用于具有混合推进的机动车辆的变速器和相关联的控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于具有混合推进的机动车辆的变速器，该机动车辆包括一个热力发动机(2)和一个电动马达(3)，该变速器包括对应地连接该热力发动机(2)和该电动马达(3)的两个同心主轴(7，8)以及连接该车辆的车轮的一个副线(5)。该实心主轴(7)支撑两个空转齿轮(7a，7b)。该副线(5)包括两个同心副轴(10，11)。该空心副轴(11)支撑两个固定小齿轮(11a，11b)，这两个固定小齿轮对应地与该实心主轴(7)的一个空转齿轮(7b)啮合从而形成第四齿轮减速比并且对应地与该空心主轴(8)的一个固定小齿轮(8a)啮合从而形成第三齿轮减速比。所述变速器(1)包括一个第一联接系统(9)和一个第二联接系统(12)，该第一联接系统在该实心主轴(7)与其两个空转齿轮(7a，7b)之间进行联接，该第二联接系统在这两个副轴(10，11)之间或在该实心副轴(10)与其空转齿轮(10a)之间进行联接。
【专利说明】用于具有混合推进的机动车辆的变速器和相关联的控制方法
[0001]本发明涉及用于具有混合推进的机动车辆的变速器领域，该机动车辆一方面具有驱动热力发动机并且另一方面具有电动马达。
[0002]更确切地，本发明涉及包括两个同心主轴的混合变速器，这两个同心主轴各自承载在连接至车辆车轮的副轴上的至少一个减速齿轮。
[0003]混合变速器的益处是为车辆的动力驱动链提供两种动力源(热和电力)。这两种动力源的转矩贡献可以在“混合”模式下彼此组合或者可以在“纯热”模式下(其中电动马达不为动力传动系提供任何转矩)或在“纯电力”模式下(其中热力发动机不为动力传动系提供任何转矩)分开地使用。
[0004]通过将电动马达用作为起动器，混合变速器就可以在静止时或在移动时驱动热力发动机。通过将电动马达用作发电机，混合变速器还可以为车辆的电池充电。
[0005]文件FR2 973 299披露了一种用于具有混合推进的机动车辆的变速器，其中主线包括连接至电动马达的空心主轴和直接连接至热力发动机的飞轮的实心主轴。实心主轴承载与副轴的固定齿轮啮合从而形成第一齿轮传动降档的空转齿轮以及与副轴的两个固定齿轮形成两个另外的齿轮传动降档的两个空转齿轮。该变速器包括旨在提供三个不同位置的第一联接器件，其中:热力发动机与将电动马达连接至车轮的动力链脱离联接，热力发动机在电动马达的辅助下或没有辅助地驱动车轮，以及热力发动机和电动马达被联接从而使其相应的转矩相组合。
[0006]这种类型的变速器可以在电动模式和混合模式下提供至少两个分开的齿轮比并且在专用于快速行驶(例如以130km/h)的热力模式下提供更高的齿轮比。因此，电动马达可以用作为唯一的驱动功率源来提供短齿轮比(这适用于城市驾驶)和中间齿轮比(这适用于高于中间速度阈值(例如100km/h)的道路驾驶)。对于高速公路驾驶，使用长齿轮比，其中热力发动机独自联接至车轮。在这种情况下，电动马达被用作为功率发生器以便为电池再充电。
[0007]这个文件还提出，将电动马达用作为唯一的动力源直到例如16km/h的阈值为止，超过该阈值则将电动马达和热力发动机的驱动能量加以组合，这被称为“混合”模式。
[0008]然而，在纯电动模式下的最大速度依然低，并且在多个齿轮比之间的改变涉及转矩中断，这能被车辆的乘客感觉到。
[0009]因此本发明的目的是克服这些缺点并且优化变速器的模式，从而在转矩下提供混合模式。
[0010]因此本发明的一个目的是提供一种用于具有混合推进的车辆的变速器，其中减少了在电动模式下在两个齿轮减速比之间的速度跳跃，因此改善了在混合模式下的驾驶舒适度。这种减少使得能够改善可由电动马达使用的这两个齿轮比的使用平滑性，所述齿轮比因此具有转变范围；换言之，可以在这两个齿轮比之间改变而不局限在该转变范围内。
[0011]本发明的另一个目的是在高速公路驾驶的事件中减少能量消耗。事实上，所提出的结构可以提供针对在高速公路上使用热力发动机的齿轮减速比，并且例如选择非常长的齿轮减速比，其与由电动马达所使用的那些齿轮减速比是分开的。
[0012]总之，因此可以有很大的自由度来一方面选择最适合使用电动马达的以及另一方面最适合使用热力发动机的齿轮减速比。
