專(zhuān)利名稱(chēng)：兩擋變速器及控制兩擋變速器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及兩擋變速器，如兩擋行星齒輪變速器，它用于機(jī)動(dòng)車(chē)，最好用于電動(dòng)車(chē)的傳動(dòng)系中、混合式機(jī)動(dòng)車(chē)的傳動(dòng)系中或混合式機(jī)動(dòng)車(chē)的附加傳動(dòng)系中。本發(fā)明還涉及用于控制兩擋變速器、如兩擋行星齒輪變速器、具有2個(gè)離合器的另一種變速器或負(fù)載換擋變速器或用于控制設(shè)有這種變速器的傳動(dòng)系的方法。技術(shù)領(lǐng)域現(xiàn)在作為電動(dòng)車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)主要具有單擋變速器，即具有相對(duì)輸入轉(zhuǎn)速降低了的輸出轉(zhuǎn)速的純減速級(jí)。但在這種結(jié)構(gòu)中電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置必需覆蓋整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍，由此使其總效率明顯減小。此外可實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速范圍較小。因此已提出了使用兩擋變速器作為電動(dòng)車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)，但迄今它被構(gòu)成具有滑移套筒的傳統(tǒng)手動(dòng)換擋變速器。如果使用這種變速器，則可使電機(jī)尺寸設(shè)計(jì)得小些，由此得到明顯的成本收益。但正是具有滑移套筒的該結(jié)構(gòu)引起了換擋期間的牽引力下降。而對(duì)于自動(dòng)傳動(dòng)系這種牽引力的下降意味著舒適性的明顯下降，這是用戶(hù)方面不能接受的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)是給出用于機(jī)動(dòng)車(chē)的傳動(dòng)系中的、最好用于電動(dòng)車(chē)的傳動(dòng)系中、混合式機(jī)動(dòng)車(chē)的傳動(dòng)系中或混合式機(jī)動(dòng)車(chē)的附加傳動(dòng)系中的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞的兩擋變速器，借助它可實(shí)現(xiàn)無(wú)牽引力中斷的換擋或減小牽引力中斷(即帶有牽引力下降的部分補(bǔ)償)的換擋，即“負(fù)載換擋”，即使不使用設(shè)有與兩個(gè)自動(dòng)的及可調(diào)節(jié)的離合器等值的雙離合器的雙離合器變速器也行。根據(jù)本發(fā)明該任務(wù)將通過(guò)用于在機(jī)動(dòng)車(chē)的傳動(dòng)系中傳遞驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的兩擋變速器來(lái)解決，該兩擋變速器設(shè)有一個(gè)可由驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)的輸入軸，一個(gè)具有中心齒輪、行星齒輪、行星齒輪架及空心齒輪的行星齒輪變速器及一個(gè)輸出軸，其中中心齒輪與輸入軸無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接及行星齒輪架與輸出軸無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，及設(shè)有一個(gè)可調(diào)節(jié)的離合器裝置，借助該可調(diào)節(jié)的離合器裝置可使行星齒輪架相對(duì)輸入軸或相對(duì)空心齒輪來(lái)固定，以及設(shè)有一個(gè)專(zhuān)用的可開(kāi)關(guān)的離合器裝置，借助該可開(kāi)關(guān)的離合器裝置可使空心齒輪相對(duì)一個(gè)支撐行星齒輪變速器的殼體來(lái)固定。根據(jù)本發(fā)明的兩擋變速器與此相應(yīng)地包括一個(gè)“等值的”可調(diào)節(jié)離合器與一個(gè)專(zhuān)用的可開(kāi)關(guān)的離合器的組合，可開(kāi)關(guān)的離合器例如可作成制動(dòng)器，及因此是不可調(diào)節(jié)的，即作為0/1調(diào)節(jié)部件或完全地打開(kāi)或完全地閉合。如果在該結(jié)構(gòu)中可調(diào)節(jié)的離合器裝置閉合及由此行星齒輪架相對(duì)輸入軸固定，以致行星齒輪組被鎖止。該功能也可當(dāng)可調(diào)節(jié)的離合器使行星齒輪架相對(duì)空心齒輪固定時(shí)來(lái)達(dá)到。在此情況下驅(qū)動(dòng)單元最好被構(gòu)成一個(gè)電機(jī)，其中電機(jī)的轉(zhuǎn)子與輸入軸連接。這里用于電機(jī)工作所需的電流可由一個(gè)儲(chǔ)能器(例如機(jī)動(dòng)車(chē)中的蓄電池)或由一個(gè)內(nèi)燃機(jī)與一個(gè)發(fā)電機(jī)的組合或由一個(gè)燃料電池來(lái)取得。