离合器(14)被打开时起动内燃机(12)或由内燃机(12)所驱动。
2.如权利要求1所述的传动系，其特征在于，电机(40)被布置在分级变速器(16)的壳体(56)外侧，并具有一个输出轴(42)，该输出轴通过一个轴封(55)而延伸入壳体(56)的内部。
3.如权利要求2所述的传动系，其特征在于，电机(40)的输出轴(42)与分级变速器(16)的输出轴(22)平行地布置。
4.如权利要求3所述的传动系，其特征在于，电机(40)的输出轴(42)可以通过一个轮副(59)和一个切换离合器(48)而被连接到分级变速器(16)的输出轴(22)上。
5.如权利要求4所述的传动系，其特征在于，切换离合器(48)是一种同步离合器。
6.如权利要求1至5中其中一条所述的传动系，其特征在于，电机(40)的输出轴(42)与内燃机(12)的曲轴(18)平行地布置。
7.如权利要求1至6中其中一条所述的传动系，其特征在于，电机(40)的输出轴(42)可以通过一个切换离合器(60)而被连接到曲轴(18)上，并且该切换离合器(60)被布置在分级变速器(16)的壳体(56)内。
8.如权利要求1至7中其中一条所述的传动系，其特征在于，电机(40)的输出轴(42)与曲轴(18)之间的连接是通过轴(42；58)而实现的，该轴(42；58)与分级变速器(16)的输入轴(20；80；94)平行地布置。
9.如权利要求1至7中其中一条所述的传动系，其特征在于，电机(40)的输出轴(42)与曲轴(18)之间的连接是通过一个转动元件(80；90；114)而实现的，该转动元件与分级变速器(16)的输入轴(20；94)同轴地布置。
10.如权利要求9所述的传动系，其特征在于，转动元件(80)被实施为一个空心轴(80)，它被连接到摩擦离合器(14)的输入轴上，并被布置在分级变速器(16)的输入轴(20)的周围。
11.如权利要求9所述的传动系，其特征在于，分级变速器(16)的输入轴(94)被实施为一个空心轴，并且转动元件(90)作为一根轴(90)而被安装在输入轴(94)的内部。
12.如权利要求9所述的传动系，其特征在于，转动元件(114)被实施为一个齿圈(114)，它通过一个轴封(116，117)而被密封在分级变速器(16)的壳体(56)内，并通过至少一个被连接到摩擦离合器(14)的输入元件上的驱动器(112)就转动而言被固定地连接到曲轴(18)。
13.如权利要求12所述的传动系，其特征在于，电机(40)的输出轴(42)与齿圈(114)之间的连接是通过至少一个柔性驱动机构(132，134)而实现的。
14.如权利要求1至13中其中一条所述的传动系，其特征在于，电机(40)的输出轴(42)可以通过一个离合器组件(48，60)而交替地被连接到曲轴(18)或分级变速器(16)的输出轴(22)上。
15.如权利要求14所述的传动系，其特征在于，离合器组件(48，60)另外还可以被切换到空闲状态，从而使电机(40)的输出轴(42)空转。
16.一种用于起动机动车内燃机(12)并发动机动车的起动过程的方法，其中内燃机(12)的曲轴(18)被连接到传动系(10；54；70；76；88；100；108；130)的一个单摩擦离合器(14)的一个输入元件上，摩擦离合器(14)的输出元件被连接到分级变速器(16)的输入轴(20；94)上，并且传动系(10；54；70；76；88；100；108；130)具有一个电机(40)，该电机可以被连接到分级变速器的输出轴(22)上，也可被直接连接到曲轴(18)上，该方法具有以下响应于一个起动请求信号而发生的步骤：
a)连接电机(40)和曲轴(18)，同时绕过摩擦离合器(14)；
b)若摩擦离合器(14)还没打开，打开该离合器；
c)若分级变速器(16)的适用于开动的一个挡位没有被接合上，接合该挡位；
d)起动电机(40)，从而使内燃机(12)可以被起动；
e)起动内燃机(12)；以及
f)闭合摩擦离合器，以开动机动车。
17.一种在机动车停止时，通过由机动车内燃机(12)驱动的电机(40)而产生电流的方法，其中内燃机(12)的曲轴(18)被连接到传动系(10；54；70；76；88；100；108；130)的一个单摩擦离合器(14)的一个输入元件上，摩擦离合器(14)的输出元件被连接到分级变速器(16)的输入轴(20；94)上，并且该传动系(10；54；70；76；88；100；108；130)具有一个电机(40)，该电机可以被连接到分级变速器的输出轴(22)上，也可被直接连接到曲轴(18)上，该方法具有以下步骤：
i)若摩擦离合器(14)还没有打开，打开该离合器；
ii)若适用于开动的分级变速器(16)的一个挡位没有被接合上，接合该挡位；
iii)连接电机(40)和曲轴(18)，同时绕过摩擦离合器(14)，从而使电机(40)作为一个发电机工作。
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