[0013]在一个实施例中，本发明涉及一种用于具有混合推进的机动车辆的变速器，该机动车辆包括一个热力发动机和一个电动马达，该变速器包括一个主线，该主线包括一个实心主轴和一个空心主轴，该实心主轴连接该热力发动机的飞轮，该空心主轴与该实心主轴同心并且连接该电动马达。所述主轴各自承载在连接至该车辆的车轮的一个副线上的至少一个减速齿轮。该副线包括一个实心副轴，该实心副轴承载一个空转齿轮和一个固定齿轮，该空转齿轮与该空心主轴的一个固定齿轮啮合从而形成第一齿轮减速比，该固定齿轮与该实心主轴的一个空转齿轮啮合从而形成第二齿轮减速比。
[0014]这个实心主轴承载至少一个第二空转齿轮，并且该副线包括一个空心副轴，该空心副轴与该实心副轴同心并且承载两个固定齿轮，这两个固定齿轮对应地与该实心主轴的该第二空转齿轮和与该空心主轴的一个第二固定齿轮相啮合从而对应地形成第四齿轮减速比和形成第三齿轮减速比。所述变速器包括一个第一联接系统和一个第二联接系统，该第一联接系统在该实心主轴与其两个空转齿轮中的一者之间进行联接，该第二联接系统在这两个副轴之间或在该实心副轴与其空转齿轮之间进行联接。
[0015]因此，可以提供额外的减速等级，而无需额外的联接器件，并且不会由于额外的辅助副轴而增加径向范围。实际上，在文件FR 2 973 299中，具有第二齿轮减速比的齿轮传递所有来自于电动马达和热力发动机的组合转矩，而在本发明的情况下，这两个齿轮从不传递所有电动马达和热力发动机的组合转矩。本发明因此可以减少尺寸并且尤其减少这两个齿轮的宽度，从而可以在热力发动机和电动马达的速度之间进行差动而不影响变速器的总长度。当驾驶在高速公路上时，热力模式因此单独被混合模式所替代。
[0016]有利地，所述变速器具有至少一个第一电动模式，其中该第一联接系统断开，而该第二联接系统闭合成将短齿轮比的该空转齿轮连接至该实心副轴。
[0017]在一个实施例中，该变速器具有至少一个第二电动模式，其中该第一联接系统断开，而该第二联接系统闭合成将该空心副轴连接至该实心副轴。
[0018]在一个实施例中，该变速器具有至少一个第一混合模式，其中该第一联接系统闭合成将该第二空转齿轮连接至该实心主轴，并且该第二联接系统闭合成将具有短齿轮比的该空转齿轮连接至该实心副轴。
[0019]在一个实施例中，该变速器具有至少一个第二混合模式，其中该第一联接系统闭合成使该第一空转齿轮与该实心主轴联接，并且该第二联接系统闭合成将具有短齿轮比的该空转齿轮连接至该实心副轴。
[0020]在一个实施例中，该变速器具有至少一个第三混合模式，其中该第一联接系统闭合成使该第一空转齿轮与该实心主轴联接，并且该第二联接系统闭合成连接这两个副轴。
[0021]在一个实施例中，该变速器具有至少一个第四混合模式，其中该第一联接系统闭合成使该第二空转齿轮与该实心主轴联接，并且该第二联接系统闭合成连接这两个副轴。
[0022]在一个实施例中，该变速器具有至少一个电池充电模式，其中该第一联接系统闭合成使该第二空转齿轮与该实心主轴联接，并且该第二联接系统断开。
[0023]在一个实施例中，该热力发动机包括在该发动机飞轮上的低电压或高电压起动机-交流发电机类型的一个整合启动系统、或I SG类型的起动机。
[0024]在一个实施例中，该热力发动机和该电动马达被布置在该主线的相同侧上。
[0025]在另一个实施例中，该电动马达被布置在该主线的一个末端处，并且该热力发动机被布置在该主线的与第一末端相反的一个第二末端处。
[0026]根据第二方面，本发明涉及一种方法，该方法用于控制用于具有混合推进的机动车辆的一个变速器，该机动车辆包括一个热力发动机和一个电动马达，该变速器包括一个主线，该主线包括一个实心主轴和一个空心主轴，该实心主轴连接该热力发动机的飞轮，该空心主轴与该实心主轴同心并且连接该电动马达，所述主轴各自承载在连接至该车辆的车轮的一个副线上的至少一个减速齿轮。该副线包括一个实心副轴和一个空心副轴，该实心副轴承载一个空转齿轮和一个固定齿轮，该空转齿轮与该空心主轴的一个固定齿轮啮合从而形成第一齿轮减速比，该固定齿轮与该实心主轴的一个空转齿轮啮合从而形成第二齿轮减速比，该空心副轴与该实心副轴同心并且承载两个固定齿轮，这两个固定齿轮对应地与该实心主轴的该第二空转齿轮和与该空心主轴的一个第二固定齿轮相啮合从而对应地形成第四齿轮减速比和形成第三齿轮减速比。所述变速器包括一个第一联接系统和一个第二联接系统，该第一联接系统在该实心主轴与其两个空转齿轮中的一者之间进行联接，该第二联接系统在这两个副轴之间或在该实心副轴与其空转齿轮之间进行联接。
