PL234401B1

PL234401B1 - Power transmission system with stage gear, preferably for road vehicles

Info

Publication number: PL234401B1
Application number: PL428389A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Bieniek; Krzysztof Prażnowski; Jarosław Mamala
Original assignee: Politechnika Opolska
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-02-28
Also published as: PL428389A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest układ napędowy z przekładnią stopniową, zwłaszcza do pojazdów drogowych.The present invention relates to a drive system with a step-by-step transmission, in particular for road vehicles.

Znane z opisu patentowego US 6166499 - Power output apparatus and method of regulating power, urządzenie do wytwarzania mocy wyjściowej zawiera silnik spalinowy, silnik sprzęgający, silnik wspomagający i sterownik. Silnik sprzęgający ma wewnętrzny wirnik połączony z wałem korbowym silnika spalinowego i z wirnikiem zewnętrznym połączonym z wałem napędowym. Silnik wspomagający ma wirnik mechanicznie połączony z wałem korbowym lub z wałem napędowym za pomocą pierwszego sprzęgła i drugiego sprzęgła oraz ze sterownikiem. Wał korbowy silnika spalinowego jest połączony z wałkiem napędowym za pośrednictwem silnika sprzęgającego i silnika wspomagającego. Wał napędowy połączony jest ponadto z mechanizmem różnicowym, który przenosi wyjściowy moment obrotowy z wału napędowego na koła napędowe pojazdu. Silnik sprzęgający i silnik wspomagający są sterowane przez sterownik. Silnik sprzęgający jest silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi przymocowanymi do zewnętrznej powierzchni wewnętrznego wirnika i z uzwojeniem trójfazowym nawiniętym na szczeliny utworzone w zewnętrznym wirniku. Energia elektryczna jest dostarczana do uzwojenia trójfazowego za pośrednictwem pierścienia ślizgowego. Płyty warstwowe z bezkierunkowej stali elektromagnetycznej są użyte do tworzenia zębów i szczelin dla uzwojenia trójfazowego w zewnętrznym wirniku. Silnik wspomagający będący silnikiem synchronicznym z uzwojeniem, które jest nawinięte na stojanie przymocowanym do obudowy. Wirnik jest połączony z obracającym się wałem, który jest drążony w środku i współosiowy z wałem korbowym, a magnesy trwałe są przymocowane do zewnętrznej powierzchni wirnika. Wirujący wał jest mechanicznie łączony i odłączany od wału korbowego za pomocą pierwszego sprzęgła umieszczonego pomiędzy silnikiem wspomagającym i silnikiem sprzęgającym. Wał wirnika jest również mechanicznie sprzęgany z wałem napędowym za pośrednictwem zewnętrznego wirnika silnika sprzęgającego przez sprzęgło drugie.Known from US Patent 6,166,499 - Power output apparatus and method of regulating power, the device for generating the output power comprises an internal combustion engine, a coupling motor, a booster motor and a controller. The coupling engine has an inner rotor connected to the crankshaft of the internal combustion engine and to an outer rotor connected to the drive shaft. The booster engine has a rotor mechanically connected to the crankshaft or to the drive shaft by means of a first clutch, a second clutch and a controller. The crankshaft of the combustion engine is connected to the drive shaft via a coupling motor and a booster motor. The drive shaft is also connected to a differential which transmits the output torque from the drive shaft to the vehicle drive wheels. The coupling motor and the booster motor are controlled by the controller. The coupling motor is a synchronous motor with permanent magnets attached to the outer surface of the inner rotor and with a three-phase winding wound around the slots formed in the outer rotor. Electricity is supplied to the three-phase winding via a slip ring. Sandwich panels of non-directional electromagnetic steel are used to form teeth and slots for the three-phase winding in the outer rotor. A booster motor which is a synchronous motor with a winding which is wound on a stator attached to the housing. The rotor is connected to a rotating shaft that is hollow in the center and coaxial with the crankshaft, and permanent magnets are attached to the outer surface of the rotor. The rotating shaft is mechanically connected to and disengaged from the crankshaft by a first clutch disposed between the booster and the clutch motor. The rotor shaft is also mechanically coupled to the drive shaft via the outer rotor of the coupling motor via a second clutch.

