CN105422758A - 用于混合电动车辆的动力传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于混合电动车辆的动力传输装置。用于车辆的变速器可包括第一和第二输入轴、第一和第二换挡输出单元、倒退速度空转单元和电动驱动力单元。每个输入轴可包括均具有不同齿轮齿数的多个输入齿轮。第二输入轴可以是空心的，并且设置在第一输入轴的前侧而与第一输入轴不发生旋转干扰。每个换挡输出单元可包括输出轴，通过同步单元切换通过与相应输入齿轮选择性地外啮合的换挡齿轮传递的旋转驱动力，并且通过输出齿轮输出所切换的旋转驱动力。倒退速度空转单元可以调节倒退速度换挡。电动驱动力单元可以将电动机/发电机的旋转驱动力选择性地传递到第一输入轴或第二换挡输出单元。

Description

用于混合电动车辆的动力传输装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年9月23日提交的韩国专利申请第10-2014-0126792号的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及用于混合电动车辆的动力传输装置，更特别地，涉及用于车辆的变速器，其可通过将电动机/发电机添加到自动手动变速器(AMT)而应用于混合电动车辆，从而获得平滑起动和快速换挡。
背景技术
在车辆中，环境友好的技术是未来车辆工业的存活可能高度依赖的关键，因此车辆制造商致力于开发环境友好的车辆，从而满足所需的环境和燃料效率规定。
作为这种未来车辆技术的类型，例如存在使用电能的EV电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)以及被配置为提高效率和便利性的双离合器变速器(DCT)。
另外，车辆制造商试图使诸如怠速停止和起动(ISG)设备以及再生制动设备的技术商业化，作为用于提高驱动力传递系统的效率的手段，努力提高燃料效率的性能，同时满足每个国家的废气规定。
ISG设备使用在车辆停止时停止发动机以及在车辆起动时启动发动机的技术。再生制动设备使用如下技术：当对车辆进行制动和减速时，驱动使用车辆的动能的发电机来代替基于常规摩擦方式的制动，并且将产生的电能储存到电池中，之后再次利用这种储存的电能。
另外，本发明的变速器适用的混合电动车辆是使用两个或更多个动力源的车辆，并且可以以各种方式组合。混合电动车辆可被形成为混合型的使用现有化石燃料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。
另外，作为可应用于这种混合电动车辆的变速器，例如存在双离合器变速器(DCT)通过将两个离合器应用到手动变速器结构，DCT能够提高效率以及改善便利性。
具体而言，DCT是以如下方式进行换挡的变速器：使用两个离合器交替操作奇数齿轮和偶数齿轮。交替进行奇数齿轮和偶数齿轮的换挡的机构可以改善现有手动变速器(MT)和自动手动变速器(AMT)的换挡过程中的转矩断开效应。
但是，由于起动时的离合器打滑，DCT可能具有大量的离合器损害和能量损失。当车辆在斜坡上起动时，由于离合器打滑，车辆可能具有大的向后力，因此可能出现安全方面的问题。由于离合器的热容量而需要进行快速换挡，因此与自动变速器相比，换挡过程中的影响增大。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，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
已作出的本发明致力于提供一种用于车辆的变速器，其通过将电动机/发电机添加到自动手动变速器(ATM)的结构，并且通过提供再生制动功能和起动充电功能而获得平滑起动和快速换挡，从而可以应用于混合电动车辆。
本发明的各个方面提供了一种用于车辆的变速器，包括：第一输入轴，所述第一输入轴在所述第一输入轴的后侧的外圆周侧处包括均具有不同齿轮齿数的第一多个输入齿轮，并且通过第一离合器选择性地连接到发动机的输出侧；第二输入轴，所述第二输入轴在所述第二输入轴的外圆周侧处包括均具有不同齿轮齿数的第二多个输入齿轮，所述第二输入轴为不与所述第一输入轴发生任何旋转干扰地设置在所述第一输入轴前侧的空心轴，并且通过第二离合器选择性地连接到所述发动机的输出侧；第一换挡输出单元，所述第一换挡输出单元包括与所述第一输入轴和第二输入轴基本平行地设置的第一输出轴，通过同步单元切换通过与所述第一多个输入齿轮和所述第二多个输入齿轮中的相应输入齿轮选择性地外啮合的换挡齿轮传递的旋转驱动力，并且通过第一输出齿轮输出所切换的旋转驱动力；第二换挡输出单元，所述第二换挡输出单元包括与所述第一输入轴和第二输入轴基本平行地设置的第二输出轴，通过所述同步单元切换通过与所述第一多个输入齿轮和所述第二多个输入齿轮中的相应输入齿轮选择性地外啮合的所述换挡齿轮传递的旋转驱动力，并且通过第二输出齿轮输出所切换的旋转驱动力；倒退速度空转单元，所述倒退速度空转单元设置在所述第二输入轴和所述第二换挡输出单元之间，并且调节倒退速度换挡；以及电动驱动力单元，所述电动驱动力单元被配置为向所述第一输入轴或所述第二换挡输出单元选择性地传递设置在第三输入轴处的电动机/发电机的旋转驱动力，所述第三输入轴与所述第一输入轴同轴地设置在所述第一输入轴的后侧。
