用于在電機與差速器之間具有可變傳動裝置的機動車輛的混合動力動力系單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于機動車輛類型的混合動力動力系單元，包括:
內(nèi)燃機；以及
齒輪箱裝置，其包括:
至少一根主軸，其能借助于離合裝置連接至機動車輛的曲軸；
至少一根副軸，所述至少一根副軸的軸線與所述主軸的軸線平行并間隔開，并且所述至少一根副軸支承輸出小齒輪；
與多個前進檔齒輪齒數(shù)比對應(yīng)的多對齒輪，其中，每對中的齒輪相對于所述主軸與所述副軸之中的一根軸在旋轉(zhuǎn)上剛性地連接，并且另一齒輪相對于所述主軸與副軸中的另一根軸可自由地旋轉(zhuǎn)；以及
多個齒輪選擇裝置，其用于在旋轉(zhuǎn)上使所述可自由旋轉(zhuǎn)的齒輪中的每個齒輪與其安裝在上面的軸聯(lián)接，
所述單元還包括:
差速器，其具有與齒輪箱裝置的所述副軸的所述輸出小齒輪嚙合的第一冕狀輪；以及電機，其適應(yīng)于作為電動機和作為發(fā)電機操作，并具有:外殼，其剛性地連接至所述動力系單元的支撐結(jié)構(gòu)；以及軸，其借助于傳動裝置連接至所述差速器的第二冕狀輪。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，從EP 1 868 832 B1已知一種上述類型的混合動力動力系單元。DE 10 20090566366 A1和US 2002/065163 A1同樣公開了一種上述類型的混合動力動力系單元，其還包括:接合裝置，其布置在電機的軸與差速器的前述第二冕狀輪之間的連接傳動裝置中；以及用于致動前述接合裝置的裝置。
[0003]同樣應(yīng)指出的是，在歐洲專利申請EP 13153802(已提交，但在本發(fā)明的優(yōu)先權(quán)日期尚未公開)中，本申請人提出了一種上述類型的動力系單元，其具有布置在電機的軸與差速器的第二冕狀輪之間的接合裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種混合動力動力系單元，其具有簡單的結(jié)構(gòu)以及小的總尺寸，并且其在操作上是有效的、可靠的并且通用的。
[0005]為了達到以上目標(biāo)，本發(fā)明的主題是一種具有權(quán)利要求1的特征的混合動力動力系單元。
[0006]在優(yōu)選實施例中，所述輔助換檔裝置被設(shè)定在所述接合裝置與電機的軸之間。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，輔助換檔裝置設(shè)置有用于傳動比的選擇的電子控制致動器。
[0008]在優(yōu)選實施例中，電機與差速器之間的接合裝置是離合器接合裝置，并且與之相關(guān)的致動器裝置包括電磁或電液致動器以及用于控制致動器的電子單元。
[0009]接合裝置的啟動由機動車輛的電子控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)程序作為發(fā)動機的操作參數(shù)和機動車輛的操作參數(shù)的函數(shù)被控制。相同的情形適用于與前述輔助換檔裝置相關(guān)的選擇裝置。
[0010]根據(jù)另外的優(yōu)選特征，根據(jù)本發(fā)明的動力系單元可呈現(xiàn)一系列特征中的一個或多個特征:
電機可例如借助于例如同樣包括接合裝置的皮帶傳動裝置，使其軸在內(nèi)燃機的與連接至主齒輪箱裝置的端部相對的端部連接至內(nèi)燃機的軸；
皮帶傳動裝置還能驅(qū)動機動車輛的一個或多個輔助裝置、諸如例如車輛的空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機和用于制動系統(tǒng)的負壓源。
[0011]以上附加的特征就本身考慮已由本申請人在歐洲申請N0.EP 13153802、EP14172677、EP 14172693、EP 14172707和EP 14172710中提出，所有所述歐洲申請在本發(fā)明的優(yōu)先權(quán)日期仍然是秘密的。
【附圖說明】
[0012]本發(fā)明另外的特征和優(yōu)點將參考附圖從接下來的說明顯現(xiàn)，所述附圖僅作為非限制性示例提供，并且其中:
