Коробка переключения передач для гибридного силового агрегата и способ управления такой коробкой переключения передач

Коробка переключения передач для гибридного силового агрегата и способ управления такой коробкой переключения передач

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к коробке переключения передач согласно вводной части п. 1. Изобретение относится также к транспортному средству, которое содержит такую коробку переключения передач, согласно вводной части п. 12, к способу управления такой коробкой переключения передач согласно вводной части п. 13, к компьютерной программе для управления такой коробкой переключения передач согласно вводной части п. 16, и к компьютерному программному продукту, содержащему код программы, согласно вводной части п. 17.

Приведение гибридных транспортных средств может быть осуществлено посредством первичного двигателя, который может представлять собой двигатель внутреннего сгорания, и вторичного двигателя, который может представлять собой электрическую машину. Электрическая машина оснащена по меньшей мере одним накопителем энергии, таким как электрохимический накопитель энергии, для хранения электрической энергии, и регулирующим оборудованием для регулирования тока электрической энергии между накопителем энергии и электрической машиной. Таким образом, электрическая машина может переключаться между работой в качестве двигателя и в качестве генератора, в зависимости от режима работы транспортного средства. Когда транспортное средство тормозит, электрическая машина вырабатывает электрическую энергию, которая хранится в накопителе энергии. Это обычно называется "регенеративным торможением", и ведет к тому, что транспортное средство тормозит с помощью электрической машины и двигателя внутреннего сгорания. Хранимая электрическая энергия используется позже для работы транспортного средства.

Планетарная передача, как правило, содержит три компонента, которые расположены таким образом, чтобы обеспечивать вращение относительно друг друга. Этими компонентами являются солнечное зубчатое колесо, водило планетарной передачи и эпициклическое зубчатое колесо. Знание количества зубьев солнечного зубчатого колеса и эпициклического зубчатого колеса позволяет во время работы определять взаимные скорости вращения трех компонентов. Один из компонентов планетарной передачи может быть соединен с выходным валом двигателя внутреннего сгорания. Таким образом, этот компонент планетарной передачи вращается со скоростью вращения, которая соответствует скорости вращения выходного вала двигателя № внутреннего сгорания. Второй компонент планетарной передачи может быть соединен с входным валом коробки переключения передач. Таким образом, этот компонент планетарной передачи вращается с такой же скоростью вращения, как входной вал коробки переключения передач. Третий компонент планетарной передачи соединен с ротором электрической машины для достижения гибридной работы. Таким образом, этот компонент планетарной передачи вращается с такой же скоростью вращения, как ротор электрической машины, если они непосредственно соединены друг с другом. В качестве альтернативы, электрическая машина может быть соединена с третьим компонентом планетарной передачи через трансмиссию, которая имеет передаточное отношение. В этом случае, электрическая машина и третий компонент планетарной передачи могут вращаться с разными скоростями вращения. По меньшей мере либо скорость вращения, либо крутящий момент, развиваемый электрическими машинами, могут быть отрегулированы с бесступенчатыми приращениями. Во время работы, когда входному валу коробки переключения передач нужно сообщить по меньшей мере либо требуемую скорость вращения, либо крутящий момент, управляющий блок, зная скорость вращения двигателя внутреннего сгорания, вычисляет скорость вращения, с которой должен быть приведен третий компонент для того, чтобы придать входному валу коробки переключения передач требуемую скорость вращения. Управляющий блок приводит в действие электрическую машину так, чтобы она придавала вычисленную скорость вращения третьему компоненту и, таким образом, придавала требуемую скорость вращения входному валу коробки переключения передач.