所述第一输入轴可包括与奇数速度相关的输入齿轮,所述第二输入轴可包括与倒退速度和偶数速度相关的输入齿轮。
设置在所述第一输入轴处的所述第一多个输入齿轮可包括从前侧到后侧顺序地设置的用于第七速度的第一输入齿轮，用于第一速度的第二输入齿轮、用于第三速度的第三输入齿轮和用于第五速度的第四输入齿轮。设置在所述第二输入轴处的所述第二多个输入齿轮可包括从前侧到后侧顺序地设置的用于倒退速度和第二速度的第五输入齿轮和用于第四速度和第六速度的第六输入齿轮。
所述第一换挡输出单元可以包括：所述第一输出轴，所述第一输出轴与所述第一输入轴和所述第二输入轴基本平行地设置；所述第一输出齿轮，所述第一输出齿轮固定地设置在所述第一输出轴的一端并且被配置为输出所述第一输出轴的旋转驱动力；第一速度换挡齿轮和第五速度换挡齿轮，所述第一速度换挡齿轮和所述第五速度换挡齿轮设置在所述第一输出轴的一侧并且与所述第一输入轴的相应输入齿轮外啮合；第一同步器，所述第一同步器设置在所述第一速度换挡齿轮和所述第五速度换挡齿轮之间并且被配置为将所述第一速度换挡齿轮或所述第五速度换挡齿轮选择性地和同步地连接到所述第一输出轴；第二速度换挡齿轮和第四速度换挡齿轮，所述第二速度换挡齿轮和所述第四速度换挡齿轮设置在所述第一输出轴的另一侧并且与所述第二输入轴的相应输入齿轮外啮合；以及第二同步器，所述第二同步器设置在所述第二速度换挡齿轮和所述第四速度换挡齿轮之间并且被配置为将所述第二速度换挡齿轮或所述第四速度换挡齿轮选择性地和同步地连接到所述第一输出轴。
所述第二换挡输出单元可以包括：所述第二输出轴，所述第二输出轴与所述第一输入轴和所述第二输入轴基本平行地设置；所述第二输出齿轮，所述第二输出齿轮固定地设置在所述第二输出轴的一端并且被配置为输出所述第二输出轴的旋转驱动力；第三速度换挡齿轮和第七速度换挡齿轮，所述第三速度换挡齿轮和所述第七速度换挡齿轮设置在所述第二输出轴的一侧并且与所述第一输入轴的相应输入齿轮外啮合；第三同步器，所述第三同步器设置在所述第三速度换挡齿轮和所述第七速度换挡齿轮之间并且被配置为将所述第三速度换挡齿轮或所述第七速度换挡齿轮选择性地和同步地连接到所述第二输出轴；第六速度换挡齿轮和倒退速度换挡齿轮，所述第六速度换挡齿轮与所述第二输入轴上的相应输入齿轮外啮合，所述倒退速度换挡齿轮与所述倒退速度空转单元外啮合；以及第四同步器，所述第四同步器设置在所述第六速度换挡齿轮和所述倒退速度换挡齿轮之间并且被配置为将所述第六速度换挡齿轮或所述倒退速度换挡齿轮选择性地和同步地连接到所述第二输出轴。
所述倒退速度空转单元可以包括：空转轴，所述空转轴与所述第二输入轴基本平行地设置；倒退速度输入齿轮，所述倒退速度输入齿轮与所述第二输入轴的所述第二多个输入齿轮的任意一个外啮合；以及倒退速度输出齿轮，所述倒退速度输出齿轮与所述第二换挡输出单元上的倒退速度换挡齿轮外啮合。
所述电动驱动力单元可以包括：所述第三输入轴，所述第三输入轴与所述第一输入轴同轴地设置并设置在所述第一输入轴的后侧处；所述电动机/发电机，所述电动机/发电机连接到所述第三输入轴的后端；电动车辆从动齿轮，所述电动车辆从动齿轮整体地形成在所述第二换挡输出单元的所述第二输出轴上的后端处；电动车辆驱动齿轮，所述电动车辆驱动齿轮不发生任何旋转干扰地设置在所述第三输入轴上，并且与所述电动车辆从动齿轮外啮合；以及第五同步器，所述第五同步器设置在所述第一输入轴和所述电动车辆驱动齿轮之间，并且被配置为将所述电动机/发电机的旋转驱动力选择性地传递到所述第一输入轴或所述第二输出轴。
电动机/发电机可以包括连接到所述第三输入轴的转子以及设置在所述转子的外圆周部分处并且固定在变速器壳体处的定子。
根据本发明的各个方面，可以应用于混合电动车辆，从而使用发动机ENG的旋转驱动力来实现向前七个速度，使用发动机ENG和电动机/发电机MG的旋转驱动力来实现HEV模式向前四个速度，并且使用电动机/发电机MG的旋转驱动力而在EV模式下实现向前四个速度和倒退速度，从而提高燃料效率。
另外，通过使用发动机和电动机/发电机作为驱动力来源可以执行平滑起动，并且可以在断开发动机和变速器之间的连接的状态下只使用电动机/发电机来执行起动，从而获得平滑起动。
此外，当使用发动机的旋转驱动力来驱动车辆时，可以改善加速性能，因为电动机/发电机的旋转驱动力可以用作辅助驱动力。
附图说明
图1为显示根据本发明的示例性变速器的示意图。
图2为显示根据本发明的示例性变速器的换挡的操作表。
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。虽然本发明将与示例性实施方案相组合进行描述，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。
