用于混合动力车辆的动力传输设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年7月25日提交的韩国专利申请第10-2019-0090444号的优先权和权益，其全部内容通过引用结合于本文中。

技术领域

本公开涉及一种用于混合动力车辆的动力传输设备。

背景技术

在本部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，并且其可能不构成现有技术。

在车辆中的环保技术是未来汽车工业的核心技术，并且汽车制造商关注于研发环保车辆以实现环境标准和燃料效率标准。

为了提高能量效率和驱动便利性，已经研发了各种类型的车辆，诸如利用电能的电动车辆(EV)和混合动力车辆(HEV)，以及装配有双离合变速器(DCT)的车辆。

混合动力车辆是在各种方案中使用可以组合的两种或更多种动力源的车辆。一般来说，由电能驱动的电机/发电机与使用化石燃料的汽油发动机或柴油发动机组合。

DCT通过交替地操作两个离合器来交替地激活奇数的挡位和偶数的挡位，并由此提高扭矩传输的连续性。

近来，这样的DCT被应用于混合动力车辆(HEV)以便通过减少燃料消耗来增强能量效率。

我们已经发现双离合变速器(DCT)与混合动力车辆(HEV)的有效组合(例如将双离合器与混合动力车辆的电机模块化到一起)有助于增强能量效率。

在背景技术部分公开的上述信息仅用于增强对本公开的背景技术的理解，并因此它可能包括不构成本领域技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开提供了一种用于混合动力车辆的动力传输设备，其具有以下优点：通过沿径向方向将两个离合器设置成两行以共享在通过发动机离合器接收发动机输出轴的扭矩的输入轴的前部部分处的离合器鼓，并且在输入轴的后部部分处分离地设置另一个离合器，而减少零件的数量并且减小长度和重量。

也可以通过用于混合动力车辆的动力传输设备来减少用于接收电机的扭矩的零件的数量，在该动力传输设备中，设置成两行的两个离合器与发动机离合器共享离合器鼓，并且该离合器鼓形成有与电机进行外部齿轮啮合的电机齿轮以接收来自电机的扭矩。

当离合器与输入轴的后部部分分离时，可以在变速器的前部部分处为差动齿轮提供更好的空间，这在变速器的布置中提供了优势。

在本公开的一个形式中，用于具有发动机和电机作为动力源的混合动力车辆的动力传输设备，可以包括：发动机输出轴、输入轴、第一输出轴和第二输出轴、第三输出轴、共享离合器鼓、发动机离合器、第一离合器和第三离合器以及第二离合器。发动机输出轴可以接收发动机的扭矩。输出轴可以与发动机输出轴同轴地设置。第一输出轴和第二输出轴可以形成为与输入轴同轴的中空轴，并且在没有旋转干涉的情况下分别设置在输入轴的前侧和后侧处。第三输出轴可以形成为中空轴并且在没有旋转干涉的情况下与第一输出轴同轴地设置。

共享离合器鼓可以设置在输入轴的前侧处，并且具有形成在共享离合器鼓的外周界上的电机齿轮，以与电机进行外部齿轮啮合。共享离合器鼓可以具有由形成在前罩的径向内侧处的支撑端部可旋转地支撑的内周界，并且通过连接板和第一连接构件连接到输出轴。发动机离合器可以布置在共享离合器鼓的内周界上，并且被构造成在发动机输出轴与输入轴之间选择性地传输扭矩。第一离合器和第三离合器可以与发动机离合器相邻地在共享离合器鼓的内周界内沿径向方向设置成两行，并且可以被构造成分别将输入轴的扭矩选择性地传输到第一输出轴和第三输出轴。第二离合器可以设置在输入轴的后侧处并且选择性地连接输入轴和第二输出轴。

连接板可以形成为盘形并且设置在发动机离合器与第一离合器之间，并且连接板包括与共享离合器鼓的内周界进行花键接合(spline-engaged)的径向外部部分，以及通过第一连接构件与输入轴的外周界进行花键接合的径向内部部分。

