車輛的傳動系的製作方法

2023-05-23 06:17:41

專利名稱：車輛的傳動系的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛的傳動系及用於操作該傳動系的方法並尤其涉及一個變速器-發動機裝置。
背景技術：
為了降低內燃機的燃料損耗，有利的是內燃機可構成用於恆定負載或用於相對窄的功率範圍，以致可實現相應的優化。但這通常不可轉用在公知的用於車輛的驅動裝置上。在DE 3 145 381 Al中公開了一個用於節省燃料的變速器-發動機裝置，其中一個內燃機被分成兩個或多個獨立的部分內燃機，其方式是曲軸被分成兩個或多個部分曲
軸，它們被構成為可根據所需的轉矩來接入。這種用於節省燃料的變速器-發動機裝置也給出在圖4中，它表示具有部分曲軸I及2的一個分開的曲軸，其中部分曲軸I可通過離合器接到部分曲軸2上。在第一低負載區域中該變速器-發動機裝置可用包含部分曲軸2的發動機4工作。由該發動機4產生的轉矩通過主離合器5傳遞到變速器6的變速器輸入軸7上。與相應的變速級相關地該轉矩繼續傳遞動變速器輸出軸8上。在提高功率要求的情況下發動機9通過離合器接入，其中發動機4及9的總轉矩通過主離合器傳遞到變速器6上。這種將一個發動機分成兩個或多個獨立的發動機4，9的主要優點在於這些發動機可工作在更好的燃耗比下。在根據圖3的表中給出了與每兩個不同額定功率相關的不同發電機的燃耗的比較。如從這些例子中可看出的，各個內燃機的燃耗隨著功率輸出(額定功率)而升高。這意味著，在使用根據圖4的方案的多個小內燃機的情況下燃耗優於使用大發動機的車輛。該效果在現今使用的車輛上有很強的表現，因為在現今中等水平的車輛上平均調用的功率低於裝置功率可大於係數10。但圖3中所示的為了節省燃料在發動機中設有分開的曲軸及將所產生的轉矩通過一個連接部分傳遞到變速器的變速器-發動機裝置具有一個比較複雜的結構。與一個雙離合器組合則需要三個離合器，由此使耗費及由此形成的成本以及所需的結構空間比傳統的系統有所增高。

發明內容
因此本發明的任務在於，給出一種用於節省燃料的變速器-發動機裝置，藉助它可使其耗費、成本及結構空間比上述的公知的現有技術有所下降。根據本發明該任務將通過具有兩個可相互無關地工作的驅動單元及一個設有兩個變速器輸入軸及一個共同的變速器輸出軸的雙離合器變速器的變速器-發動機來解決，其中第一驅動單元可通過第一離合器與第一變速器輸入軸連接及第二驅動單元可通過第二離合器與第二變速器輸入軸連接，及其中第一變速器輸入軸與變速器輸出軸構成第一子變速器及第二變速器輸入軸與變速器輸出軸構成第二子變速器，並由第一驅動單元產生的轉矩及由第二驅動單元產生的轉矩可相互無關地導入共同的變速器輸出軸上及在那裡可組合成一個總轉矩。根據本發明的雙發動機與變速器在部分負載時包括一個明顯改善的工作點，因為對於總轉矩在理論上必需的驅動機被分成兩個獨立的發動機，它們可彼此無關地產生轉矩，然後各通過雙離合器變速器的一個子變速器將轉矩傳遞給共同的變速器輸出端。這樣形成的該雙發電機與變速器裝置的燃耗優點也可從圖3中示範表示的表中看出。本發明還提出使用具有兩個輸入端的負載換擋變速器及每個輸入端與一個獨立的驅動單元(內燃機和/或電動機)連接。以此方式可使兩個驅動單元交替地或同時地工作。由此可實現視負載而定這些驅動單元可運行在更好的燃耗比點上並由此使燃耗下降10%至30%。與公知的曲軸分開的現有技術相比我們總可節省一個離合器及一個雙離合器可通過兩個小的用於半發動機轉矩的單離合器來來替代。