然而，附图和说明书应当被认为本质上是显示性的而非限制性的。在整个说明书中，同样的附图标记表示同样的元件。在接下来的描述中，使用术语第一、第二等等来命名某些部件以对它们进行区分，因为所述部件的名称是相同或相似的，但不限于这样的顺序。
图1为显示根据本发明的各个实施方案的变速器的示意图。参考图1，根据本发明的各个实施方案的变速器包括第一输入轴IS1和第二输入轴IS2、第一离合器CL1和第二离合器CL2、第一换挡输出单元OUT1和第二换挡输出单元OUT2、倒退速度空转单元以及电动驱动力单元或装置。
第一输入轴IS1被形成为实心轴，并且通过第一离合器CL1选择性地连接到发动机ENG的输出侧，第二输入轴IS2被形成为与第一输入轴IS1的外圆周侧重叠且没有相互旋转干扰的空心轴，并且通过第二离合器CL2选择性地连接到发动机ENG的输出侧。
在第一输入轴IS1处，以预先确定的间隔设置有均具有不同齿轮齿数的第一输入齿轮G1、第二输入齿轮G2、第三输入齿轮G3和第四输入齿轮G4，齿轮设置在通过第二输入轴IS2的后侧处，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从前侧顺序地设置。
在第二输入轴IS2处，以预先确定的间隔设置有均具有不同齿轮齿数的第五齿轮G5和第六齿轮G6，齿轮设置成第五输入齿轮G5和第六输入齿轮G6从前侧顺序地设置。
因此，当第一离合器CL1操作时，第一输入轴IS1旋转并驱动第一输入齿轮G1、第二输入齿轮G2、第三输入齿轮G3和第四输入齿轮G4，当第二离合器CL2操作时，第二输入轴IS2旋转并驱动第五输入齿轮G5和第六输入齿轮G6。
上述第一输入齿轮G1、第二输入齿轮G2、第三输入齿轮G3、第四输入齿轮G4、第五输入齿轮G5和第六输入齿轮G6是为了实现换挡速度而配置的输入齿轮，因此考虑每个换挡速度的齿轮齿数来确定齿轮齿数。
齿轮齿数被分别设定为第一输入齿轮G1可作为用于第七速度的输入齿轮来操作，第二输入齿轮G2可作为用于第一速度的输入齿轮来操作，第三输入齿轮G3可作为用于第三速度的输入齿轮来操作，第四输入齿轮G4可作为用于第五速度的输入齿轮来操作，第五输入齿轮G5可作为用于倒退速度和第二速度的输入齿轮来操作，第六输入齿轮G6可作为用于第四速度和第六速度的输入齿轮来操作。
也就是说，用于奇数速度的输入齿轮设置在第一输入轴IS1上，而用于偶数速度的输入齿轮设置在第二输入轴IS2上。
第一离合器CL1和第二离合器CL2均由典型的液体多碟离合器形成，并且可通过液压控制系统来控制第一离合器CL1和第二离合器CL2的操作和不操作。
在第一换挡输出单元OUT1中，第一输出轴OS1平行或基本平行地设置在距第一输入轴IS1和第二输入轴IS2预先确定的距离处，第一输出齿轮OG1固定地设置在第一输出轴OS1的一端处，从而输出第一输出轴OS1的旋转驱动力。
在第一输出轴OS1的一侧分别设置有与第一输入轴OS1上的第二输入齿轮G2和第四输入齿轮G4外啮合的第一速度换挡齿轮D1和第五速度换挡齿轮D5，而不发生任何旋转干扰，第一同步器SL1设置在第一速度换挡齿轮D1和第五速度换挡齿轮D5之间，以将第一速度换挡齿轮D1或第五速度换挡齿轮D5选择性地且同步地连接到第一输出轴OS1。
在第一输出轴OS1的另一侧分别设置有与第二输出轴OS2上的第五输入齿轮G5和第六输入齿轮G6外啮合的第二速度换挡齿轮D2和第四速度换挡齿轮D4，而不发生任何旋转干扰，第二同步器SL2设置在第二速度换挡齿轮D2和第四速度换挡齿轮D4之间，以将第二速度换挡齿轮D2或第四速度换挡齿轮D4选择性地且同步地连接到第一输出轴OS1。
此时，第一同步器SL1与第一速度换挡齿轮D1或第五速度换挡齿轮D5一同设置在第一输出轴OS1的后侧，而第二同步器SL2与第二速度换挡齿轮D2或第四速度换挡齿轮D4一同设置在第一输出轴OS1的前侧。
这样，通过第一换挡输出单元OUT1换挡的旋转驱动力通过与设置在第一输出轴OS1的前端的第一输出齿轮OG1外啮合的最终减速齿轮FG而传递到差动DIFF。
在第二换挡输出单元OUT2中，第二输出轴OS2平行或基本平行地设置在距第一输入轴IS1和第二输入轴IS2预先确定的距离处，输出第二输出轴OS2的旋转驱动力的第二输出齿轮OG2固定地设置在第二输出轴OS2的一端。
在第二输出轴OS2的一侧分别设置有与第一输入轴OS1上的第三输入齿轮G3和第一输入齿轮G1外啮合的第三速度换挡齿轮D3和第七速度换挡齿轮D7，而不发生任何旋转干扰，第三同步器SL3设置在第三速度换挡齿轮D3和第七速度换挡齿轮D7之间，以将第三速度换挡齿轮D3或第七速度换挡齿轮D7选择性地且同步地连接到第二输出轴OS2。
在第二输出轴OS2的另一端设置有与第二输入轴OS2上的第六输入齿轮G6外啮合的第六速度换挡齿轮D6以及与倒退速度空转单元外啮合的倒退速度换挡齿轮RG，而不发生任何旋转干扰，第四同步器SL4设置在第六速度和倒退速度换挡齿轮D6之间，以将第六速度或倒退速度换挡齿轮D6或RG选择性地且同步地连接到第二输出轴OS2。
此时，第三同步器SL3与第三速度换挡齿轮D3或第七速度换挡齿轮D7一同设置在第二输出轴OS2的后侧，而第四同步器SL4与第六速度换挡齿轮D6或倒退速度换挡齿轮RG一同设置在第二输出轴OS2的前侧。
