阅读说明：本技术 电机驱动车辆的变速器 (The speed changer of motor-driven vehicle ) 是由 鱼顺基 孙宇哲 张祐槙 于 2018-11-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电机驱动车辆的变速器,其可以包括：输入轴,其连接至驱动电机；第一离合器和第二离合器；行星齿轮组,其包括直接连接至输入轴的第一旋转元件、通过第一离合器连接至输入轴的第二旋转元件以及能够被限制旋转的第三旋转元件；配置为通过所述行星齿轮组向所述输出轴传递动力的齿轮对；配置为向所述输出轴原样传递动力的齿轮对；附加离合器,其配置为控制所述齿轮对的连接以及所述行星齿轮组的旋转元件的连接。(The invention discloses a kind of speed changers of motor-driven vehicle, may include: input shaft, are connected to driving motor；First clutch and second clutch；Planetary gear set comprising the third rotating element for being connected directly to the first rotating element of input shaft, the second rotating element of input shaft being connected to by first clutch and can be rotated by limitation；It is configured to transmit the gear mesh of power to the output shaft by the planetary gear set；It is configured to transmit the gear mesh of power as former state to the output shaft；Extra clutch is configured to control the connection of the rotating element of the connection of the gear mesh and the planetary gear set.)

电机驱动车辆的变速器

技术领域

本发明涉及一种电机驱动车辆的变速器，更具体而言，涉及一种动力传动系的配置，以用于在使用尽可能小的容量的驱动电机的同时，充分确保车辆的驱动性能。

背景技术

混合动力车辆或者电动车辆能够通过驱动电机提供驱动车辆所需要的驱动力，这里，驱动电机的成本通常与其容量或者尺寸成比例地增加，当驱动电机的容量或者尺寸增大的时候，虽然可提供的驱动力的范围变宽，但是，驱动电机的容量或者尺寸的增加是导致燃料效率因车辆重量的增加而降低的因素。

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电机驱动车辆的变速器，其用于提供高减速比，同时通过减小变速器的轮距和最小化所使用的齿轮的数量，来减小变速器的尺寸和重量，从而实现紧凑的配置，因此，可以在使用具有尽可能小的容量的驱动电机的同时充分确保驱动性能(例如车辆的最高速度、加速性能和爬坡能力)，并且可以提高燃料效率，可以确保车辆所需要的驱动性能，同时降低车辆的制造成本，最大化车辆的生产率。

根据本发明的示例性的实施方案，提供一种电机驱动车辆的变速器，其包括：输入轴，其连接至驱动电机；第一离合器和第二离合器；行星齿轮组，其包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件，所述第一旋转元件直接连接至所述输入轴，所述第二旋转元件通过所述第一离合器连接至所述输入轴，所述第三旋转元件能够被限制旋转；第一驱动齿轮，其集成到行星齿轮组的第二旋转元件中；输出轴，其包括输出齿轮并且布置成与输入轴平行；第一从动齿轮，其与第一驱动齿轮接合，并且可旋转地布置在输出轴上；第二驱动齿轮，其可旋转地布置在输入轴上，以通过第二离合器连接至输入轴；第二从动齿轮，其与第二驱动齿轮接合，并且布置在输出轴上；第三离合器，其布置为使第一从动齿轮连接至输出轴，或者使第一从动齿轮从输出轴断开；第四离合器，其配置为使第二驱动齿轮连接至输入轴；以及第五离合器，其布置为使行星齿轮组的第三旋转元件连接至第一驱动齿轮，或者布置为限制旋转。

所述行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，行星齿轮组的第一旋转元件可以是太阳轮，第二旋转元件可以是行星架，第三旋转元件可以是内齿圈。

所述第一离合器和第二离合器可以包括具有可调节的传递扭矩的摩擦离合器，并且第三离合器、第四离合器以及第五离合器可以包括齿轮啮合型离合器，所述齿轮啮合型离合器在维持在接合状态中的时候没有动力损耗。