Посредством соединения друг с другом выходного вала двигателя внутреннего сгорания, ротора электрической машины и входного вала коробки переключения передач с использованием планетарной передачи, можно исключить обычный механизм сцепления. Во время разгона транспортного средства, от двигателя внутреннего сгорания и электрической машины к коробке переключения передач и далее к ведущим колесам транспортного средства должен быть подан увеличенный крутящий момент. Поскольку как двигатель внутреннего сгорания так и электрическая машина соединены с планетарной передачей, наибольший крутящий момент, который может быть подан двигателем внутреннего сгорания и электрической машиной, ограничен любым из этих приводных блоков, наибольший крутящий момент которого меньше, чем наибольший крутящий момент второго приводного блока, учитывая передаточное отношение между ними. В случае если наибольший крутящий момент электрической машины меньше, чем наибольший крутящий момент двигателя внутреннего сгорания, учитывая передаточное отношение между ними, электрическая машина не может производить достаточно большой реактивный крутящий момент для планетарной передачи, и в результате этого двигатель внутреннего сгорания не может передавать свой наибольший крутящий момент к коробке переключения передач и далее к ведущим колесам транспортного средства. Таким образом, наибольший крутящий момент, который может быть передан коробке переключения передач, ограничен мощностью электрической машины. Это ясно также из уравнения, известного как "уравнение планетарной передачи".

Эти недостатки связаны с использованием обычного сцепления, которое отсоединяет входной вал коробки переключения передач от двигателя внутреннего сгорания, в то время как в коробке переключения передач происходят процессы переключения передач, например, нагрев пластин сцепления, который приводит к износу пластин сцепления и к увеличенному потреблению топлива. К тому же, обычный механизм сцепления является относительно тяжелым и дорогим. Также, он занимает относительно много места в транспортном средстве.

В документе EP-B 1-1126987 описана коробка переключения передач с двумя планетарными передачами. Солнечное зубчатое колесо каждой планетарной передачи соединено с электрической машиной, и эпициклические зубчатые колеса планетарных передач соединены друг с другом. Водила планетарной передачи каждой планетарной передачи соединены с некоторым количеством зубчатых пар таким образом, чтобы достигать бесконечного количества зубчатых переборов. В другом документе, EP-B 1-1280677, также описано то. как планетарные передачи могут быть соединены посредством зубчатого перебора, расположенного у выходного вала двигателя внутреннего сгорания.

В документе US-A1-20050227803 описана трансмиссия транспортного средства с двумя электрическими машинами, каждая из которых соединена с солнечным зубчатым колесом в одной из двух планетарных передач. Планетарные передачи имеют общее водило планетарной передачи, которое соединено с входным валом трансмиссии.

В документе WO 2008/046185-A1 описана гибридная трансмиссия с двумя планетарными передачами, в которой электрическая машина соединена с одной из планетарных передач, а двойное сцепление взаимодействует со второй планетарной передачей. Две планетарные передачи также взаимодействуют друг с другом через зубчатую трансмиссию.

Краткое изложение сущности изобретения

Несмотря на то, что в данной области техники доступны известные решения, существует потребность в разработке дополнительной коробки переключения передач, которая осуществляет переключение передач без прерывания крутящего момента, которая имеет устройство регенеративного торможения, которая имеет компактную конструкцию, которая имеет высокую надежность и высокую безотказность, которая имеет небольшой вес, и которая при некоторых режимах работы является самодостаточной по отношению к подаче электричества.

Пространство, доступное для приводного устройства в транспортном средстве, часто является ограниченным. Если приводное устройство содержит несколько компонентов, таких как двигатель внутреннего сгорания, электрическая машина, коробка переключения передач и планетарная передача, конструкция должна быть компактной. Если должны быть добавлены дополнительные компоненты, такие как устройство регенеративного торможения, применяются еще более жесткие требования, согласно которым компоненты, которые являются частями приводного устройства, должны иметь компактную конструкцию. В это же время, компоненты, которые являются частями приводного устройства, должны быть выполнены с размерами, которые обеспечивают поглощение необходимых сил и крутящих моментов.

В некоторых типах транспортных средств, в частности, в грузовиках и автобусах, требуется большое количество зубчатых переборов. В этом случае, количество компонентов, которые являются частями коробки переключения передач, увеличивается, и коробка переключения передач также должна быть выполнена с такими размерами, чтобы она могла поглощать большие силы и крутящие моменты, которые возникают в таких тяжелых транспортных средствах. Это приводит к увеличению размера и веса коробки переключения передач.

Также высокие требования в отношении высокой надежности и высокой безотказности предъявляются к компонентам, которые являются частями приводного устройства. Износ возникает в случаях, если коробка переключения передач содержит пластинчатые сцепления, причем этот износ влияет на надежность и срок службы коробки переключения передач.

