CN103470750B - 用于车辆的动力传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的动力传输装置。所述装置包括：电动辅助驱动单元；包括具有第一、第二和第三旋转元件的行星齿轮组的扭矩变换设备，其中第一旋转元件连接至电动辅助驱动单元，第二旋转元件连接至发动机，第三旋转元件作为输出元件来操作；包括第一输入轴和第二输入轴的输入设备，其中第一输入轴通过一个离合器选择性地连接至第二旋转元件并且具有固定地设置在其上的至少一个输入齿轮，第二输入轴在不与第一输入轴旋转干扰的条件下与第一输入轴同轴设置、直接连接至第三旋转元件、通过另一个离合器选择性地连接至第二旋转元件、并且具有固定地设置在其上的至少一个输入齿轮；以及变换输入设备的扭矩并且将变换的扭矩输出的速度输出设备。

Description

用于车辆的动力传输装置
相关申请的交叉引用
本申请要求分别于2012年6月5日和2013年5月9日提交的韩国专利申请第10-2012-0060455号和第10-2013-0052732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，由于将电动辅助驱动单元和扭矩变换设备添加到双离合器动力传输装置，其可以获得平滑起动和换档，并且可以提高燃料经济性以及加速性能。
背景技术
环保车辆的技术是非常重要的技术，依靠该技术未来汽车产业才可以生存。车辆制造商致力于于环保车辆的研发，以便符合环境和燃料消耗的规定。
未来车辆技术的一些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，车辆制造商促进对于动力传输***的效率的优化，以便符合国家的废气排放规定并且提高燃料消耗性能。为了提高动力传输***的效率，车辆制造商试图将怠速停止和起动(ISG)***以及再生制动***引入实际使用中。
当车辆停止时ISG***停止发动机，而当车辆开始行进时ISG***重新起动发动机。当车辆制动时，再生制动***利用车辆的动能而操作发电机，而代替通过摩擦制动车辆，再生制动***储存在此刻产生的电能，并且当车辆行进时重新使用电能。
此外，混合电动车辆为使用多于两个动力源的车辆，并且多于两个的动力源以各种方式组合。典型地，混合电动车辆使用通过矿物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，应用于混合电动车辆的变速器的一个实例为DCT。根据DCT，两个离合器应用于手动变速器布局。因此，可以提高效率和便利性。
换言之，DCT通过利用两个离合器交替地获得奇数速度和偶数速度。交替地获得奇数速度和偶数速度的机构提高了换档感受，以便解决传统手动变速器(MT)和自动手动变速器(AMT)的问题。
但是，DCT具有下述问题，在起动时由于离合器滑动可能发生离合器损坏和能量损失、在坡道起步中由于离合器滑动导致发生过度的向后滚动可能无法保证安全性、由于离合器的热容量导致换档时间控制为较短可能使得相比于自动变速器产生强烈的换档冲击。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在加深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一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面提供一种用于车辆的动力传输装置，其具有的优点为通过将电动辅助驱动单元和扭矩变换设备增加至双离合器动力传输装置实现平滑起动和换挡、通过使得能够再生制动提高燃料经济性、以及在加速时使用电动机/发电机的扭矩改善加速性能。
根据本发明的一个方面的用于车辆的动力传输装置可以包括：作为电动机或发电机操作的电动辅助驱动单元；包括具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件的行星齿轮组的扭矩变换设备，其中所述第一旋转元件连接至电动辅助驱动单元，所述第二旋转元件连接至发动机，并且所述第三旋转元件作为输出元件来操作；包括第一输入轴和第二输入轴的输入设备，其中所述第一输入轴通过一个离合器选择性地连接至第二旋转元件，并且具有固定地设置在所述第一输入轴上的至少一个输入齿轮，所述第二输入轴在不与所述第一输入轴旋转干扰的条件下与第一输入轴同轴地设置，所述第二输入轴直接地连接至所述第三旋转元件，通过另一个离合器选择性地连接至第二旋转元件，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；以及变换输入设备的扭矩并且输出经变换的扭矩的速度输出设备。
所述速度输出设备可以包括第一输出轴和第二输出轴以及多个速度齿轮，所述第一输出轴和第二输出轴设置为平行于所述第一输入轴和第二输入轴，所述多个速度齿轮选择性地通过设置在所述第一输出轴和第二输出轴上的同步模块可操作地连接至所述第一输出轴或第二输出轴。
所述第一输入轴可以是空心轴，并且所述第二输入轴可以同轴地穿透所述第二输入轴。
所述电动辅助驱动单元可以包括：连接至扭矩变换设备的第一旋转元件的转子；以及包围转子并且固定至变速器外壳的定子。
所述行星齿轮组可以为双小齿轮行星齿轮组，第一旋转元件可以为太阳轮，第二旋转元件可以为行星架，以及第三旋转元件可以为内齿圈。
第一离合器可以设置在所述扭矩变换设备的所述第二旋转元件和所述第一输入轴之间，以便选择性地连接所述第二旋转元件与所述第一输入轴，并且第二离合器可以设置在所述扭矩变换设备的所述第二旋转元件和所述第二输入轴之间，以便选择性地连接所述第二旋转元件与所述第二输入轴。
