機(jī)動車的混合動力驅(qū)動裝置及其運行方法
【專利摘要】機(jī)動車的混合動力驅(qū)動裝置(1)，其包括內(nèi)燃機(jī)(2)、電機(jī)(3)和變速器(4)，其中，變速器(4)設(shè)計成具有兩個部分變速器(5、6)的多級換檔變速器，兩個部分變速器各具有單獨的輸入軸(7、8)和共同的輸出軸(9)，其中，第一部分變速器(5)的第一輸入軸(7)能聯(lián)接到內(nèi)燃機(jī)(2)上并能與其分離，其中，第二部分變速器(6)的第二輸入軸(8)牢固地與電機(jī)(3)聯(lián)接，其中，兩個輸入軸(7、8)能通過部分變速器(5、6)的形狀鎖合換檔元件選擇性地與共同的輸出軸(9)聯(lián)接，其中，給第一輸入軸(7)如下地配屬有多個離合器(10、11)，即，當(dāng)摩擦鎖合或形狀鎖合的第一離合器(10)和在第一離合器(10)與第一部分變速器(5)之間串聯(lián)的摩擦鎖合的第二離合器(11)均閉合時，內(nèi)燃機(jī)(2)聯(lián)接到第一輸入軸(7)上并因此聯(lián)接到第一部分變速器(5)上，而當(dāng)至少一個離合器(10、11)打開時，內(nèi)燃機(jī)(2)與第一輸入軸(7)分離并因此與第一部分變速器分離，給第二輸入軸(8)如下地配屬有形狀鎖合換檔元件(13)，即，當(dāng)形狀鎖合換檔元件(13)閉合時，電機(jī)(3)聯(lián)接到在離合器(10、11)之間延伸的軸區(qū)段(14)上。
【專利說明】機(jī)動車的混合動力驅(qū)動裝置及其運行方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)動車的根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的混合動力驅(qū)動裝置。此外本發(fā)明還涉及運行這種混合動力驅(qū)動裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由DE198 50 549A1公知一種具有混合動力驅(qū)動裝置的機(jī)動車，其中，混合動力驅(qū)動裝置包括內(nèi)燃機(jī)、電機(jī)和設(shè)計成雙離合變速器的變速器。DE198 50 549A1的混合動力驅(qū)動裝置的雙離合變速器具有兩個部分變速器，它們各具有單獨的輸入軸和共同的輸出軸，其中，根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)，給每個輸入軸配屬有摩擦鎖合離合器，以便將內(nèi)燃機(jī)聯(lián)接在相應(yīng)的部分變速器的相應(yīng)輸入軸上。根據(jù)DE19850549A1的雙離合變速器的部分變速器具有形狀鎖合換檔元件，兩個輸入軸能夠通過所述形狀鎖合換檔元件選擇性地與共同的輸出軸聯(lián)接。電機(jī)與至少一個部分變速器的至少一個輸入軸聯(lián)接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]由此出發(fā)，本發(fā)明任務(wù)在于實現(xiàn)機(jī)動車的新型混合動力驅(qū)動裝置和用于驅(qū)動這種混合動力驅(qū)動裝置的方法。
[0004]該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的混合動力驅(qū)動裝置解決。根據(jù)本發(fā)明給第一輸入軸如下地配屬有多個離合器，即，當(dāng)摩擦鎖合或形狀鎖合的第一離合器和在其與第一部分變速器之間串聯(lián)的摩擦鎖合的第二離合器均閉合時，內(nèi)燃機(jī)聯(lián)接到第一輸入軸上并因此聯(lián)接到第一部分變速器上，而當(dāng)至少一個離合器打開時，內(nèi)燃機(jī)與第一輸入軸分離并因此與第一部分變速器分離，其中，給第二輸入軸如下地配屬有形狀鎖合換檔元件，即，當(dāng)形狀鎖合換檔元件閉合時，電機(jī)聯(lián)接到在離合器之間延伸的軸區(qū)段上。
[0005]利用根據(jù)本發(fā)明的混合動力驅(qū)動裝置可以實現(xiàn)在應(yīng)用唯一的電機(jī)并因此取消第二電機(jī)的情況下利用大量混合動力功能，例如在打開的離合器上無拖拽損耗的純電動行駛、至少若干換檔元件通過電機(jī)的主動同步、內(nèi)燃機(jī)在機(jī)動車靜止?fàn)顟B(tài)中通過電機(jī)啟動、內(nèi)燃機(jī)通過電機(jī)由純電動行駛開始的無牽弓I力中斷的啟動、由電機(jī)的發(fā)電機(jī)式運行和因此電機(jī)的負(fù)荷運行開始的無延遲的起動或緩行、在電機(jī)用作動力換檔元件的內(nèi)燃機(jī)式行駛的情況下執(zhí)行動力換檔以及在純電動行駛必要時在內(nèi)燃機(jī)同時啟動的情況下執(zhí)行動力換檔。此夕卜，還可以提供增壓和能量回收作為混合動力功能。
[0006]當(dāng)?shù)谝浑x合器設(shè)計成形狀鎖合離合器時，能執(zhí)行這些功能的大多數(shù)功能。然而，若干功能要求將第一離合器設(shè)計成摩擦鎖合離合器。