这样，通过第二换挡输出单元OUT2换挡的旋转驱动力通过与接合在第二输出轴OS2的前端的第二输出齿轮OG2外啮合的最终减速齿轮FG而传递到差动DIFF。
第一、第二、第三和第四同步器SL1至SL4是已知的配置，因此将省略其详细说明，应用于第一、第二、第三和第四同步器SL1至SL4的套筒SLE1、SLE2、SLE3和SLE4的每一个另外像现有技术那样包括致动器，通过变速器控制单元控制致动器，从而执行换挡。
另外，在倒退速度空转单元中，空转轴RIS与第二输入轴IS2平行或基本平行地设置，与第五输入齿轮5外啮合的倒退速度输入齿轮RIG固定地设置在空转轴RIS的一侧，而与倒退速度换挡齿轮RG外啮合的倒退速度输出齿轮ROG固定地设置在空转轴RIS的另一侧。
因此，旋转驱动力在第二输入轴IS2的第五输入齿轮G5相同的方向上传递到倒退速度换挡齿轮RG，从而可以执行倒退速度。
同时，电动驱动力单元或装置包括第三输入轴IS3、电动机/发电机MG、电动车辆从动齿轮EVOG、电动车辆驱动齿轮EVIG以及第五同步器SL5。
首先，第三输入轴IS3在第一输入轴IS1的后侧处设置在同一轴线上。
电动机/发电机MG在径向上直接连接到第三输入轴IS3的后端。
电动车辆从动齿轮EVOG整体地设置在第二换挡输出单元OUT2的第二输出轴OS2的后端，电动车辆驱动齿轮EVIG与电动车辆从动齿轮EVOG外啮合，同时设置在第三输入轴IS3上，而不发生任何旋转干扰。
此外，第五同步器SL5设置在第一输入轴IS1和电动车辆驱动齿轮EVIG之间，从而电动机/发电机MG的旋转驱动力被选择性地传递到第一输入轴IS1或第二输出轴OS2。
电动机/发电机MG执行电动机和发电机的功能，并且包括整体地连接到第三输入轴IS3的转子RT以及在转子T的径向外侧固定到变速器壳体H的定子ST。
因此，电动机/发电机MG通过发动机ENG的旋转驱动力来执行发电机的功能并且将所产生的电能储存到电池中，或者执行产生用于驱动车辆的驱动力的电动机的功能。
第五同步器SL5由典型的同步器形成，其设置在第一输入轴IS1和第三输入轴IS3之间并且将第三输入轴IS3选择性地和同步地连接到第一输入轴IS1，或者设置在第三输入轴IS3上而不发生任何旋转干扰，从而始终连接到第三输入轴IS3以及与整体地形成在第二换挡输出单元OUT2的第二输出轴OS2处的电动车辆从动齿轮EOVG外啮合的电动车辆驱动齿轮EVIG。
由于第五同步器SL5是已知的配置，将省略其详细说明。适合于第五同步器SL5的套筒SLE5像现有技术中那样包括另外的致动器，致动器通过变速器控制单元来控制。
此处，第五同步器SL5不限于同步器，可以采用自动控制的犬齿式离合器、液压多碟离合器等等中的任何一个。
图2为根据本发明的各个实施方案的变速器的换挡的操作表。下面将描述换挡过程。
倒退速度
在倒退速度处，在发动机ENG启动的状态下，第二输出轴OS2和倒退速度换挡齿轮RG通过第四变速器SL4的第四套筒SLE4互相连接，当第二离合器CL2被致动时，完成倒退速度换挡。
因此，发动机ENG的旋转驱动力通过第二离合器CL2、第二输入轴IS2、第一输入齿轮G1、倒退速度输入齿轮RIG、空转轴RIS、向后输出齿轮ROG、倒退速度换挡齿轮RG、第二输出轴OS2以及第二输出齿轮OG2传递到最终减速齿轮FG，从而完成倒退速度。
向前第一速度
在向前第一速度处，通过发动机ENG的旋转驱动力来执行驱动，第一速度换挡齿轮D1和第一输出轴IS1通过第一同步器SL1的第一套筒SLE1互相连接，当控制第一离合器CL1的操作时，执行第一速度换挡。
因此，发动机ENG的旋转驱动力通过第一离合器CL1、第一输入轴IS1、第二输入齿轮G2、第一速度换挡齿轮D1、第一输出轴OS1以及第一输出齿轮OG1传递到最终减速齿轮FG，从而完成向前第一速度驱动。
另外，以上述方式完成向前第一速度换挡之后，第二速度换挡齿轮D2和第一输出轴OS1通过第二同步器SL2的套筒SLE2同步地互相连接，用于接下来的向前第二速度换挡。
向前第二速度
在第一速度状态下，当车辆速度增大而需要换挡到第二速度时，在第一速度状态下释放第一离合器CL1的操作，并且控制第二离合器CL2的操作。
然后，由于第二速度换挡齿轮D2和第一输出轴OS1已通过向前第一速度状态下的预操作通过第二同步器SL2的第二套管SLE2互相连接，因此发动机ENG的旋转驱动力通过第二离合器CL2、第二输入轴IS2、第五输入齿轮G5、第二速度换挡齿轮D2、第一输出轴OS1以及第一输出齿轮OG1自然传递到最终减速齿轮FG，从而完成向前第二速度操作。
另外，以这种方式完成向前第二速度换挡之后，将第一同步器SL1的第一套筒SLE1控制到空挡状态，并且第三速度换挡齿轮D3和第二输出轴OS2通过第三同步器SL3的第三套筒SLE3同步地互相连接，用于接下来的向前第三速度换挡。
向前第三速度
在第二速度状态下，当车辆速度增大时，需要换挡到第三速度，在第二速度状态下释放第二离合器CL2的操作，并且控制第一离合器CL1的操作。