固定地设置在所述第一输入轴上的所述至少一个输入齿轮可以包括在第一前进速度处操作的第一输入齿轮、在第二前进速度处操作的第二输入齿轮以及在第五前进速度处操作的第三输入齿轮，其中所述第一输入齿轮、第二输入齿轮和第三输入齿轮从所述第一输入轴的前侧至后侧依指定次序设置。
固定地设置在所述第二输入轴上的所述至少一个输入齿轮可以包括在第四前进速度处操作的第四输入齿轮、在第二前进速度处操作的第五输入齿轮、在倒档速度处操作的第六输入齿轮以及在第六前进速度处操作的第七输入齿轮，其中所述第四输入齿轮、第五输入齿轮、第六输入齿轮和第七输入齿轮从所述第二输入轴的前侧至后侧依指定次序设置。
所述速度输出设备可以包括：第一速度输出单元、第二速度输出单元以及倒档速度输出单元，其中，所述第一速度输出单元包括平行于第一输入轴和第二输入轴设置的第一输出轴，以及设置在第一输出轴上的第一同步模块和第二同步模块，所述第一速度输出单元通过所述第一同步模块和第二同步模块的选择操作而将四个速度齿轮选择性地连接至所述第一输出轴，并且根据四个速度输出扭矩；所述第二速度输出单元包括平行于第一输入轴和第二输入轴设置的第二输出轴，以及设置在第二输出轴上的第三同步模块和第四同步模块，所述第二速度输出单元通过第三同步模块和第四同步模块的选择操作而将其他四个速度齿轮选择性地连接至所述第二输出轴并且根据其他四个速度输出扭矩；所述倒档速度输出单元包括倒档速度轴和惰轮，所述惰轮设置在倒档速度轴上，并且与第二输入轴上的多个输入齿轮之中的任意一个输入齿轮和第二输出轴上的多个速度齿轮之中的任意一个速度齿轮啮合。
所述第一同步模块可以将与第一输入齿轮啮合的第一速度齿轮或者与第三输入齿轮啮合的第三速度齿轮选择性地连接至所述第一输出轴。
所述第二同步模块可以将与所述第五输入齿轮啮合的第二速度齿轮或与所述第七输入齿轮啮合的第六速度齿轮选择性地连接至所述第一输出轴。
所述第三同步模块可以将与所述第二输入齿轮啮合的第七速度齿轮或与所述第三输入齿轮啮合的第五速度齿轮选择性地连接至所述第二输出轴。
所述第四同步模块可以将与所述第四输入齿轮啮合的第四速度齿轮或与所述惰轮啮合的倒档速度齿轮选择性地连接至所述第二输出轴。
所述惰轮可以与第二输入轴的第六输入齿轮啮合。
所述第二输入轴可以是空心轴，并且所述第一输入轴可以同轴地穿透所述第二输入轴。
所述行星齿轮组可以为双小齿轮行星齿轮组，所述第一旋转元件可以为行星架，所述第二旋转元件可以为太阳轮，并且所述第三旋转元件可以为内齿圈。
所述一个离合器可以设置在所述太阳轮和所述第一输入轴之间，而所述另一个离合器可以设置在所述太阳轮和所述第二输入轴之间。
行星齿轮系可以为单小齿轮行星齿轮组，所述第一旋转元件可以为太阳轮，所述第二旋转元件可以为内齿圈，并且所述第三旋转元件可以为行星架。
所述一个离合器可以设置在所述内齿圈和所述第一输入轴之间，而所述另一个离合器可以设置在所述内齿圈和所述第二输入轴之间。
行星齿轮系可以为单小齿轮行星齿轮组，所述第一旋转元件可以为内齿圈，所述第二旋转元件可以为太阳轮，并且所述第三旋转元件可以为行星架。
所述一个离合器可以设置在所述太阳轮和所述第一输入轴之间，而所述另一个离合器可以设置在所述太阳轮和所述第二输入轴之间。
固定地设置在所述第二输入轴上的所述至少一个输入齿轮可以包括在第二前进速度或倒档速度处操作的第一输入齿轮，以及在第四前进速度或第六前进速度处操作的第二输入齿轮，其中所述第一输入齿轮和第二输入齿轮从所述第二输入轴的前侧至后侧依指定次序设置。
固定地设置在所述第一输入轴上的所述至少一个输入齿轮可以包括在第七前进速度处操作的第三输入齿轮、在第一前进速度处操作的第四输入齿轮、在第五前进速度处操作的第五输入齿轮以及在第三前进速度处操作的第六输入齿轮，其中所述第三输入齿轮、第四输入齿轮、第五输入齿轮和第六输入齿轮从所述第一输入轴的前侧至后侧依指定次序设置。
所述速度输出设备可以包括：第一速度输出单元、第二速度输出单元以及倒档速度输出单元，其中，所述第一速度输出单元包括平行于第一输入轴和第二输入轴设置的第一输出轴，以及设置在第一输出轴上的第一同步模块和第二同步模块，所述第一速度输出单元通过所述第一同步模块和第二同步模块的选择操作而将四个速度齿轮选择性地连接至第一输出轴，并且根据四个速度输出扭矩；所述第二速度输出单元包括平行于第一输入轴和第二输入轴设置的第二输出轴，以及设置在第二输出轴上的第三同步模块和第四同步模块，所述第二速度输出单元通过第三同步模块和第四同步模块的选择操作而将其他四个速度齿轮选择性地连接至第二输出轴，并且根据其他四个速度输出扭矩；所述倒档速度输出单元包括倒档速度轴和惰轮，所述惰轮设置在倒档速度轴上，并且与第二输入轴上的多个输入齿轮之中的任意一个输入齿轮和第二输出轴上的多个速度齿轮之中的任意一个速度齿轮啮合。
所述第一同步模块可以将与所述第一输入齿轮啮合的第二速度齿轮或者与所述第二输入齿轮啮合的第六速度齿轮选择性地连接至所述第一输出轴。
所述第二同步模块可以将与所述第四输入齿轮啮合的第一速度齿轮或者与所述第六输入齿轮啮合的第三速度齿轮选择性地连接至所述第一输出轴。
所述第三同步模块可以将与所述惰轮啮合的倒档速度齿轮或与所述第二输入齿轮啮合的第四速度齿轮选择性地连接至所述第二输出轴。
所述惰轮可以与所述第二输入轴的所述第一输入齿轮啮合。
所述惰轮可以包括设置在倒档速度轴上的大直径齿轮和小直径齿轮，其中所述大直径齿轮与第一输入齿轮啮合，而所述小直径齿轮与倒档速度齿轮啮合。
所述第四同步模块可以将与所述第三输入齿轮啮合的第七速度齿轮或者与所述第五输入齿轮啮合的第五速度齿轮选择性地连接至所述第二输出轴。
