具有正齿轮级和两个电机的混合动力变速器的制作方法

1.本发明涉及一种用于混合动力驱动的机动车的混合动力变速器，其具有：能够与内燃机耦联的输入轴；在主运行状态中用作为驱动机器的第一电机；以及在主运行状态中用作为发电机的第二电机，所述第二电机的转子轴与输入轴和第一电机的转子轴轴线平行地设置，其中第二电机的转子轴永久地与输入轴转动连接。


背景技术：

2.这种混合动力变速器从现有技术中已经已知。例如，wo 2015/197927a1公开了一种具有移位的电机的混合动力变速器以及一种用于控制挡位变换的方法。
3.因此原则上已经已知的是，所谓的混合动力变速器作为变速器单元配设有集成的电机并且经由对应的轴彼此或与驱动装置或从动装置耦联。在此，然而已经证实的是，混合动力变速器迄今仍具有带有多个单独的要制造的和要安装的构件的相对复杂的构造以及占据相对大的结构空间。


技术实现要素：

4.因此，本发明的目的是，提供一种混合动力变速器，所述混合动力变速器在其构造方面进一步地简化并且具有更紧凑的结构方式。
5.这根据本发明通过如下方式来实现，第一电机的转子轴借助于齿轮级永久地与副轴转动连接，所述副轴此外能够经由(刚好/不多于和不少于)四个不同的正齿轮级与输入轴耦联。
6.因此，提供一种混合动力变速器，所述混合动力变速器一方面具有足够数量的用于内燃机的高效运行的挡位，并且另一方面能够实现，主要用作为驱动机器的(第一)电机尽可能节约结构空间地设置并且直接与从动装置耦联。
7.改进的有利的实施方式借助从属权利要求要求保护并且在下文中详细阐述。
8.因此，对于还更简单且更紧凑的构造有利的是，第一正齿轮级具有安置在输入轴上的第一固定齿轮和与所述第一固定齿轮啮合的、设置在副轴上的第一空套齿轮。借此此外适当的是，第二正齿轮级具有安置在输入轴上的第二固定齿轮和与所述第二固定齿轮啮合的、设置在副轴上的第二空套齿轮。
9.对于更紧凑的设置此外有益的是，第一和第二正齿轮级的两个设置在副轴上的空套齿轮经由第一切换单元分别能够与副轴耦联或者能够与其脱联。优选地，所述第一切换单元实现为具有滑动套筒的所谓的同步单元，其中滑动套筒能够经由中性位置在第一位置中和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述滑动套筒将第一正齿轮级的(第一)空套齿轮抗扭地与副轴耦联，在所述中性位置中，第一和第二空套齿轮都不与副轴抗扭地耦联，在所述第二位置中，第二正齿轮级的(第二)空套齿轮抗扭地副轴耦联。
10.对于还更紧凑的设置此外有利的是，第三正齿轮级具有安置在副轴上的第三固定齿轮和与所述第三固定齿轮啮合的、设置在输入轴上的第三空套齿轮。因此，此外适当的
是，第四正齿轮级具有安置在副轴上的第四固定齿轮和与所述第四固定齿轮啮合的、设置在输入轴上的第四空套齿轮。优选地，第四空套齿轮轴向地设置在第二固定齿轮和第一空套齿轮之间。由此，得到第三和第四正齿轮级相对于彼此以及相对于两个另外的第一和第二正齿轮级的紧凑的设置。
11.也有利的是，第三和第四正齿轮级的两个设置在输入轴上的空套齿轮分别能够与输入轴耦联或者能够与其脱联。优选地，所述第二切换单元实现为具有滑动套筒的所谓的同步单元，其中滑动套筒能够经由中性位置在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述滑动套筒将第三正齿轮级的(第三)空套齿轮抗扭地与输入轴耦联，在所述中性位置中，第三和第四空套齿轮都不抗扭地与输入轴耦联，在所述第二位置中，第四正齿轮级的(第四)空套齿轮抗扭地与输入轴耦联。
12.此外有利的是，存在控制单元，所述控制单元构成为和与不同的切换单元有效连接，使得输入轴在通过内燃机执行的或支持的驱动模式中经由四个挡位中的一个挡位与副轴耦联并且在纯电驱动模式中与副轴脱联。由此，得出混合动力变速器的各个挡位的尽可能有效的操控。
13.对于第一电机的尽可能可变的和节约结构空间的设置也有利的是，齿轮级具有与第一电机的转子轴连接的第一齿轮和与副轴连接的、与第一齿轮啮合的第二齿轮。
14.当两个与齿轮级相关联的齿轮构成为正齿轮时，实现轴向尽可能紧凑的结构方式。如果第二齿轮此外优选地直接构成为第三固定齿轮或第四固定齿轮，那么构造进一步地简化。
15.此外适当的是，第一电机仅经由两个啮合部与差速器的输入端连接。由此，构造进一步地简化。