根據(jù)一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例可調(diào)節(jié)離合器裝置被構(gòu)成包括一個(gè)具有至少一個(gè)內(nèi)摩擦片的內(nèi)片支架及一個(gè)具有至少一個(gè)外摩擦片的外片支架的濕式離合器。其中內(nèi)片支架可與輸入軸無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接或構(gòu)成于其上及外片支架可與行星齒輪架無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接或構(gòu)成于其上，以致可調(diào)節(jié)的離合器裝置可使行星齒輪架相對(duì)輸入軸固定。對(duì)此變換地內(nèi)片支架與行星齒輪架連接或構(gòu)成于其上及外片支架與空心齒輪連接或與構(gòu)成于其上。此外可調(diào)節(jié)離合器裝置包括一個(gè)具有操作致動(dòng)器及傳動(dòng)部件的操作裝置，其中傳動(dòng)部件與一個(gè)片支架無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，其中操作致動(dòng)器支撐在用于支撐行星齒輪變速器的殼體上及其中在傳動(dòng)部件與操作致動(dòng)器之間設(shè)有一個(gè)操作軸承。此外傳動(dòng)部件通過(guò)一個(gè)預(yù)加載裝置在操作裝置的未操作狀態(tài)中被預(yù)加載到與用于支撐行星齒輪變速器的殼體形狀鎖合地接觸，由此該傳動(dòng)部件被構(gòu)成泊車(chē)制動(dòng)器的一部分。此外該操作裝置在一個(gè)零工作位置中取消殼體與傳動(dòng)部件之間的形狀鎖合的接觸及由此取消泊車(chē)制動(dòng)，其中在該零工作位置中還未有離合器的摩擦片之間的摩擦接觸， 以致可調(diào)節(jié)的離合器被構(gòu)成在原始狀態(tài)中為打開(kāi)的。如果可調(diào)節(jié)的離合器在原始狀態(tài)中為打開(kāi)的，則在離合器的打開(kāi)狀態(tài)中存在泊車(chē)制動(dòng)器的形狀鎖合的接觸?？砷_(kāi)關(guān)的離合器被構(gòu)成一個(gè)開(kāi)/關(guān)調(diào)節(jié)部件(例如設(shè)有一個(gè)電磁開(kāi)關(guān))，借助它可使空心齒輪相對(duì)殼體固定。在此情況下可開(kāi)關(guān)的離合器被構(gòu)成在原始狀態(tài)中為打開(kāi)的。通過(guò)可開(kāi)關(guān)的離合器在無(wú)電流時(shí)打開(kāi)及通過(guò)致動(dòng)器的通電可開(kāi)關(guān)的離合器才閉合，就得到一個(gè)與轉(zhuǎn)矩?zé)o關(guān)的變速器的無(wú)電流的可靠狀態(tài)。此外空心齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在輸出軸上。此外本發(fā)明給出一個(gè)具有以下特征的用于運(yùn)行設(shè)有兩擋變速器的機(jī)動(dòng)車(chē)的傳動(dòng)系的方法在傳動(dòng)系工作中當(dāng)?shù)陀谝粋€(gè)預(yù)給定的或適配于工作狀態(tài)的速度閾值或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的情況下可開(kāi)關(guān)的離合器保持閉合，以致根據(jù)作為第一擋的中心齒輪與行星齒輪架之間的變速比將由驅(qū)動(dòng)單元輸出的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞給輸出軸，及當(dāng)達(dá)到或高于速度閾值或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的情況下在可開(kāi)關(guān)的離合器仍閉合時(shí)使可調(diào)節(jié)的離合器閉合，由此使可開(kāi)關(guān)的離合器上的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降到適當(dāng)?shù)慕缦抟詢(xún)?nèi)及接著作為第二擋無(wú)變速比地將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞給輸出軸。在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降到適當(dāng)?shù)慕缦抟詢(xún)?nèi)后使可開(kāi)關(guān)的離合器打開(kāi)。借助根據(jù)本發(fā)明的該方法可得到一個(gè)控制方法，使用該控制方法可在不使用迄今通用的交疊換擋的情況下實(shí)現(xiàn)負(fù)載換擋。此外在使用電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)單元的情況下當(dāng)工作在第一擋中及工作在第二擋時(shí)功率輸出基本上保持恒定，其中當(dāng)從第一擋轉(zhuǎn)換到第二擋時(shí)使由驅(qū)動(dòng)單元輸出的功率提高并超過(guò)該基本上恒定的功率輸出。在此情況下由電機(jī)輸出的功率被提高到超過(guò)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。此外初級(jí)側(cè)的慣性、尤其電機(jī)的慣性在轉(zhuǎn)速同步階段中被用作牽引力補(bǔ)償。以下將借助優(yōu)選實(shí)施例并接合附圖來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明。


