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原文传递用于混合动力总成的变速器、用于运行混合动力总成的方法及混合动力总成

专利名称：	用于混合动力总成的变速器、用于运行混合动力总成的方法及混合动力总成
摘要：	本发明涉及一种用于混合动力总成的变速器(100)，该变速器具有变速器输入轴(1)、变速器输出轴(2)、另一变速器输入轴(3)和与另一变速器输入轴(3)传动连接的电机(EM)，变速器还具有主变速器(HG)，主变速器包括至少两个分变速器，其中，第一分变速器具有至少一个第四轴(4)和多个与第四轴联接的齿轮平面，第二分变速器具有至少一个另外的第四轴(4')和多个与另外的第四轴联接的齿轮平面，并且第四轴(4)和另外的第四轴(4')相互同心和/或同轴地布置，并且变速器具有多个配属于主变速器(HG)的切换元件(10‑70)。设置有与或能与主变速器(HG)联接的范围挡组(GP)，范围挡组具有至少一个行星齿轮组(PS)，行星齿轮组具有第一传动环节(1.1)、第二传动环节(1.2)和第三传动环节(1.3)，其中，第一传动环节(1.1)借助切换元件(10‑70)中的至少一个能与变速器输入轴(1)并且/或者能与另一变速器输入轴(3)作用连接，第二传动环节(1.2)与变速器输出轴(2)作用连接并且借助切换元件(10‑70)中的至少一个能与第一分变速器的至少一个齿轮平面并且/或者能与第二分变速器的至少一个齿轮平面作用连接，并且第三传动环节(1.3)借助切换装置(SE1)有选择地能相对于相对壳体固定的构件(G)定固或者能相对于第一传动环节(1.1)或第二传动环节(1.2)联锁。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	德国;DE
申请人：	ZF 腓德烈斯哈芬股份公司
发明人：	约翰尼斯·卡尔滕巴赫;雷克·格斯滕;斯特凡·伦纳;约翰尼斯·格吕克勒;克里斯蒂安·米特尔贝格尔;凯·博恩特雷格
专利状态：	有效
申请日期：	2018-01-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201880011859.9
公开号：	CN110290961A
代理机构：	中原信达知识产权代理有限责任公司
代理人：	潘小军;李骥
分类号：	B60K6/48(2007.01);B;B60;B60K;B60K6
申请人地址：	德国腓德烈斯哈芬
主权项：	1.用于例如机动车的混合动力总成的变速器(100)，所述变速器具有作为第一轴的变速器输入轴(1)、作为第二轴的变速器输出轴(2)、作为第三轴的另一变速器输入轴(3)、和与所述另一变速器输入轴(3)传动连接的电机(EM)，所述变速器具有主变速器(HG)，所述主变速器具有至少两个分变速器，其中，第一分变速器具有至少一个第四轴(4)和至少一个、优选多个与所述第四轴(4)联接的齿轮平面(R1、R5、R6)，第二分变速器具有至少一个另外的第四轴(4')和至少一个、优选多个与所述另外的第四轴(4')联接的齿轮平面(R2、R3、R4)，并且所述第四轴(4)和所述另外的第四轴(4')相互同心和/或同轴地布置，并且所述变速器具有多个配属于所述主变速器(HG)的切换元件(10、20、30、40、50、60、70)，对所述切换元件的有选择的切换导致所述变速器输入轴(1)与所述变速器输出轴(2)之间和/或所述另一变速器输入轴(3)与所述变速器输出轴(2)之间的不同的传动比，其特征在于，设置有与或能与所述主变速器(HG)联接的范围挡组(GP)，所述范围挡组具有至少一个行星齿轮组(PS)，所述行星齿轮组具有第一传动环节(1.1)、第二传动环节(1.2)和第三传动环节(1.3)，其中，借助所述切换元件(10、20、30、40、50、60、70)中的至少一个切换元件，所述第一传动环节(1.1)能与所述变速器输入轴(1)并且/或者能与所述另一变速器输入轴(3)作用连接，并且借助所述切换元件(10、20、30、40、50、60、70)中的至少一个切换元件，所述第二传动环节(1.2)能与所述变速器输入轴(1)并且/或者能与所述另一变速器输入轴(3)作用连接，其中，所述第二传动环节(1.2)附加地与所述变速器输出轴(2)作用连接，并且所述第三传动环节(1.3)能借助切换装置(SE1)有选择地相对于相对壳体固定的构件(G)定固或者相对于所述第一传动环节(1.1)或所述第二传动环节(1.2)联锁。 