CN104728373B - 用于车辆的动力传输装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的动力传输装置,其可包括:第一输入轴,第二输入轴,第三输入轴,电动机/发电机,行星齿轮组,第一速度输出单元和第二速度输出单元,第一输入轴选择性接收发动机扭矩;第二输入轴选择性接收发动机扭矩并具有至少一个输入齿轮;第三输入轴选择性连接到第二输入轴并具有至少一个输入齿轮;电动机/发电机操作为电动机或发电机;行星齿轮组包括直接连接电动机/发电机的第一旋转元件,直接连接第三输入轴的第二旋转元件和直接连接第一输入轴的第三旋转元件;第一速度输出单元适于转换从第二或第三输入轴输入的扭矩并将转换的扭矩输出;第二速度输出单元适于转换从第二或第三输入轴输入的扭矩并将转换的扭矩输出。

Description

用于车辆的动力传输装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年12月18日提交的韩国专利申请第10-2013-0158811号的优先权,该申请的全部内容结合于此,用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的动力传输装置。更具体地,本发明涉及一种用于车辆的动力传输装置,其通过将电动机/发电机和行星齿轮组添加至双离合器变速器电动机/发电机而实现平滑启动和快速换挡,并且通过实现再生制动和启动充电来提高燃料经济性。
背景技术
车辆的环境友好技术是非常重要的技术,未来汽车制造业的生存就依赖于该技术。车辆制造商正关注于环境友好车辆的开发,以便符合环境和燃料消耗规定。
一些未来车辆技术的实例为使用电能的电动车辆(EV)和混合电动车辆(HEV),以及提高效率和便利性的双离合器变速器(DCT)。
此外,车辆制造商在动力传递系统中促进效率的提高,以便满足众多国家的排放规定并改进燃料消耗性能。为了提高动力传递系统的效率,车辆制造商正试图将怠速停止和起动(ISG)系统和再生制动系统付诸实践。
ISG系统在车辆停止时停止发动机,并且在车辆开始行驶时重新启动发动机。在车辆制动时,再生制动系统利用车辆的动能代替通过摩擦使车辆制动来操作发动机,在电池中存储在此时产生的电能,并且在车辆行驶时再利用电能。
此外,混合电动车辆为利用多于两个的动力源的车辆,并且多于两个的动力源以各种方法进行结合。通常,混合电动车辆使用通过化石燃料驱动的汽油发动机或柴油发动机以及通过电能驱动的电动机/发电机。
此外,应用至混合电动车辆的变速器的一个实例为DCT。根据DCT,两个离合器应用至手动变速器布局。因此,可以提高效率和便利性。
也即,DCT通过交替使用两个离合器来实现奇数速度和偶数速度。交替地实现奇数速度和偶数速度的机构改进了换挡感觉,从而解决了常规手动变速器(MT)和自动手动变速器(AMT)的问题。
然而,DCT具有这样的问题,即在启动时可能发生由于离合器打滑造成的离合器损害和能量损失,由于离合器打滑过多地发生在斜坡起步中而导致向后滚动,从而导致可能难以确保安全性,由于离合器的热容量而使换挡时间被控制成较短,从而导致与自动变速器相比,换挡震动可能较强。
公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的动力传输装置,其具有这样的优点,即,通过将电动机/发电机和行星齿轮组添加至双离合器变速器电动机/发电机而实现平滑启动和快速换挡,并且通过实现再生制动和启动充电来提高燃料经济性。
此外,本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的动力传输装置,其具有这样的进一步优点,即,通过即使电动机/发电机不能够操作也能换挡来提高驱动安全性。
根据本发明的示例性实施方案的一种用于车辆的动力传输装置,可以包括:第一输入轴,第二输入轴,第三输入轴,电动机/发电机,行星齿轮组,第一速度输出单元以及第二速度输出单元,其中,所述第一输入轴适合于选择性地接收发动机的扭矩;所述第二输入轴设置成与所述第一输入轴没有旋转干扰,适应于选择性地接收所述发动机的扭矩,并且具有固定地设置在所述第二输入轴上的至少一个输入齿轮;所述第三输入轴设置成与所述第二输入轴成行并与所述第一输入轴没有旋转干扰,选择性地连接到所述第二输入轴,并且具有固定地设置在所述第三输入轴上的至少一个输入齿轮;所述电动机/发电机操作为电动机或发电机;所述行星齿轮组包括直接地连接到所述电动机/发电机的第一旋转元件,直接地连接到所述第三输入轴的第二旋转元件,以及直接地连接到所述第一输入轴的第三旋转元件;所述第一速度输出单元适应于转换从所述第二输入轴或所述第三输入轴输入的扭矩,并且将转换的扭矩输出;所述第二速度输出单元适应于转换从所述第二输入轴或所述第三输入轴输入的扭矩,并且将转换的扭矩输出。
