CN110608269B - 用于车辆的动力传输设备 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的动力传输设备包括：第一输入轴，接收输入扭矩；第二输入轴和第三输入轴，其与第一输入轴同轴设置并选择性地连接；第一扭矩中间轴和第二扭矩中间轴，与第一输入轴同轴设置；第一中间轴和第二中间轴以及输出轴，其与第一输入轴并行设置；第一换挡部分，从第三输入轴接收扭矩并输出多个第一换挡扭矩；第二换挡部分，包括选择性地与第一输入轴连接的第一行星齿轮组并输出多个第二换挡扭矩；以及复合换挡部分，通过输入扭矩以及第一换挡扭矩和第二换挡扭矩形成输出扭矩。

Description

用于车辆的动力传输设备

相关申请交叉引证

本申请要求于2018年6月14日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2018-0068336的优先权和权益，该申请的全部内容通过引证结合于本文。

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的动力传输设备。

背景技术

本部分的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

先进的汽车制造商将其精力集中在开发环保型汽车上以实现环保和燃料效率法规。

利用电能的电动车辆(EV)或混合动力电动车辆(HEV)或者提高变速器的效率和便利性的双离合器变速器(DCT)可以是这种未来车辆技术的示例。

双离合器变速器(DCT)包括两个离合器装置和基本上手动变速的齿轮系，通过使用这两个离合器装置选择性地将来自发动机的扭矩输入传输到两个输入轴，并且输出通过齿轮系换挡的扭矩。

这种双离合器变速器(DCT)试图紧凑地实现五种以上速度的多级变速器。DCT实现了自动手动变速(AMT)，其通过控制器控制两个离合器和同步装置消除了驾驶员手动换挡驱动的不便。

与使用行星齿轮的自动变速器相比，我们发现这样的DCT表现出诸如更高的动力传递效率、在修正或添加零件方面更容易修改以便实现更多挡位级等优点，并且因此更加引人注目，因为它可以更舒适地符合燃料消耗法规且实现更多挡位级的效率。

在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本公开背景技术的理解，并且因此其可能包含不构成本领域一般技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

从本文所提供的说明中将明白进一步应用领域。应当理解的是，该描述和具体示例仅旨在用于说明性的目的，并且不旨在限制本公开的范围。

本公开描述了一种用于车辆的动力传输设备，其具有简化配置、增强耐用性、改进可安装性以及改善燃料消耗特性的优点。

用于车辆的动力传输设备可以包括第一、第二和第三输入轴、第一和第二扭矩中间轴、第一和第二中间轴、第一和第二初级换挡部分，以及复合换挡部分。第一输入轴可以接收输入扭矩。在一些情况下，第一输入轴可以总是接收输入扭矩，或者可以接收恒定的输入扭矩。第二输入轴可以形成为空心轴，与第一输入轴同轴且设置在外部而没有旋转干涉，并且选择性地与第一输入轴连接。第三输入轴可以形成为空心轴，与第二输入轴同轴且设置在外部而没有旋转干涉，并且选择性地与第一输入轴连接。第一扭矩中间轴可以形成为空心轴，并且与第一输入轴同轴且设置在外部而没有旋转干涉。第二扭矩中间轴可以形成为空心轴，并且与第一扭矩中间轴同轴且设置在外部而没有旋转干涉。第一和第二中间轴以及输出轴可以分别与第一输入轴并联地设置。第一初级换挡部分可以通过与第三输入轴进行外齿啮合的第一输入齿轮组接收扭矩，通过第一和第二换挡齿轮组的齿轮比选择性地对接收的扭矩进行换挡转换，并且输出换挡扭矩。第二初级换挡部分可以包括第一行星齿轮组，该第一行星齿轮组具有三个旋转元件，该三个旋转元件包括与第一输入轴选择性地连接的第一太阳齿轮，并且该第二初级换挡部分通过操作第一行星齿轮组而输出前进挡扭矩、倒挡扭矩以及静止扭矩中的一扭矩；

复合换挡部分可以包括具有三个旋转元件的第二行星齿轮组，该三个旋转元件包括与输出轴固定连接的第二太阳齿轮，该复合换挡部分凭借通过第二输入齿轮组从第二输入轴接收的扭矩并且凭借从第一和第二初级换挡部分接收的扭矩形成输出扭矩，并且通过输出轴输出该输出扭矩。

第一输入齿轮组可以包括第一输入驱动齿轮和第一输入从动齿轮，该第一输入驱动齿轮与第三输入轴固定地连接，该第一输入从动齿轮与第一中间轴固定地连接并且与该第一输入驱动齿轮进行外齿啮合。第一换挡齿轮组可以包括第一换挡驱动齿轮和第一换挡从动齿轮，该第一换挡驱动齿轮与第一中间轴同轴设置并在其外部而没有旋转干涉，该第一换挡从动齿轮与第二中间轴固定地连接并且与该第一换挡驱动齿轮进行外齿啮合。第二换挡齿轮组可以包括第二换挡驱动齿轮和第二换挡从动齿轮，该第二换挡驱动齿轮与第一中间轴同轴设置并在其外部而没有旋转干涉，该第二换挡从动齿轮与第二中间轴固定地连接并且与该第二换挡驱动齿轮进行外齿啮合。

第一换挡驱动齿轮和第二换挡驱动齿轮可以通过第一同步器选择性地与第一中间轴连接。

第一换挡齿轮组的齿轮比可以用于第一前进挡和第七前进挡。第二换挡齿轮组的齿轮比可以用于第三前进挡和第五前进挡。

第二初级换挡部分的第一行星齿轮组可以包括第一环形齿轮、第一行星架以及第一太阳齿轮。第一环形齿轮可以与第二扭矩中间轴固定地连接。第一行星架可以与第一扭矩中间轴固定地连接。第一太阳齿轮可以分别选择性地与第一输入轴和变速器壳体连接。第一扭矩中间轴可以与第二行星齿轮组进行外齿啮合。第二扭矩中间轴可以选择性地与第一扭矩中间轴连接。第二扭矩中间轴可以选择性地与变速器壳体连接。

