变速器和用于汽车的混合动力传动系制造技术

本发明专利技术涉及一种变速器，该变速器包括一个变速器输入轴(4)和一个变速器输出轴(5)和两个功率路径(L1、L2)，这两个功率路径位于变速器输入轴和主齿轮组(HRS)之间，主齿轮组具有四个按转速顺序被称为第一、第二、第三和第四轴的轴(W1、W2、W3、W4)，一个第一电机(EM1)与主齿轮组(HRS)的各轴(W1、W2、W3、W4)之一连接，第一轴(W1)能通过第一切换元件(C)与第一功率路径(L1)连接以及能通过第二切换元件(B)与第二功率路径(L2)连接，第二轴(W2)能通过第三切换元件(D)与第一功率路径连接并且能通过第四切换元件(E)与第二功率路径连接，第三轴(W3)与变速器输出轴(5)永久地连接，第四轴(W4)能通过第六切换元件(F)固定以及能通过第五切换元件(A)与第一功率路径连接。

A transmission and a hybrid powertrain for automobiles

\u672c\u53d1\u660e\u6d89\u53ca\u4e00\u79cd\u53d8\u901f\u5668\uff0c\u8be5\u53d8\u901f\u5668\u5305\u62ec\u4e00\u4e2a\u53d8\u901f\u5668\u8f93\u5165\u8f74(4)\u548c\u4e00\u4e2a\u53d8\u901f\u5668\u8f93\u51fa\u8f74(5)\u548c\u4e24\u4e2a\u529f\u7387\u8def\u5f84(L1\u3001L2)\uff0c\u8fd9\u4e24\u4e2a\u529f\u7387\u8def\u5f84\u4f4d\u4e8e\u53d8\u901f\u5668\u8f93\u5165\u8f74\u548c\u4e3b\u9f7f\u8f6e\u7ec4(HRS)\u4e4b\u95f4\uff0c\u4e3b\u9f7f\u8f6e\u7ec4\u5177\u6709\u56db\u4e2a\u6309\u8f6c\u901f\u987a\u5e8f\u88ab\u79f0\u4e3a\u7b2c\u4e00\u3001\u7b2c\u4e8c\u3001\u7b2c\u4e09\u548c\u7b2c\u56db\u8f74\u7684\u8f74(W1\u3001W2\u3001W3\u3001W4)\uff0c\u4e00\u4e2a\u7b2c\u4e00\u7535\u673a(EM1)\u4e0e\u4e3b\u9f7f\u8f6e\u7ec4(HRS)\u7684\u5404\u8f74(W1\u3001W2\u3001W3\u3001W4)\u4e4b\u4e00\u8fde\u63a5\uff0c\u7b2c\u4e00\u8f74(W1)\u80fd\u901a\u8fc7\u7b2c\u4e00\u5207\u6362\u5143\u4ef6(C)\u4e0e\u7b2c\u4e00\u529f\u7387\u8def\u5f84(L1)\u8fde\u63a5\u4ee5\u53ca\u80fd\u901a\u8fc7\u7b2c\u4e8c\u5207\u6362\u5143\u4ef6(B)\u4e0e\u7b2c\u4e8c\u529f\u7387\u8def\u5f84(L2)\u8fde\u63a5\uff0c\u7b2c\u4e8c\u8f74(W2)\u80fd\u901a\u8fc7\u7b2c\u4e09\u5207\u6362\u5143\u4ef6(D)\u4e0e\u7b2c\u4e00\u529f\u7387\u8def\u5f84\u8fde\u63a5\u5e76\u4e14\u80fd\u901a\u8fc7\u7b2c\u56db\u5207\u6362\u5143\u4ef6(E)\u4e0e\u7b2c\u4e8c\u529f\u7387\u8def\u5f84\u8fde\u63a5\uff0c\u7b2c\u4e09\u8f74(W3)\u4e0e\u53d8\u901f\u5668\u8f93\u51fa\u8f74(5)\u6c38\u4e45\u5730\u8fde\u63a5\uff0c The fourth axis (W4) can be fixed by the sixth switching element (F) and can be connected to the first power path via the fifth switching element (A).