固定地设置在所述第二输入轴上的至少一个输入齿轮可以与实现偶数速度相关,并且固定地设置在所述第三输入轴上的至少一个输入齿轮可以与实现包括倒退速度的奇数速度相关。
用于实现第四前进速度的第一输入齿轮以及用于实现第二前进速度的第二输入齿轮可以固定地设置在所述第二输入轴上,以及用于实现第一前进速度或倒退速度的第三输入齿轮和用于实现第三前进速度的第四输入齿轮可以固定地设置在所述第三输入轴上。
所述行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组,其中所述第一旋转元件为太阳齿轮,所述第二旋转元件为行星架并且所述第三旋转元件为内齿圈。
动力传输系统可以进一步包括:第一离合器,第二离合器以及第三离合器,其中,所述第一离合器选择性地将所述发动机连接到所述第一输入轴;所述第二离合器选择性地将所述发动机连接到所述第二输入轴;所述第三离合器选择性地将所述第二输入轴连接到所述第三输入轴。
所述第一速度输出单元可以包括:第一输出轴,至少一个速度齿轮,第一同步器以及第一输出齿轮,其中,所述第一输出轴设置成与所述第二输入轴和所述第三输入轴平行;所述至少一个速度齿轮与在所述第一输入轴或所述第二输入轴上的至少一个输入齿轮接合,并且可旋转地设置在所述第一输出轴上;所述第一同步器设置在所述第一输出轴上,并且选择性地将所述至少一个速度齿轮连接到所述第一输出轴;所述第一输出齿轮固定地设置在所述第一输出轴上,并且输出所述第一输出轴的扭矩。
与所述第三输入齿轮接合的第一速度齿轮以及与所述第一输入齿轮接合的第四速度齿轮可以可旋转地设置在所述第一输出轴上。
所述第二速度输出单元包括:第二输出轴,至少一个速度齿轮,第二同步器和第三同步器以及第二输出齿轮,其中,所述第二输出轴设置成与所述第二输入轴和所述第三输入轴平行;所述至少一个速度齿轮与在所述第一输入轴或所述第二输入轴上的至少一个输入齿轮接合,并且可旋转地设置在所述第二输出轴上;所述第二同步器和所述第三同步器设置在所述第二输出轴上,并且选择性地将所述至少一个速度齿轮连接到所述第二输出轴;所述第二输出齿轮固定地设置在所述第二输出轴上,并且输出所述第二输出轴的扭矩。
所述第二同步器可以选择性地将与第二输入齿轮接合的第二速度齿轮或倒退速度齿轮连接到所述第二输出轴。
所述第三同步器可以选择性地将与所述第四输入齿轮接合的第三速度齿轮连接到所述第二输出轴。
动力传输装置可以进一步包括第四离合器,所述第四离合器选择性地将所述行星齿轮组的第一旋转元件连接到所述第三输入轴。
动力传输装置可以进一步包括倒退速度发电机,所述倒退速度发电机设置成与所述第二速度输出单元平行,并且适应于实现倒退速度。
所述倒退速度发电机可以包括:空转轴以及倒退空转齿轮,其中,所述空转轴设置成与所述第二速度输出单元平行;所述倒退空转齿轮在所述第三输入轴上接合到所述第三输入齿轮,并且在所述第二输出轴上接合到所述倒退速度齿轮。
所述第二输入轴和所述第三输入轴的每一个都可以为中空轴,以及所述第一输入轴可以同时穿透所述第二输入轴和所述第三输入轴。
根据本发明的另一个示例性实施方案的一种用于车辆的动力传输装置,可以包括:第一输入轴,第二输入轴,第三输入轴,电动机/发电机,行星齿轮组,第一离合器,第二离合器,第三离合器,第四离合器,第一速度输出单元,第二速度输出单元以及倒退速度发电机,其中,所述第一输入轴适应于选择性地接收发动机的扭矩;所述第二输入轴设置成与所述第一输入轴没有旋转干扰,适应于选择性地接收所述发动机的扭矩,并且具有固定地设置在所述第二输入轴上的至少一个输入齿轮;所述第三输入轴设置成与所述第二输入轴成行并与所述第一输入轴没有旋转干扰,选择性地连接到所述第二输入轴,并且具有固定地设置在所述第三输入轴上的至少一个输入齿轮;所述电动机/发电机操作为电动机或发电机;所述行星齿轮组包括直接地连接到所述电动机/发电机的第一旋转元件,直接地连接到所述第三输入轴的第二旋转元件,以及直接地连接到所述第一输入轴的第三旋转元件;所述第一离合器选择性地将所述发动机连接到所述第一输入轴;所述第二离合器选择性地将所述发动机连接到所述第二输入轴;所述第三离合器选择性地将所述第二输入轴连接到所述第三输入轴;所述第四离合器选择性地将所述行星齿轮组的第一旋转元件连接到所述第三输入轴;所述第一速度输出单元适应于转换从所述第二输入轴或所述第三输入轴输入的扭矩,并且将转换的扭矩输出;所述第二速度输出单元适应于转换从所述第二输入轴或所述第三输入轴输入的扭矩,并且将转换的扭矩输出;所述倒退速度发电机设置成与所述第二速度输出单元平行,并且适应于实现倒退速度。