第二扭矩中间轴可以经由第二同步器选择性地与第一扭矩中间轴和变速器壳体连接。

复合换挡部分的第二行星齿轮组可以包括第二环形齿轮、第二行星架以及第二太阳齿轮。第二环形齿轮可以通过第三换挡齿轮组从第一和第二初级换挡部分接收扭矩。第二行星架可以通过第二输入齿轮组从第二输入轴接收扭矩。第二太阳齿轮可以与第二环形齿轮选择性地连接并且与输出轴固定地连接以便用作输出元件。

第二输入齿轮组可以包括第二输入驱动齿轮和第二输入从动齿轮，该第二输入驱动齿轮与第二输入轴固定地连接，该第二输入从动齿轮与第二行星架固定地连接并且与第二输入驱动齿轮进行外齿啮合。第三换挡齿轮组可以包括第三换挡驱动齿轮、中间齿轮以及第三换挡从动齿轮，该第三换挡驱动齿轮固定地安装在第一扭矩中间轴上，该中间齿轮固定地安装在第二中间轴上，该第三换挡从动齿轮固定地形成在第二环形齿轮上并且分别与第三换挡驱动齿轮和中间齿轮进行外齿啮合。

第三换挡驱动齿轮和第三换挡从动齿轮的齿轮比可以用于第二前进挡和第六前进挡。

动力传输设备可以进一步包括四个离合器，每个离合器选择性地连接相应的一对旋转构件；以及制动器，其选择性地将旋转构件连接到变速器壳体。

四个离合器可以包括布置在第一输入轴与第三输入轴之间的第一离合器、设置在第一输入轴与第一行星齿轮组的第一太阳齿轮之间的第二离合器、布置在第一输入轴与第二输入轴之间的第三离合器，以及设置在第二行星齿轮组的第二环形齿轮和第二太阳齿轮之间的第四离合器。制动器可以设置在第一太阳齿轮与变速器壳体之间。

动力传输设备可以进一步包括马达/发电机，其与第一输入轴同轴联接，通过发动机离合器装置选择性地与发动机输出轴连接，并且通过相应的离合器选择性地与第二和第三输入轴连接。

动力传输设备可以进一步包括与第一输入轴并行设置的马达/发电机、从马达/发电机接收扭矩的马达驱动齿轮、与第一输入轴同轴形成的马达从动齿轮，以及分别与马达驱动齿轮和马达从动齿轮进行外齿啮合的空转齿轮。来自马达/发电机的扭矩可以通过马达驱动齿轮、空转齿轮以及马达从动齿轮固定地传递到第一输入轴。

马达从动齿轮可以与第一输入轴固定地联接，通过发动机离合器装置选择性地与发动机输出轴连接，并且通过相应的离合器选择性地与第二和第三输入轴连接。

动力传输设备可以进一步包括四个离合器，每个离合器选择性地连接相应的一对旋转构件；以及制动器，其选择性地将轴连接到变速器壳体。

四个离合器可以包括布置在第一输入轴与第三输入轴之间的第一离合器、设置在第一输入轴与第一行星齿轮组的第一太阳齿轮之间的第二离合器、布置在第一输入轴与第二输入轴之间的第三离合器，以及设置在第二行星齿轮组的第二环形齿轮和第二太阳齿轮之间的第四离合器。制动器可以设置在第二中间轴与变速器壳体之间。

通过将两个行星齿轮组和两个同步器应用于双离合器变速器，用于车辆的动力传输设备可以实现九个前进挡和一个倒挡的挡位级，并且因此可以实现具有更简单结构和减轻重量的多个级，由此提高了可安装性且改善了燃料消耗。

根据第二和第三方面的用于车辆的动力传输设备与第一方面相比可以进一步采用一个马达/发电机，并且可以实现在发动机驱动模式、并行混合动力模式以及电动车辆模式下的驾驶，由此进一步改善燃料消耗。

此外，在以下具体实施方式中直接或暗示性地描述了可以从本公开获得或预期的效果。即，将在以下具体实施方式中描述从本公开的方面预期的各种效果。

附图说明

为了能够充分理解本公开，现在将参考附图描述通过示例给出的本公开的各种形式，其中：

图1是用于车辆的动力传输设备的示意图；

图2是用于车辆的动力传输设备的换挡操作图表；

图3是用于车辆的动力传输设备的示意图；

图4是用于车辆的动力传输设备的换挡操作图表；

图5是用于车辆的动力传输设备的示意图；

图6是用于车辆的动力传输设备的示意图；以及

图7是用于车辆的动力传输设备的换挡操作图表。

本文所述的附图仅用于说明目的，而不旨在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述在本质上仅仅是示例性的，而不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在整个附图中，对应的附图标号指示相同或对应的部分和特征。

附图和说明本质上被认为是说明性的而非限制性的，并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。

在以下描述中，当部件名称彼此相同时，将部件的名称划分为第一、第二等以便区分名称，并且其顺序没有特别限制。

图1是根据第一方面的用于车辆的动力传输设备的示意图。

参考图1，根据第一方面的动力传输设备包括第一输入轴IS1、第二输入轴IS2和第三输入轴IS3、第一中间轴CS1和第二中间轴CS2、第一扭矩中间轴TMS1和第二扭矩中间轴TMS2、第一初级换挡部分FT1和第二初级换挡部分FT2、复合换挡部分CT以及输出轴OS。

作为动力源的发动机ENG可以被实现为各种典型的发动机，诸如使用化石燃料的汽油发动机或柴油发动机。

根据第一方面的动力传输设备实现了九个前进挡和一个倒挡的挡位级。发动机ENG的扭矩在第一初级换挡部分FT1和第二初级换挡部分FT2中换挡成多个固定的挡位级，从而选择性地从第一初级换挡部分FT1和第二初级换挡部分FT2接收扭矩并且还选择性地从发动机ENG接收扭矩。复合换挡部分CT使接收的扭矩进行换挡转换(shift)并且通过输出轴OS输出某个输出扭矩。

