Гибридный силовой агрегат с коробкой передач и способ управления таким гибридным приводным агрегатом - RU2015145827A
Код документа: RU2015145827A
Формула
1. Гибридный силовой агрегат, содержащий двигатель (4) внутреннего сгорания; коробку (2) передач с входным валом (8) и выходным валом (20); первую планетарную передачу (10), соединенную с входным валом (8) и первым вторичным валом (34); вторую планетарную передачу (12), соединенную с первой планетарной передачей (10) и вторым вторичным валом (36); первую электрическую машину (14), соединенную с первой планетарной передачей (10); вторую электрическую машину (16), соединенную со второй планетарной передачей (12); первую зубчатую пару (G1, 60) и третью зубчатую пару (G1, 72), которые расположены между первой планетарной передачей (10) и выходным валом (20); вторую зубчатую пару (G2, 66) и четвертую зубчатую пару (G2, 78), которые расположены между второй планетарной передачей (12) и выходным валом (20);
промежуточный вал (18), расположенный между соответствующими первой и второй планетарными передачами (10, 12) и выходным валом (20), причем второе водило (51) планетарного колеса второй планетарной передачи (12) соединено со вторым вторичным валом (36), отличающийся тем, что
входной вал (8) соединен с первым водилом (50) планетарного колеса первой планетарной передачи (10); а
промежуточный вал (18) соединен с выходным валом (20) с помощью пятой зубчатой пары (G3, 21).
2. Гибридный силовой агрегат по п. 1, отличающийся тем, что первая и третья зубчатые пары (G1; 60; 72) расположены на первом вторичном валу (34) и промежуточном валу (18), а
вторая и четвертая зубчатые пары (G2; 66; 78) расположены на втором вторичном валу (36) и промежуточном валу (18).
3. Гибридный силовой агрегат по п. 2, отличающийся тем, что первое водило (50) планетарного колеса первой планетарной передачи (10) соединено со вторым солнечным колесом (32) второй планетарной передачи (12), а
первое солнечное колесо (26) первой планетарной передачи (10) соединено со вторым вторичным валом (34).
4. Гибридный силовой агрегат по п. 2 или 3, отличающийся тем, что между первым вторичным валом (34) и выходным валом (20) расположен механизм (96) сцепления.
5. Гибридный силовой агрегат по п. 2 или 3, отличающийся тем, что первая зубчатая пара (G1, 60) содержит первую шестерню (62), прочно прикрепленную к первому вторичному валу (34) и находящуюся во взаимном зацеплении с первым зубчатым колесом (64), которое выполнено с возможностью быть соединяемым с и отсоединяемым от промежуточного вала, причем третья зубчатая пара (G1, 72) содержит третью шестерню (74), прочно прикрепленную к первому вторичному валу (34) и находящуюся во взаимном зацеплении с третьим зубчатым колесом (76), которое выполнено с возможностью быть соединяемым с и отсоединяемым от промежуточного вала (18).
6. Гибридный силовой агрегат по п. 2 или 3, отличающийся тем, что вторая зубчатая пара (G2, 66) содержит вторую шестерню (68), прочно прикрепленную ко второму вторичному валу (36) и находящуюся во взаимном зацеплении со вторым зубчатым колесом (70), которое выполнено с возможностью быть соединяемым с и отсоединяемым от промежуточного вала, причем четвертая зубчатая пара (G2, 78) содержит четвертую шестерню (80), прочно прикрепленную ко второму вторичному валу (36) и находящему во взаимном зацеплении с четвертым зубчатым колесом (82), которое выполнено с возможностью быть соединяемым с и отсоединяемым от промежуточного вала (18).
7. Гибридный силовой агрегат по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что пятая зубчатая пара (G2, 21) содержит элемент (92) переключения передач, выполненный с возможностью быть отсоединяемым от промежуточного вала (18) с помощью пятого элемента (93) сцепления.
8. Гибридный силовой агрегат по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что элемент переключения передач пятой зубчатой пары (G3, 21) представляет собой пятое зубчатое колесо (92) в зацеплении с шестым зубчатым колесом (94), которое прочно прикреплено к выходному валу (20).
9. Гибридный силовой агрегат по п. 6, отличающийся тем, что первое, второе, третье и четвертое зубчатые колеса (64, 70, 76, 82) выполнены с возможностью быть соединяемыми с и отсоединяемыми от промежуточного вала (18) с помощью соответственных первого, второго, третьего и четвертого элементов (84, 86, 88, 90) сцепления.
