用于混合動力車輛的驅(qū)動單元及其運(yùn)行方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于混合動力車輛的驅(qū)動單元和一種用于運(yùn)行該驅(qū)動單元的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由DE 10 2006 059 591A1已知一種用于混合動力車輛的驅(qū)動單元，其驅(qū)動機(jī)組包括內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)，其中在驅(qū)動機(jī)組和從動端之間設(shè)置變速器，該變速器具有多個(gè)帶有形鎖合切換元件的分變速器。驅(qū)動機(jī)組的電機(jī)經(jīng)由行星齒輪變速器耦合到第一分變速器的輸入軸和與第一分變速器并聯(lián)連接的第二分變速器的輸入軸上。內(nèi)燃機(jī)能夠經(jīng)由分離離合器(設(shè)計(jì)成摩擦鎖合的分離離合器)耦合到第一分變速器的輸入軸上。在分離離合器閉合時(shí)內(nèi)燃機(jī)與第一分變速器的輸入軸連接到同一行星齒輪變速器元件上。
[0003]由DE 10 2010 061 841A1已知另外一種用于混合動力車輛的驅(qū)動單元，其中DE10 2010 061 841A1的驅(qū)動單元與DE 10 2006 059 591A1的驅(qū)動單元的區(qū)別在于，附加地一個(gè)橋接切換元件與行星齒輪變速協(xié)同作用。橋接切換元件是形鎖合的橋接切換元件，其中在橋接切換元件閉合時(shí)在電機(jī)和兩個(gè)分變速器的輸入軸之間存在不可相對旋轉(zhuǎn)的連接并且因此在兩者之間存在強(qiáng)制的轉(zhuǎn)速相等。在橋接切換元件打開在電機(jī)和兩個(gè)分變速器的輸入軸之間不存在不可相對旋轉(zhuǎn)的連接。
[0004]這些現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動單元具有這樣的缺點(diǎn)，即在混合動力車輛的純電動驅(qū)動模式時(shí)不能實(shí)現(xiàn)動力換擋(動力不中斷的換擋)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]由此出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種新型的用于混合動力車輛的驅(qū)動單元以及一種用于運(yùn)行該驅(qū)動單元的方法。
[0006]該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的用于混合動力車輛的驅(qū)動單元解決。根據(jù)本發(fā)明，分離離合器設(shè)計(jì)成摩擦鎖合的或形鎖合的分離離合器，其中橋接切換元件設(shè)計(jì)成摩擦鎖合的橋接切換元件。
[0007]利用根據(jù)本發(fā)明的用于混合動力車輛的驅(qū)動單元可以在純電動驅(qū)動模式時(shí)實(shí)施動力換擋，盡管變速器的兩個(gè)分變速器的換擋元件設(shè)計(jì)成形鎖合的。
[0008]此外當(dāng)分離離合器是摩擦鎖合的時(shí)，可以連接上內(nèi)燃機(jī)，并且即使當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)際上過高時(shí)也是如此。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一種用于運(yùn)行用于混合動力車輛的驅(qū)動單元的方法規(guī)定，為了在純電動驅(qū)動模式時(shí)實(shí)施動力換擋，使用摩擦鎖合的橋接切換元件為動力切換元件，即在實(shí)施牽引升擋時(shí)(在內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動輸出軸的情況下的運(yùn)行稱為牽引運(yùn)行，例如在加速的情況下，在這種運(yùn)行時(shí)的換擋稱為牽引換擋)和在實(shí)施倒拖降擋時(shí)(在內(nèi)燃機(jī)被輸出軸驅(qū)動的情況下的運(yùn)行稱為倒拖運(yùn)行，例如在腳離開加速踏板的情況下，在這種運(yùn)行時(shí)的換擋稱為倒拖換擋)作為待接通的或待閉合的動力切換元件并且實(shí)施牽引降擋時(shí)和在實(shí)施倒拖升擋時(shí)作為待斷開的或待打開的動力切換元件。
