用于混合驱动装置的包括变速器和电机的设施以及混合驱动装置制造方法
【专利摘要】本发明还涉及用于机动车的混合驱动装置的、包括变速器和电机的设施，变速器设计成具有两个部分变速器的多级换档变速器，部分变速器各具有单独的输入轴和共同的输出轴，输入轴能够通过换档元件与共同的输出轴连接，如下地给第一部分变速器的第一输入轴配属有第一离合器，即，内燃机能够通过第一离合器(12)连接在第一输入轴(7)上，如下地给第二部分变速器(6)的第二输入轴(8)配属有第二离合器(13)，即，电机(3)能够通过第二离合器(13)连接在第二输入轴(8)上，电机(3)能够通过第三离合器(14)连接在内燃机(2)上并通过第四离合器(15)连接在第一输入轴(7)上。本发明还涉及机动车的混合驱动装置。
【专利说明】用于混合驱动装置的包括变速器和电机的设施以及混合驱 动装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于机动车的混合驱动装置的包括变速器和电机的设施。此外， 本发明还涉及一种机动车的混合驱动装置。
【背景技术】
[0002] 由DE 198 50 549 Al公知一种具有混合驱动装置的机动车，其中，混合驱动装置包 括内燃机、一个或多个电机和设计成双离合变速器的变速器。DE 198 50 549 Al中的混合驱 动装置的变速器具有两个部分变速器，它们各具有单独的输入轴和共同的输出轴。部分变 速器具有形状配合换档元件，两个输入轴能够通过该形状配合换档元件可选地与共同的输 出轴连接。根据此现有技术，给各个输入轴配属有能切换的摩擦配合离合器，以便将内燃机 连接在相应的部分变速器的相应输入轴上。
[0003] 由DE 10 2005 035 328 Al公知另一种具有混合驱动装置的机动车，其中，混合驱动 装置包括内燃机、多个电机和设计成双离合变速器的变速器。根据此现有技术也给双离合 变速器的两个输入轴的每一个配属有能切换的摩擦配合离合器。
[0004] 根据DE 198 50 549 Al和DE 10 2005 035 328 Al，相应设计成双离合变速器的变速 器的两个部分变速器在所有档位上分离。与此相对地，由DE 10 2009 002 354 Al公知一种 设计成双离合变速器的变速器，其部分变速器在提供至少一个迂回档的情况下能通过设计 成迂回换档元件的换档元件联接。
[0005] 利用由现有技术公知的混合驱动装置或用于混合驱动装置的包括变速器和电机 的设施已经能在一定范围内实现驱动侧的功能。
[0006] 然而，存在如此地改进用于混合驱动装置的包括变速器和电机的设施以及具有这 种设施的混合驱动装置的需求，即，利用唯一的电机能够增加所能提供的功能的数量和类 型，从而可以实现更加舒适和更加动态的行驶运行以及实现良好的效率。尤其是当与电机 协同工作的电储能器放电时应当保证良好的功能性。
【发明内容】
[0007] 由此出发本发明的任务在于实现一种用于机动车的混合驱动装置的包括变速器 和电机的新型设施以及一种机动车的新型混合驱动装置。
[0008] 该任务通过根据权利要求1的用于混合驱动装置的包括变速器和电机的设施解 决。
[0009] 根据本发明，电机能够通过能切换的第三离合器连接在内燃机上并且能够通过能 切换的第四离合器连接在第一部分变速器的第一输入轴上。
[0010] 用于混合驱动装置的包括变速器和电机的根据本发明的设施可以实现，利用唯一 的电机来增加混合动力汽车所能提供的功能的数量和类型，从而可以实现更加舒适和更加 动态的行驶运行以及实现良好的效率，具体而言，当与电机协同工作的电储能器放电时。 toon] 用于混合驱动装置的包括变速器和电机的根据本发明的设施的另一优点在于，本 发明不仅可以应用于如下变速器，即，其两个部分变速器在所有档位分离，而且也可以应用 于如下变速器，即，其部分变速器可以在提供至少一个迂回档的情况下通过设计成迂回换 档元件的换档元件来联接。
[0012] 能将内燃机连接在第一部分变速器的第一输入轴上的能切换的第一离合器优选 设计成摩擦配合（reibschliissig)离合器,而能将电机连接在内燃机上的能切换的第三离 合器设计成形状配合（formschliissig)离合器。第一离合器和第三离合器的这种实施方式 的优点是：在拖拽损耗尽量小且结构空间需求尽量小的情况下增加所能提供的驱动侧功能 的数量。