第一输入轴IS1、第二输入轴IS2和第三输入轴IS3以及第一扭矩中间轴TMS1和第二扭矩中间轴TMS2同轴设置，第一中间轴CS1和第二中间轴CS2以及输出轴OS与输入轴IS1、IS2和IS3以及扭矩中间轴TMS1和TMS2并行设置。发动机ENG的扭矩被传输到第一初级换挡部分FT1和第二初级换挡部分FT2以及复合换挡部分CT。第一行星齿轮组PG1以及第一同步器SN1和第二同步器SN2包括在第一初级换挡部分FT1和第二初级换挡部分FT2中。第二行星齿轮组PG2包括在复合换挡部分CT中。

第一输入轴IS1与发动机ENG的输出轴EOS(曲轴)固定地连接。第一输入轴IS1选择性地将发动机ENG的扭矩传输到初级变速部分FT的第一行星齿轮组PG1。

形成为空心轴的第二输入轴IS2与第一输入轴IS1同轴设置并在其外部而没有旋转干涉，并且选择性地与发动机ENG的输出轴EOS连接。第二输入轴IS2选择性地将发动机ENG的扭矩传输到复合换挡部分CT。

形成为空心轴的第三输入轴IS3与第二输入轴IS2同轴设置并在其外部而没有旋转干涉，并且选择性地与发动机ENG的输出轴EOS连接。第三输入轴IS3选择性地将发动机ENG的扭矩传输到初级换挡部分FT的第一中间轴CS1。

第一扭矩中间轴TMS1形成为空心轴，并且与第一输入轴IS1同轴并在其外部。第二扭矩中间轴TMS2形成为空心轴，并且与第一扭矩中间轴TMS1同轴并在其外部而没有旋转干涉。

第一初级换挡部分FT1包括第一中间轴CS1和第二中间轴CS2以及第一同步器SN1。

第一中间轴CS1通过第一输入齿轮组IG1与第三输入轴IS3进行外齿啮合。第二中间轴CS2可通过第一换挡齿轮组TG1和第二换挡齿轮组TG2凭借外部齿轮接合而与第一中间轴CS1连接。

第一输入齿轮组IG1包括第一输入驱动齿轮IDG1和第一输入从动齿轮IPG1。第一输入驱动齿轮IDG1与第三输入轴IS3固定地连接。第一输入从动齿轮IPG1与第一中间轴CS1固定地连接，并且与第一输入驱动齿轮IDG1进行外齿啮合。

第一换挡齿轮组TG1包括第一换挡驱动齿轮TDG1和第一从动齿轮TPG1。第一换挡驱动齿轮TDG1与第一中间轴CS1同轴并在其外部而没有旋转干涉。第一从动齿轮IPG1可以与第二中间轴CS2固定地连接，并且与第一换挡驱动齿轮TDG1进行外齿啮合。

第二换挡齿轮组TG2包括第二换挡驱动齿轮TDG2和第二换挡从动齿轮TPG2。第二换挡驱动齿轮TDG2与第一中间轴CS1同轴并在其外部而没有旋转干涉。第二换挡从动齿轮TPG2与第二中间轴CS2固定地连接，并且与第二换挡驱动齿轮TDG2进行外齿啮合。

第一同步器SN1设置在第一换挡驱动齿轮TDG1与第二换挡驱动齿轮TDG2之间，并且由此第一换挡驱动齿轮TDG1和第二换挡驱动齿轮TDG2可以选择性地与第一中间轴CS1连接。

第二初级换挡部分FT2包括第一行星齿轮组PG1和第二同步器SN2。

第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第一太阳齿轮S1、可旋转地支撑与第一太阳齿轮S1进行外齿啮合的多个第一小齿轮P1的第一行星架PC1、与多个第一小齿轮P1进行内齿啮合的第一环形齿轮R1。

第一太阳齿轮S1选择性地与第一输入轴IS1连接并且选择性地与变速器壳体H连接。第一行星架PC1与第二扭矩中间轴TMS2固定地连接。第一环形齿轮R1与第一扭矩中间轴TMS1固定地连接。

第二同步器SN2设置在变速器壳体H与和第一扭矩中间轴TMS1固定地连接的第三换挡驱动齿轮TDG3之间，并且第二扭矩中间轴TMS2选择性地与第三换挡驱动齿轮TDG3和变速器壳体H之一连接。

将第二扭矩中间轴TMS2选择性地连接到变速器壳体H意味着第二扭矩中间轴TMS2可以选择性地停止。

复合换挡部分CT包括第二行星齿轮组PG2和输出轴OS。

第二行星齿轮组PG2是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第二太阳齿轮S2、可旋转地支撑与第二太阳齿轮S2进行外齿啮合的多个第二小齿轮P2的第二行星架PC2，以及与多个第二小齿轮P2进行内齿啮合的第二环形齿轮R2。

第二太阳齿轮S2与第二环形齿轮R2选择性地连接并且与输出轴OS固定地连接，由此用作输出元件；在一种形式中，始终充当输出元件。第二行星架PC2与第二输入从动齿轮IPG2固定地连接，并且选择性地接收发动机ENG的扭矩。第二环形齿轮R2与第三换挡从动齿轮TPG3固定地连接，并且选择性地从第二同步器SN2接收扭矩。

第二行星架PC2通过第二输入齿轮组IG2与第二输入轴IS2进行外齿啮合。第二环形齿轮R2通过第三换挡齿轮组TG3与第二中间轴CS2和第三换挡驱动齿轮TDG3进行外齿啮合。

第二输入齿轮组IG2包括第二输入驱动齿轮IDG2和第二输入从动齿轮IPG2。第二输入驱动齿轮IDG2与第二输入轴IS2固定地连接。第二输入从动齿轮IPG2与第二行星架PC2固定地连接，并且与第二输入驱动齿轮IDG2进行外齿啮合。

第三换挡齿轮组TG3包括第三换挡驱动齿轮TDG3、与第二中间轴CS2固定地连接的中间齿轮CG，以及第三换挡从动齿轮TPG3。第三换挡从动齿轮TPG3与第二环形齿轮R2固定地连接，并且与第三换挡驱动齿轮TDG3和中间齿轮CG进行外齿啮合。

第一输入齿轮组IG1和第二输入齿轮组IG2中的齿轮比，以及第一换挡齿轮组TG1、第二换挡齿轮组TG2和第三换挡齿轮组TG3中的驱动齿轮和从动齿轮的齿轮比可以考虑到变速要求而适当地设定。