[0010]該根據(jù)本發(fā)明的第一種用于運(yùn)行驅(qū)動單元的方法用于在純電動運(yùn)行時(shí)實(shí)施動力換擋。根據(jù)本發(fā)明，將摩擦鎖合的橋接切換元件(其不是換擋元件)用作動力切換元件。因此根據(jù)本發(fā)明借助于行星齒輪變速器的摩擦鎖合的橋接切換元件在驅(qū)動單元的純電動驅(qū)動模式中實(shí)施動力換擋。
[0011]第二種用于運(yùn)行用于混合動力車輛的驅(qū)動單元的方法規(guī)定，為了借助于摩擦鎖合的橋接切換元件經(jīng)由形鎖合的分離離合器連接上內(nèi)燃機(jī)，在維持從動端上的牽引力的同時(shí)將第一分變速器的輸入軸的轉(zhuǎn)速同步到內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第二方法用于連接上內(nèi)燃機(jī)。即當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)際上過高并且不適合于第二分變速器中的實(shí)際擋位時(shí)，可以借助于本發(fā)明的第二方法即使在形鎖合的分離離合器的情況下也能連接上內(nèi)燃機(jī)。
【附圖說明】
[0013]本發(fā)明的優(yōu)選的進(jìn)一步設(shè)計(jì)由從屬權(quán)利要求和下面的說明得出。借助于附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于此。附圖示出:
[0014]圖1為用于混合動力車輛的第一驅(qū)動單元的示意圖；
[0015]圖2為圖1的示意圖，用于說明純電動驅(qū)動模式；
[0016]圖3為圖1的不意圖，用于說明純電動的牽引升擋動力換擋；
[0017]圖4示出用于進(jìn)一步說明純電動的牽引升擋動力換擋的圖表；
[0018]圖5示出用于說明純電動的牽引降擋動力換擋的圖表；
[0019]圖6為圖1的示意圖，用于說明在純電動驅(qū)動模式時(shí)連接內(nèi)燃機(jī)；
[0020]圖7示出用于進(jìn)一步說明在純電動驅(qū)動模式時(shí)連接內(nèi)燃機(jī)的圖表；
[0021]圖8示出用于混合動力車輛的第二驅(qū)動單元的示意圖；
[0022]圖9為圖8的不意圖，用于說明純電動驅(qū)動豐旲式；
[0023]圖10為圖8的示意圖，用于說明純電動的牽引升擋動力換擋；
[0024]圖11示出用于混合動力車輛的第三驅(qū)動單元的示意圖；
[0025]圖12為圖11的示意圖，用于說明純電動驅(qū)動模式；
[0026]圖13為圖11的示意圖，用于說明純電動的牽引升擋動力換擋，并且
[0027]圖14為用于混合動力車輛的第四驅(qū)動單元的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1示出用于混合動力車輛的驅(qū)動單元的示意圖。圖1的驅(qū)動單元包括由內(nèi)燃機(jī)I和電機(jī)2構(gòu)成的驅(qū)動機(jī)組3，其中在驅(qū)動機(jī)組3和從動端4之間連接變速器5。
[0029]變速器5包括兩個(gè)分變速器6和7，它們彼此并聯(lián)連接，第一分變速器6在所不的實(shí)施例中提供前進(jìn)擋〃1〃、〃3〃、"5〃和〃7〃，而第二分變速器7提供前進(jìn)擋〃2〃、〃4〃、"6〃以及倒擋〃R〃。在圖1中示出的分變速器6和7的齒輪組和在分變速器上的擋位劃分是示例性的。
[0030]為了提供前進(jìn)擋以及倒擋，變速器5的分變速器6和7包括形鎖合的切換元件13，其構(gòu)成變速器5的換擋元件。分變速器6和7的構(gòu)造和設(shè)置由雙離合器變速器已知并且對于專業(yè)人員而言是熟悉的。
