CN104728425B - 用于车辆的动力传输装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于车辆的动力传输装置，其可以包括：第一输入轴，其适合于选择性接收发动机的扭矩；第二输入轴，其设置为与第一输入轴没有旋转干扰；第三输入轴，其设置为与第二输入轴成行并且与第一输入轴没有旋转干扰；行星齿轮组，其包括第一旋转元件，直接连接到第三输入轴的第二旋转元件，以及直接连接到第一输入轴的第三旋转元件；电动机/发电机，其直接连接到第一旋转元件；第一速度输出单元，其适应于转换从第二输入轴或第三输入轴输入的扭矩并且输出经转换的扭矩；以及第二速度输出单元，其适应于转换从第二输入轴或第三输入轴输入的扭矩并且输出经转换的扭矩。

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10-2013-0158814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。更具体而言，本发明涉及这样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到双离合器变速器电动机/发电机而实现了平滑启动和快速换挡，并且通过实现再生制动和启动充电而提高了燃料经济性。
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。
未来车辆技术的一些实例为使用电能以及提高效率和便利性的双离合器变速器(DCT)的电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)。
此外，车辆制造商推动在动力传递系统中的效率的提高，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，车辆制造商试图将怠速停止和启动(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来操作发电机，而不是通过摩擦使车辆制动，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该电能。
此外，混合动力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，混合动力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，应用至混合动力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设计。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，由于离合器打滑在斜坡起步中过多地发生而导致向后滚动，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。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，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，通过将电动机/发电机和行星齿轮组添加到双离合器变速器电动机/发电机而实现了平滑启动和快速换挡，并且通过实现再生制动和启动充电而提高了燃料经济性。
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，其具有进一步的优点，通过发动机的驱动扭矩或通过反向旋转电动机/发电机而实现倒退速度。
根据本发明的各个方面，用于车辆的动力传输装置可以包括：第一输入轴，所述第一输入轴适合于选择性接收发动机的扭矩；第二输入轴，所述第二输入轴设置为与所述第一输入轴没有旋转干扰，适应于选择性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为与所述第二输入轴成行并且与所述第一输入轴没有旋转干扰，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；行星齿轮组，所述行星齿轮组包括第一旋转元件，直接连接到所述第三输入轴的第二旋转元件，以及直接连接到所述第一输入轴的第三旋转元件；电动机/发电机，所述电动机/发电机连接到所述第四输入轴并且操作作为电动机或发电机；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，并且输出经转换的扭矩；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，并且输出经转换的扭矩。
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实现偶数速度，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实现奇数速度。
