本發(fā)明涉及變速器，尤其涉及混合動(dòng)力電控機(jī)械自動(dòng)變速器。

背景技術(shù)：

國家近年來不斷提高汽車節(jié)能和環(huán)保相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，各種節(jié)能環(huán)保型變速器不斷面世，主要包括電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)、混合動(dòng)力AMT(H-AMT)，雙離合變速器(DCT)和混合動(dòng)力雙離合變速器(H-DCT)。對于AMT，其缺點(diǎn)是在換檔過程中因主離合器脫開導(dǎo)致動(dòng)力中斷而帶來的頓挫。對于H-AMT，或因電機(jī)與輸入軸的固定連接導(dǎo)致電機(jī)效率受限、無法停車發(fā)電等問題，或因配置雙電機(jī)導(dǎo)致成本上升以及布置困難等問題。而DCT和H-DCT往往結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、體積大，整車安裝布局設(shè)置受限制，相對成本也較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對以上現(xiàn)有技術(shù)不足之處，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單布局緊湊的混合動(dòng)力AMT變速器。該混合動(dòng)力AMT變速器解決了AMT變速器換擋頓挫問題，從而有效提高車輛動(dòng)力性能并改善了燃油經(jīng)濟(jì)性。此外，在行駛過程中，電機(jī)可以輔助內(nèi)燃機(jī)向輸出軸輸出扭矩以更快地提升速度，可以在內(nèi)燃機(jī)不輸出扭矩時(shí)獨(dú)自驅(qū)動(dòng)車輛，可以由內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行充電，以及在車輛制動(dòng)時(shí)回收電能。在車輛處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)可驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行怠速發(fā)電。因此，本發(fā)明的混合動(dòng)力AMT變速器可以在強(qiáng)混、弱混以及插電混合等各種混合動(dòng)力車輛上使用。

根據(jù)本發(fā)明的混合動(dòng)力變速器，包括至少輸入軸、第一輸出軸和電機(jī)軸，輸入軸和內(nèi)燃機(jī)通過主離合器來旋轉(zhuǎn)連接或斷開，其中第一滑動(dòng)齒輪、第二滑動(dòng)齒輪和用于接合所述滑動(dòng)齒輪之一或保持在中立位置的一個(gè)或多個(gè)第一換擋元件被安置在所述電機(jī)軸上，其中電機(jī)軸能被一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過驅(qū)動(dòng)所述第一換擋元件從而選擇所述滑動(dòng)齒輪之一使其與所述電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)連接，扭矩從所述電機(jī)傳遞到所述第一輸出軸。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1A、1B是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的混合動(dòng)力變速器的示意圖。

圖2A、2B是根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例的混合動(dòng)力變速器的示意圖。

圖3A-3C是根據(jù)本發(fā)明的又一些實(shí)施例的混合動(dòng)力變速器的示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、結(jié)合兩級型變速器設(shè)計(jì)的混合動(dòng)力變速器的示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、結(jié)合三軸型變速器設(shè)計(jì)的混合動(dòng)力變速器的示意圖

圖6A-6D是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的混合動(dòng)力變速器的示意圖。

具體實(shí)施方式

I.概述

在本發(fā)明的全文描述中，換擋元件可包括各種類型的換擋機(jī)構(gòu)，包括但不限于同步器、爪形離合器等等。它們可被驅(qū)動(dòng)來選擇相應(yīng)的滑動(dòng)齒輪，以使其與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接。滑動(dòng)齒輪指的是可與相應(yīng)的軸脫開從而以相應(yīng)的軸為中心獨(dú)立旋轉(zhuǎn)且也可被換擋元件選擇以與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接的齒輪。固定齒輪指的是總是與相應(yīng)的軸固定連接的齒輪。旋轉(zhuǎn)連接指的是兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)的元件(例如，軸和滑動(dòng)齒輪)被固定連接且以相同的速度按照相同的方向運(yùn)動(dòng)，從而扭矩從軸向齒輪(或者從齒輪向軸)傳遞。

此外，在本發(fā)明的附圖1-5中，各個(gè)齒輪被示為相同的大小，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，這并不意味著本發(fā)明的混合動(dòng)力變速器中的各個(gè)齒輪大小相同，而是為了一般性原理說明的方便。實(shí)際上各個(gè)齒輪的大小可按照形成不同的速比的目的而被自由選定。

根據(jù)本發(fā)明的一種混合動(dòng)力AMT變速器包括由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)軸。該電機(jī)軸與輸出軸平行設(shè)置。在一些實(shí)施例中，該電機(jī)軸與輸入軸、輸出軸平行設(shè)置。

(I).換擋補(bǔ)充動(dòng)力、電機(jī)獨(dú)自驅(qū)動(dòng)、電機(jī)助力、行車發(fā)電、動(dòng)能回收工作模式

在一方面，當(dāng)在車輛換檔時(shí)由于主離合器脫開而從內(nèi)燃機(jī)到輸出軸沒有扭 矩傳遞的情況下，在電機(jī)軸與輸入軸之間沒有扭矩傳遞時(shí)，電機(jī)軸與輸出軸之間存在扭矩傳遞，以使得車輛能夠通過從電機(jī)傳遞到輸出軸的扭矩獲得動(dòng)力。此時(shí)，變速器可以根據(jù)車輛的需要，由合適的換擋元件切入所需檔位，實(shí)現(xiàn)無扭矩中斷的平順換擋。

A.電機(jī)軸齒輪與輸入軸齒輪嚙合的情況

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，為實(shí)現(xiàn)這一目的，電機(jī)軸上配有一個(gè)或多個(gè)滑動(dòng)齒輪，該齒輪與輸入軸滑動(dòng)齒輪嚙合，而該輸入軸滑動(dòng)齒輪又與相應(yīng)的輸出軸齒輪嚙合。該輸出軸齒輪可以是滑動(dòng)齒輪或者固定齒輪。在車輛換擋時(shí)，主離合器脫開，該電機(jī)軸齒輪被電機(jī)軸上的換擋元件選中以與電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)連接，而該輸入軸滑動(dòng)齒輪與輸入軸保持脫開。該輸出軸齒輪此時(shí)與輸出軸旋轉(zhuǎn)連接。從而扭矩可以從電機(jī)軸傳遞到輸出軸而不帶動(dòng)輸入軸以使變速器換擋元件能在適當(dāng)時(shí)機(jī)進(jìn)行平順換擋。

電機(jī)軸的這種布置還可以使電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛。在一些情況下，電機(jī)動(dòng)力經(jīng)由與被選中的電機(jī)軸齒輪嚙合的輸入軸滑動(dòng)齒輪、與該輸入軸滑動(dòng)齒輪嚙合的輸出軸齒輪、輸出軸、差速器傳遞至車輪。在另一些情況下，當(dāng)同與被選中的電機(jī)軸齒輪嚙合的輸入軸滑動(dòng)齒輪嚙合的輸出軸齒輪是滑動(dòng)齒輪且與輸出軸脫開時(shí)，與被選中的電機(jī)軸齒輪嚙合的輸入軸滑動(dòng)齒輪同輸入軸旋轉(zhuǎn)連接，且輸入軸和輸出軸上的換擋元件可以視情況選擇適當(dāng)檔位的齒輪組，以使得電機(jī)動(dòng)力經(jīng)由與被選中的電機(jī)軸齒輪嚙合的輸入軸滑動(dòng)齒輪、輸入軸、所選檔位的齒輪組、輸出軸、差速器傳遞至車輪。

電機(jī)軸的這種布置還可以在行駛過程中使電機(jī)輔助內(nèi)燃機(jī)向輸出軸輸出扭矩(即電機(jī)助力)以快速提升車輛速度。此時(shí)主離合器接合輸入軸，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力經(jīng)由輸入軸、所處檔位的齒輪組、輸出軸、差速器傳遞至車輪。同時(shí)，該電機(jī)軸齒輪被電機(jī)軸上的相應(yīng)換擋元件選中以旋轉(zhuǎn)連接電機(jī)軸。電機(jī)動(dòng)力經(jīng)由與被選中的電機(jī)軸齒輪嚙合的輸入軸滑動(dòng)齒輪、與該輸入軸滑動(dòng)齒輪嚙合的輸出軸齒輪、輸出軸、差速器傳遞至車輪。

電機(jī)軸的這種布置還可僅僅通過電氣控制將電機(jī)由驅(qū)動(dòng)模式切換為發(fā)電模式，來實(shí)現(xiàn)整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的行車發(fā)電。此時(shí)，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪的動(dòng)力傳遞路徑不變，但其一部分動(dòng)力經(jīng)由與被選中的電機(jī)軸齒輪嚙合的輸入軸齒輪傳遞至電機(jī)軸以驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電。

電機(jī)軸的這種布置還可僅僅通過電氣控制將電機(jī)由驅(qū)動(dòng)模式切換為發(fā)電 模式，來實(shí)現(xiàn)整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)能回收。此時(shí)主離合器脫開。動(dòng)力經(jīng)由車輪、差速器、輸出軸、同與被選中的電機(jī)軸齒輪嚙合的輸入軸齒輪嚙合的輸出軸齒輪傳遞至電機(jī)軸以驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電。