[0013] 根据本发明的尤其有利的第一改进方案，能将电机连接在第二部分变速器的第二 输入轴上的能切换的第二离合器设计成摩擦配合离合器，而能将电机连接在第一部分变速 器的第一输入轴上的能切换的第四离合器设计成形状配合离合器，其中，第三离合器和第 四离合器优选设计成双换档元件。
[0014] 利用本发明第一改进方案，应用两个形状配合离合器和两个摩擦配合离合器可以 在拖拽损耗尽量小且结构空间需求尽量小情况下最大化所能提供的驱动侧功能的数量。
[0015] 根据本发明另选的有利的第二改进方案，能将电机连接在第二部分变速器的第二 输入轴上的能切换的第二离合器以及能将电机连接在第一部分变速器的第一输入轴上的 能切换的第四离合器均设计成摩擦配合离合器。
[0016] 利用本发明的第二改进方案，应用一个形状配合离合器和三个摩擦配合离合器同 样可以最大化所能提供的驱动侧功能的数量，然而相对于本发明的第一改进方案存在提高 的拖拽损耗和增加的结构空间需求。
[0017] 根据同样另选的有利的第三改进方案，能将电机连接在第二部分变速器的第二输 入轴上的能切换的第二离合器以及能将电机连接在第一部分变速器的第一输入轴上的能 切换的第四离合器均设计成形状配合离合器，其中，第三离合器和第四离合器优选设计成 双换档元件。
[0018] 利用本发明的第三改进方案，应用一个摩擦配合离合器和三个形状配合离合器， 虽然可以进一步降低拖拽损耗和结构空间需求，然而与第一改进方案和第二改进方案相比 减少了所能提供的驱动侧功能的数量。
[0019] 变速器的第一部分变速器和第二部分变速器优选能在提供至少一个迂回档 (Windungsgang)的情况下通过迂回换档元件联接，其中，第一部分变速器和第二部分变速 器通过迂回换档元件尤其在第一前进档联接。通过应用能在至少一个迂回档联接的部分变 速器可以进一步增加所能提供的驱动侧功能的数量。
[0020] 根据本发明的混合驱动装置在权利要求13中限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 本发明的优选改进方案由从属权利要求和如下说明得到。本发明的实施例不局限 于此地依据附图进一步说明。其中：
[0022] 图1是机动车的根据本发明的第一混合驱动装置或者用于带有内燃机的混合驱 动装置的包括变速器和电机的根据本发明的第一设施的示意图；
[0023] 图2是机动车的根据本发明的第二混合驱动装置或者用于带有内燃机的混合驱 动装置的包括变速器和电机的根据本发明的第二设施的示意图；
[0024] 图3是机动车的根据本发明的第三混合驱动装置或者用于带有内燃机的混合驱 动装置的包括变速器和电机的根据本发明的第三设施的示意图；
[0025] 图4是机动车的根据本发明的第四混合驱动装置或者用于带有内燃机的混合驱 动装置的包括变速器和电机的根据本发明的第四设施的示意图；以及
[0026] 图5是机动车的根据本发明的第五混合驱动装置或者用于带有内燃机的混合驱 动装置的包括变速器和电机的根据本发明的第五设施的示意图。
【具体实施方式】
[0027] 图1至图5示出机动车的根据本发明混合驱动装置1的或者根据本发明的用于混 合驱动装置1的设施的优选实施方式，其中，这些设施至少各包括变速器4和电机3，并且其 中，相应的混合驱动装置1除了具有由变速器4和电机3组成的相应设施之外还具有内燃 机2。
[0028] 变速器4设计成具有两个部分变速器5、6的多级换档变速器，其中，这两个部分变 速器5、6各具有单独的输入轴7、8和共同的输出轴9。输出轴9通过差动轮10与部分变 速器5和6连接。变速器4根据图1具有多个组合成换档组件11的、形状配合的换档元件 A、B、C、D、E、F、G和H，通过这些换档元件两个输入轴7和8的每一个都可以连接在输出轴 9上。
[0029] 图1至图5中所示的带有两个部分变速器5和6的变速器4是双离合变速器，其 中，第一部分变速器5和第二部分变速器6在提供至少一个迂回档的情况下能通过迂回换 档元件联接。