Znane urządzenie do wytwarzania mocy wyjściowej wykorzystując sterowanie sprzęgłami, jak i silnikami elektrycznymi regulując wartości mocy i prędkości obrotowej na wałku wyjściowym w dwóch stanach jego pracy. W pierwszym stanie pracy, pierwsze sprzęgło jest wyłączone, a drugie sprzęgło jest włączone zaś w drugim stanie, pierwsze sprzęgło jest włączone, a drugie sprzęgło jest wyłączone. W pierwszym stanie pracy wirujący wałek jest odłączony od wału korbowego, ale jest połączony z wałkiem napędowym, a silnik wspomagający jest połączony z wałkiem napędowym. Natomiast w drugim stanie pracy wirujący wałek jest połączony z wałem korbowym, ale odłączony od wału napędowego, a silnik wspomagający jest połączony z wałem korbowym. W zależności od trybu pracy urządzenia oraz różnicy prędkości obrotowych pomiędzy wałem korbowym silnika spalinowego a wyjściowym wałem napędowym, silnik sprzęgający pracuje w trybie napędzania lub w trybie regeneracji, czyli wytwarzania energii i magazynowania jej w akumulatorach. Równocześnie główną rolą silnika wspomagającego jest napędzanie wałka wyjściowego. Silnik wspomagający może jednak pracować również w trybie regeneracji. Energia zgromadzona w akumulatorach może być wykorzystana do zasilania, zarówno silnika wspomagającego, jak i silnika sprzęgającego.A known device for generating output power using the control of clutches and electric motors by adjusting the power and rotational speed values on the output shaft in two operating states. In the first operating condition, the first clutch is disengaged and the second clutch is engaged, and in the second operating condition, the first clutch is engaged and the second clutch is disengaged. In the first operating condition, the rotating shaft is disconnected from the crankshaft but is connected to the drive shaft and the booster motor is connected to the drive shaft. In contrast, in the second operating condition, the rotating shaft is coupled to the crankshaft but disconnected from the propeller shaft and the booster motor is coupled to the crankshaft. Depending on the operating mode of the device and the speed difference between the crankshaft of the internal combustion engine and the output propeller shaft, the coupling engine works in the drive mode or in the regeneration mode, i.e. energy production and storage in batteries. At the same time, the main role of the booster motor is to drive the output shaft. However, the booster engine may also run in regeneration mode. The energy stored in the batteries can be used to power both the booster motor and the coupling motor.

Znany z opisu US 6278915 - Driving force control system for Automotive vehicle, układ sterowania siłą napędową pojazdu samochodowego, a w szczególności pojazdu hybrydowego, w którym zarówno silnik spalinowy wewnętrznego spalania, jak i maszyna elektryczna tworzą układ napędu pojazdu. Układ zawiera silnik spalinowy i dwie maszyny elektryczne pracujące jako silnik napędzający lub jako generator. Pierwsza z maszyn elektrycznych jest połączona na stałe z jednym końcem wału korbowego silnika spalinowego, zaś druga maszyna elektryczna jest połączona przez sprzęgło z drugim końcem wału korbowego silnika spalinowego, a przez przekładnię bezstopniową i przekładnię główną z mechanizmem różnicowym z kołami pojazdu. Sterowanie przełożeniem przekładni bezstopniowej oraz włączaniem odpowiednio jednej maszyny elektrycznej i drugiej maszyny elektrycznej polega na tym, że w danych warunkach obciążenia układu zadawanego przez kierowcę, układ dąży do uzyskiwania minimalnego zużycia całkowitej energii dostarczanej do układu napędowego. Równocześnie zachodzi, zarówno zmiana obciążenia silnika spalinowego przez zadawanie trybu generatorowego obu maszyn, jak i trybu odzyskiwania energii elektrycznej podczas hamującej pracy układu napędowego. Zastosowanie sprzęgła pomiędzy silnikiem spalinowym a maszyną elektryczną drugą skutkuje dodatkowo uzupełnianiem energii elektrycznej zgromadzonej w akumulatorach podczas generatorowego trybu pracy maszyny' elektrycznej pierwszej przy rozłączonym napędzie kół pojazdu podczas postoju lub wybiegu pojazdu.Known from US 6278915 - Driving force control system for Automotive vehicle, a driving force control system for a motor vehicle, and in particular for a hybrid vehicle, in which both the internal combustion engine and the electric machine form the vehicle drive system. The system comprises an internal combustion engine and two electric machines operating as a driving motor or as a generator. The first of the electric machines is connected permanently to one end of the crankshaft of the internal combustion engine, and the second of the electric machine is connected via a clutch to the other end of the crankshaft of the internal combustion engine and via the continuously variable transmission and the main transmission to the wheels of the vehicle. The control of the CVT ratio and the switching on of one electric machine and the other electric machine, respectively, consists in the fact that in the given load conditions of the system set by the driver, the system aims to obtain a minimum consumption of the total energy supplied to the drive system. Simultaneously, both the change of the internal combustion engine load by setting the generator mode of both machines and the electric energy recovery mode during braking operation of the drive system takes place. The use of a clutch between the internal combustion engine and the second electric machine results in additionally replenishing the electric energy stored in the batteries during the generator mode of the electric machine with the first electric machine disconnected while the vehicle is stationary or coasting.