B.電機(jī)軸齒輪與輸出軸齒輪嚙合的情況

在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，為實(shí)現(xiàn)上述目的，電機(jī)軸上配有一個(gè)或多個(gè)滑動(dòng)齒輪，該齒輪與相應(yīng)的輸出軸齒輪嚙合，而該輸出軸齒輪又與相應(yīng)的輸入軸滑動(dòng)齒輪嚙合。該輸出軸齒輪可以是滑動(dòng)齒輪或固定齒輪。在車輛換擋時(shí)，主離合器脫開，該電機(jī)軸齒輪被電機(jī)軸上的換擋元件選中以與電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)連接，該輸出軸齒輪此時(shí)與輸出軸旋轉(zhuǎn)連接，而該輸入軸滑動(dòng)齒輪與輸入軸保持脫開。從而扭矩可以從電機(jī)軸傳遞到輸出軸而不帶動(dòng)輸入軸以使變速器換擋元件能在適當(dāng)時(shí)機(jī)進(jìn)行平順換擋。

電機(jī)軸的這種布置還可以使電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛。在一些情況下，電機(jī)動(dòng)力經(jīng)由與被選中的電機(jī)軸齒輪嚙合的輸出軸齒輪、輸出軸、差速器傳遞至車輪。在另一些情況下，當(dāng)同與被選中的電機(jī)軸齒輪嚙合的輸出軸齒輪是滑動(dòng)齒輪且與輸出軸脫開時(shí)，同與被選中的電機(jī)軸齒輪嚙合的輸出軸齒輪嚙合的輸入軸滑動(dòng)齒輪同輸入軸旋轉(zhuǎn)連接且輸入軸和輸出軸上的換擋元件可以視情況選擇適當(dāng)檔位的齒輪組，以使得電機(jī)動(dòng)力經(jīng)由與被選中的電機(jī)軸齒輪嚙合的輸出軸齒輪、與該輸出軸齒輪嚙合的輸入軸滑動(dòng)齒輪、輸入軸、所選檔位的齒輪組、輸出軸、差速器傳遞至車輪。

電機(jī)軸的這種布置還可以在行駛過程中使電機(jī)輔助內(nèi)燃機(jī)向輸出軸輸出扭矩(即電機(jī)助力)以快速提升車輛速度。此時(shí)主離合器接合輸入軸，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力經(jīng)由輸入軸、所處檔位的齒輪組、輸出軸、差速器傳遞至車輪。同時(shí)，該電機(jī)軸齒輪被電機(jī)軸上的相應(yīng)換擋元件選中以旋轉(zhuǎn)連接電機(jī)軸。電機(jī)動(dòng)力經(jīng)由與被選中的電機(jī)軸齒輪嚙合的輸出軸齒輪、輸出軸、差速器傳遞至車輪。電機(jī)軸的這種布置還可僅僅通過電氣控制將電機(jī)由驅(qū)動(dòng)模式切換為發(fā)電模式，來實(shí)現(xiàn)整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的行車發(fā)電。此時(shí)，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪的動(dòng)力傳遞路徑不變，但其一部分動(dòng)力經(jīng)由同與電機(jī)軸被選中齒輪嚙合的輸出軸齒輪嚙合的輸入軸齒輪傳遞至電機(jī)軸以驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電。電機(jī)軸的這種布置還可僅僅通過電氣控制將電機(jī)由驅(qū)動(dòng)模式切換為發(fā)電模式，來實(shí)現(xiàn)整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)能回收。此時(shí)主離合器脫開。動(dòng)力經(jīng)由車輪、差速器、輸出軸、同與被選中的電機(jī)軸齒輪嚙合的輸出軸齒輪傳遞至電機(jī)軸以驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明中，電機(jī)軸上可設(shè)有可使在電機(jī)軸與輸入軸之間沒有扭矩傳遞的情況下，在電機(jī)軸與輸出軸之間存在扭矩傳遞的多個(gè)滑動(dòng)齒輪。這些滑動(dòng)齒輪可被電機(jī)軸上的換擋元件選中以與電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)連接，或者換擋元件可保持在中立位置中從而不選中任何一個(gè)滑動(dòng)齒輪。電機(jī)軸滑動(dòng)齒輪同與其嚙合的輸入軸齒輪或輸出軸齒輪(以及進(jìn)一步與輸入軸齒輪或輸出軸齒輪嚙合的輸出軸或輸入軸齒輪)構(gòu)成齒輪組。優(yōu)選地，包括電機(jī)軸上滑動(dòng)齒輪之一的齒輪組與差速器主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求不同于包括電機(jī)軸上的另一滑動(dòng)齒輪的齒輪組與差速器主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求?？梢园凑针姍C(jī)效率最高、電機(jī)輸出動(dòng)力最高或者電機(jī)-變速器機(jī)構(gòu)控制方便的原則選擇合適的電機(jī)軸齒輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)或發(fā)電。

(II).怠速發(fā)電工作模式

在另一方面，當(dāng)車輛停止時(shí)，在電機(jī)軸與輸出軸之間沒有扭矩傳遞的狀態(tài)下，可以在電機(jī)軸與輸入軸之間存在扭矩傳遞，從而能夠?qū)崿F(xiàn)怠速發(fā)電。此功能對于動(dòng)力電池因某種原因處于極端虧電狀態(tài)因而急需補(bǔ)充電能的應(yīng)急情況非常重要。

為實(shí)現(xiàn)這一目的，電機(jī)軸上至少設(shè)有一個(gè)滑動(dòng)齒輪，該齒輪與輸出軸滑動(dòng)齒輪嚙合，而該輸出軸滑動(dòng)齒輪又與相應(yīng)的輸入軸齒輪嚙合。該輸入軸齒輪可以是滑動(dòng)齒輪或者固定齒輪。在怠速發(fā)電時(shí)，主離合器接合，該電機(jī)軸齒輪被電機(jī)軸上的換擋元件選中以與電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)連接，而該輸出軸滑動(dòng)齒輪與輸出軸保持脫開。該輸入軸齒輪此時(shí)與輸入軸旋轉(zhuǎn)連接。從而扭矩可以從內(nèi)燃機(jī)傳遞到輸入軸進(jìn)而傳遞到電機(jī)軸而不帶動(dòng)輸出軸。

或者該電機(jī)軸齒輪與相應(yīng)的輸入軸齒輪嚙合，而該輸入軸齒輪又與相應(yīng)的輸出軸滑動(dòng)齒輪嚙合。該輸入軸齒輪可以是滑動(dòng)齒輪或固定齒輪。在怠速發(fā)電時(shí)，主離合器接合，該電機(jī)軸齒輪被電機(jī)軸上的換擋元件選中以與電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)連接，該輸入軸齒輪此時(shí)與輸入軸旋轉(zhuǎn)連接，而該輸出軸滑動(dòng)齒輪與輸出軸保持脫開。從而扭矩可以從內(nèi)燃機(jī)傳遞到輸入軸進(jìn)而傳遞到電機(jī)軸而不帶動(dòng)輸出軸。

在本發(fā)明中，電機(jī)軸、輸入軸和輸出軸上設(shè)置的換擋元件包括但不限于爪形離合器和同步器。在一些實(shí)施例中，在電機(jī)軸、輸入軸和輸出軸中任一軸上設(shè)有兩個(gè)或以上滑動(dòng)齒輪的情況下，至少有兩個(gè)設(shè)置在同一軸上的滑動(dòng)齒輪是 被相應(yīng)軸上設(shè)有的同一換擋元件控制的，以減少換擋元件的數(shù)量。該換擋元件可以選擇這兩個(gè)滑動(dòng)齒輪中的任一個(gè)以使其與相應(yīng)軸旋轉(zhuǎn)連接，或者該換擋元件可處于中立位置而不選擇這兩個(gè)滑動(dòng)齒輪中的任一個(gè)齒輪。但本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以理解，滑動(dòng)齒輪也可被單獨(dú)的換擋元件控制。

II.電機(jī)軸齒輪的示例設(shè)計(jì)安排

圖1A和1B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，根據(jù)本發(fā)明的混合動(dòng)力變速器中所包含的齒輪和換擋元件的數(shù)量不受到所示附圖的限制，電機(jī)軸、輸入軸和輸出軸上均可以包括更多或更少的齒輪和換擋元件。在本發(fā)明的各附圖中，省略號“..”以及“...”均表示零個(gè)或多個(gè)齒輪和/或換擋元件。在圖1A和1B中電機(jī)軸E1上的滑動(dòng)齒輪均與輸出軸O1上的齒輪嚙合。