所述齿轮啮合型离合器可以包括同步啮合装置，所述同步啮合装置包括配置成执行同步操作的同步环。

所述齿轮啮合型离合器可以包括牙嵌离合器。

根据本发明的另一个示例性的实施方案，提供一种电机驱动车辆的变速器，其包括：输入轴，其连接至驱动电机；第一离合器和第二离合器；行星齿轮组，其包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件，所述第一旋转元件直接连接至所述输入轴，所述第二旋转元件通过所述第一离合器连接至所述输入轴，所述第三旋转元件能够被限制旋转；第一驱动齿轮，其集成到行星齿轮组的第二旋转元件中；输出轴，其包括输出齿轮并且布置成与输入轴平行；第一从动齿轮，其与第一驱动齿轮接合，并且可旋转地布置在输出轴上；第二驱动齿轮，其可旋转地布置在输入轴上，以通过第二离合器连接至输入轴；第二从动齿轮，其与第二驱动齿轮接合，并且可旋转地布置在输出轴上；第三离合器，其布置为使第一从动齿轮连接至输出轴，或者使第一从动齿轮从输出轴断开；第四离合器，其配置为使第二驱动齿轮连接至输入轴；第五离合器，其布置为使行星齿轮组的第三旋转元件连接至第一驱动齿轮，或者布置为限制旋转；以及第六离合器，其布置为使第二从动齿轮连接至输出轴，或者使第二从动齿轮从输出轴断开。

根据本发明的再一个示例性的实施方案，提供一种电机驱动车辆的变速器，其包括：输入轴，其连接至驱动电机；第一离合器和第二离合器；行星齿轮组，其包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件，所述第一旋转元件直接连接至所述输入轴，所述第二旋转元件通过所述第一离合器连接至所述输入轴，所述第三旋转元件能够被限制旋转；第一驱动齿轮，其集成到行星齿轮组的第二旋转元件中；输出轴，其包括输出齿轮并且布置成与输入轴平行；第一从动齿轮，其与第一驱动齿轮接合，并且可旋转地布置在输出轴上；第二驱动齿轮，其可旋转地布置在输入轴上，以通过第二离合器连接至输入轴；第二从动齿轮，其与第二驱动齿轮接合，并且布置在输出轴上；第三离合器，其布置为使第一从动齿轮连接至输出轴，或者使第一从动齿轮从输出轴断开；第五离合器，其布置为使行星齿轮组的第三旋转元件连接至第一驱动齿轮，或者布置为限制旋转；以及第六离合器，其布置为使第二从动齿轮连接至输出轴，或者使第二从动齿轮从输出轴断开。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的实施方案中进行详细陈述，这些附图和实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为显示根据本发明的示例性实施方案的电机驱动车辆的变速器的结构的示意图。

图2为显示通过图1的变速器准备1挡位驱动的状态的示意图。

图3为显示从图2的状态执行1挡位驱动的状态的示意图。

图4、图5、图6、图7和图8为用于顺序说明从图3的状态到2挡位的变速过程的示意图。

图9、图10、图11、图12和图13为用于顺序说明从图8的状态到3挡位的变速过程的示意图。

图14为显示根据本发明的另一个示例性实施方案的电机驱动车辆的变速器的示意图。

图15为显示根据本发明的再一个示例性实施方案的电机驱动车辆的变速器的示意图。

应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是呈现各种特征的简化表示，以对本发明的基本原理进行说明。本发明所包括的具体设计特征(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。

在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将结合本发明的示例性的实施方案进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为这些示例性的实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖本发明的示例性的实施方案，而且覆盖可以被包括在本发明的精神和由所附权利要求所限定的范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

