CN104728363B - 用于混合电动车辆的动力传输装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于混合电动车辆的动力传输装置，该动力传输装置可以包括：第一输入轴，第一输入轴适合于选择性地接收发动机的扭矩；第二输入轴，第二输入轴设置为不与第一输入轴旋转干涉；第三输入轴，第三输入轴设置为与第二输入轴成一行并且不与第一输入轴旋转干涉；行星齿轮组，行星齿轮组包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件，第二旋转元件直接连接至第三输入轴，第三旋转元件直接连接至第一输入轴；电动机/发电机，电动机/发电机直接连接至第一旋转元件；以及第一速度输出单元和第二速度输出单元，每一个适合于转换从第二输入轴或第三输入轴输入的扭矩并且输出所转换的扭矩。

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2013年12月18日提交的韩国专利申请第10-2013-0158815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，本发明涉及这样的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自动手动变速器实现了平滑的启动和快速的换挡，并且通过实现再生制动和启动充电提高了燃料经济性。
背景技术
车辆的环境友好技术是很重要的技术，未来汽车产业的生存依赖于该技术。车辆制造商正致力于开发环境友好型车辆以便满足环境和燃料消耗的法规。
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)。
另外，车辆制造商促进动力输送***的效率的改进，以便符合各国的排放法规并且提高燃料消耗性能。为了改进动力输送***的效率，车辆制造商正试图将怠速停车再起步(idle stop and go)(ISG)***和再生制动***付诸于实际应用。
ISG***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。再生制动***在车辆制动时使用车辆的动能来操作发电机而不是通过摩擦来制动车辆，将此时产生的电能存储在电池中，并且在车辆行驶时重新使用这些电能。
另外，混合电动车辆是使用多于两种动力源的车辆，多于两种的动力源被以各种方式组合。一般而言，混合电动车辆使用矿物燃料驱动的汽油发动机或柴油发动机以及电能驱动的电动机/发动机。
另外，应用到混合电动车辆的变速器的一个实例是DCT。根据该DCT，两个离合器被应用到了手动变速器的布局。因此，效率和便利性可以得到改进。
这就是说，DCT通过使用两个离合器而交替实现了奇数速度和偶数速度。交替实现奇数速度和偶数速度的机制提升了换挡感受，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：在启动时可能出现由于离合器滑动引起的离合器损坏和能量损失，在山地启动中因为过度发生离合器滑动所引起的向后滚动而不能确保安全性，换挡时间由于离合器的热容而被控制得很短从而使得换挡冲击相比于自动变速器而言可能较强。
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
本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的动力传输装置，其具有下述益处：通过将电动机/发电机和行星齿轮组添加到自动手动变速器电动机/发电机实现了平滑的启动和快速的换挡，并且通过实现再生制动和启动充电提高了燃料经济性。
根据本发明的各个方面，一种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地接收发动机的扭矩；第二输入轴，所述第二输入轴设置为不与所述第一输入轴旋转干涉，选择性地连接至所述第一输入轴，并且其上固定地设置至少一个输入齿轮；第三输入轴，所述第三输入轴设置为与所述第二输入轴成一行并且不与所述第一输入轴旋转干涉，并且其上固定地设置至少一个输入齿轮；行星齿轮组，所述行星齿轮组包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件，所述第二旋转元件直接连接至所述第三输入轴，所述第三旋转元件直接连接至所述第一输入轴；电动机/发电机，所述电动机/发电机直接连接至所述第一旋转元件，并且操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合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所转换的扭矩；以及第二速度输出单元，所述第二速度输出单元适合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所转换的扭矩。
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包括反向速度的奇数速度。
用于实现第四前向速度的第一输入齿轮和用于实现第二前向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向速度或反向速度的第三输入齿轮和用于实现第三前向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是双小齿轮行星齿轮组，所述第一旋转元件可以是太阳轮，所述第二旋转元件可以是内齿圈，所述第三旋转元件可以是行星架。
该动力传输装置可以进一步包括第一离合器，所述第一离合器选择性地将所述发动机连接至所述第一输入轴；以及第二离合器，所述第二离合器选择性地将所述第一输入轴连接至所述第二输入轴。
该动力传输装置可以进一步包括第三离合器，所述第三离合器在所述行星齿轮组的第一、第二和第三旋转元件之中选择性地连接两个旋转元件，并且选择性地直接联接所述行星齿轮组。
