机动车辆的混合驱动装置和用于其操控的方法制造方法及图纸

技术编号:8415758 阅读:179 留言:0更新日期:2013-03-15 01:41
本发明专利技术涉及机动车辆的混合驱动装置,其包括:带有传动轴(2)的内燃机(VM)、带有转子(14)的能作为马达和发电机运行的电机(EM)以及带有两个共轴布置的输入轴(GE1、GE2)和共同的输出轴(GA)的多级换档变速器(15),其中,第一输入轴(GE1)居中地布置在构造为空心轴的第二输入轴(GE2)的内部,至少第一输入轴(GE1)能经由所配属的分离离合器(K1)与内燃机的传动轴连接,第二输入轴(GE2)与电机的转子传动连接,并且两个输入轴(GE1、GE2)能够分别经由多个档位齿轮组(3、5、7、9;4、6、8、10)以不同的传动比并且分别借助能切换的档位离合器(S1、S3;S2、S4)选择性地与输出轴(GA)形成传动连接。在基于双离合变速器(1)的简单且节约位置地构建的混合驱动装置(13、13’)中,仅第一输入轴(GE1)能经由所配属的分离离合器(K1)与内燃机(VM)的传动轴(2)连接,并且第一输入轴(GE1)和第二输入轴(GE2)能够经由能接合和断开的形状锁合的切换离合器(SE1、SE1’)相互联接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机动车辆的混合驱动装置,其包括带有传动轴的内燃机、带有转子的能作为马达和发电机运行的电机以及带有两个输入轴和共同的输出轴的多级换档变速器,其中,第一输入轴共轴地布置在构造为空心轴的第二输入轴的内部,至少第一输入轴能够经由能操控的摩擦离合器与内燃机的传动轴连接,第二输入轴与电机的转子传动连接,并且两个输入轴能够分别经由多个能切换的档位齿轮组以不同的传动比选择性地与输出轴形成传动连接。此外,本专利技术还涉及用于操控依据本专利技术的混合驱动装置的方法流程。
技术介绍
如下是已经公知的,S卩,由针对机动车辆而设置的双离合变速器通过将能作为马达和/或发电机运行的电机布置在输入轴、输出轴或中间轴上来创建一种混合驱动装置,所述双离合变速器在输入侧经由两个摩擦离合器能与内燃机的传动轴连接或者说能传动连接。例如在DE 101 33 695 Al中公开了多种将电机布置在不同结构类型的双离合变速器中的可能性。例如,电机可以共轴地布置在输入轴的或中间轴的自由端部上,其中,转子可以直接抗相对转动地与相关的变速器轴连接,或者在中间轴的情况中必要时可以经由其输入恒定件与所配属的输入轴传动连接。同样地,电机可以与输入轴或中间轴轴平行地布置,其中,转子经由圆柱齿轮传动机构与相关的变速器轴传动连接,或在中间轴的情况中可以通过使用档位齿轮组的齿轮与输入轴传动连接。如下也是可能的,即,电机共轴地布置在输入轴或输出轴上,其中,空心构造的转子可以直接抗相对转动地与相关的变速器轴连接,或者在输出轴的情况中可以通过使用档位齿轮组的齿轮与相邻的中间轴传动连接并且必要时经由其输入恒定件与所配属的输入轴传动连接。 用于将电机布置在具有两个共轴嵌套布置的输入轴和两个共轴嵌套布置的中间轴的双离合变速器内部的其它可能性在DE 10 2005 035 328 Al中公知。然而,混合驱动装置的这些公知的实施方案具有如下缺点,即,伴随着电机的布置,初始的双离合变速器的轴向的和径向的尺寸不再能够保持。当电机布置在变速器壳体内部时,必然造成变速器尺寸轴向的或径向的扩展,因为初始的双离合变速器大多尽可能紧凑地构建并且未针对容纳附加机组地设计。此外,电机的于变速器内部的布置方案在防止变速器机油渗入的封装、有效冷却和针对维护作业和修理作业的便捷性方面存在问题。在电机的于变速器外部的布置方案中,例如布置在变速器轴的向外延长的自由端部上,虽然对初始的双离合变速器的所需要的结构上的改变相对较小,但由如此构造的混合驱动装置所占据的结构空间同样比初始的双离合变速器更大,由此,难于替代初始的双离合变速器可选地将混合驱动装置集成到现有的机动车辆中并且在未对车辆车体进行耗费的改变的情况下通常是不可能的。此外,在电机于变速器外部的布置方案中,前面所描述的布置方案可能性大多被取消了。此外,提出了具有集成电机的换档变速器,其具有两个输入侧的变速器轴尤其是两个中间轴,它们能够分别经由多个能切换的档位齿轮组以不同的传动比与共同的输出轴形成传动连接。这种换档变速器在其原理性构建方面很大程度上对应于双离合变速器。