用于实现第四前进速度的第一输入齿轮和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，并且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双小齿轮行星齿轮组，所述第一旋转元件为太阳齿轮，所述第二旋转元件为环形齿轮，并且所述第三旋转元件为行星架。
所述动力传输装置可以进一步包括第一离合器和第二离合器，所述第一离合器将所述发动机选择性地连接到所述第一输入轴；所述第二离合器将所述发动机选择性地连接到所述第二输入轴。
所述动力传输装置可以进一步包括第三离合器，所述第三离合器选择性地将所述行星齿轮组的第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件之中的两个旋转元件连接，并且选择性直接联接所述行星齿轮组。
所述第二输入轴和所述第三输入轴中的每个可以为空心轴，并且所述第一输入轴可以穿透通过所述第二输入轴和所述第三输入轴。
所述第二输入轴和所述第三输入轴可以从所述第一输入轴的一个端部到另一个端部以所述第二输入轴和所述第三输入轴的顺序设置。
所述第三离合器可以设置在所述行星齿轮组的一侧并且可以将所述第一输入轴选择性地连接到所述电动机/发电机以便直接联接所述行星齿轮组。
所述第三离合器可以设置在所述第三输入轴的一个端部部分上并且可以将所述第一输入轴选择性地连接到所述第三输入轴，以便直接联接所述行星齿轮组。
所述第三离合器可以设置在所述第三输入轴的另一个端部部分处并且可以选择性地连接所述第三输入轴与所述电动机/发电机，以便直接联接所述行星齿轮组。
所述第一速度输出单元可以包括：第一输出轴，所述第一输出轴设置为平行于所述第二输入轴和所述第三输入轴；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；第一速度齿轮和第四速度齿轮，所述第一速度齿轮和所述第四速度齿轮可旋转地设置在所述第一输出轴上；以及第一同步器，所述第一同步器将所述第一速度齿轮或所述第四速度齿轮选择性地连接到所述第一输出轴。
所述第一速度齿轮可以与所述第三输入齿轮接合并且所述第四速度齿轮可以与所述第一输入齿轮接合。
所述第二速度输出单元可以包括：第二输出轴，所述第二输出轴设置为平行于所述第二输入轴和所述第三输入轴；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；第二速度齿轮和第三速度齿轮，所述第二速度齿轮和所述第三速度齿轮可旋转地设置到所述第二输出轴上；第二同步器，所述第二同步器将所述第二速度齿轮选择性地连接到所述第二输出轴；以及第三同步器，所述第三同步器将所述第三速度齿轮选择性地连接到所述第二输出轴。
所述第二速度齿轮可以与所述第二输入齿轮接合并且所述第三速度齿轮可以与所述第四输入齿轮接合。
所述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平行于所述第二速度输出单元并且实现倒退速度。
所述倒退速度发电机可以包括：空转轴，所述空转轴设置成平行于所述第二速度输出单元；倒退输入齿轮，所述倒退输入齿轮固定地设置在所述空转轴的一个端部部分上并且与所述第二速度齿轮接合；倒退输出齿轮，所述倒退输出齿轮可旋转地设置在所述空转轴的另一个端部部分上并且与所述第四输入齿轮接合；以及第四同步器，所述第四同步器将所述倒退输出齿轮选择性地连接到所述空转轴。
根据本发明的各个方面，用于车辆的动力传输装置可以包括：第一输入轴，所述第一输入轴适合于选择性接收发动机的扭矩；第二输入轴，所述第二输入轴设置为与所述第一输入轴没有旋转干扰，适应于选择性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第一输入齿轮和第二输入齿轮；第三输入轴，所述第三输入轴设置为与所述第二输入轴成行并且与所述第一输入轴没有旋转干扰，并且具有固定地设置在所述第三输入轴上的第三输入齿轮和第四输入齿轮；行星齿轮组，所述行星齿轮组包括第一旋转元件，直接连接到所述第三输入轴的第二旋转元件，以及直接连接到所述第一输入轴的第三旋转元件；电动机/发电机，所述电动机/发电机连接到所述第四输入轴并且操作作为电动机或发电机；第一离合器，所述第一离合器将所述发动机选择性地连接到所述第一输入轴；第二离合器，所述第二离合器将所述发动机选择性地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连接所述行星齿轮组的三个旋转元件之中的两个旋转元件，并且选择性直接联接所述行星齿轮组；第一速度输出单元，所述第一速度输出单元包括：第一输出轴、第一输出齿轮、第一速度齿轮、第