混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，包括：輸入軸；第一軸；第一行星組件，所述第一行星組件設(shè)置在所述第一軸上，并且包括連接至第一馬達/發(fā)電機的第一元件、通過第二軸連接至輸出齒輪而與第一軸無旋轉(zhuǎn)干擾的第二元件以及連接至輸入軸的第三元件；第二行星組件，所述第二行星組件設(shè)置在所述第一軸上，并且包括通過第一軸連接至第二馬達/發(fā)電機并且選擇性連接至輸入軸的第四元件、連接至第二元件的第五元件以及選擇性連接至殼的第六元件；傳動齒輪；和摩擦元件，所述摩擦元件選擇性連接第二行星組件的一個元件和輸入軸，直接聯(lián)接第二行星組件，或者選擇性連接第二行星組件的另一個元件和殼。
【專利說明】混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年7月I日提交的韓國專利申請第10-2013-0076704號的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此用于通過該引用的所有目的。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種混合車輛的動力傳動系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種混合車輛的動力傳動系統(tǒng)，所述動力傳動系統(tǒng)通過當分離發(fā)動機動力時給予機械動力傳遞路徑更多重視從而最小化當轉(zhuǎn)換成混合操作模式時由于馬達/發(fā)電機的扭矩變化而造成的沖擊并且降低馬達/發(fā)電機的電負載和容量。

【背景技術(shù)】
[0004]環(huán)境友好的車輛技術(shù)是與未來汽車制造業(yè)的存活息息相關(guān)的非常重要的技術(shù)。車輛制造商聚焦于環(huán)境友好車輛的研發(fā)從而符合環(huán)境和燃料消耗法規(guī)。
[0005]因此，車輛制造商已經(jīng)研發(fā)了未來車輛例如電動車輛(EV)、混合電動車輛(HEV)和燃料電池電動車輛(FCEV )。
[0006]由于未來車輛具有技術(shù)限制例如重量和成本，車輛制造商監(jiān)視混合電動車輛從而符合廢氣法規(guī)并且改進燃料消耗性能，并且努力競爭以將混合電動車輛投入實際應(yīng)用。
[0007]混合電動車輛是使用多于兩種動力源的車輛，并且主要使用利用化石燃料的汽油發(fā)動機或柴油發(fā)動機和通過電能驅(qū)動的馬達/發(fā)電機作為混合電動車輛的動力源。
[0008]混合電動車輛使用具有相對更好的低速扭矩特征的馬達/發(fā)電機作為低速下的主動力源，并且使用具有相對更好的高速扭矩特征的發(fā)動機作為高速下的主動力源。
[0009]由于混合電動車輛停止使用化石燃料的發(fā)動機的操作，并且在低速區(qū)域處使用馬達/發(fā)電機，可以改進燃料消耗并且可以減少廢氣。
[0010]混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)分為單模式類型和多模式類型。
[0011]用于換檔控制的扭矩傳遞裝置例如離合器和制動器是不必要的，但是燃料消耗由于高速區(qū)域處的效率變差而較高，并且需要額外的扭矩倍增設(shè)備從而應(yīng)用于根據(jù)單模式類型的大型車輛。
[0012]由于多模式類型在高速區(qū)域處具有高效率，并且能夠自發(fā)地倍增扭矩，多模式類型可以應(yīng)用于全尺寸車輛。
[0013]因此，采用多模式類型而非單模式類型作為混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，并且多模式類型也正被連續(xù)研究。
[0014]多模式類型的動力傳動系統(tǒng)包括多個行星齒輪組、作為馬達和/或發(fā)電機操作的多個馬達/發(fā)電機、控制行星齒輪組的旋轉(zhuǎn)元件的多個扭矩傳遞裝置以及用作馬達/發(fā)電機的動力源的電池。
[0015]多模式類型的動力傳動系統(tǒng)根據(jù)行星齒輪組、馬達/發(fā)電機和扭矩傳遞裝置的連接而具有不同的操作機構(gòu)。
[0016]此外，多模式類型的動力傳動系統(tǒng)根據(jù)行星齒輪組、馬達/發(fā)電機和扭矩傳遞裝置的連接而具有不同的特征，例如耐用性、動力傳遞效率和尺寸。因此，混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計也正被連續(xù)研究，從而實現(xiàn)不具有動力損失的強勁和緊湊的動力傳動系統(tǒng)。
[0017]公開于該【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)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明的各個方面提供一種混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，所述動力傳動系統(tǒng)的優(yōu)點在于:通過當分離發(fā)動機動力時給予機械動力傳遞路徑更多重視從而最小化當轉(zhuǎn)換成混合操作模式時由于馬達/發(fā)電機的扭矩變化而造成的沖擊并且降低馬達/發(fā)電機的電負載和容量。
[0019]另外，本發(fā)明的各個方面致力于提供一種混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，所述動力傳動系統(tǒng)的其它優(yōu)點在于:當高速行駛時，提供車輛行駛而不消耗馬達/發(fā)電機處的電能的發(fā)動機模式從而提高燃料消耗。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的各個方面的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)可以包括:輸入軸，所述輸入軸接收發(fā)動機的扭矩；第一旋轉(zhuǎn)軸，所述第一旋轉(zhuǎn)軸平行于所述輸入軸設(shè)置；第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸上，并且包括第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件，所述第一旋轉(zhuǎn)元件通過在外部嚙合的齒輪連接至第一馬達/發(fā)電機，所述第二旋轉(zhuǎn)元件通過第二旋轉(zhuǎn)軸連接至輸出齒輪，所述第二旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置而與所述第一旋轉(zhuǎn)軸無旋轉(zhuǎn)干擾，所述第三旋轉(zhuǎn)元件通過在外部嚙合的齒輪連接至所述輸入軸；第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸上，并且包括第四旋轉(zhuǎn)元件、第五旋轉(zhuǎn)元件和第六旋轉(zhuǎn)元件，所述第四旋轉(zhuǎn)元件通過所述第一旋轉(zhuǎn)軸連接至第二馬達/發(fā)電機并且通過在外部嚙合的齒輪選擇性連接至所述輸入軸，所述第五旋轉(zhuǎn)元件連接至所述第二旋轉(zhuǎn)元件，所述第六旋轉(zhuǎn)元件選擇性連接至變速器殼；傳動齒輪，所述傳動齒輪形成所述在外部嚙合的齒輪；和摩擦元件，所述摩擦元件選擇性連接所述第二行星齒輪組的一個旋轉(zhuǎn)元件和所述輸入軸，直接聯(lián)接所述第二行星齒輪組，或者選擇性連接所述第二行星齒輪組的另一個旋轉(zhuǎn)元件和所述變速器殼。
[0021]所述第一行星齒輪組可以為單小齒輪行星齒輪組，并且可以包括第一太陽輪，所述第一太陽輪為所述第一旋轉(zhuǎn)元件；第一行星架，所述第一行星架為所述第二旋轉(zhuǎn)元件；和第一齒圈，所述第一齒圈為所述第三旋轉(zhuǎn)元件。此外，所述第二行星齒輪組可以為單小齒輪行星齒輪組，并且可以包括第二太陽輪，所述第二太陽輪為所述第四旋轉(zhuǎn)元件；第二行星架，所述第二行星架為所述第五旋轉(zhuǎn)元件；和第二齒圈，所述第二齒圈為所述第六旋轉(zhuǎn)元件。