圖1是已由本申請人在歐洲專利申請N0.EP 13153802(已提交，但在本發(fā)明的優(yōu)先權(quán)日期尚未公開)中提出的動力系單元的第一實施例的示意圖；
圖2是同樣已由本申請人在歐洲專利申請N0.EP 13153802中提出的圖1的動力系單元的變體的示意圖；
圖3是不形成本發(fā)明的一部分的動力系單元的第一實施例的示意圖；
圖4以放大比例尺示出圖3的細節(jié)；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的動力系單元的實施例的示意圖；以及圖6和7以放大比例尺圖示在兩種不同的操作狀況下的圖5的細節(jié)。
【具體實施方式】
[0013]在圖1-7中，共同的部件由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)明。在所述圖中，數(shù)字1作為一個整體標(biāo)明用于機動車輛的混合動力動力系單元，包括內(nèi)燃機E、齒輪箱裝置C、差速器D和電機Μ。
[0014]根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)，齒輪箱裝置C具有外殼2，主軸3借助于滾動軸承4可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述外殼2內(nèi)。主軸能經(jīng)由任何已知類型的離合器裝置6連接至發(fā)動機E的軸5。此外，副軸7經(jīng)由滾動軸承8可旋轉(zhuǎn)地安裝在齒輪箱C的外殼2內(nèi)。副軸7的軸線與主軸3的軸線平行并布置成離其有一段距離。
[0015]當(dāng)然，即使附圖示出了包括單根主軸和單根副軸的傳統(tǒng)類型的齒輪箱，本發(fā)明也適用于任何其他已知構(gòu)造的齒輪箱裝置，尤其地包括設(shè)想能借助于雙離合器裝置選擇性地連接至曲軸的兩根同軸主軸并具有任何數(shù)量的副軸的構(gòu)造。
[0016]回到作為示例在附圖中圖示的構(gòu)造，主軸3與副軸7支承嚙合到一起的多對齒輪，以提供多個前進檔齒輪齒數(shù)比。每對中的一個齒輪剛性地連接至軸，齒輪由該軸支承，而每對中的另一齒輪可自由旋轉(zhuǎn)地安裝在相應(yīng)軸上。
[0017]在圖示示例的情況下，第一齒輪齒數(shù)比通過包括剛性地連接至主軸3的齒輪I 1和可自由旋轉(zhuǎn)地安裝在副軸7上的齒輪I 2的一對齒輪獲得。第二齒輪齒數(shù)比借助于剛性地連接至主軸3的齒輪II 1和可自由旋轉(zhuǎn)地安裝在副軸7上的齒輪II 2獲得。第三、第四、第五和第六齒輪齒數(shù)比借助于包括剛性地連接至副軸7的齒輪III 1、IV 1、V 1、VI 1和可自由旋轉(zhuǎn)地安裝在主軸3上的對應(yīng)齒輪III 2、IV 2、V 2和VI 2的多對齒輪獲得。
[0018]再次根據(jù)已知技術(shù)，主軸3與副軸7支承用于在旋轉(zhuǎn)上將可自由旋轉(zhuǎn)的齒輪I 2、
II2JII 2, IV 2、V 2, VI 2中的每個齒輪選擇性地連接至它們被支承于上面的相應(yīng)軸的選擇裝置 Sl/2、S3/4 和 S5/6。
[0019]齒輪箱裝置C還包括第三根軸(在附圖的平面中是不可見的)，所述第三根軸以可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承倒檔齒輪和用于在旋轉(zhuǎn)上將所述齒輪連接至相應(yīng)軸的選擇裝置，以致將主軸3的旋轉(zhuǎn)運動傳遞至旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)的副軸7。
[0020]副軸7支承與差速器D的第一冕狀輪10嚙合的輸出小齒輪9。具有本身已知類型的結(jié)構(gòu)的差速器D具有剛性地連接至齒輪箱裝置C的外殼2的外殼11，并具有兩根輸出軸
12、13，用于經(jīng)由等速萬向節(jié)14將運動傳遞至機動車輛的齒輪。冕狀輪10剛性地連接至差速器的齒輪系支架，所述齒輪系支架借助于軸承15可旋轉(zhuǎn)地安裝在外殼11內(nèi)。