四速度齿轮以及第一同步器，所述第一输出轴设置为平行于所述第二输入轴和所述第三输入轴，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，所述第一速度齿轮可旋转地设置在所述第一输出轴上并且与所述第三输入齿轮接合，所述第四速度齿轮可旋转地设置在所述第一输出轴上并且与所述第一输入齿轮接合，所述第一同步器将所述第一速度齿轮或所述第四速度齿轮选择性地连接到所述第一输出轴；以及第二速度输出单元，所述第二速度输出单元包括：第二输出轴、第二输出齿轮、第二速度齿轮、第三速度齿轮、第二同步器以及第三同步器，所述第二输出轴设置为平行于所述第二输入轴和所述第三输入轴，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，所述第二速度齿轮可旋转地设置在所述第二输出轴上并且与所述第二输入齿轮接合，所述第三速度齿轮可旋转地设置在所述第二输出轴上并且与所述第四输入齿轮接合，所述第二同步器将所述第二速度齿轮选择性地连接到所述第二输出轴，所述第三同步器将所述第三速度齿轮选择性地连接到所述第二输出轴。
所述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具有：空转轴，所述空转轴设置成平行于所述第二速度输出单元；倒退输入齿轮，所述倒退输入齿轮固定地设置在所述空转轴的一个端部部分上并且与所述第二速度齿轮接合；倒退输出齿轮，所述倒退输出齿轮可旋转地设置在所述空转轴的另一个端部部分上并且与所述第四输入齿轮接合；以及第四同步器，所述第四同步器将所述倒退输出齿轮选择性地连接到所述空转轴。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共车辆、卡车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1为根据本发明的示例性动力传输装置的示意图。
图2为根据本发明的示例性动力传输装置的操作图。
图3为根据本发明的示例性动力传输装置的示意图。
图4为根据本发明的示例性动力传输装置的示意图。
应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的不同实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，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这些示例性实施方案，而且覆盖可以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替换、修改、等效形式以及其它实施方案。
图1为根据本发明的各个实施方案的动力传输装置的示意图。
参照图1，根据本发明的各个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、第三输入轴IS3和第四输入轴IS4，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和第三离合器CL3，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和第二输入轴IS2选择性连接到发动机ENG的输出侧。
第二输入轴IS2是空心轴并且设置在第一输入轴IS1的一个端部部分而在第一输入轴IS1和第二输入轴IS2之间没有旋转干扰。
第一输入齿轮G1和第二输入齿轮G2从一个端部到另一个端部顺序且固定地设置在第二输入轴IS2上。
第三输入轴IS3是空心轴并且设置在第一输入轴IS1的中间部分而在第一输入轴IS1和第三输入轴IS3之间没有旋转干扰。
第三输入齿轮G3和第四输入齿轮G4从一个端部到另一个端部顺序且固定地设置在第三输入轴IS3上。
第四输入轴IS4是空心轴并且设置在第一输入轴IS1的另一个端部部分而在第一输入轴IS1和第四输入轴IS4之间没有旋转干扰。
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是用于实现第四前进速度的输入齿轮，第二输入齿轮G2是用于实现第二前进速度的输入齿轮，第三输入齿轮G3是用于实现第一前进速度的输入齿轮，并且第四输入齿轮G4是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，而用于实现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和第四输入轴IS4之间并且包括第一、第二和第三旋转元件。
第一旋转元件直接连接到第四输入轴IS4，第二旋转元件直接连接到第三输入轴IS3，并且第三旋转元件直接连接到第一输入轴IS1。
也即，行星齿轮组PG为双小齿轮行星齿轮组，其中第一旋转元件为太阳齿轮S，第二旋转元件为环形齿轮R，并且第三旋转元件为行星架PC。