Во время регенеративного торможения кинетическая энергия преобразуется в электрическую энергию, которая хранится в накопителе энергии, например, в аккумуляторах. Одним фактором, который влияет на срок службы накопителя энергии, является количество циклов, в ходе которых накопитель энергии подает ток к электрическим машинам и принимает ток от них. Чем больше количество циклов, тем короче срок службы накопителя энергии.

Целью настоящего изобретения является разработка коробки переключения передач, которая переключает передачи без прерывания крутящего момента.

Еще одной целью изобретения является разработка коробки переключения передач с устройством регенеративного торможения.

Еще одной целью настоящего изобретения является разработка коробки переключения передач, которая имеет компактную конструкцию.

Еще одной целью настоящего изобретения является разработка коробки переключения передач, которая имеет высокую надежность и высокую безотказность.

Еще одной целью изобретения является разработка коробки переключения передач для транспортного средства, причем эта коробка переключения передач имеет небольшой вес.

Еще одной целью изобретения является разработка коробки переключения передач для транспортного средства, причем эта коробка переключения передач может быть соединена непосредственно с выходным валом у коробки переключения передач.

Еще одной целью настоящего изобретения является разработка коробки переключения передач, которая является самодостаточной по отношению к электричеству в некоторых режимах работы.

Еще одной целью настоящего изобретения является разработка коробки переключения передач с устройством регенеративного торможения, которая увеличивает срок службы накопителя энергии, соединенного с устройством регенеративного торможения.

Еще одной целью изобретения является разработка новой и преимущественной компьютерной программы для управления коробкой переключения передач.

Еще одной целью настоящего изобретения является разработка коробки переключения передач в линии гибридной тяги, причем эта коробка переключения передач может управляться без влияния двигателя внутреннего сгорания.

Эти цели достигаются с помощью коробки переключения передач, описанной во введении, причем эта коробка переключения передач отличается отличительными признаками, которые описаны в характеризующей части п. 1 формулы изобретения.

Эти цели достигаются с помощью транспортного средства, описанного во введении, причем это транспортное средство отличается отличительными признаками, которые описаны в характеризующей части п. 12 формулы изобретения.

Эти цели также достигаются с помощью способа управления коробкой переключения передач, который описан во введении, причем этот способ отличается отличительными признаками, которые описаны в характеризующей части п. 13 формулы изобретения.

Эти цели также достигаются с помощью компьютерной программы для управления коробкой переключения передач, которая описана во введении, причем эта компьютерная программа отличается отличительными признаками, которые описаны в характеризующей части п. 16 формулы изобретения.

Эти цели также достигаются с помощью компьютерного программного продукта для управления коробкой переключения передач, который описан во введении, причем этот компьютерный программный продукт отличается отличительными признаками, которые описаны в характеризующей части п. 17 формулы изобретения.

Посредством предусмотрения коробки переключения передач с двумя планетарными передачами, в которой водило планетарной передачи первой планетарной передачи соединено с солнечным зубчатым колесом второй планетарной передачи, достигается, согласно изобретению, трансмиссия, которая осуществляет переключение передач без прерывания крутящего момента. Электрические машины, которые соединены с планетарными передачами, могут либо вырабатывать ток, либо обеспечивать крутящий момент, либо как вырабатывать ток, так и обеспечивать крутящий момент, в зависимости от требуемого режима работы. Электрические машины также могут подавать ток друг другу в некоторых режимах работы.

Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения, коробка переключения передач предусмотрена с некоторым количеством зубчатых пар, которые содержат зубчатое колесо, которое может быть механически блокировано с боковым валом. Таким образом, достигается некоторое количество фиксированных зубчатых переборов, между которыми возможно переключать передачи без прерывания крутящего момента. Зубчатые колеса, которые могут быть зацеплены на боковом вале, также обеспечивают компактную конструкцию с высокой надежностью и высокой безотказностью.

