ES2556562T3 - Transmisión híbrida para vehículo a motor - Google Patents

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ES2556562T3
ES2556562T3 ES14162535.0T ES14162535T ES2556562T3 ES 2556562 T3 ES2556562 T3 ES 2556562T3 ES 14162535 T ES14162535 T ES 14162535T ES 2556562 T3 ES2556562 T3 ES 2556562T3
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ES
Spain
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shaft
electric machine
transmission
pin
gearbox
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English (en)
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Claudio Torrelli
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Dana Graziano SRL
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Oerlikon Graziano SpA
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    • Y10T74/19051—Single driven plural drives

Abstract

Transmisión híbrida (10) para un vehículo a motor, que comprende una caja de velocidades principal (12) y una máquina eléctrica individual (14), en la que la caja de velocidades principal (12) es una caja de velocidades mecánica con una pluralidad de engranajes y comprende al menos un árbol primario (24) adaptado para conectarse a un árbol de transmisión del motor de combustión interna del vehículo, y al menos un árbol secundario (26) adaptado para conectarse a las ruedas del vehículo, en la que la máquina eléctrica (14) está conectada de manera desvinculable tanto a dicho al menos un árbol primario (24) como a dicho al menos un árbol secundario (26) mediante un juego de engranajes de conexión (30, 44), que incluye un primer piñón (30) montado libre sobre dicho al menos un árbol primario (24) y un segundo piñón (44) montado libre sobre dicho al menos un árbol secundario (26), y que se engrana directa o indirectamente con dicho piñón (30), para de este modo permitir la transmisión del par entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol primario (24) y al menos un árbol secundario (26), en la que la transmisión (10) comprende además un primer dispositivo de acoplamiento (42) interpuesto entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol primario (24) para controlar la conexión entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol primario (24), y un segundo dispositivo de acoplamiento (56) interpuesto entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol secundario (26) para controlar la conexión entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol secundario (26), en la que dicho primer dispositivo de acoplamiento (42) es desplazable a una posición engranada, en la que conecta dicho primer piñón (30) para girar con el árbol primario (24) respectivo, y a una posición desengranada en la que conecta dicho primer piñón (30) del árbol primario (24) respectivo, y dicho segundo dispositivo de acoplamiento (56) es desplazable al menos a una posición engranada, en la que conecta dicho segundo piñón (44) para girar con el árbol secundario (26) respectivo, y a una posición desengranada, en la que desconecta dicho segundo piñón (44) del árbol secundario (26) respectivo, de manera que, con dicho primer dispositivo de acoplamiento (42) en la posición engranada, la máquina eléctrica (14) puede transmitir el par al árbol primario (24) sobre el que está montado dicho primer piñón (30), mientras que, con dicho segundo dispositivo de acoplamiento (56) en la posición engranada, la máquina eléctrica (14) puede transmitir el par al árbol secundario (26) sobre el que está montado dicho segundo piñón (44), caracterizada porque comprende además una caja de velocidades secundaria (16) con dos o más velocidades acopladas a la máquina eléctrica (14), a fin de permitir cambiar la relación de transmisión entre la máquina eléctrica (14) y la caja de velocidades principal (12).

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DESCRIPCION
Transmision hibrida para vehiculo a motor
La presente invencion se refiere a una transmision hibrida para un vehiculo a motor, que comprende una caja de velocidades principal que esta realizada como una caja de velocidades mecanica con una pluralidad de relaciones de transmision y esta adaptada para conectarse a un arbol de transmision del motor de combustion interna del vehiculo, y una maquina electrica individual que esta conectada a la caja de velocidades principal a fin de ayudar al motor de combustion interna del vehiculo a producir el par motor para que sea transmitido a las ruedas del vehiculo.
Se conocen las transmisiones hibridas para vehiculos a motor, tanto del tipo de embrague unico como del tipo de doble embrague, en las que la maquina electrica esta conectada de manera permanente o puede conectarse de manera selectiva a un arbol primario o a un arbol secundario de la caja de velocidades principal para de este modo poder transmitir el par a ese arbol o recibir el par de ese arbol. La maquina electrica puede de este modo llevar a cabo no solamente las funciones principales de traccion (generacion de potencia mecanica para las ruedas del vehiculo tomando energia de las baterias del vehiculo) y de regeneracion (generacion de energia electrica para las baterias del vehiculo recuperando la energia cinetica del vehiculo o explotando el motor de combustion interna cuando funciona con el vehiculo parado), sino tambien funciones auxiliares tales como, por ejemplo, las funciones de alternador y motor de arranque.