发动机离合器可以包括多个发动机离合器板、发动机离合器毂、多个发动机离合器盘和发动机离合器活塞。多个发动机离合器板可以与共享离合器鼓的内周界进行花键接合。发动机离合器毂可以固定到发动机输出轴的延伸端部。多个发动机离合器盘可以交替地设置在多个发动机离合器板之间并且与发动机离合器毂的外周界进行花键接合。发动机离合器活塞可以设置在发动机从动缸与多个发动机离合器板之间以通过发动机从动缸摩擦地操作多个发动机离合器板和多个发动机离合器盘。

发动机从动缸可以形成在前罩的支撑端部的内部处。

第一离合器可以包括多个第一离合器板、第一离合器毂、多个第一离合器盘和第一离合器活塞。多个第一离合器板可以与共享离合器鼓的内周界进行花键接合。第一离合器毂可以通过第二连接构件与第一输出轴的外周界进行花键接合。多个第一离合器盘可以交替地设置在多个第一离合器板之间并且与第一离合器毂的外周界进行花键接合。第一离合器活塞可以设置在第一从动缸与第一离合器板之间并且被构造成通过第一从动缸摩擦地操作第一离合器板和第一离合器盘。

第二连接构件可以经由插入第一连接构件与第二连接构件之间的轴承由第一连接构件在轴向方向上支撑。

第三离合器可以包括第三离合器鼓，多个第三离合器板、第三离合器毂、多个第三离合器盘以及第三离合器活塞。第三离合器鼓可以设置在第一离合器的径向内部并且连接到共享离合器鼓以在轴向方向上固定。多个第三离合器板可以与第三离合器鼓的内周界进行花键接合。第三离合器毂可以通过第三连接构件与第三输出轴的外周界进行花键接合。多个第三离合器盘可以交替地设置在多个第三离合器板之间，并且与第三离合器毂的外周界进行花键接合。第三离合器活塞可以设置在第三从动缸与第三离合器板之间，并且被构造成通过第三从动缸摩擦地操作第三离合器板和第三离合器盘。

第三连接构件可以经由插入第二连接构件与第三连接构件之间的轴承由第二连接构件在轴向方向上支撑。

多个复位弹簧可以插入第一离合器活塞与第三离合器鼓之间。

第三离合器还可以包括设置在第三离合器活塞与连接到第三离合器毂的第三连接构件之间的恢复单元。恢复单元可以包括支撑构件和多个弹簧。支撑构件可以具有径向内部部分和径向外部部分，其中，径向内部部分经由轴承由第三连接构件的外周界可旋转地支撑，径向外部部分与第三离合器鼓的内周界进行花键接合。多个弹簧可以设置在支撑构件与第三离合器活塞之间。

第一从动缸和第三从动缸可以在变速器壳中沿径向方向安装成两行。

第二离合器可以包括第二离合器鼓、多个第二离合器板、第二离合器毂、多个第二离合器盘和第二离合器活塞。第二离合器鼓可以通过第四连接构件与输入轴进行花键接合。多个第二离合器板可以与第二离合器鼓的内周界进行花键接合。第二离合器毂可以与第二输出轴进行花键接合。多个第二离合器盘可以交替地设置在多个第二离合器板之间，并且与第二离合器毂的外周界进行花键接合。第二离合器活塞可以设置在第二从动缸与第二离合器板之间，并且被构造成通过第二从动缸摩擦地操作第二离合器板和第二离合器盘。

第四连接构件可以经由插入第四连接构件与第二输出轴之间的轴承由第二输出轴在轴向方向上支撑。

第二从动缸可以设置在固定到变速器壳的端罩中。

多个复位弹簧可以插入第二离合器活塞与第四连接构件中。

第二离合器还可以包括设置在变速器壳内的支撑轴承，以便当第二离合器板和第二离合器盘摩擦地配合时用作反应板。

根据示例性形式，与发动机离合器共享该共享离合器鼓的第一离合器设置成在输入轴的前部部分处邻近于发动机离合器，第三离合器设置在第一离合器的径向内侧中以沿径向方向形成两行，并且第二离合器分离地布置在输入轴的后部部分处，由此减少在变速器中的零件的数量，并且减小长度和重量。