用于实现第四前进速度的第一输入齿轮以及用于实现第二前进速度的第二输入齿轮可以固定地设置在所述第二输入轴上,以及用于实现第一前进速度或倒退速度的第三输入齿轮和用于实现第三前进速度的第四输入齿轮可以固定地设置在所述第三输入轴上。
所述行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组,其中所述第一旋转元件为太阳齿轮,所述第二旋转元件为行星架并且所述第三旋转元件为内齿圈。
所述第一速度输出单元可以包括:第一输出轴,第一速度齿轮,第四速度齿轮,第一同步器以及第一输出齿轮,其中,所述第一输出轴设置成与所述第二输入轴和所述第三输入轴平行;所述第一速度齿轮与所述第三输入齿轮接合,并且能够旋转地设置在所述第一输出轴上;所述第四速度齿轮与所述第一输入齿轮接合,并且能够旋转地设置在所述第一输出轴上;所述第一同步器选择性地将所述第一速度齿轮或所述第四速度齿轮连接到所述第一输出轴;所述第一输出齿轮固定地设置在所述第一输出轴上,并且输出所述第一输出轴的扭矩。
所述第二速度输出单元可以包括:第二输出轴,第二速度齿轮,第三速度齿轮,倒退速度齿轮,第二同步器,第三同步器以及第二输出齿轮,其中,所述第二输出轴设置成与所述第二输入轴和所述第三输入轴平行;所述第二速度齿轮与所述第二输入齿轮接合,并且能够旋转地设置在所述第二输出轴上;所述第三速度齿轮与所述第四输入齿轮接合,并且能够旋转地设置在所述第二输出轴上;所述倒退速度齿轮能够旋转地设置在所述第二输出轴上;所述第二同步器选择性地将所述第二速度齿轮或所述倒退速度齿轮连接到所述第二输出轴;所述第三同步器选择性地将所述第三速度齿轮连接到所述第二输出轴上;所述第二输出齿轮固定地设置在所述第二输出轴上,并且输出所述第二输出轴的扭矩。
所述倒退速度发电机可以包括:空转轴以及倒退空转齿轮,其中,所述空转轴设置成与所述第二速度输出单元平行;所述倒退空转齿轮在所述第三输入轴上接合到所述第三输入齿轮,并且在所述第二输出轴上接合到所述倒退速度齿轮。
本发明的方法和装置具有其它特征和优点,这些特征和优点将在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于解释本发明的某些原理的具体实施方式中显现或更详细地阐明。
附图说明
图1为根据本发明的示例性实施方案的动力传输装置的示意图。
图2为根据本发明的示例性实施方案的动力传输装置的操作图。
应了解,附图并不必须按比例绘制,其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征,包括例如特定的尺寸、定向、位置和形状,将部分地由特定目的应用和使用环境加以确定。
在这些图形中,附图标记在贯穿附图的多幅图形中指代本发明的同样的或等同的部件。
具体实施方式
现在将详细提及本发明的各个实施方案,这些实施方案的实例显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案结合加以描述,但是应当理解,本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反,本发明旨在不但覆盖示例性实施方案,而且覆盖被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。
对于解释本示例性实施方案并不必要的部件的描述将被略去,并且在本说明书中同样的构成元件由同样的附图标记表示。
在具体描述中,使用序数区别具有相同术语而不具有特定含义的构成元件。
图1为根据本发明的示例性实施方案的动力传输装置的示意图。
参照图1,根据本发明的示例性实施方案的动力传输装置包括第一输入轴IS1、第二输入轴IS2和第三输入轴IS3,行星齿轮组PG,电动机/发电机MG,第一离合器CL1、第二离合器CL2、第三离合器CL3和第四离合器CL4,第一速度输出单元OUT1和第二速度输出单元OUT2,以及倒退速度发电机RCM。
第一输入轴IS1选择性地连接到发动机ENG的输出侧。
第二输入轴IS2为中空轴,并且设置在第一输入轴IS1的侧面部分处,在其间没有旋转干扰。第二输入轴IS2选择性地连接到发动机ENG的输出侧,并且第一输入齿轮G1和第二输入齿轮G2从一个侧面部分到另一个侧面部分顺序地设置在第二输入轴IS上。
第三输入轴IS3为中空轴,并且设置在第一输入轴IS1的另一个侧面部分处,在其间没有旋转干扰。第三输入轴IS3选择性地连接到第二输入轴IS2,并且第三输入齿轮G3和第四输入齿轮G4从一个侧面部分到另一个侧面部分顺序地设置在第三输入轴IS3上。