[0007]在權(quán)利要求6至14中限定了用于運行這種混合動力驅(qū)動裝置的根據(jù)本發(fā)明的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]由從屬權(quán)利要求和如下說明得到本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)方式。結(jié)合附圖不局限于此地進(jìn)一步說明了本發(fā)明的實施例。其中:
[0009]圖1是機(jī)動車的根據(jù)本發(fā)明的混合動力驅(qū)動裝置的圖示；以及
[0010]圖2是機(jī)動車的根據(jù)本發(fā)明的混合動力驅(qū)動裝置的另一圖示。
【具體實施方式】
[0011]圖1和圖2示出機(jī)動車的根據(jù)本發(fā)明的混合動力驅(qū)動裝置I的優(yōu)選實施方式，其中，混合動力驅(qū)動裝置I包括內(nèi)燃機(jī)2、電機(jī)3和變速器4。
[0012]變速器4設(shè)計成具有兩個部分變速器5和6的多級換檔變速器，其中，兩個部分變速器5和6各具有單獨的輸入軸7或8和共同的輸出軸9。
[0013]第一部分變速器5在圖1的實施例中提供前進(jìn)檔“1”、“3”、“5”和“7”。第二部分變速器6在所示實施例中提供前進(jìn)檔“2”、“4”和“6”以及倒檔“R”。
[0014]具有兩個部分變速器5和6的變速器4根據(jù)圖1具有多個組合成換檔組件12的形狀鎖合換檔元件，通過所述形狀鎖合換檔元件兩個部分變速器5和6的兩個輸入軸7和8的每一個均能夠選擇性地聯(lián)接在變速器4的輸出軸9上，其中，變速器4的輸出軸9充當(dāng)輸出裝置。
[0015]這里需要說明的是，在所示的優(yōu)選實施例中，兩個部分變速器5和6的兩個輸入軸7和8彼此同軸地布置。在此，電機(jī)3作用于第二部分變速器6的外部的輸入軸8，S卩，在圖1中直接地作用。然而，在第二部分變速器6的輸入軸8和電機(jī)3之間也可以接入恒定傳動比級。
[0016]內(nèi)燃機(jī)2能聯(lián)接到第一輸入軸7上并因此連接到第一部分變速器5上以及與其分離，而電機(jī)3聯(lián)接到第二輸入軸8上并因此牢固地聯(lián)接到第二部分變速器6上。
[0017]給第一部分變速器5的第一輸入軸7配屬有多個離合器10、11，即，兩個串聯(lián)的離合器10、11，其中，第一離合器10接在內(nèi)燃機(jī)2和第二離合器11之間，第二離合器11接在第一離合器10和第一部分變速器5之間。
[0018]第一離合器10要么是摩擦鎖合離合器10(參見圖1)要么是形狀鎖合(formschliissig)離合器10 (參見圖2)。第二離合器11是摩擦鎖合(reibschliissig)離合器11。
[0019]當(dāng)兩個串聯(lián)的離合器10和11閉合時，內(nèi)燃機(jī)2聯(lián)接到第一輸入軸7上并因此聯(lián)接到第一部分變速器5上。而當(dāng)至少一個離合器10和11打開時，內(nèi)燃機(jī)2與第一輸入軸7分離并因此與第一部分變速器5分離。
[0020]部分變速器6的第二輸入軸8未配屬摩擦鎖合離合器，而是配屬有形狀鎖合換檔元件13，更確切地說以如下方式，即，當(dāng)形狀鎖合換檔元件13閉合時，電機(jī)3連接在離合器10和11之間延伸的軸區(qū)段14上，在第二離合器11閉合的情況下該軸區(qū)段14聯(lián)接到第一輸入軸7上，而當(dāng)形狀鎖合換檔元件13打開時，電機(jī)3與該軸區(qū)段14分離。
[0021]當(dāng)形狀鎖合換檔元件13和第一離合器10均閉合以及第二離合器11打開時，電機(jī)3聯(lián)接到內(nèi)燃機(jī)2上并因此內(nèi)燃機(jī)2連同電機(jī)3 —起聯(lián)接到第二部分變速器6的第二輸入軸8上，而其與第一部分變速器5的第一輸入軸7分離。當(dāng)形狀鎖合換檔元件13和第二離合器11均閉合以及第一離合器10打開時，電機(jī)3不僅聯(lián)接到第一部分變速器5的第一輸入軸7上而且也聯(lián)接到第二部分變速器6的第二輸入軸8上。當(dāng)兩個離合器10、11閉合時，內(nèi)燃機(jī)2聯(lián)接到第一輸入軸7上并因此聯(lián)接到第一部分變速器5上，其中，在換檔元件13閉合的情況下電機(jī)3聯(lián)接到部分變速器5、6的兩個輸入軸7、8上，而在換檔元件13打開的情況下僅聯(lián)接到第二部分變速器6的第二輸入軸8上。
[0022]利用根據(jù)本發(fā)明的混合動力驅(qū)動裝置可以在打開的離合器無拖拽損耗的情況下，也當(dāng)?shù)谝浑x合器10是摩擦鎖合的時，實現(xiàn)純電動行駛。為此，在第一部分變速器5中優(yōu)選掛入空檔，打開換檔元件13，在第二部分變速器6中掛入檔位，其中，兩個離合器10和11的換檔位置在這種純電動行駛的情況中可以任意選擇。電機(jī)3通過第二部分變速器6驅(qū)動，離合器10和11不隨同轉(zhuǎn)動，從而在純電動行駛時不會在其上產(chǎn)生拖拽損耗。