[0027]该变速器具有至少两个电动模式，在所述模式之间的转变是如下地实施的:
[0028]-取消在该电动马达中的转矩，
[0029]-通过断开该第二联接系统使具有该第一齿轮减速比的该空转齿轮脱离接合，
[0030]-使该电动马达的旋转速度与该空心副轴的第三齿轮比的该固定齿轮的旋转速度同步，
[0031 ]-通过将该第二联接系统闭合成连接这两个副轴来接合该第三齿轮减速比，
[0032]-重新联接该电动马达。
[0033]在一个实施例中，在一个第一电动模式与一个第一混合模式之间的转变是如下地实施的:
[0034]-空载起动该热力发动机，
[0035]-使该热力发动机的旋转速度与该第二齿轮减速比的该空转齿轮的旋转速度空载同步，
[0036]-通过闭合该第一联接系统使具有该第二齿轮比的该空转齿轮与该实心主轴接入
η ?
[0037]-联接该电动马达。
[0038]有利地，该热力发动机的空载启动是通过在该发动机飞轮上的低电压或高电压起动机-交流发电机类型的一个整合启动系统、或I SG类型的起动机来控制的。
[0039]在一个实施例中，在这两个电动模式之间的转变是如下地实施的:
[0040]-通过闭合该第一联接系统使具有该第二齿轮比的该空转齿轮与该实心主轴接合；
[0041 ]-通过该整合启动系统来空载同步该发动机的旋转速度。
[0042]因此，可以确保在转矩下的在这两个电动模式之间的转变，而无需热力发动机的点火。
[0043]在一个实施例中，在第一混合模式与第二混合模式之间的转变是如下地实施的:
[0044]-取消该电动马达的转矩，
[0045]-使该电动马达的空载旋转速度与具有该第三齿轮减速比的该固定齿轮的旋转速度同步，
[0046]-通过闭合该第二联接系统来接合该第三齿轮减速比，
[0047]-重新联接该电动马达。
[0048]在一个实施例中，在第二道路混合模式与第三混合模式之间的转变是如下地实施的:
[0049]-取消该热力发动机的转矩，
[0050]-通过断开该第一联接系统使具有该第二齿轮减速比的该空转齿轮脱离接合，
[0051]-使该热力发动机的旋转速度与具有第三齿轮比的该空心主轴的旋转速度同步，
[0052]-通过闭合该第一联接系统使具有该第四齿轮比的该空转齿轮与该实心主轴接入口 ο
[0053]在一个实施例中，在静止时的一个再充电模式与第一电动模式之间的转变是如下地实施的:
[0054]-取消该热力发动机的转矩，
[0055]-使该第一联接系统脱离接合并且使该热力发动机的速度与一个升高的空转速度同步，
[0056]-停止该电动马达，
[0057]-通过闭合该第一联接系统使具有该第四齿轮减速比的该空转齿轮与该实心主轴接合。
[0058]根据另一个方面，本发明涉及一种具有混合推进的机动车辆，该机动车辆包括热力发动机、电动马达、以及如上所述的变速器。
[0059]通过阅读以下单独通过非限制性举例的方式给出的说明部分并且参照附图，本发明的进一步的目的、特征和优点将会变得更清楚，在附图中:
[0060]-图1示意性地示出了根据本发明的第一实施例的变速器的结构的简图；
[0061]-图2展示了在低速电动模式下的图1的变速器；
[0062]-图3展示了在高速电动模式下的图1的变速器；
[0063]-图4展示了在单独的热力模式下的图1的变速器；
[0064]-图5、图6、图7和图8分别展示了在四个分开的混合模式下的图1的变速器；
[0065]-图9展示了在静止时的再充电模式下的图1的变速器;并且
[0066]-图10示意性地示出了根据本发明的第二实施例的变速器的结构的简图。
[0067]如在附图中所展示的，变速器(其整体表示为I)旨在整合到具有混合推进的机动车辆(未示出)中，该混合推进一方面包括驱动热力发动机2并且另一方面包括电动马达3。如所展示的，变速器I包括主线4和副线5。电动马达3优选地(但非强制性地)具有轴向盘状类型。在本发明的范围内还可以使用其他类型的电动马达，例如径向马达、具有激励磁铁或线圈的马达、同步或异步马达、或磁阻马达，不论其拓扑结构。热力发动机2和电动马达5被布置在主线4的相同侧上。
[0068]多个齿轮组件被安排在主线4与副线5之间，从而将一个或两个发动机的转矩传递给车桥差速器6，以驱动机动车辆的车轮(未示出)。
