Гибридный привод, транспортное средство с таким гибридным приводом, способ управления таким гибридным приводом

Гибридный привод, транспортное средство с таким гибридным приводом, способ управления таким гибридным приводом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область и уровень техники

Настоящее изобретение относится к гибридному силовому агрегату согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Изобретение также относится к транспортному средству, обеспеченному таким гибридным силовым агрегатом, согласно ограничительной части пункта 12 формулы изобретения, способу управления таким гибридным силовым агрегатом согласно ограничительной части пункта 13 формулы изобретения, способу управления таким гибридным силовым агрегатом согласно ограничительной части пункта 25 формулы изобретения, компьютерной программе для управления таким гибридным силовым агрегатом согласно ограничительной части пункта 30 формулы изобретения и компьютерному программному продукту, содержащему программный код, согласно ограничительной части пункта 31 формулы изобретения.

Гибридные транспортные средства могут приводиться в движение основным приводным средством, которое может представлять собой двигатель внутреннего сгорания, и вспомогательным приводным средством, которое может представлять собой электрическую машину. Электрическая машина будет оборудована по меньшей мере одним накопителем энергии, например, электрохимическим накопителем для электрической энергии, и регулирующим оборудованием для регулирования потока электрической энергии между накопителем энергии и электрической машиной. Электрическая машина может, таким образом, попеременно служить в качестве двигателя и генератора в зависимости от рабочего состояния транспортного средства. Когда транспортное средство тормозится, электрическая машина будет генерировать электрическую энергию, которая идет в накопитель энергии. Это обычно называется рекуперативным торможением, при котором транспортное средство тормозится с помощью электрической машины и двигателя внутреннего сгорания. Накопленная электрическая энергия будет впоследствии использоваться для работы транспортного средства.

Планетарная передача обычно содержит три компонента, выполненных с возможностью вращения относительно друг друга, а именно солнечное колесо, водило планетарного колеса и кольцевую передачу. Знание количества зубьев, которое имеют солнечное колесо и кольцевая передача, обеспечивает возможность определения скоростей взаимного вращения трех компонентов во время работы. Один из компонентов планетарной передачи может быть соединен с выходным валом двигателя внутреннего сгорания. Этот компонент планетарной передачи будет в связи с этим вращаться со скоростью, соответствующей скорости выходного вала двигателя. Второй компонент планетарной передачи может быть соединен с входным валом коробки передач. Этот компонент планетарной передачи будет в связи с этим вращаться с той же скоростью, что и входной вал коробки передач. Третий компонент планетарной передачи соединен с ротором электрической машины для достижения гибридной работы. Этот компонент планетарной передачи будет в связи с этим вращаться с той же скоростью, что и ротор электрической машины, если они непосредственно соединены друг с другом. Альтернативно электрическая машина может быть соединена с третьим компонентом планетарной передачи с помощью трансмиссии, которая имеет передаточное отношение, и в этом случае они могут вращаться с различными скоростями. Скорость и/или крутящий момент электрических машин может регулироваться бесступенчато. В рабочих ситуациях, где требуемая скорость и/или крутящий момент должны сообщаться входному валу коробки передач, блок управления будет использовать знание скорости двигателя внутреннего сгорания для вычисления скорости, с которой третий компонент необходимо приводить в движение, чтобы заставлять входной вал коробки передач вращаться с требуемой скоростью. Блок управления будет активировать электрическую машину для сообщения вычисленной скорости третьему компоненту и, следовательно, требуемой скорости входному валу коробки передач.

Во время ускорения транспортного средства увеличенный крутящий момент следует передавать от двигателя внутреннего сгорания и электрической машины коробке передач и оттуда ведущим колесам транспортного средства. Так как и двигатель внутреннего сгорания, и электрическая машина соединены с планетарной передачей, максимально возможный крутящий момент, передаваемый ими, будет ограничен тем из их наибольших крутящих моментов, который меньше, чем другой, с учетом передаточного отношения между ними. В ситуациях, где наибольший крутящий момент электрической машины меньше, чем наибольший крутящий момент двигателя внутреннего сгорания с учетом передаточного отношения между ними, электрическая машина будет не способна генерировать достаточный реактивный крутящий момент к планетарной передаче, в результате чего двигатель внутреннего сгорания будет не способен передавать его наибольший крутящий момент коробке передач и оттуда ведущим колесам транспортного средства. Наибольший крутящий момент, передаваемый коробке передач, таким образом, ограничен мощностью электрической машины. Это также обозначено так называемым уравнением планетарного ряда.