参考图1，根据本发明的示例性的实施方案的电机驱动车辆的变速器可以包括：输入轴IN、第一离合器CL1、第二离合器CL2、行星齿轮组PG、第一驱动齿轮D1、输出轴OUT、第一从动齿轮P1、第二驱动齿轮D2、第二从动齿轮P2、第三离合器CL3、第四离合器CL4以及第五离合器CL5；所述输入轴IN连接至驱动电机M并且设置有第一离合器CL1和所述第二离合器CL2；所述行星齿轮组PG包括直接连接至输入轴IN的第一旋转元件、通过第一离合器CL1连接至输入轴IN的第二旋转元件以及能够被限制旋转的第三旋转元件；所述第一驱动齿轮D1集成到行星齿轮组PG的第二旋转元件中；所述输出轴OUT包括输出齿轮OG并且布置成与输入轴IN平行；所述第一从动齿轮P1与第一驱动齿轮D1啮合，并且可旋转地布置在输出轴OUT上；所述第二驱动齿轮D2可旋转地布置在输入轴IN上，以通过第二离合器CL2连接至输入轴IN；所述第二从动齿轮P2与第二驱动齿轮D2啮合，并且布置在输出轴OUT上；所述第三离合器CL3布置为使第一从动齿轮P1连接至输出轴OUT，或者使第一从动齿轮P1从输出轴OUT断开；所述第四离合器CL4配置为使第二驱动齿轮D2连接至输入轴IN；所述第五离合器CL5布置为将行星齿轮组PG的第三旋转元件连接至第一驱动齿轮D1，或者布置为限制行星齿轮组PG的第三旋转元件的旋转。

差速器DF可以联接至输出齿轮OG，以向相应的驱动轮直接供应动力。

根据本发明的示例性的实施方案，行星齿轮组PG可以是单小齿轮行星齿轮组，行星齿轮组PG的第一旋转元件可以是太阳轮S，第二旋转元件可以是行星架C，第三旋转元件可以是内齿圈R。

换而言之，太阳轮S可以直接连接至输入轴IN，行星架C可以通过第一离合器CL1连接至输入轴IN，内齿圈R可以布置为通过第五离合器CL5限制旋转。

第一离合器CL1和第二离合器CL2可以配置为具有可调节的传递扭矩的摩擦离合器，并且第三离合器CL3、第四离合器CL4以及第五离合器CL5可以配置为齿轮啮合型离合器，所述齿轮啮合型离合器在维持在接合状态中的时候没有动力损耗。

换而言之，齿轮啮合型离合器可以配置为同步啮合装置(所述同步啮合装置包括执行同步操作的同步环)或者可以配置为牙嵌离合器。

第五离合器CL5可以配置为同步啮合装置，其配置成当该装置从图1的状态移动至右侧的时候，使内齿圈R固定至变速器壳体CS，并且配置成当该装置移动至其左侧的时候，使内齿圈R与第一驱动齿轮D1接合。

基于行星齿轮组PG的变速比，第一驱动齿轮D1与第一从动齿轮P1之间的变速比，以及第二驱动齿轮D2与第二从动齿轮P2之间的变速比，根据本发明的示例性的实施方案的上述配置的变速器可以在确保输入轴IN与输出轴OUT之间的轮距的相对短的距离的同时，形成充足的变速比，因此，可以减小变速器的尺寸和重量，并且可以确保紧凑的结构，提高车辆的效率。

根据本发明的示例性的实施方案的上述配置的变速器的变速过程参考图2至图13进行描述。

图2为显示了从图1的状态开始第一挡位的状态的示意图，其中，第一从动齿轮P1通过第三离合器CL3连接至输出轴OUT，并且内齿圈R通过第五离合器CL5而固定。

图3为显示了下述状态的示意图，其中，驱动电机M在图2的状态下驱动，以通过行星齿轮组PG的行星架C减速，然后通过第一驱动齿轮D1和第一从动齿轮P1再次减速，以实现第一挡位，同时向输出齿轮OG供应动力。

图4和图5显示了滑动扭矩施加到第一离合器CL1的同时第五离合器CL5释放，以从图3的状态变速到第二挡位的情况。

换而言之，施加到第一离合器CL1的扭矩可以抵消内齿圈R与用于固定内齿圈R的第五离合器CL5之间的反作用扭矩，因此，如上所述，包括同步啮合装置的第五离合器CL5可以容易地释放到中间位置。