[0069]主线4包括具有轴线X1的实心主轴7和空心主轴8，该实心主轴借助于过滤系统(未示出)(例如减振毂、双质量飞轮或任何其他合适的器件)直接连接热力发动机2的飞轮，该空心主轴与实心主轴7共轴并且连接至被布置在电动马达3的与热力发动机2相同侧上的转子上。
[0070]实心主轴7承载自由旋转的两个空转齿轮7a、7b，这两个空转齿轮可以通过第一联接系统9(例如可以是或可以不是渐进式的爪形离合器、同步器或任何其他联接器类型)来选择性地连接至实心主轴7。
[0071]空心主轴8承载两个固定齿轮8a、8b。
[0072]如所展示的，副线5包括具有轴线X2的实心副轴10以及与实心副轴11共轴的空心副轴11。如所展示的，这些副轴的轴线X2平行于这些主轴的轴线Xi。
[0073]实心副轴10承载自由旋转的空转齿轮10a、固定齿轮1b和朝向连接至车辆的车轮(未示出)的差速器6的减速齿轮10c，该空转齿轮可以通过第二联接系统12(例如可以是或可以不是渐进式的爪形离合器、同步器或任何其他联接器类型)来选择性地连接至实心副轴10。
[0074]空心副轴11承载两个固定齿轮lla、llb并且可以通过第二联接系统12连接至实心副轴10。
[0075]实心主轴7的第一空转齿轮7a与实心副轴10的固定齿轮1b啮合，从而形成对应于中间齿轮比或变速器I的第二齿轮减速比的第一齿轮传动降档。
[0076]实心主轴7的第二空转齿轮7b与空心副轴11的第一固定齿轮IIa啮合，从而形成对应于变速器I的第四齿轮减速比的第二齿轮传动降档。
[0077]空心主轴8的这两个固定齿轮8a、8b对应地与空心副轴11的第二固定齿轮Ilb啮合(从而形成对应于第三齿轮减速比(被称为变速器I的“长齿轮比”)的齿轮传动降档)、和与实心副轴10的空转齿轮1a啮合(从而形成对应于第一齿轮减速比(被称为变速器I的“短齿轮比”)的齿轮传动降档)。
[0078]第一联接器件9可以将实心主轴7联接至其两个空转齿轮7a、7b之一上。第二联接器件12可以使这两个副轴10、11彼此联接、或使实心副轴10与其空转齿轮1a联接。
[0079]在图2中，第一联接系统9断开，而第二联接系统12闭合成将具有第一齿轮比(短齿轮比)的空转齿轮1a旋转地连接至实心副轴10。在图2中示出的变速器I处于短齿轮比下、或第一齿轮比下的电动模式“E1”，对应于低速电动模式。通过在实心副轴10的空转齿轮1a处的第一固定齿轮Sb，减少了由电动马达3提供到空心主轴8上的转矩。
[0080]在图3中，第一联接系统9依然断开，而第二联接系统12闭合成将空心副轴11旋转地连接至实心副轴10。在图3中示出的变速器I处于大于短齿轮比的第三齿轮比下的电动模式“E3”，对应于高速电动模式。通过在具有长齿轮比或第三齿轮比的固定齿轮Ilb处的第二固定齿轮8a，减少了由电动马达3提供到空心主轴8上的转矩。
[0081]在图4中，第一联接系统9闭合成将第一空转齿轮7a与实心主轴7旋转地联接，而第二联接系统12断开。在图4中示出的变速器I处于第二齿轮比下的热力模式“Th2”。通过在实心副轴10的固定齿轮1b处的第一空转齿轮7a，减少了由热力发动机2提供到实心主轴7上的转矩。
[0082]在图5中，第一联接系统9闭合成将第二空转齿轮7b与实心主轴7旋转地联接，而第二联接系统12闭合成将具有第一齿轮减速比的空转齿轮1a连接至实心副轴10。在被称为“具有陡梯度的混合模式”的模式“Th/El”中，热力发动机2和电动马达3的转矩以短齿轮比加在一起。在这个变速器模式中，电动马达3在副线5上处于直接减速，而被提供给副线5的热力发动机2的转矩经由三个相继的齿轮比(也就是说齿轮比一、三和四)的链来传递。
[0083]在图6中，第一联接系统9闭合成将实心主轴7与其第一空转齿轮7a联接，而第二联接系统12闭合成将具有第一齿轮减速比的空转齿轮1a连接至实心副轴10。在模式“Th2/El”中，热力发动机2和电动马达3的转矩以中间齿轮比加在一起。
[0084]在图7中，第一联接系统9处于与图6中相同的位置，但第二联接系统12改变了位置，从而将空心副轴11连接至实心副轴10。在模式“Th2/E3”中，热力发动机2和电动马达3的转矩以另一个中间齿轮比加在一起。