Пространство, доступное для устройства для приведения в движение в транспортном средстве, часто ограничено. Если устройство для приведения в движение содержит множество компонентов, например, двигатель внутреннего сгорания, электрическую машину, коробку передач и планетарную передачу, конфигурация должна быть компактной. Если должны быть включены дополнительные компоненты, например, рекуперативное тормозное устройство, потребность в компактной конфигурации компонентов устройства для приведения в движение будет еще больше. В то же время размеры этих компонентов должны быть такими, чтобы позволять им поглощать необходимые силы и крутящие моменты.

Определенные типы транспортных средств, в особенности тяжелые грузовики и автобусы, требуют большого количества ступеней передачи. Это увеличивает количество компонентов в коробке передач, которой также следует придавать размер, чтобы она была способна поглощать большие силы и крутящие моменты, которые возникают в таких тяжелых транспортных средствах, тем самым увеличивая ее размер и вес.

Компонентам устройства для приведения в движение также требуется иметь высокую надежность и высокую эксплуатационную безопасность. В случаях, где коробка передач содержит дисковые сцепления, они подвержены износу, что влияет на их надежность и срок службы.

Во время рекуперативного торможения кинетическая энергия преобразуется в электрическую энергию, которая идет в накопитель энергии, например, аккумуляторы. Фактором, который влияет на срок службы накопителя энергии, является его количество циклов подачи тока к и поглощения тока от электрических машин. Чем более многочисленны циклы, тем короче срок службы накопителя энергии.

При определенных рабочих условиях желательно выключать двигатель внутреннего сгорания с целью экономии топлива и с целью предотвращения охлаждения его системы последующей обработки выхлопных газов. В случаях, где гибридный силовой агрегат является частью транспортного средства, это означает, что транспортное средство будет приводиться в движение электрическими машинами. В гибридном силовом агрегате могут возникать проблемы, если активируются одни электрические машины. Если коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания приводится в движение электрическими машинами без активации двигателя, может происходить чрезмерный износ подшипников двигателя.

Публикация EP 1126987 В1 относится к коробке передач с двойными планетарными передачами. Солнечное колесо каждой планетарной передачи соединено с электрической машиной, а кольцевые передачи планетарных передач соединены друг с другом. Водила планетарного колеса каждой планетарной передачи соединены с несколькими парами передач таким образом, чтобы обеспечивать неограниченное количество ступеней передачи. Другое описание, EP 1280677 B1, относится также к тому, как планетарные передачи могут охватываться ступенью передачи, обеспеченной на выходном валу двигателя внутреннего сгорания.

Публикация US 20050227803 А1 относится к трансмиссии транспортного средства с двумя электрическими машинами, которые соединены с соответственными солнечными колесами двух планетарных передач. Планетарные передачи имеют общее водило планетарного колеса, соединенное с входным валом трансмиссии.

Публикация WO 2008/046185 A1 относится к гибридной трансмиссии с двумя планетарными передачами, в результате чего электрическая машина соединена с одной из планетарных передач, а двойное сцепление взаимодействует с другой планетарной передачей. Две планетарные передачи также взаимодействуют друг с другом с помощью трансмиссии с зубчатыми колесами.

Сущность изобретения

Несмотря на известные решения в этой области, существует необходимость дополнительной разработки гибридного силового агрегата и способа управления таким гибридным силовым агрегатом для того, чтобы оптимизировать потребление топлива гибридным силовым агрегатом. В частности существует необходимость дополнительной разработки гибридного силового агрегата и способа управления им, который обеспечивает возможность электрического приведения в движение простым путем.

Задача изобретения заключается в создании нового и предпочтительного гибридного силового агрегата, который обеспечивает возможность электрического приведения в движение простым путем.