Una transmision hibrida para un vehiculo a motor que tiene las caracteristicas expuestas en el preambulo de la reivindicacion independiente 1 es conocida a partir del documento EP-A-1 232 891.
Es un objetivo de la presente invencion proporcionar una transmision hibrida para un vehiculo a motor que deja disponible una gama mas amplia de modalidades operativas.
Este y otros objetivos se consiguen plenamente segun la presente invencion, en virtud de una transmision hibrida para un vehiculo a motor que tiene las caracteristicas expuestas en la reivindicacion independiente 1 adjunta.
Las realizaciones preferidas de la invencion son la materia objeto de las reivindicaciones dependientes, cuyo contenido se ha de interpretar como parte Integra e integrante de la siguiente descripcion.
En resumen, la invencion se basa en la idea de hacer que, tanto el sector de entrada (arbol o arboles primarios) como el sector de salida (arbol o arboles secundarios) de la caja de velocidades principal, sea conectable a la maquina electrica. La maquina electrica se puede conectar de manera selectiva al arbol primario (o a uno de los arboles primarios) y al arbol secundario (o a uno de los arboles secundarios) de la caja de velocidades principal mediante un juego de engranajes que comprende un primer pinon montado libre sobre dicho arbol primario y un segundo pinon montado libre sobre dicho arbol secundario, siendo dichos pinones primario y secundario conectables para girar cada uno con el arbol respectivo mediante un dispositivo de acoplamiento respectivo. Controlando adecuadamente los dispositivos de acoplamiento asociados a dichos pinones primero y segundo, la maquina electrica puede de este modo conectarse al sector de entrada o al sector de salida de la caja de velocidades principal. La transmision comprende ademas una caja de velocidades secundaria acoplada a la maquina electrica para de este modo cambiar la relacion de transmision entre esta ultima y la caja de velocidades principal.
Las caracteristicas y ventajas adicionales de la presente invencion se pondran de manifiesto a partir de la siguiente descripcion detallada, dada meramente a modo de ejemplo no limitativo con referencia a los dibujos anexos, en los que:
la Figura 1 es una vista en perspectiva de una transmision hibrida para un vehiculo a motor segun una realizacion de la presente invencion;
la Figura 2 muestra el desarrollo en un plano de la seccion transversal de la transmision de la Figura 1; las Figuras 3 y 4 son una vista en seccion y una vista frontal, respectivamente, que muestran en detalle, a una escala aumentada, la caja de velocidades secundaria (es decir, la caja de velocidades asociada a la maquina electrica) de la transmision de la Figura 1;
la Figura 5 es una vista esquematica de la transmision de la Figura 1 en la condicion neutra;
la Figura 6 es una vista esquematica de la transmision de la Figura 1 en una condicion de traccion de
modalidad hibrida, con la primera velocidad engranada;
la Figura 7 es una vista esquematica de la transmision de la Figura 1 en una condicion de traccion de modalidad hibrida, con la segunda velocidad engranada;
la Figura 8 es una vista esquematica de la transmision de la Figura 1 en una condicion de traccion de modalidad hibrida, con la tercera velocidad engranada;
la Figura 9 es una vista esquematica de la transmision de la Figura 1 en una condicion de traccion de modalidad hibrida, con la cuarta velocidad engranada;
la Figura 10 es una vista esquematica de la transmision de la Figura 1 en una condicion de traccion de modalidad hibrida, con la quinta velocidad engranada;
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la Figura 11 es una vista esquematica de la transmision de la Figura 1 en una condicion de traccion de modalidad hfbrida, con la sexta velocidad engranada;
la Figura 12 es una vista esquematica de la transmision de la Figura 1 en una condicion de traccion de modalidad puramente electrica, con la primera velocidad de la caja de velocidades secundaria engranada; la Figura 13 es una vista esquematica de la transmision de la Figura 1 en una condicion de traccion de modalidad puramente electrica, con la segunda velocidad de la caja de velocidades secundaria engranada; la Figura 14 es una vista esquematica de la transmision de la Figura 1 en una condicion en la que la maquina electrica esta conectada al motor de combustion interna del vehfculo con la primera velocidad de la caja de velocidades secundaria engranada; y
la Figura 15 es una vista esquematica de la transmision de la Figura 1 en una condicion en la que la maquina electrica esta conectada al motor de combustion interna del vehfculo con la segunda velocidad de la caja de velocidades secundaria engranada.