然后，由于第三速度换挡齿轮D3和第二输出轴OS2已通过向前第二速度状态下的预操作通过第三同步器SL3的第三套管SLE3互相连接，因此发动机ENG的旋转驱动力通过第一离合器CL1、第一输入轴IS1、第三输入齿轮G3、第三速度换挡齿轮D3、第二输出轴OS2以及第二输出齿轮OG2自然传递到最终减速齿轮FG，从而完成向前第三速度操作。
另外，以这种方式完成向前第三速度换挡之后，将第二同步器SL2的第二套筒SLE2控制到空挡状态，并且第四速度换挡齿轮D4和第一输出轴OS1通过第二同步器SL2的第二套筒SLE2同步地互相连接，用于接下来的向前第四速度换挡。
向前第四速度
在第三速度状态下，当车辆速度增大时而需要换挡到第四速度时，在第三速度状态下释放第一离合器CL1的操作，并且控制第二离合器CL2的操作。
然后，由于第四速度换挡齿轮D4和第一输出轴OS1已通过向前第三速度状态下的预操作通过第二同步器SL2的第二套管SLE2互相连接，因此发动机ENG的旋转驱动力通过第二离合器CL2、第二输入轴IS2、第六输入齿轮G6、第四速度换挡齿轮D4、第一输出轴OS1以及第一输出齿轮OG1自然传递到最终减速齿轮FG，从而完成向前第四速度操作。
另外，以这种方式完成向前第四速度换挡之后，将第三同步器SL3的第三套筒SLE3控制到空挡状态，并且第五速度换挡齿轮D5和第一输出轴OS1通过第一同步器SL1的第一套筒SLE1同步地互相连接，用于接下来的向前第五速度换挡。
向前第五速度
在第四速度状态下，当车辆速度增大而需要换挡到第五速度时，在第四速度状态下释放第二离合器CL2的操作，并且控制第一离合器CL1的操作。
然后，由于第五速度换挡齿轮D5和第一输出轴OS1已通过向前第四速度状态下的预操作通过第一同步器SL1的第一套管SLE1互相连接，因此发动机ENG的旋转驱动力通过第一离合器CL1、第一输入轴IS1、第四输入齿轮G4、第五速度换挡齿轮D5、第一输出轴OS1以及第一输出齿轮OG1自然传递到最终减速齿轮FG，从而完成向前第五速度操作。
另外，以这种方式完成向前第五速度换挡之后，将第二同步器SL2的第二套筒SLE2控制到空挡状态，并且第六速度换挡齿轮D6和第二输出轴OS2通过第四同步器SL4的第四套筒SLE4同步地互相连接，用于接下来的向前第六速度换挡。
向前第六速度
在第五速度状态下，当车辆速度增大而需要换挡到第六速度时，在第五速度状态下释放第一离合器CL1的操作，并且控制第二离合器CL2的操作。
然后，由于第六速度换挡齿轮D6和第二输出轴OS2已通过向前第五速度状态下的预操作通过第四同步器SL4的第四套管SLE4互相连接，因此发动机ENG的旋转驱动力通过第二离合器CL2、第二输入轴IS2、第六输入齿轮G6、第六速度换挡齿轮D6、第二输出轴OS2以及第二输出齿轮OG2自然传递到最终减速齿轮FG，从而完成向前第六速度操作。
另外，以这种方式完成向前第六速度换挡之后，将第一同步器SL1的第一套筒SLE1控制到空挡状态，并且第七速度换挡齿轮D7和第二输出轴OS2通过第三同步器SL3的第三套筒SLE3同步地互相连接，用于接下来的向前第七速度换挡。
向前第七速度
在第六速度下，当车辆速度增大而需要换挡到第七速度时，在第六速度状态下释放第二离合器CL2的操作，并且控制第一离合器CL1的操作。
然后，由于第七速度换挡齿轮D7和第二输出轴OS2已通过向前第六速度状态下的预操作通过第三同步器SL3的第三套管SLE3互相连接，因此发动机ENG的旋转驱动力通过第一离合器CL1、第一输入轴IS1、第一输入齿轮G1、第七速度换挡齿轮D7、第二输出轴OS2以及第二输出齿轮OG2自然传递到最终减速齿轮FG，从而完成向前第七速度操作。
另外，在以这种方式完成向前第七速度换挡之后，将第四同步器SL4的第四套筒SLE4控制到空挡状态。
通过换挡速度顺序上升的示例描述了上述换挡过程，当换挡速度顺序下降时，以上述顺序的逆序来执行换挡过程。
在这种换挡方式中，可使用电动机/发电机MG的驱动力作为发动机ENG的辅助驱动力，当通过发动机ENG的旋转驱动力来驱动车辆时，由于发动机/发电机MG的转子RT总是在奇数速度下旋转，因此在发动机/发电机MG作为发电机来操作的同时，可以产生电能并且将电能充入电池。
另外，根据本发明的各个实施方案的变速器可在HEV模式下换挡到向前第四速度。
在HEV模式下，原因在于可以通过驱动发动机ENG和发动机/发电机MG两者来对到第三输入轴IS3的换挡速度进行换挡。
因此，向前第一速度被换挡到HEV第一速度，向前第三速度被换挡到HEV第二速度，向前第五速度被换挡到HEV第三速度，而向前第七速度被换挡到HEV第四速度。此时，控制操作以使第一离合器CL1操作，同时第五同步器SL5连接第一输入轴IS1和第三输入轴IS3。
这样，可以在HEV模式下进行操作，同时可基于发动机ENG与电动机/发电机MG的旋转驱动力的转矩差将驱动力传递到第一输入轴IS1。
另外，在根据本发明的各个实施方案的变速器中，电动机/发电机MG的旋转驱动力在EV模式下可通过两个路径向上传递到差动DIFF。
两个路径可实现通过第二输出轴OS2的连续可变换挡EV模式以及通过第一输入轴IS1和第二输出轴OS1和OS2的多范围换挡EV模式。
