混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供了一種混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其可包括輸入軸、第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、行星齒輪組、第一輸出齒輪、第二輸出齒輪和第一離合器，所述輸入軸連接至發(fā)動(dòng)機(jī)；所述第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)設(shè)置于變速器外殼上；所述行星齒輪組設(shè)置于所述輸入軸上，并具有三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件連接至所述變速器外殼，另一旋轉(zhuǎn)元件連接至所述輸入軸，且又一旋轉(zhuǎn)元件連接至所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)并作為輸出元件進(jìn)行操作；所述第一輸出齒輪設(shè)置于所述輸入軸上而無兩者之間的旋轉(zhuǎn)干擾，并連接至所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)；所述第二輸出齒輪設(shè)置于所述輸入軸上而無兩者之間的旋轉(zhuǎn)干擾；所述第一離合器將所述第二輸出齒輪選擇性地連接至所述輸入軸。
【專利說明】混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年6月24日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2013-0072278號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?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)明涉及一種混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及一種混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其可實(shí)現(xiàn)EV模式、連續(xù)模式以及包括直接聯(lián)接和OD的并行模式。
【背景技術(shù)】
[0004]通常，混合動(dòng)力車輛為一種有效使用兩種不同的動(dòng)力源的車輛。這樣的混合電動(dòng)車輛通常使用發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)?；旌想妱?dòng)車輛使用具有相對(duì)更好的低速扭矩特性的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)作為在低速下的主動(dòng)力源，并且使用具有相對(duì)更好的高速扭矩特性的發(fā)動(dòng)機(jī)作為在高速下的主動(dòng)力源。由于混合電動(dòng)車輛在低速區(qū)域處停止使用化石燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作并且使用電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，因此可改進(jìn)燃料消耗，并且可減少?gòu)U氣。
[0005]混合電動(dòng)車輛的動(dòng)力變速器系統(tǒng)分為單模式類型和多模式類型。用于換檔控制的諸如離合器和制動(dòng)器的扭矩傳遞裝置是不必要的，但是燃料消耗由于在高速區(qū)域處的效率劣化而較高，并且需要額外的扭矩倍增設(shè)備以應(yīng)用于根據(jù)單模式類型的大型車輛。
[0006]由于多模式類型在高速區(qū)域處具有高效率，并能夠自發(fā)地倍增扭矩，因此多模式類型可應(yīng)用于全尺寸車輛。因此，應(yīng)用多模式類型而非單模式類型作為混合電動(dòng)車輛的動(dòng)力變速器系統(tǒng)，并且也持續(xù)研究多模式類型。
[0007]多模式類型的動(dòng)力變速器系統(tǒng)包括多個(gè)行星齒輪組、作為電動(dòng)機(jī)和/或發(fā)電機(jī)操作的多個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、控制所述行星齒輪組的旋轉(zhuǎn)元件的多個(gè)扭矩傳遞裝置，以及用作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的動(dòng)力源的電池。
[0008]多模式類型的動(dòng)力變速器系統(tǒng)取決于行星齒輪組、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)以及扭矩傳遞裝置的連接而具有不同的操作機(jī)制。此外，多模式類型的動(dòng)力變速器系統(tǒng)取決于行星齒輪組、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)以及扭矩傳遞裝置的連接而具有不同的特征，如耐久性、動(dòng)力傳遞效率和尺寸。因此，也持續(xù)研究混合電動(dòng)車輛的動(dòng)力變速器系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以獲得無動(dòng)力損失的穩(wěn)固且緊湊的動(dòng)力變速器系統(tǒng)。
[0009]公開于該【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)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】
[0010]本發(fā)明已致力于提供一種混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其具有如下優(yōu)點(diǎn):通過在輸入軸上設(shè)置兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和兩個(gè)離合器而實(shí)現(xiàn)EV模式、連續(xù)模式，以及包括直接聯(lián)接和OD的并行模式。