[0023]此外，換檔元件可以在根據(jù)本發(fā)明的混合動力驅(qū)動裝置I中借助電機(jī)3來主動同步。這樣可以實現(xiàn)，第二部分變速器6的組合成換檔組件12的換檔元件主動在電機(jī)3的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)運行中通過其來同步。
[0024]當(dāng)電機(jī)3恰好充當(dāng)行駛驅(qū)動裝置時，第一部分變速器5的組合成換檔組件12的換檔元件以及形狀鎖合換檔元件13可以不通過電機(jī)3同步。更確切地說，它們以其它方式同步，例如在第一離合器10閉合或摩擦鎖合的第二離合器11部分地閉合的情況下通過內(nèi)燃機(jī)2的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)來同步。
[0025]在機(jī)動車的靜止?fàn)顟B(tài)時，在根據(jù)本發(fā)明的混合動力驅(qū)動裝置中可以實現(xiàn)混合動力驅(qū)動裝置的內(nèi)燃機(jī)2的啟動，更確切地說不僅是內(nèi)燃機(jī)2的直接啟動而且也可以是內(nèi)燃機(jī)2的飛輪啟動(Schwungstart)。在直接啟動混合動力驅(qū)動裝置的內(nèi)燃機(jī)2的情況中閉合換檔元件13，在第二部分變速器6中掛入空檔。此外，在第一部分變速器5中掛入空檔和/或打開第二離合器11。閉合第一離合器10。電機(jī)3驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)2以便牽引發(fā)動內(nèi)燃機(jī)。當(dāng)?shù)谝浑x合器10是摩擦鎖合或形狀鎖合的，那么直接啟動可用。
[0026]在機(jī)動車靜止?fàn)顟B(tài)下，為了提供內(nèi)燃機(jī)2的飛輪啟動，同樣閉合換檔元件13并在第二部分變速器6中掛入空檔。另外，又在第一部分變速器5中掛入空檔和/或打開第二離合器11。此外，在這種情況下所需的摩擦鎖合的第一離合器10最初就是打開的，其中，在打開摩擦離合器10的情況下電機(jī)3加速至規(guī)定的脈沖啟動轉(zhuǎn)速，以便在達(dá)到該規(guī)定的脈沖啟動轉(zhuǎn)速時閉合摩擦鎖合的第一離合器10并在這種情況中通過飛輪啟動來啟動內(nèi)燃機(jī)2。
[0027]此外，在根據(jù)本發(fā)明的混合動力驅(qū)動裝置I中還可以實現(xiàn)無牽引力中斷地由純電動行駛開始的內(nèi)燃機(jī)2的啟動，更確切地說是在車速較小的情況下。為此，當(dāng)通過第一部分變速器5利用在第一部分變速器5中掛入的檔位純電動行駛時在第二部分變速器6處于空檔、形狀鎖合換檔元件13閉合、在這種情況下所需的摩擦鎖合的第一離合器10打開以及摩擦鎖合的第二離合器11閉合的情況下，摩擦鎖合的第二離合器11通過降低其傳動能力而進(jìn)入滑差狀態(tài)并且當(dāng)車速較低時根據(jù)需要提高電機(jī)3的轉(zhuǎn)速。通過閉合摩擦鎖合的第一離合器10可以啟動內(nèi)燃機(jī)2，其中，摩擦鎖合的第二離合器11提供滑差分離，這是因為輸出力矩僅與第二離合器11的傳動能力有關(guān)。由此確保了舒適地啟動內(nèi)燃機(jī)2。隨后，第二離合器11可以在負(fù)載下同步并閉合。
[0028]另外，在根據(jù)本發(fā)明的混合動力驅(qū)動裝置I中還可以實現(xiàn)由電機(jī)3的發(fā)電機(jī)式運行并因此由電機(jī)3的負(fù)荷運行開始的無延遲起動。為此，在電機(jī)3的發(fā)電機(jī)式運行或負(fù)荷運行中閉合了形狀鎖合換檔元件13，在第二部分變速器6中掛入有空檔并在第一部分變速器5中掛入有起動檔。此外，第一離合器10閉合并且第二離合器11打開或者最大直至其貼合點地閉合。在這種情況下，電機(jī)3發(fā)電機(jī)式運行地工作用以產(chǎn)生電能例如給車載網(wǎng)絡(luò)供電或給機(jī)動車的電蓄能器充電。由電機(jī)3的負(fù)荷運行的狀態(tài)出發(fā)，可以通過進(jìn)一步閉合第二離合器11隨時無延遲地通過第二離合器11來實現(xiàn)機(jī)動車的起動或緩行。當(dāng)?shù)谝浑x合器10是摩擦鎖合或者形狀鎖合的，那么此功能可用。
[0029]此外，在根據(jù)本發(fā)明的混合動力驅(qū)動裝置中或在具有這種混合動力驅(qū)動裝置的機(jī)動車中可以在電機(jī)3用作動力換檔元件的情況下執(zhí)行動力換檔。可以在第一部分變速器5中無負(fù)載地?fù)Q檔期間在形狀鎖合換檔元件13打開的情況下利用電機(jī)3通過第二部分變速器6的檔位在機(jī)動車的輸出裝置上提供力矩。在第一部分變速器5中進(jìn)行這種換檔期間，在需要時打開其中一個離合器10或11，其中，優(yōu)選打開摩擦鎖合的第二離合器11，這是因為在第一部分變速器5中同步了較小的慣性質(zhì)量。
[0030]僅當(dāng)內(nèi)燃機(jī)2通過第一部分變速器I提供輸出力矩時，才在電機(jī)3作為動力換檔元件參與的情況下在第二部分變速器6中實施動力換檔。