本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，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式中将是显而易见的，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为根据本发明的用于车辆的示例性动力传动装置的示意图。
图2为图1的动力传输装置的操作图表。
图3为根据本发明的用于车辆的示例性动力传动装置的示意图。
图4为图3的动力传输装置的操作图表。
图5为根据本发明的用于车辆的示例性动力传动装置的示意图。
图6为图5的动力传输装置的示意图。
具体实施方式
现在将具体参考本发明的各个实施方案，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、等同形式以及其它实施方案。
对于解释各个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组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为根据本发明的各个实施方案的用于车辆的动力传动装置的示意图。
参考图1，根据本发明的各个实施方案的动力传输装置包括：电动辅助驱动单元2、扭矩变换设备PG、输入设备8和10、可变连接设备CL1和CL2、以及速度输出设备OUT1、OUT2和REOUT。
电动辅助驱动单元包括在传统电动车辆中使用的电动机/发电机2，并且电动机/发电机2包括转子4和定子6，以便同时起到电动机和发电机的作用。
转子4连接到扭矩变换设备的任意一个旋转元件，而定子6固定至变速器外壳H。
扭矩变换设备包括行星齿轮组PG。在本发明的各个实施方案中，具有三个旋转元件的双小齿轮行星齿轮组作为扭矩变换设备使用。
三个旋转元件为由太阳轮S构成的第一旋转元件N1、由行星架PC构成的第二旋转元件N2以及由内齿圈R构成的第三旋转元件N3。
第一旋转元件N1连接到转子4，以便接收转子4的扭矩或传输转子4的扭矩。
第二旋转元件N2直接连接至作为动力源的发动机ENG的输出轴OS，以便作为输入元件来操作。此外，第二旋转元件N2将输出轴OS的旋转速度传输至速度输出设备。
第三旋转元件N3作为传输扭矩到速度输出设备的输出元件来操作。
输入设备包括第一输入轴8和第二输入轴10。
第一输入轴8为空心轴，并且输入轴8的前端部分选择性地连接至扭矩变换设备的第二旋转元件N2。第二输入轴10***第一输入轴8，而不会旋转干扰第一输入轴8。第二输入轴10的前端部分直接地连接至扭矩变换设备的第三旋转元件N3。
第一、第二和第三输入齿轮G1、G2和G3以预定距离设置在第一输入轴8上。第一、第二和第三输入齿轮G1、G2和G3按照从前侧至后侧为第一、第二和第三输入齿轮G1、G2和G3的顺序设置。
第四、第五、第六和第七输入齿轮G4、G5、G6和G7以预定距离设置在第二输入轴10上。第四、第五、第六和第七输入齿轮G4、G5、G6和G7设置在穿透第一输入轴8的第二输入轴10的后部处，并且以从前侧至后侧为第四、第五、第六和第七输入齿轮G4、G5、G6和G7的顺序设置。
第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七输入齿轮G1、G2、G3、G4、G5、G6和G7为在每个速度处操作的输入齿轮。换言之，在第一前进速度处操作第一输入齿轮G1，在第七前进速度处操作第二输入齿轮G2，在第三前进速度和第五前进速度处操作第三输入齿轮G3，在第四前进速度处操作第四输入齿轮G4，在第二前进速度处操作第五输入齿轮G5，在倒档速度处操作第六输入齿轮G6，以及在第六前进速度处操作第七输入齿轮。
此外，用于奇数速度的输入齿轮设置在第一输入轴8上，而用于偶数速度和倒档速度的输入齿轮设置在第二输入轴10上。
可变连接设备包括第一离合器CL1和第二离合器CL2。
第一离合器CL1设置在第一输入轴8和第二旋转元件N2之间，并且选择性地将扭矩变换设备的扭矩传输至第一输入轴8。
第二离合器CL2设置在第二输入轴10和第二旋转元件N2之间，并且选择性地使得作为扭矩变换设备的行星齿轮组PG成为直接联结状态。
第一离合器CL1和第二离合器CL2可以为传统的湿式多盘离合器，并且通过液压控制***进行控制。此外，第一离合器CL1和第二离合器CL2可以为干式多盘离合器。
速度输出设备适应于从每个输入齿轮接收扭矩、变换扭矩、并且输出变换的扭矩。速度输出设备包括第一速度输出单元OUT1、第二速度输出单元OUT2以及倒档速度输出单元REOUT，并且其设置为通过预定距离远离且平行于第一输入轴8和第二输入轴10。
第一速度输出单元OUT1包括：远离且平行于第一输入轴8和第二输入轴10设置的第一输出轴12，第一、第二、第三和第六速度齿轮D1、D2、D3和D6，设置在第一输出轴12上并且将第一速度齿轮D1或第三速度齿轮D3选择性地连接至第一输出轴12的第一同步模块SL1，以及设置在第一输出轴12上并且将第二速度齿轮D2或第六速度齿轮D6选择性地连接至第一输出轴12的第二同步模块SL2。
第一速度齿轮D1与第一输入齿轮G1啮合，并且第三速度齿轮D3与第三输入齿轮G3啮合。
第二速度齿轮D2与第五输入齿轮G5啮合，并且第六速度齿轮D6与第七输入齿轮G7啮合。
此外，通过第一速度输出单元OUT1变换的扭矩通过安装在第一输出轴12的前端部分或后端部分处的第一输出齿轮传输到传统差动设备。