[0011]另外，本發(fā)明已致力于提供一種混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其具有如下另外的優(yōu)點(diǎn):通過在除了并行模式之外的模式下不使用離合器而提高燃料經(jīng)濟(jì)性。此外，本發(fā)明已致力于提供一種混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其具有如下另外的優(yōu)點(diǎn):通過行星齒輪組而實(shí)現(xiàn)用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的減速齒輪比。另外，本發(fā)明已致力于提供一種混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其具有如下另外的優(yōu)點(diǎn):使用行星齒輪組而實(shí)現(xiàn)OD(超速傳動(dòng))。因此，可去除用于實(shí)現(xiàn)OD的常規(guī)輸出齒輪組，并可縮短變速器的長(zhǎng)度。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)可包括:輸入軸、第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、行星齒輪組、第一輸出齒輪、第二輸出齒輪和第一離合器，所述輸入軸連接至發(fā)動(dòng)機(jī)；所述第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)設(shè)置于變速器外殼上；所述行星齒輪組設(shè)置于所述輸入軸上，并具有三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件連接至所述變速器外殼，另一旋轉(zhuǎn)元件連接至所述輸入軸，且又一旋轉(zhuǎn)元件連接至所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)并作為輸出元件進(jìn)行操作；所述第一輸出齒輪設(shè)置于所述輸入軸上而無兩者之間的旋轉(zhuǎn)干擾，并連接至所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)；所述第二輸出齒輪設(shè)置于所述輸入軸上而無兩者之間的旋轉(zhuǎn)干擾；所述第一離合器將所述第二輸出齒輪選擇性地連接至所述輸入軸。
[0013]所述變速器系統(tǒng)還可包括第二離合器，所述第二離合器將所述第二輸出齒輪選擇性地連接至所述行星齒輪組的又一旋轉(zhuǎn)元件。
[0014]所述行星齒輪組可為單小齒輪行星齒輪組，其包括作為其三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件的太陽齒輪、行星架和環(huán)狀齒輪，其中所述太陽齒輪固定至變速器外殼，所述行星架直接連接至所述輸入軸，且所述環(huán)狀齒輪直接連接至所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)并通過所述第二離合器而選擇性地連接至所述第二輸出齒輪。
[0015]所述變速器系統(tǒng)還可包括減速齒輪單元，所述減速齒輪單元包括中間軸，所述中間軸與所述輸入軸基本上平行設(shè)置并設(shè)置于所述第一和第二輸出齒輪與差動(dòng)裝置的最終減速齒輪之間，以將所述第一和第二輸出齒輪的扭矩傳輸至所述差動(dòng)裝置。所述減速齒輪單元可包括:第一中間齒輪、第二中間齒輪和驅(qū)動(dòng)齒輪，所述第一中間齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述第一輸出齒輪外嚙；所述第二中間齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述第二輸出齒輪外嚙；所述驅(qū)動(dòng)齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述差動(dòng)裝置的最終減速齒輪外嚙。
[0016]所述第一和第二輸出齒輪以及所述第一和第二離合器可設(shè)置于所述行星齒輪組與所述發(fā)動(dòng)機(jī)之間。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)其他方面的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)可包括:輸入軸、第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、行星齒輪組、第一輸出齒輪、第二輸出齒輪和一個(gè)離合器,所述輸入軸連接至發(fā)動(dòng)機(jī)；所述第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)設(shè)置于變速器外殼上；所述行星齒輪組設(shè)置于所述輸入軸上，并具有三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件連接至所述變速器外殼，另一旋轉(zhuǎn)元件連接至所述輸入軸，且又一旋轉(zhuǎn)元件連接至所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)；所述第一輸出齒輪連接至所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)并輸出扭矩；所述第二輸出齒輪獨(dú)立于所述第一輸出齒輪而輸出扭矩；所述一個(gè)離合器將所述第二輸出齒輪選擇性地連接至所述行星齒輪組的又一旋轉(zhuǎn)元件。
[0018]所述變速器系統(tǒng)還可包括另一離合器，所述另一離合器將所述第二輸出齒輪選擇性地連接至所述輸入軸。
[0019]所述行星齒輪組可為單小齒輪行星齒輪組，其包括作為其三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件的太陽齒輪、行星架和環(huán)狀齒輪，其中所述太陽齒輪固定至變速器外殼，所述行星架直接連接至所述輸入軸，且所述環(huán)狀齒輪直接連接至所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)并通過所述第二離合器而選擇性地連接至所述第二輸出齒輪。
[0020]所述變速器系統(tǒng)還可包括減速齒輪單元，所述減速齒輪單元包括中間軸，所述中間軸與所述輸入軸基本上平行設(shè)置并設(shè)置于所述第一和第二輸出齒輪與差動(dòng)裝置的最終減速齒輪之間，以將所述第一和第二輸出齒輪的扭矩傳輸至所述差動(dòng)裝置。所述減速齒輪單元可包括:第一中間齒輪、第二中間齒輪和驅(qū)動(dòng)齒輪，所述第一中間齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述第一輸出齒輪外嚙；所述第二中間齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述第二輸出齒輪外嚙；所述驅(qū)動(dòng)齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述差動(dòng)裝置的最終減速齒輪外嚙。