第二和第三输入轴中的每一个可以是中空轴，并且所述第一输入轴可以穿透通过第二和第三输入轴。
第二和第三输入轴可以以第二和第三输入轴从所述第一输入轴的一端到另一端的顺序设置。
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选择性地将所述第一输入轴连接至所述电动机/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侧并且可以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。
所述第一速度输出单元可以包括：第一输出轴，所述第一输出轴与第二和第三输入轴平行地设置；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上并且输出所述第一输出轴的扭矩；第一/反向速度齿轮和第四速度齿轮，所述第一/反向速度齿轮和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/反向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/反向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，所述第二输出轴与第二和第三输入轴平行地设置；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上并且输出所述第二输出轴的扭矩；第二和第三速度齿轮，所述第二和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。
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。
反向速度通过所述电动机/发电机的反向旋转实现。
根据本发明的各个方面的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地接收发动机的扭矩；第二输入轴，所述第二输入轴设置为不与所述第一输入轴旋转干涉，选择性地连接至所述第一输入轴，并且其上固定地设置第一和第二输入齿轮；第三输入轴，所述第三输入轴设置为与所述第二输入轴成一行并且不与所述第一输入轴旋转干涉，并且其上固定地设置第三和第四输入齿轮；行星齿轮组，所述行星齿轮组包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件，所述第二旋转元件直接连接至所述第三输入轴，所述第三旋转元件直接连接至所述第一输入轴；电动机/发电机，所述电动机/发电机直接连接至所述第一旋转元件，并且操作为电动机或发电机；第一离合器，所述第一离合器选择性地将所述发动机连接至所述第一输入轴；第二离合器，所述第二离合器选择性地将所述第一输入轴连接至所述第二输入轴；第三离合器，所述第三离合器在所述行星齿轮组的三个旋转元件之中选择性地连接两个旋转元件，并且选择性地直接联接所述行星齿轮组；第一速度输出单元，包括：第一输出轴、第一输出齿轮、第一/反向速度齿轮、第四速度齿轮以及第一同步器，所述第一输出轴与第二和第三输入轴平行地设置，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/反向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，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，所述第一同步器将所述第一/反向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，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，所述第二输出轴与第二和第三输入轴平行地设置，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，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，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。
所述第三离合器可以通过选择性地将所述第一输入轴连接至所述电动机/发电机而选择性地直接联接所述行星齿轮组。
所述第三离合器可以通过选择性地将所述第三输入轴连接至所述电动机/发电机而选择性地直接联接所述行星齿轮组。
反向速度通过所述电动机/发电机的反向旋转实现。
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汽车，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(例如源于非汽油的能源的燃料)。本文所指的混合动力车辆为具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动车辆。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1是根据本发明的示例性动力传输装置的示意图。
图2是根据本发明的示例性动力传输装置的操作图表。
图3是根据本发明的示例性动力传输装置的示意图。
应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。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、位置和形状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
现在将具体参考本发明的各个实施方式，在附图中和以下的描述中示出这些实施方式的实例。虽然本发明与示例性实施方式相结合进行描述，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式。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性具体实施方式，也涵盖包含于如权利要求书限定的本发明的实质和范围内的各种变化、改变、等同和其他具体实施方式。