第二速度输出单元OUT2包括：远离且平行于第一输入轴8和第二输入轴10设置的第二输出轴14，第四、第五和第七速度齿轮D4、D5和D7以及倒档速度齿轮RG，设置在第二输出轴14上并且将第五速度齿轮D5或第七速度齿轮D7选择性地连接至第二输出轴14的第三同步模块SL3，以及设置在第二输出轴14上并且将第四速度齿轮D4或倒档速度齿轮RG选择性地连接至第二输出轴14的第四同步模块SL4。
第七速度齿轮D7与第二输入齿轮G2啮合，并且第五速度齿轮D5与第三输入齿轮G3啮合。
第四速度齿轮D4与第四输入齿轮G4啮合，并且倒档速度齿轮RG与倒档速度输出单元REOUT的惰轮ID啮合。
此外，通过第二速度输出单元OUT2变换的扭矩通过安装在第二输出轴14的前端部分或后端部分处的第二输出齿轮传输到传统差动设备。
倒档速度输出单元REOUT包括与倒档速度轴16整体形成的惰轮ID。
惰轮ID与第六输入齿轮G6和倒档速度齿轮RG同时啮合。因此，当第二输入轴10旋转时第六输入齿轮G6的扭矩通过惰轮ID传输至倒档速度齿轮RG，并且变换的扭矩通过第二输出轴14的第二输出齿轮传输到传统差动设备。此时，输出倒档旋转速度。
由于第一、第二、第三和第四同步模块SL1、SL2、SL3和SL4对于本领域普通技术人员来说是众所周知的，因此将省略其具体描述。此外，分别应用于第一、第二、第三和第四同步模块SL1、SL2、SL3和SL4的套筒SLE1、SLE2、SLE3和SLE4对于本领域普通技术人员来说是众所周知的，其通过附加的致动器来操作，并且该致动器通过变速器控制单元进行控制。
图2为图1的动力传输装置的操作图表。
参考图2，在奇数速度处操作第一离合器CL1，在倒档速度REV和偶数速度处以及充电时操作第二离合器CL2。第一、第二、第三和第四同步模块SL1、SL2、SL3和SL4的套筒SLE1、SLE2、SLE3和SLE4可操作地联结至对应速度的齿轮D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和RG。
空档
在空档N状态处，通过第二同步模块SL2的套筒SLE2可操作地连接第一输出轴12和第二速度齿轮D2，或者不操作任何同步模块。
在空档N状态处被可操作地连接第一输出轴12和第二速度齿轮D2的原因在于车辆在第一前进速度处未起动而在第二前进速度处起动。
此外，当电池在空档N状态处充电时，操作第二离合器CL2以便使得扭矩变换设备成为直接联结状态。在这种情况下，发动机的扭矩传输到转子4以便有效地为电池充电。
倒档速度
当车辆在倒档速度REV处起动时，在第二离合器CL2操作之前，通过第四同步模块SL4的套筒SLE4可操作地连接第二输出轴14和倒档速度齿轮RG，并且执行发动机ENG和电动机/发电机(MG)2的起动控制。之后，通过第二离合器CL2的操作完成至倒档速度REV的换档。
第一前进速度
当车辆在D档域中起动时，通过第二同步模块SL2的套筒SLE2可操作地连接第一输出轴12和第二速度齿轮D2，并且执行发动机ENG和电动机/发电机2的起动控制。
在车辆起动期间通过第一同步模块SL1的套筒SLE1可操作地连接第一输出轴12和第一速度齿轮D1之后，通过第一离合器CL1的操作完成至第一前进速度的换档。
第二前进速度
释放在第一前进速度处操作的第一离合器CL1，并且第一同步模块SL1的套筒SLE1在第二前进速度处被控制为空档位置。之后，如果操作第二离合器CL2，那么完成至第二前进速度的换档。
第三前进速度
释放在第二前进速度处操作的第二离合器CL2，并且通过第一同步模块SL1的套筒SLE1可操作地连接第一输出轴12和第三速度齿轮D3。之后，如果操作第一离合器CL1，那么完成至第三前进速度的换档。
此时，通过第二同步模块SL2的套筒SLE2可操作地连接第一输出轴12和第二速度齿轮D2，但是其对于换档不起任何效果。
第四前进速度
释放在第三前进速度处操作的第一离合器CL1，并且将第一同步模块SL1的套筒SLE1和第二同步模块SL2的套筒SLE2移动至其空档位置。之后，如果通过第四同步模块SL4的套筒SLE4可操作地连接第二输出轴14和第四速度齿轮D4并且操作第二离合器CL2，那么完成至第四前进速度的换档。
第五前进速度
释放在第四前进速度处操作的第二离合器CL2，并且通过第三同步模块SL3的套筒SLE3可操作地连接第二输出轴14和第五速度齿轮D5。之后，如果操作第一离合器CL1，那么完成至第五前进速度的换档。
此时，通过第四同步模块SL4的套筒SLE4可操作地连接第二输出轴14和第四速度齿轮D4，但是其对于换档不起任何效果。
第六前进速度
释放在第五前进速度处操作的第一离合器CL1，并且将第三同步模块SL3的套筒SLE3和第四同步模块SL4的套筒SLE4移动至其空档位置。之后，如果通过第二同步模块SL2的套筒SLE2可操作地连接第一输出轴12和第六速度齿轮D6并且操作第二离合器CL2，那么完成至第六前进速度的换档。
第七前进速度
释放在第六前进速度处操作的第二离合器CL2，并且通过第三同步模块SL3的套筒SLE3可操作地连接第二输出轴14和第七速度齿轮D7。之后，如果操作第一离合器CL1，那么完成至第七前进速度的换档。
此时，通过第二同步模块SL2的套筒SLE2可操作地连接第一输出轴12和第六速度齿轮D6，但是其对于换档不起任何效果。
此外，如果作为电动辅助驱动单元的电动机/发电机2在未操作第二离合器CL2的状态中被驱动，那么扭矩变换设备根据电动机/发电机2和发动机ENG的旋转速度改变且输出扭矩。
如果当车辆在前进速度和倒档速度处行进时操作作为电动辅助驱动单元的电动机/发电机2，能够进行再生制动。
图3为根据本发明的各个实施方案的用于车辆的动力传动装置的示意图。