Другая задача изобретения заключается в создании нового и предпочтительного способа управления гибридным силовым агрегатом.

Дополнительная задача изобретения заключается в создании новой и предпочтительной компьютерной программы для управления гибридным силовым агрегатом.

Эти задачи решаются с помощью гибридного силового агрегата, обозначенного во введении, который отличается признаками, обозначенными в отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

Они также решаются с помощью транспортного средства, обозначенного во введении, которое отличается признаками, обозначенными в отличительной части пункта 12 формулы изобретения.

Они также решаются с помощью способа, обозначенного во введении, который отличается признаками, обозначенными в отличительной части пункта 13 формулы изобретения.

Они также решаются с помощью способа, обозначенного во введении, который отличается признаками, обозначенными в отличительной части пункта 25 формулы изобретения.

Они также решаются с помощью компьютерной программы для управления гибридным силовым агрегатом, которая отличается признаками, обозначенными в отличительной части пункта 30 формулы изобретения.

Они также решаются с помощью компьютерного программного продукта для управления гибридным силовым агрегатом, который отличается признаками, обозначенными в отличительной части пункта 31 формулы изобретения.

Гибридный силовой агрегат согласно настоящему изобретению содержит коробку передач и двигатель внутреннего сгорания, соединенный с коробкой передач. Коробка передач содержит входной и выходной вал, первую планетарную передачу, соединенную с входным валом, вторую планетарную передачу, соединенную с первой планетарной передачей, первую электрическую машину, соединенную с первой планетарной передачей, вторую электрическую машину, соединенную со второй планетарной передачей, по меньшей мере одну зубчатую пару, соединенную с первой планетарной передачей и с выходным валом, и по меньшей мере одну зубчатую пару, соединенную со второй планетарной передачей и с выходным валом. Гибридный силовой агрегат, обеспеченный устройством сцепления, расположенным между двигателем внутреннего сгорания и коробкой передач, обеспечивает возможность отсоединения двигателя внутреннего сгорания от коробки передач и электрического приведения в движение гибридного силового агрегата с помощью первой и второй электрической машины.

Двигатель внутреннего сгорания может быть отсоединен с целью экономии топлива или для предотвращения охлаждения его системы последующей обработки выхлопных газов. Важно, чтобы выходной вал двигателя был максимально неподвижным во время электрического приведения в движение. Если крутящий момент передается двигателю, когда он выключен, существует риск перемещения его валов на подшипниках без подачи масла, потенциально вызывающий разрушение подшипников. Согласно настоящему изобретению выходной вал двигателя имеет возможность быть неподвижным с помощью устройства сцепления, расположенного между ним и коробкой передач. Таким образом, когда устройство сцепления открыто, двигатель будет отсоединен от коробки передач, а когда устройство сцепления закрыто, двигатель будет соединен с коробкой передач.

Во время электрического приведения в движение существует меньшая необходимость переключений передач так, что каждая из первой и второй электрических машин имеет больший диапазон скорости, в пределах которого они работают эффективно, чем двигатель внутреннего сгорания. Обе электрических машины предпочтительно используются для продвижения транспортного средства во время электрического приведения в движение, что приводит к большому количеству возможных комбинаций различных ступеней передачи.

Переключение передачи во время электрического приведения в движение всегда влечет за собой необходимость уменьшения увеличения крутящего момента от одной электрической машины во время переключений для того, чтобы быть способным соединять/отсоединять любую требуемую зубчатую пару с/от промежуточного вала, соединенного с выходным валом, и тем самым включать передачу.

Первая планетарная передача содержит преимущественно первое водило планетарного колеса, соединенное со вторым солнечным колесом второй планетарной передачи. В дополнение первое солнечное колесо первой планетарной передачи прочно соединено с первым вторичным валом, а второе водило планетарного колеса второй планетарной передачи прочно соединено со вторым вторичным валом. Первое водило планетарного колеса предпочтительно соединено с входным валом коробки передач.

Преимущественно устройство сцепления расположено между выходным валом двигателя и первой планетарной передачей. Преимущественно устройство сцепления расположено между выходным валом двигателя и первым водилом планетарного колеса. Устройство сцепления предпочтительно расположено между выходным валом двигателя и входным валом коробки передач.

