用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置及其控制方法。該裝置包括：發(fā)動(dòng)機(jī)，其被配置成向車(chē)輛供應(yīng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其直接連接于發(fā)動(dòng)機(jī)，并且被配置成產(chǎn)生電力并向變速器供應(yīng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；離合器，布置在第一電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間，并且被配置成選擇性地在第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)與所述變速器之間傳送旋轉(zhuǎn)動(dòng)力；第二電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，其電連接于第一電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并且被配置成產(chǎn)生電力，并連續(xù)地向變速器供應(yīng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；以及電池，被配置成向第一、第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)供應(yīng)電力，并且利用第一、第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行充電。
【專利說(shuō)明】用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置，其中行星齒輪、離合器和制動(dòng)器結(jié)合在一起，本發(fā)明更具體涉及這樣一種用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置及其控制方法，在該裝置中，可以利用一個(gè)電動(dòng)汽車(chē)模式和兩個(gè)混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)模式在特定行駛區(qū)域內(nèi)進(jìn)行有效行駛。
【背景技術(shù)】
[0002]一般而言，用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置通過(guò)離合器與制動(dòng)器的組合，而可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)(EV)模式，串聯(lián)(發(fā)動(dòng)機(jī)充電和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng))模式，以及動(dòng)力分離模式。在電池充分充電時(shí)，車(chē)輛可以在電量消耗范圍內(nèi)僅以EV模式行駛。
[0003]然而，當(dāng)電池達(dá)到下限時(shí)，車(chē)輛以串聯(lián)模式(series mode)和動(dòng)力分離模式行駛，同時(shí)在電量持續(xù)范圍內(nèi)保持電池荷電狀態(tài)(SOC )。
[0004]如圖1所示，用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的常規(guī)裝置使用兩個(gè)離合器，并且由兩個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。具體地，在設(shè)定EV模式中的EVl模式時(shí)，制動(dòng)器BK被操作。在設(shè)定EV模式的EV2模式時(shí)，第二離合器CL2被操作。因此，車(chē)輛僅利用電力來(lái)行駛。同時(shí)，在設(shè)定混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)(HEV)模式的串聯(lián)模式時(shí)，制動(dòng)器BK和第一離合器CLl被操作。在設(shè)定HEV模式的動(dòng)力分離模式時(shí)，第一離合器CLl和第二離合器CL2被操作。因此,車(chē)輛通過(guò)分離發(fā)動(dòng)機(jī)和第一、第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl和MG2的動(dòng)力而行駛。
[0005]在此，EV2模式用于高速低負(fù)載區(qū)域，且?guī)缀醪皇褂迷谔囟ㄐ旭倕^(qū)域。因此，北美城市測(cè)功機(jī)駕駛時(shí)間表(M)DS)行駛模式證明EV2模式只占用7%的燃料效率。也就是說(shuō)，即使在EV2模式被EVl模式代替時(shí)，也能獲得相同的燃料效率水平。因此，不必增加構(gòu)成兩個(gè)離合器的部件的數(shù)量。
[0006]相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)文件
[0007](專利文件I)美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào):2008/0243322。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置，其能夠簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)并保持燃料效率。
[0009]通過(guò)后面的描述將理解本發(fā)明的示例性實(shí)施例。并且，很明顯地，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過(guò)由此聲稱和組合的方法，意識(shí)到本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置包括發(fā)動(dòng)機(jī)，其被配置成向車(chē)輛供應(yīng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)，直接連接于發(fā)動(dòng)機(jī)，并且產(chǎn)生電力并向變速器供應(yīng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。離合器布置在第一電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間，并且選擇性地在第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)與變速器之間傳送旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。第二電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)電連接于第一電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并且產(chǎn)生電力，并連續(xù)地向變速器供應(yīng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電池向第一、第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)供應(yīng)電力，并且利用第一、第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行充電。
[0011]在此，變速器可被配置在單個(gè)小行星齒輪組中，該單個(gè)小行星齒輪組具有中心齒輪、環(huán)形齒輪、以及行星齒輪架。
[0012]環(huán)形齒輪可以通過(guò)制動(dòng)器選擇性地連接于變速箱，并且是轉(zhuǎn)動(dòng)的或固定的。
[0013]中心齒輪可以隨著第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)而轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0014]此外，行星齒輪架可以直接連接于車(chē)輛的輸出軸。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置的控制方法。該裝置包括:行星齒輪組，該行星齒輪組具有中心齒輪、環(huán)形齒輪、以及行星齒輪架；第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)，提供車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力；第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)，電連接于第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)；電池，被配置成向第一、第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)供應(yīng)電力；以及離合器，位于第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和環(huán)形齒輪之間。當(dāng)車(chē)輛的駕駛條件被設(shè)定為電動(dòng)車(chē)(EV)模式時(shí)，緊固制動(dòng)器以使環(huán)形齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)或固定，并釋放離合器。