[0022]所述第一行星齒輪組可以為雙小齒輪行星齒輪組，并且包括第一太陽輪，所述第一太陽輪為所述第一旋轉(zhuǎn)元件；第一齒圈，所述第一齒圈為所述第二旋轉(zhuǎn)元件；和第一行星架，所述第一行星架為所述第三旋轉(zhuǎn)元件。此外，所述第二行星齒輪組可以為單小齒輪行星齒輪組，并且可以包括第二太陽輪，所述第二太陽輪為所述第四旋轉(zhuǎn)元件；第二行星架，所述第二行星架為所述第五旋轉(zhuǎn)元件；和第二齒圈，所述第二齒圈為所述第六旋轉(zhuǎn)元件。
[0023]所述第一行星齒輪組可以為單小齒輪行星齒輪組，并且可以包括第一太陽輪，所述第一太陽輪為所述第一旋轉(zhuǎn)元件；第一行星架，所述第一行星架為所述第二旋轉(zhuǎn)元件；和第一齒圈，所述第一齒圈為所述第三旋轉(zhuǎn)元件。此外，所述第二行星齒輪組可以為雙小齒輪行星齒輪組，并且可以包括第二太陽輪，所述第二太陽輪為所述第四旋轉(zhuǎn)元件；第二齒圈，所述第二齒圈為所述第五旋轉(zhuǎn)元件；和第二行星架，所述第二行星架為所述第六旋轉(zhuǎn)元件。
[0024]所述傳動齒輪可以包括:第一傳動齒輪，所述第一傳動齒輪連接所述第一旋轉(zhuǎn)元件和所述第一馬達/發(fā)電機；第二傳動齒輪，所述第二傳動齒輪連接所述輸入軸和所述第三旋轉(zhuǎn)元件；和第三傳動齒輪，所述第三傳動齒輪連接所述輸入軸和所述第四旋轉(zhuǎn)元件。
[0025]所述摩擦元件可以包括:第一離合器，所述第一離合器設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第二旋轉(zhuǎn)軸之間；第二離合器，所述第二離合器設(shè)置在所述輸入軸和所述第三傳動齒輪之間；和第一制動器，所述第一制動器設(shè)置在所述第六旋轉(zhuǎn)元件和所述變速器殼之間。
[0026]所述第一制動器可以在第一 EV模式下操作；所述第一離合器可以在第二 EV模式下操作；所述第一制動器可以在第一混合操作模式下操作；所述第一離合器可以在第二混合操作模式下操作；所述第二離合器可以在第三混合操作模式下操作；所述第二離合器和所述第一制動器可以在第一發(fā)動機模式下操作；和所述第一離合器和所述第二離合器可以在第二發(fā)動機模式下操作。
[0027]第三離合器可以設(shè)置在所述發(fā)動機和所述輸入軸之間。
[0028]所述摩擦元件可以包括:第一離合器，所述第一離合器設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第二旋轉(zhuǎn)軸之間；第二離合器，所述第二離合器設(shè)置在所述第三傳動齒輪和所述第一旋轉(zhuǎn)軸之間；和第一制動器，所述第一制動器設(shè)置在所述第六旋轉(zhuǎn)元件和所述變速器殼之間。
[0029]本發(fā)明的各個方面提供一種混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，可以包括:輸入軸，所述輸入軸接收發(fā)動機的扭矩；第一旋轉(zhuǎn)軸，所述第一旋轉(zhuǎn)軸平行于所述輸入軸設(shè)置；第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組包括第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件，所述第一旋轉(zhuǎn)元件連接至第一馬達/發(fā)電機，所述第二旋轉(zhuǎn)元件通過第二旋轉(zhuǎn)軸連接至輸出齒輪，所述第二旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置而與所述第一旋轉(zhuǎn)軸無旋轉(zhuǎn)干擾，所述第三旋轉(zhuǎn)元件連接至所述輸入軸；第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組包括第四旋轉(zhuǎn)元件、第五旋轉(zhuǎn)元件和第六旋轉(zhuǎn)元件，所述第四旋轉(zhuǎn)元件連接至第二馬達/發(fā)電機并且選擇性連接至所述輸入軸，所述第五旋轉(zhuǎn)元件連接至所述第二旋轉(zhuǎn)元件，所述第六旋轉(zhuǎn)元件選擇性連接至變速器殼；第一傳動齒輪，所述第一傳動齒輪連接所述第一旋轉(zhuǎn)元件和所述第一馬達/發(fā)電機；第二傳動齒輪，所述第二傳動齒輪連接所述輸入軸和所述第三旋轉(zhuǎn)元件；第三傳動齒輪，所述第三傳動齒輪連接所述輸入軸和所述第四旋轉(zhuǎn)元件；和摩擦元件，所述摩擦元件選擇性連接所述第二行星齒輪組的一個旋轉(zhuǎn)元件和所述輸入軸，直接聯(lián)接所述第二行星齒輪組，或者選擇性連接所述第二行星齒輪組的另一個旋轉(zhuǎn)元件和所述變速器殼。
[0030]所述第一行星齒輪組可以為單小齒輪行星齒輪組，并且可以包括第一太陽輪，所述第一太陽輪為所述第一旋轉(zhuǎn)元件；第一行星架，所述第一行星架為所述第二旋轉(zhuǎn)元件；和第一齒圈，所述第一齒圈為所述第三旋轉(zhuǎn)元件。此外，所述第二行星齒輪組可以為單小齒輪行星齒輪組，并且可以包括第二太陽輪，所述第二太陽輪為所述第四旋轉(zhuǎn)元件；第二行星架，所述第二行星架為所述第五旋轉(zhuǎn)元件；和第二齒圈，所述第二齒圈為所述第六旋轉(zhuǎn)元件。
[0031]所述第一行星齒輪組可以為雙小齒輪行星齒輪組，并且包括第一太陽輪，所述第一太陽輪為所述第一旋轉(zhuǎn)元件；第一齒圈，所述第一齒圈為所述第二旋轉(zhuǎn)元件；和第一行星架，所述第一行星架為所述第三旋轉(zhuǎn)元件。此外，所述第二行星齒輪組可以為單小齒輪行星齒輪組，并且可以包括第二太陽輪，所述第二太陽輪為所述第四旋轉(zhuǎn)元件；第二行星架，所述第二行星架為所述第五旋轉(zhuǎn)元件；和第二齒圈，所述第二齒圈為所述第六旋轉(zhuǎn)元件。
[0032]所述第一行星齒輪組可以為單小齒輪行星齒輪組，并且可以包括第一太陽輪，所述第一太陽輪為所述第一旋轉(zhuǎn)元件；第一行星架，所述第一行星架為所述第二旋轉(zhuǎn)元件；和第一齒圈，所述第一齒圈為所述第三旋轉(zhuǎn)元件。此外，所述第二行星齒輪組可以為雙小齒輪行星齒輪組，并且可以包括第二太陽輪，所述第二太陽輪為所述第四旋轉(zhuǎn)元件；第二齒圈，所述第二齒圈為所述第五旋轉(zhuǎn)元件；和第二行星架，所述第二行星架為所述第六旋轉(zhuǎn)元件。
[0033]所述摩擦元件可以包括:第一離合器，所述第一離合器設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第二旋轉(zhuǎn)軸之間；第二離合器，所述第二離合器設(shè)置在所述輸入軸和所述第三傳動齒輪之間；和第一制動器，所述第一制動器設(shè)置在所述第六旋轉(zhuǎn)元件和所述變速器殼之間。
[0034]所述第一制動器可以在第一 EV模式下操作；所述第一離合器可以在第二 EV模式下操作；所述第一制動器可以在第一混合操作模式下操作；所述第一離合器可以在第二混合操作模式下操作；所述第二離合器可以在第三混合操作模式下操作；所述第二離合器和所述第一制動器可以在第一發(fā)動機模式下操作；所述第一離合器和所述第二離合器可以在第二發(fā)動機模式下操作。
[0035]第三離合器可以設(shè)置在所述發(fā)動機和所述輸入軸之間。
[0036]所述摩擦元件可以包括:第一離合器，所述第一離合器設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第二旋轉(zhuǎn)軸之間；第二離合器，所述第二離合器設(shè)置在所述第三傳動齒輪和所述第一旋轉(zhuǎn)軸之間；和第一制動器，所述第一制動器設(shè)置在所述第六旋轉(zhuǎn)元件和所述變速器殼之間。
[0037]通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體描述，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點將更為具體地變得清楚或得以闡明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為根據(jù)本發(fā)明的示例性動力傳動系統(tǒng)的示意圖。