Коробка передач предпочтительно обеспечена несколькими зубчатыми парами, которые содержат зубчатые колеса, которые могут быть механически закреплены с и отсоединены от промежуточного вала, что приводит к нескольким фиксированным ступеням передачи, которые могут переключаться без прерываний крутящего момента. Зубчатые колеса, закрепляемые с промежуточным валом, также приводят к компактной конфигурации с высокой надежностью и высокой эксплуатационной безопасностью. Альтернативно шестерни, которые образуют часть зубчатых пар, могут быть выполнены с возможностью быть закрепляемыми с и отсоединяемыми от первого или второго вторичного вала.

Каждая из зубчатых пар будет иметь передаточное отношение, адаптированное к требуемым рабочим характеристикам транспортного средства. Преимущественно зубчатая пара с наивысшим отношением относительно других пар будет соединяться при включении низшей передачи.

Преимущественно промежуточный вал, расположенный между соответственными первой и второй планетарными передачами и выходным валом, также соединил с ним по меньшей мере одну зубчатую пару, соединенную с первой планетарной передачей, и по меньшей мере одну зубчатую пару, соединенную со второй планетарной передачей. Преимущественно промежуточный вал соединен с выходным валом с помощью пятой зубчатой пары. Тот факт, что по меньшей мере одна зубчатая пара, соединенная с первой планетарной передачей, и по меньшей мере одна зубчатая пара, соединенная со второй планетарной передачей, соединены с промежуточным валом, может означать, что эти зубчатые пары выполнены с возможностью быть закрепляемыми с и отсоединяемыми от промежуточного вала. Альтернатива заключается в том, чтобы по меньшей мере одна зубчатая пара, соединенная с первой планетарной передачей, была выполнена с возможностью быть закрепляемой с и отсоединяемой от первого вторичного вала, и в том, чтобы по меньшей мере одна зубчатая пара, соединенная со второй планетарной передачей, была выполнена с возможностью быть закрепляемой с и отсоединяемой от второго вторичного вала.

Преимущественно механизм сцепления обеспечен между первым вторичным валом и выходным валом.

Обеспечение коробки передач, которая содержит две планетарные передачи, соединенные друг с другом, элементом переключения, расположенным между промежуточным валом и выходным валом коробки передач, приводит к нескольким ступеням передачи, в результате чего крутящий момент от одной планетарной передачи может передаваться промежуточному валу и оттуда вторичному валу, соединенному со второй планетарной передачей, для того, чтобы, наконец, передавать крутящий момент выходному валу коробки передач.

Электрические машины, соединенные с планетарными передачами, могут генерировать ток и/или сообщать крутящий момент в зависимости от требуемых рабочих состояний. В определенных рабочих ситуациях они также могут обеспечивать друг друга током.

В одном варианте выполнения гибридный силовой агрегат обеспечен несколькими зубчатыми парами, содержащими зубчатые колеса, которые являются механически закрепляемыми с промежуточным валом и также приводят к компактной конфигурации с высокой надежностью и высокой эксплуатационной безопасностью.

В одном варианте выполнения первый блок сцепления и второй блок сцепления обеспечены между водилом планетарного колеса и солнечным колесом каждой планетарной передачи. Цель этих блоков сцепления заключается в закреплении каждого водила планетарного колеса с соответственным солнечным колесом. При соединении водила планетарного колеса и солнечного колеса друг с другом мощность от двигателя внутреннего сгорания будет проходить через водило планетарного колеса, блок сцепления, солнечное колесо и оттуда к коробке передач, в результате чего планетарные колеса не поглощают крутящий момент. Это дает возможность размерам планетарных колес быть подходящими исключительно для крутящего момента электрической машины вместо крутящего момента двигателя внутреннего сгорания, давая возможность этим колесам иметь меньшие размеры. Результат представляет собой устройство для приведения в движение согласно изобретению, которое имеет компактную конфигурацию, низкий вес и низкую стоимость изготовления.