PL 234 401 B1PL 234 401 B1

Znany z opisu patentowego CN 1413855 Mixed Power vehicle driver system with speed changing box andoperating method, układ napędowy zawiera silnik spalinowy i dwie maszyny elektryczne napędzające koła pojazdu za pomocą przekładni planetarnej, przekładni redukcyjnej i skrzyni biegów oraz wykorzystujący energię elektryczną zgromadzoną w akumulatorach. Silnik spalinowy połączony jest przez przekładnię planetarną z maszyną elektryczną pierwszą. Wałek maszyny elektrycznej pierwszej połączony jest z kołem słonecznym przekładni planetarnej, zaś wałek wyjściowy silnika spalinowego połączony jest z jarzmem przekładni, z kolei wałek wejściowy skrzyni biegów połączony jest z kołem koronowym przekładni planetarnej. Wałek wyjściowy skrzyni biegów połączony jest kołami pojazdu przez wałek pośredniczący oraz przekładnię główną, i mechanizm różnicowy. Na wałku pośredniczącym w przekazywaniu momentu obrotowego pomiędzy skrzynią biegów a kołami pojazdu umieszczone jest koło zębate przekładni redukującej, które zazębia się z kołem zębatym umieszczonym na wałku wejściowym maszyny elektrycznej drugiej. Działanie układu opiera się na takim sterowaniu pracą maszyny elektrycznej pierwszej i drugiej, aby przy współpracy z silnikiem spalinowym uzyskać najmniejsze zużycie energii. W przypadku wyłączenia, co najmniej jednej z maszyn elektrycznych lub niskiego poziomu naładowania akumulatorów, maszyny elektryczne zmieniają tryb przekazywania momentu obrotowego do układu napędowego na tryb generatorowy.Known from the patent description CN 1413855 Mixed Power vehicle driver system with speed changing box and operating method, the drive system includes an internal combustion engine and two electric machines driving the wheels of the vehicle by means of a planetary gear, reduction gear and gearbox and using the electricity stored in the batteries. The internal combustion engine is connected through a planetary gear with the first electric machine. The shaft of the first electric machine is connected to the sun gear of the planetary gear, and the output shaft of the internal combustion engine is connected to the yoke of the gear, and the input shaft of the gear is connected to the ring gear of the planetary gear. The gearbox output shaft is connected to the wheels of the vehicle via an idler shaft and the main gear and differential. The gear of the reduction gear is located on the intermediate shaft in transferring the torque between the gearbox and the wheels of the vehicle, which meshes with the gear on the input shaft of the second electric machine. The operation of the system is based on such control of the operation of the first and second electric machines to obtain the lowest energy consumption in cooperation with the internal combustion engine. In the event that at least one of the electric machines is turned off or the batteries are low, the electric machines change the mode of torque transmission to the propulsion system to generator mode.