参考图3，根据本发明的各个实施方案的动力传输装置包括：电动辅助驱动单元2、扭矩变换设备PG、输入设备8和10、可变连接设备CL1和CL2、以及速度输出设备OUT1、OUT2和REOUT。
由于根据图3的动力传输装置与图1的装置相似，因此将描述其不同之处。
扭矩变换设备包括行星齿轮组PG。在本发明的各个实施方案中，具有三个旋转元件的双小齿轮行星齿轮组作为扭矩变换设备使用。
三个旋转元件为由行星架PC构成的第一旋转元件N1、由太阳轮S构成的第二旋转元件N2以及由内齿圈R构成的第三旋转元件N3。
输入设备包括第一输入轴8和第二输入轴10。
第二输入轴10为空心轴，并且第二输入轴10的前端部分直接连接至扭矩变换设备的第三旋转元件N3且选择性地连接至扭矩变换设备的第二旋转元件N2。第一输入轴8***第二输入轴10，而不会旋转干扰第二输入轴10。第一输入轴8的前端部分选择性地连接至扭矩变换设备的第二旋转元件N2。
第一输入齿轮G1和第二输入齿轮G2以预定距离设置在第二输入轴10上。
第三、第四、第五和第六输入齿轮G3、G4、G5和G6以预定距离设置在第一输入轴8上。第三、第四、第五和第六输入齿轮G3、G4、G5和G6设置在穿透第二输入轴10的第一输入轴8的后端部分处，并且以从前侧到后侧为第三、第四、第五和第六输入齿轮G3、G4、G5和G6的顺序设置。
第一、第二、第三、第四、第五和第六输入齿轮G1、G2、G3、G4、G5和G6为在每个速度处操作的输入齿轮。换言之，在第二前进速度和倒档速度处操作第一输入齿轮G1，在第四前进速度和第六前进速度处操作第二输入齿轮G2，在第七前进速度处操作第三输入齿轮G3，在第一前进速度处操作第四输入齿轮G4，在第五前进速度处操作第五输入齿轮G5，并且在第三前进速度处操作第六输入齿轮G6。
此外，用于奇数速度的输入齿轮设置在第一输入轴8上，而用于偶数速度和倒档速度的输入齿轮设置在第二输入轴10上。
可变连接设备包括第一离合器CL1和第二离合器CL2。
第一离合器CL1设置在第一输入轴8和第二旋转元件N2之间，并且选择性地将扭矩变换设备的扭矩传输至第一输入轴8。
第二离合器CL2设置在第二输入轴10和第二旋转元件N2之间，并且选择性地使得作为扭矩变换设备的行星齿轮组PG成为直接联结状态。
速度输出设备适应于从每个输入齿轮接收扭矩、变换扭矩、并且输出变换的扭矩。速度输出设备包括第一速度输出单元OUT1、第二速度输出单元OUT2以及倒档速度输出单元REOUT，并且其设置为通过预定距离远离且平行于第一输入轴8和第二输入轴10。
第一速度输出单元OUT1包括：远离且平行于第一输入轴8和第二输入轴10设置的第一输出轴12，第一、第二、第三和第六速度齿轮D1、D2、D3和D6，设置在第一输出轴12上并且将第二速度齿轮D2或第六速度齿轮D6选择性地连接至第一输出轴12的第一同步模块SL1，以及设置在第一输出轴12上并且将第一速度齿轮D1或第三速度齿轮D3选择性地连接至第一输出轴12的第二同步模块SL2。
第二速度齿轮D2与第一输入齿轮G1啮合，并且第六速度齿轮D6与第二输入齿轮G2啮合。
第一速度齿轮D1与第四输入齿轮G4啮合，并且第三速度齿轮D3与第六输入齿轮G6啮合。
此外，通过第一速度输出单元OUT1变换的扭矩通过安装在第一输出轴12的前端部分或后端部分处的第一输出齿轮传输到传统差动设备。
第二速度输出单元OUT2包括：远离且平行于第一输入轴8和第二输入轴10设置的第二输出轴14，第四、第五和第七速度齿轮D4、D5和D7以及倒档速度齿轮RG，设置在第二输出轴14上并且将倒档速度齿轮RG或第四速度齿轮D4选择性地连接至第二输出轴14的第三同步模块SL3，以及设置在第二输出轴14上并且将第五速度齿轮D5或第七速度齿轮D7选择性地连接至第二输出轴14的第四同步模块SL4。
倒档速度齿轮RG与倒档速度输出单元REOUT的惰轮ID啮合，并且第四速度齿轮D4与第二输入齿轮G2啮合。
第五速度齿轮D5与第五输入齿轮G5啮合，并且第七速度齿轮D7与第三输入齿轮G3啮合。
此外，通过第二速度输出单元OUT2变换的扭矩通过安装在第二输出轴14的前端部分或后端部分处的第二输出齿轮传输到传统差动设备。
倒档速度输出单元REOUT包括倒档速度轴16和惰轮，该惰轮包括大直径齿轮18和小直径齿轮20并且设置在倒档速度轴16上。
倒档速度轴16设置为平行于第一输出轴12和第二输出轴14，大直径齿轮18与第一输入齿轮G1啮合，并且小直径齿轮20总是与倒档速度齿轮RG啮合。
因此，第一输入齿轮G1的扭矩通过大直径齿轮18和小直径齿轮20传输至倒档速度齿轮RG，并且变换的扭矩通过第二输出轴14的第二输出齿轮传输至传统差分设备。此时，输出倒档旋转速度。
由于第一、第二、第三和第四同步模块SL1、SL2、SL3和SL4对于本领域普通技术人员来说是众所周知的，因此将省略其具体描述。此外，分别应用于第一、第二、第三和第四同步模块SL1、SL2、SL3和SL4的套筒SLE1、SLE2、SLE3和SLE4对于本领域普通技术人员来说是众所周知的，其通过附加的致动器来操作，并且该致动器通过变速器控制单元进行控制。
图4为图3的动力传输装置的操作图表。
参考图4，在奇数速度处操作第一离合器CL1，在倒档速度REV和偶数速度处以及充电时操作第二离合器CL2。第一、第二、第三和第四同步模块SL1、SL2、SL3和SL4的套筒SLE1、SLE2、SLE3和SLE4可操作地联结至对应速度的齿轮D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和RG。
空档