【技术实现步骤摘要】
变速器和用于汽车的混合动力传动系
本专利技术涉及一种变速器。此外，本专利技术还涉及一种用于汽车的混合动力传动系，该混合动力传动系包括一个内燃机和至少一个电机。
技术介绍
开头所提类型的变速器例如由EP0434525A1已知。在这种已知的具有五个换挡元件的变速器中实现六个前进挡和一个倒挡，这些换挡元件的选择性的成对接合在变速器输入轴和变速器输出轴之间产生不同的传动比。此外，由本申请人的专利申请DE102010028026还已知了一种包括一个内燃机和多个电机的混合动力传动系。在该混合动力传动系中使用具有分变速器的齿轮变速器，这些分变速器分别具有一个可切换的挡位。除了在同轴的驱动端和从动端时的一个直接挡外，存在于分变速器中的可切换的挡位分别由恰好一个单变速器、如一个圆柱齿轮对或一个行星传动机构产生。据此，具有同轴从动端的九挡中间轴式变速器对于这九个挡将需要至少九个形式为九个圆柱齿轮对的单变速器。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，利用一种多挡变速器减小上述类型的混合动力传动系所需的构造耗费。根据本专利技术，该任务借助一种开头所提类型的变速器以下述方式解决：按照本专利技术的变速器包括一个变速器输入轴和一个变速器输出轴和两个功率路径，这两个功率路径位于变速器输入轴与一个由两个单行星齿轮组构成的主齿轮组之间，所述主齿轮组具有四个按转速顺序被称为第一、第二、第三和第四轴的轴，其中，所述两个功率路径中的第一功率路径具有第一固定传动比并且所述两个功率路径中的第二功率路径具有第二固定传动比，第二固定传动比小于第一固定传动比，其特征在于，一个第一电机与主齿轮组的其中一个轴连接，其中，第一轴能通过一个第一切换元件与第一功率路径连接以及能通过一个第二切换元件与第二功率路径连接，第二轴能通过一个第三切换元件与第一功率路径连接以及能通过一个第四切换元件与第二功率路径连接，第三轴与变速器输出轴永久地连接，第四轴能通过一个第六切换元件固定以及能通过一个第五切换元件与第一功率路径或第二功率路径连接。根据本专利技术的解决方案的突出之处主要在于显著减小且简化的结构，由此也能实现在整体重量和所需安装空间方面的优化。每两个切换元件能借助一个双作用的致动器交替地操纵。在此，第一切换元件的闭合能引起第二切换元件的打开。所有在本文件中提到的切换元件能优选构成为形锁合的切换元件、例如牙嵌式切换元件、特别是牙嵌式离合器或牙嵌式制动器。根据本专利技术的变速器的另一优点在于，所使用的切换元件不需要同步装置，因为切换元件的同步能通过电机和内燃机在无负载状态中进行。此外，电机能用作转速传感器(求解器)。在此，在驱动端和从动端上可通过在电机上始终确定的转速在挡位传动路线之内和之外避免行星齿轮组上不确定的转速状态。此外，在借助内燃机行驶时也能通过电机进行动力换挡。所使用的行星齿轮传动机构优选构成为负传动比行星齿轮组。一个单级的负传动比行星齿轮组包括一个太阳轮、一个齿圈和一个行星架，行星齿轮可转动地支承在该行星架上，这些行星齿轮分别与太阳轮和齿圈啮合。由此，齿圈在行星架固定时具有与太阳轮相反的转动方向。与此相反地，一个单级的正传动比行星齿轮组包括一个太阳轮、一个齿圈和一个行星架，内侧和外侧的行星齿轮可转动地支承在该行星架上，其中，所有内侧的行星齿轮与太阳轮啮合并且所有外侧的行星齿轮与齿圈啮合，每个内侧的行星齿轮与各一个外侧的行星齿轮啮合。由此，齿圈在行星架固定时具有与太阳轮相同的旋转方向。但根据本专利技术，当替换行星架和齿圈连接并且同时行星齿轮组的固定传动比的值与作为负传动比行星齿轮组的实施方式相比增加了1时，负传动比行星齿轮组也能被正传动比行星齿轮组代替。本专利技术的一种特别有利的、通过电机实现起动、开动、倒转、助力、回收以及动力换挡的变型方案规定，电机永久地或可接入和可断开地、直接或通过传动机构连接到主齿轮组的第一轴上。另一优点可在于，无需单独的倒挡。