Con referencia en primer lugar a las Figuras 1 y 2, una transmision hfbrida para un vehfculo a motor segun una realizacion de la presente invencion se indica generalmente con 10 y comprende basicamente una caja de velocidades principal 12 asociada al motor de combustion interna del vehfculo, una maquina electrica 14 conectada de forma desvinculable a la caja de velocidades principal 12 y una caja de velocidades secundaria 16 asociada a la maquina electrica 14. La caja de velocidades principal 12 es una caja de velocidades mecanica (es decir una caja de velocidades provista de pinones) con una pluralidad de velocidades (en la realizacion propuesta, una caja de velocidades con seis velocidades) y esta disenada para conectarse por su sector de entrada al motor de combustion interna (no mostrado) del vehfculo a traves de un embrague de friccion 18 (mostrado esquematicamente en las Figuras 5 a 15) y por su sector de salida a las ruedas del vehfculo (no mostradas) a traves de un engranaje diferencial 20 y de un par de semiejes 22. El embrague de friccion 18, asf como el engranaje diferencial 20, son de un tipo de por sf conocido y no desempenan ninguna funcion en la presente invencion y, por lo tanto, no se describiran en detalle en la siguiente descripcion. La maquina electrica 14 puede conectarse tanto al sector de entrada como al sector de salida de la caja de velocidades principal 12 y por lo tanto puede intercambiarse (es decir transmitir y recibir) el par tanto con el motor de combustion interna como con las ruedas del vehfculo, segun una pluralidad de modalidades operativas que se ilustraran en detalle mas adelante. La caja de velocidades secundaria 16 esta interpuesta entre la maquina electrica 14 y la caja de velocidades principal 12 para cambiar la relacion de transmision con la que la maquina electrica 14 transmite / recibe el movimiento a / desde la caja de velocidades principal 12.
En la realizacion propuesta, la transmision es del tipo de embrague unico y por lo tanto la caja de velocidades principal 12 comprende un solo arbol primario 24 conectable con torsion al arbol de transmision del motor de combustion interna del vehfculo mediante el embrague de friccion 18. En cualquier caso, es incluso posible que la transmision pueda ser del tipo de doble embrague, en cuyo caso la caja de velocidades principal comprenderfa, de una manera de por sf conocida, dos arboles primarios, cada uno conectable al arbol de transmision del motor de combustion interna del vehfculo mediante un embrague de friccion respectivo. Ademas, en la realizacion propuesta, la caja de velocidades principal 12 es una caja de velocidades de doble eje y por lo tanto comprende un unico arbol secundario 26 dispuesto en paralelo al arbol primario 24. En cualquier caso, es incluso posible que la caja de velocidades principal 12 comprenda mas de un arbol secundario.
El arbol primario 24 de la caja de velocidades principal 12 porta una pluralidad de pinones de transmision (en la realizacion propuesta, seis pinones de transmision), cada uno asociado a una velocidad respectiva, mientras que el arbol secundario 26 porta una pluralidad correspondiente de pinones accionados, engranandose cada uno de manera permanente con un pinon de transmision respectivo para implementar una velocidad respectiva. El arbol secundario 26 tambien porta un pinon de reduccion final 28 dispuesto para engranarse con un pinon de entrada del engranaje diferencial 20. Mas especfficamente, en la realizacion propuesta, el arbol primario 24 porta, de izquierda a derecha respecto de una persona que mira a la Figura 2, un pinon de transmision 30 asociado a la tercera velocidad, un pinon de transmision 32 asociado a la sexta velocidad, un pinon de transmision 34 asociado a la cuarta velocidad, un pinon de transmision 36 asociado a la segunda velocidad, un pinon de transmision 38 asociado a la quinta velocidad y un pinon de transmision 40 asociado a la primera velocidad. Los pinones de transmision 34, 36, 38 y 40 estan realizados como pinones fijos y por lo tanto estan conectados de manera permanente para girar con el arbol primario 24, mientras que los pinones de transmision 30 y 32 estan montados libres sobre el arbol primario 24 y se pueden conectar de manera selectiva para girar con este ultimo mediante un dispositivo de acoplamiento 42 de tipo de por sf conocido. El dispositivo de acoplamiento 42 es desplazable a una primera posicion de engrane (posicion izquierda respecto de una persona que mira a la Figura 2), en la que conecta el pinon de transmision 30 para que gire con el arbol primario 24, a una segunda posicion de engrane (posicion derecha respecto de una persona que mira a la Figura 2), en la que conecta el pinon de transmision 32 para que gire con el arbol primario 24, y a una posicion intermedia