Блоки сцепления и механизмы закрепления предпочтительно содержат кольцевую муфту, которая перемещается аксиально между соединенным и отсоединенным положениями. Муфта окружает вращающиеся компоненты коробки передач по существу концентрически и перемещается между соединенным и отсоединенным положениями с помощью элемента мощности. Результат представляет собой компактную конфигурацию с низким весом и низкой стоимостью изготовления.

Способ управления гибридным силовым агрегатом предпочтительно содержит этапы, на которых заставляют двигатель внутреннего сгорания отсоединяться с помощью устройства сцепления; отсоединяют вращаемые компоненты второй планетарной передачи друг от друга; соединяют зубчатую пару, которая соединена с первой планетарной передачей; разъединяют зубчатую пару, которая соединена со второй планетарной передачей; и соединяют два вращаемых компонента второй планетарной передачи друг с другом.

Способ управления гибридным силовым агрегатом предпочтительно содержит этапы, на которых заставляют двигатель внутреннего сгорания отсоединяться с помощью устройства сцепления; отсоединяют вращаемые компоненты первой планетарной передачи друг от друга, соединяют зубчатую пару, которая соединена со второй планетарной передачей, разъединяют зубчатую пару, которая соединена с первой планетарной передачей; и соединяют два вращаемых компонента первой планетарной передачи друг с другом.

Чтобы быть способным отсоединять водило планетарного колеса планетарной передачи и солнечное колесо друг от друга, гибридным силовым агрегатом управляют таким образом, что в планетарной передаче возникает баланс крутящего момента. Баланс крутящего момента означает состояние, при котором на кольцевую передачу, которая является частью соответственной планетарной передачи, воздействует крутящий момент, который соответствует произведению крутящего момента, воздействующего на водило планетарного колеса планетарной передачи, и передаточного отношения планетарной передачи, при этом в то же время на солнечное колесо планетарной передачи воздействует крутящий момент, соответствующий произведению крутящего момента, воздействующего на водило планетарного колеса, и передаточного отношения планетарной передачи. В ситуации, где две из составных частей планетарной передачи (солнечное колесо, кольцевая передача и водило планетарного колеса) соединены вместе с помощью блока сцепления, этот блок сцепления не будет передавать крутящий момент между частями планетарной передачи, когда имеется баланс крутящего момента. Блок сцепления, таким образом, может легко перемещаться, и составные части планетарной передачи могут легко разъединяться.

Краткое описание чертежей

Предпочтительные варианты выполнения изобретения описаны ниже в качестве примеров со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

Фиг. 1 - схематический вид сбоку транспортного средства с гибридным силовым агрегатом согласно настоящему изобретению;

Фиг. 2 - схематический вид сбоку гибридного силового агрегата с коробкой передач согласно настоящему изобретению;

Фиг. 3 - упрощенный схематический вид гибридного силового агрегата с Фиг. 2;

Фиг. 4 - блок-схема способа управления гибридным силовым агрегатом согласно настоящему изобретению; и

Фиг. 5 - блок-схема способа управления гибридным силовым агрегатом согласно настоящему изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения

Фиг. 1 представляет собой схематический вид сбоку транспортного средства 1, обеспеченного коробкой 2 передач и двигателем 4 внутреннего сгорания, которые образуют часть гибридного силового агрегата 3. Двигатель 4 соединен с коробкой 2 передач, которая сама дополнительно соединена с ведущими колесами 6 транспортного средства с помощью карданного вала 9. Ведущие колеса обеспечены тормозными устройствами 7 для торможения транспортного средства.

Фиг. 2 представляет собой схематический вид сбоку гибридного силового агрегата 3 с коробкой 2 передач, которая содержит входной вал 8, соответственные первую и вторую планетарные передачи 10 и 12, соответственные первую и вторую электрические машины 14 и 16, промежуточный вал 18 и выходной вал 20. Первая планетарная передача 10 имеет первую кольцевую передачу 22, с которой соединен первый ротор 24 первой электрической машины 14. Первая планетарная передача также имеет первое солнечное колесо 26. Вторая планетарная передача 12 имеет вторую кольцевую передачу 28, с которой соединен второй ротор 30 второй электрической машины 16. Вторая планетарная передача имеет второе солнечное колесо 32. Первое и второе солнечные колеса 26 и 32 размещены коаксиально, что в изображенном варианте заставляет первый вторичный вал 34, прикрепленный к первому солнечному колесу 26, продолжаться внутри второго вторичного вала 36, который прикреплен ко второму солнечному колесу 32 и обеспечен центральным отверстием 38. Также возможно размещать первый вторичный вал 34 параллельно и вблизи второго вторичного вала 36.