在圖1A中，內(nèi)燃機(jī)101與主離合器102連接，通過主離合器102的接合與脫開，內(nèi)燃機(jī)與變速器輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接或斷開。由電機(jī)103驅(qū)動(dòng)的電機(jī)軸E1上設(shè)有兩個(gè)滑動(dòng)齒輪104和105以及換擋元件110。換擋元件110可被驅(qū)動(dòng)以選擇滑動(dòng)齒輪104、105中的任一個(gè)以使其與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接，或者換擋元件110可處于中立位置而不選擇任一滑動(dòng)齒輪。未被換擋元件選擇的滑動(dòng)齒輪保持與相應(yīng)軸斷開。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，也可采用多個(gè)換擋元件來分別控制每一個(gè)滑動(dòng)齒輪?；瑒?dòng)齒輪104與輸出軸O1上的固定齒輪106嚙合，而滑動(dòng)齒輪105與輸出軸O1上的滑動(dòng)齒輪107嚙合?；瑒?dòng)齒輪107可被選檔元件111選擇以與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接。固定齒輪106又與輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪108嚙合，而滑動(dòng)齒輪107與輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪109嚙合。滑動(dòng)齒輪108可被換擋元件112選擇以與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，滑動(dòng)齒輪109可被換擋元件112’選擇以與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。雖然在此處示出了兩個(gè)換擋元件112和112’，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，可采用單個(gè)換擋元件112來選擇滑動(dòng)齒輪108、109中的任一個(gè)以使其與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，或者換擋元件112可處于中立位置而不選擇任一滑動(dòng)齒輪。類似地，在以下說明的各附圖中，示出了換擋元件111、111’、211、211’、212、212’、311、311’、312、312’、412、412’、512、512’，它們均可視情況使用單個(gè)換擋元件111、211、212、311、312、412、512來代替。類似地，換擋元件110、210、310、410、510也可用兩個(gè)換擋元件來替換。優(yōu)選地，由滑動(dòng)齒輪104、固定齒輪106和滑動(dòng)齒輪108構(gòu)成的齒 輪組與差速器120主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求不同于由滑動(dòng)齒輪105、滑動(dòng)齒輪107和滑動(dòng)齒輪109構(gòu)成的齒輪組與差速器120主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求。在本發(fā)明的各附圖中，框100、100’、200、200’、300、300’、300”概況表示變速器中的齒輪設(shè)計(jì)安排。此處框用虛線表示，表示可存在實(shí)體邊界也可不存在實(shí)體邊界。

在車輛換擋車輛時(shí)，主離合器102脫開，從而內(nèi)燃機(jī)101與輸入軸I1斷開。視電機(jī)軸E1齒輪與差速器120主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪104或105被換擋元件110選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件110選擇了滑動(dòng)齒輪104。此時(shí)，視車輛檔位選擇，換擋元件111、112’可處于任何合適的狀態(tài)，而換擋元件112處于除選擇滑動(dòng)齒輪108以外的任何合適的狀態(tài)。經(jīng)由與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪104帶動(dòng)輸出軸O1上的固定齒輪106，扭矩從電機(jī)103經(jīng)由電機(jī)軸E1傳遞到輸出軸O1。由于輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪108未被選擇，電機(jī)軸E1和輸出軸O1均與輸入軸I1之間沒有扭矩傳遞，從而換擋元件能在適當(dāng)時(shí)機(jī)進(jìn)行平順換擋。在另一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件110選擇了滑動(dòng)齒輪105。此時(shí)，換擋元件111選擇了滑動(dòng)齒輪107，視車輛檔位選擇，換擋元件112可處于任何合適的狀態(tài)，換擋元件112’處于除選擇滑動(dòng)齒輪109以外的任何合適的狀態(tài)。優(yōu)選地，換擋元件112、112’處于中立位置。經(jīng)由與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪105帶動(dòng)與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪107，扭矩從電機(jī)103經(jīng)由電機(jī)軸E1傳遞到輸出軸O1。由于輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪109未被選擇，電機(jī)軸E1和輸出軸O1均與輸入軸I1之間沒有扭矩傳遞，從而換擋元件能在適當(dāng)時(shí)機(jī)進(jìn)行平順換擋。

在單獨(dú)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)，視電機(jī)軸E1齒輪與差速器120主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪104或105被換擋元件110選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件110選擇了滑動(dòng)齒輪104。注意，此時(shí)主離合器可以脫開也可以不脫開。扭矩經(jīng)由與滑動(dòng)齒輪104嚙合的輸出軸O1齒輪106、輸出軸O1、差速器傳遞至車輪。在另一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件110選擇了滑動(dòng)齒輪105。此時(shí)，再次視電機(jī)軸E1齒輪與差速器120主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，或者可通過換擋元件111選擇滑動(dòng)齒輪107，使得扭矩經(jīng)由與滑動(dòng)齒輪105嚙合的輸出軸O1齒輪107、輸出軸O1、差速器傳遞至車輪(此時(shí)主離合器可以脫開也可以不脫開)，或者在主離合器102脫開時(shí)，可通過換擋元件112’選擇滑動(dòng)齒輪109且換擋元 件111處于選擇滑動(dòng)齒輪107以外的狀態(tài)且此時(shí)變速器中有另一檔位的齒輪組分別與輸出軸O1和輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，使得扭矩可經(jīng)由輸出軸O1齒輪107、輸入軸I1齒輪109、輸入軸I1、該另一檔位的輸入軸I1齒輪、該另一檔位的輸出軸O1齒輪、輸出軸O1、差速器傳遞至車輪。

在行駛過程中使電機(jī)輔助內(nèi)燃機(jī)向輸出軸O1輸出扭矩以快速提升車輛速度時(shí)，主離合器102接合，從而內(nèi)燃機(jī)101與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。視電機(jī)軸E1齒輪與差速器120主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪104或105被換擋元件110選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件110選擇了滑動(dòng)齒輪104。換擋元件111、112、112’按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位處于選擇某一滑動(dòng)齒輪或中立位置的狀態(tài)，因此滑動(dòng)齒輪108有可能與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，也有可能不與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪104帶動(dòng)輸出軸O1上的固定齒輪106，扭矩從電機(jī)103經(jīng)由電機(jī)軸E1以及可能經(jīng)過輸入軸I1或可能不經(jīng)過輸入軸I1而傳遞到輸出軸O1。在另一實(shí)施例中，換擋元件110選擇了滑動(dòng)齒輪105。按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位，滑動(dòng)齒輪107、109中至少一個(gè)滑動(dòng)齒輪被相應(yīng)的換擋元件111和112’選擇以與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪105帶動(dòng)輸出軸O1上的滑動(dòng)齒輪107，從而帶動(dòng)輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪109，扭矩從電機(jī)103經(jīng)由電機(jī)軸E1以及可能經(jīng)過輸入軸I1或可能不經(jīng)過輸入軸I1而傳遞到輸出軸O1。

在該電機(jī)具有發(fā)電功能的情況下，在行駛過程中由內(nèi)燃機(jī)對電機(jī)充電時(shí)，主離合器102接合，從而內(nèi)燃機(jī)101與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。視電機(jī)軸E1齒輪與差速器120主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪104或105被換擋元件110選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件110選擇了滑動(dòng)齒輪104。換擋元件111、112、112’按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位處于選擇某一滑動(dòng)齒輪或中立位置的狀態(tài)，因此滑動(dòng)齒輪108有可能與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，也有可能不與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪106帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪104，扭矩從內(nèi)燃機(jī)最終傳遞到電機(jī)103。在另一實(shí)施例中，換擋元件110選擇了滑動(dòng)齒輪105。按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位，滑動(dòng)齒輪107、109中至少一個(gè)滑動(dòng)齒輪被相應(yīng)的換擋元件111和112’選擇以與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪105，扭矩從內(nèi)燃機(jī)最終傳遞到電機(jī)103。

在該電機(jī)具有發(fā)電功能的情況下，當(dāng)車輛制動(dòng)以進(jìn)行電能回收時(shí)，主離合器102脫開，從而內(nèi)燃機(jī)101與輸入軸I1斷開。視電機(jī)軸E1齒輪與差速器120主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪104或105被換擋元件110選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件110選擇了滑動(dòng)齒輪104。換擋元件111、112、112’、按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位處于選擇某一滑動(dòng)齒輪或中立位置的狀態(tài)，因此滑動(dòng)齒輪108有可能與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，也有可能不與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪106帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪104，扭矩從輸出軸O1最終傳遞到電機(jī)103。在另一實(shí)施例中，換擋元件110選擇了滑動(dòng)齒輪105。按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位，滑動(dòng)齒輪107、109中至少一個(gè)滑動(dòng)齒輪被相應(yīng)的換擋元件111和112’選擇以與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪105，扭矩從輸出軸O1最終傳遞到電機(jī)軸E1。