[0031]僅僅應(yīng)當(dāng)指出，每個(gè)分變速器6、7具有一個(gè)輸入軸8、9，其(與切換元件13的切換狀態(tài)相關(guān)地)選擇地經(jīng)由輸出軸18與從動端4耦合。一個(gè)分變速器7的輸入軸9設(shè)計(jì)成空心軸，另外一個(gè)分變速器6的另外的輸入軸8在該空心軸內(nèi)同軸地延伸。分變速器6和7的切換元件13配設(shè)給分變速器6和7的中間軸19和20。
[0032]驅(qū)動機(jī)組3的電機(jī)2經(jīng)由行星齒輪變速器10作用在第一分變速器6的輸入軸8和第二分變速器7的輸入軸9上。驅(qū)動機(jī)組3的內(nèi)燃機(jī)I能經(jīng)由分離離合器11直接耦合到第一分變速器6的輸入軸8上，其中在分離離合器11閉合時(shí)內(nèi)燃機(jī)I經(jīng)由行星齒輪變速器10此外間接耦合到第二分變速器7的輸入軸9上。
[0033]在圖1中示出行星齒輪變速器10的太陽輪14、齒圈15、行星齒輪16以及行星架17。行星架17作用在第二分變速器7的輸入軸9上。驅(qū)動機(jī)組3的電機(jī)2耦合到行星齒輪變速器10的太陽輪14上。內(nèi)燃機(jī)I在分離離合器11閉合時(shí)如同第一分變速器6的輸入軸8親合到齒圈15上。內(nèi)燃機(jī)I和第一分變速器6的輸入軸8在分離離合器11閉合時(shí)總是作用在行星齒輪變速器10的同一元件上。
[0034]橋接切換元件12這樣與行星齒輪變速器10協(xié)同作用，使得在橋接切換元件12閉合時(shí)在電機(jī)2、第二分變速器7的輸入軸9和第一分變速器6的輸入軸8之間存在不可相對旋轉(zhuǎn)的連接并且因此在它們之間存在強(qiáng)制的轉(zhuǎn)速相等，相反在橋接切換元件12打開時(shí)，在電機(jī)和兩個(gè)分變速器6、7的兩個(gè)輸入軸8、9之間的不可相對旋轉(zhuǎn)的連接不存在并且因此不存在強(qiáng)制的轉(zhuǎn)速相等。
[0035]橋接切換元件12是摩擦鎖合的橋接切換元件12。分離離合器11根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式是形鎖合的分離離合器11。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的用于運(yùn)行混合動力車輛的這樣的驅(qū)動單元的第一方法涉及在驅(qū)動單元的純電動驅(qū)動模式時(shí)實(shí)施動力換擋，其中為此根據(jù)本發(fā)明使用摩擦鎖合的橋接元件12作為動力切換元件。
[0037]本發(fā)明的一個(gè)認(rèn)識是，當(dāng)變速器5的所有換擋元件、即所有的切換元件13設(shè)計(jì)成形鎖合的切換元件時(shí)，在電動驅(qū)動模式時(shí)可以經(jīng)由行星齒輪變速器10的摩擦鎖合的橋接切換元件12實(shí)施動力換擋。
[0038]在此在實(shí)施牽引升擋時(shí)或在實(shí)施倒拖降擋時(shí)橋接切換元件12用作待接通的或待閉合的動力切換元件。在實(shí)施牽引降擋動力換擋時(shí)或在實(shí)施倒拖升擋動力換擋時(shí)摩擦鎖合的橋接切換元件12作為待斷開的或待打開的動力切換元件。
[0039]圖3示出在純電動驅(qū)動模式時(shí)通過圖1的驅(qū)動單元的力矩流，其中在圖2中形鎖合的分離離合器11和摩擦鎖合的橋接切換元件12兩者是打開的。此外在兩個(gè)分變速器6、7中都接入一個(gè)擋位，即在第一分變速器6中接入第三擋，在第二分變速器7中接入第二擋。假設(shè)在圖2中示出的電機(jī)2和兩個(gè)分變速器6和7的兩個(gè)輸入軸8和9與行星齒輪變速器10的元件連接，并且在進(jìn)一步假設(shè)(行星齒輪變速器傳動比)固定變速器傳動比(Standgetriebeilbersetzung) i0 = -2.0、在第二分變速器 7 中的第二擋的傳動比 i2 = 3.0并且在第一分變速器6中的傳動比i3 = 2.0，得到