2.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述切换装置(SE1)具有至少一个切换元件作为所述变速器(100)的附加切换元件，所述附加切换元件能被带到至少两个切换位置中，其中，在一个切换位置中，所述行星齿轮组(PS)的第三传动环节(1.3)相对于所述相对壳体固定的构件(G)定固，而在另一切换位置中，所述行星齿轮组(PS)的第三传动环节(1.3)相对于所述第一传动环节(1.1)或所述第二传动环节(1.2)联锁。 3.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述切换装置(SE1)具有至少两个切换元件(L、S)作为所述变速器(100)的附加切换元件，其中，第一附加切换元件(L)用于使所述行星齿轮组(PS)的第三传动环节(1.3)相对于所述相对壳体固定的构件(G)定固，而第二附加切换元件(S)用于使所述行星齿轮组(PS)的第三传动环节(1.3)相对于所述第一传动环节(1.1)或所述第二传动环节(1.2)联锁。 4.根据权利要求3所述的变速器，其特征在于，所述第一附加切换元件(L)和所述第二附加切换元件(S)组合为双切换元件。 5.根据前述权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，所述切换装置(SE1)具有中性位置，在所述中性位置中，所述行星齿轮组(PS)的第三传动环节(1.3)与所述相对壳体固定的构件(G)脱联并且不存在联锁。 6.根据前述权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，所述主变速器(HG)具有至少两个驱动恒定级，其中一个驱动恒定级由所述第一分变速器的齿轮平面(R1)形成，而另一驱动恒定级由所述第二分变速器的齿轮平面(R2)形成。 7.根据前述权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，关于所述主变速器(HG)设置有第一齿轮平面(R1)、第二齿轮平面(R2)、第三齿轮平面(R3)、第四齿轮平面(R4)、第五齿轮平面(R5)和第六齿轮平面(R6)，其中，所述第一齿轮平面(R1)、所述第五齿轮平面(R5)和所述第六齿轮平面(R6)配属于所述第一分变速器，而所述第二齿轮平面(R2)、所述第三齿轮平面(R3)和所述第四齿轮平面(R4)配属于所述第二分变速器，所述第一齿轮平面(R1)和所述第二齿轮平面(R2)分别形成驱动恒定级，并且此外，所述第一齿轮平面(R1)与所述另一变速器输入轴(3)作用连接，并且所述第二齿轮平面(R2)与所述变速器输入轴(1)作用连接，所述第三齿轮平面(R3)、所述第四齿轮平面(R4)、所述第五齿轮平面(R5)和所述第六齿轮平面(R6)分别具有至少一个固定齿轮(13'、14'、15'、16')和所属的空套齿轮(13、14、15、16)，所述第五齿轮平面(R5)的和所述第六齿轮平面(R6)的固定齿轮(15'、16')配属于所述第四轴(4)，而所述第三齿轮平面(R3)的和所述第四齿轮平面(R4)的固定齿轮(13'、14')配属于所述另外的第四轴(4')。 8.