16.换言之，因此根据本发明，实现具有不同的正齿轮和两个电机的混合动力变速器。变速器基本上包括两个主轴(输入轴/主轴和副轴)、两个双同步单元(切换单元)以及两个电机。在主轴上存在两个固定齿轮，所述固定齿轮与另外的齿轮经由同步单元(第一切换单元)可耦联。副轴具有两个固定齿轮，所述固定齿轮与在输入轴上的两个另外的齿轮可耦联。主要用作为发电机的(第二)电机永久地经由齿轮与输入轴连接。
附图说明
17.本发明现在在下文中根据附图详细阐述。
18.唯一的图1示出根据一个优选的实施例的根据本发明的混合动力变速器的示意纵剖图，其中混合动力变速器在机动车的部分示出的动力总成中使用。
19.附图仅是示意性的从而仅用于理解本发明。
具体实施方式
20.根据优选的实施例构成的根据本发明的混合动力变速器1借助图1示出以及已经在机动车的混合动力的动力总成19中使用。动力总成19大幅简化地示出，并且在与混合动力变速器1连接的内燃机20和机动车的轮18方面示出。轮18与差速器15的输出端17连接，其中差速器15优选地视作为混合动力变速器1的组成部分，替选地然而也作为单独的组成部分实现。以常见的方式，多个轮18分别与输出端17连接。
21.混合动力变速器1具有输入轴2，所述输入轴在图1中已经与内燃机20的曲轴16抗扭地连接。在曲轴16和输入轴2之间的所述转动连接经由扭振减振器21实现，所述扭振减振器例如作为双质量飞轮实现。曲轴16和输入轴2彼此同轴地设置。
22.输入轴2具有多个齿轮10a、10b、11c、11d，所述齿轮分别与另外的齿轮10c、10d、11a、11b啮合，以实现四个不同的正齿轮级8a、8b、8c、8d。四个正齿轮级8a、8b、8c、8d因此用于实现在输入轴2和相对于所述输入轴2径向错开的/与所述输入轴2轴线平行地设置的副轴7之间的四个不同的挡位/传动级。
23.此外，存在两个电机3、4，所述电机配设有不同的额定功率。在主运行状态中用作为驱动机器的第一电机3与在所述主运行状态中用作为发电机的第二电机4相比具有较高的额定功率。
24.第二电机4借助其(第二)转子轴6永久地与输入轴2转动连接。对此，第二转子轴6与安置在输入轴2上的(第二)固定齿轮10b永久地转动连接。第二转子轴6具有(第三)齿轮25，其与中间齿轮22啮合。中间齿轮22此外与输入轴2上的(第二)固定齿轮10b啮合。
25.第一电机3借助其(第一)转子轴5永久地与副轴7转动连接。对此，齿轮级9的永久地与第一转子轴5转动连接的第一齿轮23与齿轮级9的安置在副轴7上的第二齿轮24啮合。第二齿轮24直接地构成安置在副轴7上的(第三)固定齿轮10c。
26.副轴7此外直接与差速器15的输入端14连接。对此，(作为固定齿轮)固定地安置在副轴7上的另外的(第四)齿轮26永久地与差速器15的构成为输入轮的输入端14啮合。
27.四个正齿轮级8a、8b、8c、8d分别通过固定齿轮10a、10b、10c、10d以及空套齿轮11a、11b、11c、11d形成，其中空套齿轮11a、11b、11c、11d经由对应的切换单元12a、12b与相应的轴2、7可耦联。
28.第一正齿轮级8a具有安置在输入轴2上的第一固定齿轮10a以及设置在副轴7上的第一空套齿轮11a，其中这两个齿轮10a、11a啮合。第二正齿轮级8b具有同样安置在输入轴2上的第二固定齿轮10b和设置在副轴7上的第二空套齿轮11b。两个正齿轮级8a、8b为了空套齿轮11a、11b与副轴7的转动连接借助于第一切换单元12a可切换。第一切换单元12a作为同步单元实现并且具有可轴向移动的滑动套筒27。滑动套筒27可在三个位置之间移动。
29.在第一切换单元12a/滑动套筒27的第一位置中，第一空套齿轮11a抗扭地与副轴7耦联，而第二空套齿轮11b与副轴7脱联。在第一切换单元12a/滑动套筒27的中性位置中，两个第一和第二空套齿轮11a、11b与副轴7转动脱联。在第一切换单元12a/滑动套筒27的另外的第二位置中，第二空套齿轮11b与副轴7抗扭地连接，而第一空套齿轮11a与副轴7脱联。因此，借助第一和第二正齿轮级8a、8b可实现两个不同的挡位，优选地第一和第二挡位。