此外，由于沿径向方向设置成两行的第一离合器和第三离合器与发动机离合器共享该共享离合器鼓，并且共享离合器鼓形成有与电机进行外部齿轮啮合的电机齿轮以从电机接收扭矩，所以可以减少用于接收电机的扭矩的零件的数量。

此外，由于第二离合器与输入轴的后部部分分离，所以在变速器的前部部分处可以向差动齿轮提供更好的空间，这在变速器的布置中提供了优势。

此外，根据示例性形式，由于用于操作第二离合器活塞的第二从动缸安装在端罩内，所以可以减小安装空间。

从本文所提供的描述中，其他应用领域将会变得显而易见。应当理解的是，描述和具体示例仅旨在解释的目的，且并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了更好的理解本公开，现在将参考附图描述其以示例的方式给出的各种形式，在附图中：

图1是根据本公开的示例性形式的用于混合动力车辆的动力传输设备的截面图；

图2是根据本公开的示例性形式的用于混合动力车辆的动力传输设备的前部部分的放大的截面图；以及

图3是根据本公开的示例性形式的用于混合动力车辆的动力传输设备的后部部分的放大的截面图；

本文中描述的附图仅用于解释的目的，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

下文的描述本质上仅是示例性的并且并不旨在限制本公开、应用或使用。应当理解的是，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的或对应的零件和特征。

下文中将参考附图详细描述本公开的示例性形式。

在下文的描述中，将部件的名称分开为第一、第二等是因为部件的名称彼此相同而将其分开，并不具体限制其顺序。

图1是根据本公开的示例性形式的用于混合动力车辆的动力传输设备的截面图。图2是根据本公开的示例性形式的用于混合动力车辆的动力传输设备的前部部分的放大的截面图。图3是根据本公开的示例性形式的用于混合动力车辆的动力传输设备的后部部分的放大的截面图。

参考图1和图2，根据本公开的示例性形式的用于混合动力车辆的动力传输设备(在下文中称作动力传输设备)接收来自发动机ENG和电机M的扭矩，并且通过四个离合器ECL、CL1、CL2和CL3将所接收的扭矩选择性地传输到输入轴IS和三个输出轴OS1、OS2和OS3。

这里，电机M可以包括转子和定子，并且可以用作电机和产生电力的发电机的作用，如在电动车辆中的那样。

根据示例性形式的动力传输设备包括发动机输出轴EOS、输入轴IS、第一输出轴OS1、第二输出轴OS2和第三输出轴OS3、共享离合器鼓SCD、发动机离合器ECL以及第一离合器CL1、第二离合器CL2和第三离合器CL3。

发动机输出轴EOS(例如，减震器输出轴)是接收发动机ENG的扭矩的扭矩调节轴，并且设置成穿透形成在变速器壳H的前罩FC的径向内侧处的支撑端部1。

输入轴IS在变速器壳H中与发动机输出轴EOS同轴地设置，并且被构造成通过发动机离合器ECL的操作来接收发动机输出轴EOS的扭矩。

第一输出轴OS1形成为与输入轴同轴的中空轴，并且在没有旋转干涉的情况下设置在输入轴IS的前侧处，并且第二输出轴OS2形成为与输入轴同轴的中空轴，并且在没有旋转干涉的情况下设置在输入轴IS的后侧处。

此外，第三输出轴OS3形成为中空轴，并且在没有旋转干涉的情况下与第一输出轴OS1同轴地设置。

第一输出轴OS1、第二输出轴OS2和第三输出轴OS3被构造成通过第一离合器CL1、第二离合器CL2和第三离合器CL3的操作来接收发动机输出轴EOS的扭矩，同时操作发动机离合器ECL。