[0030] 这样可以利用图1至图5所示的变速器4提供总共七个前进档和两个倒档，其中， 第一前进档和第一倒档均为所谓的迂回档，在所述迂回档，两个部分变速器5、6通过换档 元件G联接。
[0031] 由DE 10 2009 002 354 Al公知这种具有迂回档的变速器4的工作原理和结构并因 此不需详尽地说明。
[0032] 虽然本发明可以特别优选地结合这种变速器4来应用，但是本发明也可以在具有 两个部分变速器5、6的变速器4上应用，这两个部分变速器5、6在所有档位上均是分离的。
[0033] 图1至图4所示的具有两个部分变速器5和6的变速器4仅是优选实施例。
[0034] 这里需要说明的是，在所示的优选实施例中，两个部分变速器5和6的两个输入轴 7和8彼此同轴地设置。在此，第二输入轴8实施为空心轴，其区段式同中心地环绕第一输 入轴7。然而也可以与此不同，S卩，电机不是同轴地而是例如与至少一个圆柱齿轮级错开地 接入。
[0035] 这里还需要说明的是，在部分变速器5和6上的所示的档位分布以及变速器中所 用的齿轮组本质上仅是示例性的。与所示实施例的区别是，变速器也可以具有行星齿轮组 或与圆柱齿轮组相结合的行星齿轮组。
[0036] 这里还需要说明的是，内燃机2和电机3也可以定位在变速器4的不同的、彼此对 置的侧上，其中，变速器4定位在电机3和内燃机2之间。为此，其中一个变速器输入轴必 须在变速器4的另一侧引导。
[0037] 给变速器4的第一部分变速器5的第一输入轴7如下地配属有能切换的第一离合 器12,即，内燃机2可以通过能切换的第一离合器12连接在第一部分变速器5的第一输入 轴7上。能切换的第一离合器12是摩擦配合离合器，内燃机2可以通过其连接在第一部分 变速器5的第一输入轴7上。
[0038] 给第二部分变速器6的第二输入轴8如下地配属有能切换的第二离合器13, S卩，电 机3可以通过能切换的第二离合器13连接在第二部分变速器6的第二输入轴8上。在图 1和图2的特别优选的实施例中，能切换的第二离合器13同样是摩擦配合离合器。
[0039] 附加于能切换的第一离合器12和能切换的第二离合器13,根据本发明还规定两 个其它的能切换的离合器，其中，电机3可以通过内燃机2中的能切换的第三离合器14并 通过能切换的第四离合器15连接在第一部分变速器5的第一输入轴7上。
[0040] 在图1和图2的特别优选的实施例中，能切换的第三离合器14和能切换的第四离 合器15均设计成形状配合的离合器，从而在图1和图2的特别优选的实施例中本发明的设 施因此具有两个形状配合离合器14和15和两个摩擦配合离合器12和13。
[0041] 因此，用于混合驱动装置1的设施1具有带有两个部分变速器5和6的变速器4、 电机3以及四个能切换的离合器12、13、14和15,通过这些离合器，电机3和内燃机2可以 连接在变速器4的两个部分变速器5和6的两个输入轴7和8上以及彼此连接。
[0042] 在图1和图2的优选实施例中，两个能切换的离合器（S卩，能切换的第一离合器12 和能切换的第二离合器13)均设计成摩擦配合离合器，而两个另外的能切换的离合器（即， 能切换的第三离合器14和能切换的第四离合器15)均设计成形状配合离合器，其中，根据 图1和图2,两个形状配合离合器也就是第三离合器14和第四离合器15实施为双换档元件 16。这种双换档元件具有三个换档位置并且可以通过唯一的执行机构来操作。
[0043] 图1和图2的两个实施例的区别在于，在图1的实施例中，第一前进档由变速器4 的第一部分变速器5提供，而第二前进档由第二部分变速器6提供，相反，在图2的实施例 中，第一部分变速器5提供第二前进档且第二部分变速器6提供第一前进档。为此，变速器 4的部分变速器5、6中的齿轮组是镜像的。
[0044] 利用图1和图2的变体，如下面详细说明的那样，可以最大化能提供的驱动侧功能 的数量，更确切地说是在降低了变速器中的拖拽损耗以及在最小化了变速器的必要结构空 间需求的情况下。因而，图1和图2的变体是特别优选的。