30.两个另外的第三和第四正齿轮级8c、8d与两个第一和第二正齿轮级8a、8b轴向错开地设置并且可借助第二切换单元12b切换。第三正齿轮级8c具有设置在输入轴2上的第三空套齿轮11c，所述第三空套齿轮与安置在副轴7上的第三固定齿轮10c啮合。第四正齿轮级8d具有第四空套齿轮11d，所述第四空套齿轮同样处于输入轴2上并且与副轴7上的第四固定齿轮10d啮合。
31.第二切换单元12b以与第一切换单元12a相同的方式作用从而在第一位置中设计成和用于切换第三正齿轮级8c以及在第二位置中设计成和用于切换第四正齿轮级8d。在第二切换单元12b/第二切换单元12b的滑动套筒27的第一位置中，第三空套齿轮11c抗扭地与
输入轴2耦联，而第四空套齿轮11d与输入轴2脱联。在第二切换单元12b的中性位置中，两个第三和第四空套齿轮11c、11d与输入轴2脱联。在第二切换单元12b的另外的第二位置中，第四空套齿轮11d与输入轴2抗扭地连接，而第三空套齿轮11c与输入轴2脱联。因此，借助第三和第四正齿轮8c、8d能够实现两个不同的挡位，优选地第三和第四挡位。此外可见，第四正齿轮级8d轴向地处于第二和第三正齿轮级8b、8c之间。
32.为了操控切换单元12a、12b，使用简化地示出的控制单元13。
33.关于第一电机3此外可见，所述第一电机借助其(第一)转子轴5与副轴7轴线平行地定向。输入轴2如在此实现的那样也优选地与副轴7轴线平行地定向。此外，第二转子轴6如在此实现的那样优选地与副轴7轴线平行地定向。
34.此外，借助图1可见，第一电机3与齿轮级9的齿轮23、24轴向错开地设置。
35.换言之，通过根据本发明的构成方案得到更简单的、更紧凑的和更成本适宜的架构，其能够实现四个热学挡位、一个电动挡位和一个串行的运行模式。
36.基本上提出具有两个轴2、7，两个滑动套筒27和两个电机3、4(高功率马达3和具有较小的功率的发电机4)的架构。
37.变速器1具有主轴2，其具有用于第一和第二挡位的两个固定的齿轮10a、10b和用于第三和第四挡位的两个可自由转动的齿轮11c、11d。第三和第四挡位能够在输入轴2上借助于滑动套筒27与三个位置(第三挡位，空挡，第四挡位)连接。
38.此外，变速器1具有副轴7，所述副轴具有用于第三和第四挡位的两个固定的齿轮10c、10d和用于第一和第二挡位的两个可自由转动的齿轮11a、11b。第一和第二挡位能够在副轴7上借助于滑动套筒27与三个位置(第一挡位，空挡，第二挡位)连接。
39.发电机4经由第二挡位的齿轮10b永久地与内燃机20旋转连接。驱动机器3经由齿轮23永久地与副轴7的第三挡位的齿轮10c连接。在行驶机器3和差速器15之间仅存在两个啮合部，以便改进借助牵引机器3的纯电行驶的效率。电牵引机器3与副轴7轴线平行地定位。
40.在另外的配置中，发电机3也在另一齿轮10a、10c、10d上定位。
41.附图标记说明
[0042]1ꢀꢀꢀ
混合动力变速器
[0043]2ꢀꢀꢀ
输入轴
[0044]3ꢀꢀꢀ
第一电机
[0045]4ꢀꢀꢀ
第二电机
[0046]5ꢀꢀꢀ
第一转子轴
[0047]6ꢀꢀꢀ
第二转子轴
[0048]7ꢀꢀꢀ
副轴
[0049]
8a
ꢀꢀ
第一正齿轮级
[0050]
8b
ꢀꢀ
第二正齿轮级
[0051]
8c
ꢀꢀ
第三正齿轮级
[0052]
8d
ꢀꢀ
第四正齿轮级
[0053]9ꢀꢀꢀ
齿轮级
[0054]
10a 第一固定齿轮
[0055]
10b 第二固定齿轮
[0056]
10c 第三固定齿轮
[0057]
10d 第四固定齿轮
[0058]
11a 第一空套齿轮
[0059]
11b 第二空套齿轮
[0060]
11c 第三空套齿轮
[0061]
11d 第四空套齿轮
[0062]
12a 第一切换单元
[0063]
12b 第二切换单元
[0064]
13
ꢀꢀ
控制单元
[0065]
14
ꢀꢀ
输入端
[0066]
15
ꢀꢀ
差速器
[0067]
16
ꢀꢀ
曲轴
[0068]
17
ꢀꢀ
输出端
[0069]
18
ꢀꢀ
轮
[0070]
19
ꢀꢀ
动力总成
[0071]
20
ꢀꢀ
内燃机
[0072]
21
ꢀꢀ
扭振减振器
[0073]
22
ꢀꢀ
中间齿轮
[0074]
23
ꢀꢀ
第一齿轮
[0075]
24
ꢀꢀ
第二齿轮
[0076]
25
ꢀꢀ
第三齿轮
[0077]
26
ꢀꢀ
第四齿轮
[0078]
27
ꢀꢀ
滑动套筒