[0085]在图8中，第一联接系统9闭合成将第二空转齿轮7b与实心主轴7连接，而第二联接系统12闭合成将空心副轴11连接至实心副轴1。在被称为“高速公路混合模式”的模式“Th4/E3”中，热力发动机2和电动马达3的转矩以长齿轮比加在一起。这个变速器模式可以建立两个独立的齿轮比，一方面对于电动马达3的第三齿轮减速比，以及另一方面对于热力发动机2的第四齿轮减速比。因此，直接建立了在性能上没有损失的齿轮减速比。
[0086]最后，在图9中通过经由第一联接器件9将第二空转齿轮7b与实心主轴7连接并且因此通过借助于空心副轴11来连接这两个主轴7、8而获得了再充电模式，其中在副线5上没有减速齿轮传动。
[0087]在图2和图3中展示的这两个纯电动模式El与E3之间的转变是通过电动马达3的自动同步带有中断转矩地实施的。主要步骤如下:
[0088]-取消电动马达3的转矩；
[0089]-通过断开第二联接系统12来使具有第一齿轮减速比的空转齿轮1a脱离接合；
[0090]-使电动马达3的空载旋转速度与第三齿轮减速比的空心副轴11的固定齿轮Ilb的旋转速度同步；
[0091]-通过将第二联接系统12闭合成连接这两个副轴10和11来接合第三齿轮减速比；并且
[0092]-重新联接电动马达3。
[0093]有可能通过在电动马达3以第一齿轮比驱动的转矩下以如下转变来离开在图2中展示的低速电动模式El而进入在图6中展示的高速城市混合模式Th2/El(例如在70km/h与80km/h之间):
[0094]-例如借助于整合在热力发动机中的启动系统(未示出)来起动热力发动机2(空载)。该启动系统可以例如是在发动机飞轮上的常规类型的起动机、低压或高压起动机-交流发电机、或I SG (整体式起动交流发电机)的起动机；
[0095]-使热力发动机的旋转速度与具有第二齿轮减速比的空转齿轮7a的旋转速度空载同步；
[0096]-通过闭合第一联接系统9使具有第二齿轮减速比的空转齿轮7a与实心主轴7接合;并且
[0097]-联接电动马达3。
[0098]然后可以依然在转矩下进入在图7中展示的道路混合模式Th2/E3(例如在80km/h与I OOkm/h之间)，这是通过:
[0099]-取消电动马达3的转矩；
[0100]-使电动马达3的空载旋转速度与具有第三齿轮减速比的空心副轴11的固定齿轮I Ib的旋转速度同步；
[0101]-通过将第二联接系统12闭合成连接这两个副轴10和11来接合第三齿轮减速比；并且
[0102]-重新联接电动马达3。
[0103]这种转变是在转矩下进行的，因为热力发动机以第二齿轮比提供推进。这几乎是不被使用者发现的，因为其实施没有改变热力发动机的速度。
[0104]然后可以通过以下方式进入在图8中展示的高速公路混合模式Th4/E3:
[0105]-取消热力发动机2的转矩；
[0106]-通过断开第一联接系统9来使具有第二齿轮比的空转齿轮7a脱离接合；
[0107]-使热力发动机2的旋转速度与空心主轴8的旋转速度同步;并且
[0108]-通过闭合第一联接系统9使具有第四齿轮比的第二空转齿轮7b与实心主轴7接入口 ο
[0109]这种转变允许建立两个独立的齿轮减速比，也就是说对于电动马达3的第三齿轮比和对于热力发动机2的第四齿轮比。因此第三齿轮比和第四齿轮比是直接建立的，在性能方面没有损失。
[0110]第四齿轮减速比被确定成确保在热力发动机2单独时的为使高速下(例如130km/h下)的能量消耗最小化、和为确保足够的能力来在高速公路上驶过坡度的最佳折衷。确定第三齿轮减速比是为了确保在电动马达3单独时的最佳折衷。
[0111]从图9中展示的静止时的再充电情况开始，可以提供简化模式以通过低充电等级来管理关键情况，从而减少由于电池(未示出)的完全放电而造成的失去动力的风险。从静止时的再充电模式(其中热力发动机2旋转并且因而借助于在第三齿轮减速比和第四齿轮减速比的齿轮处的空心副轴11来驱动电动马达2，所述电动马达则为电池充电)起步、进入在图2中展示的低速电动模式(从约15km/h至40km/h)，保持热力发动机2独立于牵引地以其空转速度旋转，并且通过:
[0112]-取消热力发动机2的转矩；
[0113]-使第一联接系统9脱离接合并且使热力发动机2的速度同步在升高的空转速度(例如1000转每分钟)；
[0114]-停止电动马达3;并且
[0115]-通过闭合第一联接系统9使具有第四齿轮减速比的空转齿轮7b与实心主轴7接入口 ο
[0116]热力发动机的加入于是使得有可能通过以下方式进入在图5中展示的混合模式:
[0117]-使电动马达3的旋转速度与空心主轴8的旋转速度空载同步；