[0039]圖2為應(yīng)用于根據(jù)圖1的動力傳動系統(tǒng)的動力傳動系統(tǒng)的摩擦元件在每個模式下的操作圖表。
[0040]圖3為簡要顯示根據(jù)圖1的動力傳動系統(tǒng)的動力傳動系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)元件的連接的示意圖。
[0041]圖4A、圖4B、圖5A、圖5B、圖6、圖7A和圖7B為用于解釋根據(jù)圖1的動力傳動系統(tǒng)的動力傳動系統(tǒng)在每個模式下的操作的圖。
[0042]圖8為根據(jù)本發(fā)明的示例性動力傳動系統(tǒng)的示意圖。
[0043]圖9為根據(jù)本發(fā)明的示例性動力傳動系統(tǒng)的示意圖。
[0044]圖10為根據(jù)本發(fā)明的示例性動力傳動系統(tǒng)的示意圖。
[0045]圖11為根據(jù)本發(fā)明的示例性動力傳動系統(tǒng)的示意圖。

【具體實施方式】
[0046]下面將詳細參考本發(fā)明的各個實施方案，這些實施方案的實例被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，應(yīng)理解本說明書并非旨在將本發(fā)明限制于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。
[0047]對于解釋各個實施方案并不必要的部件的描述將被略去，并且在本說明書中同樣的組成元件由同樣的附圖標記表示。
[0048]在具體描述中，使用序數(shù)區(qū)別具有相同術(shù)語的構(gòu)成元件而不具有特定含義。
[0049]圖1為根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)的示意圖。
[0050]參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)根據(jù)車輛的運行狀態(tài)改變通過輸入軸IS傳遞的發(fā)動機ENG的扭矩，并且通過輸出齒輪OG輸出經(jīng)改變的扭矩。
[0051]動力傳動系統(tǒng)包括第一和第二行星齒輪組PGl和PG2、第一和第二馬達/發(fā)電機MGl和MG2以及摩擦元件，所述摩擦元件包括第一和第二離合器CLl和CL2以及第一制動器BKl。
[0052]第一行星齒輪組PGl包括第一、第二和第三旋轉(zhuǎn)元件N1、N2和N3，第二行星齒輪組PG2包括第四、第五和第六旋轉(zhuǎn)元件N4、N5和N6。第一行星齒輪組PGl和第二行星齒輪組PG2設(shè)置在第一旋轉(zhuǎn)軸RSl上，所述第一旋轉(zhuǎn)軸RSl平行于輸入軸IS設(shè)置。
[0053]第三旋轉(zhuǎn)元件N3通過在外部嚙合的齒輪連接至輸入軸IS并且通過在外部嚙合的齒輪選擇性連接至第四旋轉(zhuǎn)元件N4。第二旋轉(zhuǎn)元件N2和第五旋轉(zhuǎn)元件N5連接至輸出齒輪OG并且在彼此直接連接的狀態(tài)下選擇性連接至第四旋轉(zhuǎn)元件N4。
[0054]第一旋轉(zhuǎn)元件NI通過作為在外部嚙合的齒輪的第一傳動齒輪TFl連接至設(shè)置在輸入軸IS上的第一馬達/發(fā)電機MGl，第三旋轉(zhuǎn)元件N3通過作為在外部嚙合的齒輪的第二傳動齒輪TF2連接至輸入軸IS并且通過第二傳動齒輪TF2和第三傳動齒輪TF3連接至第四旋轉(zhuǎn)元件N4。第三旋轉(zhuǎn)元件N3選擇性連接至第三傳動齒輪TF3。
[0055]第三旋轉(zhuǎn)元件N3和第三傳動齒輪TF3可以通過額外的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接，但是在各個實施方案中例示了連接至第三旋轉(zhuǎn)元件N3的輸入軸IS選擇性連接至第三傳動齒輪TF3。
[0056]此外，第二旋轉(zhuǎn)元件N2和第五旋轉(zhuǎn)元件N5通過第二旋轉(zhuǎn)軸RS2連接至輸出齒輪0G,所述第二旋轉(zhuǎn)軸RS2設(shè)置在第一旋轉(zhuǎn)軸RSl的外周而與第一旋轉(zhuǎn)軸RSl無旋轉(zhuǎn)干擾，第一旋轉(zhuǎn)軸RSl和第二旋轉(zhuǎn)軸RS2選擇性連接。因此，第二旋轉(zhuǎn)元件N2和第五旋轉(zhuǎn)元件N5可以選擇性連接至第四旋轉(zhuǎn)元件N4，所述第四旋轉(zhuǎn)元件N4連接至第一旋轉(zhuǎn)軸RSl。
[0057]第一、第二和第三傳動齒輪TF1、TF2和TF3分別具有在外部彼此嚙合的第一、第二和第三傳動驅(qū)動齒輪TFla、TF2a和TF3a以及第一、第二和第三傳動從動齒輪TFlb、TF2b和TF3b。
[0058]第一傳動齒輪TFl的第一傳動驅(qū)動齒輪TFla連接至第一馬達/發(fā)電機MGl，在外部與第一傳動驅(qū)動齒輪TFla嚙合的第一傳動從動齒輪TFlb連接至第一旋轉(zhuǎn)元件NI。
[0059]第二傳動齒輪TF2的第二傳動驅(qū)動齒輪TF2a連接至輸入軸IS，在外部與第二傳動驅(qū)動齒輪TF2a嚙合的第二傳動從動齒輪TF2b連接至第三旋轉(zhuǎn)元件N3。
[0060]第三傳動齒輪TF3的第三傳動驅(qū)動齒輪TF3a選擇性連接至輸入軸IS，在外部與第三傳動驅(qū)動齒輪TF3a嚙合的第三傳動從動齒輪TF3b連接至第四旋轉(zhuǎn)元件N4。
[0061 ] 此外，第一、第二和第三傳動齒輪TFl、TF2和TF3的齒輪比可以根據(jù)目標速度比而設(shè)定。
[0062]第一馬達/發(fā)電機MGl和第二馬達/發(fā)電機MG2是獨立的動力源，并且作為馬達和發(fā)電機操作。
[0063]第一馬達/發(fā)電機MGl作為通過在外部嚙合的齒輪向第一行星齒輪組PGl的第一旋轉(zhuǎn)元件NI供應(yīng)扭矩的馬達操作，或者作為通過第一旋轉(zhuǎn)元件NI的扭矩發(fā)電的發(fā)電機操作。
[0064]第二馬達/發(fā)電機MG2作為向第二行星齒輪組PG2的第四旋轉(zhuǎn)元件N4供應(yīng)扭矩的馬達操作，或者作為通過第四旋轉(zhuǎn)元件N4的扭矩發(fā)電的發(fā)電機操作。
[0065]出于該目的，第一馬達/發(fā)電機MGl的定子和第二馬達/發(fā)電機MG2的定子固定至變速器殼H，并且第一馬達/發(fā)電機MGl的轉(zhuǎn)子和第二馬達/發(fā)電機MG2的轉(zhuǎn)子分別連接至第一行星齒輪組PGl的第一旋轉(zhuǎn)元件NI和第二行星齒輪組PG2的第四旋轉(zhuǎn)元件N4。
[0066]第一離合器CLl作為選擇性直接聯(lián)接裝置操作。第一離合器CLl選擇性連接第四旋轉(zhuǎn)元件N4 (和第一旋轉(zhuǎn)軸RSl)至第五旋轉(zhuǎn)元件N5 (和第二旋轉(zhuǎn)軸RS2)。
[0067]第二離合器CL2和第一制動器BKl作為選擇性連接裝置操作。第二離合器CL2選擇性連接第一行星齒輪組PGl的第三旋轉(zhuǎn)元件N3 (和輸入軸IS)至第二行星齒輪組PG2的第四旋轉(zhuǎn)元件N4 (和第一旋轉(zhuǎn)軸RSl )，第一制動器BKl選擇性連接第二行星齒輪組PG2的第六旋轉(zhuǎn)元件N6和變速器殼H。
[0068]第一和第二離合器CLl和CL2為選擇性連接旋轉(zhuǎn)元件和另一旋轉(zhuǎn)元件的摩擦元件，第一制動器BKl為選擇性連接旋轉(zhuǎn)元件和固定元件(即變速器殼)的摩擦元件。第一和第二離合器CLl和CL2以及制動器BK可以為通過液壓操作的常規(guī)濕式多片摩擦元件。
[0069]將更詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)。
[0070]第一行星齒輪組PGl為單小齒輪行星齒輪組,并且包括第一旋轉(zhuǎn)元件NI,所述第一旋轉(zhuǎn)元件NI為第一太陽輪SI ;第二旋轉(zhuǎn)元件N2，所述第二旋轉(zhuǎn)元件N2為可旋轉(zhuǎn)地支撐第一小齒輪Pl的第一行星架PC1，所述第一小齒輪Pl在外部與第一太陽輪SI嚙合；和第三旋轉(zhuǎn)兀件N3,所述第三旋轉(zhuǎn)兀件N3為第一齒圈Rl,所述第一齒圈Rl在內(nèi)部與第一小齒輪Pl嚙合。
