[发明专利]用于混合式传动系的变速箱以及控制所述变速箱的方法

说明书

本发明涉及一种变速箱，包括：输入轴(8)和输出轴(20)；被连接到输入轴(8)的第一行星齿轮系(10)；被连接到第一行星齿轮系(10)的第二行星齿轮系(12)；被连接到第一行星齿轮系(10)的第一电机(14)；被连接到第二行星齿轮系(12)的第二电机(16)；被连接到第一行星齿轮系(10)的第一主轴(34)；被连接到第二行星齿轮系(12)的第二主轴(36)。能够被控制的第一耦连单元(56)被设置以将第一行星齿轮系(10)的两个可旋转部件(22、26、50)以允许它们脱离接合的方式连接，以及能够被控制的第二耦连单元(58)被设置以将第二行星齿轮系(12)的两个可旋转部件(28、32、51)以允许它们脱离接合的方式连接，从而使得第一和第二主轴(34、36)的转速和转矩中的至少一个能够通过将第一和第二耦连单元(56、58)中的至少一个控制到可旋转部件(22、26、50；28、32、51)的接合或解除接合状态而受到影响。本发明还涉及一种包括这样的变速箱(2)的车辆(1)，以及一种控制这样的变速箱(2)的方法。本发明还涉及一种控制变速箱的计算机程序(P)，以及一种计算机程序制品，其包括用于电子控制单元(48)或另一台计算机(53)的程序代码，以便实施根据本发明的方法。

技术领域

本发明涉及一种变速箱。本发明还涉及一种包括所述变速箱的车辆、一种用于控制所述变速箱的方法、一种用于控制所述变速箱的计算机程序、以及一种包括程序代码的计算机程序制品。

背景技术

混合动力车辆能够由主要发动机和次要发动机驱动，所述主要发动机可以是燃式发动机，所述次要发动机可以是电机。电机配备有至少一个用于存储电能的能量存储器、诸如电化学能量存储器，以及调节设备，以便调节电能在能量存储器与电机之间的流动。电机能够取决于车辆的操作状态以这样的方式在作为发动机工作与作为发电机工作之间变换。当车辆制动时，电机产生电能，所述电能被存储在能量存储器中。这通常被称作“制动能量回收”，并且其导致车辆借助于电机和燃式发动机制动。被存储的电能此后用于车辆的操作。

行星齿轮系通常包括以允许彼此相对旋转的方式设置的三个部件。这些部件是太阳齿轮、行星齿轮架和齿圈。知晓太阳齿轮和齿圈上的齿数允许在操作期间确定三个部件的相对转速。行星齿轮系的各部件中的一个可以连接到燃式发动机的输出轴。行星齿轮系的这个部件从而以等于燃式发动机的输出轴转速的转速旋转。行星齿轮系的第二部件可以连接到变速箱的输入轴。行星齿轮系的这个部件从而以与变速箱的输入轴相同的转速旋转。行星齿轮系的第三部件连接到电机的转子，以便实现混合动力操作。行星齿轮系的这个部件从而以与电机的转子相同的转速旋转，如果它们被直接地连接到彼此。替代地，电机可以通过具有齿数比的变速装置连接到行星齿轮系的第三部件。在这种情况下，电机和行星齿轮系的第三部件可以以不同的转速旋转。由电机产生的转速和转矩中的至少一个可以以无极递增的方式调节。在操作期间，当要给予变速箱的输入轴期望的转速和转矩中的至少一个时，控制单元在给定燃式发动机的转速的情况下计算转速第三部件必须被驱动的转速，以便给予变速箱的输入轴期望的转速。控制单元启动电机，从而使得所述电机将计算出的转速给予第三部件，并且从而将期望的转速给予变速箱的输入轴。

通过使用行星齿轮系将燃式发动机的输出轴、电机的转子以及变速箱的输入轴连接在一起，能够避免常规离合器机构。在车辆加速期间，增加的转矩将从燃式发动机和电机被提供到变速箱并且继而被提供到车辆的驱动轮。由于燃式发动机和电机两者都连接到行星齿轮系，因此能够由燃式发动机和电机提供的最大可能转矩将会受到这些驱动单元中的任何一个限制，这些驱动单元的最大转矩小于第二驱动单元的最大转矩，在此已将各驱动单元之间的齿数比考虑在内。在电机的最大转矩小于燃式发动机的最大转矩的情况下，在此已将电机与燃式发动机之间的齿数比考虑在内，电机将不能向行星齿轮系产生足够大的反作用转矩，以及这导致燃式发动机不能将其最高转矩传递到变速箱并且继而传递到车辆的驱动轮。能够被传递到变速箱的最高转矩以这样的方式受到电机的功率限制。这还通过被称为“行星公式”的公式而明确。