Первая электрическая машина 14 обеспечена первым статором 40, соединенным с транспортным средством с помощью корпуса 42 передачи, который окружает коробку 2 передач. Вторая электрическая машина 16 обеспечена вторым статором 44, соединенным с транспортным средством с помощью корпуса 42 передачи, который окружает коробку передач. Соответственные первая и вторая электрические машины 14 и 16 соединены с накопителем 46 энергии, например, аккумуляторной батареей, которая сообщает им энергию в определенных рабочих состояниях транспортного средства. В других рабочих состояниях электрические машины могут служить в качестве генераторов, и в этом случае ток будет подаваться к накопителю энергии. Электронный блок 48 управления соединен с накопителем энергии и управляет подачей тока к электрическим машинам. Накопитель энергии предпочтительно соединен с электрическими машинами с помощью переключателя 49 переключения, который соединен с блоком 48 управления. В определенных рабочих ситуациях электрические машины также могут приводить в движение друг друга, и в этом случае электрическая энергия проходит от одной к другой через переключатель переключения, соединенный с ними. Это обеспечивает возможность достижения баланса мощности между электрическими машинами. Другой компьютер 53 также может быть соединен с блоком 48 управления и коробкой 2 передач.

Первая планетарная передача 10 обеспечена первым водилом 50 планетарного колеса, которое поддерживает первый набор планетарных колес 52. Вторая планетарная передача 12 обеспечена вторым водилом 51 планетарного колеса, которое поддерживает второй набор планетарных колес 54. Первый набор планетарных колес 52 взаимодействует с первой кольцевой передачей 22 и первым солнечным колесом 26. Второй набор планетарных колес 54 взаимодействует со второй кольцевой передачей 28 и вторым солнечным колесом 32. Входной вал 8 коробки передач соединен с первым водилом 50 планетарного колеса. Двигатель 4 внутреннего сгорания соединен с коробкой 2 передач с помощью устройства 106 сцепления, расположенного между выходным валом 97 двигателя и входным валом 8 коробки передач. Устройство сцепления может открываться с возможностью отсоединения двигателя внутреннего сгорания от устройства сцепления и тем самым позволять транспортному средству приводиться в движение электрически с помощью двух электрических машин. Устройство сцепления может принимать форму шлицевых участков, которые взаимодействуют с муфтой переключения. Оно может альтернативно принимать форму фрикционного сцепления.

Первый блок 56 сцепления обеспечен между первым солнечным колесом 26 и первым водилом 50 планетарного колеса. Применение первого блока сцепления так, что первое солнечное колесо 26 и первое водило планетарного колеса соединяются вместе и в связи с этим не могут вращаться относительно друг друга, будет заставлять их вращаться с одинаковой скоростью.

Второй блок 58 сцепления обеспечен между вторым солнечным колесом 32 и вторым водилом 51 планетарного колеса. Применение второго блока сцепления так, что второе солнечное колесо и второе водило планетарного колеса соединяются вместе и в связи с этим не могут вращаться относительно друг друга, будет заставлять их вращаться с одинаковой скоростью.

Первый и второй блоки 56, 58 сцепления предпочтительно имеют соответственные первую и вторую шлицевые муфты 55 и 57 переключения, которые являются подвижными аксиально относительно шлицевого участка соответственных первого и второго водил 50 и 51 планетарного колеса и относительно шлицевого участка соответственных солнечных колес 26 и 32. Перемещение соответственных муфт 55, 57 переключения так, что шлицевые участки соединяются с помощью них, будет соответственно заставлять первое водило 50 планетарного колеса и первое солнечное колесо 26 и второе водило 51 планетарного колеса и второе солнечное колесо 32 становиться закрепленными вместе и не способными вращаться относительно друг друга.