[0071]第二行星齒輪組PG2為單小齒輪行星齒輪組,并且包括第四旋轉(zhuǎn)元件N4,所述第四旋轉(zhuǎn)元件N4為第二太陽輪S2 ;第五旋轉(zhuǎn)元件N5，所述第五旋轉(zhuǎn)元件N5為可旋轉(zhuǎn)地支撐第二小齒輪P2的第二行星架PC2，所述第二小齒輪P2在外部與第二太陽輪S2嚙合；和第六旋轉(zhuǎn)元件N6，所述第六旋轉(zhuǎn)元件N6為第二齒圈R2，所述第二齒圈R2在內(nèi)部與第二小齒輪P2嚙合。
[0072]輸入軸IS通過在外部嚙合的齒輪連接至第一齒圈Rl并且通過在外部嚙合的齒輪選擇性連接至第二太陽輪S2。第一行星架PCl和第二行星架PC2連接至輸出齒輪OG并且在彼此直接連接的狀態(tài)下選擇性連接至第二太陽輪S2。
[0073]第一太陽輪SI通過作為在外部嚙合的齒輪的第一傳動齒輪TFl連接至設(shè)置在輸入軸IS上的第一馬達/發(fā)電機MGl,第一齒圈Rl通過作為在外部卩齒合的齒輪的第二傳動齒輪TF2連接至輸入軸IS并且通過第二和第三傳動齒輪TF2和TF3連接至第二太陽輪S2。亦即，第一齒圈Rl和第三傳動齒輪TF3選擇性連接。
[0074]第一齒圈Rl和第三傳動齒輪TF3可以通過額外的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接，但是在本說明書中例示了連接至第一齒圈Rl的輸入軸IS連接至第三傳動齒輪TF3。
[0075]此外，第一行星架PCl和第二行星架PC2通過第二旋轉(zhuǎn)軸RS2連接至輸出齒輪0G，所述第二旋轉(zhuǎn)軸RS2設(shè)置在第一旋轉(zhuǎn)軸RSl的外周而與其無旋轉(zhuǎn)干擾，第一旋轉(zhuǎn)軸RSl和第二旋轉(zhuǎn)軸RS2選擇性連接。因此，第一和第二行星架PCl和PC2可以選擇性連接至第二太陽輪S2，所述第二太陽輪S2連接至第一旋轉(zhuǎn)軸RSI。
[0076]第一、第二和第三傳動齒輪TF1、TF2和TF3分別具有在外部彼此嚙合的第一、第二和第三傳動驅(qū)動齒輪TFla、TF2a和TF3a以及第一、第二和第三傳動從動齒輪TFlb、TF2b和TF3b。
[0077]第一傳動齒輪TFl的第一傳動驅(qū)動齒輪TFla連接至第一馬達/發(fā)電機MGl，在外部與第一傳動驅(qū)動齒輪TFla嚙合的第一傳動從動齒輪TFlb連接至第一太陽輪SI。
[0078]第二傳動齒輪TF2的第二傳動驅(qū)動齒輪TF2a連接至輸入軸IS，在外部與第二傳動驅(qū)動齒輪TF2a嚙合的第二傳動從動齒輪TF2b連接至第一齒圈Rl。
[0079]第三傳動齒輪TF3的第三傳動驅(qū)動齒輪TF3a選擇性連接至輸入軸IS，在外部與第三傳動驅(qū)動齒輪TF3a嚙合的第三傳動從動齒輪TF3b連接至第二太陽輪S2。
[0080]第一馬達/發(fā)電機MGl作為通過在外部嚙合的齒輪向第一太陽輪SI供應(yīng)扭矩的馬達操作，或者作為通過第一太陽輪Si的扭矩發(fā)電的發(fā)電機操作。
[0081]第二馬達/發(fā)電機MG2作為向第二太陽輪S2供應(yīng)扭矩的馬達操作，或者作為通過第二太陽輪S2的扭矩發(fā)電的發(fā)電機操作。
[0082]第一離合器CLl選擇性連接第二行星齒輪組PG2的第二太陽輪S2至第一和第二行星架PCl和PC2。
[0083]第二離合器CL2選擇性連接第一行星齒輪組PGl的第一齒圈Rl和第二行星齒輪組PG2的第二太陽輪S2，第一制動器BKl選擇性連接第二行星齒輪組PG2的第二齒圈R2和變速器殼H。
[0084]圖2為應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)的摩擦元件在每個模式下的操作圖表。
[0085]參考圖2，通過操作第一制動器BKl達到第一電動車輛(EV)模式。
[0086]通過操作第一離合器CLl達到第二 EV模式。
[0087]通過操作第一制動器BKl達到第一混合操作模式。
[0088]通過操作第一離合器CLl達到第二混合操作模式。
[0089]通過操作第二離合器CL2達到第三混合操作模式。
[0090]通過操作第二離合器CL2和第一制動器BKl達到第一發(fā)動機模式。
[0091]通過操作第一離合器CLl和第二離合器CL2達到第二發(fā)動機模式。
[0092]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)可以實現(xiàn)兩個EV模式、三個混合操作模式和兩個發(fā)動機模式。
[0093]圖3為簡要顯示根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)元件的連接的示意圖。
[0094]參考圖3，在根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)中，第二旋轉(zhuǎn)元件N2和第五旋轉(zhuǎn)元件N5直接連接并且第四旋轉(zhuǎn)元件N4和第五旋轉(zhuǎn)元件N5通過第一離合器CLl選擇性連接。
[0095]此外，第一旋轉(zhuǎn)元件NI通過第一傳動齒輪TFl連接至第一馬達/發(fā)電機MGl，第三旋轉(zhuǎn)元件N3連接至輸入軸IS，發(fā)動機ENG的扭矩通過第二傳動齒輪TF2輸入所述輸入軸IS，第四旋轉(zhuǎn)元件N4連接至第二馬達/發(fā)電機MG2并且通過第三傳動齒輪TF3和第二離合器CL2選擇性連接至輸入軸IS。
[0096]此外，第六旋轉(zhuǎn)元件N6通過第一制動器BKl選擇性連接至變速器殼H。
[0097]圖4A至圖7B為用于解釋根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)在每個模式下的操作的圖。圖4A至圖7B顯示了輸入旋轉(zhuǎn)速度的變化，假設(shè)輸出旋轉(zhuǎn)速度恒定。
[0098]第一 EV模式
[0099]圖4A為用于解釋根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)在第一 EV模式下的操作的圖。
[0100]EV模式為在發(fā)動機的停止狀態(tài)下電池的動力供應(yīng)至馬達/發(fā)電機使得車輛通過馬達/發(fā)電機的動力驅(qū)動的模式。
[0101]由于發(fā)動機停止，可以提高燃料經(jīng)濟性，并且車輛在EV模式下可以向后移動而無需額外的倒速設(shè)備。當車輛在停止狀態(tài)下起動或車輛以低速行駛時使用EV模式。需要動力源比輸出構(gòu)件更快旋轉(zhuǎn)的降低的齒輪比從而幫助上坡起動或迅速加速。
[0102]在這些情況下，第六旋轉(zhuǎn)元件N6作為固定元件通過第一制動器BKl的操作而操作，并且操作第二馬達/發(fā)電機MG2從而在第一 EV模式下將第二馬達/發(fā)電機MG2的扭矩輸入至第四旋轉(zhuǎn)元件N4。因此，第二馬達/發(fā)電機MG2的扭矩根據(jù)第二行星齒輪組PG2的齒輪比而變化并且變化的扭矩輸出。
[0103]此時，第一行星齒輪組PGl不參與換檔。然而，第三旋轉(zhuǎn)元件N3與發(fā)動機一起停止并且第二旋轉(zhuǎn)元件N2直接連接至第五旋轉(zhuǎn)元件N5。因此，第一和第二旋轉(zhuǎn)元件NI和N2空轉(zhuǎn)。
[0104]第二 EV模式
[0105]圖4B為用于解釋根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)在第二EV模式下的操作的圖。
[0106]馬達/發(fā)電機的效率根據(jù)其旋轉(zhuǎn)速度和扭矩而變化。這意味著即使供應(yīng)相同量的電流，電能至機械能的轉(zhuǎn)化率根據(jù)馬達/發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)速度和扭矩而不同。
[0107]在EV模式下使用的電池的電流通過在發(fā)動機中燃燒燃料而產(chǎn)生或者通過再生制動而積累，但是如何有效使用積累的能量將直接影響燃料經(jīng)濟性的提高。