在空档N状态处，通过第一同步器模块SL1的套筒SLE1可操作地连接第一输出轴12和第二速度齿轮D2，或者没有操作任何同步器模块。
在空档N状态处被可操作地连接第一输出轴12和第二速度齿轮D2的原因在于车辆在第一前进速度处未起动而在第二前进速度处起动。
此外，当电池在空档N状态处充电时，操作第二离合器CL2以便使得扭矩变换设备成为直接联结状态。在这种情况下，发动机的扭矩传输到转子4以便有效地为电池充电。
倒档速度
当车辆在倒档速度REV处起动时，通过第三同步模块SL3的套筒SLE3可操作地连接第二输出轴14和倒档速度齿轮RG，并且执行发动机ENG和电动机/发电机2的起动控制。之后，通过第二离合器CL2的操作完成至倒档速度REV的换档。
第一前进速度
当车辆在D档域中起动时，通过第一同步模块SL1的套筒SLE1可操作地连接第一输出轴12和第二速度齿轮D2，并且执行发动机ENG和电动机/发电机2的起动控制。
在车辆起动期间通过第二同步模块SL2的套筒SLE2可操作地连接第一输出轴12和第一速度齿轮D1之后，通过操作第一离合器CL1完成至第一前进速度的换档。
第二前进速度
释放在第一前进速度处操作的第一离合器CL1，并且第二同步模块SL2的套筒SLE2在第二前进速度处被控制为空档位置。之后，如果操作第二离合器CL2，那么完成至第二前进速度的换档。
第三前进速度
释放在第二前进速度处操作的第二离合器CL2，并且通过第二同步模块SL2的套筒SLE2可操作地连接第一输出轴12和第三速度齿轮D3。之后，如果操作第一离合器CL1，那么完成至第三前进速度的换档。
此时，通过第一同步器模块SL1的套筒SLE1可操作地连接第一输出轴12和第二速度齿轮D2，但是其对于换档不起任何效果。
第四前进速度
释放在第三前进速度处操作的第一离合器CL1，并且将第一同步模块SL1的套筒SLE1和第二同步模块SL2的套筒SLE2移动至其空档位置。之后，如果通过第三同步模块SL3的套筒SLE3可操作地连接第二输出轴14和第四速度齿轮D4并且操作第二离合器CL2，那么完成至第四前进速度的换档。
第五前进速度
释放在第四前进速度处操作的第二离合器CL2，并且通过第四同步模块SL4的套筒SLE4可操作地连接第二输出轴14和第五速度齿轮D5。之后，如果操作第一离合器CL1，那么完成至第五前进速度的换档。
此时，通过第三同步器模块SL3的套筒SLE3可操作地连接第二输出轴14和第四速度齿轮D4，但是其对于换档不起任何效果。
第六前进速度
释放在第五前进速度处操作的第一离合器CL1，并且将第三同步模块SL3的套筒SLE3和第四同步模块SL4的套筒SLE4移动至其空档位置。之后，如果通过第一同步模块SL1的套筒SLE1可操作地连接第一输出轴12和第六速度齿轮D6并且操作第二离合器CL2，那么完成至第六前进速度的换档。
第七前进速度
释放在第六前进速度处操作的第二离合器CL2，并且通过第四同步模块SL4的套筒SLE4可操作地连接第二输出轴14和第七速度齿轮D7。之后，如果操作第一离合器CL1，那么完成至第七前进速度的换档。
此时，通过第一同步器模块SL1的套筒SLE1可操作地连接第一输出轴12和第六速度齿轮D6，但是其对于换档不起任何效果。
此外，如果作为电动辅助驱动单元的电动机/发电机2在未操作第二离合器CL2的状态中被驱动，那么扭矩变换设备根据电动机/发电机2和发动机ENG的旋转速度改变且输出扭矩。
如果当车辆在前进速度和倒档速度处行进时操作作为电动辅助驱动单元的电动机/发电机2，能够进行再生制动。
图5为根据本发明的各个实施方案的用于车辆的动力传动装置的示意图。
参考图5，根据本发明的各个实施方案的动力传输装置使用单小齿轮行星齿轮系作为扭矩变换设备的行星齿轮系PG。
根据本发明的各个实施方案，太阳轮S为第一旋转元件N1，内齿圈R为第二旋转元件N2，并且行星架PC为第三旋转元件N3。
此时，第一离合器CL1设置在内齿圈R和第一输入轴8之间，以及第二离合器CL2设置在内齿圈R和第二输入轴10之间。
由于除了行星齿轮系PG的类型，图5的动力传输装置的功能与图3的装置相似，因此将省略对其的具体描述。
图6为图5的动力传输装置的示意图。
参考图6，根据本发明的各个实施方案的动力传输装置使用单小齿轮行星齿轮系作为扭矩变换设备的行星齿轮系PG。
根据本发明的各个实施方案，内齿圈R为第一旋转元件N1，太阳轮S为第二旋转元件N2，并且行星架PC为第三旋转元件N3。
此时，第一离合器CL1设置在太阳轮S和第一输入轴8之间，并且第二离合器CL2设置在太阳轮S和第二输入轴10之间。
由于除了行星齿轮系PG的类型，图5的动力传输装置的功能与图3的装置相似，因此将省略对其的具体描述。
根据本发明的各个实施方案，通过利用作为电动辅助驱动单元的电动机/发电机和作为扭矩变换设备的行星齿轮组来实现起动和换档。因此，可以实现平滑起动和换档。
由于可以最小化离合器滑动并且在减速时能够再生制动，因此可以提高燃料经济性。
此外，由于作为电动辅助驱动单元的电动机/发电机在加速时促进扭矩，因此可以提高加速性能。
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式的特征。
前述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。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施方案进行选择和描述的目的在于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他技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (28)