[0021]所述第一和第二輸出齒輪、所述一個(gè)離合器和所述另一離合器可設(shè)置于所述行星齒輪組與所述發(fā)動(dòng)機(jī)之間。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)其他方面的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)可包括:輸入軸、第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、行星齒輪組、第一輸出齒輪、第二輸出齒輪、第一離合器和第二離合器，所述輸入軸連接至發(fā)動(dòng)機(jī)；所述第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)設(shè)置于變速器外殼上；所述行星齒輪組包括第一、第二和第三旋轉(zhuǎn)元件，其中所述第一旋轉(zhuǎn)元件固定至所述變速器外殼，所述第二旋轉(zhuǎn)元件連接至所述輸入軸，且所述第三旋轉(zhuǎn)元件連接至所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)；所述第一輸出齒輪連接至所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)并輸出扭矩；所述第二輸出齒輪獨(dú)立于所述第一輸出齒輪而輸出扭矩；所述第一離合器將所述第二輸出齒輪選擇性地連接至所述輸入軸；所述第二離合器將所述第二輸出齒輪選擇性地連接至所述行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件。
[0023]所述行星齒輪組可為單小齒輪行星齒輪組，其中所述第一旋轉(zhuǎn)元件為太陽齒輪，所述第二旋轉(zhuǎn)元件為行星架，且所述第三旋轉(zhuǎn)元件為環(huán)狀齒輪。
[0024]所述變速器系統(tǒng)還可包括減速齒輪單元，所述減速齒輪單元包括中間軸，所述中間軸與所述輸入軸基本上平行設(shè)置并設(shè)置于所述第一和第二輸出齒輪與差動(dòng)裝置的最終減速齒輪之間，以將所述第一和第二輸出齒輪的扭矩傳輸至所述差動(dòng)裝置。所述減速齒輪單元可包括:第一中間齒輪、第二中間齒輪和驅(qū)動(dòng)齒輪，所述第一中間齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述第一輸出齒輪外嚙；所述第二中間齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述第二輸出齒輪外嚙；所述驅(qū)動(dòng)齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述差動(dòng)裝置的最終減速齒輪外嚙。
[0025]所述第一和第二輸出齒輪以及所述第一和第二離合器可設(shè)置于所述行星齒輪組與所述發(fā)動(dòng)機(jī)之間。
[0026]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【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的方法和設(shè)備所具有的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將更為具體地變得清楚或得以闡明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為根據(jù)本發(fā)明的混合電動(dòng)車輛的一個(gè)示例性變速器系統(tǒng)的示意圖。
[0028]圖2為應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的混合電動(dòng)車輛的一個(gè)示例性變速器系統(tǒng)的在每個(gè)模式下的摩擦元件的操作圖表。
[0029]圖3為示出了在根據(jù)本發(fā)明的混合電動(dòng)車輛的一個(gè)示例性變速器系統(tǒng)中在EV模式下的動(dòng)力流的示意圖。
[0030]圖4為示出了在根據(jù)本發(fā)明的混合電動(dòng)車輛的一個(gè)示例性變速器系統(tǒng)中在連續(xù)模式下的動(dòng)力流的示意圖。
[0031]圖5為示出了在根據(jù)本發(fā)明的混合電動(dòng)車輛的一個(gè)示例性變速器系統(tǒng)中在并行模式的直接聯(lián)接下的動(dòng)力流的示意圖。
[0032]圖6為示出了在根據(jù)本發(fā)明的混合電動(dòng)車輛的一個(gè)示例性變速器系統(tǒng)中在并行模式的OD下的動(dòng)力流的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案詳細(xì)地作出引用，這些實(shí)施方案的實(shí)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(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)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(jià)形式及其它實(shí)施方案。
[0034]對(duì)于解釋各個(gè)實(shí)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(biāo)記表示。在具體描述中，使用序數(shù)區(qū)別具有相同術(shù)語而不具有特定含義的組成元件。
[0035]圖1為根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)的示意圖。參照?qǐng)D1，混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)而改變發(fā)動(dòng)機(jī)Eng以及第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl和MG2的扭矩，并將經(jīng)改變的扭矩通過輸出齒輪OG輸出。
[0036]變速器系統(tǒng)包括第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl和MG2、行星齒輪組PG、第一和第二輸出齒輪OGl和0G2、第一和第二離合器CLl和CL2，以及減速齒輪單元CGU。第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2為獨(dú)立的動(dòng)力源，并且各自作為電動(dòng)機(jī)和/或發(fā)電機(jī)進(jìn)行操作。