10. Гибридный силовой агрегат по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что первый ротор (24) первой электрической машины (14) соединен с первой кольцевой передачей (22) первой планетарной передачи (10), а
второй ротор (30) второй электрической машины (16) соединен со второй кольцевой передачей (28) второй планетарной передачи (12).
11. Гибридный силовой агрегат по п. 3, отличающийся тем, что первый блок (56) сцепления выполнен с возможностью соединения с возможностью отцепления первого солнечного колеса (26) с первым водилом (50) планетарного колеса, а
второй блок (58) сцепления выполнен с возможностью соединения с возможностью отцепления второго солнечного колеса (32) со вторым водилом (51) планетарного колеса.
12. Транспортное средство (1), отличающееся тем, что оно содержит гибридный силовой агрегат (3) по любому из пп. 1-11.
13. Способ управления гибридным силовым агрегатом для осуществления переключения передач без прерываний крутящего момента, при этом гибридный силовой агрегат содержит двигатель (4) внутреннего сгорания; коробку (2) передач с входным валом (8) и выходным валом (20); первую планетарную передачу (10), соединенную с входным валом (8) и первым вторичным валом (34); вторую планетарную передачу (12), соединенную с первой планетарной передачей (10) и вторым вторичным валом (36); первую электрическую машину (14), соединенную с первой планетарной передачей (10); вторую электрическую машину (16), соединенную со второй планетарной передачей (12); первую зубчатую пару (G1, 60) и третью зубчатую пару (G1, 72), которые расположены между первой планетарной передачей (10) и выходным валом (20); и вторую зубчатую пару (G2, 66) и четвертую зубчатую пару (G2, 78), которые расположены между второй планетарной передачей (12)
и выходным валом (20), причем второе водило (51) планетарного колеса второй планетарной передачи (12) соединено со вторым вторичным валом (36), и входной вал (8) соединен с первым водилом (50) планетарного колеса первой планетарной передачи (10), отличающийся тем, что:
а) соединяют первую или третью зубчатую пару (G1; 60; 72),
b) соединяют вторую или четвертую зубчатую пару (G2; 66; 78),
с) соединяют пятую зубчатую пару (G3, 21) с промежуточным валом (18) так, что промежуточный вал (18) соединяется с выходным валом (20), и
d) включают передачу путем соединения вместе двух вращаемых компонентов (28, 32, 51) второй планетарной передачи (12).
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что этапы a), b) и c) выполняют параллельно.
15. Способ по п. 13 или 14, отличающийся тем, что первая зубчатая пара (G1, 60) содержит первую шестерню (62), прочно прикрепленную к первой планетарной передаче (10) и находящуюся во взаимном зацеплении с первым зубчатым колесом (64), которое выполнено с возможностью быть соединяемым с и отсоединяемым от промежуточного вала, при этом третья зубчатая пара (G1, 72) содержит третью шестерню (74), прочно прикрепленную к первой планетарной передаче (10) и находящуюся во взаимном зацеплении с третьим зубчатым колесом (76), которое выполнено с возможностью быть соединяемым с и отсоединяемым от промежуточного вала (18), так что на этапе а) первое или третье зубчатое колесо (64, 76) соединяют с промежуточным валом (18).
16. Способ по п. 13 или 14, отличающийся тем, что вторая зубчатая пара (G2, 66) содержит вторую шестерню (68), прочно прикрепленную ко второй планетарной передаче (12) и находящуюся во взаимном зацеплении со вторым зубчатым колесом (70), которое выполнено с возможностью быть соединяемым с и отсоединяемым от промежуточного вала (18), при этом четвертая зубчатая пара (G2, 78) содержит четвертую шестерню (80), прочно прикрепленную ко второй планетарной передаче (12) и находящуюся во взаимном зацеплении с четвертым зубчатым колесом (82), которое выполнено с возможностью быть соединяемым с и отсоединяемым от промежуточного вала (18), так что на этапе b) второе или четвертое зубчатое колесо (70, 82) соединяют с промежуточным валом (18).