电动机/发电机MG可以操作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包括固定到变速器壳体的定子ST和可旋转地支撑在定子ST中的转子RT。转子RT总是通过第四输入轴IS4连接到为第一旋转元件的行星齿轮组PG的太阳齿轮S。
因此，电动机/发电机MG可以操作作为使用发动机ENG的扭矩的发电机，并且可以通过产生电能而为电池充电，或可以操作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，并且将第一输入轴IS1选择性连接到发动机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，并且将第二输入轴IS2选择性连接到发动机ENG的输出侧。
第一离合器CL1和第二离合器CL2是湿式常规多碟离合器并且可以通过液压控制系统进行控制。
第三离合器CL3设置在行星齿轮组PG的另一侧，并且将第四输入轴IS4(或太阳齿轮S)选择性连接到第一输入轴IS1(或行星架PC)，以便选择性地直接联接行星齿轮组PG。第三离合器CL3可以是典型的同步器。
由于第三离合器CL3对于本领域的普通技术人员是公知的，因此将省略其详细描述。此外，如本领域的普通技术人员所公知的，施加到同步器的套管CL3a通过额外的致动器进行操作，并且该致动器由变速器控制单元进行控制。
第三离合器CL3可以不是同步器并且可以是犬齿式离合器或多碟液压离合器。
第一速度输出单元OUT1包括第一输出轴OS1、第一速度齿轮D1和第四速度齿轮D4以及第一同步器SL1，第一输出轴OS1设置成平行且远离第二输入轴IS2和第三输入轴IS3，第一同步器SL1将第一速度齿轮D1或第四速度齿轮D4选择性连接到第一输出轴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，由第一速度输出单元OUT1转换的扭矩通过第一输出齿轮OG1和最终减速齿轮FG而传输到差动装置DIFF，第一输出齿轮OG1固定地设置在第一输出轴的OS1的一个端部部分或另一个端部部分上，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、第二同步器SL2以及第三同步器SL3，其中，第二输出轴OS2设置成平行且远离第二输入轴IS2和第三输入轴IS3，第二同步器SL2将第二速度齿轮D2选择性连接到第二输出轴OS2，第三同步器SL3将第三速度齿轮D3选择性连接到第二输出轴OS2。
第二同步器SL2设置在第二输出轴OS2的一个侧部，并且第三同步器SL3设置在第二输出轴OS2的另一个侧部。
第二速度齿轮D2与第二输入齿轮G2接合，并且第三速度齿轮D3与第四输入齿轮G4接合。
此外，由第二速度输出单元OUT2转换的扭矩通过第二输出齿轮OG2和最终减速齿轮FG而传输到差动装置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，最终减速齿轮FG与第二输出齿轮OG2接合。
此外，第二同步器SL2和第三同步器SL3的第二套管SLE2和第三套管SLE3设置成彼此面对。
倒退速度发电机RCM包括空转轴RIS、倒退输入齿轮RIG以及倒退输出齿轮ROG，空转轴RIS设置成与第二输出轴OS2平行，倒退输入齿轮RIG固定地设置在空转轴RIS的一个端部部分上并且与在第二输出轴OS2上的第二速度齿轮D2接合，倒退输出齿轮ROG可旋转地设置在空转轴RIS的另一个端部部分上并且与在第三输入轴IS3上的第四输入齿轮G4接合。
此外，倒退速度发电机RCM进一步包括设置在空转轴RIS上的第四同步器SL4，并且第四同步器SL4选择性地将与第四输入齿轮G4接合的倒退输出齿轮ROG连接到空转轴RIS。
由于第一同步器SL1、第二同步器SL2、第三同步器SL3和第四同步器SL4对于本领域普通技术人员来说是众所周知的，因此将省略其详细描述。此外，如对于本领域普通技术人员来说众所周知的，分别应用到第一同步器SL1、第二同步器SL2、第三同步器SL3和第四同步器SL4的第一套管SLE1、第二套管SLE2、第三套管SLE3和第四套管SLE4通过额外的致动器进行操作，并且该致动器通过变速器控制单元进行控制。
图2为根据本发明的各个实施方案的动力传输装置的操作图。
[倒退速度]
在倒退速度处通过发动机ENG的扭矩驱动车辆。在倒退速度下，第一速度齿轮D1和第一输出轴OS1通过第一同步器SL1的第一套管SLE1可操作地连接，并且倒退输出齿轮ROG和空转轴RIS通过第四同步器SL4的第四套管SLE4可操作地连接。之后，如果操作第二离合器CL2，则实现了倒退速度。