[0031]具體而言，從機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)式行駛出發(fā)地在離合器10和11閉合且形狀鎖合換檔元件13打開的情況下，為了保證利用電機(jī)3作為換檔元件的動力換檔而如下地執(zhí)行第一部分變速器5的實際檔位至第二部分變速器6的目標(biāo)檔位的換檔，即，首先通過電機(jī)3在第二部分變速器6中同步并隨后掛入目標(biāo)檔位。隨后，為了保證負(fù)載從內(nèi)燃機(jī)2過渡至電機(jī)3而在電機(jī)3上建立負(fù)載并在內(nèi)燃機(jī)2上卸除負(fù)載，以及在需要時打開至少一個離合器10、11，優(yōu)選打開摩擦鎖合的第二離合器11。接下來，在第一部分變速器5中掛出實際檔位并同步和閉合形狀鎖合換檔元件13。隨后，以如下方式執(zhí)行負(fù)載從電機(jī)3過渡到內(nèi)燃機(jī)2，即，在時間上交疊地在電機(jī)3上卸除負(fù)載并在內(nèi)燃機(jī)2上建立負(fù)載以及在需要時閉合這些或每個離合器10、11。當(dāng)?shù)谝浑x合器10是摩擦鎖合或者形狀鎖合的，那么此功能可用。
[0032]就此，第一部分變速器5的實際檔位至第二部分變速器6的目標(biāo)檔位的換檔結(jié)束，其中，隨后根據(jù)運行策略的規(guī)定在內(nèi)燃機(jī)2和電機(jī)3之間分配所要求的行駛力矩。
[0033]第一部分變速器5的實際檔位至第二部分變速器6的目標(biāo)檔位的上述換檔例如可以是變速器4的從前進(jìn)檔“ I ”至前進(jìn)檔“2”或從前進(jìn)檔“3”至前進(jìn)檔“4”或從前進(jìn)檔“5”至前進(jìn)檔“6”的換檔。
[0034]為了在電機(jī)3作為換檔元件參與的情況下在保證第二部分變速器6的實際檔位至第一部分變速器5的目標(biāo)檔位的換檔的情況下執(zhí)行動力換檔，從機(jī)動車內(nèi)燃機(jī)式行駛出發(fā)地在離合器10和11閉合且形狀鎖合換檔元件13閉合時首先以如下方式實現(xiàn)負(fù)載從內(nèi)燃機(jī)2過渡至電機(jī)3，即，在時間上交疊地在電機(jī)3上建立負(fù)載，在內(nèi)燃機(jī)2上卸除負(fù)載，打開形狀鎖合換檔元件13以及在需要時打開至少一個離合器10、11，尤其是打開摩擦鎖合的第二離合器11。接下來，同步并隨后掛入第一部分變速器5的目標(biāo)檔位。接下來，以如下方式執(zhí)行負(fù)載從電機(jī)3過渡回內(nèi)燃機(jī)2，即，在時間上交疊地在電機(jī)3上卸除負(fù)載并在內(nèi)燃機(jī)2上建立負(fù)載以及在需要時閉合相應(yīng)的離合器10和/或11。隨后，可以在需要時掛出第二部分變速器6中的實際檔位。當(dāng)?shù)谝浑x合器10是摩擦鎖合或者形狀鎖合的，那么此功能可用。
[0035]第二部分變速器6的實際檔位至第一部分變速器5的目標(biāo)檔位的上述換檔例如可以是變速器4的從前進(jìn)檔“2”至前進(jìn)檔“3”或從前進(jìn)檔“4”至前進(jìn)檔“5”或從前進(jìn)檔“6”至前進(jìn)檔“7”的換檔。[0036]為了從機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)式行駛出發(fā)地在離合器10和11閉合且形狀鎖合換檔元件13打開的情況中在電機(jī)3作為換檔元件參與的情況下執(zhí)行第一部分變速器5的實際檔位至第一部分變速器5的目標(biāo)檔位的動力換檔，首先在第二部分變速器6中同步并掛入中間檔位。隨后通過在時間上交疊地在電機(jī)3上建立負(fù)載，在內(nèi)燃機(jī)2上卸除負(fù)載以及通過在需要時打開至少一個離合器10、11，優(yōu)選至少打開摩擦鎖合的第二離合器11來執(zhí)行負(fù)載從內(nèi)燃機(jī)2過渡至電機(jī)3。接下來，在第一部分變速器5中掛入實際檔位以及在第一部分變速器5中同步并掛入目標(biāo)檔位。接著，為了確保負(fù)載從電機(jī)3過渡回內(nèi)燃機(jī)2而在時間上交疊地在電機(jī)3上卸除負(fù)載并在內(nèi)燃機(jī)2上建立負(fù)載以及在需要時閉合相應(yīng)的離合器10、11。隨后，在需要時可以在第二部分變速器6中掛出先前掛入的中間檔位。當(dāng)?shù)谝浑x合器10是摩擦鎖合或者形狀鎖合的，那么此功能可用。
[0037]第一部分變速器5的實際檔位至第一部分變速器5的目標(biāo)檔位的上述換檔例如可以是從前進(jìn)檔“I”至前進(jìn)檔“3”或從前進(jìn)檔“3”至前進(jìn)檔“5”或從前進(jìn)檔“5”至前進(jìn)檔“7”的換檔。在此，在第二部分變速器6中掛入作為中間檔位的前進(jìn)檔“2”用于從前進(jìn)檔“I”至前進(jìn)檔“3”的換檔。