图1是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1，根据本发明的各个实施方案的动力传输装置包括第一、第二、第三和第四输入轴IS1、IS2、IS3和IS4；行星齿轮组PG；电动机/发电机MG；第一、第二和第三离合器CL1、CL2和CL3；以及第一和第二速度输出单元OUT1和OUT2。
第一输入轴IS1选择性地连接至发动机ENG的输出侧。
第二输入轴IS2是中空轴，设置在第一输入轴IS1的一个端部并且第二输入轴IS2与第一输入轴IS1之间没有旋转干涉，而且第二输入轴IS2选择性地连接至第一输入轴IS1。
第一和第二输入齿轮G1和G2顺序地并且固定地从一端到另一端地设置在第二输入轴IS2上。
第三输入轴IS3是中空轴并且设置在第一输入轴IS1的中部，并且第三输入轴IS3与第一输入轴IS1之间没有旋转干涉。
第三输入轴IS3是中空轴并且设置在第一输入轴IS1的中部，并且第三输入轴IS3与第一输入轴IS1之间没有旋转干涉。
第四输入轴IS4是中空轴并且设置在第一输入轴IS1的另一个端部，并且第四输入轴IS4与第一输入轴IS1之间没有旋转干涉。
第一、第二、第三和第四输入齿轮G1、G2、G3和G4为在每个速度处操作的输入齿轮。这就是说，第一输入齿轮G1是用于实现第四前向速度的输入齿轮，第二输入齿轮G2是用于实现第二前向速度的输入齿轮，第三输入齿轮G3是用于实现第一前向速度或反向速度的输入齿轮，第四输入齿轮G4是用于实现第三前向速度的输入齿轮。
这里，用于实现偶数速度的输入齿轮设置在第二输入轴IS2上，用于实现反向速度和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与第四输入轴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至第四输入轴IS4，第二旋转元件直接连接至第三输入轴IS3，第三旋转元件直接连接至第一输入轴IS1。
这就是说，行星齿轮组PG是双小齿轮行星齿轮组，其中第一旋转元件是太阳轮S，第二旋转元件是内齿圈R，第三旋转元件是行星架PC。
电动机/发电机MG可以***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。
另外，电动机/发电机MG包括定子ST和转子RT，定子ST固定到变速器外壳，转子RT可旋转地支撑在定子ST中。转子RT始终连接至行星齿轮组PG的太阳轮S，其是通过第四输入轴IS4的第一旋转元件。
因此，电动机/发电机MG可以操作为使用发动机ENG的扭矩的发电机并且可以用产生的电能对电池进行充电，或者电动机/发电机MG可以操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的输出侧与第一输入轴IS1之间，并且选择性地将第一输入轴IS1连接至发动机ENG的输出侧。第一离合器CL1可以是常规的湿式多片离合器，并且可以被液压控制***控制。
第二离合器CL2设置在第二输入轴IS2的另一个端部，并且选择性地将第二输入轴IS2连接至第一输入轴IS1。
第三离合器CL3设置在行星齿轮组PG的另一侧，并且选择性地将第四输入轴IS4(或太阳轮S)连接至第一输入轴IS1(或行星架PC)，以便选择性地直接联接行星齿轮组PG。
第二和第三离合器CL2和CL3可以是典型的同步器。
因为第二和第三离合器CL2和CL3对于本领域普通技术人员是公知的，因此将省略其详细描述。另外，如对于本领域普通技术人员来说众所周知的，分别应用到同步器的套筒CL2a和CL3a通过额外的致动器(未显示)进行操作，并且该致动器由变速器控制单元进行控制。
第二和第三离合器CL2和CL3可以不是同步器并且可以是齿式离合器或多片液压离合器。
第一速度输出单元OUT1包括第一输出轴OS1、第一/反向和第四速度齿轮D1/R和D4以及第一同步器SL1，第一输出轴OS1与第二和第三输入轴IS2和IS3平行设置并且远离第二和第三输入轴IS2和IS3，第一同步器SL1选择性地将第一/反向齿轮D1/R或第四速度齿轮D4连接至第一输出轴OS1。
第一/反向速度齿轮D1/R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。
另外，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传送到差速装置DIFF，其中第一输出齿轮OG1固定地设置在第一输出轴OS1的一个端部或另一个端部，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、第二和第三速度齿轮D2和D3、第二同步器SL2以及第三同步器SL3，其中第二输出轴OS2与第二和第三输入轴IS2和IS3平行设置并且远离第二和第三输入轴IS2和IS3，第二同步器SL2选择性地将第二速度齿轮D2连接至第二输出轴OS2，第三同步器SL3选择性地将第三速度齿轮D3连接至第二输出轴OS2。
第二同步器SL2设置在第二输出轴OS2的侧部，并且第三同步器SL3设置在第二输出轴OS2的另一侧部。
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。
另外，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FD传送到差速装置DIFF，其中第二输出齿轮OG2固定地设置在第二输出轴OS2的一个端部或另一个端部，最终减速齿轮FD与第二输出齿轮OG2接合。
另外，第二和第三同步器SL2和SL3的第二和第三套筒SLE2和SLE3设置为彼此面对。
