本申請要求2014年11月26日提交的韓國專利申請第10-2014-0166509號的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此以用于通過該引用的所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種用于混合動力車輛的變速器，更具體而言，本申請涉及這樣一種用于混合動力車輛的變速器，其能夠提高變速效率、改善燃油效率，并通過實現(xiàn)在電動車(EV)/混合動力電動車(HEV)驅(qū)動模式下多級變速而能夠驅(qū)動為串聯(lián)和并聯(lián)模式。

背景技術(shù)：

混合動力車輛是指通過將兩種或更多種動力源彼此有效地結(jié)合而驅(qū)動的車輛，并且主要是指通過發(fā)動機和電機進行驅(qū)動的車輛，其中發(fā)動機通過燃燒燃料(諸如汽油之類的礦物燃料)獲得扭矩，電機通過電池的電力來獲得扭矩。

混合動力車輛是未來車輛的發(fā)展趨勢，其包括發(fā)動機和電機，從而能夠促進汽車尾氣排放量的減少以及燃油效率的提高；根據(jù)目前燃油效率的提高和生態(tài)友好產(chǎn)品發(fā)展的需要，關(guān)于混合動力車輛的研究已積極地展開。

混合動力車輛可分為串聯(lián)式混合動力車輛(series type hybrid vehicle)、并聯(lián)式混合動力車輛(parallel type hybrid vehicle)等等。在此，串聯(lián)式混合動力車輛是指混合動力系統(tǒng)包含發(fā)動機和電機，但在其中發(fā)動機僅僅產(chǎn)生電力，并將電力供應(yīng)給電機和電池，用于驅(qū)動輪驅(qū)動車輛的力僅由電機提供，而并聯(lián)式混合動力車輛具有的發(fā)動機和電機均可為驅(qū)動車輪提供所需力。

并且，一種能夠兼?zhèn)鋵嵤┐?lián)模式和并聯(lián)模式的混合動力車輛也 已被研制。

然而，在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的混合動力車輛中，在變速器中使用了利用油壓的摩擦元件(如離合器、制動器等等)，從而會使得變速效率和動力傳輸效率降低。

公開于該發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各個方面致力于提供一種用于車輛的變速器，其能提高變速效率和動力傳輸效率，并顯著改善燃油效率，通過在電動車(EV)/混合動力電動車(HEV)驅(qū)動模式下實現(xiàn)多級變速，使得其能夠以串聯(lián)、并聯(lián)模式驅(qū)動。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，一種用于混合動力車輛的變速器包括：輸入軸，其連接至發(fā)動機；輸出軸，其與所述輸入軸平行布置；第一中空軸，其安裝在所述輸入軸的一側(cè)的外周面上；第二中空軸，其安裝在所述輸入軸的另一側(cè)的外周面上；第一電機，其連接到第一中空軸；第二電機，其連接到第二中空軸；第一變速輸出部件，其設(shè)置在所述第一中空軸和所述輸出軸之間；第二變速輸出部件，其設(shè)置在所述第二中空軸和所述輸出軸之間；第一同步器，其將所述第一中空軸同步連接到所述第一變速輸出部件；以及第二同步器，其將所述第二中空軸同步連接到所述第二變速輸出部件。

所述第一中空軸可以具有兩個或更多個第一輸入齒輪，所述第一輸入齒輪形成于所述第一中空軸的外周面上，并且第一同步器可以安裝在第一中空軸的第一輸入齒輪之間，以將第一輸入齒輪選擇性地同步連接到第一變速輸出部件；第二中空軸可以具有兩個或更多個第二輸入齒輪，所述第二輸入齒輪形成于所述第二中空軸的外周面上，并且第二同步器可以安裝在第二中空軸的第二輸入齒輪之間，以將第二輸入齒輪選擇性地同步連接到第二變速輸出部件。

所述第一變速輸出部件可以具有第一變速軸和多個第一變速齒輪，所述第一變速齒輪形成于第一變速軸的外周面上；第二變速輸出 部件可以具有第二變速軸和多個第二變速齒輪，所述第二變速齒輪形成于第二變速軸的外周面上。