[0038]為了從機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)式行駛出發(fā)地在離合器10、11閉合且形狀鎖合換檔元件13閉合的情況下執(zhí)行第二部分變速器6的實際檔位至第二部分變速器6的目標(biāo)檔位的換檔，首先在電機(jī)3上建立負(fù)載并在內(nèi)燃機(jī)2上卸除負(fù)載，打開形狀鎖合換檔元件13以及在需要時打開至少一個離合器10和/或11，以便實現(xiàn)負(fù)載從內(nèi)燃機(jī)2過渡至電機(jī)3。接下來，同步并掛入第一部分變速器5的中間檔位。隨后，在電機(jī)3上卸除負(fù)載并在內(nèi)燃機(jī)2上建立負(fù)載以及在需要時閉合相應(yīng)的離合器10和/或11，以便實現(xiàn)負(fù)載過渡回內(nèi)燃機(jī)2。接下來，掛出第二部分變速器6的實際檔位以及同步并掛入第二部分變速器6的目標(biāo)檔位。為了保證負(fù)載從內(nèi)燃機(jī)2過渡至電機(jī)3，接下來在時間上交疊地再次在電機(jī)3上建立負(fù)載并在內(nèi)燃機(jī)2上卸除負(fù)載以及在需要時打開至少一個離合器10和/或11。隨后，掛出第一部分變速器5的中間檔位，同步并掛入形狀鎖合換檔元件13。接著，負(fù)載又從電機(jī)3過渡回內(nèi)燃機(jī)2，其中，在時間上交疊地在內(nèi)燃機(jī)2上建立負(fù)載，在電機(jī)3上卸除負(fù)載以及在需要時閉合相應(yīng)的離合器10和/或11。當(dāng)?shù)谝浑x合器10是摩擦鎖合或者形狀鎖合的，那么此功能可用。
[0039]第二部分變速器6的實際檔位至第二部分變速器6的目標(biāo)檔位的上述換檔例如可以是從前進(jìn)檔“2”至前進(jìn)檔“4”或從前進(jìn)檔“4”至前進(jìn)檔“6”的換檔。在此，在第一部分變速器5中掛入作為中間檔位的前進(jìn)檔“3”用于從前進(jìn)檔“2”至前進(jìn)檔“4”的換檔。
[0040]其它方法涉及在純電動運行中的換檔的執(zhí)行。
[0041]為了在變速器4中執(zhí)行在純電動運行下的通過第二部分變速器6從第二部分變速器6的實際檔位至第一部分變速器的5目標(biāo)檔位的換檔尤其是拉上動力換檔而從如下出發(fā)，即，兩個離合器10和11最初是打開的，形狀鎖合換檔元件13同樣也是打開的。如果離合器10和11最初是未打開的，那么將它們打開?，F(xiàn)在為了執(zhí)行在純電動運行下第二部分變速器6的實際檔位至第一部分變速器5的目標(biāo)檔位的拉上動力換檔，首先同步并掛入第一部分變速器5中的目標(biāo)檔位。接下來，同步并閉合形狀鎖合換檔元件13。隨后，通過第二離合器11以如下方式承受負(fù)載，即，優(yōu)選連續(xù)提高其傳動能力，更確切地說直至第二部分變速器6無負(fù)載，以便無負(fù)載地在第二部分變速器6中掛出實際檔位。接下來，第二離合器11在負(fù)載下同步并完全閉合。利用該操作方法可以實現(xiàn)在純電動運行下第二部分變速器6至第一部分變速器5的拉上動力換檔。拉上換檔和推回?fù)Q檔在其流程方面是相同的，僅變換了力矩的正負(fù)。以類似方式可以實現(xiàn)在純電動運行下第二部分變速器6至第一部分變速器5的推回動力換檔。當(dāng)?shù)谝浑x合器10是摩擦鎖合或者形狀鎖合的，那么此功能可用。
[0042]為了在通過第一部分變速器5純電動行駛的情況下當(dāng)?shù)谝浑x合器10打開，第二離合器11閉合，形狀鎖合換檔元件13閉合，在第一部分變速器5中已掛入實際檔位并在第二部分變速器6處于空檔時執(zhí)行第一部分變速器5的實際檔位至第二部分變速器6的目標(biāo)檔位的換檔，首先使摩擦鎖合的第二離合器11通過降低其傳動能力進(jìn)入滑差狀態(tài)，其中隨后，同步和掛入第二部分變速器6中的目標(biāo)檔位。通過進(jìn)一步降低第二離合器11的傳動能力使其完全打開，從而負(fù)載通過第二部分變速器6傳導(dǎo)。在需要時打開形狀鎖合換檔元件13并接下來掛出第一部分變速器5中的實際檔位。由此可以避免離合器10和11上的拖拽損耗。以這種方式優(yōu)選執(zhí)行在純電動運行下第一部分變速器5的實際檔位至第二部分變速器6的目標(biāo)檔位的拉回動力換檔。類似地也可以執(zhí)行第一部分變速器5至第二部分變速器6的推上動力換檔。當(dāng)?shù)谝浑x合器10是摩擦鎖合或者形狀鎖合的，那么此功能可用。
[0043]此外，本發(fā)明涉及在變速器4中在純電動運行下在同時啟動內(nèi)燃機(jī)2的情況下執(zhí)行換檔，即，拉上換檔，其中，在初始狀態(tài)下形狀鎖合換檔元件13是打開的，在第二部分變速器6中掛入有檔位，以便通過第二部分變速器6純電動行駛，其中，兩個在此所需的摩擦鎖合離合器10和11優(yōu)選是打開的。然后，在第一部分變速器5中同步并掛入目標(biāo)檔位，隨后同樣同步并閉合形狀鎖合換檔元件13。通過連續(xù)提高摩擦鎖合的第二離合器11的傳動能力來實施通過摩擦鎖合離合器11承受負(fù)載，更確切地說直至第二部分變速器6無負(fù)載，從而一旦第二部分變速器6無負(fù)載，則可以在第二部分變速器6中掛出實際檔位。接下來，摩擦鎖合的第二離合器11在負(fù)載情況下同步并在時間上交疊地閉合摩擦鎖合的第一離合器10，以便牽引發(fā)動內(nèi)燃機(jī)2。在此，利用電機(jī)3的慣性質(zhì)量牽引發(fā)動內(nèi)燃機(jī)2，其中，通過摩擦鎖合的第二離合器11確保相對于輸出裝置的滑差分離。在牽引發(fā)動內(nèi)燃機(jī)2至足夠的啟動轉(zhuǎn)速之后，可以再次打開摩擦鎖合的第一離合器10，從而內(nèi)燃機(jī)2可以由自身的力繼續(xù)啟動過程。隨后，摩擦鎖合的第二離合器11又同步并隨后閉合。