当然，存在的问题在于，当第一离合器CL1完全接合的时候，行星齿轮组PG的所有的旋转元件会整体锁定，因此，如上所述，第一离合器CL1可以被控制为滑动并且传递扭矩，直到反作用扭矩被抵消以容易地使第五离合器CL5释放。

图6为显示了下述状态的示意图，其中，第五离合器CL5释放至如图5所示的中间位置，然后在第一离合器CL1释放的同时第二离合器CL2接合，以开始向输出齿轮OG供应2挡位输出。

换而言之，驱动电机M的动力可以通过输入轴IN和第二离合器CL2转变成第二驱动齿轮D2和第二从动齿轮P2的变速比，然后可以供应至输出齿轮OG。

然而，用于在上述状态下维持第二离合器CL2(其配置为摩擦离合器)的接合状态的动力被损耗，因此，如图7所示，第二驱动齿轮D2可以通过第四离合器CL4连接至输入轴IN，以维持2挡位驱动状态，而没有动力损耗；并且，如图8所示，当第二离合器CL2释放的时候，可以维持2挡位驱动状态，而没有用于维持2挡位驱动状态的动力损耗。

图9为显示了下述状态的示意图，其中，第二离合器CL2接合，以从如图8所示的2挡位驱动状态变速到3挡位，来自驱动电机M的动力通过第二离合器CL2和第四离合器CL4传递至第二驱动齿轮D2以变速，并传递至输出轴OUT。

图10为显示了下述状态的示意图，其中，第四离合器CL4从图9的状态释放，动力仅通过第二离合器CL2传递至第二驱动齿轮D2以变速，然后传递至输出轴OUT，并且第一从动齿轮P1通过第三离合器CL3连接至输出轴OUT。

图11为显示了下述状态的示意图，其中，第二离合器CL2释放，同时第一离合器CL1接合，第二离合器CL2完全释放，并且第一离合器CL1完全接合。因此，当所有旋转元件通过接合第一离合器CL1而整体旋转的时候，行星齿轮组PG可以将驱动电机M的动力原样传递至第一驱动齿轮D1。当仅用第一驱动齿轮D1和第一从动齿轮P1的变速比形成3挡位变速比的时候，可以将动力供应至输出齿轮OG。

图12为显示了通过第五离合器CL5而使内齿圈R从图11的状态接合至第一驱动齿轮D1的状态的示意图，图13为显示了第一离合器CL1从图12的状态释放的状态的示意图，行星齿轮组PG通过第五离合器CL5成为整体，从而，即使在第一离合器CL1完全释放的状态下，驱动电机M的动力也原样传递至第一驱动齿轮D1。

相应地，传递至第一驱动齿轮D1的动力可以仅通过第一驱动齿轮D1和第一从动齿轮P1改变为3挡位变速比，并且可以通过输出齿轮OG供应至差速器DF。

在以上变速过程期间，在任何情况下都不会发生使动力断开的扭矩中断，因此，可以确保优异的变速质量，并且可以不损耗单独的动力以维持每一个连续发生的变速挡位，从而确保了车辆的整体优异的动力效率。

图14为显示根据本发明的另一个示例性实施方案的电机驱动车辆的变速器的示意图，并且根据本发明的另一个示例性实施方案的电机驱动车辆的变速器可以包括输入轴IN、第一离合器CL1、第二离合器CL2、行星齿轮组PG、第一驱动齿轮D1、输出轴OUT、第一从动齿轮P1、第二驱动齿轮D2、第二从动齿轮P2、第三离合器CL3、第四离合器CL4、第五离合器CL5以及第六离合器CL6；所述输入轴IN连接至驱动电机M并且设置有第一离合器CL1和所述第二离合器CL2；所述行星齿轮组PG包括直接连接至输入轴IN的第一旋转元件、通过第一离合器CL1连接至输入轴IN的第二旋转元件以及能够被限制旋转的第三旋转元件；所述第一驱动齿轮D1集成到行星齿轮组PG的第二旋转元件中；所述输出轴OUT包括输出齿轮OG并且布置成与输入轴IN平行；所述第一从动齿轮P1与第一驱动齿轮D1啮合，并且可旋转地布置在输出轴OUT上；所述第二驱动齿轮D2可旋转地布置在输入轴IN上，以通过第二离合器CL2连接至输入轴IN；所述第二从动齿轮P2与第二驱动齿轮D2啮合，并且可旋转地布置在输出轴OUT上；所述第三离合器CL3布置为使第一从动齿轮P1连接至输出轴OUT，或者使第一从动齿轮P1从输出轴OUT断开；所述第四离合器CL4配置为使第二驱动齿轮D2连接至输入轴IN；所述第五离合器CL5布置为使行星齿轮组PG的第三旋转元件连接至第一驱动齿轮D1，或者布置为限制行星齿轮组PG的第三旋转元件的旋转；所述第六离合器CL6布置为使第二从动齿轮P2连接至输出轴OUT，或者使第二从动齿轮P2从输出轴OUT断开。