因为第一、第二和第三同步器SL1、SL2和SL3对于本领域普通技术人员是公知的，因此将省略其详细描述。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、第二和第三同步器SL1、SL2和SL3的第一、第二和第三套管SLE1、SLE2和SLE3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。
图2是根据本发明的各个实施方案的动力传输装置的操作图表。
[空挡充电]
如果在发动机启动的状态下进行空挡充电，则第一/反向速度齿轮D1/R和第一输出轴OS1通过第一同步器SL1的第一套筒SLE1可操作地连接并且操作第一离合器CL1。
该情况下，第一输入轴IS1的扭矩输入到行星架PC，并且内齿圈R通过第三输入轴IS3操作为固定元件。因此，太阳轮S以高速旋转并且使得电动机/发电机MG操作为发电机。因此，电动机/发电机MG产生电能并且通过电能对电池进行充电。
[第一前向速度]
在第一前向速度，第一/反向速度齿轮D1/R和第一输出轴OS1通过第一同步器SL1的第一套筒SLE1可操作地连接，并且第四输入轴IS4(或太阳轮S)和第一输入轴IS1(或行星架PC)通过第三离合器CL3的套筒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/反向速度齿轮D1/R、第一输出轴OS1和第一输出齿轮OG1传送到最终减速齿轮FG。
在向第一前向速度的换挡完成之后，第二速度齿轮D2和第二输出轴OS2通过第二同步器SL2的套筒SLE2可操作地连接，以用于向第二前向速度的下次换挡。
[第二前向速度]
如果车辆速度在第一前向速度处增加并且需要换挡至第二前向速度，则第三离合器CL3的套筒CL3a移动到空挡位置以便将第四输入轴IS4(或太阳轮S)和第一输入轴IS1(或行星架PC)分离，并且操作第二离合器CL2以便将第一输入轴IS1通过第二离合器CL2的套筒CL2a可操作地连接至第二输入轴IS2。
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的套筒SLE2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、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和第二输出齿轮OG2传送到最终减速齿轮FG。
在向第二前向速度的换挡完成之后，第一同步器SL1的第一套筒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的第三套筒SLE3可操作地连接，以用于向第三前向速度的下次换挡。
[第三前向速度]
如果车辆速度在第二前向速度处增加并且需要换挡至第三前向速度，则第二离合器CL2的套筒CL2a移动到空挡位置以便将第一输入轴IS1和第二输入轴IS2分离，并且第四输入轴IS4(或太阳轮S)和第一输入轴IS1(或行星架PC)通过第三离合器CL3的套筒CL3a可操作地连接。
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的第三套筒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和第二输出齿轮OG2传送到最终减速齿轮FG。
在向第三前向速度的换挡完成之后，第二同步器SL2的套筒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的第一套筒SLE1可操作地连接，以用于向第四前向速度的下次换挡。
[第四前向速度]
如果车辆速度在第三前向速度处增加并且需要换挡至第四前向速度，则第三离合器CL3的套筒CL3a移动到空挡位置以便将第四输入轴IS4(或太阳轮S)和第一输入轴IS1(或行星架PC)分离，并且操作第二离合器CL2以便将第一输入轴IS1通过第二离合器CL2的套筒CL2a可操作地连接至第二输入轴IS2。
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的第一套筒SLE1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、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和第一输出齿轮OG1传送到最终减速齿轮FG。
在完成到第四前进速度的换挡之后，第三同步器SL3的第三套筒SLE3移动到空挡位置。
[EV反向速度]
在发动机停止的状态下，第一输出轴IS1和第一/反向速度齿轮D1/R通过第一同步器SL1的第一套筒SLE1可操作地连接，并且在电动车辆(EV)反向速度处操作第三离合器CL3。
因为行星齿轮组PG通过第三离合器CL3的操作而变为直接联接的状态，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/反向速度齿轮D1/R、第一输出轴OS1和第一输出齿轮OG1传送到最终减速齿轮FG。
换挡过程在速度顺序上升时示出。如果速度顺序下降，则换挡过程以反向方式(inverse manner)进行。
在换挡过程期间，电动机/发动机MG的驱动扭矩可以用作用于发动机ENG的辅助扭矩。另外，在车辆由发动机ENG的扭矩驱动时，电动机/发动机MG的转子RT始终旋转。因此，电动机/发电机MG产生电能并且所产生的电能用于对电池进行充电。
另外，根据本发明的各个实施方案的动力传输装置可以在混合电动车辆(HEV)模式下实现两个前向速度。
因为在HEV模式下发动机ENG和电动机/发电机MG两者都***作，所以能够向关于第三输入轴IS3的速度换挡。
因此，第一前向速度实现为第一HEV速度，第三前向速度实现为第二HEV速度。此时，第三离合器CL3位于空挡位置。
这就是说，发动机ENG的扭矩和电动机/发电机MG的扭矩被输入到行星齿轮组PG，并且发动机ENG和电动机/发电机MG的扭矩传送到第三输入轴IS3。
另外，根据本发明的各个实施方案的动力传输装置可以在电动车辆(EV)模式下实现两个前向速度。