第一输入齿轮G1、第二输入齿轮G2、第三输入齿轮G3和第四输入齿轮G4为在每个速度处操作的输入齿轮。也即,第一输入齿轮G1为用于实现第四前进速度的输入齿轮,第二输入齿轮G2为用于实现第二前进速度的输入齿轮,第三输入齿轮G3为用于实现倒退速度或第一前进速度的输入齿轮,并且第四输入齿轮G4为用于实现第三前进速度的输入齿轮。
此处,用于实现偶数速度的输入齿轮设置在第二输入轴IS2上,并且用于实现倒退速度和奇数速度的输入齿轮设置在第三输入轴IS3上。
行星齿轮组PG设置在第三输入轴IS3的另一个侧面部分处,并且包括三个旋转元件。第一旋转元件直接地连接到电动机/发电机MG,并且选择性地连接到第三输入轴IS3,第二旋转元件直接地连接到第三输入轴IS3,并且第三旋转元件直接地连接到第一输入轴IS1。
行星齿轮组PG为单小齿轮行星齿轮组,第一旋转元件为太阳齿轮S,第二旋转元件为行星架PC,并且第三旋转元件为内齿圈R。
电动机/发电机MG能够操作为电动机或发电机,并且设置在行星齿轮组PG的径向外部。
此外,电动机/发电机MG包括固定至变速器壳体的定子ST和在定子ST内可旋转地支撑的转子RT。转子RT直接地连接到作为行星齿轮组PG的第一旋转元件的太阳齿轮S。
因此,电动机/发电机MG可以操作为使用发动机ENG的扭矩的发电机,并且可以通过产生的电能给电池充电,或者可以操作为用于产生驱动扭矩的电动机。
第一离合器CL1设置在发动机ENG的输出侧和第一输入轴IS1之间,并且选择性地将第一输入轴IS1连接到发动机ENG的输出侧。
第二离合器CL2设置在发动机ENG的输出侧和第二输入轴IS2之间,并且选择性地将第二输入轴IS2连接到发动机ENG的输出侧。
第一离合器CL1和第二离合器CL2为常规湿式多碟离合器,并且可以通过液压控制系统(未示出)来控制。
第三离合器CL3设置在第二输入轴IS2的另一个端部部分和第三输入轴IS3的一个端部部分之间,并且选择性地将第二输入轴IS2连接到第三输入轴IS3。
第四离合器CL4选择性地将行星齿轮系PG的太阳齿轮S和电动机/发电机MG的转子RT连接到第三输入轴IS3。
第三离合器CL3和第四离合器CL4可以为典型的同步器。
由于第三离合器CL3和第四离合器CL4对于本领域的普通技术人员来说是公知的,因此将省略其详细描述。此外,对于本领域的普通技术人员来说公知的是,分别应用至同步器的套筒CL3a和套筒CL4a通过额外的致动器(未示出)来操作,并且致动器通过变速器控制单元来控制。
第三离合器CL3和第四离合器CL4可以不为同步器,而可以为犬齿式离合器或多碟离合器。
第一速度输出单元OUT1包括第一输出轴OS1,第一速度齿轮D1、第四速度齿轮D4以及第一同步器SL1,其中,第一输出轴OS1设置成与第二输入轴IS2和第三输入轴IS3平行并远离第二输入轴IS2和第三输入轴IS3,第一同步器SL1选择性地将第一速度齿轮D1或第四速度齿轮D4连接到第一输出轴OS1。
第一速度齿轮D1接合到第三输入齿轮G3并且第四速度齿轮D4接合到第一输入齿轮G1。
此外,通过第一速度输出单元OUT1转换的扭矩通过第一输出齿轮OG1和最终减速齿轮FG传输到差分装置DIFF,所述第一输出齿轮OG1固定地设置在第一输出轴OS1的一个端部部分或另一个端部部分,并且最终减速齿轮FG与第一输出齿轮OG1接合。
第二速度输出单元OUT2包括第二输出轴OS2,第二速度齿轮D2和第三速度齿轮D3以及倒退速度齿轮RG,第二同步器SL2以及第三同步器SL3,其中,第二输出轴OS2设置成与第二输入轴IS2和第三输入轴IS3平行并远离第二输入轴IS2和第三输入轴IS3,第二同步器SL2选择性地将第二速度齿轮D2或倒退速度齿轮RG连接到第二输出轴OS2,第三同步器SL3选择性地将第三速度齿轮D3连接到第二输出轴OS2。
第二同步器SL2设置在第二输出轴OS2的侧面部分处,并且第三同步器SL3设置在第二输出轴OS2的另一个侧面部分处。
第二速度齿轮D2与第二输入齿轮G2接合,并且倒退速度齿轮RG通过倒退速度发电机RCM连接到第三输入齿轮G3。
第三速度齿轮D3与第四输入齿轮G4接合。
此外,通过第二速度输出单元OUT2转换的扭矩通过第二输出齿轮OG2和最终减速齿轮FG传输到差分装置DIFF,第二输出齿轮OG2固定地设置在第二输出轴OS2的一个端部部分或另一个端部部分上,并且最终减速齿轮FG与第二输出齿轮OG2接合。
由于第一同步器SL1、第二同步器SL2以及第三同步器SL3对于本领域的普通技术人员而言是公知的,因此将省略其详细说明。此外,对于本领域的普通技术人员来说公知的是,分别应用至第一同步器SL1、第二同步器SL2以及第三同步器SL3的第一套筒SLE1、第二套筒SLE2和第三套筒SLE3通过额外的致动器(未示出)来操作,并且致动器通过变速器控制单元来控制。