С коробкой переключения передач согласно изобретению, могут быть исключены обычные муфты скольжения между двигателем внутреннего сгорания и коробкой переключения передач.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, блокирующий механизм выполнен с возможностью неподвижного соединения выходного вала двигателя внутреннего сгорания с корпусом коробки переключения передач. Таким образом, первое водило планетарной передачи также неподвижно блокируется с корпусом коробки переключения передач. Посредством блокировки выходного вала двигателя внутреннего сгорания и водила планетарной передачи с корпусом коробки переключения передач посредством блокирующего механизма, коробка переключения передач, и, таким образом, также транспортное средство, становятся получают возможность работы от электричества посредством электрических машин. Таким образом, электрические машины обеспечивают крутящий момент для выходного вала коробки переключения передач.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, первый и второй соединительные узлы расположены между водилом планетарной передачи и солнечным зубчатым колесом первой и второй планетарных передач, соответственно. Задача соединительных узлов заключается в блокировке соответствующего водила планетарной передачи с солнечным зубчатым колесом. Когда водило планетарной передачи и солнечное зубчатое колесо соединены друг с другом, сила от двигателя внутреннего сгорания проходит через водило планетарной передачи, соединительный узел, солнечное зубчатое колесо, и далее к коробке переключения передач, в результате чего планетарные зубчатые колеса не поглощают никакого крутящего момента. Это значит, что размеры планетарных зубчатых колес могут быть приспособлены только к крутящему моменту электрической машины, а не к крутящему моменту двигателя внутреннего сгорания, что, в свою очередь, означает, что планетарные зубчатые колеса могут быть выполнены с меньшими размерами. Таким образом, согласно изобретению достигается приводное устройство, которое имеет компактную конструкцию, малый вес и низкую производственную стоимость.

Соединительные узлы и блокирующие механизмы предпочтительно содержат кольцеобразную муфту, которая смещается в осевом направлении между ее зацепленным и расцепленным положениями. Муфта, по существу, концентрично окружает вращающиеся компоненты коробки переключения передач и смещается между зацепленным и расцепленным положениями посредством исполнительного элемента. Посредством этого достигается компактная конструкция с малым весом и низкой стоимостью.

Коробка переключения передач может быть предусмотрена с некоторым количеством зубчатых пар, которые содержат зубчатые колеса, которые могут быть механически зацеплены и расцеплены с боковым валом. Таким образом, достигается некоторое количество фиксированных зубчатых переборов, между которыми возможно переключать передачи без прерывания крутящего момента. Зубчатые колеса, которые могут быть зацеплены на боковом вале, также обеспечивают компактную конструкцию с высокой надежностью и высокой безотказностью. В качестве альтернативы, ведущие зубчатые колеса могут быть расположены на зубчатых парах, так чтобы они могли быть зацеплены и расцеплены по меньшей мере на одном из первого и второго основных валов.

Каждая из зубчатых пар имеет передаточное отношение, которое приспособлено к требуемым ходовым характеристикам транспортного средства. Соответственно, при выборе самой низшей передачи зацепляется зубчатая пара с наивысшим передаточным отношением, относительно других зубчатых пар.

Для того чтобы расцепить солнечное зубчатое колесо и водило планетарной передачи в соответствующей планетарной передаче, по меньшей мере одна из первой и второй электрических машин управляется так, чтобы равновесие крутящих моментов преобладало в планетарной передаче. После достижения равновесия крутящих моментов первый или второй соединительный узел смещается так, чтобы солнечное зубчатое колесо и водило планетарной передачи больше не были механически соединены друг с другом.

Термин "равновесие крутящих моментов" используется в настоящем документе для обозначения состояния, в котором на эпициклическое зубчатое колесо, расположенное в планетарной передаче, действует крутящий момент, соответствующий произведению крутящего момента, который действует на водило планетарной передачи, и передаточного числа планетарного зубчатого колеса, в то время как на солнечное зубчатое колесо планетарной передачи действует крутящий момент, соответствующий произведению крутящего момента, который действует на водило планетарной передачи, и (1 - передаточное число планетарного зубчатого колеса). В случае, если два из компонентов планетарной передачи, солнечное зубчатое колесо, эпициклическое зубчатое колесо и водило планетарной передачи, соединены посредством соединительного узла, этот соединительный узел не передает крутящий момент между компонентами планетарной передачи, когда равновесие крутящих моментов является преобладающим. Таким образом, соединительный узел может быть легко смещен, и компоненты планетарной передачи могут быть расцеплены.