[0037]第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl直接連接至行星齒輪組PG的一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，以作為用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行操作，或者作為通過傳輸通過所述一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件的發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩而發(fā)電的發(fā)電機(jī)進(jìn)行操作。第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2直接連接至輸出齒輪0G1，以作為供應(yīng)扭矩的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行操作。
[0038]為此目的，將第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl的定子和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的定子固定至變速器外殼H,并將第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl的轉(zhuǎn)子和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)子分別連接至行星齒輪組PG的一個(gè)旋轉(zhuǎn)兀件和第一輸出齒輪0G1。第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl和MG2以及行星齒輪組PG設(shè)置于輸入軸IS上。
[0039]另外，第一和第二離合器CLl和CL2可為通過液壓操作的濕式常規(guī)多碟摩擦元件，并且為選擇性地連接旋轉(zhuǎn)元件與另一旋轉(zhuǎn)元件的摩擦元件。
[0040]在下文，將更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)。
[0041]行星齒輪組PG為單小齒輪行星齒輪組,并包括作為其旋轉(zhuǎn)元件的太陽齒輪S、行星架PC和環(huán)狀齒輪R，所述行星架PC可旋轉(zhuǎn)地支撐與太陽齒輪S外嚙的小齒輪P，所述環(huán)狀齒輪R與小齒輪P內(nèi)嚙。太陽齒輪S固定至變速器外殼H，行星架PC連接至輸入軸IS，且環(huán)狀齒輪R作為輸出元件進(jìn)行操作并連接至第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl。
[0042]第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl連接至行星齒輪組PG的環(huán)狀齒輪R，以驅(qū)動(dòng)環(huán)狀齒輪R或者通過環(huán)狀齒輪R的扭矩而作為發(fā)電機(jī)進(jìn)行操作。第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2連接至第一輸出齒輪0G1,以將扭矩直接傳輸至第一輸出齒輪0G1。
[0043]第一離合器CLl設(shè)置于輸入軸IS與第二輸出齒輪0G2之間，并選擇性地連接輸入軸IS和第二輸出齒輪0G2。因此，第一離合器CLl將發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的扭矩直接傳輸至第二輸出齒輪0G2。第二離合器CL2設(shè)置于行星齒輪組PG的環(huán)狀齒輪R與第二輸出齒輪0G2之間，并選擇性地連接行星齒輪組PG的環(huán)狀齒輪R和第二輸出齒輪0G2。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的扭矩通過行星齒輪組PG而改變，且經(jīng)改變的扭矩被輸入至第二輸出齒輪0G2。
[0044]在本文，第一和第二輸出齒輪OGl和0G2以及第一和第二離合器CLl和CL2設(shè)置于行星齒輪組PG與發(fā)動(dòng)機(jī)Eng之間。另外，第一和第二輸出齒輪OGl和0G2通過減速齒輪單元CGU而連接至差動(dòng)裝置DIFF的最終減速齒輪FG。
[0045]減速齒輪單元CGU位于輸入軸IS與差動(dòng)裝置DIFF之間。減速齒輪單元CGU包括與輸入軸IS平行或基本上平行設(shè)置的中間軸CS、位于中間軸CS的端部并與第一輸出齒輪OGl外嚙的第一中間齒輪CG1，和設(shè)置于中間軸CS的中間部分并與第二輸出齒輪0G2外嚙的第二中間齒輪CG2。另外，減速齒輪單元CGU還包括驅(qū)動(dòng)齒輪DG，所述驅(qū)動(dòng)齒輪位于中間軸CS的另一端部，并與差動(dòng)裝置DIFF的最終減速齒輪FG外嚙。
[0046]第一和第二中間齒輪CGl和CG2的直徑大于驅(qū)動(dòng)齒輪DG的直徑。因此，減速齒輪單元CGU降低第一和第二輸出齒輪OGl和0G2的速度，并將經(jīng)降低的速度傳輸至最終減速齒輪FG。
[0047]圖2為應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)的在每個(gè)模式下的摩擦元件的操作圖表。參照?qǐng)D2，混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)EV模式、連續(xù)模式，以及包括直接聯(lián)接和OD的并行模式。
[0048]即，第一和第二離合器CLl和CL2在EV模式和連續(xù)模式下被釋放，第一離合器CLl在并行模式的直接聯(lián)接下操作，且第二離合器CL2在并行模式的OD下操作。在此時(shí)，在驅(qū)動(dòng)下，可根據(jù)第一和第二中間齒輪CGl和CG2和減速齒輪單元CGU的驅(qū)動(dòng)齒輪DG的齒輪比而實(shí)現(xiàn)直接聯(lián)接驅(qū)動(dòng)和超速傳動(dòng)，所述減速齒輪單元CGU的驅(qū)動(dòng)齒輪DG在并行模式的直接聯(lián)接下與第一和第二輸出齒輪OGl和0G2接合。
[0049]在下文，將參照?qǐng)D3至圖6描述在根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)中在每個(gè)模式下的扭矩流。