[0044]這里需要說明的是，變速器4的部分變速器5和6的檔位的圖1所示的檔位布置可以有所不同。也就是說不是強(qiáng)制要求第一部分變速器5提供奇數(shù)檔位而第二部分變速器6提供偶數(shù)檔位。然而為了保證能通過電機(jī)3來動力換檔，第二部分變速器6 (電機(jī)3作用于其輸入軸8)的檔位不是直接相鄰的檔位。第二部分變速器6 (電機(jī)3作用于其輸入軸8)優(yōu)選具有至少兩個電動行駛檔位，利用這些電動行駛檔位關(guān)于電機(jī)3可以覆蓋整個車速范圍。它們優(yōu)選也充當(dāng)用于換檔和檔位切換的支持檔位。
[0045]在行駛運行中，混合動力驅(qū)動裝置I可以如此運行，即，電機(jī)3的動力傳輸僅通過第二部分變速器6來影響。內(nèi)燃機(jī)2可以隨時通過打開第一離合器10與變速器4分離。第一部分變速器5的所有檔位和第二部分變速器6的當(dāng)前檔位用于隨后聯(lián)接內(nèi)燃機(jī)。這是有利的，因為在內(nèi)燃機(jī)2分離的情況下機(jī)動車的車速可以發(fā)生明顯變化，尤其是在重復(fù)制動的情況下，從而隨后聯(lián)接內(nèi)燃機(jī)2所需的檔位與在其分離時間點所需的檔位相比更小。
[0046]如上面實施的那樣，內(nèi)燃機(jī)2能通過摩擦鎖合或形狀鎖合的第一離合器10與變速器4分離。在摩擦鎖合的第一離合器10的情況中，內(nèi)燃機(jī)2由電動行駛開始的拖拽啟動和內(nèi)燃機(jī)2的分離可以在負(fù)載情況下實現(xiàn)。通過第一離合器10和形狀鎖合換檔元件13，內(nèi)燃機(jī)2能與電機(jī)3聯(lián)接。在形狀鎖合換檔元件13閉合的情況下，內(nèi)燃機(jī)2可以利用第二部分變速器6的檔位。電機(jī)3可以通過形狀鎖合換檔元件13聯(lián)接到中間軸14上。在形狀鎖合換檔元件13打開的情況下，可以實現(xiàn)打開的摩擦鎖合離合器的無拖拽損耗的電動行駛。通過摩擦鎖合的第二離合器11，內(nèi)燃機(jī)2能聯(lián)接到第一部分變速器上。摩擦鎖合的第二離合器11和形狀鎖合換檔元件13的配合作用可以實現(xiàn)由電機(jī)3的負(fù)荷運行開始的無延遲起動、在啟動內(nèi)燃機(jī)2時的滑差分離、在將摩擦鎖合的第二離合器11用作動力換檔元件的情況下的純電動動力換檔以及在電動行駛的情況下在執(zhí)行動力換檔期間啟動內(nèi)燃機(jī)2。
[0047]附圖標(biāo)記列表
[0048]I混合動力驅(qū)動裝置
[0049]2內(nèi)燃機(jī)
[0050]3 電機(jī)
[0051]4變速器
[0052]5第一部分變速器
[0053]6第二部分變速器
[0054]7第一輸入軸
[0055]8第二輸入軸
[0056]9輸出軸
[0057]10形狀鎖合或摩擦鎖合離合器
[0058]11摩擦鎖合離合器
[0059]12換檔組件
[0060]13換檔元件
[0061]14軸區(qū)段
【權(quán)利要求】
1.機(jī)動車的混合動力驅(qū)動裝置，其包括內(nèi)燃機(jī)(2)、電機(jī)(3)和變速器(4)，其中，變速器(4)設(shè)計成具有兩個部分變速器(5、6)的多級換檔變速器，這兩個部分變速器各具有單獨的輸入軸(7、8)和共同的輸出軸(9)，其中，第一部分變速器(5)的第一輸入軸(7)能聯(lián)接到內(nèi)燃機(jī)(2)上并能與其分離，其中，第二部分變速器(6)的第二輸入軸(8)牢固地與電機(jī)(3)聯(lián)接，并且其中，兩個輸入軸(7、8)能通過部分變速器(5、6)的形狀鎖合換檔元件選擇性地與共同的輸出軸(9)聯(lián)接，其特征在于，給第一部分變速器(5)的第一輸入軸(7)如下地配屬有多個離合器(10、11)，即，當(dāng)摩擦鎖合或形狀鎖合的第一離合器(10)和在第一離合器(10)與第一部分變速器(5)之間串聯(lián)的摩擦鎖合的第二離合器(11)均閉合時，混合動力驅(qū)動裝置的內(nèi)燃機(jī)(2)聯(lián)接到第一輸入軸(7)上并因此聯(lián)接到第一部分變速器(5)上，而當(dāng)至少一個離合器(10、11)打開時，內(nèi)燃機(jī)(2)與第一輸入軸(7)分離并因此與第一部分變速器(5)分離；給第二部分變速器(6)的第二輸入軸(8)如下地配屬有形狀鎖合換檔元件(13)，即，當(dāng)形狀鎖合換檔元件(13)閉合時，混合動力驅(qū)動裝置的電機(jī)(3)又聯(lián)接到在離合器(10、11)之間延伸的軸區(qū)段(14)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力驅(qū)動裝置，其特征在于，當(dāng)形狀鎖合換檔元件(13)和第一離合器(10)閉合以及第二離合器(11)打開時，電機(jī)(3)聯(lián)接到內(nèi)燃機(jī)⑵上并因此內(nèi)燃 