倒退速度发电机RCM包括空转轴RIS以及倒退空转齿轮RIG,空转轴RIS设置成与第三输入轴IS3和第二输出轴OS2平行,倒退空转齿轮RIG在第三输入轴IS3上与第三输入齿轮G3接合并且在第二输出轴OS2上与倒退速度齿轮RG接合,并且可旋转地设置在空转轴RIS上。
倒退空转齿轮RIG将第三输入齿轮G3的正扭矩变为负扭矩,并且将负扭矩传输至倒退速度齿轮RG。因此,能够实现倒退速度。
图2为根据本发明的示例性实施方案的动力传输装置的操作图。
[空挡]
如果将空挡保持在启动发动机的状态下,则第一速度齿轮D1通过第一同步器SL1的第一套筒SLE1可操作地连接到第一输出轴OS1,并且任何离合器都不操作。
[第一前进速度]
在第一前进速度处,第一速度齿轮D1通过第一同步器SL1的第一套筒SLE1可操作地连接到第一输出轴OS1,并且第二输入轴IS2通过第三离合器CL3的套筒CL3a可操作地连接到第三输入轴IS3。之后,如果第二离合器CL2得以操作,则实现第一前进速度。
因此,发动机ENG的扭矩通过第二离合器CL2、第二输入轴IS2、第三离合器CL3、第三输入轴IS3、第三输入齿轮G3、第一速度齿轮D1、第一输出轴OS1以及第一输出齿轮OG1传输至最终减速齿轮FG。
[第二前进速度]
如果车辆速度在第一前进速度处增加并且有必要换挡至第二前进速度,则释放第三离合器CL3的套筒CL3a,以便将第二输入轴IS2与第三输入轴IS3脱离,并且释放第二离合器CL2。
此外,在第二速度齿轮D2通过第二同步器SL2的第二套筒SLE2可操作地连接到第二输出轴OS2之后,再次操作第二离合器CL2。
在这种情况下,发动机ENG的扭矩得以通过第二离合器CL2、第二输入轴IS2、第二输入齿轮G2、第二速度齿轮D2、第二输出轴OS2和第二输出齿轮OG2传输至最终减速齿轮FG。
[第三前进速度]
如果车辆速度在第二前进速度处增加并且有必要换挡至第三前进速度,则释放第二离合器CL2,并且第二同步器SL2的第二套筒SLE2移动至空挡位置。此外,在第三速度齿轮D3通过第三同步器SL3的第三套筒SLE3可操作地连接到第二输出轴OS2之后,操作第三离合器CL3和第二离合器CL2。
在这种情况下,发动机ENG的扭矩通过第二离合器CL2、第二输入轴IS2、第三离合器CL3、第三输入轴IS3、第四输入齿轮G4、第三速度齿轮D3、第二输出轴OS2以及第二输出齿轮OG2传输至最终减速齿轮FG。
[第四前进速度]
如果车辆速度在第三前进速度处增加并且有必要换挡至第四前进速度,则释放第三离合器CL3的套筒CL3a,以便将第二输入轴IS2与第三输入轴IS3脱离,并且释放第二离合器CL2。
此外,在第四速度齿轮D4通过第一同步器SL1的第一套筒SLE1可操作地连接到第一输出轴OS1之后,再次操作第二离合器CL2。
在这种情况下,发动机ENG的扭矩得以通过第二离合器CL2、第二输入轴IS2、第一输入齿轮G1、第四速度齿轮D4、第一输出轴OS1和第一输出齿轮OG1传输至最终减速齿轮FG。
此外,在完成换挡至第四前进速度后,第三同步器SL3移动至空挡位置。
如果根据本发明的示例性实施方案的动力传输装置执行自动手动换挡,则可能不能用于顺序地提升或降低速度的预换挡,这是因为第二输入轴IS2和第三输入轴IS3同时以奇数速度被旋转。
此外,根据本发明的示例性实施方案的动力传输装置能够在混合电动车辆(HEV)模式下实现两个前进速度和一个倒退速度。
由于发动机ENG和电动机/发电机MG两者都在HEV模式下操作,因此仅仅能够实现与第三输入轴IS3有关的速度。
[第一HEV速度]
在第一速度齿轮D1通过第一同步器SL1的第一套筒SLE1可操作地连接到第一输出轴OS1之后,在第一HEV速度处操作第一离合器CL1,并且驱动电动机/发电机MG。
在这种情况下,发动机ENG的扭矩被输入至内齿圈R,并且电动机/发电机MG的扭矩被输入至太阳齿轮S。因此,发动机ENG和电动机/发电机MG的扭矩被传输至第三输入轴IS3。
此外,第三输入轴IS3的扭矩根据第三输入齿轮G3和第一速度齿轮D1的齿轮比而改变,并且接着通过第一输出轴OS1和第一输出齿轮OG1被传输至最终减速齿轮FG。
[第二HEV速度]
如果车辆速度在第一HEV速度处增加并且有必要换挡至第二HEV速度,则释放第一离合器CL1,并且第一同步器SL回到空挡位置。此外,第三速度齿轮D3通过第三同步器SL3的第三套筒SLE3可操作地连接到第二输出轴OS2,并且再次操作第一离合器CL1。
在这种情况下,第三输入轴IS3的扭矩根据第四输入齿轮G4和第三速度齿轮D3的齿轮比而改变,并且接着通过第二输出轴OS2和第二输出齿轮OG2被传输至最终减速齿轮FG。