在車輛停止進(jìn)行怠速發(fā)電時(shí)，主離合器102接合，從而內(nèi)燃機(jī)101與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。滑動(dòng)齒輪105被換擋元件110選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接，滑動(dòng)齒輪107不被換擋元件111選擇，而滑動(dòng)齒輪109被換擋元件112’選擇以與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪109帶動(dòng)與輸出軸O1斷開的滑動(dòng)齒輪107，進(jìn)而帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪105，扭矩從內(nèi)燃機(jī)傳遞到輸入軸I1并最終傳遞到電機(jī)軸E1(電機(jī)103)。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，圖1中的滑動(dòng)齒輪109，以及下文中提及的滑動(dòng)齒輪109’、209、209’、309、309’、309”也可以是固定齒輪。此時(shí)，在車輛換擋時(shí)，包括上述齒輪在內(nèi)的齒輪組因無法與輸入軸I1斷開，因此在換擋元件選擇該齒輪組時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)平順換擋。

在本發(fā)明中的各實(shí)施例中在電機(jī)軸E1上均設(shè)置了兩個(gè)滑動(dòng)齒輪，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在電機(jī)軸E1上可設(shè)置更少或更多個(gè)滑動(dòng)齒輪，包括這些齒輪在內(nèi)的齒輪組與差速器主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求不同。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，電機(jī)軸E1上可以僅設(shè)有一個(gè)滑動(dòng)齒輪，它與設(shè)置在輸入軸上的滑動(dòng)齒輪嚙合，而輸入軸上的該齒輪又與輸出軸上的滑動(dòng)齒輪嚙合?；蛘?，電機(jī)軸E1上的該齒輪與輸出軸上的滑動(dòng)齒輪嚙合，而輸出軸上的該齒輪又與輸入軸上的滑動(dòng)齒輪嚙合。這樣的設(shè)置使得通過電機(jī)軸E1上的滑動(dòng)齒輪，使得在電機(jī)軸E1與輸入軸之間沒有扭矩傳遞的情況下，在電機(jī)軸E1與輸出軸之間可以存在扭矩傳遞，又使得在電機(jī)軸E1與輸出軸之間沒 有扭矩傳遞的情況下，在電機(jī)軸E1與輸入軸之間可以存在扭矩傳遞。

圖1B示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。圖1B與圖1A的區(qū)別僅在于輸出軸O1上的齒輪106’是滑動(dòng)齒輪，并可被換擋元件111’選擇以與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接。此時(shí)，由滑動(dòng)齒輪104、106’、108組成的齒輪組及相應(yīng)的換擋元件以類似于由滑動(dòng)齒輪105、107、109組成的齒輪組及相應(yīng)的換擋元件的方式操作。

圖2A和圖2B示出了本發(fā)明的其他實(shí)施例。在圖2A和2B中電機(jī)軸E1上的滑動(dòng)齒輪均與輸入軸I1上的齒輪嚙合。

在圖2A中，內(nèi)燃機(jī)201與主離合器202連接，通過主離合器202的接合與脫開，內(nèi)燃機(jī)與變速器輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接或斷開。由電機(jī)203驅(qū)動(dòng)的電機(jī)軸E1上設(shè)有兩個(gè)滑動(dòng)齒輪204和205以及換擋元件210。換擋元件210可被驅(qū)動(dòng)以選擇滑動(dòng)齒輪204、205中的任一個(gè)以使其與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接，或者換擋元件210可處于中立位置而不選擇任一滑動(dòng)齒輪。未被換擋元件選擇的滑動(dòng)齒輪保持與相應(yīng)軸斷開。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，也可采用多個(gè)換擋元件來分別控制每一個(gè)滑動(dòng)齒輪?；瑒?dòng)齒輪204與輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪208嚙合，而滑動(dòng)齒輪205與輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪209嚙合?；瑒?dòng)齒輪208可被換擋元件212選擇以與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，滑動(dòng)齒輪209可被換擋元件212’選擇以與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接?；瑒?dòng)齒輪208又與輸出軸O1上的固定齒輪206嚙合，而滑動(dòng)齒輪209又與輸出軸O1上的滑動(dòng)齒輪207嚙合?；瑒?dòng)齒輪207可被換擋元件211選擇以與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接。優(yōu)選地，由滑動(dòng)齒輪204、滑動(dòng)齒輪208和固定齒輪206構(gòu)成的齒輪組與差速器220主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求不同于由滑動(dòng)齒輪205、滑動(dòng)齒輪209和滑動(dòng)齒輪207構(gòu)成的齒輪組與差速器220主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求。

在車輛換擋時(shí)，主離合器202脫開，從而內(nèi)燃機(jī)201與輸入軸I1斷開。視電機(jī)軸E1齒輪與差速器220主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪204或205被換擋元件210選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件210選擇了滑動(dòng)齒輪104。此時(shí)，視車輛檔位選擇，換擋元件211、212’可處于任何狀態(tài)，而換擋元件212處于除選擇滑動(dòng)齒輪208以外的任何狀態(tài)。經(jīng)由與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪204帶動(dòng)與輸入軸I1斷開的滑動(dòng)齒輪208，進(jìn)而帶動(dòng)輸出軸O1上的固定齒輪206，扭矩從電機(jī)203經(jīng)由電機(jī)軸E1傳遞到輸出軸O1。由于輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪208未被選擇，電機(jī)軸E1和輸出軸O1與輸入軸I1之間沒有扭矩傳遞，從而減少了可能的功耗。在另一 個(gè)實(shí)施例中，換擋元件210選擇了滑動(dòng)齒輪205。此時(shí)，換擋元件211選擇了滑動(dòng)齒輪207，換擋元件212處于任何狀態(tài)，而換擋元件212’處于除選擇滑動(dòng)齒輪209以外的任何狀態(tài)。經(jīng)由與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪205帶動(dòng)與輸入軸I1斷開的滑動(dòng)齒輪209，進(jìn)而帶動(dòng)與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪207，扭矩從電機(jī)203經(jīng)由電機(jī)軸E1傳遞到輸出軸O1。由于輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪209未被選擇，電機(jī)軸E1和輸出軸O1與輸入軸I1之間沒有扭矩傳遞，從而減少了可能的功耗。

在單獨(dú)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)，視電機(jī)軸E1齒輪與差速器220主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪204或205被換擋元件210選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件210選擇了滑動(dòng)齒輪204。扭矩經(jīng)由與滑動(dòng)齒輪204嚙合的輸入軸I1齒輪208、輸出軸O1齒輪206、輸出軸O1、差速器傳遞至車輪。注意，此時(shí)主離合器可以脫開也可以不脫開。在另一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件210選擇了滑動(dòng)齒輪205。此時(shí)，再次視電機(jī)軸E1齒輪與差速器220主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，或者可通過換擋元件211選擇滑動(dòng)齒輪207，使得扭矩經(jīng)由與滑動(dòng)齒輪205嚙合的輸入軸I1齒輪209、輸出軸O1齒輪207、輸出軸O1、差速器傳遞至車輪(此時(shí)主離合器可以脫開也可以不脫開)，或者在主離合器202脫開時(shí)，可通過換擋元件212’選擇滑動(dòng)齒輪209且換擋元件211處于選擇滑動(dòng)齒輪207以外的狀態(tài)且此時(shí)變速器中有另一檔位的齒輪組分別與輸出軸O1和輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，使得扭矩可經(jīng)由輸入軸I1齒輪209、輸入軸I1、該另一檔位的輸入軸I1齒輪、該另一檔位的輸出軸O1齒輪、輸出軸O1、差速器傳遞至車輪。

在行駛過程中使電機(jī)輔助內(nèi)燃機(jī)向輸出軸O1輸出扭矩以快速提升車輛速度時(shí)，主離合器202接合，從而內(nèi)燃機(jī)201與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。視電機(jī)軸E1齒輪與差速器220主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪204或205被換擋元件210選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件210選擇了滑動(dòng)齒輪204。換擋元件211、212、212’按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位處于選擇某一滑動(dòng)齒輪或中立位置的狀態(tài)，因此滑動(dòng)齒輪208有可能與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，也有可能不與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪204帶動(dòng)輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪208，從而帶動(dòng)輸出軸O1上的固定齒輪206，扭矩從電機(jī)203經(jīng)由電機(jī)軸E1以及可能經(jīng)過輸入軸I1或可能不經(jīng)過輸入軸I1而傳遞到輸出軸O1。在另一實(shí)施例中，換擋元件210選擇 了滑動(dòng)齒輪205。按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位，滑動(dòng)齒輪207、209中至少一個(gè)滑動(dòng)齒輪被相應(yīng)的換擋元件211和212’選擇以與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪205帶動(dòng)輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪209，從而帶動(dòng)輸出軸O1上的滑動(dòng)齒輪207，扭矩從電機(jī)203經(jīng)由電機(jī)軸E1以及可能經(jīng)過輸入軸I1或可能不經(jīng)過輸入軸I1而傳遞到輸出軸O1。