[0118]-通过闭合第二联接系统12使具有第一齿轮减速比的空转齿轮1a与实心副轴10接合;并且
[0119]-联接热力发动机2。
[0120]这种转变是在转矩下进行的，因为推进是由电动马达3以第一齿轮比提供的，这有便于控制热力发动机2，该热力发动机经由三个相继的齿轮比(也就是说第四齿轮比、第三齿轮比和第一齿轮比)的链啮合在副线5上。
[0121]最后，从低速城市混合模式开始，可以根据上述转变来进入其他混合模式。
[0122]在图10中展示的实施例(其中相同的元件具有相同的参考号)与图1中展示的实施例不同之处为形成变速器的这些不同元件的位置，这种变速器的运行与图1中展示的变速器的运行完全相同。
[0123]如在图10中所展示的，变速器I旨在整合在具有混合推进的机动车辆中(未示出)，该机动车辆进一方面包括驱动热力发动机2并且另一方面包括电动马达3。如所展示的，变速器I包括主线4和副线5。电动马达5被布置在主线4的一个末端处，并且热力发动机2被布置在主线4的与第一末端相反的第二末端处。如所展示的，电动马达5被布置在齿轮箱的前面，从而在长度方面掩盖了差速器6的驱动小齿轮10c。通过非限制性举例的方式，这种新结构非常适用于具有非常大尺寸的车辆。
[0124]如在图10中展示的，主线4包括具有轴线X1的实心主轴7和空心主轴8，该实心主轴借助于过滤系统(未示出)(例如减振毂、双质量飞轮或任何其他合适的器件)直接连接热力发动机2的飞轮，该空心主轴与实心主轴7共轴并且连接至电动马达3的转子。
[0125]实心主轴7承载自由旋转的两个空转齿轮7a、7b，这两个空转齿轮可以通过第一联接系统9(例如可以是或可以不是渐进式的爪形离合器、同步器或另一联接器类型)来选择性地连接至实心主轴7。
[0126]空心主轴8承载两个固定齿轮8a、8b。
[0127]如图10中所展示的，副线5包括具有轴线X2的实心副轴1以及与实心副轴11共轴的空心副轴11。如所展示的，这些副轴的轴线X2平行于这些主轴的轴线Xi。
[0128]实心副轴10承载自由旋转的空转齿轮10a、固定齿轮1b和朝向连接至车辆的车轮(未示出)的差速器6的减速齿轮10c，该空转齿轮可以通过第二联接系统12(例如可以是或可以不是渐进式的爪形离合器、同步器或另一联接器类型)来选择性地连接至实心副轴10。
[0129]空心副轴11承载两个固定齿轮lla、llb并且可以通过第二联接系统12连接至实心副轴10。
[0130]实心主轴7的第一空转齿轮7a与实心副轴10的固定齿轮1b啮合，从而形成对应于中间齿轮比或变速器I的第二齿轮减速比的第一齿轮传动降档。
[0131]实心主轴7的第二空转齿轮7b与空心副轴11的第一固定齿轮IIa啮合，从而形成对应于变速器I的第四齿轮减速比的第二齿轮传动降档。
[0132]空心主轴8的这两个固定齿轮8a、8b对应地与空心副轴11的第二固定齿轮Ilb啮合(从而形成对应于第三齿轮减速比(被称为变速器I的“长齿轮比”)的齿轮传动降档)、和与实心副轴10的空转齿轮1a啮合(从而形成对应于第一齿轮减速比(被称为变速器I的“短齿轮比”)的齿轮传动降档)。
[0133]第一联接器件9可以将实心主轴7联接至其两个空转齿轮7a、7b之一上。第二联接器件12可以使这两个副轴10、11彼此联接、或使实心副轴10与其空转齿轮1a联接。
[0134]归功于本发明，该变速器具有许多使用可能性，其适用于宽范围的驾驶模式。
[0135]此外，该变速器允许在电动模式中的两个齿轮比之间进行缓和的改变并因此改善了在混合模式中的驾驶舒适度。
[0136]所提出的变速器对于高速公路驾驶并不具有“纯热力模式”。实际上，在已知的变速器中对于高速公路驾驶的现有纯热力模式因此被第三齿轮比和第四齿轮比下的混合模式所替代，从而使之有可能在高速公路驾驶的事件中减少能量消耗。
【主权项】