[0016]在此，當(dāng)車(chē)輛的駕駛條件低于設(shè)定的車(chē)速，且被設(shè)置成低速混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)(HEV)模式時(shí)，離合器可以保持釋放狀態(tài)，且制動(dòng)器可以被緊固，從而可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力從第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力并驅(qū)動(dòng)第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)。
[0017]此外，當(dāng)車(chē)輛的駕駛條件高于設(shè)定的車(chē)速，且被設(shè)置成高速混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)(HEV)模式時(shí)，離合器可以被緊固，且制動(dòng)器可以被釋放，從而發(fā)動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)的輸出，可以經(jīng)由行星齒輪架，同時(shí)被供給車(chē)輛的輸出軸。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1示意地示出用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的傳統(tǒng)裝置的結(jié)構(gòu)；
[0019]圖2示出應(yīng)用于圖1的摩擦元件的操作表；
[0020]圖3示意地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置的結(jié)構(gòu)；
[0021]圖4示出應(yīng)用于圖3的摩擦元件的操作表；
[0022]圖5示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的插電式混合動(dòng)力車(chē)的控制方法的電動(dòng)車(chē)模式的動(dòng)力傳輸流；
[0023]圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的插電式混合動(dòng)力車(chē)的控制方法的低速混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)模式的動(dòng)力傳輸流；
[0024]圖7示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的插電式混合動(dòng)力車(chē)的控制方法的高速混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)模式的動(dòng)力傳輸流。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將參考附圖更加具體地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明還可以以不同的形式實(shí)施，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)被解釋為局限于在此提出的實(shí)施例。
[0026]圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置的結(jié)構(gòu)。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置包括:發(fā)動(dòng)機(jī)100、第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)201、第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)202、電池300、變速器400、輸出軸500、以及摩擦元件CL2和BK。車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩由發(fā)動(dòng)機(jī)100產(chǎn)生。發(fā)動(dòng)機(jī)100的曲柄軸(未示出)直接連接于第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)201。
[0027]此外，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)201連接于第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)202，以便向電池300提供電力。在此，充電器301連接于電池300以便能夠充電。
[0028]變速器400可以包括單個(gè)小行星齒輪組410，其具有中心齒輪S、行星齒輪架C、以及環(huán)形齒輪R。中心齒輪S直接連接于第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)202，且行星齒輪架C直接連接于輸出軸500。環(huán)形齒輪R通過(guò)制動(dòng)器BK選擇性地連接于變速箱420，因此是轉(zhuǎn)動(dòng)的或固定的。
[0029]離合器CL2置于第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)201和變速器400的環(huán)形齒輪R之間，以便選擇性地連接第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)201與環(huán)形齒輪R。
[0030]下面將詳細(xì)地描述如上所述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置及其控制方法。
[0031]圖4不出應(yīng)用于圖3的摩擦兀件的操作表。圖5不出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于控制插電式混合動(dòng)力車(chē)的方法的電動(dòng)車(chē)模式的動(dòng)力傳輸流。圖6不出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于控制插電式混合動(dòng)力車(chē)的方法的低速混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)模式的動(dòng)力傳輸流。圖7示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于控制插電式混合動(dòng)力車(chē)的方法的高速混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)模式的動(dòng)力傳輸流。
[0032]參考圖4，當(dāng)車(chē)輛的駕駛條件被設(shè)定為電動(dòng)車(chē)(EV)模式時(shí)，制動(dòng)器BK被操作，因此，環(huán)形齒輪R是固定的，且離合器CL2被釋放。也就是，如圖5所示，變速器400的環(huán)形齒輪R是由制動(dòng)器BK固定的。因此，輸出通過(guò)行星齒輪架C減小的速率。在此，電池300的電力只提供給第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)。因此，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)202被驅(qū)動(dòng)，使得車(chē)輛僅僅利用電池300充電的電力而行進(jìn)。