在該電機(jī)具有發(fā)電功能的情況下，在行駛過程中由內(nèi)燃機(jī)對電機(jī)充電時(shí)，主離合器202接合，從而內(nèi)燃機(jī)201與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。視電機(jī)軸E1齒輪與差速器220主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪204或205被換擋元件210選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件210選擇了滑動(dòng)齒輪204。換擋元件211、212、212’按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位處于選擇某一滑動(dòng)齒輪或中立位置的狀態(tài)，因此滑動(dòng)齒輪208有可能與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，也有可能不與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。在滑動(dòng)齒輪208與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接時(shí)，經(jīng)由滑動(dòng)齒輪208帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪204，扭矩從內(nèi)燃機(jī)傳遞到電機(jī)203。在滑動(dòng)齒輪208與輸入軸I1斷開時(shí)，經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪206帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪208，進(jìn)而帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪204，扭矩從內(nèi)燃機(jī)經(jīng)由輸出軸O1最終傳遞到電機(jī)203。在另一實(shí)施例中，換擋元件210選擇了滑動(dòng)齒輪205。按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位，滑動(dòng)齒輪207、209中至少一個(gè)滑動(dòng)齒輪被相應(yīng)的換擋元件211和212’選擇以與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪最終帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪205，扭矩從內(nèi)燃機(jī)最終傳遞到電機(jī)203。

在該電機(jī)具有發(fā)電功能的情況下，當(dāng)車輛制動(dòng)以進(jìn)行電能回收時(shí)，主離合器202脫開，從而內(nèi)燃機(jī)201與輸入軸I1斷開。視電機(jī)軸E1齒輪與差速器220主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪204或205被換擋元件210選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件210選擇了滑動(dòng)齒輪204。換擋元件211、212、212’按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位處于選擇某一滑動(dòng)齒輪或中立位置的狀態(tài)，因此滑動(dòng)齒輪208有可能與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，也有可能不與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪206帶動(dòng)輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪208，進(jìn)而帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪204，扭矩從輸出軸O1最終傳遞到電機(jī)203。在另一實(shí)施例中，換擋元件210選擇了滑動(dòng)齒輪205。按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位，滑動(dòng)齒輪207、209中至少一個(gè)滑動(dòng)齒輪被相應(yīng)的換擋元件211和212’選擇以與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與相應(yīng)的軸旋 轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪205，扭矩從輸出軸O1最終傳遞到電機(jī)軸E1。

在車輛停止進(jìn)行怠速發(fā)電時(shí)，主離合器202接合，從而內(nèi)燃機(jī)201與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接?；瑒?dòng)齒輪205被換擋元件210選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接，滑動(dòng)齒輪207不被換擋元件211選擇，而滑動(dòng)齒輪209被換擋元件212’選擇以與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪209帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪205，扭矩從內(nèi)燃機(jī)傳遞到輸入軸I1并最終傳遞到電機(jī)軸E1(電機(jī)203)。

圖2B示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。圖2B與圖2A的區(qū)別僅在于輸出軸O1上的齒輪206’是滑動(dòng)齒輪，并可被換擋元件211’選擇以與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接。此時(shí)，由滑動(dòng)齒輪204、208、206’組成的齒輪組及相應(yīng)的換擋元件以類似于由滑動(dòng)齒輪205、209、207組成的齒輪組及相應(yīng)的換擋元件的方式操作。

圖3A-3C示出了本發(fā)明的又一些實(shí)施例。在圖3A-3C中，電機(jī)軸E1上的滑動(dòng)齒輪中至少有一個(gè)齒輪與輸入軸I1上的齒輪嚙合，并由至少一個(gè)齒輪與輸出軸O1上的齒輪嚙合。這樣的設(shè)計(jì)安排使得電機(jī)軸E1齒輪的齒比選擇自由度較大，且使得無需電機(jī)反轉(zhuǎn)即可實(shí)現(xiàn)倒檔。

在圖3A中，內(nèi)燃機(jī)301與主離合器302連接，通過主離合器302的接合與脫開，內(nèi)燃機(jī)與變速器輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接或斷開。由電機(jī)303驅(qū)動(dòng)的電機(jī)軸E1上設(shè)有兩個(gè)滑動(dòng)齒輪304和305以及換擋元件310。換擋元件310可被驅(qū)動(dòng)以選擇滑動(dòng)齒輪304、305中的任一個(gè)以使其與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接，或者換擋元件310可處于中立位置而不選擇任一滑動(dòng)齒輪。未被換擋元件選擇的滑動(dòng)齒輪保持與相應(yīng)軸斷開。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，也可采用多個(gè)換擋元件來分別控制每一個(gè)滑動(dòng)齒輪?；瑒?dòng)齒輪304與輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪308嚙合，而滑動(dòng)齒輪305與輸出軸O1上的滑動(dòng)齒輪307嚙合?；瑒?dòng)齒輪308可被換擋元件312選擇以與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，滑動(dòng)齒輪307可被換擋元件311選擇以與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接?；瑒?dòng)齒輪308又與輸出軸O1上的固定齒輪306嚙合，而滑動(dòng)齒輪307又與輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪309嚙合?；瑒?dòng)齒輪309可被換擋元件312’選擇以與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。優(yōu)選地，由滑動(dòng)齒輪304、滑動(dòng)齒輪308和固定齒輪306構(gòu)成的齒輪組與差速器320主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求不同于由滑動(dòng)齒輪305、滑動(dòng)齒輪307和滑動(dòng)齒輪309構(gòu)成的齒輪組與差速器320主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求。

在車輛換擋時(shí)，主離合器302脫開，從而內(nèi)燃機(jī)301與輸入軸I1斷開。視電機(jī)軸E1齒輪與差速器320主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪304或305被換擋元件310選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件310選擇了滑動(dòng)齒輪304。此時(shí)，換擋元件311、312’可處于任何狀態(tài)，而換擋元件312處于除選擇滑動(dòng)齒輪308以外的任何狀態(tài)。經(jīng)由與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪304帶動(dòng)與輸入軸I1斷開的滑動(dòng)齒輪308，進(jìn)而帶動(dòng)輸出軸O1上的固定齒輪306，扭矩從電機(jī)303經(jīng)由電機(jī)軸E1傳遞到輸出軸O1。由于輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪308未被選擇，電機(jī)軸E1和輸出軸O1與輸入軸I1之間沒有扭矩傳遞，從而減少了可能的功耗。在另一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件310選擇了滑動(dòng)齒輪305。此時(shí)，換擋元件311選擇了滑動(dòng)齒輪307，換擋元件312處于任何狀態(tài)，而換擋元件312’處于除選擇滑動(dòng)齒輪309以外的任何狀態(tài)。經(jīng)由與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪305帶動(dòng)與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪307，進(jìn)而帶動(dòng)與輸入軸I1斷開的滑動(dòng)齒輪309，扭矩從電機(jī)303經(jīng)由電機(jī)軸E1傳遞到輸出軸O1。由于輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪309未被選擇，電機(jī)軸E1和輸出軸O1與輸入軸I1之間沒有扭矩傳遞，從而減少了可能的功耗。

在單獨(dú)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)，視電機(jī)軸E1齒輪與差速器320主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪304或305被換擋元件310選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件310選擇了滑動(dòng)齒輪304。扭矩經(jīng)由與滑動(dòng)齒輪304嚙合的輸入軸I1齒輪308、輸出軸O1齒輪306、輸出軸O1、差速器傳遞至車輪。注意，此時(shí)主離合器可以脫開也可以不脫開。在另一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件310選擇了滑動(dòng)齒輪305。此時(shí)，視電機(jī)軸E1齒輪與差速器320主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，或者可通過換擋元件311選擇滑動(dòng)齒輪307，使得扭矩經(jīng)由與滑動(dòng)齒輪305嚙合的輸出軸O1齒輪307、輸出軸O1、差速器傳遞至車輪(此時(shí)主離合器可以脫開也可以不脫開)，或者在主離合器302脫開時(shí)，可通過換擋元件312’選擇滑動(dòng)齒輪309且換擋元件311處于選擇滑動(dòng)齒輪307以外的狀態(tài)且此時(shí)變速器中有另一檔位的齒輪組分別與輸出軸O1和輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，使得扭矩可經(jīng)由輸出軸O1齒輪307、輸入軸I1齒輪309、輸入軸I1、該另一檔位的輸入軸I1齒輪、該另一檔位的輸出軸O1齒輪、輸出軸O1、差速器傳遞至車輪。

在行駛過程中使電機(jī)輔助內(nèi)燃機(jī)向輸出軸O1輸出扭矩以快速提升車輛速 度時(shí)，主離合器302接合，從而內(nèi)燃機(jī)301與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。視電機(jī)軸E1齒輪與差速器320主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪304或305被換擋元件310選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件310選擇了滑動(dòng)齒輪304。換擋元件311、312、312’按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位處于選擇某一滑動(dòng)齒輪或中立位置的狀態(tài)，因此滑動(dòng)齒輪308有可能與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，也有可能不與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪304帶動(dòng)輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪308，從而帶動(dòng)輸出軸O1上的固定齒輪306，扭矩從電機(jī)303經(jīng)由電機(jī)軸E1以及可能經(jīng)過輸入軸I1或可能不經(jīng)過輸入軸I1而傳遞到輸出軸O1。在另一實(shí)施例中，換擋元件310選擇了滑動(dòng)齒輪305。按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位，滑動(dòng)齒輪307、309中至少一個(gè)滑動(dòng)齒輪被相應(yīng)的換擋元件311和312’選擇以與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪305帶動(dòng)輸出軸O1上的滑動(dòng)齒輪307，從而帶動(dòng)輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪309，扭矩從電機(jī)303經(jīng)由電機(jī)軸E1以及可能經(jīng)過輸入軸I1或可能不經(jīng)過輸入軸I1而傳遞到輸出軸O1。