neutra, en la que no conecta ni el pinon de transmision 30 ni el pinon de transmision 32 para que giren con el arbol primario 24. En la realizacion propuesta, el arbol secundario 26 porta, de izquierda a derecha respecto de una persona que mira la Figura 2, un pinon accionado 44 que se engrana de manera permanente con el pinon de transmision 30 para formar el juego de engranajes de la tercera velocidad, un pinon accionado 46 que se engrana de manera permanente con el pinon de transmision 32 para formar el juego de engranajes de la sexta velocidad, un pinon accionado 48 que se engrana de manera permanente con el pinon de transmision 34 para formar el juego de engranajes de la cuarta velocidad, un pinon accionado 50 que se engrana de manera permanente
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con el pinon de transmision 36 para formar el juego de engranajes de la segunda velocidad, un pinon accionado 52 que se engrana de manera permanente con el pinon de transmision 38 para formar el juego de engranajes de la quinta velocidad y un pinon accionado 54 que se engrana de manera permanente con el pinon de transmision 40 para formar el juego de engranajes de la primera velocidad. Mientras el pinon accionado 46 esta realizado como un pinon fijo, y por lo tanto esta conectado de manera permanente para girar con el arbol secundario 26, todos los otros pinones accionados estan montados libres sobre el arbol secundario 26 y se pueden conectar de manera selectiva para girar con este ultimo mediante dispositivos de acoplamiento de tipo de por si conocido. Mas especificamente, el arbol secundario 26 porta un dispositivo de acoplamiento 56 colocado junto al pinon accionado 44 (en la realizacion propuesta, colocado entre el pinon accionado 44 y el pinon accionado 46) para conectar este pinon para que gire con el arbol secundario 26, un dispositivo de acoplamiento 58 interpuesto entre los pinones accionados 48 y 50 para conectar selectivamente cualquiera de estos pinones para que gire con el arbol secundario 26 y un dispositivo de acoplamiento 60 interpuesto entre los pinones accionados 52 y 54 para conectar selectivamente cualquiera de estos pinones para que gire con el arbol secundario 26. El dispositivo de acoplamiento 56, que puede ser indistintamente un dispositivo sincronizado o uno no sincronizado, es desplazable entre una posicion de engrane (posicion izquierda respecto de una persona que mira la Figura 2), en la que conecta el pinon accionado 44 para que gire con el arbol secundario 26, y una posicion neutra, en la que no conecta ese pinon para que gire con ese arbol. El dispositivo de acoplamiento 58 es desplazable entre una primera posicion de engrane (posicion izquierda respecto de una persona que mira la figura 2), en la que conecta el pinon accionado 48 para que gire con el arbol secundario 26, y una segunda posicion de engrane (posicion derecha respecto de una persona que mira la Figura 2), en la que conecta el pinon accionado 50 para que gire con el arbol secundario 26, que pasa a traves de una posicion intermedia neutra, en la que no conecta ni el pinon accionado 48 ni el pinon accionado 50 para que gire con el arbol secundario 26. El dispositivo de acoplamiento 60 es desplazable entre una primera posicion de engrane (posicion izquierda respecto de una persona que mira la Figura 2), en la que conecta el pinon accionado 52 para que gire con el arbol secundario 26, y una segunda posicion de engrane (posicion derecha respecto de una persona que mira la Figura 2), en la que conecta el pinon accionado 54 para que gire con el arbol secundario 26, que pasa a traves de una posicion intermedia neutra en la que no conecta ni el pinon accionado 52 ni el pinon accionado 54 para que gire con el arbol secundario 26.
No solamente el numero de arboles de la caja de velocidades principal 12, como ya se ha mencionado anteriormente, sino tambien el numero de velocidades y la disposicion de los juegos de engranajes asociados a las diversas velocidades, pueden evidentemente variar con respecto a las divulgadas en el presente documento, siendo evidente que al menos uno de los juegos de engranajes tiene tanto su pinon de transmision como su pinon accionado montados libres sobre los respectivos arboles primario y secundario de esta caja de velocidades. El juego de engranajes que tiene tanto su pinon de transmision como su pinon accionado montados libres sobre los respectivos arboles primario y secundario de esta caja de velocidades es, preferiblemente, el juego de engranajes asociado a una velocidad intermedia de la caja de velocidades principal, es decir ni a la velocidad mas baja ni a la velocidad mas alta. En la realizacion propuesta, en la que la caja de velocidades principal tiene seis velocidades, tal juego de engranajes esta asociado a la tercera velocidad.