1.一种用于车辆的动力传输装置，包括：
电动辅助驱动单元，所述电动辅助驱动单元作为电动机或发电机来操作；
扭矩变换设备，所述扭矩变换设备包括具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件的行星齿轮组，其中所述第一旋转元件连接至所述电动辅助驱动单元，所述第二旋转元件连接至发动机，并且所述第三旋转元件作为输出元件来操作；
输入设备，所述输入设备包括第一输入轴和第二输入轴，所述第一输入轴通过一个离合器选择性地连接至所述第二旋转元件，并且具有固定地设置在所述第一输入轴上的至少一个输入齿轮，所述第二输入轴在不与所述第一输入轴旋转干扰的条件下与所述第一输入轴同轴地设置，所述第二输入轴直接连接至所述第三旋转元件，通过另一个离合器选择性地连接至所述第二旋转元件，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；以及
速度输出设备，所述速度输出设备变换所述输入设备的扭矩并且输出经变换的扭矩。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述速度输出设备包括第一输出轴和第二输出轴以及多个速度齿轮，所述第一输出轴和第二输出轴设置为平行于所述第一输入轴和第二输入轴，所述多个速度齿轮选择性地通过设置在所述第一输出轴和第二输出轴上的同步模块能够操作地连接至所述第一输出轴或所述第二输出轴。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第一输入轴为空心轴，并且所述第二输入轴同轴地穿透所述第一输入轴。
4.根据权利要求2所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述电动辅助驱动单元包括：
转子，所述转子连接至所述扭矩变换设备的所述第一旋转元件；以及
定子，所述定子包围所述转子并且固定至变速器外壳。
5.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。
6.根据权利要求2所述的用于车辆的动力传输装置，其中第一离合器设置在所述扭矩变换设备的所述第二旋转元件和所述第一输入轴之间，以便选择性地连接所述第二旋转元件与所述第一输入轴，并且第二离合器设置在所述扭矩变换设备的所述第二旋转元件和所述第二输入轴之间，以便选择性地连接所述第二旋转元件与所述第二输入轴。
7.根据权利要求2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一输入轴上的所述至少一个输入齿轮包括在第一前进速度处操作的第一输入齿轮、在第二前进速度处操作的第二输入齿轮以及在第五前进速度处操作的第三输入齿轮，其中所述第一输入齿轮、第二输入齿轮和第三输入齿轮从所述第一输入轴的前侧至后侧依指定次序设置；并且
其中固定地设置在所述第二输入轴上的所述至少一个输入齿轮包括在第四前进速度处操作的第四输入齿轮、在第二前进速度处操作的第五输入齿轮、在倒档速度处操作的第六输入齿轮以及在第六前进速度处操作的第七输入齿轮，其中所述第四输入齿轮、第五输入齿轮、第六输入齿轮和第七输入齿轮从所述第二输入轴的前侧至后侧依指定次序设置。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述速度输出设备包括：
第一速度输出单元，所述第一速度输出单元包括平行于所述第一输入轴和第二输入轴设置的第一输出轴以及设置在所述第一输出轴上的第一同步模块和第二同步模块，所述第一速度输出单元通过所述第一同步模块和第二同步模块的选择操作而将四个速度齿轮选择性地连接至所述第一输出轴，并且根据四个速度输出扭矩；
第二速度输出单元，所述第二速度输出单元包括平行于所述第一输入轴和第二输入轴设置的第二输出轴以及设置在所述第二输出轴上的第三同步模块和第四同步模块，所述第二速度输出单元通过所述第三同步模块和第四同步模块的选择操作而将其他四个速度齿轮选择性地连接至所述第二输出轴，并且根据其他四个速度输出扭矩；以及
倒档速度输出单元，所述倒档速度输出单元包括倒档速度轴和惰轮，所述惰轮设置在所述倒档速度轴上，并且与所述第二输入轴上的多个输入齿轮中的任意一个输入齿轮以及所述第二输出轴上的多个速度齿轮中的任意一个速度齿轮啮合。
9.根据权利要求8所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第一同步模块将与所述第一输入齿轮啮合的第一速度齿轮或与所述第三输入齿轮啮合的第三速度齿轮选择性地连接至所述第一输出轴。
10.根据权利要求8所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第二同步模块将与所述第五输入齿轮啮合的第二速度齿轮或与所述第七输入齿轮啮合的第六速度齿轮选择性地连接至所述第一输出轴。
11.根据权利要求8所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第三同步模块将与所述第二输入齿轮啮合的第七速度齿轮或与所述第三输入齿轮啮合的第五速度齿轮选择性地连接至所述第二输出轴。
12.根据权利要求8所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第四同步模块将与所述第四输入齿轮啮合的第四速度齿轮或与所述惰轮啮合的倒档速度齿轮选择性地连接至所述第二输出轴。