本专利技术的一种所需切换元件数量较少就足够并且在顺序切换方式中避免双切换的实施形式规定，通过所述六个切换元件的选择性的成对接合可实现十个前进挡，其中，这十个前进挡中的九个前进挡是能动力换挡的且是能以非成组切换的方式切换的，其中，第一前进挡通过闭合第六切换元件和第一切换元件产生，第二前进挡通过闭合第六切换元件和第二切换元件产生，第三前进挡通过闭合第六切换元件和第三切换元件产生，第四前进挡通过闭合第三切换元件和第二切换元件产生，第九前进挡通过闭合第一切换元件和第四切换元件产生，并且另一挡通过闭合第六切换元件和第四切换元件产生，其中，在第四轴能通过第五切换元件与第一功率路径连接的情况下，第五前进挡优选通过闭合第三切换元件和第五切换元件产生或通过闭合第五切换元件和第一切换元件产生或通过闭合第一切换元件和第三切换元件产生，第六前进挡通过闭合第二切换元件和第五切换元件产生，第七前进挡通过闭合第四切换元件和第五切换元件产生，第八前进挡通过闭合第二切换元件和第四切换元件产生；在第四轴能通过第五切换元件与第二功率路径连接的情况下，第五前进挡优选通过闭合第一切换元件和第三切换元件产生，第六前进挡通过闭合第五切换元件和第三切换元件产生，第七前进挡通过闭合第五切换元件和第一切换元件产生并且第八前进挡通过闭合第五切换元件和第四切换元件产生或通过闭合第二切换元件和第四切换元件产生或通过闭合第二切换元件和第五切换元件产生。一种有利的实施方式规定，变速器输出轴同轴于变速器输入轴设置，其中，第二功率路径包括用于发出比变速器输入轴转速更大的转速的增速行星齿轮组，其中，增速行星齿轮组的第一轴是固定的并且增速行星齿轮组的第二轴能与变速器输入轴永久地或通过一个第七切换元件连接，第二切换元件和第四切换元件连接在增速行星齿轮组的第三轴上，第一功率路径为直接传动。优选地，增速行星齿轮组构成为包括太阳轮、行星架和齿圈的负传动比齿轮组，其中，太阳轮是固定的，行星架可与变速器输入轴永久地或通过第七切换元件可松脱地连接并且第二切换元件和第四切换元件连接到齿圈上。根据一种特别有利的构造方案，该构造方案的特点为在切换元件和行星齿轮组中存在的力矩较小，主齿轮组的第一轴与主齿轮组的第一单行星齿轮组的太阳轮连接，主齿轮组的第二轴与主齿轮组的第二单行星齿轮组的齿圈连接，主齿轮组的第三轴与主齿轮组的第一单行星齿轮组的行星架和第二单行星齿轮组的行星架连接，并且主齿轮组的第四轴与主齿轮组的第二单行星齿轮组的太阳轮和第一单行星齿轮组的齿圈连接。本专利技术的该变型方案由于施加在切换元件和行星齿轮组中的较小的力矩允许节省空间的尺寸确定。为了以尽可能小的轴向结构空间就足够而可以规定，主齿轮组的所述两个单齿轮组径向相互嵌套地设置，其中，第二单齿轮组的太阳轮和第一单齿轮组的齿圈构造为一个唯一的元件。根据本专利技术，上述任务也可借助一种开头所提类型的混合动力传动系以下述方式来解决，即，该混合动力传动系具有按照本专利技术所述的变速器。根据本专利技术的另一种实施形式，可设有一个与内燃机直接地或通过传动机构连接的或能通过至少一个第八切换元件可松脱地连接的第二电机，该第二电机优选为起动机或起动机-发电机的形式。在本专利技术的该变型方案中产生下述优点：通过打开第八切换元件可在所有挡位中实现纯电动的、可动力换挡的行驶运行。另外的与该实施形式相联系的优点在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
变速器，包括一个变速器输入轴(4)和一个变速器输出轴(5)以及两个功率路径(L1、L2)，这两个功率路径位于变速器输入轴(4)与一个由两个单行星齿轮组(P2、P3)构成的主齿轮组(HRS)之间，该主齿轮组具有四个按转速顺序被称为第一、第二、第三和第四轴的轴(W1、W2、W3、W4)，其中，所述两个功率路径中的第一功率路径(L1)具有第一固定传动比(i1)并且所述两个功率路径中的第二功率路径(L2)具有第二固定传动比(i2)，第二固定传动比(i2)小于第一固定传动比(i1)，其特征在于，一个第一电机(EM1)与主齿轮组(HRS)的各轴(W1、W2、W3、W4)之一连接，第一轴(W1)能通过一个第一切换元件(C)与第一功率路径(L1)连接以及能通过一个第二切换元件(B)与第二功率路径(L2)连接，第二轴(W2)能通过一个第三切换元件(D)与第一功率路径(L1)连接以及能通过一个第四切换元件(E)与第二功率路径(L2)连接，第三轴(W3)与变速器输出轴(5)永久地连接，第四轴(W4)能通过一个第六切换元件(F)固定以及能通过一个第五切换元件(A)与第一功率路径(L1)或第二功率路径(L2)连接。...