[0108]出于該原因，越來越多地將實現(xiàn)多于兩個換檔速度的變速器安裝在電動車輛上，并且有利的是混合車輛實現(xiàn)了具有多于兩個換檔速度的EV模式。因此，本發(fā)明的各個實施方案可以實現(xiàn)兩個EV模式。
[0109]至第二 EV模式的換檔過程如下。如果在車輛以第一 EV模式行駛的過程中車輛速度增加，第二馬達/發(fā)電機MG2的效率變差。此時，如果第一制動器BKl松開并且第一離合器CLl以第二馬達/發(fā)電機MG2的效率較差的點操作，達到第二 EV模式。
[0110]在該情況下，由于作為第二行星齒輪組PG2的直接聯(lián)接設(shè)備的第一離合器CLl操作，第二行星齒輪組PG2變成直接聯(lián)接狀態(tài)。因此，第二行星齒輪組PG2的所有旋轉(zhuǎn)元件N4、N5和N6以相同速度旋轉(zhuǎn)并且驅(qū)動扭矩通過第五旋轉(zhuǎn)元件N5輸出。
[0111]此時，第一行星齒輪組PGl不參與換檔。然而，第三旋轉(zhuǎn)元件N3與發(fā)動機一起停止，第一和第二旋轉(zhuǎn)元件NI和N2空轉(zhuǎn)。
[0112]第一混合操作模式
[0113]圖5A為用于解釋根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)在第一混合操作模式下的操作的圖。
[0114]在第一混合操作模式下，發(fā)動機的扭矩通過機械路徑和電路徑傳遞至輸出構(gòu)件，這種發(fā)動機扭矩的分離通過行星齒輪組進行。由于連接至行星齒輪組的發(fā)動機和馬達/發(fā)電機可以控制它們的旋轉(zhuǎn)速度而無需考慮車輛速度，動力傳動系統(tǒng)在第一混合操作模式下作為電動連續(xù)可變變速器。
[0115]在常規(guī)變速器中，發(fā)動機的速度和扭矩在給定的車輛速度下固定，但是在電動連續(xù)可變變速器中，發(fā)動機的速度和扭矩可以在給定的車輛速度下自由變化。因此，可以最大化發(fā)動機的驅(qū)動效率并且可以提高燃料經(jīng)濟性。
[0116]至第一混合操作模式的換檔過程如下。第一行星齒輪組PGl的第二旋轉(zhuǎn)元件N2以及第五旋轉(zhuǎn)元件N5連接至輸出齒輪0G，但是第一和第三旋轉(zhuǎn)元件NI和N3可以在第一 EV模式下自由旋轉(zhuǎn)(參考圖4A)。
[0117]如果在該狀態(tài)下使用第一馬達發(fā)電機MGl起動發(fā)動機ENG，可以控制發(fā)動機ENG和第一馬達/發(fā)電機MGl的速度而無需考慮車輛速度。
[0118]因此，如果控制發(fā)動機ENG和第一馬達/發(fā)電機MGl，發(fā)動機的扭矩和第一馬達/發(fā)電機MGl的扭矩相加并且相加的扭矩傳遞至作為輸出元件的第五旋轉(zhuǎn)元件N5。因此，可以產(chǎn)生高驅(qū)動扭矩。
[0119]此時，第一馬達/發(fā)電機MGl如果主動旋轉(zhuǎn)則作為發(fā)電機操作，第一馬達/發(fā)電機MGl如果被動旋轉(zhuǎn)則作為馬達操作(此時，發(fā)動機ENG的旋轉(zhuǎn)速度降低)。
[0120]此外，第六旋轉(zhuǎn)元件N6作為固定元件通過第一制動器BKl的操作而操作，驅(qū)動扭矩通過第五旋轉(zhuǎn)元件N5輸出，第四旋轉(zhuǎn)元件N4在第二行星齒輪組PG2中空轉(zhuǎn)。
[0121]由于發(fā)動機ENG和第一馬達/發(fā)電機MGl可以在第一混合操作模式下獨立控制，可以顯著提高燃料經(jīng)濟性和驅(qū)動性能。
[0122]第二混合操作模式
[0123]圖5B為用于解釋根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)在第二混合操作模式下的操作的圖。
[0124]如果在車輛以第一混合操作模式行駛的過程中車輛速度增加，第一制動器BKl松開并且第一離合器CLl操作，從而降低第一行星齒輪組PGl的所有旋轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)速度。因此，第二混合操作模式開始。
[0125]由于作為第二行星齒輪組PG2的直接聯(lián)接設(shè)備的第一離合器CLl操作，第二行星齒輪組PG2變成直接聯(lián)接狀態(tài)。因此，第二行星齒輪組PG2的所有旋轉(zhuǎn)元件N4、N5和N6以相同速度旋轉(zhuǎn)。
[0126]此時，第一行星齒輪組PGl的第二旋轉(zhuǎn)元件N2以及第二行星齒輪組PG2受輸出齒輪OG限制，但是第一和第三旋轉(zhuǎn)元件NI和N3可以自由旋轉(zhuǎn)。
[0127]因此，如果控制發(fā)動機ENG和第一馬達/發(fā)電機MGl，可以控制發(fā)動機ENG和第一馬達/發(fā)電機MGl的速度而無需考慮車輛速度。
[0128]由于發(fā)動機ENG和第一馬達/發(fā)電機MGl可以在第二混合操作模式下獨立控制(與在第一混合操作模式下相同)，可以顯著提高燃料經(jīng)濟性和驅(qū)動性能。
[0129]第三混合操作模式
[0130]圖6為用于解釋根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)在第三混合操作模式下的操作的圖。
[0131]由于連接至輸出元件的馬達/發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)速度限制于車輛速度，在第三混合操作模式下馬達/發(fā)電機不能有效操作并且馬達/發(fā)電機的容量難以降低。
[0132]特別地，如果限制于車輛速度的馬達/發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)速度由于高車輛速度而較高，馬達/發(fā)電機的效率可能變差并且可能難以優(yōu)化燃料經(jīng)濟性。
[0133]在這些情況下，第一行星齒輪組PGl的一個旋轉(zhuǎn)元件和第二行星齒輪組PG2的一個旋轉(zhuǎn)元件(連接至發(fā)動機ENG)聯(lián)接至第一行星齒輪組PGl的另一個旋轉(zhuǎn)元件和第二行星齒輪組PG2的另一個旋轉(zhuǎn)元件(連接至輸出齒輪0G)，從而控制發(fā)動機ENG的旋轉(zhuǎn)速度和兩個馬達/發(fā)電機MGl和MG2的旋轉(zhuǎn)速度而無需考慮車輛速度。因此，動力傳動系統(tǒng)可以作為連續(xù)可變變速器操作并且可以提高燃料經(jīng)濟性。
[0134]如果第二離合器CL2操作，第三旋轉(zhuǎn)元件N3的旋轉(zhuǎn)速度和第四旋轉(zhuǎn)元件N4的旋轉(zhuǎn)速度通過預(yù)定的齒輪比(第二傳動齒輪和第三傳動齒輪的齒輪比)而關(guān)聯(lián)，第三旋轉(zhuǎn)元件N3和第四旋轉(zhuǎn)元件N4以相同方向旋轉(zhuǎn)。
[0135]此外，由于第二旋轉(zhuǎn)元件N2和第五旋轉(zhuǎn)元件N5連接至輸出齒輪0G，第二旋轉(zhuǎn)元件N2和第五旋轉(zhuǎn)元件N5以相同速度旋轉(zhuǎn)。由于第一和第二行星齒輪組PGl和PG2的旋轉(zhuǎn)元件受預(yù)定的齒輪比限制，旋轉(zhuǎn)元件的速度和扭矩彼此限制。
[0136]此外，由于第一和第二馬達/發(fā)電機MGl和MG2的電能應(yīng)平衡,第一和第二行星齒輪組PGl和PG2的所有旋轉(zhuǎn)元件的速度和扭矩彼此關(guān)聯(lián)并且動力傳動系統(tǒng)在第三混合操作模式下作為電動連續(xù)可變變速器操作。
[0137]第一混合操作模式和第二混合操作模式可以轉(zhuǎn)換成第三混合操作模式。亦即，如果第一混合操作模式和第二混合操作模式轉(zhuǎn)換成第三混合操作模式，第二離合器CL2操作。之后，在第一和第二混合操作模式下可以獨立控制的發(fā)動機ENG和第二馬達/發(fā)電機MG2同步并且第一制動器BKl或第一離合器CLl松開。因此，可以平穩(wěn)進行至第三混合操作模式的轉(zhuǎn)換。
[0138]亦即，當?shù)谝换旌喜僮髂Ｊ睫D(zhuǎn)換成第三混合操作模式時，發(fā)動機ENG和第二馬達/發(fā)電機MG2通過操作第二離合器CL2而同步并且第一制動器BKl松開。當?shù)诙旌喜僮髂Ｊ睫D(zhuǎn)換成第三混合操作模式時，發(fā)動機ENG和第二馬達/發(fā)電機MG2通過操作第二離合器CL2而同步并且第一離合器CLl松開。