В варианте, изображенном на Фиг. 2, первый блок 56 сцепления расположен между первым солнечным колесом 26 и первым водилом 50 планетарного колеса, а второй блок 58 сцепления расположен между вторым солнечным колесом 28 и вторым водилом 51 планетарного колеса. Возможно, однако, иметь дополнительный или альтернативный блок сцепления (не изображен) между первой кольцевой передачей 22 и первым водилом 50 планетарного колеса, и также иметь дополнительный или альтернативный блок сцепления (не изображен) между второй кольцевой передачей 28 и вторым водилом 51 планетарного колеса.

Устройство 19 трансмиссии, содержащее первую зубчатую пару 60, расположенную между первой планетарной передачей 10 и выходным валом 20, соединено с первым и вторым вторичными валами 34, 36. Первая зубчатая пара 60 содержит первую шестерню 62 и первое зубчатое колесо 64 в зацеплении друг с другом. Вторая зубчатая пара 66, расположенная между второй планетарной передачей 12 и выходным валом 20, содержит вторую шестерню 68 и второе зубчатое колесо 70 во взаимном зацеплении. Третья зубчатая пара 72, расположенная между первой планетарной передачей 10 и выходным валом 20, содержит третью шестерню 74 и третье зубчатое колесо 76 во взаимном зацеплении. Четвертая зубчатая пара 78, расположенная между второй планетарной передачей 12 и выходным валом 20, содержит четвертую шестерню 80 и четвертое зубчатое колесо 82 во взаимном зацеплении.

Соответственные первая и третья шестерни 62 и 74 расположены на и прочно соединены с первым вторичным валом 34 так, что они не могут вращаться относительно него. Соответственные вторая и четвертая шестерни 68 и 80 расположены на и прочно соединены со вторым вторичным валом 36 так, что они не могут вращаться относительно него.

Промежуточный вал 18 проходит по существу параллельно первому и второму вторичным валам 34 и 36. Первое, второе, третье и четвертое зубчатые колеса 64, 70, 76 и 82 поддерживаются промежуточным валом. Первая шестерня 62 зацепляется с первым зубчатым колесом 64, вторая шестерня 68 - со вторым зубчатым колесом 70, третья шестерня 74 - с третьим зубчатым колесом 76, а четвертая шестерня 80 - с четвертым зубчатым колесом 82.

Первое, второе, третье и четвертое зубчатые колеса 64, 70, 76 и 82 могут по отдельности закрепляться с и отсоединяться от промежуточного вала 18 с помощью соответственных первого, второго, третьего и четвертого элементов 84, 86, 88 и 90 сцепления. Эти элементы сцепления предпочтительно принимают форму шлицевых участков, образованных на соответственных зубчатых колесах 64, 70, 76 и 82 и на промежуточном вале и взаимодействующих с пятой и шестой муфтами 83, 85 переключения, которые механически зацепляются с шлицевыми участками первого-четвертого зубчатых колес 64, 70, 76 и 82 и промежуточного вала. Первый и третий элементы 84, 88 сцепления предпочтительно обеспечены общей муфтой 83 переключения, а второй и четвертый элементы сцепления 86, 90 предпочтительно обеспечены общей муфтой 85 переключения. В отсоединенном состоянии между соответственными зубчатыми колесами 64, 70, 76 и 82 и промежуточным валом может происходить относительное вращение. Элементы 84, 86, 88 и 90 сцепления также могут принимать форму фрикционных сцеплений. Промежуточный вал также удерживает пятое зубчатое колесо 92, которое зацепляется с шестым зубчатым колесом 94, расположенным на выходном валу 20 коробки передач.

Промежуточный вал 18 расположен между соответственными первой и второй планетарными передачами 10, 12 и выходным валом 20 таким образом, что он соединяется с выходным валом с помощью пятой зубчатой пары 21, которая содержит пятое и шестое зубчатые колеса 92, 94. Пятое зубчатое колесо 92 выполнено с возможностью быть соединяемым с и отсоединяемым от промежуточного вала с помощью пятого элемента 93 сцепления.

