Transmisión híbrida para vehículo a motor.

Transmisión híbrida (10) para un vehículo a motor, que comprende una caja de velocidades principal (12) y una máquina eléctrica individual (14),

en la que la caja de velocidades principal (12) es una caja de velocidades mecánica con una pluralidad de engranajes y comprende al menos un árbol primario (24) adaptado para conectarse a un árbol de transmisión del motor de combustión interna del vehículo, y al menos un árbol secundario (26) adaptado para conectarse a las ruedas del vehículo,

en la que la máquina eléctrica (14) está conectada por embrague tanto a dicho al menos un árbol primario (24) como a dicho al menos un árbol secundario (26) mediante un juego de engranajes de conexión (30, 44), que incluye un primer piñón (30) montado libre sobre dicho al menos un árbol primario (24) y un segundo piñón (44) montado libre sobre dicho al menos un árbol secundario (26) y que se engrana directa o indirectamente con dicho piñón (30), para de este modo permitir la transmisión del par entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol primario (24) y al menos un árbol secundario (26),

en la que la transmisión (10) comprende además

un primer dispositivo de acoplamiento (42) interpuesto entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol primario (24) para controlar la conexión entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol primario (24), y un segundo dispositivo de acoplamiento (56) interpuesto entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol secundario (26) para controlar la conexión entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol secundario (26), en la que dicho primer dispositivo de acoplamiento (42) es desplazable a una posición engranada, en la que conecta dicho primer piñón (30) para girar con el árbol primario (24) respectivo, y a una posición desengranada en la que conecta dicho primer piñón (30) del árbol primario (24) respectivo, y dicho segundo dispositivo de acoplamiento (56) es desplazable al menos a una posición engranada, en la que conecta dicho segundo piñón (44) para girar con el árbol secundario (26) respectivo, y a una posición desengranada, en la que desconecta dicho segundo piñón (44) del árbol secundario (26) respectivo, de manera que, con dicho primer dispositivo de acoplamiento (42) en la posición engranada, la máquina eléctrica (14) puede transmitir el par al árbol primario (24) sobre el que está montado dicho primer piñón (30), mientras que, con dicho segundo dispositivo de acoplamiento (56) en la posición engranada, la máquina eléctrica (14) puede transmitir el par al árbol secundario (26) sobre el que está montado dicho segundo piñón (44),

caracterizada porque comprende además una caja de velocidades secundaria (16) con dos o más velocidades interpuestas entre la máquina eléctrica (14) y dicho primer piñón (30) o dicho segundo piñón (44).

Transmisión híbrida para vehículo a motor

La presente invención se refiere a una transmisión híbrida para un vehículo a motor, que comprende una caja de velocidades principal que está realizada como una caja de velocidades mecánica con una pluralidad de relaciones de transmisión y está adaptada para conectarse a un árbol de transmisión del motor de combustión interna del vehículo, y una máquina eléctrica individual que está conectada a la caja de velocidades principal para de este modo ayudar al motor de combustión interna del vehículo a producir el par motor para que sea transmitido a las ruedas del vehículo.

Se conocen las transmisiones híbridas para vehículos a motor, tanto de tipo de embrague único como del tipo de doble embrague, en las que la máquina eléctrica está conectada de manera permanente o puede conectarse de manera selectiva a un árbol primario o a un árbol secundario de la caja de velocidades principal para de este modo poder transmitir el par a ese árbol o recibir el par de ese árbol. La máquina eléctrica puede de este modo llevar a cabo no solamente las funciones principales de tracción (generación de potencia mecánica para las ruedas del vehículo tomando energía de las baterías del vehículo) y de regeneración (generación de energía eléctrica para las baterías del vehículo recuperando la energía cinética del vehículo o explotando el motor de combustión interna cuando funciona con el vehículo parado), sino también funciones auxiliares tales como por ejemplo las funciones de alternador y motor de arranque.