在該電機(jī)具有發(fā)電功能的情況下，在行駛過程中由內(nèi)燃機(jī)對電機(jī)充電時(shí)，主離合器302接合，從而內(nèi)燃機(jī)301與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。視電機(jī)軸E1齒輪與差速器320主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪304或305被換擋元件310選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件310選擇了滑動(dòng)齒輪304。換擋元件311、312、312’按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位處于選擇某一滑動(dòng)齒輪或中立位置的狀態(tài)，因此滑動(dòng)齒輪308有可能與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，也有可能不與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。在滑動(dòng)齒輪308與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接時(shí)，經(jīng)由滑動(dòng)齒輪308帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪304，扭矩從內(nèi)燃機(jī)傳遞到電機(jī)303。在滑動(dòng)齒輪308與輸入軸I1斷開時(shí)，經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪306帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪308，進(jìn)而帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪304，扭矩從內(nèi)燃機(jī)經(jīng)由輸出軸O1最終傳遞到電機(jī)303。在另一實(shí)施例中，換擋元件310選擇了滑動(dòng)齒輪305。按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位，滑動(dòng)齒輪307、309中至少一個(gè)滑動(dòng)齒輪被相應(yīng)的換擋元件311和312’選擇以與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪最終帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪305，扭矩從內(nèi)燃機(jī)最終傳遞到電機(jī)303。

在該電機(jī)具有發(fā)電功能的情況下，當(dāng)車輛制動(dòng)以進(jìn)行電能回收時(shí)，主離合器302脫開，從而內(nèi)燃機(jī)301與輸入軸I1斷開。視電機(jī)軸E1齒輪與差速器320 主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求，滑動(dòng)齒輪304或305被換擋元件310選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋元件310選擇了滑動(dòng)齒輪304。換擋元件311、312、312’按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位處于選擇某一滑動(dòng)齒輪或中立位置的狀態(tài)，因此滑動(dòng)齒輪308有可能與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，也有可能不與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪306帶動(dòng)輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪308，進(jìn)而帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪304，扭矩從輸出軸O1最終傳遞到電機(jī)303。在另一實(shí)施例中，換擋元件310選擇了滑動(dòng)齒輪305。按照變速器當(dāng)時(shí)所處的檔位，滑動(dòng)齒輪307、309中至少一個(gè)滑動(dòng)齒輪被相應(yīng)的換擋元件311和312’選擇以與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪305，扭矩從輸出軸O1最終傳遞到電機(jī)軸E1。

在車輛停止進(jìn)行怠速發(fā)電時(shí)，主離合器302接合，從而內(nèi)燃機(jī)301與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接?；瑒?dòng)齒輪305被換擋元件310選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接，滑動(dòng)齒輪307不被換擋元件311選擇，而滑動(dòng)齒輪309被換擋元件312’選擇以與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪309帶動(dòng)與輸出軸O1斷開的滑動(dòng)齒輪307，進(jìn)而帶動(dòng)與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪305，扭矩從內(nèi)燃機(jī)傳遞到輸入軸I1并最終傳遞到電機(jī)軸E1(電機(jī)303)。

圖3B示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。圖3B與圖3A的區(qū)別僅在于輸出軸O1上的齒輪306’是滑動(dòng)齒輪，并可被換擋元件311’選擇以與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接。此時(shí)，由滑動(dòng)齒輪304、308、306’組成的齒輪組及相應(yīng)的換擋元件以類似于由滑動(dòng)齒輪305、307、309組成的齒輪組及相應(yīng)的換擋元件的方式操作。

圖3C示出了本發(fā)明的又一實(shí)施例。圖3C與圖3A的區(qū)別僅在于滑動(dòng)齒輪304”與固定齒輪306”嚙合進(jìn)而與滑動(dòng)齒輪308”嚙合，而滑動(dòng)齒輪305”與滑動(dòng)齒輪309”嚙合進(jìn)而與滑動(dòng)齒輪307”嚙合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，圖3C的設(shè)計(jì)安排可按照上述類似的方式操作。

圖4是結(jié)合雙級型變速器設(shè)計(jì)的根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例。內(nèi)燃機(jī)401與主離合器402連接，通過主離合器402的接合與脫開，內(nèi)燃機(jī)與變速器輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接或斷開。在兩級型變速器中，變速器輸入軸I1上還設(shè)置有變速箱一級齒輪副413。值得注意的是，從齒輪安排設(shè)計(jì)400的角度，本文中所稱的輸入軸I1涵蓋軸430。

由電機(jī)403驅(qū)動(dòng)的電機(jī)軸E1上設(shè)有兩個(gè)滑動(dòng)齒輪404和405以及換擋元 件410。換擋元件410可被驅(qū)動(dòng)以選擇滑動(dòng)齒輪404、405中的任一個(gè)以使其與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接，或者換擋元件410可處于中立位置而不選擇任一滑動(dòng)齒輪。未被換擋元件選擇的滑動(dòng)齒輪保持與相應(yīng)軸斷開。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，也可采用多個(gè)換擋元件來分別控制每一個(gè)滑動(dòng)齒輪?；瑒?dòng)齒輪404與輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪408嚙合，而滑動(dòng)齒輪405與輸出軸O1上的滑動(dòng)齒輪407嚙合?；瑒?dòng)齒輪408可被換擋元件412選擇以與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，滑動(dòng)齒輪407可被換擋元件411選擇以與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接。滑動(dòng)齒輪408又與輸出軸O1上的固定齒輪406嚙合，而滑動(dòng)齒輪407又與輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪409嚙合。滑動(dòng)齒輪409可被換擋元件412’選擇以與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。優(yōu)選地，由滑動(dòng)齒輪404、滑動(dòng)齒輪408和固定齒輪406構(gòu)成的齒輪組與差速器420主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求不同于由滑動(dòng)齒輪405、滑動(dòng)齒輪407和滑動(dòng)齒輪409構(gòu)成的齒輪組與差速器420主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求。

此處，圖4種的齒輪安排設(shè)計(jì)采用了附圖3A中的齒輪安排設(shè)計(jì)300。但可以理解，圖4中的齒輪安排設(shè)計(jì)400也可采用前述附圖中的齒輪安排設(shè)計(jì)100、100’、200、200’、300’、300”中的任何一種。

圖4的混合動(dòng)力變速器也可按照以上所述的類似方式，在車輛換擋期間補(bǔ)充動(dòng)力或者在其它情況下單獨(dú)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛、使用電機(jī)對內(nèi)燃機(jī)助力、在電機(jī)具有發(fā)電功能時(shí)在行駛過程中由內(nèi)燃機(jī)對電機(jī)充電、制動(dòng)回收電能以及怠速發(fā)電，在此不再贅述。

圖5是結(jié)合三軸型變速器設(shè)計(jì)的根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例。在三軸型變速器中設(shè)有兩個(gè)輸出軸：輸出軸O1、輸出軸O2。內(nèi)燃機(jī)501與主離合器502連接，通過主離合器502的接合與脫開，內(nèi)燃機(jī)與變速器輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接或斷開。由電機(jī)503驅(qū)動(dòng)的電機(jī)軸E1上設(shè)有兩個(gè)滑動(dòng)齒輪504和505以及換擋元件510。換擋元件510可被驅(qū)動(dòng)以選擇滑動(dòng)齒輪504、505中的任一個(gè)以使其與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接，或者換擋元件510可處于中立位置而不選擇任一滑動(dòng)齒輪。未被換擋元件選擇的滑動(dòng)齒輪保持與相應(yīng)軸斷開。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，也可采用多個(gè)換擋元件來分別控制每一個(gè)滑動(dòng)齒輪?；瑒?dòng)齒輪504與輸出軸O1上的固定齒輪506嚙合，而滑動(dòng)齒輪505與輸出軸O2上的滑動(dòng)齒輪507嚙合。但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在其它實(shí)施例中，固定齒輪506也可用滑動(dòng)齒輪來替換。滑動(dòng)齒輪507可被選檔元件111選擇以與輸出軸O2旋轉(zhuǎn)連接。固 定齒輪506又與輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪508嚙合，而滑動(dòng)齒輪507與輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪509嚙合。滑動(dòng)齒輪508可被換擋元件512選擇以與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，滑動(dòng)齒輪509可被換擋元件512’選擇以與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。雖然在此處示出了兩個(gè)換擋元件512和512’，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，可采用單個(gè)換擋元件512來選擇滑動(dòng)齒輪508、509中的任一個(gè)以使其與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，或者換擋元件512可處于中立位置而不選擇任一滑動(dòng)齒輪。優(yōu)選地，由滑動(dòng)齒輪504、固定齒輪506和滑動(dòng)齒輪508構(gòu)成的齒輪組與差速器520主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求不同于由滑動(dòng)齒輪505、滑動(dòng)齒輪507和滑動(dòng)齒輪509構(gòu)成的齒輪組與差速器520主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求。