因为在EV模式下车辆仅由电动机/发电机MG的扭矩驱动，所以能够向关于第三输入轴IS3的速度换挡。
因此，第一前向速度实现为第一EV速度，第三前向速度实现为第二EV速度。此时，第四输入轴IS1(或太阳轮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变为直接联接状态。
这就是说，因为行星齿轮组PG变为直接联接状态，所以电动机/发电机MG的扭矩传送到第三输入轴IS3。
根据本发明的各个实施方案的动力传输装置可以通过发动机ENG的扭矩实现四个前向速度，通过发动机ENG的扭矩和电动机/发电机MG的扭矩实现两个前向速度，以及通过电动机/发电机MG的扭矩在EV模式下实现两个前向速度和一个反向速度。因此燃料经济性可以得到增强。
另外，可以进行平滑的启动而没有分别连接至行星齿轮组PG的旋转元件的发动机ENG和电动机/发电机MG的摩擦构件的滑动。另外，在发动机停止的状态下，仅能通过电动机/发电机MG来启动。
因为在启动时不会发生摩擦构件的滑动，所以摩擦构件的耐久性可以得到改善，能量损失可以最小化，并且燃料经济性可以得到增强。
因为换挡不仅通过摩擦构件的滑动执行，而且通过电动机/发电机MG执行，所以能够平稳地换挡。
另外，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，加速性能可以得到提高。
因为反向速度可以通过反向旋转电动机/发电机MG来实现，所以不需要除了第一和第二速度输出单元OUT1和OUT2之外的额外的反向速度输出设备。因此，可以缩短传动的距离并且可以提高可安装性。
图3是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，在前述实施方案中，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3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。
为此目的，第四输入轴IS4在径向上设置在第一输入轴IS1与第三输入轴IS3之间，第三输入轴IS3的一个端部连接至作为第二旋转元件的行星齿轮组PG的内齿圈R。
因此，第三离合器CL3选择性地将第三输入轴IS3连接至第四输入轴IS4，以便使得行星齿轮组PG变为直接联接状态。
因为除了行星齿轮组PG的位置之外，该实施方案的布局和功能与之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动力传输装置可以通过发动机的扭矩实现四个前向速度，通过发动机的扭矩和电动机/发电机的扭矩在HEV模式下实现两个前向速度，以及通过电动机/发电机的扭矩在EV模式下实现两个前向速度和一个反向速度。因此燃料经济性可以得到增强。
另外，可以进行平滑的启动而没有分别连接至行星齿轮组的旋转元件的发动机和电动机/发电机的摩擦构件的滑动。另外，在发动机停止的状态下，仅能通过电动机/发电机来启动。
因为在启动时不会发生摩擦构件的滑动，所以摩擦构件的耐久性可以得到改善，能量损失可以最小化，并且燃料经济性可以得到增强。
因为换挡不仅通过摩擦构件的滑动执行，而且通过电动机/发电机执行，所以能够平稳地换挡。
另外，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，加速性能可以得到提高。
因为反向速度可以通过反向旋转电动机/发电机来实现，所以不需要除了第一和第二速度输出单元之外的额外的反向速度输出设备。因此，可以缩短传动的距离并且可以提高可安装性。
前面对本发明具体示例性实施方案的描述是出于说明和例证的目的。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。对示例性实施方式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它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式以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (18)

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地接收发动机的扭矩；
第二输入轴，所述第二输入轴设置为不与所述第一输入轴旋转干涉，选择性地连接至所述第一输入轴，并且其上固定地设置至少一个输入齿轮；
第三输入轴，所述第三输入轴设置为与所述第二输入轴成一行并且不与所述第一输入轴旋转干涉，并且其上固定地设置至少一个输入齿轮；
行星齿轮组，所述行星齿轮组包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件，所述第二旋转元件直接连接至所述第三输入轴，所述第三旋转元件直接连接至所述第一输入轴；
电动机/发电机，所述电动机/发电机直接连接至所述第一旋转元件，并且操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合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所转换的扭矩；以及
第二速度输出单元，所述第二速度输出单元适合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所转换的扭矩，
其中，所述行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组，所述第一旋转元件是太阳轮，所述第二旋转元件是内齿圈，所述第三旋转元件是行星架。
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包括反向速度的奇数速度。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输装置，其中用于实现第四前向速度的第一输入齿轮和用于实现第二前向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