即，第一输出轴OS1、第二输出轴OS2和第三输出轴OS3可以分别通过第一离合器CL1、第二离合器CL2和第三离合器CL3选择性地接收扭矩，并且第一输出轴OS1、第二输出轴OS2和第三输出轴OS3分别形成有第一输出齿轮G1、同步器SN、第三输出齿轮G3。

共享离合器鼓SCD设置在输入轴IS的前侧处。电机齿轮MG形成在共享离合器鼓SCD的外周界上，使得电机M与电机齿轮MG进行外部齿轮啮合。共享离合器鼓SCD的内周界形成为与形成在前罩FC的径向内侧处的支撑端部1平行，并且通过轴承B由该支撑端部1可旋转地支撑。

此外，共享离合器鼓SCD通过连接板3和第一连接构件5连接到输入轴IS。

这里，连接板3形成为盘形，并且设置在发动机离合器ECL与第一离合器CL1之间。连接板3的径向外部部分与共享离合器鼓SCD的内周界以花键接合，连接板3的径向内部部分通过第一连接构件5与输入轴IS的外周界进行花键接合。因此，当操作发动机离合器ECL时，发动机输出轴EOS的扭矩被传输到输入轴IS。

连接板3在轴向方向上由从发动机输出轴EOS经由轴承B向后延伸的延伸端部4可旋转地支撑。

发动机离合器ECL共享该共享离合器鼓SCD，并且被构造成在发动机输出轴EOS与输入轴IS之间选择性地传输扭矩。

在发动机离合器ECL中，多个发动机离合器板11和反应板11a与共享离合器鼓SCD的内周界进行花键接合。

发动机离合器毂13通过焊接被固定到发动机输出轴EOS的延伸端部4。多个发动机离合器盘15交替地设置在多个发动机离合器板11与反应板11a之间，并且与发动机离合器毂13的外周界进行花键接合。

发动机离合器活塞17设置成沿着轴向方向通过发动机从动缸ESC摩擦地操作多个发动机离合器板11和多个发动机离合器盘15。

发动机从动缸ESC形成在前罩FC的支撑端部1的内部处，并且发动机离合器活塞17设置在发动机从动缸ESC与发动机离合器板11之间。

在发动机离合器ECL中，在相邻的发动机离合器板11之间可以安装有波形弹簧(未示出)以在释放状态中在离合器板11与离合器盘15之间提供恢复力并且维持离合器板与离合器盘之间的间隙，由此减少或者最小化摩擦构件的阻力损失。

在共享离合器鼓SCD的径向内侧中，第一离合器CL1和第三离合器CL3与发动机离合器ECL相邻地在径向方向上(即，径向地向内或向外)设置成两行。第一离合器CL1和第三离合器CL3分别被构造成将输入轴IS的扭矩选择性地传输到第一输出轴OS1和第三输出轴OS3。

第一离合器CL1与发动机离合器ECL共享该共享离合器鼓SCD，并且多个第一离合器板21与共享离合器鼓SCD的内周界进行花键接合。

第一离合器毂23通过焊接被固定到与第一输出轴OS1的外周界进行花键接合的第二连接构件6。多个第一离合器盘25交替地设置在第一离合器盘21之间，并且与第一离合器毂23的外周界进行花键接合。

此外，摩擦地操作第一离合板21和第一离合器盘25的第一离合器活塞27由第一从动缸SC1在轴向方向上可移动地设置。

第二连接构件6经由插入第一连接构件5与第二连接构件6之间的轴承B由第一连接构件5在轴向方向上可旋转地支撑。

第三离合器CL3设置在第一离合器CL1的径向内侧处，并且第三离合器鼓31的径向外部部分连接到共享离合器鼓SCD的内周界以在轴向方向上固定。

第三离合器鼓31包括径向向内弯曲的弯曲端部31a，以便用作第三离合器鼓31的反应板。

多个第三离合器板33与第三离合器鼓31的内周界进行花键接合，并且在轴向方向上由弯曲端部31a支撑。

第三离合器毂35通过焊接被固定到与第三输出轴OS3的外周界进行花键接合的第三连接构件7。多个第三离合器盘37交替地设置在第三离合器板33之间，并且与第三离合器毂35的外周界进行花键接合。