機(jī)(2)連同電機(jī)(3) —起聯(lián)接到第二部分變速器(6)的第二輸入軸(8)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動力驅(qū)動裝置，其特征在于，當(dāng)形狀鎖合換檔元件(13)和第二離合器(11)閉合以及第一離合器(10)打開時，電機(jī)(3)不僅聯(lián)接到第一部分變速器(5)的第一輸入軸(7)上而且也聯(lián)接到第二部分變速器(6)的第二輸入軸(8)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的混合動力驅(qū)動裝置，其特征在于，當(dāng)?shù)谝缓偷诙x合器(10、11)閉合時，電機(jī)(3)在形狀鎖合換檔元件(13)閉合的情況下不僅聯(lián)接到第一部分變速器的第一輸入軸(8)上而且也聯(lián)接到第二部分變速器(6)的第二輸入軸(8)上，并且在形狀鎖合換檔元件(13)打開的情況下僅聯(lián)接到第二部分變速器(6)的第二輸入軸(8)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的混合動力驅(qū)動裝置，其特征在于，兩個部分變速器(5、6)的輸入軸(7、8)彼此同軸地布置。
6.用于運行根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的混合動力驅(qū)動裝置的方法，其特征在于，為了從機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)式行駛出發(fā)地在離合器(10、11)閉合且形狀鎖合換檔元件(13)打開的情況下執(zhí)行變速器(4)的第一部分變速器(5)的實際檔位至變速器(4)的第二部分變速器(6)的目標(biāo)檔位的換檔，首先同步并隨后掛入第二部分變速器(6)的目標(biāo)檔位，接著，在電機(jī)(3)上建立負(fù)載并在內(nèi)燃機(jī)(2)上卸除負(fù)載以及在需要時打開至少一個離合器(10、11)，優(yōu)選至少打開摩擦鎖合的第二離合器(11)，接下來，掛出第一部分變速器(5)的實際檔位，同步并閉合換檔元件(13)，隨后在電機(jī)(3)上卸除負(fù)載并在內(nèi)燃機(jī)(2)上建立負(fù)載以及在需要時閉合相應(yīng)的離合器(10、11)。
7.用于運行根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的混合動力驅(qū)動裝置的方法，其特征在于，為了從機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)式行駛出發(fā)地在離合器(10、11)閉合且形狀鎖合換檔元件(13)閉合的情況下執(zhí)行變速器(4)的第二部分變速器(6)的實際檔位至變速器(4)的第一部分變速器(5)的目標(biāo)檔位的換檔，首先在混合動力驅(qū)動裝置的電機(jī)(3)上建立負(fù)載并在混合動力驅(qū)動裝置的內(nèi)燃機(jī)(2)上卸除負(fù)載，打開形狀鎖合換檔元件(13)以及在需要時打開至少一個離合器(10、11)，優(yōu)選至少打開摩擦鎖合的第二離合器(11)，接下來，同步并隨后掛入第一部分變速器(5)的目標(biāo)檔位，接下來，在混合動力驅(qū)動裝置的電機(jī)(3)上卸除負(fù)載并在混合動力驅(qū)動裝置的內(nèi)燃機(jī)(2)上建立負(fù)載以及在需要時閉合相應(yīng)的離合器(10、11)。
8.用于運行根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的混合動力驅(qū)動裝置的方法，其特征在于，為了從機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)式行駛出發(fā)地在離合器(10、11)閉合且形狀鎖合換檔元件(13)打開的情況下執(zhí)行變速器(4)的第一部分變速器(5)的實際檔位至變速器(4)的第一部分變速器(5)的目標(biāo)檔位的換檔，首先在第二部分變速器(6)中同步并掛入中間檔位，隨后在混合動力驅(qū)動裝置的電機(jī)(3)上建立負(fù)載并在混合動力驅(qū)動裝置的內(nèi)燃機(jī)(2)上卸除負(fù)載以及在需要時打開至少一個離合器(10、11)，優(yōu)選至少打開摩擦鎖合的第二離合器(11)，接下來，掛出第一部分變速器(5)的實際檔位以及同步并掛入第一部分變速器(5)的目標(biāo)檔位，隨后為了確保負(fù)載從混合動力驅(qū)動裝置的電機(jī)(3)過渡回混合動力驅(qū)動裝置的內(nèi)燃機(jī)⑵而在電機(jī)⑶上卸除負(fù)載并在內(nèi)燃機(jī)⑵上建立負(fù)載以及在需要時閉合相應(yīng)的離合器(10、11)。