Znany z opisu patentowego US 20170334280 - Automatic Transmission for hybrid vehicle and method for controlling a hybrid vehicle, hybrydowy układ napędowy pojazdu, w którym dwie jednostki napędowe: silnik spalinowy i maszyna elektryczna współpracują ze sobą podczas napędzania kół pojazdu będąc połączone ze sobą poprzez podwójną przekładnię planetarną. Podwójna przekładnia planetarna zawiera dwa koła centralne: pierwsze i drugie, dwa koła pierścieniowe: pierwsze i drugie oraz dwa jarzma: pierwsze i drugie połączone ze sobą, jak również nieruchomą i współosiową z kołami pierścieniowymi obudowę stanowiącą równocześnie stator maszyny elektrycznej. Dodatkowo oprócz dwóch elementów transmisyjnych wejściowych występują elementy transmisyjne przełączające, które włączają lub unieruchamiają odpowiednio: koło pierścieniowe pierwsze, koło pierścieniowe drugie lub połączone jarzma. Silnik spalinowy połączony jest poprzez element transmisyjny z kołem centralnym pierwszym lub z kołem pierścieniowym pierwszym, przy czym na zewnętrznej części koła pierścieniowego pierwszego umieszczony jest rotor maszyny elektrycznej współpracujący z jej statorem stanowiącym nieruchomą obudowę przekładni planetarnej. Przełączenie pomiędzy napędem koła pierścieniowego pierwszego lub koła centralnego pierwszego następuje za pomocą elementów transmisyjnych. Maszyna elektryczna, której elementy składowe stanowi zewnętrzna część koła pierścieniowego i wewnętrzna część obudowy przekładni współosiową z kołem pierścieniowym napędza koło pierścieniowe pierwsze. Elementem wyjściowym podwójnej przekładni planetarnej połączonej z kołami pojazdu są jarzma: pierwsze i drugie. Znany hybrydowy układ napędowy pojazdu uzyskuje napęd pojazdu w kilku trybach pracy, a w szczególności: z silnikiem spalinowym, z maszyną elektryczną działającą jako silnik elektryczny i równocześnie z silnikiem spalinowym i elektrycznym.Known from the patent description US 20170334280 - Automatic Transmission for hybrid vehicle and method for controlling a hybrid vehicle, a hybrid drive system in which two drive units: the internal combustion engine and the electric machine cooperate with each other while driving the vehicle's wheels, being connected to each other via a double transmission planetary. The double planetary gear includes two central wheels: the first and the second, two ring wheels: the first and the second, and two yokes: the first and the second connected to each other, as well as a fixed and coaxial with the ring wheels a housing that is also the stator of the electric machine. In addition to the two input transmission elements, there are switching transmission elements that activate or lock the first ring gear, the second ring gear, or connected yokes, respectively. The internal combustion engine is connected via a transmission element to the first central wheel or to the first ring wheel, and on the outer part of the first ring wheel there is a rotor of the electric machine cooperating with its stator constituting the fixed housing of the planetary gear. The changeover between the first ring wheel drive or the first ring gear drive takes place by means of transmission elements. An electric machine, the components of which are the outer part of the ring gear and the inner part of the gear housing coaxial with the ring gear, drives the first ring gear. The first and second yokes are the output element of the double planetary gear connected to the wheels of the vehicle. The known hybrid drive system of the vehicle achieves the propulsion of the vehicle in several operating modes, in particular: with an internal combustion engine, with an electric machine acting as an electric motor and simultaneously with an internal combustion engine and an electric engine.