此外，摩擦地操作第三离合器板33和第三离合器盘37的第三离合器活塞39由第三从动缸SC3在轴向方向上可移动地设置。

第三连接构件7经由插入第二连接构件6与第三连接构件7之间的轴承B由第二连接构件6在轴向方向上可旋转地支撑。

多个复位弹簧SP沿着周向方向设置在第一离合器CL1的第一离合器活塞27与第三离合器CL3的第三离合器鼓31之间，由此将恢复力施加到第一离合器活塞27。

第三离合器CL3还包括位于第三离合器活塞39与连接到第三离合器毂35的第三连接构件7之间的恢复单元41。

支撑构件43的径向内部部分经由插入支撑构件与第三连接构件之间的轴承B由第三连接构件7的外周界可旋转地支撑，并且支撑构件43的径向外部部分与第三离合器鼓31的内周界进行花键接合。

多个弹簧45沿着周向方向设置在支撑构件43与第三离合器活塞39之间，由此将恢复力施加到第三离合器活塞39。

在第一离合器CL1和第三离合器CL3中，在相邻的第一离合器板21与相邻的第三离合器板33之间可以设置有波形弹簧(未示出)，以在释放状态中在其之间提供恢复力并维持其之间的间隙，由此减小或者最小化摩擦构件的阻力损失。

第一从动缸SC1和第三从动缸SC3可以形成在变速器壳H处，并且包括气缸杆以在轴向方向上操作第一离合器CL1的第一离合器活塞27和第三离合器CL3的第三离合器活塞39。

第一从动缸SC1的气缸杆和第三从动缸SC3的气缸杆经由轴承B分别可旋转地支撑第一离合器活塞27和第三离合器活塞39。本形式示出了双同心从动缸(双CSC)方案，其中，从动缸在径向方向上布置成两行。

参考图3，第二离合器CL2设置在输入轴IS的后侧处，并且选择性地连接输入轴IS和第二输出轴OS2。

即，第二离合器CL2包括第二离合器鼓51，该第二离合器鼓设置在输入轴的后侧处并且通过第四连接构件8与输入轴IS的外周界进行花键接合。

第四连接构件8经由插入第四连接构件8与第二输出轴OS2之间的轴承B由第二输出轴OS2在轴向方向上可旋转地支撑。

多个第二离合器板53与第二离合器鼓51的内周界进行花键接合。

第二离合器毂55的径向内部部分与第二输出轴OS2进行花键接合。

多个第二离合器盘57交替地设置在第二离合器板53之间并且与第二离合器毂55的外周界进行花键接合。

第二离合器活塞59设置在第二从动缸SC2与第二离合器板53之间，并且通过第二从动缸SC2摩擦地操作第二离合器板53和第二离合器盘57。

与第二离合器板53对应的第二从动缸SC2安装在固定到变速器壳H的端罩EC中，并且控制第二离合器活塞59。

由于第二从动缸SC2安装在端罩EC内，所以可以简单地组装第二离合器CL2，并且可以为第二离合器活塞59的安装提供足够的空间。

复位弹簧SP设置在第二离合器活塞59与第四连接构件8之间，并且将恢复力施加到第二离合器活塞59。

第二离合器CL2还包括设置在变速器壳H的内表面上的支撑轴承CB，以便当第二离合器板53和第二离合器盘57摩擦地配合时用作反应板。

此外，第二输出齿轮G2设置在输出轴IS上且在位于形成在第一输出轴OS1处的第一输出齿轮G1与形成在第二输出轴OS2处的同步器SN之间。因此，第二输出齿轮G2可以通过同步器SN的操作而同步地连接到第二输出轴OS2。

依照根据本公开的示例性形式的动力传输设备，参考图1，当发动机离合器ECL被发动机从动缸ESC操作时，发动机离合器盘15和发动机离合器板11被摩擦地接合，并且发动机输出轴EOS的扭矩通过发动机离合器毂13被传输到共享离合器鼓SCD。