圖1 一個(gè)兩擋變速器的第一實(shí)施例的原理圖，圖2 根據(jù)圖1的兩擋行星齒輪變速器的一個(gè)半截面圖，圖3 兩擋行星齒輪變速器的另一實(shí)施例的原理圖，
5
圖4 以轉(zhuǎn)矩相對(duì)時(shí)間的曲線圖表示的一個(gè)用于牽引力升高換擋的換擋過(guò)程的實(shí)施例的圖，圖5 以轉(zhuǎn)矩相對(duì)轉(zhuǎn)速的電機(jī)特性曲線表示的根據(jù)圖4的換擋過(guò)程的圖，圖6 以轉(zhuǎn)矩相對(duì)時(shí)間的曲線圖表示的用于牽引力升高換擋的換擋過(guò)程的另一實(shí)施例的圖，及圖7 具有“全值的”雙離合器的一個(gè)兩擋變速器的換擋原理圖，借助該變速器又可進(jìn)行根據(jù)圖4的換擋過(guò)程。
具體實(shí)施例方式圖1中表示本發(fā)明的兩擋行星齒輪變速器、即一種可執(zhí)行無(wú)牽引力中斷的換擋或在很大程度上降低牽引力損失的換擋的變速器的第一實(shí)施例的一個(gè)原理圖。預(yù)定牽引力滿(mǎn)值的降低尺度歸根到底取決于機(jī)動(dòng)車(chē)用戶(hù)的估價(jià)，這在換擋過(guò)程的設(shè)計(jì)時(shí)可被考慮。下面提出的結(jié)構(gòu)的另一優(yōu)點(diǎn)是，用于可調(diào)節(jié)的離合器所需的致動(dòng)器同時(shí)承擔(dān)泊車(chē)制動(dòng)的操作，由此得到控制和調(diào)節(jié)優(yōu)點(diǎn)以及簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)并且降低成本。這里圖1表示傳動(dòng)系1的組成部分的連接，這些組成部分為設(shè)有定子3及轉(zhuǎn)子4 的電機(jī)2，設(shè)有中心齒輪6、行星齒輪架7、行星齒輪8及空心齒輪9的兩擋行星齒輪變速器 5，從動(dòng)軸10，固定在該從動(dòng)軸上的從動(dòng)齒輪11，與該從動(dòng)齒輪11嚙合的齒輪12，差動(dòng)裝置 13及泊車(chē)制動(dòng)器32，33。如由圖1可看到的，在行星齒輪架7與輸入軸14之間設(shè)有一個(gè)帶有內(nèi)片支架 15 (作為內(nèi)部片支架的一個(gè)實(shí)施例)及外片支架16 (作為外部片支架的一個(gè)實(shí)施例)以及操作裝置17的可調(diào)節(jié)的(這里為濕式的)離合器裝置。該可調(diào)節(jié)的離合器被構(gòu)成為在原始狀態(tài)(離合器未操作狀態(tài))中是打開(kāi)的，即在摩擦片之間無(wú)接觸。在操作裝置17的作用下內(nèi)片支架及外片支架15，16的摩擦片可被相互壓成摩擦接觸，由此可使輸入軸14與行星齒輪架7連接。也可對(duì)此變換地使用干式離合器裝置。如由圖1還可看出的，在一個(gè)殼體18-在該殼體上主要支撐著電機(jī)2的定子3-與空心齒輪9之間設(shè)有一個(gè)可開(kāi)關(guān)的離合器19，其中在可開(kāi)關(guān)離合器19的關(guān)閉狀態(tài)中殼體 18與空心齒輪9連接及其中在可開(kāi)關(guān)的離合器19的打開(kāi)狀態(tài)中空心齒輪9可相對(duì)殼體18 自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)該優(yōu)選的實(shí)施例可開(kāi)關(guān)的離合器19在原始狀態(tài)中關(guān)閉及通過(guò)操作致動(dòng)器20 來(lái)打開(kāi)。但也可設(shè)想該裝置的反配置(離合器19在原始狀態(tài)中為打開(kāi)及通過(guò)操作致動(dòng)器來(lái)關(guān)閉該離合器)。作為可能的操作致動(dòng)器20 (即作為可開(kāi)關(guān)的控制裝置)例如可使用電磁開(kāi)關(guān)。定子3由一個(gè)蓄電裝置22、例如一個(gè)大容量的汽車(chē)蓄電池通過(guò)功率電子裝置21供 H1^ ο在圖2中圖1中所示的原理結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)換成作為一個(gè)可能的實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)。圖2表示設(shè)有固定在殼體18上的定子3及轉(zhuǎn)子4的電動(dòng)機(jī)2，轉(zhuǎn)子與輸入軸14連接及通過(guò)軸承23可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在殼體中。電機(jī)2的各個(gè)部分及通過(guò)功率電子部分21對(duì)儲(chǔ)能器22的連接是公知的。因此下面省略了對(duì)此的詳細(xì)描述。