Una transmisión híbrida para un vehículo a motor que tiene las características expuestas en el preámbulo de la reivindicación independiente 1 es conocida a partir del documento EP-A-1 232 891.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar una transmisión híbrida para un vehículo a motor que lleva a cabo una gama más amplia de modos operativos disponibles.

Este y otros objetivos se consiguen plenamente según la presente invención gracias a una transmisión híbrida para un vehículo a motor que tiene las características expuestas en la reivindicación independiente 1 adjunta.

Las realizaciones preferidas de la invención son la materia objeto de las reivindicaciones dependientes, cuyo contenido se ha de interpretar como parte íntegra e integrante de la siguiente descripción.

En resumen, la invención se basa en la ¡dea de realizar tanto el lado de entrada (árbol o árboles primarios) como el lado de salida (árbol o árboles secundarios) de la caja de velocidades principal conectable a la máquina eléctrica. La máquina eléctrica se puede conectar de manera selectiva al árbol primario (o a uno de los árboles primarios) y al árbol secundario (o a uno de los árboles secundarios) de la caja de velocidades principal mediante un juego de engranajes que comprende un primer piñón montado libre sobre dicho árbol primario y un segundo piñón montado libre sobre dicho árbol secundario, siendo dichos piñones primario y secundario conectables para girar cada uno con el árbol respectivo mediante un dispositivo de acoplamiento respectivo. Controlando adecuadamente los dispositivos de acoplamiento asociados a dichos primer y segundo piñones, la máquina eléctrica puede de este modo conectarse al lado de entrada o al lado de salida de la caja de velocidades principal. La transmisión comprende además una caja de velocidades secundaria acoplada a la máquina eléctrica para de este modo cambiar la relación de transmisión entre esta última y la caja de velocidades principal.

Las características y ventajas adicionales de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada, dada meramente a modo de ejemplo no limitativo con referencia a los dibujos anexos, en los que:

la figura 1 es una vista en perspectiva de una transmisión híbrida para un vehículo a motor según una realización de la presente invención;

la figura 2 muestra el desarrollo en un plano de la sección transversal de la transmisión de la figura 1; las figuras 3 y 4 son una vista en sección y una vista frontal, respectivamente, que muestran en detalle, a una escala aumentada, la caja de velocidades secundaria (es decir, la caja de velocidades asociada a la máquina eléctrica) de la transmisión de la figura 1;

la figura 5 es una vista esquemática de la transmisión de la figura 1 en la condición neutra;

la figura 6 es una vista esquemática de la transmisión de la figura 1 en una condición de tracción de modo

híbrido con la primera velocidad engranada;

la figura 7 es una vista esquemática de la transmisión de la figura 1 en una condición de tracción de modo híbrido con la segunda velocidad engranada;

la figura 8 es una vista esquemática de la transmisión de la figura 1 en una condición de tracción de modo híbrido con la tercera velocidad engranada;

la figura 9 es una vista esquemática de la transmisión de la figura 1 en una condición de tracción de modo híbrido con la cuarta velocidad engranada;

la figúralo es una vista esquemática de la transmisión de la figura 1 en una condición de tracción de modo híbrido con la quinta velocidad engranada;

la figura 11 es una vista esquemática de la transmisión de la figura 1 en una condición de tracción de modo híbrido con la sexta velocidad engranada;

la figura 12 es una vista esquemática de la transmisión de la figura 1 en una condición de tracción de modo

puramente eléctrico con la primera velocidad de la caja de velocidades secundaria engranada;

la figura 13 es una vista esquemática de la transmisión de la figura 1 en una condición de tracción de modo

puramente eléctrico con la segunda velocidad de la caja de velocidades secundaria engranada;

la figura 14 es una vista esquemática de la transmisión de la figura 1 en una condición en la que la máquina

eléctrica está conectada al motor de combustión interna del vehículo con la primera velocidad de la caja de

velocidades secundaria engranada;

la figura 15 es una vista esquemática de la transmisión de la figura 1 en una condición en la que la máquina eléctrica está conectada al motor de combustión interna del vehículo con la segunda velocidad de la caja de velocidades secundaria engranada.