换而言之，与图1的示例性的实施方案相比，根据另一个示例性的实施方案的变速器可以进一步包括第六离合器CL6并且具有与以上的实施方案具有几乎相同的详细操作，不同之处在于：在通过第二从动齿轮P2传递动力的状态下，第二从动齿轮P2需要被控制为连接至输出轴OUT。

图15为显示根据本发明的再一个示例性实施方案的电机驱动车辆的变速器的示意图，并且根据本发明的再一个示例性实施方案的电机驱动车辆的变速器可以包括输入轴IN、第一离合器CL1、第二离合器CL2、行星齿轮组PG、第一驱动齿轮D1、输出轴OUT、第一从动齿轮P1、第二驱动齿轮D2、第二从动齿轮P2、第三离合器CL3、第五离合器CL5以及第六离合器CL6；所述输入轴IN连接至驱动电机M并且设置有第一离合器CL1和所述第二离合器CL2；所述行星齿轮组PG包括直接连接至输入轴IN的第一旋转元件、通过第一离合器CL1连接至输入轴IN的第二旋转元件以及能够被限制旋转的第三旋转元件；所述第一驱动齿轮D1集成到行星齿轮组PG的第二旋转元件中；所述输出轴OUT包括输出齿轮OG并且布置成与输入轴IN平行；所述第一从动齿轮P1与第一驱动齿轮D1啮合，并且可旋转地布置在输出轴OUT上；所述第二驱动齿轮D2可旋转地布置在输入轴IN上，以通过第二离合器CL2连接至输入轴IN；所述第二从动齿轮P2与第二驱动齿轮D2啮合，并且可旋转地布置在输出轴OUT上；所述第三离合器CL3布置为使第一从动齿轮P1连接至输出轴OUT，或者使第一从动齿轮P1从输出轴OUT断开；所述第五离合器CL5布置为使行星齿轮组PG的第三旋转元件连接至第一驱动齿轮D1，或者布置为限制行星齿轮组PG的第三旋转元件的旋转；所述第六离合器CL6布置为使第二从动齿轮P2连接至输出轴OUT，或者使第二从动齿轮P2从输出轴OUT断开。

换而言之，根据再一个示例性的实施方案的变速器与图1的示例性的实施方案的不同之处仅在于：移除第四离合器CL4并且包括第六离合器CL6。相应地，在在本发明的各个示例性的实施方案中，需要维持第二离合器CL2接合并且第六离合器CL6接合的状态，以实现2挡位。

本发明可以提供高减速比，同时，通过减小变速器的轮距和最小化所使用的齿轮的数量，来减小变速器的尺寸和重量，从而实现紧凑的配置，因此，可以在使用具有尽可能小的容量的驱动电机的同时充分确保驱动性能(例如最高速度、加速性能和爬坡能力)，并且可以提高燃料效率，可以确保车辆所需要的驱动性能，同时降低车辆的制造成本，最终最大化车辆的生产率。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“上面的”、“下面的”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”、“向后”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具体实施方案的特征。

前面对本发明具体示例性的实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了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示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围由所附权利要求及其等价形式所限定。