[0139]當從第一混合操作模式或第二混合操作模式轉(zhuǎn)換成第三混合操作模式時，第一和第二馬達/發(fā)電機MGl和MG2的扭矩方向不改變。因此，不產(chǎn)生由于模式轉(zhuǎn)換而造成的沖擊。
[0140]第一發(fā)動機模式
[0141]圖7A為用于解釋根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)在第一發(fā)動機模式下的操作的圖。
[0142]混合車輛中用于提高燃料經(jīng)濟性的重要技術(shù)是回收和再利用制動能量并且控制發(fā)動機的驅(qū)動點。
[0143]此外，發(fā)動機的驅(qū)動點的控制伴隨著發(fā)動機的機械能至馬達/發(fā)電機的電能的轉(zhuǎn)化和馬達/發(fā)電機的電能轉(zhuǎn)回至馬達/發(fā)電機的機械能的轉(zhuǎn)化。
[0144]在能量轉(zhuǎn)化的過程中，并非所有輸入能量都被輸出，因此產(chǎn)生能量損失。由于在任何行駛條件下，在車輛僅通過發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)動機模式下的燃料經(jīng)濟性可能優(yōu)于在混合模式下的燃料經(jīng)濟性，本發(fā)明的各個實施方案提供兩種發(fā)動機模式。
[0145]亦即，在第一發(fā)動機模式下第二離合器CL2和第一制動器BKl接合。在該情況下，第六旋轉(zhuǎn)元件N6作為固定元件操作，發(fā)動機ENG的旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)第三傳動齒輪TF3的齒輪比而變化然后傳遞至第四旋轉(zhuǎn)元件N4。因此，產(chǎn)生降低的速度比。
[0146]此時，由于第一和第二馬達/發(fā)電機MGl和MG2不需要提供扭矩，達到車輛僅通過發(fā)動機ENG驅(qū)動的第一發(fā)動機模式。
[0147]第二發(fā)動機模式
[0148]圖7B為用于解釋根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)在第二發(fā)動機模式下的操作的圖。
[0149]如果在車輛以第一發(fā)動機模式行駛的過程中車輛速度增加，第一制動器BKl松開并且第一離合器CLl操作。
[0150]在該情況下，第二行星齒輪組PG2的所有旋轉(zhuǎn)元件N4、N5和N6通過第一和第二離合器CLl和CL2的操作而以相同速度旋轉(zhuǎn)。此外，由于第三旋轉(zhuǎn)元件N3的旋轉(zhuǎn)速度比第四旋轉(zhuǎn)元件N4的旋轉(zhuǎn)速度更慢,第五旋轉(zhuǎn)元件N5比發(fā)動機ENG更快。
[0151]由于此時第一和第二馬達/發(fā)電機MGl和MG2不需要提供扭矩，達到車輛僅通過發(fā)動機ENG的扭矩驅(qū)動的第二發(fā)動機模式。
[0152]根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案，可以通過組合兩個行星齒輪組PGl和PG2、三個摩擦元件CL1、CL2和BKl以及兩個馬達/發(fā)電機MGl和MG2從而達到兩個EV模式、三個混合操作模式和兩個發(fā)動機模式。
[0153]此外，通過當分離發(fā)動機動力時給予機械動力傳遞路徑更多重視從而可以降低電負載并且可以使用發(fā)動機的最大動力。此外，當起動時可以減少模式轉(zhuǎn)換的數(shù)量，并且當轉(zhuǎn)換模式時可以最小化所有旋轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)速度的變化。
[0154]由于在節(jié)氣門全開(WOT)起動中提供足夠的動力性能，抑制了至發(fā)動機模式的轉(zhuǎn)換并且在第一、第二和第三混合操作模式之間的轉(zhuǎn)換中可以使用發(fā)動機的最大動力。
[0155]此外，第二離合器CL2設(shè)置在第一行星齒輪組PGl的第三旋轉(zhuǎn)元件N3和第二行星齒輪組PG2的第四旋轉(zhuǎn)元件N4之間，從而自由執(zhí)行從根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的第一混合操作模式或第二混合操作模式變化至第三混合操作模式的模式。如果第二離合器CL2操作，在第一和第二混合操作模式下可以獨立控制的發(fā)動機ENG和第二馬達/發(fā)電機MG2同步然后實現(xiàn)至第三混合操作模式的轉(zhuǎn)換。因此，可以平穩(wěn)實現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換。
[0156]因此，可以抑制由于第二離合器CL2的接合而造成的沖擊并且在模式轉(zhuǎn)換前后保持第一馬達/發(fā)電機MGl和第二馬達/發(fā)電機MG2的扭矩方向。因此，可控性極佳。
[0157]在實現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換之后，發(fā)動機在其最大動力點下以第三混合操作模式操作，第二馬達/發(fā)電機MG2的旋轉(zhuǎn)速度隨著車輛速度的升高而降低。因此,車輛可以在馬達的驅(qū)動極限范圍內(nèi)驅(qū)動。
[0158]由于提供發(fā)動機模式，車輛可以以高速行駛而沒有第一和第二馬達/發(fā)電機MGl和MG2的電負載。因此可以改進燃料經(jīng)濟性。
[0159]圖8為根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)的示意圖。
[0160]參考圖8，在圖1的動力傳動系統(tǒng)中，第一行星齒輪組PGl為單小齒輪行星齒輪組，但是在圖8的動力傳動系統(tǒng)中,第一行星齒輪組PGl為雙小齒輪行星齒輪組。
[0161]因此,第一太陽輪SI為第一旋轉(zhuǎn)兀件NI,第一齒圈Rl為第二旋轉(zhuǎn)兀件N2,第一行星架PCl為第三旋轉(zhuǎn)元件N3。
[0162]由于圖8的動力傳動系統(tǒng)的功能與圖1的動力傳動系統(tǒng)的功能相同，除了旋轉(zhuǎn)元件由第二和第三旋轉(zhuǎn)元件N2和N3組成，因此將省去其詳細說明。
[0163]圖9為根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)的示意圖。
[0164]參考圖9，在圖1的動力傳動系統(tǒng)中，第二行星齒輪組PG2為單小齒輪行星齒輪組，但是在圖9的動力傳動系統(tǒng)中,第二行星齒輪組PG2為雙小齒輪行星齒輪組。
[0165]因此，第二太陽輪S2為第四旋轉(zhuǎn)元件N4，第二齒圈R2為第五旋轉(zhuǎn)元件N2，第二行星架PC2為第六旋轉(zhuǎn)元件N6。
[0166]由于圖8的動力傳動系統(tǒng)的功能與圖1的動力傳動系統(tǒng)的功能相同，除了旋轉(zhuǎn)兀件由第五和第六旋轉(zhuǎn)元件N5和N6組成，因此將省去其詳細說明。
[0167]圖10為根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)的不意圖。
[0168]參考圖10，在圖1的動力傳動系統(tǒng)中作為選擇性動力傳遞裝置的離合器不設(shè)置在發(fā)動機ENG和第三旋轉(zhuǎn)元件N3之間，在圖10的動力傳動系統(tǒng)中作為選擇性動力傳遞裝置的第三離合器CL3設(shè)置在發(fā)動機ENG和第三旋轉(zhuǎn)元件N3之間。
[0169]因此，第三離合器CL3在需要發(fā)動機ENG的扭矩的模式下操作，發(fā)動機ENG的扭矩傳遞至第一行星齒輪組PGl的第三旋轉(zhuǎn)元件N3。
[0170]由于圖10的動力傳動系統(tǒng)的功能與圖1的動力傳動系統(tǒng)的功能相同，除了是否存在第三離合器CL3，因此將省去其詳細說明。
[0171]圖11為根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的動力傳動系統(tǒng)的示意圖。