所述第一同步器可以配置成將第一輸入齒輪選擇性地同步連接到所述第一變速軸的第一變速齒輪；所述第二同步器可以配置成將第二輸入齒輪選擇性地同步連接到所述第二變速軸的第二變速齒輪。

連接機構(gòu)可以安裝在第一中空軸和第二中空軸彼此毗鄰的部分，并且將第一中空軸和第二中空軸選擇性地同步連接到所述輸入軸。

所述連接機構(gòu)可以配置成同步器。

所述第一中空軸、所述第一電機、所述第一同步器以及所述第一變速輸出部件可以布置在鄰近于車輛前輪的部分；所述第二中空軸、所述第二電機、所述第二同步器以及所述第二變速輸出部件可以布置在鄰近于車輛后輪的部分。

所述輸入軸可以在車輛的前輪和后輪之間延伸，第一連接機構(gòu)可以安裝在輸入軸的一側(cè)和第一中空軸之間，以使得輸入軸和第一中空軸彼此選擇性地同步連接，第二連接機構(gòu)可以安裝在輸入軸的另一側(cè)和第二中空軸之間，以使得輸入軸和第二中空軸彼此選擇性地同步連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施方案，一種用于混合動力車輛的變速器可以包括：輸入軸，其連接到發(fā)動機；輸出軸，其與所述輸入軸平行布置；中空軸，其安裝在所述輸入軸的外周面上；電機，其連接到所述中空軸上；變速輸出部件，其設(shè)置在所述中空軸和所述輸出軸之間；以及同步器，其將中空軸的輸入齒輪選擇性地同步連接到變速輸出部件。

用于混合動力車輛的變速器可以進一步包括連接機構(gòu)，所述連接機構(gòu)選擇性地將所述中空軸同步連接到所述輸入軸。

所述連接機構(gòu)可以配置成同步器。

所述中空軸可以具有兩個或更多個輸入齒輪，所述輸入齒輪形成于中空軸的外周面上，并且所述同步器安裝在中空軸的輸入齒輪之間，以將輸入齒輪選擇性地同步連接到變速輸出部件。

所述變速輸出部件可以包括變速軸，所述變速軸與所述輸出軸平行布置，所述變速軸具有多個尺寸不相同的變速齒輪。

本發(fā)明的方法和裝置可以具有其他的特性和優(yōu)點，這些特性和優(yōu)點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施方式共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。

附圖說明

圖1為顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的用于混合動力車輛的變速器的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的用于混合動力車輛的變速器在電動車(EV)模式下的動力傳動系。

圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的用于混合動力車輛的變速器在串聯(lián)模式下的動力傳動系。

圖4是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的用于混合動力車輛的變速器在并聯(lián)模式下的動力傳動系。

圖5A，5B，5C和5D為顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的用于混合動力車輛的變速器在EV模式下的第一變速過程的視圖。

圖6為顯示了根據(jù)本發(fā)明另一個示例性實施方案的用于混合動力車輛的變速器的結(jié)構(gòu)圖。

應(yīng)當理解，附圖不一定是按照比例，提供各種特征的略微簡化的表示本發(fā)明的基本原理的說明。本發(fā)明所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計特征(包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀)將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來確定。

在這些圖中，貫穿附圖的多幅圖，相同的附圖標記涉及本發(fā)明的相同或等同的部分。

附圖中元件的附圖標記：

10:發(fā)動機

11:輸入軸

15:輸出軸

21,22:中空軸

MG1,MG2:電機

31,32:變速輸出部件

41,42:同步器。

具體實施方式

下面將具體參考本發(fā)明的各個實施方案，這些實施方案的示例顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實施方案相結(jié)合進行描述，但是應(yīng)當意識到，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方案。