[HEV倒退速度]
在启动发动机ENG的状态下,在HEV倒退速度处,倒退速度齿轮RG通过第二同步器SL2的第二套筒SLE2可操作地连接到第二输出轴OS2。此外,第一离合器CL1被操作,并且电动机/发电机MG被驱动。
在这种情况下,由于发动机的扭矩被输入至内齿圈R,并且电动机/发电机MG的扭矩被输入至太阳齿轮S,因此发动机ENG和电动机/发电机MG的扭矩被传输至第三输入轴IS3。
此外,第三输入轴IS3的扭矩通过第四输入齿轮G4、倒退空转齿轮RIG、倒退速度齿轮RG、第二输出轴OS2以及第二输出齿轮OG2被传输至最终减速齿轮FG。
此外,根据本发明的示例性实施方案的动力传输装置能够在电动车辆(EV)模式下实现四个前进速度。
在EV模式下,车辆仅通过电动机/发电机MG的驱动扭矩来驱动。
[第一EV速度]
在第一速度齿轮D1通过第一同步器SL1的第一套筒SLE1可操作地连接到第一输出轴OS1之后,在第一EV速度处操作第四离合器CL4。
在这种情况下,行星齿轮组PG变为直接联接状态,并且电动机/发电机MG的驱动扭矩通过第三输入轴IS3、第三输入齿轮G3、第一速度齿轮D1、第一输出轴OS1和第一输出齿轮OG1被传输至最终减速齿轮FG。
[第二EV速度]
如果车辆速度在第一EV速度处增加并且有必要换挡至第二EV速度,则释放第四离合器CL4,并且第一同步器SL1移动到空挡位置。此外,在第二速度齿轮D2通过第二同步器SL2的第二套筒SLE2可操作地连接到第二输出轴OS2之后,再次操作第四离合器CL4,并且操作第三离合器CL3。
在这种情况下,第三输入轴IS3的扭矩得以通过第三离合器CL3、第二输入轴IS2、第二输入齿轮G2、第二速度齿轮D2、第二输出轴OS2和第二输出齿轮OG2传输至最终减速齿轮FG。
[第三EV速度]
如果车辆速度在第二EV速度处增加并且有必要换挡至第三EV速度,则释放第三离合器CL3和第四离合器CL4,并且第二同步器SL2移动到空挡位置。此外,在第三速度齿轮D3通过第三同步器SL3的第三套筒SLE3可操作地连接到第二输出轴OS2之后,再次操作第四离合器CL4。
在这种情况下,第三输入轴IS3的扭矩通过第四输入齿轮G4、第三速度齿轮D3、第二输出轴OS2以及第二输出齿轮OG2被传输至最终减速齿轮FG。
[第四EV速度]
如果车辆速度在第三EV速度处增加并且有必要换挡至第四EV速度,则释放第四离合器CL4,并且第三同步器SL3移动到空挡位置。此外,在第四速度齿轮D4通过第一同步器SL1的第一套筒SLE1可操作地连接到第一输出轴OS1之后,再次操作第四离合器CL4并且操作第三离合器CL3。
在这种情况下,第三输入轴IS3的扭矩得以通过第三离合器CL3、第二输入轴IS2、第一输入齿轮G1、第四速度齿轮D4、第一输出轴OS1和第一输出齿轮OG1传输至最终减速齿轮FG。
根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的动力传输装置能够通过发动机的扭矩实现四个前进速度,通过发动机的扭矩和电动机/发电机的扭矩实现两个HEV前进速度和一个HEV倒退速度,并且通过电动机/发电机的扭矩实现四个EV前进速度。因此,可以提高燃料经济性。
此外,通过分别连接到行星齿轮组的旋转元件的发动机和电动机/发电机,可以执行平滑启动而没有摩擦元件的打滑。此外,在发动机被停止的状态下,可以仅通过电动机/发电机来启动。
由于摩擦元件的打滑不在启动时发生,因此可以提高摩擦元件的耐久性,可以使能量损失最小化,并且可以提高燃料经济性。
由于不通过摩擦元件的打滑而是通过电动机/发电机来执行换挡,因此可以有平滑换挡的可能性。
此外,当车辆通过发动机的扭矩行驶时,电动机/发电机能够供应辅助扭矩。因此,可以提高加速性能。
由于如果电动机/发电机发生故障的话,动力传输装置能够操作为典型的双离合器变速器,因此可以确保车辆的驾驶安全性。
为了方便解释和精确限定所附权利要求,术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。它们并不会毫无遗漏,也不会将本发明限制为所公开的精确形式,显然,根据上述教导很多修改和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其它们的实际应用,从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同的选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同方案加以限定。

Claims (19)