[0172]參考圖11，在圖1的動力傳動系統(tǒng)中第二離合器CL2設(shè)置在輸入軸IS和第三傳動齒輪TF3之間，但是在圖11的動力傳動系統(tǒng)中第二離合器CL2設(shè)置在第三傳動齒輪TF3和第一旋轉(zhuǎn)軸RSl之間。
[0173]由于圖11的動力傳動系統(tǒng)的功能與圖1的動力傳動系統(tǒng)的功能相同，除了第二離合器CL2的位置，因此將省去其詳細說明。
[0174]根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案，通過當分離發(fā)動機動力時給予機械動力傳遞路徑更多重視從而可以降低電負載并且可以使用發(fā)動機的最大動力。此外，當起動時可以減少模式轉(zhuǎn)換的數(shù)量，并且當轉(zhuǎn)換模式時可以最小化所有旋轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)速度的變化。
[0175]由于在節(jié)氣門全開(WOT)起動中提供足夠的動力性能，抑制了至發(fā)動機模式的轉(zhuǎn)換并且在混合輸入分離模式和復(fù)合分離模式之間的轉(zhuǎn)換中可以使用發(fā)動機的最大動力。
[0176]此外，第二離合器設(shè)置在第一行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件和第二行星齒輪組的第四旋轉(zhuǎn)元件之間從而自由執(zhí)行從根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的第一混合操作模式或第二混合操作模式變化至第三混合操作模式的模式。如果第二離合器操作，在第一和第二混合操作模式下可以獨立控制的發(fā)動機和第二馬達/發(fā)電機同步然后實現(xiàn)至第三混合操作模式的轉(zhuǎn)換。因此，可以平穩(wěn)實現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換。
[0177]因此，可以抑制由于第二離合器的接合而造成的沖擊并且在模式轉(zhuǎn)換前后保持第一馬達/發(fā)電機和第二馬達/發(fā)電機的扭矩方向。因此，可控性極佳。
[0178]在實現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換之后，發(fā)動機在其最大動力點下以第三混合操作模式操作，第二馬達/發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)速度隨著車輛速度的升高而降低。因此，車輛可以在馬達的驅(qū)動極限范圍內(nèi)驅(qū)動。
[0179]由于提供發(fā)動機模式，車輛可以以高速行駛而沒有第一和第二馬達/發(fā)電機的電負載。因此可以改進燃料經(jīng)濟性。
[0180]為了方便解釋和精確限定所附權(quán)利要求，術(shù)語向后等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案的特征。
[0181]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。前面的描述并不旨在成為窮舉的，也并不旨在把本發(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)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書及其等價形式所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng),包括: 輸入軸，所述輸入軸接收發(fā)動機的扭矩； 第一旋轉(zhuǎn)軸，所述第一旋轉(zhuǎn)軸平行于所述輸入軸； 第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸上，并且包括第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件，所述第一旋轉(zhuǎn)元件通過在外部嚙合的齒輪連接至第一馬達/發(fā)電機，所述第二旋轉(zhuǎn)元件通過第二旋轉(zhuǎn)軸連接至輸出齒輪，所述第二旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置而與所述第一旋轉(zhuǎn)軸無旋轉(zhuǎn)干擾，所述第三旋轉(zhuǎn)元件通過在外部嚙合的齒輪連接至所述輸入軸； 第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸上，并且包括第四旋轉(zhuǎn)元件、第五旋轉(zhuǎn)元件和第六旋轉(zhuǎn)元件，所述第四旋轉(zhuǎn)元件通過所述第一旋轉(zhuǎn)軸連接至第二馬達/發(fā)電機并且通過在外部嚙合的齒輪選擇性連接至所述輸入軸，所述第五旋轉(zhuǎn)元件連接至所述第二旋轉(zhuǎn)元件，所述第六旋轉(zhuǎn)元件選擇性連接至變速器殼； 傳動齒輪，所述傳動齒輪分別形成所述在外部嚙合的齒輪；和 摩擦元件，所述摩擦元件選擇性連接所述第二行星齒輪組的一個旋轉(zhuǎn)元件和所述輸入軸，直接聯(lián)接所述第二行星齒輪組，或者選擇性連接所述第二行星齒輪組的另一個旋轉(zhuǎn)元件和所述變速器殼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，其中所述第一行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組，并且包括第一太陽輪、第一行星架和第一齒圈，所述第一太陽輪為所述第一旋轉(zhuǎn)元件，所述第一行星架為所述第二旋轉(zhuǎn)元件，所述第一齒圈為所述第三旋轉(zhuǎn)元件；和 其中所述第二行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組，并且包括第二太陽輪、第二行星架和第二齒圈，所述第二太陽輪為所述第四旋轉(zhuǎn)元件，所述第二行星架為所述第五旋轉(zhuǎn)元件，所述第二齒圈為所述第六旋轉(zhuǎn)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，其中所述第一行星齒輪組為雙小齒輪行星齒輪組，并且包括第一太陽輪、第一齒圈和第一行星架，所述第一太陽輪為所述第一旋轉(zhuǎn)元件，所述第一齒圈為所述第二旋轉(zhuǎn)元件，所述第一行星架為所述第三旋轉(zhuǎn)元件；和 其中所述第二行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組，并且包括第二太陽輪、第二行星架和第二齒圈，所述第二太陽輪為所述第四旋轉(zhuǎn)元件，所述第二行星架為所述第五旋轉(zhuǎn)元件，所述第二齒圈為所述第六旋轉(zhuǎn)元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，其中所述第一行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組，并且包括第一太陽輪、第一行星架和第一齒圈，所述第一太陽輪為所述第一旋轉(zhuǎn)元件，所述第一行星架為所述第二旋轉(zhuǎn)元件，所述第一齒圈為所述第三旋轉(zhuǎn)元件；和 其中所述第二行星齒輪組為雙小齒輪行星齒輪組，并且包括第二太陽輪、第二齒圈和第二行星架，所述第二太陽輪為所述第四旋轉(zhuǎn)元件，所述第二齒圈為所述第五旋轉(zhuǎn)元件，所述第二行星架為所述第六旋轉(zhuǎn)元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng),其中所述傳動齒輪包括: 第一傳動齒輪，所述第一傳動齒輪連接所述第一旋轉(zhuǎn)元件和所述第一馬達/發(fā)電機； 第二傳動齒輪，所述第二傳動齒輪連接所述輸入軸和所述第三旋轉(zhuǎn)元件；和 第三傳動齒輪，所述第三傳動齒輪連接所述輸入軸和所述第四旋轉(zhuǎn)元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，其中所述摩擦元件包括: 