传输到共享离合器鼓SCD的扭矩也通过连接板3被传输到输入轴IS。

当第一离合器CL1被第一从动缸SC1操作同时发动机离合器ECL被操作时，第一离合器盘25和第一离合器板21被摩擦地接合，并且发动机输出轴EOS的扭矩通过第一离合器毂23和第二连接构件6被传输到第一输出轴OS1。

当第三离合器CL3被第三从动缸SC3操作同时发动机离合器ECL被操作时，第三离合器盘37和第三离合器板33被摩擦地接合，并且发动机输出轴EOS的扭矩通过第三离合器毂35和第三连接构件7从连接到共享离合器鼓SCD的第三离合器鼓31被传输到第三输出轴OS3。

当第二离合器CL2被第二从动缸SC2操作同时发动机离合器ECL被操作时，第二离合器盘57和第三离合器盘53被摩擦地接合，并且发动机输出轴EOS的扭矩通过与共享离合器鼓SCD进行花键接合的连接板3、输入轴IS、第四连接构件8、第二离合器鼓51和第二离合器毂55被相继地传输到第三输出轴OS3。

根据如上文所描述的示例性形式，与发动机离合器ECL共享该共享离合器鼓SCD的第一离合器CL1设置成邻近于在输入轴IS的前部部分处的发动机离合器ECL，第三离合器CL3设置在第一离合器CL1的径向内侧中以在径向方向上形成两行，并且第二离合器CL2分离地布置在输入轴IS的后部部分处，由此减少在变速器中向前堆积的零件的数量，并且减小长度和重量。

由于电机M的扭矩可以由与电机M进行外部齿轮啮合的电机齿轮MG接收，所以电机M可以在电机M设置在与输入轴IS分离的轴上的离轴方案中使用，并因此，可以减少包括电机M的扭矩运输路径的变速器的长度。

此外，由于在径向方向上设置成两行的第一离合器CL1和第三离合器CL3将共享离合器鼓SCD与发动机离合器ECL共享，并且共享离合器鼓SCD形成有与电机M进行外部齿轮啮合的电机齿轮MG以从电机M接收扭矩，所以可以减少用于接收电机M的扭矩的零件的数量。

此外，由于第二离合器CL2与输入轴IS的后部部分分离，可以在变速器的前部部分处为差动齿轮(未示出)提供更好的空间，这在变速器的布置中提供了优势。

此外，在第二离合器CL2中，由于用于操作摩擦地操作第二离合器板53和第二离合器盘57的第二离合器活塞59的第二从动缸SC2安装在固定至变速器壳H的端罩EC中，所以可以容易地组装第二离合器CL2，并且可以为第二离合器活塞59的安装提供足够的空间。

虽然已经结合当前考虑到的实际示例性形式描述了本公开，但应当理解的是本公开并不局限于所描述的形式。相反地，旨在覆盖在本公开的精神和范围内的各种修改和等同布置。

<符号描述>

FC：前罩

H：变速器壳

EC：端罩

1：支撑端部

3：连接板

4：延伸端部

5、6、7、8：第一连接构件、第二连接构件、第三连接构件和第四连接构件

IS：输入轴

ECL：发动机离合器

CL1、CL2、CL3：第一离合器、第二离合器和第三离合器

SCl、SC2、SC3：第一从动缸、第二从动缸和第三从动缸

EOS：发动机输出轴

OS1、OS2、OS3：第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴

SCD：共享离合器鼓

B：轴承

CB：支撑轴承

11：发动机离合器板

13：发动机离合器毂

15：发动机离合器盘

17：发动机离合器活塞

21、53、33：第一离合器板、第二离合器板和第三离合器板

25、57、37：第一离合器盘、第二离合器盘和第三离合器盘

23、55、35：第一离合器毂、第二离合器毂和第三离合器毂

51、31：第二离合器鼓和第三离合器鼓

27、59、39：第一离合器活塞、第二离合器活塞和第三离合器活塞

41：恢复单元

43：支撑构件

45：弹簧

SP：复位弹簧