Como ya se ha establecido anteriormente, la maquina electrica 14 esta conectada de manera desvinculable, tanto al sector de entrada como al sector de salida de la caja de velocidades principal 12, en concreto, a traves de un juego de engranajes que tiene tanto su pinon de transmision como su pinon accionado montados libres sobre los arboles respectivos. Dicho juego de engranajes es preferiblemente, aunque no necesariamente, un juego de engranajes que define una de las velocidades de la caja de velocidades principal, en el presente caso, el juego de engranajes de la tercera velocidad. Mas especificamente, la maquina electrica 14 esta conectada al pinon de transmision 30 de manera que, con el dispositivo de acoplamiento 42 en la primera posicion de engrane (es decir con el pinon de transmision 30 conectado para girar con el arbol primario 24), la maquina electrica 14 transmite el par, a traves del pinon de transmision 30, al arbol primario 24, mientras que con el dispositivo de acoplamiento 56 en la posicion de engrane (es decir con el pinon accionado 44 conectado para girar con el arbol secundario 26). la maquina electrica 14 transmite el par, a traves del pinon de transmision 30 y el pinon accionado 44, al arbol secundario 26. En la realizacion propuesta, la maquina electrica 14 esta dispuesta con su propio arbol de salida (indicado como 62) paralelo a los arboles 24 y 26 de la caja de velocidades principal 12 y esta conectada al pinon de transmision 30 de esta caja de velocidades a traves de un juego de engranajes que comprende un pinon de salida 64 conectable para girar con el arbol de salida 62 y un pinon intermedio 66 que se engrana de manera permanente tanto con el pinon de salida 64 como con el pinon de transmision 30. Entre el pinon de salida 64 y el pinon de transmision 30 podria haber otros pinones intermedios, ademas del pinon 66. La maquina electrica 14 podria incluso conectarse al pinon accionado 44, en lugar del pinon de transmision 30.
La caja de velocidades secundaria 16 permite cambiar la relacion de transmision con la que la maquina electrica 14 transmite el movimiento al pinon de transmision 30 de la caja de velocidades principal 12, y si fuese necesario, incluso desconectar la maquina electrica 14 de la caja de velocidades principal 12. En la realizacion propuesta, la caja de velocidades secundaria 16 comprende un mecanismo de reduccion 68 interpuesto entre el arbol de salida 62 y el pinon de salida 64 de la maquina electrica 14 y un dispositivo de acoplamiento 70 adaptado para conectar el pinon de salida 64 para girar alternativamente con el mecanismo de reduccion 68 o con el arbol de salida 62. De esta manera, con el pinon de salida 64 conectado para girar con el mecanismo de reduccion 68, la maquina electrica 14 transmite el movimiento a la caja de velocidades principal 12 con una primera relacion de transmision (velocidad
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Algunas de las diversas condiciones operativas de la transmision 10 se describiran ahora, con referencia a las Figuras 5 a 15, en las que los juegos de engranajes asociados a la primera, segunda, tercera, cuarta, quinta y sexta velocidad de la caja de velocidades principal 12 se indican con los numeros romanos I, II, III, IV, V y VI, respectivamente, mientras que las posiciones del dispositivo de acoplamiento 70 de la caja de velocidades secundaria 16, que corresponde al engrane de la velocidad baja y de la velocidad alta, se indican con L y H, respectivamente . En cada uno de los dibujos esquematicos mostrados en las Figuras 5 a 15, la trayectoria de par en la transmision se indica con una flecha.
La Figura 5 muestra la condicion neutra de la transmision 10, en la que los tres dispositivos de acoplamiento 42, 56 y 58 de la caja de velocidades principal 12 y el dispositivo de acoplamiento 70 de la caja de velocidades secundaria 16 estan en la posicion neutra. En esta condicion, por lo tanto, ni el motor de combustion interna ni la maquina electrica 14 transmiten el par a las ruedas del vehiculo.
Las Figuras 6 a 11 se refieren a la condicion en la que el dispositivo de acoplamiento 56 de la caja de velocidades principal 12 esta en la posicion de engrane. En esta condicion, la maquina electrica 14 se puede conectar al arbol secundario 26 de la caja de velocidades principal 12 desplazando el dispositivo de acoplamiento 70 de la caja de velocidades secundaria 16 a la primera o segunda posicion de engrane y, por lo tanto, puede transmitir el par a las ruedas del vehiculo en paralelo al motor de combustion interna. En esta conexion, cabe senalar que tener una caja de velocidades secundaria asociada a la maquina electrica posibilita que esta ultima funcione en las condiciones optimas de numero de revoluciones por minuto (eficacia maxima) en un intervalo de velocidades mas amplio del vehiculo a motor.