根据第一方面，除了第一输入齿轮组IG1和第二输入齿轮组IG2的齿轮比之外，第一换挡齿轮组TG1涉及形成第一前进挡(speed，速度)FD1和第七前进挡FD7，第二换挡齿轮组TG2涉及形成第三前进挡FD3和第五前进挡FD5，并且第三换挡齿轮组TG3涉及形成第二前进挡FD2和第六前进挡FD6。

第四前进挡FD4、第八前进挡FD8和第九前进挡FD9以及倒挡REV可以通过第二初级换挡部分FT2和复合换挡部分CT的协同操作来实现。

输出轴OS是输出构件，并且通过输出齿轮OG和最终减速齿轮FDG将从第二行星齿轮组PG2接收的换挡驱动扭矩传递到差速器DIFF。

另外，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的四个接合元件设置在诸如第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的各个轴和旋转元件等旋转构件之间，并且制动器BK的一种接合设置有旋转构件和变速器壳体H。

四个离合器CL1到CL4和制动器BK的五个接合元件布置如下。

第一离合器CL1设置在发动机输出轴EOS与第三输入轴IS3之间，以便选择性地连接发动机输出轴EOS和第三输入轴IS3。

第二离合器CL2设置在第一输入轴IS1与第一太阳齿轮S1之间，以便选择性地连接第一输入轴IS1和第一太阳齿轮S1。

第三离合器CL3设置在发动机输出轴EOS与第二输入轴IS2之间，以便选择性地连接发动机输出轴EOS和第二输入轴IS2。

第四离合器CL4设置在第二环形齿轮R2与第二太阳齿轮S2(输出轴OS)之间，以便选择性地连接第二环形齿轮R2和第二太阳齿轮S2(输出轴OS)。

第四离合器CL4使得第二行星齿轮组PG2能够整体旋转。

制动器BK设置在第一太阳齿轮S1与变速器壳体H之间，由此使得第一太阳齿轮S1能够选择性地用作固定元件。

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以及制动器BK的接合元件可以被实现为通过液压压力摩擦接合的多板液压压力摩擦装置，然而，不应当被理解为限于此，因为可以使用可电控的各种其他配置。

第一同步器SN1、第二同步器SN2和第三同步器SN3可以形成为已知方案，并且应用于第一同步器SN1、第二同步器SN2和第三同步器SN3的对应的第一套管SLE1、第二套管SLE2和第三套管SLE3可以由可以通过变速器控制单元控制的相应致动器(未示出)来操作。

图2是根据第一方面的用于车辆的动力传输设备的换挡操作图表，并且根据第一方面的用于车辆的动力传输设备如下执行换挡操作。

[倒挡]

在倒挡REV中，如图2中所示，第二扭矩中间轴TMS2和变速器壳体H通过第二同步器SN2的套筒SLE2同步地互连，并且第二离合器CL2和第四离合器CL4操作。

然后，通过第二离合器CL2的操作，发动机ENG的扭矩通过第一输入轴IS1和第二离合器CL2输入到第一行星齿轮组PG1的第一太阳齿轮S1。在这种状态下，第二扭矩中间轴TMS2通过第二同步器SN2的操作与变速器壳体H连接，并且由此第一行星架PC1用作固定元件。

然后，第一行星齿轮组PG1通过第一环形齿轮R1输出倒挡扭矩，并且倒挡扭矩通过第一扭矩中间轴TMS1、第三换挡驱动齿轮TDG3以及第三换挡从动齿轮TPG3输入到第二行星齿轮组PG2的第二环形齿轮R2。

另外，第二行星齿轮组PG2通过第四离合器C4的操作整体地旋转，并且输出如输入到第二环形齿轮R2的倒挡扭矩，由此实现倒挡REV并且通过输出轴OS将换挡扭矩输出到差速器DIFF。

[第一前进挡]

在第一前进挡FD1中，如图2中所示，第一换挡驱动齿轮TDG1和第一中间轴CS1通过第一同步器SN1的套筒SLE1同步地互连，并且第一离合器CL1和第四离合器CL4操作。

然后，通过第一离合器CL1的操作，发动机ENG的扭矩通过第三输入轴IS3、第一输入驱动齿轮IDG1、第一输入从动齿轮IPG1、第一中间轴CS1、第一换挡驱动齿轮TDG1、第一换挡从动齿轮TPG1、第二中间轴CS2、中间齿轮CG以及第三换挡从动齿轮TPG3输入到第二行星齿轮组PG2的第二环形齿轮R2。

另外，第二行星齿轮组PG2通过第四离合器C4的操作整体旋转，并且输出如输入到第二环形齿轮R2的扭矩，由此实现第一前进挡FD1并且通过输出轴OS将换挡扭矩输出到差速器DIFF。

即，通过第一输入驱动齿轮IDG1、第一输入从动齿轮IPG1、第一换挡驱动齿轮TDG1、第一换挡从动齿轮TPG1、中间齿轮CG以及第三换挡从动齿轮TPG3的齿轮比实现第一前进挡。

[第二前进挡]

在第二前进挡FD2中，如图2中所示，第二换挡驱动齿轮TDG2和第二扭矩中间轴TMS2通过第二同步器SN2的套筒SLE2同步地互连，并且第二离合器CL2和第四离合器CL4操作。

然后，通过第二离合器CL2的操作，发动机ENG的扭矩通过第一输入轴IS1和第二离合器CL2输入到第一行星齿轮组PG1的第一太阳齿轮S1。在这种状态下，第二扭矩中间轴TMS2和第三换挡驱动齿轮TDG3通过第二同步器SN2的操作互连，由此使得第一行星齿轮组PG1能够整体旋转，并且从第一行星齿轮组PG1输出的扭矩通过第三换挡驱动齿轮TDG3和第三换挡从动齿轮TPG3输入到第二行星齿轮组PG2的第二环形齿轮R2。

另外，第二行星齿轮组PG2通过第四离合器C4的操作整体旋转，并且输出如输入到第二环形齿轮R2的扭矩，由此实现第二前进挡FD2并且通过输出轴OS将换挡扭矩输出到差速器DIFF。