1.一种用于具有混合推进的机动车辆的变速器，该机动车辆包括一个热力发动机(2)和一个电动马达(3)，该变速器包括一个主线(4)，该主线包括一个实心主轴(7)和一个空心主轴(8)，该实心主轴连接该热力发动机(2)的飞轮，该空心主轴与该实心主轴(7)同心并且连接该电动马达(3)，所述主轴(7，8)各自承载在连接至该车辆的车轮的一个副线(5)上的至少一个减速齿轮(7&，713，8&，813)，该副线(5)包括一个实心副轴(10)，该实心副轴承载一个空转齿轮(1a)和一个固定齿轮(10b)，该空转齿轮与该空心主轴(8)的一个固定齿轮(8b)啮合从而形成第一齿轮减速比，该固定齿轮与该实心主轴(7)的一个空转齿轮(7a)啮合从而形成第二齿轮减速比，其特征在于，这个实心主轴(7)承载至少一个第二空转齿轮(7b)，并且在于，该副线(5)包括一个空心副轴(11)，该空心副轴与该实心副轴(1)同心并且承载两个固定齿轮(lla，llb)，这两个固定齿轮对应地与该实心主轴(7)的该第二空转齿轮(7b)和与该空心主轴(8)的一个第二固定齿轮(Sa)相啮合从而对应地形成第四齿轮减速比和形成第三齿轮减速比，所述变速器(I)包括一个第一联接系统(9)和一个第二联接系统(12)，该第一联接系统在该实心主轴(7)与其两个空转齿轮(7a，7b)中的一者之间进行联接，该第二联接系统在这两个副轴(10，11)之间或在该实心副轴(10)与其空转齿轮(1a)之间进行联接，所述变速器具有至少一个第一电动模式，其中该第一联接系统(9)断开，而该第二联接系统(12)闭合成将短齿轮比的该空转齿轮(1a)连接至该实心副轴(10)。2.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，该变速器具有至少一个第二电动模式，其中该第一联接系统(9)断开，而该第二联接系统(12)闭合成将该空心副轴(11)连接至该实心副轴(10)。3.如以上权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，该变速器具有至少一个第一混合模式，其中该第一联接系统(9)闭合成将该第二空转齿轮(7b)连接至该实心主轴(7)，并且该第二联接系统(12)闭合成将具有短齿轮比的该空转齿轮(1a)连接至该实心副轴(1)04.如以上权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，该变速器具有至少一个第二混合模式，其中该第一联接系统(9)闭合成使该第一空转齿轮(7b)与该实心主轴(7)联接，并且该第二联接系统(12)闭合成将具有短齿轮比的该空转齿轮(1a)连接至该实心副轴(1)05.如以上权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，该变速器具有至少一个第三混合模式，其中该第一联接系统(9)闭合成使该第一空转齿轮(7a)与该实心主轴(7)联接，并且该第二联接系统(12)闭合成连接这两个副轴(1，11)。6.如以上权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，该变速器具有至少一个第四混合模式，其中该第一联接系统(9)闭合成使该第二空转齿轮(7b)与该实心主轴(7)联接，并且该第二联接系统(12)闭合成连接这两个副轴(1，11)。7.如以上权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，该变速器具有至少一个电池充电模式，其中该第一联接系统(9)闭合成使该第二空转齿轮(7b)与该实心主轴(7)联接，并且该第二联接系统(12)断开。8.如以上权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，该热力发动机(2)包括在该发动机飞轮上的低电压或高电压起动机-交流发电机类型的一个整合启动系统、或ISG类型的起动机。9.如以上权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，该热力发动机(2)和该电动马达(5)被布置在该主线(4)的相同侧上。10.如权利要求1至9中任一项所述的变速器，其特征在于，该电动马达(5)被布置在该主线(4)的一个末端处，并且该热力发动机(2)被布置在该主线(4)的与第一末端相反的一个第二末端处。11.