Краткое описание чертежей

Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны далее в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:

На Фиг. 1 показано при виде сбоку транспортное средство с коробкой переключения передач согласно настоящему изобретению,

На Фиг. 2 показан схематичный вид сбоку коробки переключения передач согласно настоящему изобретению,

На Фиг. 3 показан схематичный вид сбоку коробки переключения передач согласно настоящему изобретению, и

На Фиг. 4 показана блок-схема способа управления коробкой переключения передач согласно настоящему изобретению.

Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения

На Фиг. 1 показан вид сбоку транспортного средства 1, которое содержит коробку 2 переключения передач согласно настоящему изобретению. Двигатель 4 внутреннего сгорания соединен с коробкой 2 переключения передач, и коробка 2 переключения передач далее соединена с ведущими колесами 6 транспортного средства 1.

На Фиг. 2 показан схематичный вид сбоку коробки 2 переключения передач согласно настоящему изобретению. Коробка 2 переключения передач содержит входной вал 8, первую и вторую эпициклические передачи 10 и 12, первую и вторую электрические машины 14 и 16, боковой вал 18 и выходной вал 20. Первая эпициклическая передача 10 имеет первое кольцевое зубчатое колесо 22, с которым соединен первый ротор 24 первой электрической машины 14. Первая эпициклическая передача 10 также имеет первое солнечное зубчатое колесо 26. Вторая эпициклическая передача 12 имеет второе кольцевое зубчатое колесо 28, с которым соединен второй ротор 30 второй электрической машины 16. Вторая эпициклическая передача 12 имеет второе солнечное зубчатое колесо 32. Первое и второе солнечные зубчатые колеса 26 и 32 расположены соосно, в результате чего, согласно показанной конструкции, первый основной вал 34, расположенный у первого солнечного зубчатого колеса 26, проходит внутри второго основного вала 36, расположенного у второго солнечного зубчатого колеса 32, причем этот второй основной вал 36 предусмотрен с центральным отверстием 38. Также первый основной вал 34 может быть расположен параллельно второму основному валу 36.

Первая электрическая машина 14 предусмотрена с первым статором 40, который соединен с транспортным средством 1 через корпус 42 коробки переключения передач, который окружает коробку 2 переключения передач. Вторая электрическая машина 16 предусмотрена со вторым статором 44, который соединен с транспортным средством 1 через корпус 42 коробки переключения передач, который окружает коробку 2 переключения передач. Первая 14 и вторая электрические машины 16 соединены с накопителем 46 энергии, таким как батарея, который приводит электрические машины 14 и 16 в зависимости от режима работы транспортного средства 1. В других режимах работы, электрические машины 14 и 16 могут выполнять функцию генераторов, посредством которых ток подается к накопителю 46 энергии. Электронный управляющий блок 48 соединен с накопителем 46 энергии и управляет подачей тока к электрическим машинам 14 и 16. Предпочтительно, чтобы накопитель 46 энергии был соединен с электрическими машинами 14 и 16 через переключатель 49, который соединен с управляющим блоком 48. В некоторых режимах работы электрические машины 14 и 16 также могут приводить друг друга. Тогда электрическая энергия проводится от одной электрической машины 14, 16 к другой электрической машине 14, 16 через переключатель 49, который соединен с электрическими машинами 14, 16. Таким образом возможно достигать баланса мощности между электрическими машинами 14, 16. Другой компьютер 53 может быть соединен с управляющим блоком 48 и с коробкой 2 переключения передач. Посредством проведения электрической энергии от одной электрической машины 14, 16 к другой электрической машине 14, 16 через переключатель 49, электрическая энергия не проводится к накопителю 46 энергии и от него. Таким образом, обеспечиваются условия, требуемые для увеличения срока службы накопителя 46 энергии. Таким образом, также возможно выполнять переключения передач и приводить транспортное средство 1 в движение без накопителя 46 энергии.