1.一种用于车辆的动力传输装置,包括:
第一输入轴,所述第一输入轴适应于选择性地接收发动机的扭矩;
第二输入轴,所述第二输入轴设置成与所述第一输入轴没有旋转干扰,适应于选择性地接收所述发动机的扭矩,并且具有固定地设置在所述第二输入轴上的至少一个输入齿轮;
第三输入轴,所述第三输入轴设置成与所述第二输入轴成行并与所述第一输入轴没有旋转干扰,选择性地连接到所述第二输入轴,并且具有固定地设置在所述第三输入轴上的至少一个输入齿轮;
电动机/发电机,所述电动机/发电机操作为电动机或发电机;
行星齿轮组,所述行星齿轮组包括直接地连接到所述电动机/发电机的第一旋转元件,直接地连接到所述第三输入轴的第二旋转元件,以及直接地连接到所述第一输入轴的第三旋转元件;
第一速度输出单元,所述第一速度输出单元适应于转换从所述第二输入轴或所述第三输入轴输入的扭矩,并且将转换的扭矩输出;以及
第二速度输出单元,所述第二速度输出单元适应于转换从所述第二输入轴或所述第三输入轴输入的扭矩,并且将转换的扭矩输出,
其中,所述行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组,所述第一旋转元件为太阳齿轮,所述第二旋转元件为行星架并且所述第三旋转元件为内齿圈。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输装置,其中固定地设置在所述第二输入轴上的至少一个输入齿轮与实现偶数速度相关,以及
固定地设置在所述第三输入轴上的至少一个输入齿轮与实现包括倒退速度的奇数速度相关。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输装置,其中用于实现第四前进速度的第一输入齿轮以及用于实现第二前进速度的第二输入齿轮固定地设置在所述第二输入轴上,以及
用于实现第一前进速度或倒退速度的第三输入齿轮和用于实现第三前进速度的第四输入齿轮固定地设置在所述第三输入轴上。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输装置,进一步包括:
第一离合器,所述第一离合器选择性地将所述发动机连接到所述第一输入轴;
第二离合器,所述第二离合器选择性地将所述发动机连接到所述第二输入轴;以及
第三离合器,所述第三离合器选择性地将所述第二输入轴连接到所述第三输入轴。
5.根据权利要求3所述的用于车辆的动力传输装置,其中所述第一速度输出单元包括:
第一输出轴,所述第一输出轴设置成与所述第二输入轴和所述第三输入轴平行;
至少一个速度齿轮,所述至少一个速度齿轮与在所述第一输入轴或所述第二输入轴上的至少一个输入齿轮接合,并且能旋转地设置在所述第一输出轴上;
第一同步器,所述第一同步器设置在所述第一输出轴上,并且选择性地将所述至少一个速度齿轮连接到所述第一输出轴;以及
第一输出齿轮,所述第一输出齿轮固定地设置在所述第一输出轴上,并且输出所述第一输出轴的扭矩。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的动力传输装置,其中与所述第三输入齿轮接合的第一速度齿轮以及与所述第一输入齿轮接合的第四速度齿轮能旋转地设置在所述第一输出轴上。
7.根据权利要求3所述的用于车辆的动力传输装置,其中所述第二速度输出单元包括:
第二输出轴,所述第二输出轴设置成与所述第二输入轴和所述第三输入轴平行;
至少一个速度齿轮,所述至少一个速度齿轮与在所述第一输入轴或所述第二输入轴上的至少一个输入齿轮接合,并且能旋转地设置在所述第二输出轴上;
第二同步器和第三同步器,所述第二同步器和所述第三同步器设置在所述第二输出轴上,并且选择性地将所述至少一个速度齿轮连接到所述第二输出轴;以及
第二输出齿轮,所述第二输出齿轮固定地设置在所述第二输出轴上,并且输出所述第二输出轴的扭矩。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的动力传输装置,其中所述第二同步器选择性地将与所述第二输入齿轮接合的第二速度齿轮或倒退速度齿轮连接到所述第二输出轴。
9.根据权利要求7所述的用于车辆的动力传输装置,其中所述第三同步器选择性地将与所述第四输入齿轮接合的第三速度齿轮连接到所述第二输出轴。
10.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输装置,进一步包括第四离合器,所述第四离合器选择性地将所述行星齿轮组的第一旋转元件连接到所述第三输入轴。
11.根据权利要求7所述的用于车辆的动力传输装置,进一步包括倒退速度发电机,所述倒退速度发电机设置成与所述第二速度输出单元平行,并且适应于实现倒退速度。