圖1為顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的用于混合動力車輛變速器的圖。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的用于混合動力車輛的變速器配置成包括：連接到發(fā)動機10的輸入軸11，與輸入軸11平行布置的輸出軸15，一個或多個安裝在輸入軸11外周面的中空軸21、22，一個或多個連接到中空軸21、22的電機MG1、MG2，設(shè)置在中空軸21、22和輸出軸15之間的變速輸出部件31、32，將中空軸21、22選擇性地同步連接到變速輸出部件31、32的同步器41、42。

輸入軸11安裝在變速殼體H內(nèi)以縱向地延伸，輸入軸11的一側(cè)連接到發(fā)動機10以便接收發(fā)動機10的驅(qū)動力。

輸出軸15設(shè)置在變速殼體H外部以與輸入軸11平行，輸出軸15的外周面上有一個或多個輸出齒輪15a、15b。

中空軸21、22具有形成在其內(nèi)的中空部分，并且輸入軸11可旋轉(zhuǎn)地安裝在中空軸21、22內(nèi)，使得中空軸21、22布置在輸入軸11的外周面上。因此，中空軸21、22可繞著輸入軸11自由旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)示例性實施方案，中空軸21、22包括：第一中空軸21和第二中空軸22，所述第一中空軸21安裝在輸入軸11的一側(cè)的外周面上，所述第二中空軸22安裝在輸入軸11的另一側(cè)的外周面上，如圖3所示。

第一中空軸21具有形成在其外周面上的兩個或更多個第一輸入齒輪21a、21b，其中，兩個或更多個第一輸入齒輪21a、21b配置成其尺寸(例如齒數(shù)、直徑等等)互不相同，從而向第一變速輸出部件31提 供不同的輸入速度。

第二中空軸22具有形成在其外周面上的兩個或更多個第二輸入齒輪22a、22b，其中，兩個或更多個第二輸入齒輪22a、22b配置成其尺寸(例如齒數(shù)、直徑等等)互不相同，從而向第二變速輸出部件32提供不同的輸入速度。

電機MG1、MG2連接到中空軸21、22，以旋轉(zhuǎn)中空軸21、22。

根據(jù)示例性實施方案，電機MG1、MG2包括：連接到第一中空軸21的第一電機MG1，以及連接到第二中空軸22的第二電機MG2，如圖3所示。

第一電機MG1具有固定到變速殼體H的定子，以及連接到第一中空軸21的轉(zhuǎn)子。因此，第一電機MG1旋轉(zhuǎn)第一中空軸21。

第二電機MG2具有固定到變速殼體H的定子，以及連接到第二中空軸22的轉(zhuǎn)子。因此，第二電機MG2旋轉(zhuǎn)第二中空軸22。

第一變速輸出部件31具有與第一中空軸21平行布置的第一變速軸33，其中，第一變速軸33具有形成在其外周面上的多個第一變速齒輪33a至33c。多個第一變速齒輪33a至33c配置成其尺寸(例如齒數(shù)、直徑等等)互不相同，使得它們能選擇性地與第一中空軸21的輸入齒輪21a、21b嚙合。

第二變速輸出部件32具有與第二中空軸22平行布置的第二變速軸34，其中，第二變速軸34具有形成在外周面上的多個第二變速齒輪34a至33c。多個第二變速齒輪34a至33c配置成其尺寸(例如齒數(shù)、直徑等等)互不相同，使得它們能夠選擇性地與第二中空軸22的輸入齒輪22a、22b嚙合。

同時，第一變速軸33的第一變速齒輪33a至33c以及第二變速軸34的第二變速齒輪34a至34c與輸出軸15的輸出齒輪15a、15b選擇性地嚙合，從而可以實現(xiàn)多級變速。

同步器41、42配置成將中空軸21、22同步連接到變速輸出部件31、32。

根據(jù)示例性實施方案，同步器41、42包括：第一同步器41和第二同步器42，所述第一同步器41將第一中空軸21同步連接到第一變速輸出部件31，所述第二同步器42將第二中空軸22同步連接到第二 變速輸出部件32。