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、第二输入齿轮G2、第二速度齿轮D2、倒退输入齿轮RIG、空转轴RIS、倒退输出齿轮ROG、第四输入齿轮G4、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传输到最终减速齿轮FG。
[空挡充电]
如果在发动机启动的状态下执行空挡充电，则第一速度齿轮D1和第一输出轴OS1通过第一同步器SL1的第一套管SLE1可操作地连接，并且操作第一离合器CL1。
在这种情况下，第一输入轴IS1的扭矩输入行星架PC，并且环形齿轮R通过第三输入轴IS3而操作作为固定元件。因此，太阳齿轮S以高速旋转并且使得电动机/发电机MG操作作为发电机。因此，电动机/发电机MG产生电能并且通过该电能为电池充电。
[第一前进速度]
在第一前进速度下，第一速度齿轮D1和第一输出轴OS1通过第一同步器SL1的第一套管SLE1可操作地连接，并且第四输入轴IS4(或太阳齿轮S)和第一输入轴IS1(或行星架PC)通过第三离合器CL3的套管CL3a可操作地连接。此后，操作第一离合器CL1。
因此，发动机ENG的扭矩通过第一离合器CL1、第一输入轴IS1、行星齿轮组PG、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传输到最终减速齿轮FG。
在完成到第一前进速度的换挡后，第二速度齿轮D2和第二输出轴OS2通过第二同步器SL2的套管SLE2可操作地连接，用于接下来换挡到第二前进速度。
[第二前进速度]
如果在第一前进速度下车辆的速度增加并且换挡到第二前进速度是必要的，则释放第一离合器CL1并且第三离合器CL3的套管CL3a移动到空挡位置，以便分离第四输入轴IS4(或太阳齿轮S)和第一输入轴IS1(或行星架PC)。此后，操作第二离合器CL2。
如上所述，在第二速度齿轮D2和第二输出轴OS2通过第二同步器SL2的套管SLE2可操作地连接的状态下，发动机ENG的扭矩通过第二离合器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以及第二输出齿轮OG2传输到最终减速齿轮FG。
在完成到第二前进速度的换挡后，第一同步器SL1的第一套管SLE1移动到空挡位置，并且第三速度齿轮D3和第二输出轴OS2通过第三同步器SL3的第三套管SLE3可操作地连接，用于接下来换挡到第三前进速度。
[第三前进速度]
如果在第二前进速度下车辆的速度增加并且换挡到第三前进速度是必要的，则释放第二离合器CL2，并且通过第三离合器CL3的套管CL3a可操作地连接第四输入轴IS4(或太阳齿轮S)和第一输入轴IS1(或行星架PC)。此后，操作第一离合器CL1。
如上所述，在第三速度齿轮D3和第二输出轴OS2通过第三同步器SL3的第三套管SLE3可操作地连接的状态下，发动机ENG的扭矩通过第一离合器CL1、第一输入轴IS1、行星齿轮组PG、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传输到最终减速齿轮FG。
在完成到第三前进速度的换挡后，第二同步器SL2的第二套管SLE2移动到空挡位置，并且第四速度齿轮D4和第一输出轴OS1通过第一同步器SL1的第一套管SLE1可操作地连接，用于接下来换挡到第四前进速度。
[第四前进速度]
如果在第三前进速度下车辆的速度增加并且换挡到第四前进速度是必要的，则释放第一离合器CL1并且第三离合器CL3的套管CL3a移动到空挡位置，以便分离第四输入轴IS4(或太阳齿轮S)和第一输入轴IS1(或行星架PC)。此后，操作第二离合器CL2。
如上所述，在第四速度齿轮D4和第一输出轴OS1通过第一同步器SL1的第一套管SLE1可操作地连接的状态下，发动机ENG的扭矩通过第二离合器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以及第一输出齿轮OG1传输到最终减速齿轮FG。
在完成到第四前进速度的换档之后，第三同步器SL3的第三套筒SEL3移动到空档位置。
[EV倒退速度]
在发动机停止的状态下，在电动车辆(EV)倒退速度下，第一输出轴IS1和第一速度齿轮D1通过第一同步器SL1的第一套管SLE1而可操作地连接，并且操作第三离合器CL3。
由于行星齿轮组PG通过第三离合器CL3的操作而变为直接联接状态，因此电动机/发电机MG的反向扭矩通过第四输入轴IS4、第三离合器CL3、行星齿轮组PG、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传输到最终减速齿轮FG。
说明了当速度顺序增加时的换挡过程，如果速度顺序降低，则以相反的方式执行换挡过程。
在换挡过程中，电动机/发电机MG的驱动扭矩可以用作对于发动机ENG的辅助扭矩。此外，当车辆由发动机ENG的扭矩驱动时，电动机/发电机MG的转子RT总是旋转。因此，电动机/发电机MG产生电能并且所产生的电能用于为电池充电。