根据权利要求7所述的变速器，其特征在于，所述变速器输入轴(1)能经由第一切换元件(10)与所述第一齿轮平面(R1)作用连接并且能经由第二切换元件(20)与第五轴(5)作用连接，其中，所述第五轴(5)与所述行星齿轮级(PS)的第一传动环节(1.1)作用连接，所述第三齿轮平面(R3)能经由第三切换元件(30)、所述第四齿轮平面(R4)能经由第四切换元件(40)、并且所述第五齿轮平面(R5)能经由第五切换元件(50)分别与所述第五轴(5)作用连接，并且所述第六齿轮平面(R6)能经由第六切换元件(60)与所述第五轴(5)作用连接，并且能经由第七切换元件(70)与所述行星齿轮组(PS)的第二传动环节(1.2)作用连接。 9.根据权利要求8所述的变速器，其特征在于，关于所述变速器输入轴(1)，能有选择地切换至少一个、优选十个挡位，其中，在第一挡位中，所述第一切换元件(10)和所述第六切换元件(60)闭合，在第二挡位中，所述第四切换元件(40)闭合，在第三挡位中，所述第三切换元件(30)闭合，在第四挡位中，所述第一切换元件(10)和所述第五切换元件(50)闭合，在第五挡位中，所述第二切换元件(20)闭合，在第六挡位中，所述第一切换元件(10)和所述第七切换元件(70)闭合，在第七挡位中，所述第四切换元件(40)闭合，在第八挡位中，所述第三切换元件(30)闭合，在第九挡位中，所述第一切换元件(10)和所述第五切换元件(50)闭合，和/或在第十挡位中，所述第二切换元件闭合(20)闭合，其中，在第一挡位、第二挡位、第三挡位、第四挡位和第五挡位中，所述行星齿轮组(PS)的第三传动环节(1.3)分别借助所述切换装置(SE1)相对于所述相对壳体固定的构件(G)定固，并且在第七挡位、第八挡位、第九挡位和第十挡位中，所述行星齿轮组(PS)的第三传动环节(1.3)分别借助所述切换装置(SE1)相对于所述行星齿轮组(PS)的第二传动环节(1.2)联锁。 10.根据权利要求9所述的变速器，其特征在于，在第二挡位中，所述第五切换元件(50)或所述第六切换元件(60)附加地闭合，在第三挡位中，所述第五切换元件(50)附加地闭合，在第五挡位中，所述第五切换元件(50)或所述第七切换元件(70)附加地闭合，在第六挡位中，所述行星齿轮组(PS)的第三传动环节(1.3)借助所述切换装置(SE1)相对于所述相对壳体固定的构件(G)定固或相对于所述行星齿轮组(PS)的第二传动环节(1.2)联锁，在第七挡位中，所述第五切换元件(50)或所述第七切换元件(70)附加地闭合，在第八挡位中，所述第五切换元件(50)附加地闭合，和/或在第十挡位中，所述第一切换元件(10)或所述第五切换元件(50)附加地闭合。 11.根据前述权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，设置有用于电机(EM)的预传动部(V)和另一切换装置(SE2)，所述预传动部(V)能借助所述另一切换装置(SE2)有选择地切换到叠加运行或传动比运行中，其中，在所述叠加运行中，所述变速器输入轴(1)和所述另一变速器输入轴(3)以转速叠加的方式作用到所述第一分变速器上，而在所述传动比运行中，所述另一变速器输入轴(3)作用到所述第一分变速器上并且所述变速器输入轴(1)与所述预传动部(V)在驱动方面脱联。 12.根据权利要求11所述的变速器，其特征在于，所述另一切换装置(SE2)具有至少一个切换元件作为所述变速器(100)的附加切换元件，所述附加切换元件能被带到至少两个切换位置中，其中，在一个切换位置中，所述预传动部(V)切换到叠加运行中，而在另外的切换位置中，所述预传动部(V)切换到传动比运行中。 13.根据权利要求11所述的变速器，其特征在于，所述另一切换装置(SE2)具有至少两个切换元件(I、J)作为所述变速器(100)的附加切换元件，其中，第三附加切换元件(I)用于将所述预传动部(V)切换到叠加运行中，而第四附加切换元件(J)用于将所述预传动部(V)切换到传动比运行中。 14.根据权利要求11至13中任一项所述的变速器，其特征在于，所述另一切换装置(SE2)具有中性位置，在所述中性位置中，所述预传动部(V)不处于叠加运行和传动比运行中，并且所述第一分变速器与所述变速器输入轴(1)和所述电机(EM)在驱动方面脱联。 