[0021]電機Μ適應(yīng)于根據(jù)操作狀況用作電動機和用作發(fā)電機。在圖1中圖示的實施例中，電機Μ共用差速器D的兩個輸出軸12、13的軸線，并且被其由16標(biāo)明的軸軸向地穿過。軸16是中空的，并且繼而被差速器D的輸出軸13軸向地穿過，以便使電機Μ與差速器D的對準布置成為可能。電機Μ的外殼17剛性地連接至差速器D的外殼11，并且還可能連接至內(nèi)燃機Ε的結(jié)構(gòu)。電機Μ的軸16經(jīng)由滾動軸承18被可旋轉(zhuǎn)地支撐在外殼17內(nèi)。
[0022]電機Μ的軸16在旋轉(zhuǎn)上連接至差速器D的第二冕狀輪19，所述第二冕狀輪19剛性地連接至差速器的齒輪系支架。在圖1的情況下，電機Μ的軸16與差速器D的冕狀輪19之間的連接通過借助于第一對齒輪20、21和第二對齒輪22、19獲得的雙齒輪減速躍迀獲得。齒輪20剛性地連接至電機Μ的軸16，而齒輪21、22由相互對準的兩根軸23、24支承，所述兩根軸23、24能借助于接合裝置25連接，在圖示示例的情況下，接合裝置25是由電磁致動器26控制的離合器裝置，所述電磁致動器26繼而由電子控制單元U(在圖1中僅示意性地示出)驅(qū)動。致動器還可以是電動液壓類型或任何其他已知的類型。此外，接合裝置可以是任何其他已知的類型。兩根軸23、24經(jīng)由滾動軸承27可旋轉(zhuǎn)地安裝在齒輪減速變速器的外殼28內(nèi)，所述外殼28剛性地連接至差速器D的外殼11并與電機Μ的外殼17剛性地連接。
[0023]參考圖示的特定示例，接合裝置25與電磁致動器26可以任何已知的方式獲得。由于這些原因，還為了使附圖更簡單并且更易于理解，本文未圖示所述元件的結(jié)構(gòu)細節(jié)。
[0024]最后，作為一個整體由CY標(biāo)明的是發(fā)動機的氣缸，所述氣缸在該單元安裝于機動車輛上的狀況下豎直布置。因此，參考其中動力系單元安裝在機動車輛中的布置，在圖1-4中圖示的視圖是頂部平面圖。典型地，該單元安裝在與機動車輛的前輪相關(guān)的機動車輛的如部中。
[0025]電機Μ根據(jù)發(fā)動機和機動車輛的操作狀況用作電動機或用作發(fā)電機。尤其地，可能有以下不同的操作模式: 電驅(qū)動(內(nèi)燃機E關(guān)掉，并且齒輪箱在空檔)；
混合驅(qū)動(內(nèi)燃機打開，并且齒輪箱具有嚙合的齒輪)；以及
在制動期間的能量回收(內(nèi)燃機打開，并且齒輪在空檔，否則內(nèi)燃機與齒輪箱之間的離合器6脫離)。
[0026]電機Μ此外可用作電動機，用于在檔位變換期間填充由內(nèi)燃機供應(yīng)至車輛的車輪的扭矩中的間隙。
[0027]最后，接合裝置25在不需要電機Μ的干預(yù)的操作狀況下能夠使電機Μ的分離。
[0028]如前所述，附圖的圖1涉及已由本申請人在歐洲專利申請N0.EP 13153802(已提交，但在本發(fā)明的優(yōu)先權(quán)日期尚未公布)中提出的解決方案。在該解決方案中，在發(fā)動機E的與連接至齒輪箱裝置C的一端相對的端部提供了電機Μ的軸16與內(nèi)燃機Ε的軸5的直接連接。為此，在圖示的示例中，提供一種輔助皮帶傳動裝置29，其包括接合在由電機Μ的軸16支承的第一皮帶輪31上并接合在由軸33支承的第二皮帶輪32上的環(huán)形皮帶30，所述軸33能經(jīng)由例如電磁控制的或任何其他已知類型的接合裝置34連接至內(nèi)燃機的軸5。例如，在以本申請人的名義提交的文件N0.EP 1 529 957 A1中描述并圖示了該類型的接合
目.ο
[0029]皮帶傳動裝置29與接合裝置能34使內(nèi)燃機的軸與電機Μ的軸的直接連接，例如以提供電機作為BAS (皮帶交流發(fā)電機起動機)、即作為由發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機或作為用于起動內(nèi)燃機的電動機的功能。
[0030]在內(nèi)燃機的起動模式下，接合裝置25脫離，并且接合裝置34接合。
[0031]在車輛靜止不動的電流生成模式下，內(nèi)燃機打開，接合裝置25脫離，并且接合裝置34接合。
[0032]在配備有停走裝置的車輛中，其中當(dāng)車輛不動時內(nèi)燃機關(guān)掉，電機Μ使得能夠保持由皮帶30支配的輔助裝置(諸如空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機)運行。在該狀況下，接合裝置34脫離。
[0033]圖2圖示了同樣已在先前的歐洲專利申請N0.ΕΡ 13153802中提出的變體，其與圖1的第一實施