Istota układu napędowego z przekładnią stopniową, zwłaszcza do pojazdów drogowych według wynalazku polega na tym, że podwójna przekładnia planetarna połączona jest poprzez odbiorczą przekładnię redukcyjną z przekładnią główną z mechanizmem różnicowym. Pierwsze koło centralne podwójnej przekładni planetarnej połączone jest z jednostką napędową poprzez skrzynię biegów ze sprzęgłem i zespół przełączający tryby pracy, a drugie koło centralne podwójnej przekładni planetarnej połączone jest z maszyną elektryczną z hamulcem. Korzystnie jest, gdy jarzmo podwójnej przekładni planetarnej połączone jest z jednostką napędową poprzez skrzynię biegów ze sprzęgłem i zespół przełączający tryby pracy. Korzystnie jest, gdy elementy zespołu przełączającego tryby pracy umieszczone są w jednej obudowie, przy czym wałek wejściowy zespołu przełączającego tryby pracy połączony jest z jednostką napędową przez skrzynię biegów ze sprzęgłem, a dwa współosiowe wałki wyjściowe zespołu przełączającego tryby pracy połączone są odpowiednio z pierwszym kołem centralnym lub z jarzmem podwójnej przekładni planetarnej. Korzystnie jest, gdy wałki wyjściowe zespołu przełączającego tryby pracy połączone są z czujnikami prędkości obrotowej wałków wyjściowych zespołu przełączającego. Korzystnie jest, gdy skrzynia biegów jest automatyczna.The essence of the drive system with a stage gear, especially for road vehicles, according to the invention is that the double planetary gear is connected via an input reduction gear with the main gear with the differential. The first central gear of the double planetary gear is connected to the drive unit via a gearbox with a clutch and an operating mode switch unit, and the second center gear of the double planetary gear is connected to the electric machine with a brake. Preferably, the double planetary gear yoke is connected to the drive unit via a gearbox with a clutch and an operating mode switch. Preferably, the elements of the mode switching device are arranged in one housing, the input shaft of the mode switching device being connected to the drive unit via a gearbox with a clutch, and the two coaxial output shafts of the mode switching device being connected to the first central wheel, respectively. or with the yoke of a double planetary gear. Preferably, the output shafts of the mode switching device are connected with rotational speed sensors of the output shafts of the switching device. Preferably, the gearbox is automatic.

W układzie napędowym według wynalazku połączenie podwójnej przekładni planetarnej z maszyną elektryczną powoduje ciągłą zmianę jego sprawności, dzięki zmianie położenia punktu pracy jednostki napędowej pojazdu, zwłaszcza w przypadku przekładni o stopniowej zmianie przełożenia. Usytuowanie elementów zespołu przełączającego tryby pracy w jednej obudowie pozwala na konstrukcyjne dostosowanie jego elementów składowych, w tym sprzęgieł ciernych mokrych umieszczonych w oleju. Połączenie wałków wyjściowych zespołu przełączającego tryby pracy układu napędowego z czujnikamiIn the drive system according to the invention, the combination of the double planetary gear with the electric machine causes a continuous change of its efficiency due to the change in the position of the operating point of the drive unit of the vehicle, especially in the case of a gradual gear change. The location of the elements of the mode switching unit in one housing allows for the structural adjustment of its components, including the wet friction clutches located in the oil. Connection of the output shafts of the unit switching the modes of operation of the drive system with the sensors

PL 234 401 B1 prędkości obrotowej umożliwiają jego bieżące monitorowanie. Zastosowanie automatycznej skrzyni biegów zapewnia komfort użytkowania pojazdu. Nadto budowa układu napędowego według wynalazku umożliwia jego przekonstruowanie w wersję uproszczoną przez połączenie koła centralnego pierwszego bezpośrednio ze skrzynią biegów z pominięciem zespołu przełączającego tryby pracy przy unieruchomionym jarzmie podwójnej przekładni planetarnej, co jest przydatne, w szczególności w pojazdach o ograniczonych gabarytach i jego masie.The rotational speed allows for its ongoing monitoring. The use of an automatic gearbox ensures the comfort of using the vehicle. Moreover, the structure of the drive system according to the invention allows it to be redesigned into a simplified version by connecting the first central wheel directly to the gearbox, bypassing the operating mode switching unit with the fixed yoke of the double planetary gearbox, which is useful, in particular in vehicles with limited dimensions and weight.

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku przedstawiającym schemat układu napędowego z przekładnią stopniową, zwłaszcza do pojazdów drogowych.The subject matter of the invention, in an exemplary embodiment, is shown in the drawing showing a diagram of a drive system with a step gear, in particular for road vehicles.