15.根据权利要求11至14中任一项所述的变速器，其特征在于，所述预传动部(V)由具有第一传动环节(2.1)、第二传动环节(2.2)和第三传动环节(2.3)的行星齿轮传动装置形成，其中，所述第一传动环节(2.1)与所述另一变速器输入轴(3)作用连接，并且所述第二传动环节(2.2)与所述第一分变速器作用连接，并且所述第三传动环节(2.3)能借助所述另一切换装置(SE2)有选择地与所述变速器输入轴(1)或所述相对壳体固定的构件(G)作用连接。 16.根据权利要求15所述的变速器，其特征在于，关于所述预传动部(V)的行星齿轮传动装置，所述第一传动环节(2.1)是太阳轮、所述第二传动环节(2.2)是行星轮载体并且所述第三传动环节(2.3)是齿圈。 17.根据前述权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，关于所述范围挡组(GP)的行星齿轮级(PS)，所述第一传动环节(1.1)是太阳轮、所述第二传动环节(1.2)是行星轮载体并且所述第三传动环节(1.3)是齿圈。 18.用于运行机动车的混合动力总成的方法，所述混合动力总成包括内燃机或其他的驱动器和尤其是根据权利要求1至17中任一项所述的变速器(100)，所述变速器具有作为第一轴的变速器输入轴(1)、作为第二轴的变速器输出轴(2)、作为第三轴的另一变速器输入轴(3)和电机(EM)，其中，所述变速器输入轴(1)与或能与所述内燃机传动连接，所述另一变速器输入轴(3)与所述电机(EM)传动连接，并且通过所述变速器输出轴(2)能提供用于所述机动车的牵引力，所述变速器具有主变速器(HG)，所述主变速器包括至少两个分变速器，其中，第一分变速器具有至少一个第四轴(4)和至少一个、优选多个与所述第四轴(4)联接的齿轮平面(R1、R5、R6)，第二分变速器具有至少一个另外的第四轴(4')和至少一个、优选多个与所述另外的第四轴(4')联接的齿轮平面(R2、R3、R4)，并且所述第四轴(4)和所述另外的第四轴(4')相互同心和/或同轴地布置，并且所述变速器具有多个配属于所述主变速器(HG)的切换元件(10、20、30、40、50、60、70)，对所述切换元件的有选择地切换导致所述变速器输入轴(1)与所述变速器输出轴(2)之间和/或所述另一变速器输入轴(3)与所述变速器输出轴(2)之间的不同的传动比，其中，所述主变速器(HG)能通过所述切换元件(10、20、30、40、50、60、70)中的至少一个切换元件切换到直接挡，并且所述变速器具有与或能与所述主变速器(HG)联接的范围挡组(GP)，所述范围挡组具有至少一个行星齿轮组(PS)，所述行星齿轮组具有第一传动环节(1.1)、第二传动环节(1.2)和第三传动环节(1.3)，其中，借助所述切换元件(10、20、30、40、50、60、70)中的至少一个切换元件，所述第一传动环节(1.1)能与所述变速器输入轴(1)并且/或者能与所述另一变速器输入轴(3)作用连接，并且借助所述切换元件(10、20、30、40、50、60、70)中的至少一个切换元件，所述第二传动环节(1.2)能与所述变速器输入轴(1)并且/或者能与所述另一变速器输入轴(3)作用连接，其中，所述第二传动环节(1.2)附加地与所述变速器输出轴(2)作用连接，并且所述第三传动环节(1.3)能借助切换装置(SE1)有选择地相对于相对壳体固定的构件(G)定固或相对于所述第一传动环节(1.1)或所述第二传动环节(1.2)联锁，由此，在所述第三传动环节(1.3)定固时，所述范围挡组(GP)提供第一传动比，并且在所述第三传动环节(1.3)联锁时，所述范围挡组(GP)提供第二传动比，并且借助所述切换装置(SE1)，所述范围挡组(GP)能在所述第一传动比与所述第二传动比之间转换，其中，在所述方法中，在所述混合动力总成的纯粹的内