[0045] 图4和图5示出本发明的两个实施例，利用这两个实施例同样可以最大化能提供 的驱动侧功能的数量，然而与图1和图2的实施例的区别在于，应用了三个能切换的摩擦配 合离合器和仅一个能切换的形状配合离合器。
[0046] 图4和图5的变体中与图1和图2的变体所一致的是，能切换的第一离合器12和 能切换的第二离合器13均实施为摩擦配合离合器且能切换的第三离合器14相应地实施为 形状配合离合器，然而不同于图1和图2的实施例的是，能切换的第四离合器15设计成另 一摩擦配合离合器，电机3通过其可以连接在变速器4的第一部分变速器5的第一输入轴 7上。
[0047] 因此，通过如下方式，S卩，在图4和图5的实施例中三个摩擦配合离合器12、13和 15以及仅一个形状配合离合器14用于内燃机2和电机3接入变速器4的两个部分变速器 5、6的输入轴7、8以及内燃机2和电机3的联接，图4和图5的实施例与图1和图2的实施 例相比具有提高了的拖拽损耗和增大了的结构空间需求。
[0048] 图4和图5的实施例的区别如图1和图2的实施例那样仅在于，部分变速器5和6 的齿轮组是镜像的，从而因此在图4的实施例中第一部分变速器5提供第一前进档并且第 二部分变速器6提供第二前进档，而在图5的变体中，第一部分变速器5提供第二前进档并 且第二部分变速器6提供第一前进档。
[0049] 图3示出本发明另一实施方式，其中，在图3的实施例中，能切换的第一离合器12 实施为摩擦配合离合器，通过其内燃机2可以连接在第一部分变速器5的第一输入轴7上。 而在图3中，第二离合器13如能切换的第三离合器14那样以及能切换的第四离合器15均 实施为形状配合离合器，通过该第二离合器电机3可以连接在第二部分变速器6的第二输 入轴8上，通过该能切换的第三离合器电机3可以连接在内燃机2上，通过该能切换的第四 离合器电机3可以连接在第一部分变速器5的第一输入轴7上。
[0050] 因此，在图3的实施例中应用了三个形状配合离合器13、14和15以及一个摩擦配 合离合器12,以便将内燃机2和电机3连接在变速器4的部分变速器5、6的输入轴7、8上 以及将内燃机2和电机3彼此连接。在此，能切换的第三离合器14和能切换的第四离合器 15又实施为具有三个换档位置的双换档元件16,其可由执行机构操作。
[0051] 图1至图5的所有本发明的实施例的共同之处在于使用了具有两个部分变速器5 和6的变速器4,其中，两个部分变速器5和6具有分开的输入轴7和8以及共同的输出轴 9。内燃机2可以通过相应实施为摩擦配合离合器的能切换的第一离合器12连接在第一部 分变速器5的第一输入轴7上，其中，第一离合器12的驱动侧离合器半部接在内燃机2上并 且该离合器12的从动侧离合器半部接在第一部分变速器5的第一变速器输入轴7上。在 第一离合器12的驱动侧离合器半部和内燃机2之间还可以接有减振器。能切换的第三离 合器14用于将电机3直接连接在内燃机2上，其中，能切换的第三离合器14在所有实施例 中均设计成形状配合离合器。此外，在所有实施例中都存在用于将电机3接在第二部分变 速器6的第二输入轴8上的能切换的第二离合器13和用于将电机3接在第一部分变速器 5的第一输入轴7上的能切换的第四离合器15,其中，能切换的第二离合器13和能切换的 第四离合器15与所示实施例有关地要么设计成形状配合离合器要么设计成摩擦配合离合 器。能切换的第二离合器13的驱动侧离合器半部始终接在电机3上并且能切换的第二离 合器13的从动侧离合器半部始终接在第二部分变速器6的第二变速器输入轴8上。能切 换的第一离合器12的驱动侧离合器半部可以通过能切换的第三离合器14连接在能切换的 第二离合器13的驱动侧离合器半部上。能切换的第二离合器13的驱动侧离合器半部可以 通过能切换的第四离合器15接在在能切换的第一离合器12的从动侧离合器半部上。
[0052] 如下简短论述下表整理的功能性，这些功能性在本发明相应实施方式中被完整或 部分提供。X示出，可以提供相应功能。
[0053]
【权利要求】