Układ napędowy z przekładnią stopniową, zwłaszcza do pojazdów drogowych według wynalazku zawiera jednostkę napędową JN, skrzynię biegów ze sprzęgłem SB, zespół przełączający tryby pracy ZP, podwójną przekładnię planetarną PP, przekładnię odbiorczą PO, przekładnię główną z mechanizmem różnicowym PG i maszynę elektryczną ME z hamulcem H. Jednostka napędowa JN połączona jest z podwójną przekładnią planetarną PP przez skrzynię biegów ze sprzęgłem SB i zespół przełączający tryby pracy ZP. Podwójna przekładnia planetarna PP połączona jest z zespołem przełączającym tryby pracy ZP przez koło centralne pierwsze C1 stanowiące pierwsze wejście podwójnej przekładni planetarnej PP. Podwójna przekładnia planetarna PP połączona jest z maszyną elektryczną ME z hamulcem H poprzez koło centralne drugie C2 stanowiące wejście drugie podwójnej przekładni planetarnej PP. Maszyna elektryczna ME z hamulcem H połączona jest z kołem centralnym drugim C2 i z akumulatorem A. Podwójna przekładnia planetarna PP połączona jest z przekładnią główną z mechanizmem różnicowym PG poprzez przekładnię odbiorczą PO. Podwójna przekładnia planetarna PP połączona jest z przekładnią odbiorczą PO poprzez koło pierścieniowe KP stanowiące wyjście podwójnej przekładni planetarnej PP. Przekładnia główna z mechanizmem różnicowym PG połączona jest z kołami pojazdu drogowego K. Zespół przełączający tryby pracy ZP zawiera dwa współosiowo umieszczone pakiety sprzęgieł mokrych i dwa hamulce. Sprzęgła pierwszego pakietu łączą wałek wyjściowy ZP z kołem centralnym pierwszym C1 podwójnej przekładni planetarnej PP, zaś sprzęgła drugiego pakietu łączą jarzmo J podwójnej przekładni planetarnej PP ze skrzynią biegów ze sprzęgłem SB. Pierwszy hamulec połączony jest z kołem centralnym pierwszym C1, a drugi z jarzmem J podwójnej przekładni planetarnej PP. Elementy zespołu przełączającego tryby pracy ZP usytuowane są w jednej obudowie. Jednostka napędowa JN, skrzynia biegów ze sprzęgłem SB, zespół przełączający tryby pracy ZP, maszyna elektryczna ME z hamulcem H, akumulator A oraz czujniki: prędkości pojazdu CP, prędkości obrotowej N1 wałka koła centralnego pierwszego C1, prędkości obrotowej N2 wałka jarzma J podwójnej przekładni planetarnej PP połączone są ze sterownikiem ST.The drive system with a stage transmission, in particular for road vehicles, according to the invention comprises a JN drive unit, an SB clutch gearbox, a ZP operating mode changeover unit, a PP double planetary gear, a PO input gear, a PG main gearbox and an ME electric machine with a brake. H. The JN drive unit is connected to the PP double planetary gear via the SB clutch gearbox and the ZP mode switching unit. The double PP planetary gear is connected to the ZP operation mode switching unit through the first center wheel C1 which is the first input of the double PP planetary gear. The double PP planetary gear is connected to the ME electric machine with the H brake through the second C2 central wheel, which is the second input of the PP double planetary gear. The ME electric machine with an H brake is connected to the C2 center wheel and to the A battery. The PP double planetary gear is connected to the main gear with the PG differential via the PO input gear. The double PP planetary gear is connected to the PO receiving gear through the KP ring gear which is the output of the double PP planetary gear. The main gear with the PG differential is connected to the wheels of the road vehicle K. The operating mode switching unit ZP comprises two coaxially placed wet clutch packages and two brakes. The couplings of the first packet connect the output shaft ZP to the first central gear C1 of the PP double planetary gear, and the couplings of the second pack connect the yoke J of the PP double planetary gearbox with the SB gearbox. The first brake is connected to the first central wheel C1, and the second to the yoke J of the PP double planetary gear. Elements of the ZP operation mode switching unit are located in one housing. JN drive unit, SB clutch gearbox, ZP operating mode switching unit, ME electric machine with H brake, battery A and sensors: vehicle speed CP, rotational speed N1 of the first center wheel shaft C1, rotational speed N2 of the yoke shaft J of the double planetary gear The PPs are connected to the ST controller.