17. Способ по п. 13 или 14, отличающийся тем, что пятая зубчатая пара (G3, 21) содержит пятое зубчатое колесо (92), которое выполнено с возможностью быть соединяемым с и отсоединяемым от промежуточного вала (18) с помощью пятого элемента (93) сцепления и находится во взаимном зацеплении с шестым зубчатым колесом (94), которое крепко прикреплено к выходному валу (20), так что на этапе с) пятое зубчатое колесо (92) соединяют с промежуточным валом (18).
18. Способ по п. 13 или 14, отличающийся тем, что на этапе d) два вращаемых компонента (28, 32, 51) содержат второе солнечное колесо (32) и второе водило (51) планетарного колеса, причем двигатель (4) внутреннего сгорания приводят в действие таким образом, что между вторым солнечным колесом (32) и вторым водилом (51) планетарного колеса достигают синхронизированной скорости с последующим перемещением второго блока (58) сцепления с возможностью закрепления второго солнечного колеса (32) и второго водила (51) планетарного колеса друг с другом.
19. Способ по п. 13 или 14, отличающийся тем, что дополнительно:
e) отсоединяют вращаемые компоненты (28, 32, 51) второй планетарной передачи (12) друг от друга, и
f) включают последующую передачу с использованием первого блока (56) сцепления для соединения двух вращаемых компонентов (22, 26, 50) первой планетарной передачи (10).
20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что на этапе е) приводят в действие первую и/или вторую электрическую машину (14; 16) таким образом, что во второй планетарной передаче (12) возникает баланс крутящего момента, при этом на этапе f) два вращаемых компонента (22, 26, 50) содержат первое солнечное колесо (26) и первое водило (50) планетарного колеса, причем двигатель (4) внутреннего сгорания приводят в действие таким образом, что между первым солнечным колесом (26) и первым водилом (50) планетарного колеса достигают синхронизированной скорости с последующим перемещением первого блока (56) сцепления с возможностью закрепления первого солнечного колеса (26) и первого водила (50) планетарного колеса друг с другом.
21. Способ по п. 19, отличающийся тем, что:
g) разъединяют ту из второй и четвертой зубчатых пар (G2; 66; 78), которую соединяли на этапе b),
h) соединяют ту из второй и четвертой зубчатых пар (G2; 66; 78), которую не соединяли на этапе b),
i) отсоединяют вращаемые компоненты (22, 26, 50) первой планетарной передачи (10) друг от друга,
j) включают последующую передачу путем соединения двух вращаемых компонентов (28, 32, 51) второй планетарной передачи (12),
k) разъединяют ту из первой и третьей зубчатых пар (G1; 60; 72), которую соединяли на этапе а), и
l) соединяют ту из первой и третьей зубчатых пар (G1; 60; 72), которую не соединяли на этапе а).
22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что включает этап m), на котором повторяют этапы e) и f).
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что:
n) разъединяют ту из первой и третьей зубчатых пар (G1; 60; 72), которую соединяли на этапе l),
o) закрепляют механизм (96) сцепления, расположенный между первой планетарной передачей (10) и выходным валом (20) так, что первая планетарная передача (10) становится соединенной с выходным валом (20),
p) разъединяют пятую зубчатую пару (G3, 21),
q) соединяют ту из первой и третьей зубчатых пар (G1; 60; 72), которую не разъединяли на этапе n),
r) отсоединяют вращаемые компоненты (22, 26, 50) первой планетарной передачи (10) друг от друга, и
s) включают последующую передачу путем соединения двух вращаемых компонентов (28, 32, 51) второй планетарной передачи (12) друг с другом.
24. Cпособ по п. 23, отличающийся тем, что включает этап
t), на котором повторяют этапы e) и f).
25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что:
u) разъединяют ту из первой и третьей зубчатых пар (G1; 60; 72), которую соединяли на этапе q),
v) соединяют ту из первой и третьей зубчатых пар (G1; 60; 72), которую не разъединяли на этапе u),
x) отсоединяют вращаемые компоненты (22, 26, 50) первой планетарной передачи (10) друг от друга, и
y) включают последующую передачу путем соединения двух вращаемых компонентов (28, 32, 51) второй планетарной передачи (12) друг с другом.
26. Машиночитаемый носитель, содержащий компьютерную программу, включающую в себя программный код, который, при его запуске в компьютере или электронном блоке управления, заставляет компьютер или электронный блок управления выполнять этапы способа по любому из пп. 13-25.