燃机式的运行中或在混合动力式的运行中如下地设置所述范围挡组(GP)的以牵引力支持的方式在所述第一传动比与所述第二传动比之间的转换，即，将所述变速器(100)切换到所述主变速器(HG)的直接挡和所述范围挡组(GP)的第一传动比中或者所述变速器是切换到所述主变速器(HG)的直接挡和所述范围挡组(GP)的第一传动比中的，并且将所述电机(EM)在驱动方面切换到所述直接挡的动力流路径中或者所述电机在驱动方面是切换到所述直接挡的动力流路径中的，其中，在所述直接挡中，所述变速器输入轴(1)和所述另一变速器输入轴(3)与所述范围挡组(GP)的第一传动环节(1.1)作用连接，并且随后以如下次序实施步骤： 1.借助所述切换元件(10、20、30、40、50、60、70)中的至少一个切换元件将所述电机(EM)从与所述范围挡组(GP)的第一传动环节(1.1)的作用连接中分离； 2.借助所述切换元件(10、20、30、40、50、60、70)中的至少一个切换元件经由所述第一分变速器使所述电机(EM)与所述范围挡组(GP)的第二传动环节(1.2)作用连接； 3.借助所述切换元件(10、20、30、40、50、60、70)中的至少一个切换元件将所述变速器输入轴(1)从与所述范围挡组(GP)的第一传动环节(1.1)的作用连接中分离； 4.借助所述切换装置(SE1)将所述范围挡组(GP)转换到第二传动比中。 19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在根据步骤3分离所述变速器输入轴(1)之后并且在根据步骤4转换所述范围挡组(GP)之前实施以下步骤： 3a.借助所述切换元件(10、20、30、40、50、60、70)中的至少一个切换元件经由所述第一分变速器使所述变速器输入轴(1)与所述范围挡组(GP)的第二传动环节(1.2)作用连接。 20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，在借助至少一个切换元件(50)将所述电机(EM)与所述第一传动环节(1.1)之间的作用连接分离(步骤1)之前，以如下方式运行所述电机(EM)和/或所述内燃机，即，使所述电机(EM)与所述第一传动环节(1.1)之间的作用连接在所述至少一个切换元件(50)上是无负载的。 21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，其特征在于，在根据步骤1将作用连接分离之后并且在借助至少一个切换元件(70)将所述电机(EM)与所述第二传动环节(1.2)作用连接(步骤2)之前，借助所述电机(EM)来实现所述至少一个切换元件(70)相对于所述第二传动环节(1.2)的转速的同步化。 22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，其特征在于，在根据步骤2将所述电机(EM)作用连接之后并且在借助至少一个切换元件(20)将所述变速器输入轴(1)与所述第一传动环节(1.1)之间的作用连接分离(步骤3)之前，以如下方式运行所述电机(EM)和/或所述内燃机，即，使所述变速器输入轴(1)与所述第一传动环节(1.1)之间的作用连接在所述至少一个切换元件(20)上是无负载的。 23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在根据步骤3将所述变速器输入轴(1)分离之后并且在借助至少一个切换元件(10)将所述变速器输入轴(1)与所述第二传动环节(1.2)作用连接(步骤3a)之前，借助所述内燃机来实现所述至少一个切换元件(10)相对于所述第一分变速器的输入轴(EW1)的转速的同步化。 24.