第一同步器41安裝在第一中空軸21的第一輸入齒輪21a和21b之間，并配置成將第一輸入齒輪21a、21b選擇性地同步連接到第一變速輸出部件31的第一變速齒輪33a至33c。

第二同步器42安裝在第二中空軸22的第二輸入齒輪22a和22b之間，并配置成將第二輸入齒輪22a、22b選擇性地同步連接到第二變速輸出部件32的第二變速齒輪34a至33c。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過同步器41、42，電機MG1、MG2的驅(qū)動力選擇性地連接到變速輸出部件31、32，以實現(xiàn)電動車(EV)/混合動力電動車(HEV)模式下的多級變速，從而能夠提高變速效率和動力傳輸效率，并且大大改善燃油效率。

具體而言，根據(jù)本發(fā)明，由于利用兩個同步器兼顧執(zhí)行串、并聯(lián)模式，使得兩個電機MG1、MG2可獨立地同步連接到兩個變速輸出部件31、32上，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)最佳驅(qū)動狀態(tài)。

此外，根據(jù)本發(fā)明，由于通過同步器41、42在EV/HEV模式下的多級變速，使得動力電子(power electronics,PE)組件(如電機等)的容量可能會隨之減少，因此，成本的降低和效率的增加是可以預(yù)期的。

此外，根據(jù)本發(fā)明，為了多級變速的目的，同步器41、42被用來替代由油壓驅(qū)動的間歇機構(gòu)(諸如離合器、制動器等等)，從而能夠提高變速效率以提高燃油效率。

連接機構(gòu)45安裝在第一中空軸21和第二中空軸22彼此毗鄰的部分，并配置成將第一中空軸21、第二中空軸22選擇性地同步連接到輸入軸11。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，連接機構(gòu)45配置為同步器，以將第一、第二中空軸21、22選擇性地同步連接到輸入軸11。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過連接機構(gòu)45將第一、第二中空軸21、22同步連接到輸入軸11，使得在沒有用于發(fā)動機啟動的單獨的減速器情況下，仍能夠輕松實現(xiàn)串聯(lián)模式，并且現(xiàn)有的啟動器發(fā)電機可以被省略，從而讓減少制造成本成為可能。

如上描述的配置的根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的用于混合動力車輛的變速器的驅(qū)動模式將參考圖2至圖4進行詳細描述。

在EV驅(qū)動模式下，如圖2所示，第一電機MG1被驅(qū)動，從而第一電機MG1的驅(qū)動力通過第一中空軸21傳遞到第一變速輸出部件31，并且然后傳遞到輸出軸15(見箭頭A的方向)。

在串聯(lián)驅(qū)動模式下，如圖3所示，第一電機MG1被驅(qū)動，從而使得第一電機MG1的驅(qū)動力通過第一中空軸21傳遞到第一變速輸出部件31，并且然后傳遞到輸出軸15(見箭頭A的方向)，而發(fā)動機10的驅(qū)動力，在輸入軸11和第二中空軸22通過連接機構(gòu)45彼此相連的狀態(tài)下，通過中空軸22傳遞到第二電機MG2(見箭頭B的方向)，以使得第二電機MG2產(chǎn)生電力。

在并聯(lián)驅(qū)動模式下，如圖4所示，第一電機MG1被驅(qū)動，從而使得第一電機MG1的驅(qū)動力通過第一中空軸21傳遞到第一變速輸出部件31，并且然后傳遞到輸出軸15(見箭頭A的方向)，而發(fā)動機10的驅(qū)動力，在輸入軸11和第二中空軸22通過連接機構(gòu)45彼此相連的狀態(tài)下，通過中空軸22傳遞到第二電機MG2(見箭頭B的方向)，以使得第二電機MG2產(chǎn)生電力，而第二電機MG2的驅(qū)動力傳遞到第二變速輸出部件32(見箭頭C的方向)，并且然后傳遞到輸出軸15。

并且，根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的用于混合動力車輛的變速器在EV驅(qū)動模式下的多級變速過程將參考圖5A至圖5D進行描述。