[0050]圖3為示出了在根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)中在EV模式下的動(dòng)力流的示意圖。參照?qǐng)D3，所有的離合器在EV模式下釋放。
[0051]在EV模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)Eng停止，行星齒輪組PG不直接涉及換擋，第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的旋轉(zhuǎn)速度被直接輸入至第一輸出齒輪OGl。因此，可在EV模式下實(shí)現(xiàn)電動(dòng)連續(xù)可變換擋。即，第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的扭矩通過第一輸出齒輪OGl、第一中間齒輪CGl和驅(qū)動(dòng)齒輪DG而傳輸至差動(dòng)裝置DIFF的最終減速齒輪FG。
[0052]圖4為示出了在根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)中在連續(xù)模式下的動(dòng)力流的示意圖。參照?qǐng)D4，所有的離合器在連續(xù)模式下釋放。
[0053]如果發(fā)動(dòng)機(jī)Eng在EV模式下啟動(dòng)，則實(shí)現(xiàn)連續(xù)模式。將由第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl產(chǎn)生的電力作為連續(xù)模式下的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力供應(yīng)至第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2。在此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)Eng由第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl啟動(dòng)。即，如果操作第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl并將第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl的扭矩輸入至行星齒輪組PG的環(huán)狀齒輪R，則太陽齒輪S作為固定元件進(jìn)行操作，且經(jīng)增加的扭矩通過行星架PC輸出。將用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的扭矩通過連接至行星架PC的輸入軸IS而供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)Eng，并啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)Eng。
[0054]在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)Eng之后,第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl不操作,且第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl通過經(jīng)由環(huán)狀齒輪R接收發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的經(jīng)增加的速度而發(fā)電。
[0055]在連續(xù)模式下，行星齒輪組不直接涉及換擋，且可通過第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)MG2的輸出而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)連續(xù)可變換擋。在此時(shí)，僅在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)Eng和第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl發(fā)電時(shí)涉及行星齒輪組PG。即，如同在EV模式中那樣，在連續(xù)模式下，第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的扭矩直接輸出至第一輸出齒輪0G1。
[0056]因此,第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的扭矩通過第一輸出齒輪0G1、第一中間齒輪CGl和驅(qū)動(dòng)齒輪DG而傳輸至差動(dòng)裝置DIFF的最終減速齒輪FG。在此時(shí)，第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2使用由第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl所產(chǎn)生的電力作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。另外，將剩余電力充入電池中。
[0057]圖5為示出了在根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)中在并行模式的直接聯(lián)接下的動(dòng)力流的示意圖。參照?qǐng)D5，第一離合器CLl在并行模式的直接聯(lián)接下操作。
[0058]在并行模式的直接聯(lián)接下，發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的扭矩用作主動(dòng)力，第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的扭矩用作輔助動(dòng)力。即，通過第一離合器CLl的操作將發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的扭矩作為主動(dòng)力通過輸入軸IS供應(yīng)至第二輸出齒輪0G2，并將第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的扭矩作為輔助動(dòng)力供應(yīng)至第一輸出齒輪OGl。在此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的扭矩的一部分可涉及第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl的動(dòng)力產(chǎn)生。