即，通过第三换挡驱动齿轮TDG3和第三换挡从动齿轮TPG3的齿轮比实现第二前进挡。

[第三前进挡]

在第三前进挡FD3中，如图2中所示，第二换挡驱动齿轮TDG2和第一中间轴CS1通过第一同步器SN1的套筒SLE1同步地互连，并且第一离合器CL1和第四离合器CL4操作。

然后，通过第一离合器CL1的操作，发动机ENG的扭矩通过第三输入轴IS3、第一输入驱动齿轮IDG1、第一输入从动齿轮IPG1、第一中间轴CS1、第二换挡驱动齿轮TDG2、第二换挡从动齿轮TPG2、第二中间轴CS2、中间齿轮CG以及第三换挡从动齿轮TPG3输入到第二行星齿轮组PG2的第二环形齿轮R2。

另外，第二行星齿轮组PG2通过第四离合器C4的操作整体旋转，并且输出如输入到第二环形齿轮R2的扭矩，由此实现第三前进挡FD3并且通过输出轴OS将换挡扭矩输出到差速器DIFF。

即，通过第一输入驱动齿轮IDG1、第一输入从动齿轮IPG1、第二换挡驱动齿轮TDG2、第二换挡从动齿轮TPG2、中间齿轮CG以及第三换挡从动齿轮TPG3的齿轮比实现第三前进挡。

[第四前进挡]

在第四前进挡FD4中，如图2中所示，第一同步器SN1和第二同步器SN2处于空挡状态，并且第三离合器CL3和第四离合器CL4操作。

然后，通过第三离合器CL3的操作，发动机ENG的扭矩通过第二输入轴IS2、第二输入驱动齿轮IDG2以及第二输入从动齿轮IPG2输入到第二行星齿轮组PG2的第二行星架PC2。

另外，第二行星齿轮组PG2通过第四离合器C4的操作整体旋转，并且输出如输入到第二行星架PC2的扭矩，由此实现第四前进挡FD4并且通过输出轴OS将换挡扭矩输出到差速器DIFF。

即，通过第二输入驱动齿轮IDG2和第二输入从动齿轮IPG2的齿轮比实现第四前进挡。

[第五前进挡]

在第五前进挡FD5中，如图2中所示，第二换挡驱动齿轮TDG2和第一中间轴CS1通过第一同步器SN1的套筒SLE1同步地互连，并且第一离合器CL1和第三离合器CL3操作。

然后，通过第一离合器CL1的操作，发动机ENG的扭矩通过第三输入轴IS3、第一输入驱动齿轮IDG1、第一输入从动齿轮IPG1、第一中间轴CS1、第二换挡驱动齿轮TDG2、第二换挡从动齿轮TPG2、第二中间轴CS2、中间齿轮CG以及第三换挡从动齿轮TPG3部分地输入到第二行星齿轮组PG2的第二环形齿轮R2。

另外，通过第三离合器CL3的操作，发动机ENG的扭矩通过第二输入轴IS2、第二输入驱动齿轮IDG2以及第二输入从动齿轮IPG2部分地输入到第二行星齿轮组PG2的第二行星架PC2。

然后，第二行星齿轮组PG2通过第二环形齿轮R2和第二行星架PC2接收不同的扭矩。在该状态下，与输入到第二行星架PC2的转速相比，输入到第二环形齿轮R2的转速更小，并且因此第二行星齿轮组PG2输出增加的转速，由此实现第五前进挡FD5并且通过第二太阳齿轮S2和输出轴OS将换挡扭矩输出到差速器DIFF。

[第六前进挡]

在第六前进挡FD6中，如图2中所示，第三换挡驱动齿轮TDG3和第二扭矩中间轴TMS2通过第二同步器SN2的套筒SLE2同步地互连，并且第二离合器CL2和第三离合器CL3操作。

然后，通过第二离合器CL2的操作，发动机ENG的扭矩通过第一输入轴IS1和第二离合器CL2部分地输入到第一行星齿轮组PG1的第一太阳齿轮S1。在这种状态下，第二扭矩中间轴TMS2和第三换挡驱动齿轮TDG3通过第二同步器SN2的操作互连，由此使得第一行星齿轮组PG1能够整体旋转，并且从第一行星齿轮组PG1输出的扭矩通过第三换挡驱动齿轮TDG3和第三换挡从动齿轮TPG3输入到第二行星齿轮组PG2的第二环R2。

另外，通过第三离合器CL3的操作，发动机ENG的扭矩通过第二输入轴IS2、第二输入驱动齿轮IDG2以及第二输入从动齿轮IPG2部分地输入到第二行星齿轮组PG2的第二行星架PC2。

然后，第二行星齿轮组PG2通过第二环形齿轮R2和第二行星架PC2接收不同的扭矩。在该状态下，与输入到第二行星架PC2的转速相比，输入到第二环形齿轮R2的转速进一步小于第五前进挡中的转速，并且因此第二行星齿轮组PG2输出进一步增加的转速，由此实现第六前进挡FD6并且通过第二太阳齿轮S2和输出轴OS将换挡扭矩输出到差速器DIFF。

[第七前进挡]

在第七前进挡FD7中，如图2中所示，第一换挡驱动齿轮TDG1和第一中间轴CS1通过第一同步器SN1的套筒SLE1同步地互连，并且第一离合器CL1和第三离合器CL3操作。

然后，通过第一离合器CL1的操作，发动机ENG的扭矩通过第三输入轴IS3、第一输入驱动齿轮IDG1、第一输入从动齿轮IPG1、第一中间轴CS1、第一换挡驱动齿轮TDG1、第一换挡从动齿轮TPG1、第二中间轴CS2、中间齿轮CG以及第三换挡从动齿轮TPG3部分地输入到第二行星齿轮组PG2的第二环形齿轮R2。

另外，通过第三离合器CL3的操作，发动机ENG的扭矩通过第二输入轴IS2、第二输入驱动齿轮IDG2以及第二输入从动齿轮IPG2部分地输入到第二行星齿轮组PG2的第二行星架PC2。