在殼體18上通過(guò)螺絲連接部分固定了一個(gè)離合器罩24。在殼體18與離合器罩 24分界的區(qū)域中設(shè)有行星齒輪變速器5，可調(diào)節(jié)的離合器15，16及可開(kāi)關(guān)的離合器19。這里該分界的區(qū)域是一個(gè)濕區(qū)域，因?yàn)榭烧{(diào)節(jié)離合器15，16被構(gòu)成濕式離合器。行星齒輪變速器的中心齒輪由齒輪6A構(gòu)成，該齒輪通過(guò)一個(gè)內(nèi)齒部分無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在輸入軸14的外齒部分上。此外齒輪6A通過(guò)軸向軸承25A，25B在兩側(cè)支撐在具有發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)板7A及從動(dòng)側(cè)板7B的行星齒輪架7中。發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)板7A與從動(dòng)側(cè)板7B通過(guò)銷(xiāo)沈相互連接，其中該銷(xiāo)沈通過(guò)滾針軸承、滑動(dòng)套筒或類(lèi)似支撐裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承行星齒輪8，該行星齒輪與齒輪6A嚙合。行星齒輪8還與空心齒輪9嚙合，其中空心齒輪9通過(guò)滾針軸承或類(lèi)似支撐裝置支撐在輸出軸10上?？招凝X輪9還通過(guò)軸向軸承相對(duì)從動(dòng)側(cè)板7B及相對(duì)從動(dòng)側(cè)齒輪11 可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，空心齒輪9通過(guò)另一軸承相對(duì)離合器罩M可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，其中為了補(bǔ)償公差設(shè)有徑向的和/或軸向的墊圈27。從動(dòng)軸10通過(guò)固定軸承28也支撐在離合器罩M上。驅(qū)動(dòng)側(cè)板7A在徑向外部區(qū)域中具有一個(gè)罐狀的延伸部分四，它被構(gòu)成為行星齒輪架與輸入軸14之間的濕式離合器的外片支架16。與外片支架16相對(duì)應(yīng)地該濕式離合器包括內(nèi)片支架15，該內(nèi)片支架被構(gòu)成為與輸入軸14用齒連接的法蘭盤(pán)。外摩擦片及內(nèi)摩擦片將通過(guò)一個(gè)傳動(dòng)部件30 (通常被稱(chēng)為“壓罐”)相互被壓成摩擦接觸。這里基本上被構(gòu)成剛性的傳動(dòng)部件30(即在杠桿比的范疇中不產(chǎn)生力的傳遞比) 的移動(dòng)通過(guò)操作裝置17來(lái)實(shí)現(xiàn)，該操作裝置被構(gòu)成彈簧帶致動(dòng)器，例如由本申請(qǐng)人在DE 100 33 649 A1,DE 10 2005 017 026 Al 及 DE 10 2005 025 266 Al 中所公開(kāi)的。該彈簧帶致動(dòng)器例如可用電驅(qū)動(dòng)。也可設(shè)想彈簧帶致動(dòng)器的變換的結(jié)構(gòu)或其它的操作致動(dòng)器(斜面盤(pán)致動(dòng)器，杠桿致動(dòng)器，搖擺杠桿致動(dòng)器等)。但這里的彈簧帶致動(dòng)器對(duì)于安裝在圖2中所示的位置中具有特別合適的尺度。在空心齒輪9與離合器罩對(duì)之間設(shè)有一個(gè)制動(dòng)裝置19，該制動(dòng)裝置起到可開(kāi)關(guān)離合器的作用。離合器罩M相對(duì)殼體18通過(guò)密封裝置31來(lái)密封，該密封裝置在根據(jù)圖2的視圖中可被布置在軸承23的左面或右面。通過(guò)該密封裝置31可使在行星齒輪架與輸入軸14 之間設(shè)有可調(diào)節(jié)的離合器及在空心齒輪與離合器罩M之間設(shè)有可開(kāi)關(guān)的離合器19的濕室相對(duì)干室密封，在該干室中接收電動(dòng)機(jī)。為了潤(rùn)滑所使用的軸承如由圖2可看出的在不同的位置設(shè)有孔，例如為了潤(rùn)滑行星齒輪8的軸承在銷(xiāo)沈中設(shè)有孔。并且在從動(dòng)軸10中設(shè)有一個(gè)與徑向孔相連接的中心孔以潤(rùn)滑用于支撐空心齒輪9的軸承。此外傳動(dòng)部件30包括一個(gè)或多個(gè)凸塊32，它們與例如通過(guò)固定在殼體18上的部件33構(gòu)成的殼體18中的相應(yīng)凹口形成配合。在操作致動(dòng)器17的一個(gè)零工作位置上設(shè)有凸塊32的傳動(dòng)部件可相對(duì)殼體18自由轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)在可開(kāi)關(guān)的離合器的摩擦片之間還未出現(xiàn)摩擦接觸。但如果該傳動(dòng)部件由該零工作位置繼續(xù)在圖2中向左移動(dòng)，以致凸塊32與殼體18中的凹口 33達(dá)到接觸，由此使傳動(dòng)部件并使與該傳動(dòng)部件固定連接及用作外片支架的構(gòu)件四相對(duì)殼體18被固定。這里當(dāng)操作致動(dòng)器17無(wú)電流時(shí)進(jìn)行該移動(dòng)。因?yàn)樾行驱X輪架7固定地與從動(dòng)軸連接，故從動(dòng)軸相對(duì)殼體18也被固定。由此得到一個(gè)可能性，即從動(dòng)軸被鎖止及達(dá)到泊車(chē)制動(dòng)。因此這樣來(lái)達(dá)到泊車(chē)制動(dòng)將操作裝置17置于其無(wú)操作力的狀態(tài)，在這里使用的彈簧帶致動(dòng)器的情況下即處于無(wú)電流的狀態(tài)。因此操作滑板被移到其后端位置中及由此凸塊32與凹口 33形成接觸。通過(guò)“通以基本電流”使傳動(dòng)部件30由其后端位置向右移動(dòng)，由此取消泊車(chē)制動(dòng)， 而不會(huì)出現(xiàn)輸入軸14與行星齒輪架之間通過(guò)可調(diào)節(jié)離合器的摩擦連接的接觸。相應(yīng)地被