12.根据权利要求11所述的用于车辆的动力传输装置,其中能旋转地设置在所述第二输出轴上的至少一个速度齿轮包括倒退速度齿轮,以及
其中,所述倒退速度发电机包括:
空转轴,所述空转轴设置成与所述第二速度输出单元平行;以及
倒退空转齿轮,所述倒退空转齿轮在所述第三输入轴上接合到所述第三输入齿轮,并且在所述第二输出轴上接合到所述倒退速度齿轮。
13.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输装置,其中所述第二输入轴和所述第三输入轴的每一个都为中空轴,以及
所述第一输入轴同时穿透所述第二输入轴和所述第三输入轴。
14.一种用于车辆的动力传输装置,包括:
第一输入轴,所述第一输入轴适应于选择性地接收发动机的扭矩;
第二输入轴,所述第二输入轴设置成与所述第一输入轴没有旋转干扰,适应于选择性地接收所述发动机的扭矩,并且具有固定地设置在所述第二输入轴上的至少一个输入齿轮;
第三输入轴,所述第三输入轴设置成与所述第二输入轴成行并与所述第一输入轴没有旋转干扰,选择性地连接到所述第二输入轴,并且具有固定地设置在所述第三输入轴上的至少一个输入齿轮;
电动机/发电机,所述电动机/发电机操作为电动机或发电机;
行星齿轮组,所述行星齿轮组包括直接地连接到所述电动机/发电机的第一旋转元件,直接地连接到所述第三输入轴的第二旋转元件,以及直接地连接到所述第一输入轴的第三旋转元件;
第一离合器,所述第一离合器选择性地将所述发动机连接到所述第一输入轴;
第二离合器,所述第二离合器选择性地将所述发动机连接到所述第二输入轴;
第三离合器,所述第三离合器选择性地将所述第二输入轴连接到所述第三输入轴;
第四离合器,所述第四离合器选择性地将所述行星齿轮组的第一旋转元件连接到所述第三输入轴;
第一速度输出单元,所述第一速度输出单元适应于转换从所述第二输入轴或所述第三输入轴输入的扭矩,并且将转换的扭矩输出;
第二速度输出单元,所述第二速度输出单元适应于转换从所述第二输入轴或所述第三输入轴输入的扭矩,并且将转换的扭矩输出;以及
倒退速度发电机,所述倒退速度发电机设置成与所述第二速度输出单元平行,并且适应于实现倒退速度。
15.根据权利要求14所述的用于车辆的动力传输装置,其中用于实现第四前进速度的第一输入齿轮以及用于实现第二前进速度的第二输入齿轮固定地设置在所述第二输入轴上,以及
用于实现第一前进速度或倒退速度的第三输入齿轮和用于实现第三前进速度的第四输入齿轮固定地设置在所述第三输入轴上。
16.根据权利要求14所述的用于车辆的动力传输装置,其中所述行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组,其中所述第一旋转元件为太阳齿轮,所述第二旋转元件为行星架并且所述第三旋转元件为内齿圈。
17.根据权利要求15所述的用于车辆的动力传输装置,其中所述第一速度输出单元包括:
第一输出轴,所述第一输出轴设置成与所述第二输入轴和所述第三输入轴平行;
第一速度齿轮,所述第一速度齿轮与所述第三输入齿轮接合,并且能够旋转地设置在所述第一输出轴上;
第四速度齿轮,所述第四速度齿轮与所述第一输入齿轮接合,并且能够旋转地设置在所述第一输出轴上;
第一同步器,所述第一同步器选择性地将所述第一速度齿轮或所述第四速度齿轮连接到所述第一输出轴;以及
第一输出齿轮,所述第一输出齿轮固定地设置在所述第一输出轴上,并且输出所述第一输出轴的扭矩。
18.根据权利要求15所述的用于车辆的动力传输装置,其中所述第二速度输出单元包括:
第二输出轴,所述第二输出轴设置成与所述第二输入轴和所述第三输入轴平行;
第二速度齿轮,所述第二速度齿轮与所述第二输入齿轮接合,并且能够旋转地设置在所述第二输出轴上;
第三速度齿轮,所述第三速度齿轮与所述第四输入齿轮接合,并且能够旋转地设置在所述第二输出轴上;
倒退速度齿轮,所述倒退速度齿轮能够旋转地设置在所述第二输出轴上;
第二同步器,所述第二同步器选择性地将所述第二速度齿轮或所述倒退速度齿轮连接到所述第二输出轴;
第三同步器,所述第三同步器选择性地将所述第三速度齿轮连接到所述第二输出轴上;以及
第二输出齿轮,所述第二输出齿轮固定地设置在所述第二输出轴上,并且输出所述第二输出轴的扭矩。
19.根据权利要求18所述的用于车辆的动力传输装置,其中所述倒退速度发电机包括:
空转轴,所述空转轴设置成与所述第二速度输出单元平行;以及
倒退空转齿轮,所述倒退空转齿轮在所述第三输入轴上接合到所述第三输入齿轮,并且在所述第二输出轴上接合到所述倒退速度齿轮。
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