Путем отсоединения пятого зубчатого колеса 92, которое расположено с возможностью отсоединения на промежуточном валу 18, возможно передавать крутящий момент от второй планетарной передачи 12 промежуточному валу, например, с помощью второй зубчатой пары 66, и дополнительно передавать крутящий момент от промежуточного вала выходному валу 20, например, с помощью первой зубчатой пары 60. Результат представляет собой несколько ступеней передачи, в результате чего крутящий момент от одной из двух планетарных передач 10, 12 может передаваться промежуточному валу и оттуда тому вторичному валу 34, 36, который соединен с другой планетарной передачей 10, 12, для того, чтобы, наконец, передавать крутящий момент выходному валу 20 коробки передач. Это, однако, предполагает, что механизм 96 сцепления, расположенный между первым вторичным валом 34 и выходным валом 20, соединен, как описано более подробно ниже.

Пятое зубчатое колесо 92 может быть закреплено с и отсоединено от промежуточного вала 18 с помощью пятого элемента 93 сцепления. Элемент 93 сцепления предпочтительно принимает форму шлицевых участков, образованных на пятом зубчатом колесе 92 и на промежуточном валу и взаимодействующих с девятой муфтой 87 переключения, которая механически зацепляется с шлицевыми участками пятого зубчатого колеса и промежуточного вала. В отсоединенном состоянии между пятым зубчатым колесом и промежуточным валом может происходить относительное вращение. Пятый элемент 93 сцепления также может принимать форму фрикционных сцеплений.

Передача крутящего момента от входного вала 8 коробки передач выходному валу 20 коробки передач может происходить с помощью соответственной первой или второй планетарной передачи 10 или 12 и промежуточного вала 18. Она также может происходить непосредственно с помощью первой планетарной передачи 10, которая имеет ее первое солнечное колесо 26, соединенное с помощью первого вторичного вала 34 с выходным валом коробки передач с помощью механизма 96 сцепления. Механизм 96 сцепления предпочтительно содержит шлицевую седьмую муфту 100 переключения, которая является подвижной аксиально на шлицевых участках первого вторичного вала 34 и выходного вала 20. Перемещение седьмой муфты 100 переключения так, что шлицевые участки соединяются с помощью нее, будет закреплять первый вторичный вал 34 с выходным валом 20, оба из которых будут в связи с этим вращаться с одинаковой скоростью. Путем отсоединения пятого зубчатого колеса 92 пятой зубчатой пары 21 от промежуточного вала возможно передавать крутящий момент от второй планетарной передачи 12 промежуточному валу и оттуда первому вторичному валу 34, соединенному с первой планетарной передачей 10, для того, чтобы, наконец, с помощью механизма 96 сцепления передавать крутящий момент выходному валу 20 коробки передач.

Во время работы коробка 2 передач может в определенных ситуациях работать таким образом, что одно из солнечных колес 26 и 32 закрепляется с соответственным первым или вторым водилом 50 или 51 планетарного колеса с помощью соответственного первого или второго блока 56 или 58 сцепления. Соответственный первый или второй вторичный вал 34 или 36 будет в этом случае вращаться с той же скоростью, что и входной вал 8 коробки передач, в зависимости от того, какие из солнечных колес 26 и 32 закреплены с соответственным водилом планетарного колеса. Одна или обе электрические машины 14 и 16 могут служить в качестве генераторов для подачи электрической энергии к накопителю 46 энергии. Альтернативно соответственная электрическая машина может обеспечивать увеличение крутящего момента для увеличения крутящего момента на выходном валу 20. В определенных рабочих ситуациях электрические машины будут обеспечивать друг друга электрической энергией независимо от накопителя 46 энергии.

Также возможно для обеих электрических машин 14 и 16 одновременно генерировать ток к накопителю 46 энергии. Во время торможения двигателя водитель отпускает педаль акселератора транспортного средства (не изображена). Выходной вал 20 коробки передач далее приводит в движение одну или обе электрические машины, при этом в то же время двигатель 4 внутреннего сгорания и электрические машины применяют торможение двигателя. Электрические машины здесь генерируют электрическую энергию, которая идет в накопитель 46 энергии транспортного средства. Это рабочее состояние называется рекуперативным торможением. Выходной вал двигателя 97 отсоединяется так, чтобы становиться независимым от скорости холостого хода двигателя во время торможения. Это означает,