置入零工作位置。以上描述了僅具有一個(gè)可調(diào)節(jié)的離合器的變速器的第一實(shí)施例。而第二離合器被作成制動(dòng)器并將是不可調(diào)節(jié)的，即它被用作0/1調(diào)節(jié)部件，該調(diào)節(jié)部件僅可置于一個(gè)完全打開(kāi)或一個(gè)完全閉合的狀態(tài)。以上所述的本發(fā)明的兩擋行星齒輪變速器的優(yōu)選實(shí)施例雖然是優(yōu)選的，但不應(yīng)理解為本發(fā)明的唯一實(shí)施形式。作為一個(gè)變型實(shí)施例給出了根據(jù)圖3的原理圖，它表示本發(fā)明的構(gòu)思應(yīng)用在一個(gè)混合式傳動(dòng)系中。該混合式傳動(dòng)系包括內(nèi)燃機(jī)34，該內(nèi)燃機(jī)最好可被構(gòu)成雙缸對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)34的曲軸35與第一電機(jī)37的轉(zhuǎn)子36相連接，該電機(jī)可被用作內(nèi)燃機(jī)34的起動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)。這里內(nèi)燃機(jī)37的定子38與功率電子裝置21相連接。 起動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)37的轉(zhuǎn)子36可通過(guò)一個(gè)離合器裝置(這里為一個(gè)“常開(kāi)”隔離離合器) 與電機(jī)2的轉(zhuǎn)子4連接，該離合器裝置具有離合器從動(dòng)盤(pán)39并包括所屬的操作裝置(它在圖3中未詳細(xì)地表示出)在內(nèi)。定子3也通過(guò)功率電子裝置21與一個(gè)儲(chǔ)能器22 (通過(guò)根據(jù)圖1或3的蓄電池象征地表示)連接。根據(jù)圖3的實(shí)施例包括一個(gè)具有離合器從動(dòng)盤(pán)39的隔離離合器，借助該離合器可建立內(nèi)燃機(jī)34與電機(jī)3的轉(zhuǎn)子之間的連接。與根據(jù)圖1的實(shí)施例相似地電機(jī)3的轉(zhuǎn)子與兩擋行星齒輪變速器的中心齒輪連接。行星齒輪又與該中心齒輪嚙合，這些行星齒輪支撐在行星齒輪架7上。此外行星齒輪與空心齒輪9嚙合。在根據(jù)圖3的該實(shí)施例中在行星齒輪架與空心齒輪之間設(shè)有可調(diào)節(jié)的離合器，以便鎖止行星齒輪組。在空心齒輪與殼體之間設(shè)有可開(kāi)關(guān)的離合器。借助該結(jié)構(gòu)可通過(guò)一個(gè)致動(dòng)器40來(lái)開(kāi)關(guān)或調(diào)節(jié)兩個(gè)離合器。為此致殼體18上設(shè)有操作裝置40，借助該操作裝置可使行星齒輪架7相對(duì)殼體及空心齒輪9相對(duì)行星齒輪架固定連接。行星齒輪架7也與從動(dòng)軸10固定地連接，該從動(dòng)軸與差動(dòng)裝置13形成連接。其它的特征相應(yīng)于結(jié)合圖1所討論的特征。將省略相應(yīng)的重復(fù)描述。以上所描述的實(shí)施例的轉(zhuǎn)換，即根據(jù)圖1的電動(dòng)車(chē)變速器或根據(jù)圖3的混合式驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)換通過(guò)在可調(diào)節(jié)的離合器上接收在可開(kāi)關(guān)離合器上持有的轉(zhuǎn)矩來(lái)實(shí)現(xiàn)，直到不可調(diào)節(jié)的離合器上的轉(zhuǎn)矩下降到適當(dāng)?shù)慕缦抟詢(xún)?nèi)。此后可開(kāi)關(guān)的離合器打開(kāi)及接著在電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中使其轉(zhuǎn)速在第二擋上以發(fā)動(dòng)機(jī)形式制動(dòng)。在圖4中表示該轉(zhuǎn)換過(guò)程，該轉(zhuǎn)換過(guò)程的基礎(chǔ)已描述在本申請(qǐng)人對(duì)于并列換擋變速器的申請(qǐng)DE 102005037515中。由圖4可看到轉(zhuǎn)換的第一階段(即轉(zhuǎn)矩的接收)，在該階段中可調(diào)節(jié)的離合器滑動(dòng)地(即逐步地)由在該時(shí)刻上仍閉合的可調(diào)節(jié)的(應(yīng)為可開(kāi)關(guān)的)離合器接收驅(qū)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。在圖4中可調(diào)節(jié)的離合器用K2指示及可開(kāi)關(guān)的離合器用 Kl指示，由此線MK2的點(diǎn)表示從轉(zhuǎn)換過(guò)程開(kāi)始出發(fā)可調(diào)節(jié)的離合器上的轉(zhuǎn)矩及虛線M Kl表示在可開(kāi)關(guān)的離合器上持有的轉(zhuǎn)矩。