Первая эпициклическая передача 10 предусмотрена с первым водилом 50 планетарной передачи, на котором на подшипниках установлен первый набор 52 планетарных зубчатых колес. Вторая эпициклическая передача 12 предусмотрена со вторым водилом 51 планетарной передачи, на котором на подшипниках установлен второй набор 54 планетарных зубчатых колес. Первый набор 52 планетарных зубчатых колес взаимодействует с первым кольцевым зубчатым колесом 22 и с первым солнечным зубчатым колесом 26. Второй набор 54 планетарных зубчатых колес взаимодействует со вторым кольцевым зубчатым колесом 28 и со вторым солнечным зубчатым колесом 32. Входной вал 8 коробки 2 переключения передач соединен с первым водилом 50 планетарной передачи. Первое водило 50 планетарной передачи в первой эпициклической передаче 10 непосредственно и неподвижно соединено со вторым солнечным зубчатым колесом 32 во второй эпициклической передаче 12. Таким образом, первое водило 50 планетарной передачи и второе солнечное зубчатое колесо 32 всегда имеют одинаковое направление вращения и одинаковую скорость вращения.

Первый соединительный узел 56 расположен между первым солнечным зубчатым колесом 26 и первым водилом 50 планетарной передачи. Посредством расположения первого соединительного узла 56 таким образом, чтобы первое солнечное зубчатое колесо 26 и первое водило 50 планетарной передачи были соединены друг с другом и, таким образом, не могли вращаться относительно друг друга, первое водило 50 планетарной передачи и первое солнечное зубчатое колесо 26 вращаются с равными скоростями вращения.

Второй соединительный узел 58 расположен между вторым солнечным зубчатым колесом 32 и вторым водилом 51 планетарной передачи. Посредством расположения второго соединительного узла 58 так, чтобы второе солнечное зубчатое колесо 32 и второе водило 51 планетарной передачи были соединены друг с другом и, таким образом, не могли вращаться относительно друг друга, второе водило 51 планетарной передачи и второе солнечное зубчатое колесо 32 вращаются с равными скоростями вращения.

Первый и второй соединительные узлы 56, 58 предпочтительно содержат первую и вторую соединительные муфты 55 и 57, оснащенные шлицами, которые могут быть смещены в осевом направлении по оснащенной шлицами секции с первым и вторым водилами 50 и 51 планетарной передачи и по оснащенной шлицами секции с соответствующими солнечными зубчатыми колесами 26 и 32. Посредством смещения соответствующей соединительной муфты 55, 57 так, чтобы оснащенные шлицами секции были соединены через соответствующую соединительную муфту 55, 57, первое водило 50 планетарной передачи и первое солнечное зубчатое колесо 26, и второе водило 51 планетарной передачи и второе солнечное зубчатое колесо 32 становятся взаимно блокированными друг с другом, и не могут вращаться относительно друг друга.

Первый и второй соединительные узлы 56, 58 согласно конструкции, показанной на Фиг. 2, расположены между первым солнечным зубчатым колесом 26 и первым водилом 50 планетарной передачи и между вторым солнечным зубчатым колесом 32 и вторым водилом 51 планетарной передачи, соответственно. Тем не менее, возможно располагать дополнительный или альтернативный соединительный узел (не показан на чертежах) между первым кольцевым зубчатым колесом 22 и первым водилом 50 планетарной передачи, а также располагать дополнительный или альтернативный соединительный узел (не показан на чертежах) между вторым кольцевым зубчатым колесом 28 и вторым водилом 51 планетарной передачи.

Третий соединительный узел 59 в этом варианте осуществления расположен между первым кольцевым зубчатым колесом 22 и корпусом 42 коробки переключения передач. Посредством расположения третьего соединительного узла 59 так, чтобы первое кольцевое зубчатое колесо 22 и корпус 42 коробки переключения передач были соединены друг с другом и, таким образом, не могли вращаться относительно друг друга, происходит понижение крутящего момента, то есть, происходит повышение скорости вращения от водила 50 планетарной передачи к первому солнечному зубчатому колесу 26.