在连续可变换挡EV模式中，第五同步器SL5将电动车辆驱动齿轮EVIG同步地连接到第三输入轴IS3，从而将电动机/发动机MG的旋转驱动力通过与电动车辆驱动齿轮EVIG外啮合的电动车辆从动齿轮EVOG传递到第二输出轴OS2。
此时，当电动机/发电机MG向前旋转时，电动机/发电机MG的旋转驱动力通过第三输入轴IS2、第五同步器SL5、电动车辆驱动齿轮EVIG、电动车辆从动齿轮EVOG、第二输出轴OS2、第二输出轴OG2和最终减速齿轮FD传递到差动DIFF，从而执行EV模式的连续可变换挡操作。另外，当在第五同步器SL5的操作状态下的倒退方向上驱动电动机/发电机MG时，也可以进行倒退速度换挡。
此外，当需要通过驱动发动机ENG将连续可变换挡EV模式转换成HEV模式时，在使用第三同步器SL3将速度换挡到向前第三速度之后操作第一离合器CL1，从而发动机可以启动。
在多范围固定换挡EV模式下，当在第五同步器SL5连接第三输入轴IS3和第一输入轴IS1的状态下电动机/发电机MG得以发电时，电动机/发电机MG的旋转驱动力传递到第一输入轴IS1。
因此，当使用第一换挡输出单元OUT1和第二换挡输出单元OUT2的第一同步器SL1和第三同步器SL3来执行奇数速度的向前第一、第三、第五和第七换挡时，可以在EV模式下执行固定换挡。
这样，在这种固定换挡EV模式下，向前第一速度可被换挡到EV第一速度，向前第三速度可被换挡到EV第二速度，向前第五速度可被换挡到EV第三速度，而向前第七速度可被换挡到EV第四速度。
另外，当需要驱动发动机ENG将多范围固定换挡EV模式转换到HEV模式时，可在任意换挡速度下通过操作第一离合器CL1来启动发动机ENG。
不过，已描述上述EV换挡模式以显示对于根据本发明的各个实施方案的变速器的结构而言可以实施的EV换挡模式，而如何实施这种EV换挡模式可能根据所采用的车辆的特点而有所不同。
另外，当在启动发动机ENG的状态下控制第一离合器CL1的操作并且操作第五同步器SL5以连接第一输入轴IS1和第三输入轴IS3时，可在根据本发明的各个实施方案的变速器处执行空转充电。
另外，当在充电状态(SOC)较低的状态下在向前第二速度蠕变(creep)驱动过程中控制第一离合器CL1的操作并且操作第五同步器以连接第一输入轴IS1和第三输入轴IS3时，也可以执行蠕变空转充电。
此外，也可以进行发电制动(generativebraking)，因为在连续可变和多范围固定换挡EV模式下差动DIFF和电动机/发动机MG都被机械连接。
如上所述，根据本发明的各个实施方案的用于车辆的变速器可以使用发动机ENG的旋转驱动力实现向前七个速度，使用发动机ENG和电动机/发电机MG的旋转驱动力来实现HEV模式向前四个速度，并且使用电动机/发电机MG的旋转驱动力而在EV模式下实现向前四个速度和倒退速度，从而提高燃料效率。
此外，可以通过电动机/发电机MG执行平滑起动，并且可以在断开发动机ENG和变速器之间的连接的状态下只使用电动机/发电机MG来执行起动。
另外，当通过发动机ENG的旋转驱动力来驱动车辆时，可以改善加速性能，因为电动机/发电机MG的旋转驱动力可以用作辅助驱动力。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“前”或“后”等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案的特征。
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。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 (14)

1.一种用于车辆的变速器，包括：
第一输入轴，所述第一输入轴在所述第一输入轴的后侧的外圆周侧包括均具有不同齿轮齿数的第一多个输入齿轮，并且通过第一离合器选择性地连接到发动机的输出侧；
第二输入轴，所述第二输入轴在所述第二输入轴的外圆周侧处包括均具有不同齿轮齿数的第二多个输入齿轮，所述第二输入轴为不与所述第一输入轴发生任何旋转干扰地设置在所述第一输入轴前侧的空心轴，并且通过第二离合器选择性地连接到所述发动机的输出侧；
第一换挡输出单元，所述第一换挡输出单元包括与所述第一输入轴和所述第二输入轴基本平行地设置的第一输出轴，通过同步单元切换通过与所述第一多个输入齿轮和所述第二多个输入齿轮中的相应输入齿轮选择性地外啮合的换挡齿轮传递的旋转驱动力，并且通过第一输出齿轮输出所切换的旋转驱动力；
第二换挡输出单元，所述第二换挡输出单元包括与所述第一输入轴和第二输入轴基本平行地设置的第二输出轴，通过所述同步单元切换通过与所述第一多个输入齿轮和所述第二多个输入齿轮中的相应输入齿轮选择性地外啮合的所述换挡齿轮传递的旋转驱动力，并且通过第二输出齿轮输出所切换的旋转驱动力；
倒退速度空转单元，所述倒退速度空转单元设置在所述第二输入轴和所述第二换挡输出单元之间，并且调节倒退速度换挡；以及