13.根据权利要求12所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述惰轮与所述第二输入轴上的所述第六输入齿轮啮合。
14.根据权利要求2所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第二输入轴为空心轴，并且所述第一输入轴同轴地穿透所述第二输入轴。
15.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双小齿轮行星齿轮组，所述第一旋转元件为行星架，所述第二旋转元件为太阳轮，并且所述第三旋转元件为内齿圈。
16.根据权利要求15所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述一个离合器设置在所述太阳轮和所述第一输入轴之间，而所述另一个离合器设置在所述太阳轮和所述第二输入轴之间。
17.根据权利要求14所述的用于车辆的动力传输装置，其中行星齿轮系为单小齿轮行星齿轮组，所述第一旋转元件为太阳轮，所述第二旋转元件为内齿圈，并且所述第三旋转元件为行星架。
18.根据权利要求17所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述一个离合器设置在所述内齿圈和所述第一输入轴之间，而所述另一个离合器设置在所述内齿圈和所述第二输入轴之间。
19.根据权利要求14所述的用于车辆的动力传输装置，其中行星齿轮系为单小齿轮行星齿轮组，所述第一旋转元件为内齿圈，所述第二旋转元件为太阳轮，并且所述第三旋转元件为行星架。
20.根据权利要求19所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述一个离合器设置在所述太阳轮和所述第一输入轴之间，而所述另一个离合器设置在所述太阳轮和所述第二输入轴之间。
21.根据权利要求2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所述至少一个输入齿轮包括在第二前进速度或倒档速度处操作的第一输入齿轮，以及在第四前进速度或第六前进速度处操作的第二输入齿轮，其中所述第一输入齿轮和第二输入齿轮从所述第二输入轴的前侧至后侧依指定次序设置，
其中固定地设置在所述第一输入轴上的所述至少一个输入齿轮包括在第七前进速度处操作的第三输入齿轮、在第一前进速度处操作的第四输入齿轮、在第五前进速度处操作的第五输入齿轮以及在第三前进速度处操作的第六输入齿轮，其中所述第三输入齿轮、第四输入齿轮、第五输入齿轮和第六输入齿轮从所述第一输入轴的前侧至后侧依指定次序设置。
22.根据权利要求21所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述速度输出设备包括：
第一速度输出单元，所述第一速度输出单元包括平行于所述第一输入轴和第二输入轴设置的第一输出轴以及设置在所述第一输出轴上的第一同步模块和第二同步模块，所述第一速度输出单元通过所述第一同步模块和第二同步模块的选择操作而将四个速度齿轮选择性地连接至所述第一输出轴，并且根据四个速度输出扭矩；
第二速度输出单元，所述第二速度输出单元包括平行于所述第一输入轴和第二输入轴设置的第二输出轴以及设置在所述第二输出轴上的第三同步模块和第四同步模块，所述第二速度输出单元通过所述第三同步模块和第四同步模块的选择操作而将其他四个速度齿轮选择性地连接至所述第二输出轴，并且根据其他四个速度输出扭矩；以及
倒档速度输出单元，所述倒档速度输出单元包括倒档速度轴和惰轮，所述惰轮设置在所述倒档速度轴上，并且与所述第二输入轴上的多个输入齿轮中的任意一个输入齿轮以及所述第二输出轴上的多个速度齿轮中的任意一个速度齿轮啮合。
23.根据权利要求22所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第一同步模块将与所述第一输入齿轮啮合的第二速度齿轮或与所述第二输入齿轮啮合的第六速度齿轮选择性地连接至所述第一输出轴。
24.根据权利要求22所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第二同步模块将与所述第四输入齿轮啮合的第一速度齿轮或与所述第六输入齿轮啮合的第三速度齿轮选择性地连接至所述第一输出轴。
25.根据权利要求22所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第三同步模块将与所述惰轮啮合的倒档齿轮或与所述第二输入齿轮啮合的第四速度齿轮选择性地连接至所述第二输出轴。
26.根据权利要求25所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述惰轮与所述第二输入轴上的所述第一输入齿轮啮合。
27.根据权利要求26所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述惰轮包括设置在所述倒档速度轴上的大直径齿轮和小直径齿轮，
其中所述大直径齿轮与所述第一输入齿轮啮合，并且所述小直径齿轮与倒档速度齿轮啮合。
28.根据权利要求22所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第四同步模块将与所述第三输入齿轮啮合的第七速度齿轮或与所述第五输入齿轮啮合的第五速度齿轮选择性地连接至所述第二输出轴。
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