一种方法，该方法用于控制用于具有混合推进的机动车辆的一个变速器，该机动车辆包括一个热力发动机(2)和一个电动马达(3)，该变速器包括一个主线(4)，该主线包括一个实心主轴(7)和一个空心主轴(8)，该实心主轴连接该热力发动机(2)的飞轮，该空心主轴与该实心主轴(7)同心并且连接该电动马达(3)，所述主轴(7，8)各自承载在连接至该车辆的车轮的一个副线(5)上的至少一个减速齿轮(7a，7b，8a，8b)，该副线(5)包括一个实心副轴(10)和一个空心副轴(11)，该实心副轴承载一个空转齿轮(1a)和一个固定齿轮(1b)，该空转齿轮与该空心主轴(8)的一个固定齿轮(8b)啮合从而形成第一齿轮减速比，该固定齿轮与该实心主轴(7)的一个空转齿轮(7a)啮合从而形成第二齿轮减速比，该空心副轴与该实心副轴(10)同心并且承载两个固定齿轮(11a，11b)，这两个固定齿轮对应地与该实心主轴(7)的该第二空转齿轮(7b)和与该空心主轴(8)的一个第二固定齿轮(8a)相啮合从而对应地形成第四齿轮减速比和形成第三齿轮减速比，所述变速器(I)包括一个第一联接系统(9)和一个第二联接系统(12)，该第一联接系统在该实心主轴(7)与其两个空转齿轮(7a，7b)中的一者之间进行联接，该第二联接系统在这两个副轴(10，11)之间或在该实心副轴(10)与其空转齿轮(1a)之间进行联接，其特征在于，该变速器具有至少两个电动模式(El，E2)，在所述模式之间的转变是如下地实施的: -取消在该电动马达(3)中的转矩； -通过断开该第二联接系统(12)来使具有该第一齿轮减速比的该空转齿轮(1a)脱离接合； -使该电动马达(3)的旋转速度与该空心副轴(11)的第三齿轮比的该固定齿轮(Ilb)的旋转速度同步； -通过闭合该第二联接系统(12)来接合该第三齿轮减速比;并且 -重新联接该电动马达(3)。12.如权利要求11所述的用于控制变速器的方法，其特征在于，在一个第一电动模式(El)与一个第一混合模式(Th2/El)之间的转变是如下地实施的: -空载起动该热力发动机(2); -使该热力发动机的旋转速度与该第二齿轮减速比的该空转齿轮(7a)的旋转速度空载同步； -通过闭合该第一联接系统(9)使具有该第二齿轮比的该空转齿轮(7a)与该实心主轴(7)接合;并且 -联接该电动马达(3)。13.如权利要求12所述的用于控制混合变速器的方法，其特征在于，该热力发动机(2)的空载启动是通过在该发动机飞轮上的低电压或高电压起动机-交流发电机类型的一个整合启动系统、或ISG类型的起动机来控制的。14.如权利要求13所述的用于控制混合变速器的方法，其特征在于，在这两个电动模式(E1/E1)之间的转变是如下地实施的: -通过闭合该第一联接系统(9)使具有该第二齿轮比的该空转齿轮(7a)与该实心主轴(7)接合； -通过该整合启动系统来空载同步该发动机的旋转速度。15.如权利要求12至14所述的用于控制混合变速器的方法，其特征在于，在该第一混合模式(Th2/El)与一个第二混合模式(Th2/E3)之间的转变是如下地实施的: -取消该电动马达(3)的转矩； -使该电动马达(3)的空载旋转速度与具有该第三齿轮减速比的该空心副轴(11)的该固定齿轮(I Ib)的旋转速度同步； -通过闭合该第二联接系统(12)来接合该第三齿轮比;并且 -重新联接该电动马达(3)。16.如权利要求15所述的用于控制变速器的方法，其特征在于，在该第二混合模式(Th2/E3)与一个第三混合模式(Th4/E3)之间的转变是如下地实施的: -取消该热力发动机(2)的转矩； -通过断开该第一联接系统(9)使具有该第二齿轮减速比的该空转齿轮(7a)脱离接合； -使该热力发动机(2)的旋转速度与该空心主轴(8)的旋转速度同步;并且 -通过闭合该第一联接系统(9)使具有该第四齿轮比的该空转齿轮(7b)与该实心主轴(7)接合。17.如权利要求11至16中任一项所述的用于控制变速器的方法，其特征在于，在静止时的一个再充电模式与该第一电动模式(El)之间的转变是如下地实施的: -取消该热力发动机(2)的转矩； -使该第一联接系统(9)脱离接合并且使该热力发动机(2)的速度与一个升高的空转速度同步； -停止该电动马达(3);并且 -通过闭合该第一联接系统(9)使具有该第四齿轮减速比的该空转齿轮(7b)与该实心主轴(7)接合。18.—种具有混合推进的机动车辆，该机动车辆包括一个热力发动机(2)、一个电动马达(3)、以及如权利要求1至10中任一项所述的一个变速器(I)。
【文档编号】B60K6/547GK106029419SQ201480075955
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年12月9日
【发明人】N·弗雷莫, A·维尔纳夫, A·凯特菲-谢里夫, A·维尼翁
【申请人】雷诺股份公司