然后，第二行星齿轮组PG2通过第二环形齿轮R2和第二行星架PC2接收不同的扭矩。在该状态下，与输入到第二行星架PC2的转速相比，输入到第二环形齿轮R2的转速进一步小于第六前进挡中的转速，并且因此第二行星齿轮组PG2输出进一步增加的转速，由此实现第七前进挡FD7并且通过第二太阳齿轮S2和输出轴OS将换挡扭矩输出到差速器DIFF。

[第八前进挡]

在第八前进挡FD8中，如图2中所示，第二扭矩中间轴TMS2和变速器壳体H通过第二同步器SN2的套筒SLE2同步地互连，并且第三离合器CL3和制动器BK操作。

然后，因为第一行星架PC1通过第二同步器SN2的操作而静止，并且第一太阳齿轮S1通过制动器BK的操作而静止，所以第一行星齿轮组PG1变为完全静止。

因此，与第一扭矩中间轴TMS1固定地连接的第三换挡驱动齿轮TDG3是静止的，并且因此第二行星齿轮组PG2的第二环形齿轮R2用作固定元件，这是因为固定地连接到第二环形齿轮R2的第三换挡从动齿轮TPG3是静止的。

在第二环形齿轮R2用作固定元件的同时，通过第三离合器CL3的操作将发动机ENG的扭矩输入到第二行星齿轮组PG2的第二行星架PC2。

然后，与输入到第二行星架PC2的转速相比，第二环形齿轮R2是静止的，并且因此第二行星齿轮组PG2输出比第七前进挡中的转速更进一步增加的转速，由此实现第八前进挡FD8并且通过第二太阳齿轮S2和输出轴OS将换挡扭矩输出到差速器DIFF。

[第九前进挡]

在第九前进挡FD9中，如图2中所示，第二扭矩中间轴TMS2和变速器壳体H通过第二同步器SN2的套筒SLE2同步地互连，并且第二离合器CL2和第三离合器CL3操作。

然后，通过第二离合器CL2的操作，发动机ENG的扭矩通过第一输入轴IS1和第二离合器CL2部分地输入到第一行星齿轮组PG1的第一太阳齿轮S1。在这种状态下，第二扭矩中间轴TMS2通过第二同步器SN2的操作与变速器壳体H连接，由此使得第一行星架PC1用作固定元件。

然后，第一行星齿轮组PG1通过第一环形齿轮R1输出倒挡扭矩，并且倒挡扭矩通过第一扭矩中间轴TMS1、第三换挡驱动齿轮TDG3以及第三换挡从动齿轮TPG3输入到第二行星齿轮组PG2的第二环形齿轮R3。

另外，通过第三离合器CL3的操作，发动机ENG的扭矩通过第二输入轴IS2、第二输入驱动齿轮IDG2以及第二输入从动齿轮IPG2部分地输入到第二行星齿轮组PG2的第二行星架PC2。

然后，第二行星齿轮组PG2通过第二环形齿轮R2和第二行星架PC3接收不同的扭矩。在该状态下，与输入到第二行星架PC2的转速相比，第二环形齿轮R2接收倒挡扭矩输入，并且因此第二行星齿轮组PG2输出比第八前进挡中的转速更进一步增加的转速，由此实现第九前进挡FD9并且通过第二太阳齿轮S2和输出轴OS将换挡扭矩输出到差速器DIFF。

图3是根据第二方面的用于车辆的动力传输设备的示意图。

参考图3，与第一方面相比，第二方面进一步包括作为辅助动力源的马达/发电机MG，使得被应用有动力传输设备的车辆能够以并行混合动力模式且以电动车辆模式驾驶。

马达/发电机MG可以用作马达以及用作发电机，并且包括固定到变速器壳体H的定子ST和可旋转地支撑在定子ST内的转子RT。

马达/发电机MG设置在发动机ENG的后部。转子RT选择性地与插置有发动机离合器装置ECL的发动机ENG的输出轴EOS连接，与第一输入轴IS1固定地连接，并且选择性地与插置有第一离合器CL1和第三离合器CL3的第二输入轴IS2和第三输入轴IS3连接。

当发动机离合器装置ECL操作时，发动机ENG的驱动扭矩被输入到动力传输设备。在这种状态下，还可以施加马达/发电机MG的扭矩，由此实现并行混合动力驱动模式的驱动模式，其中发动机扭矩和马达扭矩都用于驱动车辆。

当发动机离合器装置ECL被释放时，马达/发电机MG的扭矩可以用作唯一的动力源，并且车辆可以电动车辆模式(EV)驾驶。

图4是根据第二方面的用于车辆的动力传输设备的换挡操作图表，并且根据第二方面的用于车辆的动力传输设备如下执行换挡操作。

参考图4，当发动机离合器装置ECL操作时，通过离合器和制动器的相同操作实现九个前进挡和一个倒挡，因为马达/发电机MG的扭矩仅仅是用于驱动车辆的辅助扭矩并且不影响动力传输设备的换挡操作。

在电动车辆模式EV中，马达/发电机MG的扭矩用于驱动车辆，并且不影响动力传输设备的换挡操作。因此，通过离合器和制动器的相同操作实现九个前进挡和一个倒挡。

图5是根据第三方面的用于车辆的动力传输设备的示意图。

参考图5，第三方面与第二形式或方面的不同之处在于，在采用马达/发电机MG作为辅助动力源的同时，马达/发电机MG与第一输入轴IS1、第二输入轴IS2和第三输入轴IS3并行设置，这与其中马达/发电机MG与第一输入轴IS1、第二输入轴IS2和第三输入轴IS3同轴设置的第二形式不同。

为了施加来自马达/发电机MG的扭矩，动力传输设备进一步包括马达驱动齿轮MDG、马达从动齿轮MPG以及设置在马达驱动齿轮MDG与马达从动齿轮MPG之间的空转齿轮IDG。马达从动齿轮MPG选择性地与插置有发动机离合器装置ECL的发动机输出轴EOS连接。