如由根據(jù)圖4的該曲線圖可看出的，離合器K2滑動(dòng)地接收驅(qū)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩及通過(guò)行星齒輪架將該轉(zhuǎn)矩直接地傳遞到差動(dòng)裝置上。如果在該第一階段期間驅(qū)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩未增高，則得到具有兩擋行星齒輪變速器的兩個(gè)擋級(jí)之間的擋支撐力高度的牽引力下降。為了減小或完全避免該下降，將與上述由可開(kāi)關(guān)的離合器到可調(diào)節(jié)的離合器的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)移并列地使電機(jī)處于過(guò)負(fù)荷。該過(guò)負(fù)荷在圖4中可借助曲線M-AN及“電機(jī)過(guò)負(fù)荷”的標(biāo)注來(lái)看出。相應(yīng)的過(guò)負(fù)荷的高度取決于所選擇的舒適性前提及電系統(tǒng)的最大過(guò)負(fù)荷能力并可為0 至 100%。在由可調(diào)節(jié)離合器K2完全接收轉(zhuǎn)矩后可開(kāi)關(guān)離合器Kl將無(wú)負(fù)荷及相應(yīng)地被打開(kāi)。接著在階段“第一轉(zhuǎn)速同步”中在保持恒定的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的情況下使電機(jī)轉(zhuǎn)速下降及由此使過(guò)負(fù)荷并使可調(diào)節(jié)的離合器K2上的滑動(dòng)降低。該過(guò)程也可在圖5的范圍中看到，其中借助畫(huà)出的箭頭看到轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速曲線在階段1中在恒定轉(zhuǎn)速的情況下具有轉(zhuǎn)矩的升高及然后在恒定轉(zhuǎn)矩的情況下具有轉(zhuǎn)速的降低。如果電機(jī)的轉(zhuǎn)速這樣程度地下降，以致過(guò)負(fù)荷已消除(在圖5中達(dá)到相應(yīng)電驅(qū)動(dòng)的平衡曲線)則在階段3中沿電機(jī)的持續(xù)功率功率曲線(功率雙曲線)在可調(diào)節(jié)的離合器 K2上進(jìn)行進(jìn)一步的滑動(dòng)下降。以上與此相應(yīng)地公開(kāi)了一個(gè)兩擋負(fù)載換擋行星齒輪變速器，其中電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)作用在中心齒輪上及其中空心齒輪通過(guò)0/1調(diào)節(jié)部件可開(kāi)關(guān)地相對(duì)殼體固定，及其中行星齒輪變速器的行星齒輪架與從動(dòng)軸連接及通過(guò)可調(diào)節(jié)的離合器與中心齒輪連接。這里可調(diào)節(jié)離合器的調(diào)節(jié)桿是泊車(chē)制動(dòng)器的一部分，其中根據(jù)換擋位置P的設(shè)計(jì)首先使致動(dòng)器運(yùn)行在其零工作位置中，即通過(guò)該零位置后的返回來(lái)啟動(dòng)泊車(chē)制動(dòng)器。這里該過(guò)程無(wú)電流地實(shí)現(xiàn)。為此可調(diào)節(jié)的離合器在無(wú)操作力的狀態(tài)中打開(kāi)及通過(guò)彈簧主動(dòng)地施加壓力。此外該致動(dòng)器被構(gòu)成非自止動(dòng)的。圖6中表示用于根據(jù)本發(fā)明的牽引力上升轉(zhuǎn)換的另一實(shí)施例，其中在轉(zhuǎn)換的第一階段中K2滑動(dòng)地接收驅(qū)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩及其中K2將接收的轉(zhuǎn)矩直接地通過(guò)行星齒輪架傳遞到差動(dòng)裝置上。在該階段中當(dāng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩不升高時(shí)，則得到具有擋支撐力高度的牽引力下降。為了減小該下降，與上述轉(zhuǎn)矩接收并列地使電機(jī)處于過(guò)負(fù)荷。過(guò)負(fù)荷的高度取決于舒適性前提及電系統(tǒng)的最大過(guò)負(fù)荷能力并可為0至100%。在由K2完全接收轉(zhuǎn)矩后Kl將無(wú)負(fù)荷及被打開(kāi)。接著在階段2中在恒定驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的情況下使電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降并由此使過(guò)負(fù)荷及K2 上的滑動(dòng)下降。為此可通過(guò)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)提高Kl的轉(zhuǎn)矩，以便使電機(jī)的慣性矩(MTM)用于附加的推進(jìn)。該MTM的影響在小從動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)在一定條件下繼續(xù)進(jìn)行，以致在轉(zhuǎn)速適配期間必需間隙減小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。