电动驱动力单元，所述电动驱动力单元被配置为向所述第一输入轴或所述第二换挡输出单元选择性地传递设置在第三输入轴处的电动机/发电机的旋转驱动力，所述第三输入轴与所述第一输入轴同轴地设置在所述第一输入轴的后侧。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中：
所述第一输入轴包括与奇数速度相关的输入齿轮；以及
所述第二输入轴包括与倒退速度和偶数速度相关的输入齿轮。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中：
设置在所述第一输入轴上的所述第一多个输入齿轮包括从前侧到后侧顺序地设置的用于第七速度的第一输入齿轮，用于第一速度的第二输入齿轮、用于第三速度的第三输入齿轮和用于第五速度的第四输入齿轮；以及
设置在所述第二输入轴上的所述第二多个输入齿轮包括从前侧到后侧顺序地设置的用于倒退速度和第二速度的第五输入齿轮和用于第四速度和第六速度的第六输入齿轮。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中所述第一换挡输出单元包括：
所述第一输出轴，所述第一输出轴与所述第一输入轴和所述第二输入轴基本平行地设置；
所述第一输出齿轮，所述第一输出齿轮固定地设置在所述第一输出轴的一端并且被配置为输出所述第一输出轴的旋转驱动力；
第一速度换挡齿轮和第五速度换挡齿轮，所述第一速度换挡齿轮和所述第五速度换挡齿轮设置在所述第一输出轴的一侧并且与所述第一输入轴的相应输入齿轮外啮合；
第一同步器，所述第一同步器设置在所述第一速度换挡齿轮和所述第五速度换挡齿轮之间并且被配置为将所述第一速度换挡齿轮或所述第五速度换挡齿轮选择性地和同步地连接到所述第一输出轴；
第二速度换挡齿轮和第四速度换挡齿轮，所述第二速度换挡齿轮和所述第四速度换挡齿轮设置在所述第一输出轴的另一侧并且与所述第二输入轴的相应输入齿轮外啮合；以及
第二同步器，所述第二同步器设置在所述第二速度换挡齿轮和所述第四速度换挡齿轮之间并且被配置为将所述第二速度换挡齿轮或所述第四速度换挡齿轮选择性地和同步地连接到所述第一输出轴。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中所述第二换挡输出单元包括：
所述第二输出轴，所述第二输出轴与所述第一输入轴和所述第二输入轴基本平行地设置；
所述第二输出齿轮，所述第二输出齿轮固定地设置在所述第二输出轴的一端并且被配置为输出所述第二输出轴的旋转驱动力；
第三速度换挡齿轮和第七速度换挡齿轮，所述第三速度换挡齿轮和所述第七速度换挡齿轮设置在所述第二输出轴的一侧并且与所述第一输入轴的相应输入齿轮外啮合；
第三同步器，所述第三同步器设置在所述第三速度换挡齿轮和所述第七速度换挡齿轮之间并且被配置为将所述第三速度换挡齿轮或所述第七速度换挡齿轮选择性地和同步地连接到所述第二输出轴；
第六速度换挡齿轮和倒退速度换挡齿轮，所述第六速度换挡齿轮与所述第二输入轴上的相应输入齿轮外啮合，所述倒退速度换挡齿轮与所述倒退速度空转单元外啮合；以及
第四同步器，所述第四同步器设置在所述第六速度换挡齿轮和所述倒退速度换挡齿轮之间并且被配置为将所述第六速度换挡齿轮或所述倒退速度换挡齿轮选择性地和同步地连接到所述第二输出轴。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中所述倒退速度空转单元包括：
空转轴，所述空转轴与所述第二输入轴基本平行地设置；
倒退速度输入齿轮，所述倒退速度输入齿轮与所述第二输入轴的所述第二多个输入齿轮的任意一个外啮合；以及
倒退速度输出齿轮，所述倒退速度输出齿轮与所述第二换挡输出单元上的倒退速度换挡齿轮外啮合。
7.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中所述电动驱动力单元包括：
所述第三输入轴，所述第三输入轴与所述第一输入轴同轴地设置并设置在所述第一输入轴的后侧处；
所述电动机/发电机，所述电动机/发电机连接到所述第三输入轴的后端；
电动车辆从动齿轮，所述电动车辆从动齿轮整体地形成在所述第二换挡输出单元的所述第二输出轴上的后端处；
电动车辆驱动齿轮，所述电动车辆驱动齿轮不发生任何旋转干扰地设置在所述第三输入轴上，并且与所述电动车辆从动齿轮外啮合；以及
第五同步器，所述第五同步器设置在所述第一输入轴和所述电动车辆驱动齿轮之间，并且被配置为将所述电动机/发电机的旋转驱动力选择性地传递到所述第一输入轴或所述第二输出轴。
8.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中所述电动机/发电机包括：
转子，所述转子连接到所述第三输入轴；以及
定子，所述定子设置在所述转子的外圆周部分处并且固定在变速器壳体处。
9.一种用于车辆的变速器，包括：
第一输入轴，所述第一输入轴在所述第一输入轴的后侧的外圆周侧处包括均具有不同齿轮齿数的第一多个输入齿轮，并且通过第一离合器选择性地连接到发动机的输出侧；
第二输入轴，所述第二输入轴在所述第二输入轴的外圆周侧处包括均具有不同齿轮齿数的第二多个输入齿轮，所述第二输入轴为不与所述第一输入轴发生任何旋转干扰地设置在所述第一输入轴前侧的空心轴，并且通过第二离合器选择性地连接到所述发动机的输出侧；