根據一個優選實施例，雙離合器變速器的第一子變速器包括奇數擋及第二子變速器包括偶數擋。最好在兩個子變速器中每個最小的變速級在其變速比上相互接近，由此在其兩個驅動單元工作的工作狀態中，尤其在重載起動時能耗可分配在兩個離合器上。在本發明的變速器-發動機裝置中第一驅動單元和/或第二驅動單元可為內燃機和/或電動機。在此情況下在內燃機與子變速器之間設有一個離合器，尤其一個具有乾式摩擦配合的單離合器。在兩個驅動單元為內燃機的情況下，這兩個內燃機可具有一個共同的冷卻迴路。根據另一優選的實施例兩個驅動單元中的一個被構成內燃機，其中在內燃機與所屬的子變速器之間設有一個離合器，尤其一個具有乾式摩擦配合的單離合器，及其中另一驅動單元為電動機。此外有利的是，其中至少一個驅動單元被構成由一個內燃機及一個電動機組成的機組。根據一個特別優選的實施例一個或多個(視以上實施方案的選擇而定)內燃機被構成一個或多個雙汽缸對置式發動機。根據另一優選實施例第一驅動單元及第二驅動單元被構成電動機，它們直接地與各個子變速器內所屬的變速器輸入軸連接。上述變速器-發動機裝置可優選地使用在自動換擋變速器或自動變速器的情況下。在手動換擋變速器的情況下(對以上變速器-發動機裝置變換地)根據本發明的任務將通過具有兩個可相互無關地工作的驅動單元及一個設有一個變速器輸入軸及一個變速器輸出軸的手動換擋變速器的變速器-發動機裝置來解決，其中第一驅動單元可通過第一離合器與變速器輸入軸連接及第二驅動單元可通過第二離合器與變速器輸入軸連接，及其中由第一驅動單元產生的轉矩及由第二驅動單元產生的轉矩可相互無關地導入共同的變速器輸出軸上及在那裡可組合成一個總轉矩。並且在該替代的變速器-發動機裝置上也設有兩個輸入端，它們各與一個獨立的發動機(內燃機和/或電動機)相連接，以致在該構型中也可實現兩個發動機交替地或同時地工作。相應地可實現上述的燃耗優點。此外例如可使用兩個小的用於半轉矩的單離合器，以致耗費/成本及結構空間可比公知的曲軸分開方案有所減小。上述任務在方法技術的角度上可通過用於驅動變速器-發動機裝置的方法來解決，其中驅動單元在部分負載時交替地或僅一個驅動單元工作及在滿負載時這些驅動單元共同地工作。在子變速器的各個變速器級之間換擋期間可短時地提高保留在力傳遞路徑中的驅動單元的轉矩，以避免或減小牽引力的下降。以下藉助優選實施例並結合附圖來詳細描述本發明。


圖I :具有兩個雙汽缸對置式發動機及具有一個負載換擋變速器(雙離合器變速器)的變速器-發動機裝置，圖2 :具有兩個雙缸對置式發動機及具有手動換擋變速器的變速器-發動機裝置，圖3 :不同發動機的燃料損耗的比較，及圖4 :具有曲軸離合器的一個汽缸對置式發動機。
具體實施例方式圖I中表示具有兩個可相互無關地操作的驅動單元及一個雙離合器變速器(即具有一個帶變速器的雙發動機)的變速器-發動機裝置的第一實施例。該變速器-發動機裝置包括一個第一驅動單元10，在這裡它被構成雙汽缸對置式發動機10。因為這種雙汽缸對置式發動機其本身是公知的，故省略了對該驅動單元例子的詳細描述。這裡的變速器-發動機裝置還包括一個第二驅動單元11，在這裡它也被構成雙汽缸對置式發動機。但該兩個雙汽缸對置式發動機的優選應用不被理解為強制性的。而是也可使用其它的內燃機或電動機或由內燃機與電動機的組合來作為第一驅動單元10和/或第二驅動單元11。汽缸對置式發動機10可通過離合器11與一個子變速器13的變速器輸入軸14連接。驅動單元11則可通過離合器12與第二子變速器15的變速器輸入軸16連接。