如果電機(jī)的轉(zhuǎn)速這樣程度地下降，以致使過(guò)負(fù)荷消除，則在階段3 中K2上的滑動(dòng)繼續(xù)下降進(jìn)行到電機(jī)的持續(xù)功率曲線(功率雙曲線)上。并且也可使用雙離合器變速器或無(wú)中斷的自動(dòng)換擋變速器(“USG”)來(lái)避免或減小牽引力的下降，因?yàn)榛诮柚@種雙離合器變速器可達(dá)到的交疊換擋允許牽引力的連續(xù)傳遞。圖7中表示這樣一個(gè)可能的結(jié)構(gòu)，它具有一個(gè)電驅(qū)動(dòng)裝置100，一個(gè)包括設(shè)有第一及第二離合器從動(dòng)盤(pán)102及103的可調(diào)節(jié)的離合器的雙離合器，一個(gè)設(shè)有兩個(gè)用于離合器的可相互無(wú)關(guān)地操作的操作裝置的操作系統(tǒng)104，一個(gè)設(shè)有第一變速級(jí)105及第二變速級(jí)106的兩擋變速器-其中第一變速級(jí)與第二離合器從動(dòng)盤(pán)103連接及第二變速級(jí)與第一離合器從動(dòng)盤(pán)102連接，及一個(gè)設(shè)有差動(dòng)裝置108的從動(dòng)部分107。作為變速器例如可使用設(shè)有作為第一及第二變速級(jí)的正齒輪對(duì)的正齒輪變速器。并且借助圖7中所示的設(shè)有“等值的”雙離合器的兩擋變速器也1可實(shí)現(xiàn)根據(jù)圖 4至6的變換過(guò)程。在此情況下離合器中的一個(gè)作為可調(diào)節(jié)的離合器工作及另一個(gè)作為可開(kāi)關(guān)的離合器工作。具有雙離合器變速器及“等值的”雙離合器的這種傳動(dòng)系雖然包括兩個(gè)自動(dòng)的及彼此分開(kāi)的可調(diào)節(jié)的離合器，每個(gè)可調(diào)節(jié)的離合器與一個(gè)部分變速器連接及必需各通過(guò)獨(dú)立的操作裝置來(lái)操作，由此得到與高成本相聯(lián)系的相當(dāng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，但取決于轉(zhuǎn)換過(guò)程的改變正是在牽引力升高換擋的情況下得到時(shí)間的增益。但高的換擋速度使最大待補(bǔ)償?shù)臓恳ο陆禍p小并同時(shí)提高了換擋過(guò)程的舒適性。附圖標(biāo)記清單
1兩擋負(fù)載換擋變速器7B從動(dòng)側(cè)的板2電機(jī)8行星齒輪3定子9空心齒輪4轉(zhuǎn)子10從動(dòng)軸5行星齒輪變速器11從動(dòng)齒輪6中心齒輪12齒輪6A齒輪14輸入軸7行星齒輪架15內(nèi)片支架7A發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的板16外片支架17操作裝置 18殼體
19可開(kāi)關(guān)的離合器 20速度傳感器 21功率電子裝置 22蓄電裝置 23軸承 24變速器罩 25A軸向軸承 25B軸向軸承 26銷(xiāo) 27墊圈 30傳動(dòng)部件 31密封裝置 34內(nèi)燃機(jī) 36轉(zhuǎn)子 37電機(jī) 38定子
39離合器從動(dòng)盤(pán) 40操作裝置
權(quán)利要求
1.用于在機(jī)動(dòng)車(chē)的傳動(dòng)系中傳遞驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的兩擋變速器，設(shè)有可由驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)的輸入軸；具有中心齒輪、行星齒輪、行星齒輪架及空心齒輪的行星齒輪變速器；輸出軸；可調(diào)節(jié)的離合器裝置；專(zhuān)用的可開(kāi)關(guān)的離合器裝置，其中，該中心齒輪與該輸入軸無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接及該行星齒輪架與該輸出軸無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，借助該可調(diào)節(jié)的離合器裝置可使該行星齒輪架相對(duì)該輸入軸或相對(duì)該空心齒輪被固定，借助該可開(kāi)關(guān)的離合器裝置可使該空心齒輪相對(duì)支撐該行星齒輪變速器的殼體被固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的兩擋變速器，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元是電機(jī)，該電機(jī)的轉(zhuǎn)子與所述輸入軸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的兩擋變速器，其中，所述可調(diào)節(jié)離合器裝置被構(gòu)成濕式離合器，該濕式離合器包括一個(gè)具有至少一個(gè)內(nèi)摩擦片的內(nèi)片支架及包括一個(gè)具有至少一個(gè)外摩擦片的外片支架，其中，該內(nèi)片支架與所述輸入軸無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接或與其構(gòu)成一體及該外片支架與所述行星齒輪架無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接或與其構(gòu)成一體，或其中，該內(nèi)片支架與所述行星齒輪架連接或與其構(gòu