第一换挡输出单元，所述第一换挡输出单元包括：
第一输出轴，所述第一输出轴与所述第一输入轴和所述第二输入轴基本平行地设置；
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的一端处并且输出所述第一输出轴的旋转驱动力；
第一速度换挡齿轮和第五速度换挡齿轮，所述第一速度换挡齿轮和所述第五速度换挡齿轮设置在所述第一输出轴的一侧处并且与所述第一输入轴的相应输入齿轮外啮合；
第一同步器，所述第一同步器设置在所述第一速度换挡齿轮和所述第五速度换挡齿轮之间并且被配置为将所述第一速度换挡齿轮或所述第五速度换挡齿轮选择性地和同步地连接到所述第一输出轴；
第二速度换挡齿轮和第四速度换挡齿轮，所述第二速度换挡齿轮和所述第四速度换挡齿轮设置在所述第一输出轴的另一侧并且与所述第二输入轴的相应输入齿轮外啮合；以及
第二同步器，所述第二同步器设置在所述第二速度换挡齿轮和所述第四速度换挡齿轮之间并且被配置为将所述第二速度换挡齿轮或所述第四速度换挡齿轮选择性地和同步地连接到所述第一输出轴，并且被配置为切换输入的旋转驱动力并通过所述第一输出齿轮输出所切换的旋转驱动力。
第二换挡输出单元，所述第二换挡输出单元包括：
第二输出轴，所述第二输出轴与所述第一输入轴和所述第二输入轴基本平行地设置；
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的一端处并且被配置为输出所述第二输出轴的旋转驱动力；
第三速度换挡齿轮和第七速度换挡齿轮，所述第三速度换挡齿轮和所述第七速度换挡齿轮设置在所述第二输出轴的一侧处并且与所述第一输入轴的相应输入齿轮外啮合；
第三同步器，所述第三同步器设置在所述第三速度换挡齿轮和所述第七速度换挡齿轮之间并且被配置为将所述第三速度换挡齿轮或所述第七速度换挡齿轮选择性地和同步地连接到所述第二输出轴；
倒退速度换挡齿轮，所述倒退速度换挡齿轮设置在所述第二输出轴的另一侧处，并且与第六速度换挡齿轮外啮合，所述第六速度换挡齿轮与所述第二输入轴的所述输入齿轮外啮合，所述倒退速度换挡齿轮与所述倒退速度空转单元外啮合；以及
第四同步器，所述第四同步器设置在所述第六速度换挡齿轮和所述倒退速度换挡齿轮之间并且被配置为将所述第六速度换挡齿轮或所述倒退速度换挡齿轮选择性地和同步地连接到所述第二输出轴，并且被配置为切换输入的旋转驱动力并通过所述第二输出齿轮输出所切换的旋转驱动力；
倒退速度空转单元，所述倒退速度空转单元设置在所述第二输入轴和所述第二换挡输出单元之间，并且调节倒退速度换挡；以及
电动驱动力单元，所述电动驱动力单元被配置为选择性地传递设置在第三输入轴上的电动机/发电机的旋转驱动力，所述第三输入轴设置在所述第一输入轴的后侧处并且与所述第一输入轴或所述第二换挡输出单元同轴。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的变速器，其中：
所述第一输入轴包括与奇数速度相关的输入齿轮；以及
所述第二输入轴包括与倒退速度和偶数速度相关的输入齿轮。
11.根据权利要求9所述的用于车辆的变速器，其中：
设置在所述第一输入轴上的所述第一多个输入齿轮包括从前侧到后侧顺序地设置的用于第七速度的第一输入齿轮，用于第一速度的第二输入齿轮、用于第三速度的第三输入齿轮和用于第五速度的第四输入齿轮；以及
设置在所述第二输入轴上的所述第二多个输入齿轮包括从前侧到后侧顺序地设置的用于倒退速度和第二速度的第五输入齿轮和用于第四速度和第六速度的第六输入齿轮。
12.根据权利要求9所述的用于车辆的变速器，其中所述倒退速度空转单元包括：
空转轴，所述空转轴与所述第二输入轴基本平行地设置；
倒退速度输入齿轮，所述倒退速度输入齿轮与所述第二输入轴的所述第二多个输入齿轮的任意一个外啮合；以及
倒退速度输出齿轮，所述倒退速度输出齿轮与所述第二换挡输出单元的所述倒退速度换挡齿轮外啮合。
13.根据权利要求9所述的用于车辆的变速器，其中所述电动驱动力单元包括：
所述第三输入轴，所述第三输入轴与所述第一输入轴同轴地设置并设置在所述第一输入轴的后侧；
所述电动机/发电机，所述电动机/发电机连接到所述第三输入轴的后端；
电动车辆从动齿轮，所述电动车辆从动齿轮整体地设置在所述第二换挡输出单元的所述第二输出轴的后端处；
电动车辆驱动齿轮，所述电动车辆驱动齿轮不发生任何旋转干扰地设置在所述第三输入轴上，并且与所述电动车辆从动齿轮外啮合；以及
第五同步器，所述第五同步器设置在所述第一输入轴和所述电动车辆驱动齿轮之间，并且被配置为将所述电动机/发电机的旋转驱动力选择性地传递到所述第一输入轴或所述第二输出轴。
14.根据权利要求9所述的用于车辆的变速器，其中所述电动机/发电机包括：
转子，所述转子连接到所述第三输入轴；以及
定子，所述定子设置在所述转子的外圆周部分处并且固定在变速器壳体处。
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