與此相應地負載換擋變速器的兩個子變速器13，15可通過離合器11，12各與一個驅動機10，11連接。作為這些驅動機各可設置內燃機和/或電動機。如果設置內燃機作為兩個可原始驅動的驅動單元，則可以具有一個共同的冷卻迴路，由此可用簡單的方式來保證一個待調節的工作溫度。如果已具備了一個電動機，則該電動機也可被用作兩個內燃機的起動機。如果不設有電動機，則可在這些內燃機的一個上設置一個起動電動機及作為用於兩個內燃機的起動機。如果設置內燃機作為一個或多個驅動機，則必需使用離合器11，12，其中每個離合器可構成單離合器。如果使用電動機作為驅動機，則這些電動機也可無離合器地直接連接在變速器輸入軸14，16上。這裡在子變速器13中設置了奇數的擋1，3，5，7及在另一子變速器15設置了偶數的擋2，4，6，8，其中擋的數目可任意地適配相應的應用。這裡兩個第一擋I及2在其傳動比上彼此接近，因此當兩個驅動單元工作時，在重載起動時消耗的能量正好可分配在兩個(最好被構成單離合器的)離合器上。這裡兩個子變速器13，15及兩個起動離合器11，12各對於一個驅動單元(即這裡為雙汽缸對置式發動機)來設計，而變速器輸出部分(即變速器輸出軸17及差動裝置18)則對於兩個驅動單元的總轉矩來設計。根據相應的應用情況也可使用多於兩個的變速器輸入端或多於兩個的驅動單元。驅動單元10，11在部分負載時最好交替地而在滿負載時共同地工作。最好在換擋期間使保持力傳遞的發動機產生的轉矩短時地升高，以避免牽引力的下降或使其下降。驅動單元10，11也可具有不同的功率。根據圖2中所示的一個變速器-發動機裝置的實施例，該裝置正好可用於手動換擋裝置或手動換擋變速器，也可設置一個第一驅動單元10及一個第二驅動單元11，在這裡它們被構成雙汽缸對置式發動機。驅動單元10，11可通過離合器(最好單離合器11，12)與一個共同的變速器輸入軸20相連接。在該共同疊加驅動單元10，11的總轉矩的變速器輸入軸與一個共同的變速器輸出軸21之間設有多個擋級。通過一個輸出齒輪使變速器輸出軸與一個差動裝置22相連接。因此根據圖2的雙離合器變速器包括一個對於兩個驅動單元共同的輸入軸20及一個共同的輸出軸21，其中共同的變速器輸入軸20與兩個離合器11，12相連接。與此相應地根據圖2的雙離合器變速器也具有兩個變速器輸入端，儘管僅設有一個共同的變速器輸入軸。如以上結合圖I所討論的其它所有的特徵也可用於根據圖2的實施例。與此相應地根據圖I及2的兩個實施例所共同的是一個驅動機被分成兩個獨立的驅動單元及它們通過一個具有兩個變速器輸入端的變速器與一個共同的變速器輸出端連接，以便與一個驅動機相比較在部分負載時可達到更好的工作點。特別有利的是，在加速過程中使用這些驅動單元的一個及設置來用於加速的該驅動單元其參數被設計得明顯大於用於穩定行駛運行的驅動單元及參數被設計得小的驅動單元被使用在小負載的範圍中。在上述實施例中對兩個發動機的控制總是這樣地進行，以致總功率符合駕駛員的需要。如果一個發動機就能覆蓋功率需要，則這些發動機最好交替地工作。在換擋期間可(並非「一定要」)提高總功率，以補償離合器損耗。由此可避免在現有技術中在換擋期間不可避免的功率下降。如果通過一個發動機不再能覆蓋駕駛員的功率需要，則我們可將本變速器的控制與兩個並列換擋的四擋自動換擋變速器(ASG)的控制相比較。如果駕駛員需要功率的80%，則上述變速器的兩個變速器半部分各獨立地(設有牽引力中斷)以40%的發動機功率工作。因為對於兩個變速器半部分的換擋點最好同樣地選擇，故自動地得到一個交替的換擋序列。附圖標記清單I 曲軸2 曲軸