Четвертый соединительный узел 61 в этом варианте осуществления расположен между вторым кольцевым зубчатым колесом 28 и корпусом 42 коробки переключения передач. Посредством расположения четвертого соединительного узла 61 так, чтобы второе кольцевое зубчатое колесо 28 и корпус 42 коробки переключения передач были соединены друг с другом и, таким образом, не могли вращаться относительно друг друга, происходит понижение крутящего момента, то есть, происходит повышение скорости вращения от водила 50 планетарной передачи ко второму солнечному зубчатому колесу 32.

Третий и четвертый соединительные узлы 59, 61 содержат третью и четвертую соединительные муфты 65 и 67, оснащенные шлицами, которые могут быть смещены в осевом направлении по оснащенной шлицами секции с первым и вторым кольцевыми зубчатыми колесами 22 и 28 и по оснащенной шлицами секции с корпусом 42 коробки переключения передач. Посредством смещения соответствующей соединительной муфты 65, 67 так, чтобы оснащенные шлицами секции были соединены через соответствующую соединительную муфту 65, 67, первое кольцевое зубчатое колесо 22 и корпус 42 коробки переключения передач, и второе кольцевое зубчатое колесо 28 и корпус 42 коробки переключения передач, становятся взаимно блокированными друг с другом, и не могут вращаться относительно друг друга.

Механизм 19 коробки передач соединен с первым и вторым основными валами 34, 36, причем этот механизм коробки передач содержит первую зубчатую пару 60, которая расположена между первой эпициклической передачей 10 и выходным валом 20. Первая зубчатая пара 60 содержит первое ведущее зубчатое колесо 62 и первое зубчатое колесо 64, которые взаимодействуют друг с другом. Вторая зубчатая пара 66 расположена между второй эпициклической передачей 12 и выходным валом 20. Вторая зубчатая пара 66 содержит второе ведущее зубчатое колесо 68 и второе зубчатое колесо 70, которые взаимодействуют друг с другом. Третья зубчатая пара 72 расположена между первой эпициклической передачей 10 и выходным валом 20. Третья зубчатая пара 72 содержит третье ведущее зубчатое колесо 74 и третье зубчатое колесо 76, которые взаимодействуют друг с другом. Четвертая зубчатая пара 78 расположена между второй эпициклической передачей 12 и выходным валом 20. Четвертая зубчатая пара 78 содержит четвертое ведущее зубчатое колесо 80 и четвертое зубчатое колесо 82, которые взаимодействуют друг с другом.

Первое и третье ведущие зубчатые колеса 62 и 74 расположены на первом основном вале 34. Первое и третье ведущие зубчатые колеса 62 и 74 неподвижно соединены с первым основным валом 34 так, что они не могут вращаться относительно первого основного вала 34. Второе и четвертое ведущие зубчатые колеса 68 и 80 расположены на втором основном вале 36. Второе и четвертое ведущие зубчатые колеса 68 и 80 неподвижно соединены со вторым основным валом 36 так, что они не могут вращаться относительно второго основного вала 36.

Боковой вал 18 проходит, по существу, параллельно первому и второму основным валам 34 и 36. Первое, второе, третье и четвертое зубчатые колеса 64, 70, 76 и 82 расположены на подшипниках на боковом вале 18. Первое ведущее зубчатое колесо 62 взаимодействует с первым зубчатым колесом 64, второе ведущее зубчатое колесо 68 взаимодействует со вторым зубчатым колесом 70, третье ведущее зубчатое колесо 74 взаимодействует с третьим зубчатым колесом 76 и четвертое ведущее зубчатое колесо 80 взаимодействует с четвертым зубчатым колесом 82.

Первое, второе, третье и четвертое зубчатые колеса 64, 70, 76 и 82 могут быть индивидуально сцеплены с блокировкой и расцеплены с боковым валом 18 с помощью первого, второго, третьего и четвертого соединительных элементов 84, 86, 88 и 90. Соединительные элементы 84, 86, 88 и 90 предпочтительно составлены из секций, оснащенных шлицами, выполненных у зубчатых колес 64, 70, 76 и 82 и бокового вала 18, которые взаимодействуют с пятой и шестой соединительными муфтами 83, 85, которые механически взаимодействуют с секциями, оснащенными шлицами у зубчатых колес с первого по четвертое 64, 70, 76 и 82, соответственно, и с боковым валом 18. Первый и третий соединительные элементы 84, 88 предпочтительно предусмотрены с общей соединительной муфтой 83, и второй и четвертый соединительные элементы 86, 90 предпочтительно предусмотрены с общей соединительной муфтой 85. В расцепленном состоянии между зубчатыми колесами 64, 70, 76 и 82 и боковым валом 18 может возникать относительное вращение. Соединительные элементы 84, 86, 88 и 90 также могут быть составлены из фрикционных соединителей. На боковом вале 18 также расположено пятое зубчатое колесо 92, которое взаимодействует шестым зубчатым колесом 94, которое расположено на выходном вале 20 коробки 2 переключения передач.