【技术特征摘要】
2012.01.31 DE 102012201374.11.变速器，包括一个变速器输入轴(4)和一个变速器输出轴(5)以及两个功率路径(L1、L2)，这两个功率路径位于变速器输入轴(4)与一个由两个单行星齿轮组(P2、P3)构成的主齿轮组(HRS)之间，该主齿轮组具有四个按转速顺序被称为第一、第二、第三和第四轴的轴(W1、W2、W3、W4)，其中，所述两个功率路径中的第一功率路径(L1)具有第一固定传动比(i1)并且所述两个功率路径中的第二功率路径(L2)具有第二固定传动比(i2)，第二固定传动比(i2)小于第一固定传动比(i1)，其特征在于，一个第一电机(EM1)与主齿轮组(HRS)的各轴(W1、W2、W3、W4)之一连接，第一轴(W1)能通过一个第一切换元件(C)与第一功率路径(L1)连接以及能通过一个第二切换元件(B)与第二功率路径(L2)连接，第二轴(W2)能通过一个第三切换元件(D)与第一功率路径(L1)连接以及能通过一个第四切换元件(E)与第二功率路径(L2)连接，第三轴(W3)与变速器输出轴(5)永久地连接，第四轴(W4)能通过一个第六切换元件(F)固定以及能通过一个第五切换元件(A)与第一功率路径(L1)或第二功率路径(L2)连接。2.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第一电机(EM1)永久地或能接入和能断开地、直接或通过传动机构连接到主齿轮组(HRS)的第一轴(W1)上。3.根据权利要求1或2所述的变速器，其特征在于，通过所述六个切换元件(A、B、C、D、E、F)的选择性的成对接合能实现十个前进挡，其中，这十个前进挡中的九个前进挡是能动力换挡的且是能以非成组切换的方式切换的，第一前进挡通过闭合第六切换元件(F)和第一切换元件(C)产生，第二前进挡通过闭合第六切换元件(F)和第二切换元件(B)产生，第三前进挡通过闭合第六切换元件(F)和第三切换元件(D)产生，第四前进挡通过闭合第三切换元件(D)和第二切换元件(B)产生，第九前进挡通过闭合第一切换元件(C)和第四切换元件(E)产生，并且另一挡通过闭合第六切换元件(F)和第四切换元件(E)产生，其中，在第四轴(W4)能通过第五切换元件(A)与第一功率路径(L1)连接的情况下，第五前进挡通过闭合第三切换元件(D)和第五切换元件(A)产生或通过闭合第五切换元件(A)和第一切换元件(C)产生或通过闭合第一切换元件(C)和第三切换元件(D)产生，第六前进挡通过闭合第二切换元件(B)和第五切换元件(A)产生，第七前进挡通过闭合第四切换元件(E)和第五切换元件(A)产生，第八前进挡通过闭合第二切换元件(B)和第四切换元件(E)产生；在第四轴(W4)能通过第五切换元件(A)与第二功率路径(L2)连接的情况下，第五前进挡通过闭合第一切换元件(C)和第三切换元件(D)产生，第六前进挡通过闭合第五切换元件(A)和第三切换元件(D)产生，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·齐默，
申请(专利权)人：腓特烈斯港齿轮工厂股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE