CN110857725B - 用于车辆的动力传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆的动力传输装置。为车辆配置的动力传输装置可以包括：电动机/发电机，其包括电机轴；第一输入轴，其可选择性地连接到电机轴；第二输入轴，其布置在第一输入轴的外部，并可选择性地连接到电机轴；第三输入轴，其布置在第二输入轴的外部，并可选择性地连接到电机轴；第一扭矩调节轴，其形成为中空轴，并且与第一输入轴同轴地布置且布置在第一输入轴外部，其间没有旋转干涉；中间轴，其与第一输入轴平行安装；第一变速部分，其接收扭矩并输出变速的扭矩；以及第二变速部分，其包括第一行星齿轮组，分别选择性地从第一变速部分和第三输入轴接收扭矩，并且通过一个齿轮组输出变速的扭矩。

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2018年8月22日提交的韩国专利申请第10-2018-0098114号的优先权，上述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，本发明涉及这样一种用于车辆的动力传输装置，其通过在双离合自动变速器结构中添加至少一个行星齿轮组来实现多个换挡挡位，并且通过添加一个电动机/发电机来实现车辆以电动车辆模式和并联混合动力模式运行。

背景技术

车辆环保技术是控制未来车辆工业生存的核心技术，先进的车辆制造商把精力集中在开发环保汽车上，以达到环境和燃料效率的规定。

利用电能的电动车辆(EV)或混合动力电动车辆(HEV)或提高变速器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。

DCT可以包括两个离合器装置和手动变速器的齿轮系。DCT选择性地通过两个离合器将从发动机输入的扭矩传递至两个输入轴，通过齿轮系改变选择性地传递至两个输入轴的扭矩，并且输出改变的扭矩。

DCT用于实现紧凑的变速器，并且获得的前进速度可以多于五个。DCT用作自动的手动变速器，它通过控制器控制两个离合器和同步装置而不需要驾驶员的手动操作。

与具有行星齿轮组的自动变速器相比，DCT具有优异的动力传递效率，简化用于获取多档位的组件的改变和增加，并且提高燃料经济性。

本发明的背景技术部分所包含的信息仅用于加强对本发明的一般背景的理解，而不视为确认或任何形式的暗示该信息组成本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种为车辆配置的动力传输装置，其具有以下优点：通过在双离合变速器结构中添加至少一个行星齿轮组来实现多个换挡挡位，并且通过添加一个电动机/发电机来实现车辆以发动机驱动模式、电动车辆模式和并联混合动力模式下运行，通过减少组件数量来简化其内部结构，通过最小化重量来提高燃料经济性，并且通过减小体积来提高可安装性。

本发明的各个方面致力于提供一种动力传输装置，其配置为通过添加同步器来实现更多的多个换挡挡位。

根据本发明的各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置可以包括：电动机/发电机，其包括可选择性地连接到发动机的发动机输出轴的电机轴；第一输入轴，其可选择性地连接到电机轴；第二输入轴，其形成为中空轴，布置为与第一输入轴同轴且布置在第一输入轴外部，其间没有旋转干涉，并且可选择性地连接到电机轴；第三输入轴，其形成为中空轴，布置为与第二输入轴同轴且布置在第二输入轴外部，其间没有旋转干涉，并且可选择性地连接到电机轴；第一扭矩调节轴，其形成为中空轴，并且与第一输入轴同轴地布置且布置在第一输入轴外部，其间没有旋转干涉；中间轴，其与第一输入轴平行布置；第一变速部分，其通过第一输入轴接收扭矩，通过多个齿轮组对接收到的扭矩进行变速，并输出变速的扭矩；第二变速部分，其包括第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组包括固定地连接到第一扭矩调节轴的第一太阳轮，第一行星齿轮组分别选择性地接收来自第一变速部分和第三输入轴的扭矩，并通过一个齿轮组输出变速的扭矩。

第一扭矩调节轴可以固定地连接到第二输入轴。第一变速部分可以包括：第一齿轮组，其包括第一驱动齿轮和第一从动齿轮，所述第一驱动齿轮固定地连接到第一输入轴，所述第一从动齿轮固定地连接到中间轴并与第一驱动齿轮外啮合；以及第二齿轮组，其包括第二驱动齿轮和第二从动齿轮，所述第二驱动齿轮固定地连接到第一扭矩调节轴，所述第二从动齿轮固定地连接到中间轴并与第二驱动齿轮外啮合。

第一齿轮组的传动比可用于第一前进速度和第五前进速度，而第二齿轮组的传动比可用于第二前进速度。

第一行星齿轮组可以进一步包括固定地连接到第三输入轴的第一行星架和通过第三齿轮组与输出轴外啮合的第一内齿圈。

第一行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组。

第三齿轮组可以包括固定地连接到第一内齿圈的外周的第三驱动齿轮和固定地连接到输出轴并与第三驱动齿轮外啮合的第三从动齿轮。

第三齿轮组的传动比可用于第四前进速度。

动力传输装置可以进一步包括：五个离合器，每个离合器选择性地连接相应的一对轴；以及制动器，其选择性地将轴连接到变速器壳体。

五个离合器可以包括：布置在发动机输出轴和电机轴之间的发动机离合器，布置在电机轴和第一输入轴之间的第一离合器，布置在电机轴和第二输入轴之间的第二离合器，布置在电机轴和第三输入轴之间的第三离合器，以及布置在中间轴和输出轴之间的第四离合器，并且制动器可以布置在中间轴和变速器壳体之间。

第一扭矩调节轴可以与第二输入轴同轴并布置在第二输入轴外部，其间没有旋转干涉。第一变速部分可以进一步包括：第二扭矩调节轴，其形成为中空轴，并且与中间轴且布置在中间轴外部，而与中间轴之间没有旋转干涉；空转轴，其与中间轴平行；第二行星齿轮组，其包括旋转元件，并且旋转元件中的两个旋转元件分别连接到中间轴和第二扭矩调节轴；第一齿轮组，其包括第一驱动齿轮和第一从动齿轮，所述第一驱动齿轮固定地连接到第一输入轴，所述第一从动齿轮固定地连接到中间轴并与第一驱动齿轮外啮合；第二齿轮组，其包括第二驱动齿轮、第二从动齿轮和空转输出齿轮，所述第二驱动齿轮固定地连接到第一扭矩调节轴，所述第二从动齿轮连接到第二行星齿轮的另一个旋转元件并与第二驱动齿轮外啮合，所述空转输出齿轮固定地连接到空转轴并且与第二从动齿轮外啮合；第四齿轮组包括第四驱动齿轮和第四从动齿轮，所述第四驱动齿轮布置在第二输入轴外部，其间没有旋转干涉，所述第四从动齿轮固定地连接到空转轴并与第四驱动齿轮外啮合；第一同步器，其配置为选择性地将第一从动齿轮与第二扭矩调节轴连接，或者选择性地将第二扭矩调节轴与变速器壳体连接；以及第二同步器，其配置为选择性地将第二驱动齿轮与第二输入轴连接，并且选择性地将第四驱动齿轮与第二输入轴连接。

第一行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，而第二行星齿轮组可以是双小齿轮行星齿轮组。

第二行星齿轮组可以包括：固定地连接到中间轴的第二太阳轮，固定地连接到第二扭矩调节轴的第二行星架；以及固定地连接到第二齿轮组的第二从动齿轮的第二内齿圈。第一行星齿轮组可以进一步包括固定地连接到第三输入轴的第一行星架，以及通过第三齿轮组与输出轴外啮合的第一内齿圈。

第三齿轮组可以包括固定地连接到第一内齿圈的外周的第三驱动齿轮，以及固定地连接到输出轴并与第三驱动齿轮外啮合的第三从动齿轮。

空转轴可以通过第四齿轮组接收第二输入轴的扭矩，并将接收到的扭矩传递给第二从动齿轮。

第一齿轮组的传动比可用于第三前进速度和第五前进速度，第二齿轮组的传动比可用于第二前进速度，第三齿轮组的传动比可用于第六前进速度，而第四齿轮组的传动比可用于第九前进速度和倒车速度。

动力传输装置可以进一步包括：五个离合器，每个离合器选择性地连接相应的一对轴；以及制动器，其选择性地将轴连接到变速器壳体。

五个离合器可以包括：布置在发动机输出轴和电机轴之间的发动机离合器，布置在电机轴和第一输入轴之间的第一离合器，布置在电机轴和第二输入轴之间的第二离合器，布置在电机轴和第三输入轴之间的第三离合器，以及布置在第二从动齿轮和输出轴之间的第四离合器，并且制动器可以设置在中间轴和变速器壳体之间。

根据各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置可以通过在双离合变速器结构中添加至少一个行星齿轮组来实现多个换挡挡位，并且通过添加一个电动机/发电机来实现车辆在发动机驱动模式、电动车辆模式和并联混合动力模式下运行，通过减少组件数量来简化其内部结构，通过最小化重量来提高燃料经济性，并且通过减小体积来提高可安装性。

根据各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置进一步采用两个同步器和一个行星齿轮组，并且使得车辆能够以发动机驱动模式、电动车辆模式和并联混合动力模式运行。

此外，在以下详细的描述中对从本发明的示例性实施方案可以获取或期望的效果直接地或暗示地进行描述。也就是说，在以下详细的描述中将对从本发明的示例性实施方案期望获取的各种效果进行描述。

本发明的方法和装置具有其它的特征和优点，这些特征和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在附图和具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为根据本发明的各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置的示意图。

图2为根据本发明的各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置的换挡操作图。

图3为根据本发明的各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置的示意图。

图4为根据本发明的各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置的换挡操作图。

应当理解，附图不必按比例绘制，而是呈现各种特征的简化表示，以对说明本发明的基本原理的各种特征进行说明。本文所包含的本发明的具体设计特征例如包括具体尺寸、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。

在附图中，贯穿附图的多幅图片中相同的附图标记指相同或等同的部件。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的各个实施方案，其示例在附图和以下描述中示出。尽管本发明将结合本发明的示例性实施方案进行描述，但是可以理解本说明书并不旨在将本发明限制在这些示例性实施方案中。另一方面，本发明旨在不仅覆盖示本发明的示例性实施方案，还包括各种替代的实施方案、修改的实施方案、等价的实施方案或其它实施方案，所述实施方案包含在由所附权利要求所定义的本发明的精神和范围中。

下文将参考附图对本发明的示例性实施方案进行更全面的描述，附图中示出本发明的示例性实施方案。如本领域技术人员将意识到的，所描述的实施方案可以进行各种方式的修改，全部的修改不脱离本发明的精神或范围。

附图和说明在本质上被认为是说明性的，而不是限制性的，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，将组件的名称分为第一、第二等以区分名称，因为组件名称是彼此相同的，并且它们的次序并不进行特别的限定。

图1为根据本发明的各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置的示意图。

参照图1，根据本发明的各个示例性实施方案为车辆配置的动力传输装置包括：发动机ENG，电动机/发电机MG，第一、第二、第三输入轴IS1、IS2和IS3，第一扭矩调节轴TMS1，中间轴CS，第一、第二变速部分TM1和TM2以及输出轴OS。

发动机ENG是主要动力源，并且诸如利用化石燃料的汽油发动机或柴油发动机的各种典型发动机可用作发动机ENG。

作为辅助动力源的电动机/发电机MG可以用作电动机，也可以用作发电机，并且包括定子ST和转子RT，其中定子ST固定到变速器壳体H，而转子RT可旋转地支撑在定子ST内。

来自发动机ENG和/或电动机/发电机MG的扭矩在第一变速部分TM1中变速到多个固定的挡位，并且来自第一变速部分TM1的扭矩和来自发动机的分开的路线的扭矩在第二变速部分TM2中变速到多个挡位，并通过输出轴OS输出。

第一、第二、第三输入轴IS1、IS2和IS3以及第一扭矩调节轴TMS1同轴地设置，中间轴CS和输出轴OS同轴地设置并且与第一、第二、第三输入轴IS1、IS2和IS3以及第一扭矩调节轴TMS1平行。

电动机/发电机MG设置在发动机ENG的后侧。固定连接到电动机/发电机MG的转子RT的电机轴MDS可选择性地连接到发动机ENG的输出轴EOS(中间设置有发动机离合器ECL)。

第一输入轴IS1可选择性地连接到电机轴MDS，并且第一输入轴IS1将来自发动机ENG和电动机/发电机MG的扭矩传递到第一变速部分TM1。

第二输入轴IS2形成为中空轴，并且布置为与第一输入轴IS1同轴且在第一输入轴IS1外部，其间没有旋转干涉，并且可选择性地连接到电机轴MDS，由此选择性地将发动机ENG和电动机/发电机MG的扭矩传递到第二变速部分TM2。

第三输入轴IS3形成为中空轴，并且布置为与第二输入轴IS2同轴且在第二输入轴IS2外部，其间没有旋转干涉，并且可选择性地连接到电机轴MDS，由此选择性地将发动机ENG和电动机/发电机MG的扭矩传递到第二变速部分TM2。

第一扭矩调节轴TMS1形成为中空轴，并且布置为与第一输入轴IS1同轴且在第一输入轴IS1外部，并且连接到第二输入轴IS2。

第一变速部分TM1包括中间轴CS。中间轴CS通过第一齿轮组GL1与第一输入轴IS1外啮合，并通过第二齿轮组GL2与第一扭矩调节轴TMS1外啮合。

第二变速部分TM2包括第一行星齿轮组PG1，并且第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组。第一行星齿轮组PG1包括：第一太阳轮S1；第一行星架PC1，其可旋转地支撑与第一太阳轮S1外啮合的多个第一小齿轮P1；以及第一内齿圈R1，其与多个第一小齿轮P1内啮合。

第一太阳轮S1固定连接到第二输入轴IS2和第一扭矩调节轴TMS1，第一行星架PC1固定连接到第三输入轴IS3，并且第一内齿圈R1通过第三齿轮组GL3与输出轴OS外啮合。

当第一太阳轮S1固定至变速器壳体H时，第一内齿圈R1的转速与接收从第三输入轴IS3输入的扭矩的第一行星架PC1的转速相比变高。因此，通过第一行星架PC1接收第三输入轴IS3的扭矩的第一行星齿轮组PG1形成具有增加的转速的变速中间扭矩，并通过第一内齿圈R1输出变速中间扭矩。此外，当从第二输入轴IS2和第三输入轴IS3输入的扭矩同时传递到第一太阳轮S1和第一行星架PC1时，第一行星齿轮组PG1整体地旋转，因此第一行星齿轮组PG1原样输出输入的扭矩。

第一齿轮组GL1包括：第一驱动齿轮IDG1，其固定连接到第一输入轴IS1；以及第一从动齿轮IPG1，其固定连接到中间轴CS并与第一驱动齿轮IDG1外啮合。

第二齿轮组GL2包括：第二驱动齿轮IDG2，其固定连接到第一扭矩调节轴TMS1；以及第二从动齿轮IPG2，其固定连接到中间轴CS并与第二驱动齿轮IDG2外啮合。中间轴CS通过第二从动齿轮IPG2可选择性地连接到变速器壳体H以作为固定元件，并且可选择性地连接到输出轴OS以用于动力传递。

第三齿轮组GL3包括：第三驱动齿轮IDG3，其固定连接到第一内齿圈R1的外周；以及第三从动齿轮IPG3，其固定连接到输出轴OS并与第三驱动齿轮IDG3外啮合。

第一齿轮组GL1、第二齿轮组GL2和第三齿轮组GL3的传动比可以根据诸如发动机和车辆规格的设计因素来设置。根据本发明的示例性实施方案，第一齿轮组GL1的传动比用于实现第一前进速度和第五前进速度，第二齿轮组GL2的传动比用于实现第二前进速度和第六前进速度，而第三齿轮组GL3用于实现第四前进速度。

输出轴OS是输出元件，并且可选择性地连接到中间轴CS。输出轴OS通过中间轴CS接收从第一变速部分TM1输入的扭矩以及通过第三齿轮组GL3接收从第二变速部分TM2输入的扭矩，并通过输出齿轮OG和最终减速齿轮FDG将接收到的扭矩传递到差速器DIFF。

此外，发动机离合器ECL和第一至第四离合器CL1、CL2、CL3和CL4的五个接合元件布置在诸如各个轴的旋转构件之间，制动器B1的一个接合元件布置在旋转构件和变速器壳体H之间

接合元件ECL、CL1、CL2、CL3、CL4和B1如下布置。

发动机离合器ECL布置在发动机输出轴EOS(即，发动机曲轴)和电机轴MDS之间，并选择性地连接发动机输出轴EOS和电机轴MDS。

第一离合器CL1布置在电机轴MDS和第一输入轴IS1之间，并且选择性地连接电机轴MDS和第一输入轴IS1。

第二离合器CL2布置在电机轴MDS和第二输入轴IS2之间，并且选择性地连接电机轴MDS和第二输入轴IS2。

第三离合器CL3布置在电机轴MDS和第三输入轴IS3之间，并且选择性地连接电机轴MDS和第三输入轴IS3。

第四离合器CL4布置在中间轴CS和输出轴OS之间，并且选择性地连接中间轴CS和输出轴OS。

制动器B1布置在中间轴CS和变速器壳体H之间，以使中间轴CS用作固定元件。

发动机离合器ECL、第一离合器CL1、第二离合器CL2、第三离合器CL3、第四离合器CL4以及制动器B1的接合元件可以实现为多片式液压压力摩擦装置，其通过液压压力摩擦接合，然而，由于各种其它的可电控的配置也是可以的，所以可以理解不限于此。

图2是根据图1中的本发明的各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置的换挡操作图，并且根据图1中的各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置执行如下换挡操作。

[发动机模式和并联模式第一前进速度]

在发动机模式和并联模式第一前进速度FD1中，如图2所示，操作发动机离合器ECL以及第一离合器CL1和第四离合器CL4。

这样，通过发动机离合器ECL和第一离合器CL1的操作，发动机ENG的扭矩通过电机轴MDS、第一输入轴IS1和第一齿轮组GL1输入到中间轴CS，并且通过第四离合器CL4的操作，中间轴CS的扭矩通过输出轴OS传递到差速器DIFF，从而实现第一前进速度FD1。

第一齿轮组GL1的传动比用于实现第一前进速度FD1。

[发动机模式和并联模式第二前进速度]

在发动机模式和并联模式第二前进速度FD2中，操作发动机离合器ECL以及第二离合器CL2和第四离合器CL4。

这样，通过发动机离合器ECL和第二离合器CL2的操作，发动机ENG的扭矩通过电机轴MDS、第二输入轴IS2、第一扭矩调节轴TMS1和第二齿轮组GL2输入到中间轴CS，并且通过第四离合器CL4的操作，中间轴CS的扭矩通过输出轴OS传递到差速器DIFF，从而实现第二前进速度FD2。

第二齿轮组GL2的传动比用于实现第二前进速度FD2。

[发动机模式和并联模式第三前进速度]

在发动机模式和并联模式第三前进速度FD3中，操作发动机离合器ECL以及第三离合器CL3和第四离合器CL4。

这样，通过发动机离合器ECL和第三离合器CL3的操作，发动机ENG的扭矩通过电机轴MDS和第三输入轴IS3输入到第一行星架PC1。

在发动机扭矩传递到第一行星架PC1的状态下，第三齿轮组GL3、输出轴OS、中间轴CS、第二齿轮组GL2和第一扭矩调节轴TMS1通过第四离合器CL4的操作而连接，使得第一太阳轮S1和第一内齿圈R1连接。通过第一行星齿轮组PG1的旋转构件的协作操作，变速的输出扭矩通过输出轴传递到差速器DIFF，从而实现第三前进速度FD3。

在这种情况下，第一太阳轮S1的转速取决于第二从动齿轮IPG2的转速，而第一内齿圈R1的转速取决于第三从动齿轮IPG3的转速。

[发动机模式和并联模式第四前进速度]

在发动机模式和并联模式第四前进速度FD4中，操作发动机离合器ECL以及第二离合器CL2和第三离合器CL3。

这样，通过发动机离合器ECL和第二离合器CL2的操作，发动机ENG的部分扭矩通过电机轴MDS和第二输入轴IS2输入到第一太阳轮S1，并且通过第三离合器CL3的操作，发动机ENG的部分扭矩通过第三输入轴IS3输入到第一行星架PC1。

由于发动机ENG的扭矩同时输入到第一太阳轮S1和第一行星架PC1，所以第一行星齿轮组PG1整体地旋转，使得输入到第一行星齿轮组PG1的扭矩原样输出，并且通过输出轴OS输出到差速器DIFF，从而实现第四前进速度FD4。

[发动机模式和并联模式第五前进速度]

在发动机模式和并联模式第五前进速度FD5中，操作发动机离合器ECL以及第一离合器CL1和第三离合器CL3。

这样，通过发动机离合器ECL和第一离合器CL1的操作，发动机ENG的部分扭矩通过第一输入轴IS1、第一齿轮组GL1、中间轴CS、第二齿轮组GL2和第一扭矩调节轴TMS1输入到第一太阳轮S1，并且通过第三离合器CL3的操作，发动机ENG的部分扭矩通过第三输入轴IS3输入到第一行星架PC1。

这样，通过第一太阳轮S1和第一行星架PC1输入的扭矩被组合，以通过第一行星齿轮组PG1的旋转构件的协作操作形成转速增加或减小的变速的输出扭矩，并且变速的输出扭矩通过输出轴OS传递到差速器DIFF，从而实现第五前进速度FD5。

在第五前进速度中，由于根据第一齿轮组GL1和第二齿轮组GL2的传动比的扭矩传递到第一太阳轮S1，并且根据第三齿轮组GL3的传动比的扭矩传递到第一行星架PC1，从而实现了增加的转速。

[发动机模式和并联模式第六前进速度]

在发动机模式和并联模式第六前进速度FD6中，操作发动机离合器ECL、第三离合器CL3和制动器B1。

这样，通过发动机离合器ECL和第三离合器CL3的操作，发动机ENG的扭矩通过第三输入轴IS3输入到第一行星架PC1。

在第一太阳轮S1通过制动器B1的操作而作为固定元件的状态下，第一行星架PC1接收输入扭矩。因此，第一内齿圈R1的转速增加，并通过输出轴OS输出到差速器DIFF，从而实现第六前进速度FD6。

也就是说，在第六前进速度中，由于第一太阳轮S1用作固定元件，所以变速的输出扭矩的转速大于第五前进速度FD5。

在上述对“发动机模式和并联模式”的描述中，只有发动机ENG示例为动力源。然而，显然可以理解，即使激活电动机/发电机MG以形成并联模式并辅助发动机ENG，也可以保持这种换挡操作。

电动车辆模式EV模式与发动机模式和并联模式的不同仅在于发动机ENG在释放发动机离合器ECL的同时停止，并且只有电动机/发电机MG用作唯一的动力源。可以理解，这种不同不会影响上述换挡操作，因此，在这种电动车辆模式EV模式中，可以通过相同的操作图获得第一前进速度FD1至第六前进速度FD6的六个前进速度的相同换挡挡位。

可以理解，在电动车辆模式EV中，倒车速度可以通过反向操作电动机/发电机MG来实现。

根据各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置通过对多离合器变速器采用一个行星齿轮组和一个电动机/发电机来实现六个换挡挡位，通过简化的布置来实现多个换挡挡位，提高可安装性，并减轻总重量。

图3为根据本发明的各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置的示意图。

参照图3，与图1中的各个示例性实施方案相比，各个示例性实施方案进一步采用第一扭矩调节轴TMS1与第二输入轴IS2和第一输入轴IS1同轴地布置且布置在第二输入轴IS2和第一输入轴IS1外部，其间没有旋转干涉，并且第一变速部分TM1可以进一步包括：第二扭矩调节轴TMS2、空转轴IDS、第二行星齿轮组PG2、第四齿轮组GL4以及两个同步器SN1和SN2，从而实现第九前进速度和一个倒车速度。

第二扭矩调节轴TMS2形成为中空轴，并且与中间轴CS同轴地布置且布置在中间轴CS外部，其间没有旋转干涉。

空转轴IDS与中间轴CS平行。在空转轴IDS上，固定有第四从动齿轮IPG4和空转输出齿轮IDG。

第二行星齿轮组PG2可以包括旋转元件，并且旋转元件中的两个旋转元件分别连接到中间轴CS和第二扭矩调节轴TMS2。

第二行星齿轮组PG2是双小齿轮行星齿轮组，并且可以包括：第二太阳轮S2、第二行星架PC2以及第二内齿圈R2；所述第二行星架PC2可旋转地支撑多个第二小齿轮P2，所述多个第二小齿轮P2的布置在内部的小齿轮与第二太阳轮S2外啮合；所述第二内齿圈R2与所述多个第二小齿轮P2的布置在外部的小齿轮内啮合。

也就是说，第二太阳轮S2固定连接到中间轴CS，第二行星架PC2固定连接到第二扭矩调节轴TMS2，并且第二内齿圈R2固定连接到第二齿轮组GL2的第二从动齿轮IPG2。

第四齿轮组GL4可以包括：第四驱动齿轮IDG4，其布置在第二输入轴IS2外部而没有旋转干涉；以及第四从动齿轮IPG4，其固定地连接到空转轴IDS并且与第四驱动齿轮IDG4外啮合。

第二齿轮组GL2可以进一步包括与第二从动齿轮IPG2外啮合的空转输出齿轮IDOG。第二驱动齿轮IDG2通过第一扭矩调节轴TMS1固定连接到第一太阳轮S1，第一扭矩调节轴TMS1与第二输入轴IS2同轴地布置且布置在第二输入轴IS2的外部。

因此，第二输入轴IS2的扭矩通过第四齿轮组GL4传递到空转轴IDS，并以降低的转速输出到第二齿轮组GL2的第二从动齿轮IPG2。

第一同步器SN1布置在中间轴CS上，而第二同步器SN2布置在第二输入轴IS2上。

第一同步器SN1选择性地将第一从动齿轮IPG1与第二扭矩调节轴TMS2连接，并且选择性地将第二扭矩调节轴TMS2与变速器壳体H连接。

第二同步器SN2选择性地将第二驱动齿轮IDG2与第二输入轴IS2连接，并且选择性地将第四驱动齿轮IDG4与第二输入轴IS2连接。

在本发明的各个示例性实施方案中，第一齿轮组GL1的传动比用于第三前进速度和第五前进速度，第二齿轮组GL2的传动比用于第二前进速度，第三齿轮组GL3的传动比用于第六前进速度，第四齿轮组GL4的传动比用于第九前进速度和倒车速度。

第一同步器SN1和第二同步器SN2可以形成为已知的方案，并且应用于第一同步器SN1和第二同步器SN2的第一套筒SLE1和第二套筒SLE2可以由各自的致动器操作，该致动器可以由变速器控制单元控制。

图4是根据图3中的本发明的各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置的换挡操作图，并且根据图3中的各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置执行如下换挡操作。

[发动机模式和并联模式倒车速度]

在发动机模式和并联模式倒车速度REV中，如图4所示，第二输入轴IS2和第四驱动齿轮IDG4通过第二同步器SN2的套筒SLE2而同步连接，并且操作发动机离合器ECL以及第二离合器CL2和第四离合器CL4。

这样，通过第二离合器CL2的操作，发动机ENG的扭矩通过电机轴MDS、第二输入轴IS2、第四齿轮组GL4、空转轴IDS和空转输出齿轮IDOG输入到第二从动齿轮IPG2。

并且通过第四离合器CL4的操作，第二从动齿轮IPG2的扭矩通过输出轴OS传递到差速器DIFF，从而实现倒车速度。

[发动机模式和并联模式第一前进速度]

在发动机模式和并联模式第一前进速度FD1中，第二扭矩调节轴TMS2和变速器壳体H通过同步器SN1的套筒SLE1同步连接，并且操作发动机离合器ECL以及第一离合器CL1和第四离合器CL4。

这样，通过发动机离合器ECL和第一离合器CL1的操作，发动机ENG的扭矩通过电机轴MDS、第一输入轴IS1、第一齿轮组GL1和中间轴CS输入到第二太阳轮S2。在这种情况下，第二扭矩调节轴TMS2通过第一同步器SN1的操作而固定，使得第二行星架PC2作为固定元件。

因此，输入到第二太阳轮S2的扭矩进行变速并以降低的转速通过第二内齿圈R2传递到第二从动齿轮IPG2，并且第二从动齿轮IPG2的扭矩通过输出轴OS传递到差速器DIFF，从而实现第一前进速度FD1。

也就是说，根据第一齿轮组GL1的传动比变速的转速在第二行星齿轮组PG2中进一步降低。

[发动机模式和并联模式第二前进速度]

在发动机模式和并联模式第二前进速度FD2中，第二输入轴IS2和第二驱动齿轮IDG2通过第二同步器SN2的套筒SLE2同步连接，并且操作发动机离合器ECL以及第二离合器CL2和第四离合器CL4。

这样，通过发动机离合器ECL和第二离合器CL2的操作，发动机ENG的扭矩通过电机轴MDS、第二输入轴IS2和第二齿轮组GL2输入到第二从动齿轮IPG2。

并且通过第四离合器CL4的操作，第二从动齿轮IPG2的扭矩通过输出轴OS传递到差速器DIFF，从而实现第二前进速度FD2。

即，第二前进速度由第二齿轮组GL2的传动比实现。

[发动机模式和并联模式第三前进速度]

在发动机模式和并联模式第三前进速度FD3中，第一从动齿轮IPG1和第二扭矩调节轴TMS2通过同步器SN1的套筒SLE1同步连接，并且操作发动机离合器ECL以及第一离合器CL1和第四离合器CL4。

这样，通过发动机离合器ECL和第一离合器CL1的操作，发动机ENG的扭矩通过电机轴MDS、第一输入轴IS1、第一齿轮组GL1和中间轴OS输入到第二太阳轮S2。在这种情况下，第一从动齿轮IPG1和第二扭矩调节轴TMS2通过第一同步器SN1的操作同步连接，并且输入扭矩同时传递到第二太阳轮S2和第二行星架PC2，使得第二行星齿轮组PG2整体地旋转。

并且，同时传递到第二太阳轮S2和第二行星架PC2的扭矩通过输出轴OS传递到差速器DIFF，从而实现第三前进速度FD3。

即，第三前进速度由第一齿轮组GL1的传动比实现。

[发动机模式和并联模式第四前进速度]

在发动机模式和并联模式第四前进速度FD4中，第一同步器SN1和第二同步器SN2处于中间状态，操作发动机离合器ECL以及第三离合器CL3和第四离合器CL4。

这样，通过发动机离合器ECL和第三离合器CL3的操作，发动机ENG的扭矩通过电机轴MDS和第三输入轴IS3输入到第一行星架PC1。

在发动机扭矩传递到第一行星架PC1的状态下，第三齿轮组GL3、输出轴OS、第二齿轮组GL2和第一扭矩调节轴TMS1通过第四离合器CL4的操作而连接，使得第一太阳轮S1和第一内齿圈R1连接。通过第一行星齿轮组PG1的旋转构件的协作操作的变速的输出扭矩通过输出轴传递到差速器DIFF，从而实现第四前进速度FD4。

在这种情况下，第一太阳轮S1的转速取决于第二从动齿轮IPG2的转速，而第一内齿圈R1的转速取决于第三从动齿轮IPG3的转速。

[发动机模式和并联模式第五前进速度]

在发动机模式和并联模式第五前进速度FD5中，第一从动齿轮IPG1和第二扭矩调节轴TMS2通过同步器SN1的套筒SLE1同步连接，并且操作发动机离合器ECL、第一离合器CL1和第三离合器CL3。

这样，通过发动机离合器ECL和第一离合器CL1的操作，发动机ENG的部分扭矩通过电机轴MDS、第一输入轴IS1、第一齿轮组GL1和中间轴CS输入到第二太阳轮S2。在这种情况下，第一从动齿轮IPG1和第二扭矩调节轴TMS2通过第一同步器SN1的操作同步连接，并且输入扭矩同时传递到第二太阳轮S2和第二行星架PC2，使得第二行星齿轮组PG2整体地旋转。

传递到第二太阳轮S2和第二行星架PC2的扭矩通过第二齿轮组GL2传递到第一太阳轮S1，并且发动机ENG的部分扭矩通过电机轴MDS和第三输入轴IS3输入到第一行星架PC1。

这样，通过第一太阳轮S1和第一行星架PC1输入的扭矩被组合，以通过第一行星齿轮组PG1的旋转构件的协作操作形成转速增加或减小的变速的输出扭矩，并且变速的输出扭矩通过输出轴OS传递到差速器DIFF，从而实现第五前进速度FD5。

在第五前进速度中，由于根据第一齿轮组GL1和第二齿轮组GL2的传动比的扭矩传递到第一太阳轮S1，而发动机ENG的扭矩输入到第一行星架PC1，因此转速改变。

[发动机模式和并联模式第六前进速度]

在发动机模式和并联模式第六前进速度FD6中(改的对，最后看看是否发邮件，不发)，第二输入轴IS2和第二驱动齿轮IDG2通过第二同步器SN2的套筒SLE2同步连接，并且操作发动机离合器ECL以及第二和第三离合器CL2和CL3。

这样，发动机ENG的部分扭矩通过电机轴MDS、第二输入轴IS2、第二同步器SN2和第一扭矩调节轴TMS1输入到第一太阳轮S1，并且发动机ENG的部分扭矩通过第三离合器CL3的操作通过第三输入轴IS3输入到第一行星架PC1。

由于发动机ENG的扭矩同时输入到第一太阳轮S1和第一行星架PC1，因此第一行星齿轮组PG1整体地旋转，使得输入到第一行星齿轮组PG1的扭矩原样输出，并且通过输出轴OS输出到差速器DIFF，从而实现第六前进速度FD6。

[发动机模式和并联模式第七前进速度]

在发动机模式和并联模式第七前进速度FD7中，第二扭矩调节轴TMS2和变速器壳体H通过同步器SN1的套筒SLE1同步连接，并且操作发动机离合器ECL以及第一离合器CL1和第三离合器CL3。

这样，通过发动机离合器ECL和第一离合器CL1的操作，发动机ENG的扭矩通过电机轴MDS、第一输入轴IS1、第一齿轮组GL1和中间轴CS输入到第二太阳轮S2。在这种情况下，第二扭矩调节轴TMS2通过第一同步器SN1的操作而固定，使得第二行星架PC2作为固定元件。

因此，输入到第二太阳轮S2的扭矩进行变速并以降低的转速通过第二内齿圈R2传递到第二从动齿轮IPG2，并且第二从动齿轮IPG2的扭矩通过第二齿轮组GL2和第一扭矩调节轴TMS1传递到第一太阳轮S1。并且通过第三离合器CL3的操作，发动机ENG的部分扭矩通过第三输入轴IS3输入到第一行星架PC1。

这样，通过第一太阳轮S1和第一行星架PC1输入的扭矩被组合，以通过第一行星齿轮组PG1的旋转构件的协作操作形成转速增加或减小的变速的输出扭矩，并且变速的输出扭矩通过输出轴OS传递到差速器DIFF，从而实现第七前进速度FD7。

在第七前进速度中，由于根据第一齿轮组GL1和第二齿轮组GL2的传动比的扭矩传递到第一太阳轮S1，而发动机ENG的扭矩输入到第一行星架PC1，因此转速被改变。

[发动机模式和并联模式第八前进速度]

在发动机模式和并联模式第八前进速度FD8中，第一同步器SN1和第二同步器SN2处于中间状态，操作发动机离合器ECL、第三离合器CL3和制动器B1。

这样，通过发动机离合器ECL和第三离合器CL3的操作，发动机ENG的扭矩通过第三输入轴IS3输入到第一行星架PC1，并且第一太阳轮S1通过制动器B1的操作作为固定元件。

因此，第一内齿圈R1的转速增加，并通过第三齿轮组GL3和输出轴OS输出到差速器DIFF，从而实现第八前进速度FD8。

也就是说，因为在第一行星齿轮组PG1中，第一太阳轮S1作为固定元件，并且第一行星架PC1接收扭矩，所以变速的输出扭矩的转速大于第七前进速度FD7。

[发动机模式和并联模式第九前进速度]

在发动机模式和并联模式第九前进速度FD9中，第二输入轴IS2和第四驱动齿轮IDG4通过第二同步器SN2的套筒SLE2同步连接，并且操作发动机离合器ECL以及第二离合器CL2和第三离合器CL3。

这样，发动机ENG的部分扭矩通过电机轴MDS、第二输入轴IS2、第四齿轮组GL4、空转轴IDS和第二齿轮组GL2以相反的旋转方向输入到第一太阳轮S1。

发动机ENG的部分扭矩输入到第一行星架PC1，并且第一行星齿轮组PG1通过第一内齿圈R1输出转速比第八前进速度增加的变速的输出扭矩，输出扭矩通过第三齿轮组GL3和输出轴OS传递到差速器DIFF，从而实现第九前进速度FD9。

也就是说，在第九前进速度中，由于第一太阳轮S1反向旋转，并且第一行星架PC1接收扭矩，所以变速的输出扭矩的旋转速度大于第八前进速度FD8。

在上述对“发动机模式和并联模式”的描述中，只有发动机ENG示例为动力源。然而，显然可以理解，即使激活电动机/发电机MG以形成并联模式并辅助发动机ENG，也可以保持这种换挡操作。

电动车辆模式EV模式与发动机模式和并联模式的不同仅在于发动机ENG在松开发动机离合器ECL的同时停止，并且只有电动机/发电机MG用作唯一的动力源。可以理解，这种不同不会影响上述换挡操作，因此，在这种电动车辆模式EV模式中，可以通过相同的操作图获得第一前进速度FD1至第九前进速度FD9的九个前进速度的相同换挡挡位。

根据图3中的各个示例性实施方案的为车辆配置的动力传输装置进一步将两个同步器SN1和SN2，一个行星齿轮组PG2和一个空转轴IDS应用于图1中的本发明的各个示例性实施方案，并且能够以发动机驱动模式、并联混合动力模式和电动车辆模式进行驱动，从而进一步改善燃料消耗。

为了所附权利要求的解释方便和准确定义，术语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内”、“外”、“向前”、“向后”用于参照图中所示特征的位置来描述示例性实施方案的特征。

为了说明和描述的目的，上文已经对本发明的具体的示例性实施方案进行了描述。它们并不旨在详尽或将本发明限制在所公开的精确的方案中，并且显然，根据上述教示可以进行各种修改和变化。选择和描述的示例性实施方案是为了解释本发明的某些原则和其实际应用，以使其他本领域技术人员制造和使用本发明的各种示例性实施方案，及其替代方案和修改方案。目的是本发明的范围由所附权利要求及其等价形式所定义。

Claims (17)

1.一种用于车辆的动力传输装置，所述动力传输装置包括：

电动机/发电机，其包括能够选择性地连接到发动机的发动机输出轴的电机轴；

第一输入轴，其能够选择性地连接到所述电机轴；

第二输入轴，其形成为中空轴，同轴地且能够旋转地安装在所述第一输入轴的第一部分上，在第一输入轴和第二输入轴之间没有旋转干涉，并且所述第二输入轴能够选择性地连接到所述电机轴；

第三输入轴，其形成为中空轴，同轴地且能够旋转地安装在所述第二输入轴上，在第二输入轴和第三输入轴之间没有旋转干涉，并且所述第三输入轴能够选择性地连接到所述电机轴；

第一扭矩调节轴，其形成为中空轴，同轴地且能够旋转地安装在所述第一输入轴的第二部分上，并且在第一输入轴和第一扭矩调节轴之间没有旋转干涉；

中间轴，其与所述第一输入轴平行地安装；

第一变速部分，其通过所述第一输入轴接收扭矩，通过多个齿轮组对接收到的扭矩进行变速，并输出变速的扭矩，所述第一变速部分包括所述中间轴；

第二变速部分，其包括第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组包括固定地连接到第一扭矩调节轴的第一太阳轮，所述第一行星齿轮组分别选择性地接收来自第一变速部分和第三输入轴的扭矩，并通过多个齿轮组中的齿轮组输出变速的扭矩。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输装置，其中，

所述第一扭矩调节轴固定地连接到所述第二输入轴，

所述第一变速部分包括：

多个齿轮组中的第一齿轮组，其具有固定地连接到第一输入轴的第一驱动齿轮，以及固定地连接到中间轴并与第一驱动齿轮啮合的第一从动齿轮；

多个齿轮组中的第二齿轮组，其具有固定地连接到第一扭矩调节轴的第二驱动齿轮，以及固定地连接到中间轴并与第二驱动齿轮啮合的第二从动齿轮。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的动力传输装置，其中，

第一齿轮组的传动比用于第一前进速度和第五前进速度；

第二齿轮组的传动比用于第二前进速度。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的动力传输装置，其中，所述第一行星齿轮组进一步包括：