第一離合器，所述第一離合器設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第二旋轉(zhuǎn)軸之間； 第二離合器，所述第二離合器設(shè)置在所述輸入軸和所述第三傳動齒輪之間；和 第一制動器，所述第一制動器設(shè)置在所述第六旋轉(zhuǎn)元件和所述變速器殼之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng),其中所述第一制動器在第一EV模式下操作； 所述第一離合器在第二 EV模式下操作； 所述第一制動器在第一混合操作模式下操作； 所述第一離合器在第二混合操作模式下操作； 所述第二離合器在第三混合操作模式下操作； 所述第二離合器和所述第一制動器在第一發(fā)動機模式下操作；和 所述第一離合器和所述第二離合器在第二發(fā)動機模式下操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，其中第三離合器設(shè)置在所述發(fā)動機和所述輸入軸之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，其中所述摩擦元件包括: 第一離合器，所述第一離合器設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第二旋轉(zhuǎn)軸之間； 第二離合器，所述第二離合器設(shè)置在所述第三傳動齒輪和所述第一旋轉(zhuǎn)軸之間；和 第一制動器，所述第一制動器設(shè)置在所述第六旋轉(zhuǎn)元件和所述變速器殼之間。
10.一種混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，包括: 輸入軸，所述輸入軸接收發(fā)動機的扭矩； 第一旋轉(zhuǎn)軸，所述第一旋轉(zhuǎn)軸平行于所述輸入軸； 第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組包括第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件，所述第一旋轉(zhuǎn)元件連接至第一馬達/發(fā)電機，所述第二旋轉(zhuǎn)元件通過第二旋轉(zhuǎn)軸連接至輸出齒輪，所述第二旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置而與所述第一旋轉(zhuǎn)軸無旋轉(zhuǎn)干擾，所述第三旋轉(zhuǎn)元件連接至所述輸入軸； 第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組包括第四旋轉(zhuǎn)元件、第五旋轉(zhuǎn)元件和第六旋轉(zhuǎn)元件，所述第四旋轉(zhuǎn)元件連接至第二馬達/發(fā)電機并且選擇性連接至所述輸入軸，所述第五旋轉(zhuǎn)元件連接至所述第二旋轉(zhuǎn)元件，所述第六旋轉(zhuǎn)元件選擇性連接至變速器殼； 第一傳動齒輪，所述第一傳動齒輪連接所述第一旋轉(zhuǎn)元件和所述第一馬達/發(fā)電機； 第二傳動齒輪，所述第二傳動齒輪連接所述輸入軸和所述第三旋轉(zhuǎn)元件； 第三傳動齒輪，所述第三傳動齒輪連接所述輸入軸和所述第四旋轉(zhuǎn)元件；和摩擦元件，所述摩擦元件選擇性連接所述第二行星齒輪組的一個旋轉(zhuǎn)元件和所述輸入軸，直接聯(lián)接所述第二行星齒輪組，或者選擇性連接所述第二行星齒輪組的另一個旋轉(zhuǎn)元件和所述變速器殼。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，其中所述第一行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組，并且包括第一太陽輪、第一行星架和第一齒圈，所述第一太陽輪為所述第一旋轉(zhuǎn)元件，所述第一行星架為所述第二旋轉(zhuǎn)元件，所述第一齒圈為所述第三旋轉(zhuǎn)元件；和 其中所述第二行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組，并且包括第二太陽輪、第二行星架和第二齒圈，所述第二太陽輪為所述第四旋轉(zhuǎn)元件，所述第二行星架為所述第五旋轉(zhuǎn)元件，所述第二齒圈為所述第六旋轉(zhuǎn)元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，其中所述第一行星齒輪組為雙小齒輪行星齒輪組，并且包括第一太陽輪、第一齒圈和第一行星架，所述第一太陽輪為所述第一旋轉(zhuǎn)元件，所述第一齒圈為所述第二旋轉(zhuǎn)元件，所述第一行星架為所述第三旋轉(zhuǎn)元件；和 其中所述第二行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組，并且包括第二太陽輪、第二行星架和第二齒圈，所述第二太陽輪為所述第四旋轉(zhuǎn)元件，所述第二行星架為所述第五旋轉(zhuǎn)元件，所述第二齒圈為所述第六旋轉(zhuǎn)元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，其中所述第一行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組，并且包括第一太陽輪、第一行星架和第一齒圈，所述第一太陽輪為所述第一旋轉(zhuǎn)元件，所述第一行星架為所述第二旋轉(zhuǎn)元件，所述第一齒圈為所述第三旋轉(zhuǎn)元件；和 其中所述第二行星齒輪組為雙小齒輪行星齒輪組，并且包括第二太陽輪、第二齒圈和第二行星架，所述第二太陽輪為所述第四旋轉(zhuǎn)元件，所述第二齒圈為所述第五旋轉(zhuǎn)元件，所述第二行星架為所述第六旋轉(zhuǎn)元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，其中所述摩擦元件包括: 第一離合器，所述第一離合器設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第二旋轉(zhuǎn)軸之間； 第二離合器，所述第二離合器設(shè)置在所述輸入軸和所述第三傳動齒輪之間；和 第一制動器，所述第一制動器設(shè)置在所述第六旋轉(zhuǎn)元件和所述變速器殼之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，其中所述第一制動器在第一 EV模式下操作； 所述第一離合器在第二 EV模式下操作； 所述第一制動器在第一混合操作模式下操作； 所述第一離合器在第二混合操作模式下操作； 所述第二離合器在第三混合操作模式下操作； 所述第二離合器和所述第一制動器在第一發(fā)動機模式下操作；和 所述第一離合器和所述第二離合器在第二發(fā)動機模式下操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，其中第三離合器設(shè)置在所述發(fā)動機和所述輸入軸之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混合電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，其中所述摩擦元件包括: 第一離合器，所述第一離合器設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第二旋轉(zhuǎn)軸之間； 第二離合器，所述第二離合器設(shè)置在所述第三傳動齒輪和所述第一旋轉(zhuǎn)軸之間；和 第一制動器，所述第一制動器設(shè)置在所述第六旋轉(zhuǎn)元件和所述變速器殼之間。
【文檔編號】F16H3/72GK104279280SQ201310690045
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】李昌郁, 樸鐘述 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社