此外，根据本发明的各个实施方案的动力传输装置在混合动力电动车辆(HEV)模式下可以实现两个前进速度。
由于在HEV模式下操作发动机ENG和电动机/发电机MG两者，因此可以换挡到关于第三输入轴IS3的速度。
因此，第一前进速度实现作为第一HEV速度，并且第三前进速度实现作为第二HEV速度。此时，第三离合器CL3位于空挡位置。
也即，发动机ENG的扭矩和电动机/发电机MG的扭矩输入行星齿轮组PG，并且发动机ENG和电动机/发电机MG的扭矩被传输到第三输入轴IS3。
此外，根据本发明的各个实施方案的动力传输装置在电动车辆(EV)模式下可以实现两个前进速度。
由于在EV模式下仅通过电动机/发电机MG的扭矩驱动车辆，因此可以换挡到关于第三输入轴IS3的速度。
因此，第一前进速度实现作为第一EV速度，并且第三前进速度实现作为第二EV速度。此时，第四输入轴IS1(或太阳齿轮S)和第一输入轴IS1(或行星架PC)通过第三离合器CL3的操作而可操作地连接，并且行星齿轮组PG变成直接联接状态。
也即，由于行星齿轮组PG变为直接联接状态，因此电动机/发电机MG的扭矩被传输到第三输入轴IS3。
根据本发明的各个实施方案的用于车辆的动力传输装置可以通过发动机ENG的扭矩实现四个前进速度和一个倒退速度，通过发动机ENG的扭矩和电动机/发电机MG的扭矩在HEV模式下实现二个前进速度，并且通过电动机/发电机MG的扭矩在EV模式下实现二个前进速度和一个倒退速度。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PG的旋转元件的发动机ENG和电动机/发电机MG，可以执行平滑的启动而没有摩擦构件的滑动。此外，可以在发动机停止的状态下仅通过电动机/发电机MG启动。
由于在启动时不发生摩擦构件的滑动，因此可以改进摩擦构件的耐久性，可以使能量损失最小，并且可以提高燃料经济性。
由于不是通过摩擦构件的滑动而是通过电动机/发电机MG来执行换挡，因此可以进行平滑换挡。
此外，当车辆通过发动机ENG的扭矩行驶时，电动机/发电机MG可以提供辅助扭矩。因此，可以改进加速性能。
如果发动机停止，则可以通过反向旋转电动机/发电机MG而实现倒退速度。
图3为根据本发明的各个实施方案的动力传输装置的示意图。
参考图3，在先前所述的实施方案中，第三离合器CL3设置在行星齿轮组PG的另一侧，但是在图3中所示的各个实施方案中，第三离合器CL3设置在第三输入轴IS3的一个端部部分上。
因此，在先前所述的实施方案中，第三离合器CL3可以将第一输入轴IS1(或行星架PC)选择性地连接到第四输入轴IS4(或太阳齿轮S)，但是在图3中所示的各个实施方案中，第三离合器CL3可以将第一输入轴IS1(或行星架PC)选择性地连接到第三输入轴IS3(或环形齿轮R)。
由于除了第三离合器CL3的位置之外，布局和功能与先前描述的实施方案的布局和功能一样，因此将省略其详细描述。
图4为根据本发明的各个实施方案的动力传输装置的示意图。
参考图4，在先前所述的实施方案中，行星齿轮组PG设置在第三输入轴IS3和第四输入轴IS4之间，但是在图4中所示的各个实施方案中，行星齿轮组PG设置在第二输入轴IS2和第三输入轴IS3之间。
为此，第四输入轴IS4在径向方向上设置在第一输入轴IS1和第三输入轴IS3之间，并且第三输入轴IS3的一个端部部分连接到作为第二旋转元件的行星齿轮组PG的环形齿轮R。
因此，第三离合器CL3将第三输入轴IS3选择性连接到第四输入轴IS4以使得行星齿轮组PG变成直接联接状态。
由于除了行星齿轮组PG的位置之外，布局和功能与先前描述的实施方案的布局和功能一样，因此将省略其详细描述。
根据本发明的各个实施方案的用于车辆的动力传输装置可以通过发动机的扭矩实现四个前进速度和一个倒退速度，通过发动机的扭矩和电动机/发电机的扭矩在HEV模式下实现两个前进速度，并且通过电动机/发电机的扭矩在EV模式下实现两个前进速度和一个倒退速度。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，可以执行平滑的启动而没有摩擦构件的滑动。此外，可以在发动机停止的状态下仅通过电动机/发电机启动。
由于在启动时不发生摩擦构件的滑动，因此可以改进摩擦构件的耐久性，可以使能量损失最小，并且可以提高燃料经济性。
由于不是通过摩擦构件的滑动而是通过电动机/发电机来执行换挡，因此可以进行平滑换挡。
此外，当车辆通过发动机的扭矩行驶时，电动机/发电机可以提供辅助扭矩。因此，可以改进加速性能。
如果发动机停止，则可以通过反向旋转电动机/发电机而实现倒退速度。