La Figura 6 muestra la condicion de engrane de la primera velocidad, obtenida desplazando el dispositivo de acoplamiento 60 a la segunda posicion de engrane definida anteriormente, en la que este dispositivo conecta el pinon accionado 54 de la primera velocidad para girar con el arbol secundario 26. La transmision del movimiento desde el arbol primario 24 al arbol secundario 26 de la caja de velocidades principal 12 se lleva a cabo, por lo tanto, a traves del juego de engranajes de la primera velocidad, formado por el pinon de transmision 40 y por el pinon accionado 54.
La Figura 7 muestra la condicion de engrane de la segunda velocidad, obtenida desplazando el dispositivo de acoplamiento 58 a la segunda posicion de engrane definida anteriormente, en la que este dispositivo conecta el pinon accionado 50 de la segunda velocidad para girar con el arbol secundario 26. La transmision del movimiento del arbol primario 24 al arbol secundario 26 de la caja de velocidades principal 12 se lleva a cabo, por lo tanto, a traves del juego de engranajes de la segunda velocidad, formado por el pinon de transmision 36 y por el pinon accionado 50.
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La Figura 8 muestra la condicion de engrane de la tercera velocidad, obtenida tanto desplazando el dispositivo de acoplamiento 42 a la primera posicion de engrane definida anteriormente, en la que este dispositivo conecta el pinon de transmision 30 de la tercera velocidad para girar con el arbol primario 24, como desplazando el dispositivo de acoplamiento 56 a la primera posicion de engrane definida anteriormente, en la que este dispositivo conecta el pinon accionado 44 de la tercera velocidad para girar con el arbol secundario 26. La transmision del movimiento del arbol primario 24 al arbol secundario 26 de la caja de velocidades principal 12 se lleva a cabo, por lo tanto, a traves del juego de engranajes de la tercera velocidad, formado por el pinon de transmision 30 y por el pinon accionado 40.
La Figura 9 muestra la condicion de engrane de la cuarta velocidad, obtenida desplazando el dispositivo de acoplamiento 58 a la primera posicion de engrane definida anteriormente, en la que este dispositivo conecta el pinon accionado 48 de la cuarta velocidad para girar con el arbol secundario 26. La transmision del movimiento del arbol primario 24 al arbol secundario 26 de la caja de velocidades principal 12 se lleva a cabo, por lo tanto, a traves del juego de engranajes de la cuarta velocidad, formado por el pinon de transmision 34 y por el pinon accionado 48.
La Figura 10 muestra la condicion de engrane de la quinta velocidad, obtenida desplazando el dispositivo de acoplamiento 60 a la primera posicion de engrane definida anteriormente, en la que este dispositivo conecta el pinon accionado 52 de la quinta velocidad para girar con el arbol secundario 26. La transmision del movimiento del arbol primario 24 al arbol secundario 26 de la caja de velocidades principal 12 se lleva a cabo, por lo tanto, a traves del juego de engranajes de la quinta velocidad, formado por el pinon de transmision 38 y por el pinon accionado 52.
La Figura 11 muestra la condicion de engrane de la sexta velocidad, obtenida desplazando el dispositivo de acoplamiento 42 a la segunda posicion de engrane definida anteriormente, en la que este dispositivo conecta el pinon accionado 32 de la sexta velocidad para girar con el arbol primario 24. La transmision del movimiento del arbol primario 24 al arbol secundario 26 de la caja de velocidades principal 12 se lleva a cabo, por lo tanto, a traves del juego de engranajes de la sexta velocidad, formado por el pinon de transmision 32 y por el pinon accionado 46.
Las Figuras 12 y 13 muestran la condicion operativa simplemente electrica de la transmision, en la que la maquina electrica 14 esta conectada al arbol secundario 26 de la caja de velocidades principal en virtud del dispositivo de acoplamiento 56 que esta en la primera posicion de engrane (y estando conectado, de este modo, el pinon accionado 44 para girar con el arbol secundario 26) y en la que el dispositivo de acoplamiento 70 de la caja de velocidades secundaria 16 esta en la primera o segunda posicion de engrane. Todos los otros dispositivos de acoplamiento 42, 58 y 60 de la caja de velocidades principal 12 se mantienen en la posicion neutra. En la condicion ilustrada en la Figura 12, la maquina electrica 14 transmite el par con la velocidad baja engranada, mientras que la Figura 13 se refiere a la condicion de engrane de la velocidad alta de la caja de velocidades secundaria 16.