9.用于運行根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的混合動力驅(qū)動裝置的方法，其特征在于，為了從機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)式行駛出發(fā)地在離合器(10、11)閉合且形狀鎖合換檔元件(13)閉合的情況下執(zhí)行第二部分變速器(6)的實際檔位至第二部分變速器(6)的目標(biāo)檔位的換檔，首先在電機(jī)(3)上建立負(fù)載并在內(nèi)燃機(jī)(2)上卸除負(fù)載，打開形狀鎖合換檔元件(13)以及在需要時打開至少一個離合器(10、11)，隨后同步并掛入第一部分變速器(5)的中間檔位，隨后在電機(jī)(3)上卸除負(fù)載并在內(nèi)燃機(jī)(2)上建立負(fù)載以及在需要時閉合相應(yīng)的離合器(10、11)，接下來，掛出第二部分變速器(6)的實際檔位以及同步并掛入其目標(biāo)檔位，隨后在電機(jī)(3)上建立負(fù)載并在內(nèi)燃機(jī)(2)上卸除負(fù)載以及在需要時打開至少一個離合器(10、11)，隨后掛出第一部分變速器(5)的中間檔位，同步并掛入形狀鎖合換檔元件(13)，接下來，在電機(jī)(3)上卸除負(fù) 載并在內(nèi)燃機(jī)(2)上建立負(fù)載以及在需要時閉合相應(yīng)的離合器(10、11)。
10.用于運行根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的混合動力驅(qū)動裝置的方法，其特征在于，在通過電機(jī)(3)牢固地聯(lián)接到其輸入軸(8)上的第二部分變速器(6)的純電動行駛時，在離合器(10、11)打開且換檔元件(13)打開的情況下如下地執(zhí)行第二部分變速器(6)的實際檔位至第一部分變速器(5)的目標(biāo)檔位的換檔，即，在第一部分變速器(5)中同步并掛入目標(biāo)檔位以及同樣地同步并閉合換檔元件(13)，第二離合器(11)如下程度地閉合，即，第二部分變速器(6)無負(fù)載，其中，在第二部分變速器(6)無負(fù)載的情況下掛出第二部分變速器(6)中的實際檔位并隨后閉合第二離合器(11)。
11.用于運行根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的混合動力驅(qū)動裝置的方法，其特征在于，在通過第一部分變速器(5)純電動行駛時,在離合器(10)打開、第二離合器(11)閉合且換檔元件(13)閉合的情況下如下地執(zhí)行第一部分變速器(5)的實際檔位至第二部分變速器(6)的目標(biāo)檔位的換檔，即，首先使第二離合器(11)進(jìn)入滑差狀態(tài)，隨后同步并掛入第二部分變速器(6)中的目標(biāo)檔位，隨后，進(jìn)一步打開第二離合器(11)，在需要時打開換檔元件(13)，接下來在需要時掛出第一部分變速器(5)中的實際檔位。
12.用于運行根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的混合動力驅(qū)動裝置的方法，其特征在于，在通過電機(jī)(3)牢固地聯(lián)接到其輸入軸(8)上的第二部分變速器(6)純電動行駛時，在打開離合器(10、11)且打開換檔元件(13)的情況下，在啟動內(nèi)燃機(jī)(2)時如下地執(zhí)行第二部分變速器(6)的實際檔位至第一部分變速器(5)的目標(biāo)檔位的換檔，即，在第一部分變速器(5)中同步并掛入目標(biāo)檔位以及同樣地同步并閉合換檔元件(13)，如下程度地閉合第二離合器(11)，即，第二部分變速器(6)無負(fù)載，其中，在第二部分變速器(6)無負(fù)載的情況下掛出第二部分變速器(6)中的實際檔位，隨后，第二離合器(11)在負(fù)載情況下同步并在時間上交疊地通過閉合摩擦鎖合的第一離合器(10)來牽引發(fā)動內(nèi)燃機(jī)(2)，其中，在牽引發(fā)動內(nèi)燃機(jī)(2)之后，在需要時又打開第一離合器(10)并接著閉合第二離合器(11)。
13.用于運行根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的混合動力驅(qū)動裝置的方法，其特征在于，在通過第一部分變速器(5)純電動行駛時,在打開第一離合器(10)、閉合第二離合器(11)并閉合換檔元件(13)的情況下為了啟動內(nèi)燃機(jī)(2)而使第二離合器(11)進(jìn)入滑差狀態(tài)、在需要時提高電機(jī)(3)的轉(zhuǎn)速并通過閉合摩擦鎖合的第一離合器(10)來牽引發(fā)動內(nèi)燃機(jī)⑵。
14.用于運行根據(jù)權(quán) 利要求1至5中任一項所述的混合動力驅(qū)動裝置的方法，其特征在于，在機(jī)動車靜止時，針對電機(jī)(3)的發(fā)電機(jī)式運行閉合形狀鎖合的換檔元件(13)、在第一部分變速器(5)中掛入起動檔、在第二部分變速器(6)中掛入空檔、閉合第一離合器(10)并最大直至其貼合點地閉合摩擦鎖合的第一離合器(11)，其中，針對接下來的起動或者緩行，超過貼合點地閉合摩擦鎖合的第二離合器(11)。
【文檔編號】B60W10/113GK104010856SQ201280060918
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月21日
【發(fā)明者】約翰尼斯·卡爾滕巴赫, 烏韋·格里斯邁爾 申請人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司