马达从动齿轮MPG与第一输入轴IS1固定地连接，并且与插置有第三离合器CL3和第一离合器CL1的第二输入轴IS2和第三输入轴IS3选择性地连接。

利用这种配置，取决于发动机离合器装置ECL的操作，车辆可以并行混合动力驱动模式或以电动车辆模式交替驾驶。

根据第三方面的动力传输设备可以通过与第二形式相同的离合器和制动器的操作来实现相同的挡位级。

图6是根据第四方面的用于车辆的动力传输设备的示意图。

参考图6，第四方面与第一方面的不同之处在于制动器BK的位置。

虽然在第一方面中制动器BK设置在第一太阳齿轮S1与变速器壳体H之间，但是此处制动器BK设置在第二中间轴CS2与变速器壳体H之间。

根据第四方面的动力传输设备通过与第一方面相同的离合器和制动器的操作实现相同的挡位级，这将参考图7进行详细描述。

图7是根据第四方面的用于车辆的动力传输设备的换挡操作图表，并且根据第四方面的用于车辆的动力传输设备如下执行换挡操作。

图7示出了与图2(第一方面的操作图表)相同的操作图表，这意味着根据第四方面的动力传输设备通过操作与第一方面相同的接合元件来实现相同的挡位级。

制动器BK在第一和第四方面或形式中仅在第八前进挡FD8中操作。

根据第一形式，制动器BK经操作以使第一太阳齿轮S1停止，并且第一小行星架PC1也被第二同步器停止。因此，第一行星齿轮组PG1整体地停止，并且由此与第一环形齿轮R1固定地连接的第二环形齿轮R2用作固定元件。

根据第四方面，制动器BK经操作以使第二中间轴CS2停止。因此，因为第二环形齿轮R2通过中间齿轮CG与第二中间轴CS2固定地连接，所以第二环形齿轮R2也停止并用作固定元件。

在第二环形齿轮R2用作固定元件的同时，通过第三离合器CL3的操作将发动机ENG的扭矩输入到第二行星齿轮组PG2的第二行星架PC2。

然后，与输入到第二行星架PC2的转速相比，第二环形齿轮R2是静止的，并且因此第二行星齿轮组PG2输出比第七前进挡中的转速更进一步增加的转速，由此实现第八前进挡FD8并且通过第二太阳齿轮S2和输出轴OS将换挡扭矩输出到差速器DIFF。

如上所述，通过将两个行星齿轮组和两个同步器应用于双离合器变速器，根据第一方面的用于车辆的动力传输设备实现九个前进挡和一个倒挡的挡位级，并且因此可以实现具有更简单结构和减轻重量的多个级，由此提高了可安装性和燃料消耗。

根据第二和第三方面的用于车辆的动力传输设备与第一方面相比可以进一步采用一个马达/发电机，并且实现在发动机驱动模式、并行混合动力模式以及电动车辆模式下的驾驶，由此进一步改进燃料消耗。

应当理解的是，本发明的方面不限于所公开的形式，相反，旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

附图标记说明

BK：制动器

CL1：第一离合器 CL2：第二离合器

CL3：第三离合器 CL4：第四离合器

CS1：第一中间轴 CS2：第二中间轴

CT：复合换挡部分

FT1：第一初级换挡部分 FT2：第二初级换挡部分

EOS：发动机输出轴(曲轴)

IG1：第一输入齿轮组 IG2：第二输入齿轮组

IDG1：第一输入驱动齿轮 IDG2：第二输入驱动齿轮

IPG1：第一输入从动齿轮 IPG2：第二输入从动齿轮

IS1：第一输入轴 IS2：第二输入轴 IS3：第三输入轴

OG：输出齿轮

OS：输出轴

TG1：第一换挡齿轮组 TG2：第二换挡齿轮组

TG3：第三换挡齿轮组

TDG1：第一换挡驱动齿轮 TDG2：第二换挡驱动齿轮

TDG3：第三换挡驱动齿轮

TPG1：第一换挡从动齿轮 TPG2：第二换挡从动齿轮

TPG3：第三换挡从动齿轮

PG1：第一行星齿轮组 PG2：第二行星齿轮组

SN1：第一同步器 SN2：第二同步器 SN3：第三同步器

TMS1：第一扭矩中间轴 TMS2：第二扭矩中间轴。

Claims (16)

1.一种用于车辆的动力传输设备，包括：

第一输入轴，用于接收输入扭矩；

第二输入轴，形成为空心轴，与所述第一输入轴同轴地设置在所述第一输入轴外部，且与所述第一输入轴没有旋转干涉，并且所述第二输入轴选择性地与所述第一输入轴连接；

第三输入轴，形成为空心轴，与所述第二输入轴同轴地设置在所述第二输入轴外部，且与所述第二输入轴没有旋转干涉，并且所述第三输入轴选择性地与所述第一输入轴连接；

第一扭矩中间轴，形成为空心轴，并且与所述第一输入轴同轴地设置在所述第一输入轴外部，且与所述第一输入轴没有旋转干涉；

第二扭矩中间轴，形成为空心轴，并且与所述第一扭矩中间轴同轴地设置在所述第一扭矩中间轴外部，且与所述第一扭矩中间轴没有旋转干涉；

第一中间轴、第二中间轴以及输出轴，分别与所述第一输入轴并行地设置；

第一初级换挡部分，通过与所述第三输入轴外齿啮合的第一输入齿轮组接收扭矩，通过第一换挡齿轮组和第二换挡齿轮组的齿轮比选择性地对接收到的扭矩进行换挡转换，并且输出换挡转换后的扭矩；

第二初级换挡部分，包括第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组具有三个旋转元件，这三个旋转元件包括与所述第一输入轴选择性地连接的第一太阳齿轮，并且，所述第二初级换挡部分通过操作所述第一行星齿轮组而输出前进挡扭矩、倒挡扭矩以及静止扭矩中的一扭矩；以及

复合换挡部分，包括第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有三个旋转元件，这三个旋转元件包括与所述输出轴固定连接的第二太阳齿轮，所述复合换挡部分凭借通过第二输入齿轮组而从所述第二输入轴接收的扭矩并凭借从所述第一初级换挡部分和所述第二初级换挡部分接收的扭矩形成输出扭矩，并且通过所述输出轴输出该输出扭矩。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输设备，其中：

所述第一输入齿轮组包括第一输入驱动齿轮和第一输入从动齿轮，所述第一输入驱动齿轮与所述第三输入轴固定地连接，所述第一输入从动齿轮与所述第一中间轴固定地连接并且与所述第一输入驱动齿轮进行外齿啮合；