3離合器4發動機5主離合器6變速器7變速器輸入軸8變速器輸出軸9發動機10 因子11驅動單元12離合器13子變速器14變速器輸入軸15第二子變速器16變速器輸入軸17變速器輸出軸20變速器輸入軸21變速器輸出軸22差動裝置23起動機
權利要求
1.變速器-發動機裝置，具有兩個可相互無關地工作的驅動單元及一個設有兩個變速器輸入軸及一個共同的變速器輸出軸的雙離合器變速器， 其中，第一驅動單元可通過第一離合器與第一變速器輸入軸連接及第二驅動單元可通過第二離合器與第二變速器輸入軸連接， 其中，該第一變速器輸入軸與該變速器輸出軸構成第一子變速器及該第二變速器輸入軸與該變速器輸出軸構成第二子變速器，由該第一驅動單元產生的轉矩及由該第二驅動單元產生的轉矩可相互無關地導入該共同的變速器輸出軸及在那裡可組合成一個總轉矩。
2.根據權利要求I的變速器-發動機裝置，其中，所述第一子變速器包括奇數擋及所述第二子變速器包括偶數擋。
3.根據權利要求I或2的變速器-發動機裝置，其中，在所述兩個子變速器中每個最小的變速級在其變速比上相互接近，由此在兩個驅動單元工作的工作狀態中，尤其在重載起動時能耗可分配在兩個離合器上。
4.根據權利要求I至3中任一項的變速器-發動機裝置，其中，所述第一驅動單元和/或所述第二驅動單元為內燃機和/或電動機。
5.根據權利要求4的變速器-發動機裝置，其中，在內燃機與子變速器之間設有一個離合器，尤其一個具有乾式摩擦配合的單離合器。
6.根據權利要求4或5的變速器-發動機裝置，其中，在兩個驅動單元為內燃機的情況下，這兩個內燃機具有一個共同的冷卻迴路。
7.根據權利要求I至6中任一項的變速器-發動機裝置，其中，所述驅動單元中的一個被構成內燃機，在該內燃機與所述子變速器之間設有一個離合器，尤其一個具有乾式摩擦配合的單離合器，另一驅動單元為電動機。
8.根據權利要求I至7中任一項的變速器-發動機裝置，其中，所述驅動單元中的至少一個驅動單元被構成由一個內燃機及一個電動機組成的機組。
9.根據權利要求4至8中任一項的變速器-發動機裝置，其中，所述一個或所述多個內燃機被構成雙汽缸對置式發動機。
10.根據權利要求3的變速器-發動機裝置，其中，所述第一驅動單元及所述第二驅動單元為電動機，它們直接地與各個子變速器內部的變速器輸入軸連接。
11.變速器-發動機裝置，具有兩個可相互無關地工作的驅動單元及一個設有一個變速器輸入軸及一個變速器輸出軸的換擋變速器，尤其手動換擋變速器， 其中，第一驅動單元可通過第一離合器與該變速器輸入軸連接及第二驅動單元可通過第二離合器與該變速器輸入軸連接， 其中，由該第一驅動單元產生的轉矩及由該第二驅動單元產生的轉矩可相互無關地導入共同的該變速器輸入軸上及在那裡可組合成一個總轉矩。
12.用於驅動根據權利要求I至11中任一項的變速器-發動機裝置的方法，其中，所述驅動單元在部分負載時交替地工作及在滿負載時共同地工作。
13.尤其根據權利要求12的方法，其中，在所述子變速器的各個變速器級之間換擋期間，短時地提高保留在力傳遞路徑中的驅動單元的轉矩，以避免或減小牽引力的下降。
全文摘要
本發明涉及一種節省燃料的變速器-發動機裝置，其具有雙發動機和設有兩個變速器輸入軸的變速器。
文檔編號F16H3/00GK102802986SQ201080026222
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月4日 優先權日2009年6月22日
發明者O·弗裡德曼 申請人:舍弗勒技術股份兩合公司