Sterownik ST otrzymując sygnały stopnia naładowania akumulatora A, prędkości obrotowej jednostki napędowej JN, położenia pedału przyspieszenia oraz prędkości pojazdu CP decyduje o funkcji korekcyjnej lub generatorowej maszyny elektrycznej ME. W przypadku, gdy analiza sygnałów przypływających do sterownika ST wskazuje na pracę jednostki napędowej JN w punkcie o niekorzystnej jego sprawności, wówczas następuje włączenie korekcyjnej funkcji maszyny elektrycznej ME, co w konsekwencji skutkuje zmianą położenia punktu pracy jednostki napędowej JN w obszar o korzystniejszej sprawności. Zmiana położenia punktu pracy jednostki napędowej JN jest następstwem zmiany jej obciążenia i jej prędkości obrotowej. Jednostka napędowa JN przekazuje moment obrotowy poprzez skrzynię biegów ze sprzęgłem SB do zespołu przełączającego tryby pracy ZP, którego pierwszy pakiet sprzęgieł mokrych przekazuje moment obrotowy na wałek koła centralnego pierwszego C1 do przekładni głównej z mechanizmem różnicowym PG poprzez koła obiegowe, koło pierścieniowe KP oraz przekładnię odbiorczą PO lub drugi pakiet sprzęgieł mokrych przekazuje moment obrotowy na wałek jarzma J podwójnej przekładni planetarnej PP do przekładni głównej z mechanizmem różnicowym PG poprzez koła obiegowe, koło pierścieniowe KP i przekładnię odbiorczą PO. W czasie przekazywania momentu obrotowego z jednostki napędowej JN na wałek koła centralnego pierwszego C1, wałek jarzma J podwójnej przekładni planetarnej PP jest unieruchomiony, a podczas przekazywania momentu obrotowego z jednostki napędowej JN na wałek jarzma J podwójnej przekładni planetarnej PP, wałek koła centralnego pierwszego C1 jest unieruchomiony. Podczas ruchu pojazdu z mniejszą prędkością jazdy następuje włączenie wałka koła centralnego pierwszego C1, co powoduje pracę podwójnej przekładni planetarnej PP z przełożeniem redukującym. Osiągnięcie zaś znacznych prędkości pojazdu, w tym prędkości autostradowych powoduje włączenie wałka jarzma J podwójnej przekładni planetarnej PP z równoczesnym wyłączeniem wałka koła centralnego pierwszego C1. Skutkuje to przejściem podwójnej przekładni planetarnej PP w tryb nadbiegu, co oznacza uzyskanie przełożenia multiplikującegoThe ST controller, receiving the signals of the battery charge level A, the rotational speed of the drive unit JN, the position of the accelerator pedal and the vehicle speed CP, determines the corrective or generator function of the ME electric machine. In the case when the analysis of the signals flowing to the controller ST indicates the operation of the drive unit JN at a point of unfavorable efficiency, then the corrective function of the electric machine ME is activated, which consequently results in a change of the position of the operating point of the drive unit JN into the area of more favorable efficiency. The change in the position of the operating point of the JN drive unit is a consequence of the change in its load and its rotational speed. The JN drive unit transmits the torque through the SB clutch gearbox to the operating mode changeover unit ZP, whose first wet clutch pack transmits the torque to the shaft of the first center wheel C1 to the main gearbox with the PG differential via planet gears, KP ring gear and input gear The PO or the second wet clutch package transmits the torque to the yoke shaft J of the PP double planetary gearbox to the main gear with the PG differential via planetary gears, KP ring gear and PO pick-up gear. During the transmission of torque from the JN drive unit to the shaft of the first pinion gear C1, the shaft of the yoke J of the double planetary gear PP is immobilized, and during the transmission of torque from the drive unit JN to the shaft of the yoke J of the double planetary gear PP, the shaft of the first pinion gear C1 is immobilized. When the vehicle is moving at a lower speed, the first wheel shaft C1 is engaged, which causes the operation of the double PP planetary gear with a reduction ratio. On the other hand, when high vehicle speeds are reached, including motorway speeds, the yoke shaft J of the PP double planetary gearbox is turned on and the shaft of the first center wheel C1 is turned off. This results in the PP double planetary gear going into overdrive mode, which means obtaining a multiplier ratio