Con referencia en primer lugar a las figuras 1 y 2, una transmisión híbrida para un vehículo a motor según una realización de la presente invención se indica generalmente con 10 y comprende básicamente una caja de velocidades 12 asociada al motor de combustión interna del vehículo, una máquina eléctrica 14 conectada por embrague a la caja de velocidades principal 12 y una caja de velocidades secundaria 16 asociada a la máquina eléctrica 14. La caja de velocidades principal 12 es una caja de velocidades mecánica (es decir una caja de velocidades provista de piñones) con una pluralidad de velocidades (en la realización propuesta, una caja de velocidades con seis velocidades) y está diseñada para conectarse por su lado de entrada al motor de combustión interna (no mostrado) del vehículo a través de un embrague de fricción 18 (mostrado esquemáticamente en las figura 5 a 15) y por su lado de salida a las ruedas del vehículo (no mostradas) a través de un engranaje diferencial 20 de un par de semiejes 22. El embrague de fricción 18, así como el engranaje diferencial 20, son de un tipo de por sí conocido y no desempeñan ninguna función en la presente invención, y por lo tanto no se describirán en detalle en la siguiente descripción. La máquina eléctrica 14 puede conectarse tanto al lado de entrada como al lado de salida de la caja de velocidades principal 12 y por lo tanto puede intercambiarse (es decir transmitir y recibir) el par tanto con el motor de combustión interna como con las ruedas del vehículo, según una pluralidad de modos operativos que se ilustrarán en detalle más adelante. La caja de velocidades secundaria 18 está interpuesta entre la máquina eléctrica 14 y la caja de velocidades principal 12 para cambiar la relación de transmisión con la que la máquina eléctrica 14 transmite/recibe el movimiento a/desde la caja de velocidades principal 12.

En la realización propuesta, la transmisión es del tipo de embrague único y por lo tanto la caja de velocidades principal 12 comprende un solo árbol primario 24 conectable con torsión al árbol de transmisión del motor de combustión interna del vehículo mediante el embrague de fricción 18. En cualquier caso, es incluso posible que la transmisión pueda ser de tipo de doble embrague, en cuyo caso la caja de velocidades principal comprendería, de una manera de por sí conocida,... [Seguir leyendo]

1.- Transmisión híbrida (10) para un vehículo a motor, que comprende una caja de velocidades principal (12) y una máquina eléctrica individual (14),

en la que la caja de velocidades principal (12) es una caja de velocidades mecánica con una pluralidad de engranajes y comprende al menos un árbol primario (24) adaptado para conectarse a un árbol de transmisión del motor de combustión interna del vehículo, y al menos un árbol secundario (26) adaptado para conectarse a las ruedas del vehículo,

en la que la máquina eléctrica (14) está conectada por embrague tanto a dicho al menos un árbol primario (24) como a dicho al menos un árbol secundario (26) mediante un juego de engranajes de conexión (30, 44), que incluye un primer piñón (30) montado libre sobre dicho al menos un árbol primario (24) y un segundo piñón (44) montado libre sobre dicho al menos un árbol secundario (26) y que se engrana directa o indirectamente con dicho piñón (30), para de este modo permitir la transmisión del par entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol primario (24) y al menos un árbol secundario (26),

en la que la transmisión (10) comprende además

un primer dispositivo de acoplamiento (42) interpuesto entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol primario (24) para controlar la conexión entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol primario (24), y un segundo dispositivo de acoplamiento (56) interpuesto entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol secundario (26) para controlar la conexión entre la máquina eléctrica (14) y dicho al menos un árbol secundario (26),