然而,仅一个输入侧的变速器轴能够相应地经由能操控的摩擦离合器直接地或间接地与内燃机的传动轴连接,而另一输入侧的变速器轴间接地或直接地与电机的转子传动连接。在根据US 6 645 105 B2的最初的这种混合驱动装置中,输入侧的第一变速器轴能经由摩擦离合器与内燃机的传动轴连接,而输入侧的第二变速器轴经由输入恒定件和构造为单排行星齿轮传动机构的外差式变速器与电机的转子和输入侧的第一变速器轴传动连接。为了经由配属给输入侧的第二变速器轴的档位级来传输电动马达的或内燃机的转矩,分别在外差式变速器内部通过内燃机或电机的相应力矩支持是必需的。此外,为了实现宽广的功能范围,电机必须能在两个转动方向上作为马达和作为发电机运行(四象限运行),这要求电机和对其操控的相应耗费的构造方案。伴随关断内燃机和打开摩擦离合器的纯粹的电动行驶运行利用这种公知的混合驱动装置是不可能的。在根据WO 2008/138387A1的另外的这种混合驱动装置中,输入侧的第一变速器轴能经由摩擦离合器与内燃机的传动轴连接,而输入侧的第二变速器轴直接抗相对转动地与电机的转子连接。为了能够分别利用输入侧的相应的另一变速器轴的至少若干档位级来·传输电动马达的或内燃机的转矩,输入侧的第一和第二变速器轴的两个档位齿轮组分别布置在共同的径向平面中并且分别利用共同的、构造为空套轮的且布置在共同的输出轴上的齿轮,而布置在输入侧的第二变速器轴上的相关的齿轮构造为固定轮。通过固定轮和空套轮的这种特殊布置而产生如下不同,即,其在从很大程度上结构相同的双离合变速器中导出混合驱动装置时要求显著的结构上的改变。最后,在DE 199 60 621 B4中描述了这种混合驱动装置的三种实施方式,其中,第一中间轴能够分别经由第一输入恒定件、输入轴和能操控的摩擦离合器与内燃机的传动轴传动连接。第二中间轴直接抗相对转动地与电机的转子连接(参见此文献的图I)或者经由第二输入恒定件与该转子传动连接(参见此文献的图2和图3)。为了能够分别利用相应的另一中间轴的至少若干档位级来传输电动马达的或内燃机的转矩,要么经由能断开和接合的切换离合器第二中间轴能与第二输入恒定件的从动轮连接并且经由第二输入恒定件的驱动轮能与输入轴联接(参见此文献的图1),要么第二输入恒定件的抗相对转动地与共轴地布置在输入轴上的电机的转子连接的驱动轮能与输入轴联接(参见此文献的图2和图3)。切换离合器分别布置在第二输入恒定件的背离发动机的侧上并且因此布置在换档变速器内部,由此,相对于很大程度上结构相同的双离合变速器而产生相应高的改变耗费并且尤其是在混合驱动装置的第二和第三实施形式中基于输入恒定件的在那里的共轴分级的布置而产生变速器尺寸的轴向扩展。因此,公知的混合驱动装置具有如下主要缺点,即,它们具有特殊研发的换档变速器或者具有以高的结构上的耗费由双离合变速器导出的换档变速器,其具有提高的制造成本和/或增大的尺寸。由此,作为对常规驱动装置的替选方案而将相应的混合驱动装置集成到现有的机动车辆中是困难的或者说不利地仅能以高的结构上的和经济上的耗费来实现
技术实现思路
因此,本专利技术的任务是提出一种机动车辆的基于前面所提到的类型的双离合变速器的混合驱动装置,其简单且节约位置地构建以及能在没有大的结构改变的情况下作为替选的驱动装置集成到机动车辆中。此外,应当说明用于操控这种依据本专利技术的混合驱动装置的方法流程。与混合驱动装置结构上的构造有关的任务的依据本专利技术的第一解决方案结合权利要求I的前序部分的特征在于如下,即,仅变速器的第一输入轴能经由所配属的分离离合器与内燃机的传动轴连接,并且第一输入轴以及第二输入轴能够经由能接合和断开的形状锁合的切换离合器相互联接。与混合驱动装置结构上的构造有关的任务的依据本专利技术的第二解决方案结合独立权利要求2的前序部分的特征在于如下,S卩,仅第一输入轴能经由所配属的分离离合器与内燃机的传动轴连接,并且分离离合器的发动机侧的部件与第二输入轴能够经由能接合和断开的形状锁合的切换离合器相互联接。分离离合器尤其实施为摩擦离合器,该摩擦离合器也适于作为起动离合器。 依据本专利技术的混合驱动装置的有利的设计方案和改本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:约翰尼斯·卡尔滕巴赫
申请(专利权)人:ZF腓德烈斯哈芬股份公司
类型:
国别省市:

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