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。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。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选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (16)

1.一种用于车辆的动力传输装置，包括：
第一输入轴，所述第一输入轴适合于选择性接收发动机的扭矩；
第二输入轴，所述第二输入轴设置为与所述第一输入轴没有旋转干扰，适应于选择性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为与所述第二输入轴成行并且与所述第一输入轴没有旋转干扰，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；
行星齿轮组，所述行星齿轮组包括第一旋转元件，直接连接到所述第三输入轴的第二旋转元件，以及直接连接到所述第一输入轴的第三旋转元件；
电动机/发电机，所述电动机/发电机直接连接到所述第一旋转元件并且操作作为电动机或发电机；
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，并且输出经转换的扭矩；
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，并且输出经转换的扭矩；
倒退速度发电机，所述倒退速度发电机设置成平行于所述第二速度输出单元并且实现倒退速度；
其中用于实现第四前进速度的第一输入齿轮和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，并且
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。
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实现偶数速度，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实现奇数速度。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述行星齿轮组为双小齿轮行星齿轮组，所述第一旋转元件为太阳齿轮，所述第二旋转元件为环形齿轮，并且所述第三旋转元件为行星架。
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，所述第一离合器将所述发动机选择性地连接到所述第一输入轴；以及
第二离合器，所述第二离合器将所述发动机选择性地连接到所述第二输入轴。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输装置，进一步包括第三离合器，所述第三离合器选择性地将所述行星齿轮组的第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件之中的两个旋转元件连接，并且选择性直接联接所述行星齿轮组。
6.根据权利要求5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中的每个为空心轴，并且所述第一输入轴穿透通过所述第二输入轴和所述第三输入轴。
7.根据权利要求6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从所述第一输入轴的一个端部到另一个端部以所述第二输入轴和所述第三输入轴的顺序设置。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第三离合器设置在所述行星齿轮组的一侧并且将所述第一输入轴选择性地连接到所述电动机/发电机以便直接联接所述行星齿轮组。
9.根据权利要求7所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第三离合器设置在所述第三输入轴的一个端部部分上并且将所述第一输入轴选择性地连接到所述第三输入轴以便直接联接所述行星齿轮组。
10.根据权利要求7所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第三离合器设置在所述第三输入轴的另一个端部部分处并且选择性地将所述第三输入轴与所述电动机/发电机连接，以便直接联接所述行星齿轮组。
11.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第一速度输出单元包括：
第一输出轴，所述第一输出轴设置为平行于所述第二输入轴和所述第三输入轴；
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；
第一速度齿轮和第四速度齿轮，所述第一速度齿轮和所述第四速度齿轮能够旋转地设置在所述第一输出轴上；以及