)成一體及所述外片支架與所述空心齒輪連接或與其構(gòu)成一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的兩擋變速器，其中，所述可調(diào)節(jié)離合器裝置包括一個(gè)具有操作致動(dòng)器及傳動(dòng)部件的操作裝置，其中，所述傳動(dòng)部件與所述片支架之一連接，所述操作致動(dòng)器支撐在所述殼體上，在所述傳動(dòng)部件與所述操作致動(dòng)器之間設(shè)有一個(gè)操作軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的兩擋變速器，其中，所述傳動(dòng)部件通過(guò)一個(gè)預(yù)加載裝置在所述操作裝置的未操作狀態(tài)中被預(yù)加載到與所述殼體形狀鎖合地接觸，由此，所述傳動(dòng)部件構(gòu)成泊車(chē)制動(dòng)的一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的兩擋變速器，其中，所述操作裝置在一個(gè)零工作位置中取消所述殼體與所述傳動(dòng)部件之間的形狀鎖合的接觸及由此取消所述泊車(chē)制動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的兩擋變速器，其中，所述可調(diào)節(jié)的離合器被構(gòu)成在原始狀態(tài)中為打開(kāi)的及在所述零工作位置中仍未有摩擦片之間的摩擦接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的兩擋變速器，其中，所述可開(kāi)關(guān)的離合器被構(gòu)成一個(gè)開(kāi)/ 關(guān)調(diào)節(jié)部件，借助該開(kāi)/關(guān)調(diào)節(jié)部件可使所述空心齒輪相對(duì)所述殼體固定，其中，所述可開(kāi)關(guān)的離合器被構(gòu)成在原始狀態(tài)中為打開(kāi)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一的兩擋變速器，其中，所述空心齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在所述輸出軸上。
10.用于運(yùn)行設(shè)有兩擋變速器的機(jī)動(dòng)車(chē)的傳動(dòng)系的方法，具有以下方法步驟在所述傳動(dòng)系工作中當(dāng)?shù)陀谝粋€(gè)預(yù)給定的或適配于工作狀態(tài)的速度閾值或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的情況下可開(kāi)關(guān)的離合器保持閉合，以致根據(jù)中心齒輪與行星齒輪架之間的、作為第一擋的變速比將由驅(qū)動(dòng)單元輸出的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞給輸出軸，當(dāng)達(dá)到或高于速度閾值或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的情況下在所述可開(kāi)關(guān)的離合器仍閉合時(shí)使所述可調(diào)節(jié)的離合器閉合，由此使所述可開(kāi)關(guān)的離合器上的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降到適當(dāng)?shù)慕缦抟詢(xún)?nèi)及接著作為第二擋無(wú)變速比地將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞給輸出軸，在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降到適當(dāng)?shù)慕缦抟詢(xún)?nèi)后使所述可開(kāi)關(guān)的離合器打開(kāi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，在使用電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)單元的情況下當(dāng)工作在第一擋中及工作在第二擋時(shí)相同的功率輸出基本上保持恒定，及其中當(dāng)從第一擋轉(zhuǎn)換到第二擋時(shí)使由所述驅(qū)動(dòng)單元輸出的功率提高并超過(guò)該基本上恒定的功率輸出，其中，由所述驅(qū)動(dòng)單元輸出的功率被提高到超過(guò)所述電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，初級(jí)側(cè)的慣性、尤其電機(jī)的慣性在轉(zhuǎn)速同步階段中被用作牽引力補(bǔ)償。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞到機(jī)動(dòng)車(chē)的傳動(dòng)系中的兩擋行星齒輪變速器，尤其是用于電動(dòng)車(chē)的傳動(dòng)系或混合式機(jī)動(dòng)車(chē)的附加傳動(dòng)系。
文檔編號(hào)B60W10/02GK102549303SQ201080029579
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者D·賴(lài)茨 申請(qǐng)人:舍弗勒技術(shù)股份兩合公司