圖5的混合動(dòng)力變速器也可按照以上所述的類似方式，在車輛換擋期間補(bǔ)充動(dòng)力或者在其它情況下單獨(dú)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛、使用電機(jī)對內(nèi)燃機(jī)助力、在電機(jī)具有發(fā)電功能時(shí)在行駛過程中由內(nèi)燃機(jī)對電機(jī)充電、制動(dòng)回收電能以及怠速發(fā)電，在此不再贅述。

III.5檔及更多檔位的示例齒輪設(shè)計(jì)安排

圖6A-6D是出了根據(jù)本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。雖然圖6A-6D使用了5個(gè)前進(jìn)檔位來描述根據(jù)本發(fā)明的混合動(dòng)力變速器，但本領(lǐng)的技術(shù)人員能夠理解，圖6A-6D的齒輪設(shè)計(jì)安排也可作為齒輪箱的一部分用在更多前進(jìn)檔位的變速器中。圖6A-6D中所涉及的檔位順序以及換擋元件的排布使得換擋時(shí)間以及所需換擋元件數(shù)量最小化，且在換擋及單獨(dú)使用電機(jī)時(shí)，由于電機(jī)軸E1的兩個(gè)齒輪分別與輸入軸I1齒輪和輸出軸O1齒輪嚙合，因此無需電機(jī)反轉(zhuǎn)即可實(shí)現(xiàn)倒檔。

在圖6A中，內(nèi)燃機(jī)601與主離合器602連接，通過主離合器602的接合與脫開，內(nèi)燃機(jī)與變速器輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接或斷開。由電機(jī)603驅(qū)動(dòng)的電機(jī)軸E1上設(shè)有兩個(gè)滑動(dòng)齒輪604和605以及換擋元件616。換擋元件616可被驅(qū)動(dòng)以選擇滑動(dòng)齒輪604、605中的任一個(gè)以使其與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接，或者換擋元件616可處于中立位置而不選擇任一滑動(dòng)齒輪。未被換擋元件選擇的滑動(dòng)齒輪保持與相應(yīng)軸斷開。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，也可采用多個(gè)換擋元件來分別控制每一個(gè)滑動(dòng)齒輪。輸入軸I1上設(shè)置有滑動(dòng)齒輪606、607、609和610及固定齒輪608。換擋元件617可被驅(qū)動(dòng)以選擇滑動(dòng)齒輪606、606中的任一個(gè) 以使其與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，或者換擋元件617可處于中立位置而不選擇任一滑動(dòng)齒輪。同樣地，換擋元件618可被驅(qū)動(dòng)以選擇滑動(dòng)齒輪609、610中的任一個(gè)以使其與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接，或者換擋元件618可處于中立位置而不選擇任一滑動(dòng)齒輪。輸出軸O1上設(shè)置有固定齒輪611、614和615以及滑動(dòng)齒輪612和613。換擋元件619可被驅(qū)動(dòng)以選擇滑動(dòng)齒輪612、613中的任一個(gè)以使其與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接，或者換擋元件617可處于中立位置而不選擇任一滑動(dòng)齒輪。在圖6A中使兩個(gè)滑動(dòng)齒輪被單個(gè)換擋元件控制以減少變速器中的換擋元件的數(shù)量。但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，也可使滑動(dòng)齒輪被單獨(dú)的換擋元件控制以與相應(yīng)軸旋轉(zhuǎn)連接或斷開。

輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪606與輸出軸O1上的固定齒輪611嚙合，電機(jī)軸E1上的滑動(dòng)齒輪604與輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪607嚙合，后者又嚙合輸出軸O1上的滑動(dòng)齒輪612，輸入軸I1上的固定齒輪608與輸出軸O1上的滑動(dòng)齒輪613嚙合，電機(jī)軸E1上的滑動(dòng)齒輪605與輸出軸O1上的固定齒輪614嚙合進(jìn)而與輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪609嚙合，而輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪610與輸出軸O1上的固定齒輪615嚙合。包括齒輪606、611的齒輪組構(gòu)成該變速器的第五檔，包括齒輪607、612的齒輪組構(gòu)成該變速器的第三檔，包括齒輪608、613的齒輪組構(gòu)成該變速器的第一檔，包括齒輪609、614的齒輪組構(gòu)成該變速器的第二檔，而包括齒輪610、615的齒輪組構(gòu)成該變速器的第四檔。在本發(fā)明中，變速器的檔位排列成使得相鄰檔位的齒輪組中包含的滑動(dòng)齒輪不被同一換擋元件控制，以減少換擋時(shí)間而提高變檔效率?？梢岳斫?，也可采用其它檔位排列來實(shí)現(xiàn)同一效果且這樣的檔位排列也被包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。

由滑動(dòng)齒輪604、滑動(dòng)齒輪608和滑動(dòng)齒輪612構(gòu)成的齒輪組與差速器620主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求不同于由滑動(dòng)齒輪605、固定齒輪614和滑動(dòng)齒輪609構(gòu)成的齒輪組與差速器620主齒輪形成的速比以及車輛實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)要求。

為防止出現(xiàn)車輛起動(dòng)時(shí)電機(jī)因電能不足無法使車輛起動(dòng)的情況，在車輛起動(dòng)時(shí)，如果電機(jī)電能不足，主離合器602接合，內(nèi)燃機(jī)601與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。換擋元件619選擇滑動(dòng)齒輪613以使其與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接。因此，輸入軸I1上的一檔主動(dòng)固定齒輪608帶動(dòng)與輸出軸O1上旋轉(zhuǎn)連接的滑動(dòng)齒輪613，從而將扭矩從內(nèi)燃機(jī)傳遞到輸出軸O1。

在車輛行駛時(shí)，如上所述，本發(fā)明的混合動(dòng)力變速器可處于使用電機(jī)獨(dú)自 驅(qū)動(dòng)車輛、電機(jī)助力、內(nèi)燃機(jī)對電機(jī)充電、制動(dòng)回收電能或者電機(jī)不起作用的狀態(tài)中。在車輛停止時(shí)，本發(fā)明的混合動(dòng)力變速器還可處于怠速發(fā)電的狀態(tài)中。

當(dāng)使用電機(jī)獨(dú)自驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)，主離合器602脫開。換擋元件616按照車輛的行駛速度選擇齒輪604、605之一。在一實(shí)施例中，齒輪604被選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。此時(shí)，換擋元件619被驅(qū)動(dòng)來選擇滑動(dòng)齒輪614，以使其與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接。由此，與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接的齒輪604帶動(dòng)與輸入軸I1斷開的齒輪607，進(jìn)而帶動(dòng)與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接的齒輪614，扭矩從電機(jī)傳遞到輸出軸O1。在另一實(shí)施例中，齒輪605被選擇以與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接。由此，齒輪605帶動(dòng)輸出軸O1上的固定齒輪614，從而扭矩從電機(jī)傳遞到輸出軸O1。

在電機(jī)助力狀態(tài)，主離合器602接合。按照車輛的行駛速度，變速器選擇了不同的前進(jìn)檔位。如變速器處于一檔時(shí)，換擋元件619選擇了滑動(dòng)齒輪613。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。在換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，換擋元件617被驅(qū)動(dòng)來選擇滑動(dòng)齒輪607以使其與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由滑動(dòng)齒輪604帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪607，由此來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力以及來自電機(jī)的動(dòng)力在輸入軸I1上合力，從而電機(jī)起到助力的作用。而在換擋元件選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由滑動(dòng)齒輪605帶動(dòng)輸出軸O1上的固定齒輪614，來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力以及來自電機(jī)的動(dòng)力在輸出軸O1上合力，從而電機(jī)起到助力的作用。

在變速器處于二檔時(shí)，換擋元件618選擇了滑動(dòng)齒輪609。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。在換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，滑動(dòng)齒輪607、612中至少其中之一被驅(qū)動(dòng)以使其與相應(yīng)軸旋轉(zhuǎn)連接。由此來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力以及來自電機(jī)的動(dòng)力在輸入軸I1或輸出軸O1上合力，從而電機(jī)起到助力的作用。而在換擋元件選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由滑動(dòng)齒輪605帶動(dòng)輸出軸O1上的固定齒輪614，來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力以及來自電機(jī)的動(dòng)力在輸出軸O1上合力，從而電機(jī)起到助力的作用。

在變速器處于三檔時(shí)，換擋元件617選擇了滑動(dòng)齒輪607且換擋元件619選擇了滑動(dòng)齒輪612。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。在換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，由于滑動(dòng)齒輪604與滑動(dòng)齒輪607嚙合，由此來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力以及來自電機(jī)的動(dòng)力在輸入軸I1上合力，從而電機(jī)起到助力的作用。而在換擋元件選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由滑動(dòng)齒輪605帶 動(dòng)輸出軸O1上的固定齒輪614，來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力以及來自電機(jī)的動(dòng)力在輸出軸O1上合力，從而電機(jī)起到助力的作用。