[0033]此外，如圖4所示，當(dāng)車(chē)輛的駕駛條件小于設(shè)定的車(chē)速，且被設(shè)定為低速混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)(HEV)模式時(shí)，離合器CL2保持釋放狀態(tài)，且制動(dòng)器BK被操作。因此，如圖6所示，直接連接于發(fā)動(dòng)機(jī)100的第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)201產(chǎn)生電力，同時(shí)，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)202被獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。因此，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)201電力的產(chǎn)生與第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)202的驅(qū)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行。在此，設(shè)定的車(chē)速可以被設(shè)定為，例如100km/h左右。
[0034]當(dāng)車(chē)輛的駕駛條件高于設(shè)定的車(chē)速，且被設(shè)定為高速HEV模式，則制動(dòng)器BK被釋放，與此同時(shí)，離合器CL2被接合。因此，如圖7所示，直接連接于發(fā)動(dòng)機(jī)100的第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)201經(jīng)由離合器CL2直接連接于變速器400的環(huán)形齒輪R。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)100的輸出經(jīng)由行星齒輪架C傳送到輸出軸500。直接連接于中心齒輪S的第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)202的驅(qū)動(dòng)力，經(jīng)由行星齒輪架C被傳送到輸出軸500。
[0035]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，去除了一個(gè)離合器。這樣減少了在離合器松開(kāi)條件下產(chǎn)生的體積、成本、以及阻力。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，與現(xiàn)有技術(shù)相比，去除了一個(gè)離合器，從而使結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化。
[0037]此外，發(fā)動(dòng)機(jī)與第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)之間的離合器被去除了，因此，傳動(dòng)系體積和總長(zhǎng)度都減小了。這樣有助于包裝。
[0038]盡管已經(jīng)參考具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，然而，顯然地，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的精神以及由權(quán)利要求所限定的保護(hù)范圍的情況下，還可以進(jìn)行各種修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置，包括: 發(fā)動(dòng)機(jī)，其被配置成向所述車(chē)輛供應(yīng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩； 第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其直接連接于所述發(fā)動(dòng)機(jī)，并且被配置成產(chǎn)生電力并向變速器供應(yīng)所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩； 離合器，布置在所述第一電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和所述變速器之間，并且被配置成選擇性地在所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)與所述變速器之間傳送旋轉(zhuǎn)動(dòng)力； 第二電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，其電連接于所述第一電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并且被配置成產(chǎn)生電力，并連續(xù)地向所述變速器供應(yīng)所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；以及 電池，被配置成向所述第一、第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)供應(yīng)電力，并且利用所述第一、第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行充電。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述變速器被配置在單個(gè)小行星齒輪組中，所述單個(gè)小行星齒輪組具有中心齒輪、環(huán)形齒輪、以及行星齒輪架。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述環(huán)形齒輪通過(guò)制動(dòng)器選擇性地連接于變速箱，并且是轉(zhuǎn)動(dòng)的或固定的。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述中心齒輪隨著所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)而轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述行星齒輪架直接連接于所述車(chē)輛的輸出軸。
6.一種用于驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力車(chē)的裝置的控制方法，其中所述裝置包括:行星齒輪組，所述行星齒輪組具有中心齒輪、環(huán)形齒輪、以及行星齒輪架；第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)，提供所述車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力；第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)，電連接于所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)；電池，被配置成向所述第一、第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)供應(yīng)電力；以及離合器，位于所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和所述環(huán)形齒輪之間，其中 當(dāng)所述車(chē)輛的駕駛條件被設(shè)定為電動(dòng)車(chē)(EV)模式時(shí)，操作制動(dòng)器以使所述環(huán)形齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)或固定，并釋放所述離合器。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中當(dāng)所述車(chē)輛的駕駛條件低于設(shè)定的車(chē)速，且被設(shè)置成低速混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)(HEV)模式時(shí)，所述離合器保持釋放狀態(tài)，且所述制動(dòng)器被緊固，從而利用所述發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力從所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力并驅(qū)動(dòng)所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中當(dāng)所述車(chē)輛的駕駛條件高于設(shè)定的車(chē)速，且被設(shè)置成高速混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)(HEV)模式時(shí)，所述離合器被緊固，且所述制動(dòng)器被釋放，從而所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)的輸出，經(jīng)由所述行星齒輪架，同時(shí)被供給所述車(chē)輛的輸出軸。
【文檔編號(hào)】B60K6/44GK104175859SQ201310537457
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月22日
【發(fā)明者】金仁燮 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社