1. 一种用于机动车的混合驱动装置的、包括变速器（4)和电机（3)的设施，其中，变速 器（4)设计成具有两个部分变速器（5、6)的多级换档变速器，所述两个部分变速器各具有 单独的输入轴（7、8)和共同的输出轴（9)，其中，两个输入轴（7、8)能够通过所述部分变速 器（5、6)的形状配合换档元件与所述共同的输出轴（9)连接，其中，如下地给第一部分变速 器（5)的第一输入轴（7)配属有能切换的第一离合器（12)，S卩，所述内燃机（2)能够通过所 述能切换的第一离合器（12)连接在所述第一部分变速器（5)的第一输入轴（7)上，并且其 中，如下地给第二部分变速器（6)的第二输入轴（8)配属有能切换的第二离合器（13)，即， 所述电机（3)能够通过所述能切换的第二离合器（13)连接在所述第二部分变速器（6)的 第二输入轴（8)上，其特征在于，所述电机（3)能够通过能切换的第三离合器（14)连接在 所述内燃机（2)上并通过能切换的第四离合器（15)连接在所述第一部分变速器（5)的第 一输入轴（7)上。
2. 根据权利要求1所述的设施，其特征在于，能将所述内燃机（2)连接在所述第一部分 变速器（5)的第一输入轴（7)上的所述能切换的第一离合器（12)设计成摩擦配合离合器。
3. 根据权利要求1或2所述的设施，其特征在于，能将所述电机（3)连接在所述内燃机 (2)上的所述能切换的第三离合器（14)设计成形状配合离合器。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的设施，其特征在于，能将所述电机（3)连接在所 述第二部分变速器￠)的第二输入轴（8)上的所述能切换的第二离合器（13)以及能将所 述电机（3)连接在所述第一部分变速器（5)的第一输入轴（7)上的所述能切换的第四离合 器（14)均设计成形状配合离合器。
5. 根据权利要求4所述的设施，其特征在于，所述第一部分变速器（5)提供第一前进 档，所述第二部分变速器（6)提供第二前进档。
6. 根据权利要求1至3中任一项所述的设施，其特征在于，能将所述电机（3)连接在所 述第二部分变速器￠)的第二输入轴（8)上的所述能切换的第二离合器（13)设计成摩擦 配合离合器，并且能将所述电机（3)连接在所述第一部分变速器（5)的第一输入轴（7)上 的所述能切换的第四离合器（15)设计成形状配合离合器。
7. 根据权利要求6所述的设施，其特征在于，所述第一部分变速器（5)提供第一前进 档，所述第二部分变速器（6)提供第二前进档，或者另选的是，所述第一部分变速器（5)提 供所述第二前进档，所述第二部分变速器（6)提供所述第一前进档。
8. 根据权利要求4至7中任一项所述的设施，其特征在于，分别设计成形状配合离合 器的所述能切换的第三离合器（14)和所述能切换的第四离合器（15)设计成双换档元件 (16)。
9. 根据权利要求1至3中任一项所述的设施，其特征在于，能将所述电机（3)连接在所 述第二部分变速器￠)的第二输入轴（8)上的所述能切换的第二离合器（13)以及能将所 述电机（3)连接在所述第一部分变速器（5)的第一输入轴（7)上的所述能切换的第四离合 器（15)均设计成摩擦配合离合器。
10. 根据权利要求9所述的设施，其特征在于，所述第一部分变速器（5)提供第一前进 档，所述第二部分变速器（6)提供第二前进档，或者另选地，所述第一部分变速器（5)提供 所述第二前进档，所述第二部分变速器（6)提供所述第一前进档。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的设施，其特征在于，所述第一部分变速器（5) 和所述第二部分变速器￠)能在提供至少一个迂回档的情况下联接。
12. 根据权利要求11所述的设施，其特征在于，所述第一部分变速器（5)和所述第二部 分变速器（6)通过迂回换档元件（G)至少在所述第一前进档联接。
13. 机动车的混合驱动装置，其具有内燃机（2)和根据权利要求1至12中任一项所述 的设施。
【文档编号】B60K6/36GK104228542SQ201410239149
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2013年6月20日
【发明者】约翰尼斯·卡尔滕巴赫, 蒂莫·韦伦, 迈克尔·罗斯克 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司