用于实现第一前向速度或反向速度的第三输入齿轮和用于实现第三前向速度的第四输入齿轮固定地设置在所述第三输入轴上。
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，所述第一离合器选择性地将所述发动机连接至所述第一输入轴；以及
第二离合器，所述第二离合器选择性地将所述第一输入轴连接至所述第二输入轴。
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，所述第三离合器在所述行星齿轮组的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件之中选择性地连接两个旋转元件，并且选择性地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，其中第二输入轴和第三输入轴中的每一个是中空轴，并且所述第一输入轴穿透通过第二输入轴和第三输入轴。
7.根据权利要求6所述的用于车辆的动力传输装置，其中第二输入轴和第三输入轴以第二输入轴和第三输入轴从所述第一输入轴的一端到另一端的顺序设置。
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选择性地将所述第一输入轴连接至所述电动机/发电机，以便直接联接所述行星齿轮组。
9.根据权利要求5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侧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。
10.根据权利要求3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，所述第一输出轴与第二输入轴和第三输入轴平行地设置；
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上并且输出所述第一输出轴的扭矩；
第一/反向速度齿轮和第四速度齿轮，所述第一/反向速度齿轮和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/反向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。
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/反向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。
12.根据权利要求10所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第二速度输出单元包括：
第二输出轴，所述第二输出轴与第二输入轴和第三输入轴平行地设置；
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。
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。
14.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传输装置，其中反向速度通过所述电动机/发电机的反向旋转实现。
15.一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地接收发动机的扭矩；
第二输入轴，所述第二输入轴设置为不与所述第一输入轴旋转干涉，选择性地连接至所述第一输入轴，并且其上固定地设置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一行并且不与所述第一输入轴旋转干涉，并且其上固定地设置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、第二旋转元件以及第三旋转元件，所述第二旋转元件直接连接至所述第三输入轴，所述第三旋转元件直接连接至所述第一输入轴；
电动机/发电机，所述电动机/发电机直接连接至所述第一旋转元件，并且操作为电动机或发电机；
第一离合器，所述第一离合器选择性地将所述发动机连接至所述第一输入轴；
第二离合器，所述第二离合器选择性地将所述第一输入轴连接至所述第二输入轴；
第三离合器，所述第三离合器在所述行星齿轮组的三个旋转元件之中选择性地连接两个旋转元件，并且选择性地直接联接所述行星齿轮组；
第一速度输出单元，包括：
第一输出轴，所述第一输出轴与第二输入轴和第三输入轴平行地设置；
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上并且输出所述第一输出轴的扭矩；
第一/反向速度齿轮，所述第一/反向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/反向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，包括：
第二输出轴，所述第二输出轴与第二输入轴和第三输入轴平行地设置；
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。
16.根据权利要求15所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第三离合器通过选择性地将所述第一输入轴连接至所述电动机/发电机而选择性地直接联接所述行星齿轮组。
17.根据权利要求15所述的用于车辆的动力传输装置，其中所述第三离合器通过选择性地将所述第三输入轴连接至所述电动机/发电机而选择性地直接联接所述行星齿轮组。
18.根据权利要求15所述的用于车辆的动力传输装置，其中反向速度通过所述电动机/发电机的反向旋转实现。
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