如圖5A所示，在EV驅(qū)動模式的最初過程中，第一電機MG1被驅(qū)動，從而使得第一電機MG1的驅(qū)動力通過第一中空軸21傳遞到第一變速輸出部件31(見箭頭A的方向)，在第一變速輸入部件31以第一EV驅(qū)動模式被驅(qū)動期間，在第二同步下的速度同步通過第一同步器41經(jīng)由第二電機MG2來執(zhí)行(見箭頭B的方向)。在此，在用于混合動力車輛的變速器處于由第二電機MG2來完成的串聯(lián)驅(qū)動狀態(tài)下，速度同步在串聯(lián)驅(qū)動模式停止之后執(zhí)行。

然后，如圖5所示，當?shù)谝蛔兯佥敵霾考?1通過同步器41在第二同步下被同步后，第二電機MG2停止，并且第二變速輸出部件32通過第二同步器42在第二同步下被接合。

接下來，如圖5C所示，第一、第二變速輸出部件31、32通過第一、第二同步器41、42在第二同步下被接合，以保持變速感覺，并通過對第一、第二電機MG1、MG2的扭矩控制來保持動力性能(見箭頭 A’、C’)。

然后，如圖5D所示，在第一電機MG1停止的狀態(tài)下，第一同步器41在第一同步下保持中性，并且通過第二電機MG2第二驅(qū)動被執(zhí)行(見箭頭C的方向)。在這樣的情況下，通過第一電機MG1的串聯(lián)驅(qū)動是可行的。

同時，圖6是根據(jù)本發(fā)明另一個示例性實施方案的用于混合動力車輛的變速器的圖。

如圖6所示，在根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施方案的用于混合動力車輛的變速器中，第一中空軸21、第一電機MG1、第一同步器41以及第一變速輸出部件31布置在鄰近于車輛前輪的部分，第二中空軸22、第二電機MG2、第二同步器42以及第二變速輸出部件32布置在鄰近于車輛后輪的部分，從而能夠?qū)崿F(xiàn)四輪驅(qū)動。

此外，輸入軸11可以在車輛的前、后輪之間延伸，第一連接機構(gòu)46可以安裝在輸入軸11的一側(cè)和第一中空軸21之間，以使得輸入軸11和第一中空軸21能夠彼此選擇性地同步連接，第二連接機構(gòu)47可以安裝在輸入軸11的另一側(cè)和第二中空軸22之間，以使得輸入軸11和第二中空軸22能夠彼此選擇性地同步連接。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，電機的驅(qū)動力通過同步器選擇性地同步連接到了變速輸出部件，以實現(xiàn)EV/HEV模式下的多級變速，從而能夠增加變速效率和動力傳輸效率，并且顯著提高燃油效率。

具體而言，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，由于利用兩個同步器兼顧執(zhí)行串、并聯(lián)模式，使得兩個電機可獨立地同步連接到兩個變速輸出部件，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)最佳驅(qū)動狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，通過連接機構(gòu)(同步器)將中空軸同步連接到輸入軸，使得在沒有用于發(fā)動機啟動的單獨的減速器情況下，仍能夠輕松實現(xiàn)串聯(lián)模式，并且現(xiàn)有的啟動器發(fā)電機可以被省略，從而讓減少制造成本成為可能。

具體而言，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，由于通過同步器在EV/HEV模式下的多級變速，使得動力電子(power electronics,PE)組件(如電機等等)的容量可能會隨之減少，因此，成本的降低和效率 的增加是可以預(yù)期的。

此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，為了多級變速的目的，同步器被用來替代由油壓驅(qū)動的間歇機構(gòu)(諸如離合器、制動器等等)，從而能夠提高變速效率以提高燃油效率。

為了方便解釋和精確限定所附權(quán)利要求，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”和“外”被用于參考附圖中所顯示的這些特征的位置來描述示例性實施方式的特征。

前面對本發(fā)明具體示例性實施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實施方案并進行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍旨在由所附權(quán)利要求書及其等價形式所限定。