第一行星架，其固定地连接到所述第三输入轴；

第一内齿圈，其通过多个齿轮组中的第三齿轮组与所述输出轴啮合。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的动力传输装置，其中，所述第一行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组。

6.根据权利要求4所述的用于车辆的动力传输装置，其中，所述第三齿轮组包括：

第三驱动齿轮，其固定地连接到所述第一内齿圈的外周；

第三从动齿轮，其固定地连接到所述输出轴并与所述第三驱动齿轮啮合。

7.根据权利要求6所述的用于车辆的动力传输装置，其中，所述第三齿轮组的传动比用于第四前进速度。

8.根据权利要求4所述的用于车辆的动力传输装置，其进一步包括：

五个离合器，每个离合器选择性地连接第一轴、第二轴、第三轴、第一扭矩调节轴、中间轴和输出轴中的相应的一对；

制动器，其选择性地将第一轴、第二轴、第三轴、第一扭矩调节轴、中间轴和输出轴中的一个轴连接到变速器壳体。

9.根据权利要求8所述的用于车辆的动力传输装置，其中，

五个离合器包括：

发动机离合器，其安装在所述发动机输出轴和所述电机轴之间；

第一离合器，其安装在所述电机轴和所述第一输入轴之间；

第二离合器，其安装在所述电机轴和所述第二输入轴之间；

第三离合器，其安装在所述电机轴和所述第三输入轴之间；

第四离合器，其安装在所述中间轴和所述输出轴之间；

所述制动器安装在所述中间轴和所述变速器壳体之间。

10.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输装置，其中，

所述第一扭矩调节轴同轴地且能够旋转地安装在所述第二输入轴上，并且在第一扭矩调节轴和第二输入轴之间没有旋转干涉，

所述第一变速部分进一步包括：

第二扭矩调节轴，其形成为中空轴，同轴地且能够旋转地安装在所述中间轴上，并且在第二扭矩调节轴和中间轴之间没有旋转干涉；

空转轴，其与所述中间轴平行；

第二行星齿轮组，其包括多个旋转元件，并且所述多个旋转元件中的两个旋转元件分别连接到所述中间轴和所述第二扭矩调节轴；

第一齿轮组，其包括第一驱动齿轮和第一从动齿轮，所述第一驱动齿轮固定地连接到所述第一输入轴，所述第一从动齿轮固定地连接到所述中间轴并与所述第一驱动齿轮啮合；

第二齿轮组，其包括第二驱动齿轮、第二从动齿轮和空转输出齿轮，其中，所述第二驱动齿轮固定地连接到所述第一扭矩调节轴，所述第二从动齿轮固定地连接到所述第二行星齿轮的多个旋转元件中的另一个旋转元件并与所述第二驱动齿轮啮合，所述空转输出齿轮固定地连接到所述空转轴并且与所述第二从动齿轮啮合；

多个齿轮组中的第四齿轮组，所述第四齿轮组包括第四驱动齿轮和第四从动齿轮，所述第四驱动齿轮安装在所述第二输入轴外部，并且在第四驱动齿轮和第二输入轴之间没有旋转干涉，所述第四从动齿轮固定地连接到所述空转轴并与所述第四驱动齿轮啮合；

第一同步器，其配置为选择性地将第一从动齿轮与第二扭矩调节轴连接，或者选择性地将第二扭矩调节轴与变速器壳体连接；

第二同步器，其配置为选择性地将第二驱动齿轮与第二输入轴连接，或者选择性地将第四驱动齿轮与第二输入轴连接。

11.根据权利要求10所述的用于车辆的动力传输装置，其中，

所述第一行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组；

所述第二行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组。

12.根据权利要求10所述的用于车辆的动力传输装置，其中，

所述第二行星齿轮组包括：

第二行星齿轮组的两个旋转元件中的第二太阳轮，所述第二太阳轮固定地连接到所述中间轴；

第二行星齿轮组的两个旋转元件中的第二行星架，所述第二行星架固定地连接到所述第二扭矩调节轴；

第二内齿圈，其是所述第二行星齿轮组的另一旋转元件，并且固定地连接到所述第二齿轮组的第二从动齿轮；

所述第一行星齿轮组进一步包括：

第一行星架，其固定地连接到所述第三输入轴；

第一内齿圈，其通过第三齿轮组与所述输出轴啮合。

13.根据权利要求12所述的用于车辆的动力传输装置，其中，所述第三齿轮组包括：

第三驱动齿轮，其固定地连接到所述第一内齿圈的外周；

第三从动齿轮，其固定地连接到所述输出轴并与所述第三驱动齿轮啮合。

14.根据权利要求10所述的用于车辆的动力传输装置，其中，所述空转轴通过第四齿轮组选择性地接收第二输入轴的扭矩，并将接收到的扭矩传递到第二从动齿轮。

15.根据权利要求12所述的用于车辆的动力传输装置，其中，

第一齿轮组的传动比用于第三前进速度和第五前进速度；

第二齿轮组的传动比用于第二前进速度；

第三齿轮组的传动比用于第六前进速度；

第四齿轮组的传动比用于第九前进速度和倒车速度。

16.根据权利要求10所述的用于车辆的动力传输装置，其进一步包括：

五个离合器，每个离合器选择性地连接第一轴、第二轴、第三轴、第一扭矩调节轴、第二扭矩调节轴、中间轴和输出轴中的相应的一对；

制动器，其选择性地将第一轴、第二轴、第三轴、第一扭矩调节轴、第二扭矩调节轴、中间轴和输出轴中的一个轴连接到变速器壳体。

17.根据权利要求16所述的用于车辆的动力传输装置，其中，

五个离合器包括：

发动机离合器，其安装在所述发动机输出轴和所述电机轴之间；

第一离合器，其安装在所述电机轴和所述第一输入轴之间；

第二离合器，其安装在所述电机轴和所述第二输入轴之间；

第三离合器，其安装在所述电机轴和所述第三输入轴之间；

第四离合器，其安装在所述第二从动齿轮和所述输出轴之间；所述制动器安装在所述中间轴和所述变速器壳体之间。