在變速器處于四檔時(shí)，換擋元件618選擇了滑動(dòng)齒輪610。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。在換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，滑動(dòng)齒輪607、612中至少其中之一被驅(qū)動(dòng)以使其與相應(yīng)軸旋轉(zhuǎn)連接。由此來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力以及來自電機(jī)的動(dòng)力在輸入軸I1或輸出軸O1上合力，從而電機(jī)起到助力的作用。而在換擋元件選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由滑動(dòng)齒輪605帶動(dòng)輸出軸O1上的固定齒輪614，來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力以及來自電機(jī)的動(dòng)力在輸出軸O1上合力，從而電機(jī)起到助力的作用。

在變速器處于五檔時(shí)，換擋元件617選擇了滑動(dòng)齒輪606。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。在換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，換擋元件619選擇滑動(dòng)齒輪612以使其與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接。由此來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力以及來自電機(jī)的動(dòng)力在輸出軸O1上合力，從而電機(jī)起到助力的作用。而在換擋元件選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由滑動(dòng)齒輪605帶動(dòng)輸出軸O1上的固定齒輪614，來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力以及來自電機(jī)的動(dòng)力在輸出軸O1上合力，從而電機(jī)起到助力的作用。

在行駛過程中內(nèi)燃機(jī)對電機(jī)充電時(shí)，主離合器602接合。按照車輛的行駛速度，變速器選擇了不同的檔位。如變速器處于一檔時(shí)，換擋元件619選擇了滑動(dòng)齒輪613。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，換擋元件617選擇滑動(dòng)齒輪607以使其與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由滑動(dòng)齒輪607帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪604，由此來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。當(dāng)換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪614帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪605，來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。

在變速器處于二檔時(shí)，換擋元件618選擇了滑動(dòng)齒輪609。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，滑動(dòng)齒輪607、612中至少其中之一被驅(qū)動(dòng)以使其與相應(yīng)軸旋轉(zhuǎn)連接，并從而最終帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪604，由此來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。當(dāng)換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪614帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪605，來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。

在變速器處于三檔時(shí)，換擋元件617選擇了滑動(dòng)齒輪607且換擋元件619 選擇了滑動(dòng)齒輪612。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。在換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，由于滑動(dòng)齒輪604與滑動(dòng)齒輪607嚙合，由此來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。而在換擋元件選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪614帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪605，來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。

在變速器處于四檔時(shí)，換擋元件618選擇了滑動(dòng)齒輪610。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。在換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，滑動(dòng)齒輪607、612中至少其中之一被驅(qū)動(dòng)以使其與相應(yīng)軸旋轉(zhuǎn)連接，并從而最終帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪604，由此來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。當(dāng)換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪614帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪605，來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。

在變速器處于五檔時(shí)，換擋元件617選擇了滑動(dòng)齒輪606。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。在換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，換擋元件619選擇滑動(dòng)齒輪612以使其與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由齒輪612帶動(dòng)與輸入軸I1斷開的齒輪607進(jìn)而帶動(dòng)齒輪604，由此來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。當(dāng)換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪614帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪605，來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。

在制動(dòng)電能回收狀態(tài)中，主離合器602脫開。按照車輛的行駛速度，變速器選擇了不同的檔位。如變速器處于一檔時(shí)，換擋元件619選擇了滑動(dòng)齒輪613。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，換擋元件617選擇滑動(dòng)齒輪607以使其與輸入軸I1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由滑動(dòng)齒輪607帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪604，由此來自輸出軸O1的扭矩傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。當(dāng)換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪614帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪605，來自輸出軸O1的扭矩傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。

在變速器處于二檔時(shí)且在未降檔的情況下，換擋元件618選擇了滑動(dòng)齒輪609。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，滑動(dòng)齒輪607、612中至少其中之一被驅(qū)動(dòng)以使其與相應(yīng)軸旋轉(zhuǎn)連接，并從而最終帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪604，由此來自輸出軸O1的扭矩傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。當(dāng)換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由輸出 軸O1上的固定齒輪614帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪605，來自輸出軸O1的扭矩傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。

在變速器處于三檔時(shí)且在未降檔的情況下，換擋元件617選擇了滑動(dòng)齒輪607且換擋元件619選擇了滑動(dòng)齒輪612。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。在換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，由于滑動(dòng)齒輪604與滑動(dòng)齒輪607嚙合，由此來自輸出軸O1的扭矩傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。而在換擋元件選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪614帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪605，來自輸出軸O1的扭矩傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。

在變速器處于四檔時(shí)且在未降檔的情況下，換擋元件618選擇了滑動(dòng)齒輪610。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。在換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，滑動(dòng)齒輪607、612中至少其中之一被驅(qū)動(dòng)以使其與相應(yīng)軸旋轉(zhuǎn)連接，并從而最終帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪604，由此來自輸出軸O1的扭矩傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。當(dāng)換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪614帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪605，來自輸出軸O1的扭矩傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。

在變速器處于五檔時(shí)且在未降檔的情況下，換擋元件617選擇了滑動(dòng)齒輪606。而換擋元件616也視行駛速度選擇滑動(dòng)齒輪604或605之一。在換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604時(shí)，換擋元件619選擇滑動(dòng)齒輪612以使其與輸出軸O1旋轉(zhuǎn)連接。經(jīng)由齒輪612帶動(dòng)與輸入軸I1斷開的齒輪607進(jìn)而帶動(dòng)齒輪604，由此來自輸出軸O1的扭矩傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。當(dāng)換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪605時(shí)，經(jīng)由輸出軸O1上的固定齒輪614帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪605，來自輸出軸O1的扭矩傳遞到電機(jī)，從而對電機(jī)充電。

當(dāng)車輛停止進(jìn)行怠速充電時(shí)，主離合器602接合。換擋元件616選擇滑動(dòng)齒輪604以使其與電機(jī)軸E1旋轉(zhuǎn)連接且換擋元件619保持在中立位置。經(jīng)由輸入軸I1上的齒輪607帶動(dòng)齒輪604，扭矩從輸入軸I1傳遞到電機(jī)軸E1且不傳遞到輸出軸O1，從而對電機(jī)充電且車輛保持在停止?fàn)顟B(tài)。

圖6B示出了與圖6A類似的混合動(dòng)力變速器設(shè)計(jì)。其與圖6A的區(qū)別在于，電機(jī)軸E1上的滑動(dòng)齒輪604’嚙合輸出軸O1上的滑動(dòng)齒輪612’，后者又嚙合輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪607’，而電機(jī)軸E1上的滑動(dòng)齒輪605’嚙合輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪609’，后者又嚙合輸出軸O1上的滑動(dòng)齒輪614’。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，圖6B中所示的混合動(dòng)力變速器可按照與圖6A中的混合動(dòng)力變 速器類似的方式操作。

圖6C示例性地示出了采用聯(lián)動(dòng)齒輪的情況。在圖6C的示例中，輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪609”是聯(lián)動(dòng)齒輪。但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，實(shí)際上根據(jù)本發(fā)明的混合動(dòng)力變速器中的任何一個(gè)齒輪都可以或可以不采用聯(lián)動(dòng)齒輪來實(shí)現(xiàn)而不背離本發(fā)明的原理。

圖6D示例性地示出了采用惰輪的情況。在圖6D的示例中，電機(jī)軸E1上的滑動(dòng)齒輪605”’嚙合中間齒輪621，后者又與輸入軸I1上的滑動(dòng)齒輪609”’嚙合。因此，在進(jìn)行獨(dú)自驅(qū)動(dòng)、助力、行車發(fā)電、制動(dòng)電能回收時(shí)，當(dāng)換擋元件616因行駛速度先選擇滑動(dòng)齒輪604或605”’之一并隨后選擇滑動(dòng)齒輪604或605”’中的另一個(gè)時(shí)，電機(jī)無需反轉(zhuǎn)。在圖6D的示例中，為方便起見，該中間齒輪621被示為惰輪。但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，該中間齒輪也可以是可改變傳動(dòng)比的其它類型的齒輪。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以理解，除滑動(dòng)齒輪605”’與滑動(dòng)齒輪609”’之間可以設(shè)置中間齒輪之外，也可以在其他位置設(shè)置中間齒輪。實(shí)際上，本發(fā)明中所記載的“齒輪A”與“齒輪B”嚙合均包含齒輪A嚙合中間齒輪，中間齒輪又嚙合齒輪B的情況，以實(shí)現(xiàn)更理想的速比。

上面結(jié)合附圖對本本發(fā)明的具體實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但這樣的說明不意味著對本發(fā)明的限制。實(shí)際上，本發(fā)明并不限于此，對這些實(shí)施方式的各種變體和變型對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，并且本文中定義的原理可被應(yīng)用于其他實(shí)施例而不會(huì)背離本發(fā)明的范圍。