PL 234 401 B1 przez podwójną przekładnię planetarną PP. Równocześnie następuje przekazanie momentu obrotowego poprzez koła obiegowe na koło pierścieniowe KP podwójnej przekładni planetarnej PP, a następnie do kół pojazdu K poprzez przekładnię odbiorczą PO i przekładnię główną z mechanizmem różnicowym PG. Koło centralne drugie C2 połączone z maszyną elektryczną ME obraca się, zarówno w jednym, jak i drugim kierunku lub też pozostaje unieruchomione przez hamulec H w zależności od trybu pracy układu napędowego według wynalazku. Gdy maszyna elektryczna ME jest unieruchomiona, to koła pojazdu są napędzane bez korekty sprawności układu napędowego według wynalazku. Gdy maszyna elektryczna ME jest uruchomiona, to pracuje w trybie generatorowym lub w trybie korekty sprawności układu napędowego według wynalazku. W trybie generatorowym akumulator A jest ładowany, a w trybie korekty sprawności układu napędowego następuje zmiana położenia punktu pracy silnika spalinowego. W trybie generatorowym, gdy koła pojazdu są unieruchomione, akumulator A ładowany jest ze znacznie większą intensywnością w porównaniu do ładowania akumulatora A przy kołach będących w ruchu. Zarówno, gdy maszyna elektryczna ME jest unieruchomiona, jak i gdy jest uruchomiona, gdy moment obrotowy przekazywany jest z jednostki napędowej JN na wałek koła centralnego pierwszego C1, to podwójna przekładnia planetarna PP działa z przełożeniem redukcyjnym, a gdy moment obrotowy przekazywany jest z jednostki napędowej JN na jarzmo J podwójnej przekładni planetarnej PP, to podwójna przekładnia planetarna PP działa z przełożeniem multiplikującym.PL 234 401 B1 by a double PP planetary gear. At the same time, the torque is transmitted through the planet gears to the ring gear KP of the PP double planetary gear, and then to the wheels of the K vehicle through the input gear PO and the main gear with the differential PG. The second central wheel C2 connected to the electric machine ME rotates in both directions or remains immobilized by the brake H, depending on the operating mode of the drive system according to the invention. When the electric machine ME is stationary, the wheels of the vehicle are driven without correcting the efficiency of the drive system according to the invention. When the electric machine ME is started, it is operating in the generator mode or in the efficiency correcting mode of the drive system according to the invention. In the generator mode, the battery A is charged, and in the drive system efficiency correction mode, the position of the internal combustion engine operating point changes. In generator mode, when the wheels of the vehicle are stationary, the battery A is charged with a much greater intensity compared to charging the battery A with the wheels in motion. Both when the ME electric machine is stationary and when it is running, when the torque is transmitted from the drive unit JN to the shaft of the first gear wheel C1, the double planetary gear PP operates with a reduction gear, and when the torque is transmitted from the drive unit JN to the J yoke of the PP double planetary gear, this is the PP double planetary gear, working with a multiplier ratio.

Claims

Patent claims

1. Driveline with a step-by-step gearbox, in particular for road vehicles, in which the drive unit is connected to a gearbox connected to a double planetary gear which is connected to the electric machine, and through a reduction gear to the main gear, the drive unit, double gear planetary, vehicle speed sensor, electric machine, battery, operation mode switching unit and brake are connected to the controller, characterized in that the double planetary gear (PP) is connected through the receiving reduction gear (PO) with the main gear with the differential gear (PG) , wherein the first central gear (C1) of the double epicyclic gear (PP) is connected to the drive unit (JN) through the gearbox with a clutch (SB) and the mode switching unit (ZP), and the second central gear (C2) of the double planetary gear (PP) is connected to an electric machine (ME) with a brake (H).

2. The drive system according to claim The method of claim 1, characterized in that the yoke (JP) of the double epicyclic gear (PP) is connected to the drive unit (JN) via a clutch gearbox (SB) and a mode switching unit (ZP).

3. The drive system according to claim A method according to claim 1, characterized in that the elements of the operating mode switching unit (ZP) are arranged in one housing, the input shaft of the operating mode switching unit (ZP) being connected to the drive unit (JN) through a gearbox with a clutch (SB), and two the coaxial output shafts of the mode switching unit (ZP) are connected to the first center gear (C1) or to the yoke (J) of the double epicyclic gear (PP), respectively.

4. The drive system according to claim The method of claim 1, characterized in that the output shafts of the mode switching device (ZP) ZP are connected to rotational speed sensors of the output shafts of the switching device (ZP).

5. The drive system according to claim 1 The method of claim 1, characterized in that the clutch gearbox (SB) is automatic.

PL 234 401 Β1