Пятое и шестое зубчатые колеса 92 и 94, согласно показанной конструкции, выполняют функцию пятой зубчатой пары 21, которая передает крутящий момент к выходному валу 20 коробки 2 переключения передач.

Передача крутящего момента от входного вала 8 коробки 2 переключения передач к выходному валу 20 коробки 2 переключения передач может происходить по меньшей мере через одну из эпициклических передач 10 и 12 и боковой вал 18. Передача крутящего момента также может происходить непосредственно через первую эпициклическую передачу 10, первое солнечное зубчатое колесо 26 которой через первый основной вал 34 соединено с выходным валом 20 коробки 2 переключения передач через соединительный механизм 96, когда включена любая из по меньшей мере трех наивысших передач коробки 2 переключения передач. Соединительный механизм 96 предпочтительно содержит седьмую соединительную муфту 100, оснащенную шлицами, причем эта соединительная муфта может быть смещена в осевом направлении по первому основному валу 34 и по секциям выходного вала 20, которые оснащены шлицами. Посредством смещения седьмой соединительной муфты 100 так, чтобы секции, которые оснащены шлицами, были соединены через седьмую соединительную муфту 100, первый основной вал 34 становится неподвижно блокированным с выходным валом 20, и, таким образом, они имеют одинаковую скорость вращения.

Во время работы, коробка 2 переключения передач может работать в определенных режимах работы, например, когда одно из солнечных зубчатых колес 26 или 32 блокировано с первым или вторым водилом 50 или 51 планетарной передачи с помощью первого или второго соединительного узла 56 или 58. Тогда первому или второму основному валу 34 или 36 придается такая же скорость вращения, как у входного вала 8 коробки 2 переключения передач, в зависимости от того, какое солнечное зубчатое колесо 22 или 28 блокировано с соответствующим водилом 50 или 51 планетарной передачи. Одна или обе электрические машины 14 и 16 могут выполнять функцию генератора для образования электрической энергии для накопителя 46 энергии. В качестве альтернативы, электрическая машина 14 или 16, кольцевое зубчатое колесо 22 или 28 которой соединено с водилом 50 планетарной передачи, может обеспечивать увеличение крутящего момента для того, чтобы, таким образом, увеличивать крутящий момент у выходного вала 20. В некоторых режимах работы электрические машины 14 и 16 обеспечивают друг друга электрической энергией, независимо от накопителя 46 энергии.

К тому же, в некоторых режимах работы, коробка 2 переключения передач может функционировать так, чтобы один из роторов 24 и 30 электрических машин 14 и 16 был неподвижно блокирован с корпусом 42 коробки переключения передач через кольцевые зубчатые колеса 22 и 28, в то время как вторая электрическая машина 14 и 16 выполняет функцию генератора для выработки электрической энергии для накопителя 46 энергии, что более подробно описано далее. Электрическая машина 14 или 16, ротор 24 или 30 которой неподвижно блокирован с корпусом 42 коробки переключения передач, поглощает реактивный крутящий момент от кольцевого зубчатого колеса 22 или 28, перед выполнением блокировки с помощью третьего или четвертого соединительного узла 59 или 61. Вместо выполнения функции генератора, электрическая машина 14 или 16 может обеспечивать увеличение крутящего момента для того, чтобы, таким образом, увеличивать крутящий момент у выходного вала 20.

Как первая, так и вторая электрические машины 14 и 16 также могут одновременно вырабатывать ток для накопителя 46 энергии. Во время т