en la que dicho primer dispositivo de acoplamiento (42) es desplazable a una posición engranada, en la que conecta dicho primer piñón (30) para girar con el árbol primario (24) respectivo, y a una posición desengranada en la que conecta dicho primer piñón (30) del árbol primario (24) respectivo, y dicho segundo dispositivo de acoplamiento (56) es desplazable al menos a una posición engranada, en la que conecta dicho segundo piñón (44) para girar con el árbol secundario (26) respectivo, y a una posición desengranada, en la que desconecta dicho segundo piñón (44) del árbol secundario (26) respectivo, de manera que, con dicho primer dispositivo de acoplamiento (42) en la posición engranada, la máquina eléctrica (14) puede transmitir el par al árbol primario (24) sobre el que está montado dicho primer piñón (30), mientras que, con dicho segundo dispositivo de acoplamiento (56) en la posición engranada, la máquina eléctrica (14) puede transmitir el par al árbol secundario (26) sobre el que está montado dicho segundo piñón (44),

caracterizada porque comprende además una caja de velocidades secundaria (16) con dos o más velocidades interpuestas entre la máquina eléctrica (14) y dicho primer piñón (30) o dicho segundo piñón (44).

2.- Transmisión según la reivindicación 1, en la que la caja de velocidades principal (12) comprende una pluralidad de juegos de engranajes (30, 44, 32, 46, 34, 48, 36, 50, 38, 52, 40, 54) que están adaptados para aplicar cada uno una velocidad respectiva (I, II, III, IV, V, VI) y comprenden cada una un piñón de transmisión (30, 32, 34, 36, 38, 40) portado por dicho al menos un árbol primario (24) y un piñón accionado (44, 46, 48, 50, 52, 54) portado por dicho al menos un árbol secundario (26) y que se engrana directa o indirectamente con el piñón de transmisión (30, 32, 34, 36, 38, 40) respectivo y en la que dicho juego de engranajes de conexión (30, 44) forma parte de dicha pluralidad de juegos de engranajes (30, 44, 32, 46, 34, 48, 36, 50, 38, 52, 40, 54).

3.- Transmisión según la reivindicación 2, en la que dicho juego de engranajes de conexión (30, 44) está adaptado para aplicar una velocidad intermedia de la caja de velocidades principal (12).

4.- Transmisión según la reivindicación 3, en la que la caja de velocidades principal (12) es una caja de velocidades con seis velocidades y en la que dicho juego de engranajes de conexión (30, 44) está adaptado para aplicar la tercera velocidad de la caja de velocidades principal (12).

5.- Transmisión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la máquina eléctrica (14) comprende un árbol de salida (62) y un piñón de salida (64) montado libre sobre el árbol de salida (62) y conectado para girar con dicho primer piñón (30) o con dicho segundo piñón (44), en la que la caja de velocidades secundaria (16) comprende un mecanismo de reducción (68) interpuesto entre el árbol de salida (62) y el piñón de salida (64) y un dispositivo de acoplamiento (70) asociado al piñón de salida (64), en la que el mecanismo de reducción (68) comprende un miembro de entrada (72) y un miembro de salida (78), y en la que el dispositivo de acoplamiento (70) de la caja de velocidades secundaria (16) es desplazable al menos a una primera posición de engrane en la que conecta el piñón de salida (64) para girar con el miembro de salida (78) para aplicar una primera velocidad, o velocidad baja, de la caja de velocidades secundaria (16), y a una segunda posición de engrane, en la que conecta el piñón de salida (64) para girar directamente con el árbol de salida (62) para aplicar una segunda velocidad, o velocidad alta, de la caja de velocidades secundaria (16).

6.- Transmisión según la reivindicación 5, en la que el mecanismo de reducción (68) es un mecanismo de reducción planetaria.

7.- Transmisión según la reivindicación 5 o reivindicación 6, en la que el dispositivo de acoplamiento (70) de la caja de velocidades secundaria (16) también es desplazable a una posición neutra, en la que desconecta el piñón de salida (64) tanto del árbol de salida (62) como del miembro de salida (78).