Finalmente, las Figuras 14 y 15 se refieren a la condicion en la que la maquina electrica 14 esta conectada al arbol primario 24 de la caja de velocidades principal 12 y, por lo tanto, a traves del embrague de friccion 18, al motor de combustion interna del vehiculo, para funcionar, bien como un motor de arranque para arrancar el motor de combustion interna, o como un generador para generar corriente para cargar las baterias embarcadas del vehiculo. En tal condicion, el dispositivo de acoplamiento 42 esta en la primera posicion de engrane, para de este modo conectar el pinon de transmision 30 para girar con el arbol primario 24, mientras que el dispositivo de acoplamiento 70 de la caja de velocidades secundaria 16 se puede colocar en la primera o segunda posicion de engrane, como se muestra en la Figura 14 y en la Figura 15, respectivamente. Todos los otros dispositivos de acoplamiento 56, 58 y 60 de la caja de velocidades principal 12 se mantienen en la posicion neutra.
En resumen, la transmision hibrida segun la invencion, por tanto, puede funcionar en las siguientes modalidades operativas:
- modalidad de traccion no hibrida, en la que la maquina electrica no esta conectada al sector de entrada (arbol primario) ni al sector de salida (arbol secundario) de la transmision y, por lo tanto, las ruedas del vehiculo reciben el par solo del motor de combustion interna;
- modalidad de traccion hibrida, en la que la maquina electrica esta conectada al sector de salida de la transmision (arbol secundario) con una o mas relaciones de transmision (dos relaciones de transmision, en la realizacion propuesta) y funciona como un motor para generar el par para las ruedas del vehiculo en paralelo con el motor de combustion interna;
- modalidad de traccion simplemente electrica, en la que la maquina electrica esta conectada al sector de salida de la transmision (arbol secundario) con una o mas relaciones de transmision (dos relaciones de transmision, en la realizacion propuesta) y funciona como un motor para generar el par para las ruedas del vehiculo, en lugar del motor de combustion interna; tal modalidad puede usarse, bien cuando se conduce en modalidad totalmente electrica (bien en marcha hacia delante o marcha atras, obteniendose esta ultima invirtiendo la direccion de rotacion de la maquina electrica), o durante las fases de desplazamiento de la caja de velocidades principal para compensar, o al menos reducir, la interrupcion en la transmision del par (el denominado “agujero de par”) que se produce cuando se pasa de una velocidad a otra;
- modalidad de arranque, en la que la maquina electrica esta conectada al sector de entrada de la transmision (arbol primario) y funciona como un motor de arranque para arrancar el motor de combustion interna del vehiculo;
- modalidad de generacion, en la que la maquina electrica esta conectada al sector de entrada de la
transmision (arbol primario) y recibe el movimiento desde el motor de combustion interna del vehiculo para
funcionar como un generador de energia electrica para cargar las baterias embarcadas del vehiculo; y
- modalidad de recuperacion de energia cinetica, en la que la maquina electrica esta conectada al sector de
5 salida de la transmision (arbol secundario) y recibe el movimiento desde las ruedas del vehiculo como un
generador de energia electrica para cargar las baterias embarcadas del vehiculo; en tal modalidad operativo, el par de resistencia de la maquina electrica produce un efecto de frenado sobre las ruedas del vehiculo y por tanto se puede usar como un medio de frenado asistido.
10 Naturalmente, permaneciendo sin cambios el principio de la invencion, las realizaciones y los detalles constructivos pueden variar en gran medida con respecto a lo descrito e ilustrado simplemente a modo de ejemplo no limitativo, sin apartarse por ello del alcance de la invencion, segun lo definido en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (7)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. - Transmision hibrida (10) para un vehiculo a motor, que comprende una caja de velocidades principal (12) y una maquina electrica individual (14),
    en la que la caja de velocidades principal (12) es una caja de velocidades mecanica con una pluralidad de engranajes y comprende al menos un arbol primario (24) adaptado para conectarse a un arbol de transmision del motor de combustion interna del vehiculo, y al menos un arbol secundario (26) adaptado para conectarse a las ruedas del vehiculo,
    en la que la maquina electrica (14) esta conectada de manera desvinculable tanto a dicho al menos un arbol primario (24) como a dicho al menos un arbol secundario (26) mediante un juego de engranajes de conexion (30, 44), que incluye un primer pinon (30) montado libre sobre dicho al menos un arbol primario (24) y un segundo pinon (44) montado libre sobre dicho al menos un arbol secundario (26), y que se engrana directa o indirectamente con dicho pinon (30), para de este modo permitir la transmision del par entre la maquina electrica (14) y dicho al menos un arbol primario (24) y al menos un arbol secundario (26),