第一同步器，所述第一同步器将所述第一速度齿轮或所述第四速度齿轮选择性地连接到所述第一输出轴。
12.根据权利要求11所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第一速度齿轮与所述第三输入齿轮接合并且所述第四速度齿轮与所述第一输入齿轮接合。
13.根据权利要求11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为平行于所述第二输入轴和所述第三输入轴；
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；
第二速度齿轮和第三速度齿轮，所述第二速度齿轮和所述第三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，所述第二同步器将所述第二速度齿轮选择性地连接到所述第二输出轴；以及
第三同步器，所述第三同步器将所述第三速度齿轮选择性地连接到所述第二输出轴。
14.根据权利要求13所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第二速度齿轮与所述第二输入齿轮接合并且所述第三速度齿轮与所述第四输入齿轮接合。
15.根据权利要求13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，所述空转轴设置成平行于所述第二速度输出单元；
倒退输入齿轮，所述倒退输入齿轮固定地设置在所述空转轴的一个端部部分上并且与所述第二速度齿轮接合；
倒退输出齿轮，所述倒退输出齿轮能够旋转地设置在所述空转轴的另一个端部部分上并且与所述第四输入齿轮接合；以及
第四同步器，所述第四同步器将所述倒退输出齿轮选择性地连接到所述空转轴。
16.一种用于车辆的动力传输装置，包括：
第一输入轴，所述第一输入轴适合于选择性接收发动机的扭矩；
第二输入轴，所述第二输入轴设置为与所述第一输入轴没有旋转干扰，适应于选择性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第一输入齿轮和第二输入齿轮；
第三输入轴，所述第三输入轴设置为与所述第二输入轴成行并且与所述第一输入轴没有旋转干扰，并且具有固定地设置在所述第三输入轴上的第三输入齿轮和第四输入齿轮；
行星齿轮组，所述行星齿轮组包括第一旋转元件，直接连接到所述第三输入轴的第二旋转元件，以及直接连接到所述第一输入轴的第三旋转元件；
电动机/发电机，所述电动机/发电机直接连接到所述第一旋转元件并且操作作为电动机或发电机；
第一离合器，所述第一离合器将所述发动机选择性地连接到所述第一输入轴；
第二离合器，所述第二离合器将所述发动机选择性地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连接所述行星齿轮组的三个旋转元件之中的两个旋转元件，并且选择性直接联接所述行星齿轮组；
第一速度输出单元，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为平行于所述第二输入轴和所述第三输入轴；
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；
第一速度齿轮，所述第一速度齿轮能够旋转地设置在所述第一输出轴上并且与所述第三输入齿轮接合；
第四速度齿轮，所述第四速度齿轮能够旋转地设置在所述第一输出轴上并且与所述第一输入齿轮接合；以及
第一同步器，所述第一同步器将所述第一速度齿轮或所述第四速度齿轮选择性地连接到所述第一输出轴；以及
第二速度输出单元，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为平行于所述第二输入轴和所述第三输入轴；
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；
第二速度齿轮，所述第二速度齿轮能够旋转地设置在所述第二输出轴上并且与所述第二输入齿轮接合；
第三速度齿轮，所述第三速度齿轮能够旋转地设置在所述第二输出轴上并且与所述第四输入齿轮接合；
第二同步器，所述第二同步器将所述第二速度齿轮选择性地连接到所述第二输出轴；以及
第三同步器，所述第三同步器将所述第三速度齿轮选择性地连接到所述第二输出轴；
倒退速度发电机，所述倒退速度发电机包括：
空转轴，所述空转轴设置成平行于所述第二速度输出单元；
倒退输入齿轮，所述倒退输入齿轮固定地设置在所述空转轴的一个端部部分上并且与所述第二速度齿轮接合；
倒退输出齿轮，所述倒退输出齿轮能够旋转地设置在所述空转轴的另一个端部部分上并且与所述第四输入齿轮接合；以及
第四同步器，所述第四同步器将所述倒退输出齿轮选择性地连接到所述空转轴。
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