所述第一换挡齿轮组包括第一换挡驱动齿轮和第一换挡从动齿轮，所述第一换挡驱动齿轮与所述第一中间轴同轴地设置在所述第一中间轴外部且与所述第一中间轴没有旋转干涉，所述第一换挡从动齿轮与所述第二中间轴固定地连接并且与所述第一换挡驱动齿轮进行外齿啮合；并且

所述第二换挡齿轮组包括第二换挡驱动齿轮和第二换挡从动齿轮，所述第二换挡驱动齿轮与所述第一中间轴同轴地设置在所述第一中间轴外部且与所述第一中间轴没有旋转干涉，所述第二换挡从动齿轮与所述第二中间轴固定地连接并且与所述第二换挡驱动齿轮进行外齿啮合。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的动力传输设备，其中，所述第一换挡驱动齿轮和所述第二换挡驱动齿轮通过第一同步器选择性地与所述第一中间轴连接。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的动力传输设备，其中：

所述第一换挡齿轮组的齿轮比用于第一前进挡和第七前进挡；

并且

所述第二换挡齿轮组的齿轮比用于第三前进挡和第五前进挡。

5.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输设备，其中：

所述第二初级换挡部分的所述第一行星齿轮组包括第一环形齿轮、第一行星架以及所述第一太阳齿轮；

所述第一环形齿轮与所述第二扭矩中间轴固定地连接；

所述第一行星架与所述第一扭矩中间轴固定地连接；

所述第一太阳齿轮分别选择性地与所述第一输入轴和变速器壳体连接；

所述第一扭矩中间轴与所述第二行星齿轮组进行外齿啮合；

所述第二扭矩中间轴选择性地与所述第一扭矩中间轴连接；并且

所述第二扭矩中间轴选择性地与所述变速器壳体连接。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的动力传输设备，其中，所述第二扭矩中间轴经由第二同步器选择性地与所述第一扭矩中间轴和所述变速器壳体连接。

7.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输设备，其中：

所述复合换挡部分的所述第二行星齿轮组包括第二环形齿轮、第二行星架以及所述第二太阳齿轮；

所述第二环形齿轮通过第三换挡齿轮组从所述第一初级换挡部分和所述第二初级换挡部分接收扭矩；

所述第二行星架通过所述第二输入齿轮组从所述第二输入轴接收扭矩；并且

所述第二太阳齿轮与所述第二环形齿轮选择性地连接并且与所述输出轴固定地连接，以便用作输出元件。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的动力传输设备，其中：

所述第二输入齿轮组包括第二输入驱动齿轮和第二输入从动齿轮，所述第二输入驱动齿轮与所述第二输入轴固定地连接，所述第二输入从动齿轮与所述第二行星架固定地连接并且与所述第二输入驱动齿轮进行外齿啮合；并且

所述第三换挡齿轮组包括第三换挡驱动齿轮、中间齿轮以及第三换挡从动齿轮，所述第三换挡驱动齿轮固定地安装在所述第一扭矩中间轴上，所述中间齿轮固定地安装在所述第二中间轴上，所述第三换挡从动齿轮固定地形成在所述第二环形齿轮上并且分别与所述第三换挡驱动齿轮和所述中间齿轮进行外齿啮合。

9.根据权利要求8所述的用于车辆的动力传输设备，其中，所述第三换挡驱动齿轮和所述第三换挡从动齿轮的齿轮比用于第二前进挡和第六前进挡。

10.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输设备，进一步包括：

四个离合器，每个所述离合器均选择性地连接相应的一对旋转构件；以及

制动器，选择性地将所述旋转构件连接到变速器壳体。

11.根据权利要求10所述的用于车辆的动力传输设备，其中

四个所述离合器包括：

第一离合器，布置在所述第一输入轴与所述第三输入轴之间；

第二离合器，设置在所述第一输入轴与所述第一行星齿轮组的所述第一太阳齿轮之间；

第三离合器，布置在所述第一输入轴与所述第二输入轴之间；

以及

第四离合器，设置在所述第二行星齿轮组的第二环形齿轮与第二太阳齿轮之间，并且

其中，所述制动器设置在所述第一太阳齿轮与所述变速器壳体之间。

12.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输设备，进一步包括马达/发电机，所述马达/发电机与所述第一输入轴固定地联接，所述马达/发电机通过发动机离合器装置选择性地与发动机输出轴连接，并且所述马达/发电机通过相应的所述离合器选择性地与所述第二输入轴和所述第三输入轴连接。

13.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输设备，进一步包括：

马达/发电机，与所述第一输入轴并行设置，

马达驱动齿轮，从所述马达/发电机接收扭矩，

马达从动齿轮，与所述第一输入轴同轴地形成，

空转齿轮，分别与所述马达驱动齿轮和所述马达从动齿轮进行外齿啮合，

其中，来自所述马达/发电机的扭矩通过所述马达驱动齿轮、所述空转齿轮以及所述马达从动齿轮而固定地传递到所述第一输入轴。

14.根据权利要求13所述的用于车辆的动力传输设备，其中，所述马达从动齿轮与所述第一输入轴固定地联接，所述马达从动齿轮通过发动机离合器装置选择性地与发动机输出轴连接，并且所述马达从动齿轮通过相应的所述离合器选择性地与所述第二输入轴和所述第三输入轴连接。

15.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输设备，进一步包括：

四个离合器，每个所述离合器均选择性地连接相应的一对旋转构件；以及

制动器，选择性地将相应的轴连接到变速器壳体。

16.根据权利要求15所述的用于车辆的动力传输设备，其中

四个所述离合器包括：

第一离合器，布置在所述第一输入轴与所述第三输入轴之间；

第二离合器，设置在第一输入轴与所述第一行星齿轮组的所述第一太阳齿轮之间；

第三离合器，布置在所述第一输入轴与所述第二输入轴之间；

以及

第四离合器，设置在所述第二行星齿轮组的第二环形齿轮与第二太阳齿轮之间，并且

其中，所述制动器设置在所述第二中间轴与所述变速器壳体之间。

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