[发明专利]变速器单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于车辆传动系的变速器单元，所述传动系具有至少一个内燃机和第一电机(以及优选地也具有第二电机)。

背景技术

使用内燃机以及一个或多个电机作为驱动源的用于车辆的混合动力传动系的特征是相对高的效率和节约燃料的可能性。此外，相对于带有内燃机作为唯一的驱动源的驱动系统提供了附加的功能，例如无噪声且无排放的电动行驶，带有制动能量回收(再生)的电制动或通过马达的组合的加速升高(电助力)。通过使用附加的即第二电机，可实现与瞬时功率需求的更好的匹配和改进的再生，尤其是当两个电机大小不同时，即针对不同的功率设计时。

在所谓的功率分支混合动力传动系中，内燃机的驱动功率按比例地被传递到车辆的电机和驱动轮上，或从内燃机和至少一个电机传递到车辆的驱动轮上。为此目的，传动系的变速器单元包括仅作用为动力分配变速器(Summiergetriebe)的第一行星齿轮变速器。行星齿轮变速器包括至少一个用于与电机或多个电机之一联接的第一构件，用于接收内燃机的驱动功率的第二构件，和用于输出驱动功率的第三构件。通过此类变速器单元，可尤其在内燃机和车辆的驱动轮之间实现可无级调节的转换。

但因为车辆的整个行驶范围通过同一个变速器构造覆盖，所以在一定的行驶状态下，可能出现内燃机和/或电机(多个电机)的低效运行。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是提供所述类型的变速器单元，所述变速器单元实现了内燃机和/或电机(多个电机)的高效运行且因此实现了驱动系统在车辆的整个行驶范围内看提高的效率。

此技术问题通过带有权利要求1的特征的变速器单元解决。

根据本发明，变速器单元包括可切换的第二行星齿轮变速器和用于将第二行星齿轮变速器在第一运行状态和第二运行状态之间切换的离合器。第二行星齿轮变速器具有至少一个用于与内燃机联接的第一构件、用于与第一行星齿轮变速器的第二构件联接的第二构件、以及第三构件，其中在第一运行状态下，离合器将第二行星齿轮变速器的第三构件保持固定(优选地与变速器壳体固定)，且在在第二运行状态下，将其与第二行星齿轮变速器的第一或第二构件抗扭地联接(所谓的锁定回转)。

在第一运行状态下，第二构件可在保持固定的第三构件上滚动。因此，在与内燃机联接的第一构件和与第一行星齿轮变速器联接的第二构件之间形成了转换，尤其是减速。在第二运行状态下，第二行星齿轮变速器的两个构件相互抗扭地联接，即第二行星齿轮变速器被锁定，且具有1:1的转换。因此，内燃机的驱动功率无转速变化地输出到第一行星齿轮变速器上。通过借助于第二行星齿轮变速器的切换来实现不同的转换之间的变化，可在保持无级的车辆行驶时实现对于车辆的整个行驶范围的内燃机和电机的高效运行。这与电机作为马达还是作为发电机运行无关。

本发明的扩展在从属权利要求、描述和附图中给出。

每个行星齿轮变速器的第一、第二和第三构件优选地相互驱动作用地联接。第一行星齿轮变速器的第三构件可自身形成变速器单元的输出元件或与分开的输出元件驱动作用地联接。在需要时，输出元件可形成附加的、例如直齿轮轮齿形式的增速级或减速级。

第一行星齿轮变速器的第二构件和第二行星齿轮变速器的第二构件优选地相互抗扭地联接。尤其地，第一行星齿轮变速器的行星架和第二行星齿轮变速器的行星架可抗扭地相互联接，以因此实现两个行星齿轮变速器之间的转矩传递。

第一行星齿轮变速器可尤其地构造为将第三构件相对于第一构件的旋转减速。因此，第一行星齿轮变速器的输出元件的转速相对于第一电机的转速降低，使得实现了使用体积小的高速电机。

根据本发明的实施形式，第一行星齿轮变速器的第一构件具有太阳轮，第一行星齿轮变速器的第二构件具有带有可旋转地支承在其上的行星轮的行星架，且第一行星齿轮变速器的第三构件具有齿圈，其中第二构件的行星架与第二行星齿轮变速器的第一构件和第三构件啮合。此构造实现了车辆的内燃机、第一电机和驱动轮之间的可靠的功率分支或功率加和。

根据本发明的实施形式，第一行星齿轮变速器是五构件形式且附加地具有用于与第二电机联接的第四构件和与行星齿轮变速器的第四构件和第三构件一起形成了减速级的第五构件，所述减速级将第三构件相对于第四构件的旋转减速。此类构造实现了将两个电机整合在传动系内，其中例如内燃机的机械功率的一部分通过电机转换为电功率，且此功率减去转换损失通过另外的电机又输入传动系。