    en la que la transmision (10) comprende ademas
    un primer dispositivo de acoplamiento (42) interpuesto entre la maquina electrica (14) y dicho al menos un arbol primario (24) para controlar la conexion entre la maquina electrica (14) y dicho al menos un arbol primario (24), y un segundo dispositivo de acoplamiento (56) interpuesto entre la maquina electrica (14) y dicho al menos un arbol secundario (26) para controlar la conexion entre la maquina electrica (14) y dicho al menos un arbol secundario (26),
    en la que dicho primer dispositivo de acoplamiento (42) es desplazable a una posicion engranada, en la que conecta dicho primer pinon (30) para girar con el arbol primario (24) respectivo, y a una posicion desengranada en la que conecta dicho primer pinon (30) del arbol primario (24) respectivo, y dicho segundo dispositivo de acoplamiento (56) es desplazable al menos a una posicion engranada, en la que conecta dicho segundo pinon (44) para girar con el arbol secundario (26) respectivo, y a una posicion desengranada, en la que desconecta dicho segundo pinon (44) del arbol secundario (26) respectivo, de manera que, con dicho primer dispositivo de acoplamiento (42) en la posicion engranada, la maquina electrica (14) puede transmitir el par al arbol primario (24) sobre el que esta montado dicho primer pinon (30), mientras que, con dicho segundo dispositivo de acoplamiento (56) en la posicion engranada, la maquina electrica (14) puede transmitir el par al arbol secundario (26) sobre el que esta montado dicho segundo pinon (44),
    caracterizada porque comprende ademas una caja de velocidades secundaria (16) con dos o mas velocidades acopladas a la maquina electrica (14), a fin de permitir cambiar la relacion de transmision entre la maquina electrica (14) y la caja de velocidades principal (12).
  2. 2. - Transmision segun la reivindicacion 1, en la que la caja de velocidades principal (12) comprende una pluralidad de juegos de engranajes (30, 44, 32, 46, 34, 48, 36, 50, 38, 52, 40, 54) que estan adaptados para implementar cada uno una velocidad respectiva (I, II, III, IV, V, VI) y comprenden cada uno un pinon de transmision (30, 32, 34, 36, 38, 40) portado por dicho al menos un arbol primario (24) y un pinon accionado (44, 46, 48, 50, 52, 54) portado por dicho al menos un arbol secundario (26), y que se engrana directa o indirectamente con el pinon de transmision (30, 32, 34, 36, 38, 40) respectivo, y en la que dicho juego de engranajes de conexion (30, 44) forma parte de dicha pluralidad de juegos de engranajes (30, 44, 32, 46, 34, 48, 36, 50, 38, 52, 40, 54).
  3. 3. - Transmision segun la reivindicacion 2, en la que dicho juego de engranajes de conexion (30, 44) esta adaptado para implementar una velocidad intermedia de la caja de velocidades principal (12).
  4. 4. - Transmision segun la reivindicacion 3, en la que la caja de velocidades principal (12) es una caja de velocidades con seis velocidades y en la que dicho juego de engranajes de conexion (30, 44) esta adaptado para implementar la tercera velocidad de la caja de velocidades principal (12).
  5. 5. - Transmision segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la maquina electrica (14) comprende un arbol de salida (62) y un pinon de salida (64) montado libre sobre el arbol de salida (62) y conectado para girar con dicho primer pinon (30) o con dicho segundo pinon (44), en la que la caja de velocidades secundaria (16) comprende un mecanismo de reduccion (68) interpuesto entre el arbol de salida (62) y el pinon de salida (64), y un dispositivo de acoplamiento (70) asociado al pinon de salida (64), en la que el mecanismo de reduccion (68) comprende un miembro de entrada (72) y un miembro de salida (78), y en la que el dispositivo de acoplamiento (70) de la caja de velocidades secundaria (16) es desplazable al menos a una primera posicion de engrane, en la que conecta el pinon de salida (64) para girar con el miembro de salida (78), para implementar una primera velocidad, o velocidad baja, de la caja de velocidades secundaria (16), y a una segunda posicion de engrane, en la que conecta el pinon de salida (64) para girar directamente con el arbol de salida (62), para implementar una segunda velocidad, o velocidad alta, de la caja de velocidades secundaria (16).
  6. 6. - Transmision segun la reivindicacion 5, en la que el mecanismo de reduccion (68) es un mecanismo de reduccion planetaria.
  7. 7. - Transmision segun la reivindicacion 5 o la reivindicacion 6, en la que el dispositivo de acoplamiento (70) de la 5 caja de velocidades secundaria (16) tambien es desplazable a una posicion neutra, en la que desconecta el pinon de
    salida (64) tanto del arbol de salida (62) como del miembro de salida (78).
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