根据权利要求18至23中任一项所述的方法，其特征在于，所述变速器(100)具有用于所述电机(EM)的预传动部(V)和另一切换装置(SE2)，所述预传动部(V)能借助所述另一切换装置有选择地切换到叠加运行或传动比运行中，其中，在所述叠加运行中，所述变速器输入轴(1)和所述另一变速器输入轴(3)以转速叠加的方式作用到所述第一分变速器上，而在所述传动比运行中，所述另一变速器输入轴(3)作用到所述第一分变速器上并且所述变速器输入轴(1)与所述预传动部(V)在驱动方面脱联，其中设置的是，所述预传动部(V)是切换到所述传动比运行中的或者在根据步骤1使作用连接分离之前将所述预传动部(V)切换到所述传动比运行中。 25.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，所述变速器(100)具有用于所述电机(EM)的预传动部(V)和另一切换装置(SE2)，所述预传动部(V)能借助所述另一切换装置有选择地切换到叠加运行或传动比运行中，其中，在所述叠加运行中，所述变速器输入轴(1)和所述另一变速器输入轴(3)以转速叠加的方式作用到所述第一分变速器的输入轴(EW1)上，而在所述传动比运行中，所述另一变速器输入轴(3)作用到所述第一分变速器的输入轴(EW1)上并且所述变速器输入轴(1)与所述预传动部(V)在驱动方面脱联，其中设置的是，所述预传动部(V)是切换到所述叠加运行中的或者在根据步骤1使作用连接分离之前将所述预传动部(V)切换到所述叠加运行中。 26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，在借助至少一个切换元件(50)将所述电机(EM)与所述第一传动环节(1.1)之间的作用连接分离(步骤1)之前，以如下方式运行所述电机(EM)和/或所述内燃机，即，使所述电机(EM)与所述第一传动环节(1.1)之间的作用连接在所述至少一个切换元件(50)上是无负载的。 27.根据权利要求25或26所述的方法，其特征在于，在根据步骤1将作用连接分离之后并且在借助至少一个切换元件(70)将所述电机(EM)与所述第二传动环节(1.2)作用连接(步骤2)之前，借助所述电机(EM)来实现所述至少一个切换元件(70)相对于所述第二传动环节(1.2)的转速的同步化。 28.根据权利要求25或26所述的方法，其特征在于，在根据步骤1将作用连接分离之后并且在借助至少一个切换元件(70)将所述电机(EM)与所述第二传动环节(1.2)作用连接(步骤2)之前，将所述预传动部(V)从叠加运行转换到传动比运行中，然后借助所述电机(EM)来实现所述至少一个切换元件(70)相对于所述第二传动环节(1.2)的转速的同步化，并随后将所述预传动部(V)从所述传动比运行切换回到所述叠加运行中。 29.根据权利要求25至28中任一项所述的方法，其特征在于，在根据步骤2将所述电机(EM)作用连接之后并且在借助至少一个切换元件(20)将所述变速器输入轴(1)与所述第一传动环节(1.1)之间的作用连接分离(步骤3)之前，将所述电机(EM)和所述内燃机分别调节到一定转矩，使得在构成所述预传动部(V)的行星齿轮传动装置上存在所述行星齿轮传动装置的定轴传动比，并且由此使所述变速器输入轴(1)与所述第一传动环节(1.1)之间的作用连接在所述至少一个切换元件(20)上是无负载的。 30.根据权利要求25至29中任一项所述的方法，其特征在于，在根据步骤3将所述变速器输入轴(1)分离之后并且在借助至少一个切换元件(10)将所述变速器输入轴(1)与所述第二传动环节(1.2)作用连接(步骤3a)之前，通过如下方式来实现所述至少一个切换元件(10)相对于所述第一分变速器的输入轴(EW1)的转速的同步化，即，将所述电机(EM)的转矩和所述内燃机的转矩分别调节到使所述内燃机的转速处于用于同步化的目标值的量值。 31.用于机动车、尤其是用于商用车辆的混合动力总成，所述混合动力总成具有内燃机或其他驱动器和根据权利要求1至17中任一项所述的变速器(100)，所述变速器的变速器输入轴(1)与或能与所述内燃机传动连接，尤其是用于执行根据权利要求18至30中任一项所述的方法。
所属类别：	发明专利