[0059]在并行模式的直接聯(lián)接下，行星齒輪組不直接涉及換擋，且電動(dòng)連續(xù)可變換擋可通過如下扭矩實(shí)現(xiàn):通過輸入軸IS傳輸至第二輸出齒輪0G2的發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的扭矩和傳輸至第一輸出齒輪OGl的第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的扭矩。
[0060]如上所述,輸入至第一和第二輸出齒輪OGl和0G2的第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的扭矩通過第一和第二中間齒輪CGl和CG2以及驅(qū)動(dòng)齒輪DG傳輸至差動(dòng)裝置DIFF的最終減速齒輪FG。
[0061]圖6為示出了在根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)中在并行模式的OD下的動(dòng)力流的示意圖。參照?qǐng)D6，第二離合器CL2在并行模式的OD下操作。
[0062]在并行模式的OD下，發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的扭矩用作主動(dòng)力，第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的扭矩用作輔助動(dòng)力。即，如果通過第二離合器CL2的操作而將發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的扭矩通過輸入軸IS輸入至行星齒輪組PG的行星架PC，則太陽齒輪S作為固定元件進(jìn)行操作，并將經(jīng)增加的速度作為主動(dòng)力通過環(huán)狀齒輪R傳輸至第二輸出齒輪0G2。同時(shí),第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的扭矩作為輔助動(dòng)力傳輸至第一輸出齒輪0G1。在此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的扭矩的部分可涉及第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl的動(dòng)力產(chǎn)生。
[0063]在并行模式的OD下，行星齒輪組不直接涉及換擋，且電動(dòng)連續(xù)可變換擋可通過如下扭矩實(shí)現(xiàn):通過輸入軸IS和行星齒輪組PG傳輸至第二輸出齒輪0G2的發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的扭矩和傳輸至第一輸出齒輪OGl的第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的扭矩。
[0064]如上所述,輸入至第一和第二輸出齒輪OGl和0G2的第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的扭矩通過第一和第二中間齒輪CGl和CG2以及驅(qū)動(dòng)齒輪DG傳輸至差動(dòng)裝置DIFF的最終減速齒輪FG。
[0065]因此，發(fā)動(dòng)機(jī)Eng、第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2中的全部可產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩，第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl可通過使用發(fā)動(dòng)機(jī)Eng的扭矩而發(fā)電，且車輛所需的連續(xù)齒輪比可通過控制第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2而形成。因此，燃料經(jīng)濟(jì)性可得以改進(jìn)。即，EV模式、連續(xù)模式以及包括直接聯(lián)接和OD的并行模式可通過在輸入軸上設(shè)置兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl和MG2以及兩個(gè)離合器CLl和CL2而實(shí)現(xiàn)。
[0066]另外，由于離合器不在除了并行模式之外的模式下使用，應(yīng)用于離合器的操作壓力可得以最小化，且燃料經(jīng)濟(jì)性可得以改進(jìn)。此外，由于將直接聯(lián)接加入并行模式中，因此燃料經(jīng)濟(jì)性可得以提高，且第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)MGl的容量可得以降低。此外，由于OD通過使用行星齒輪組PG而實(shí)現(xiàn)，因此可去除用于實(shí)現(xiàn)OD的常規(guī)輸出齒輪組，并可縮短變速器的長(zhǎng)度。
[0067]為了方便解釋和精確限定所附權(quán)利要求，術(shù)語“外部”或“內(nèi)部”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(shí)施方式的特征。
[0068]前面對(duì)本發(fā)明具體示例性實(shí)施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發(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(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)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(shí)施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍旨在由所附權(quán)利要求書及其等價(jià)形式所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，包括: 輸入軸，所述輸入軸連接至發(fā)動(dòng)機(jī)； 第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)設(shè)置于變速器外殼上； 行星齒輪組，所述行星齒輪組設(shè)置于所述輸入軸上，并具有三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件連接至所述變速器外殼，另一旋轉(zhuǎn)元件連接至所述輸入軸，且又一旋轉(zhuǎn)元件連接至所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)并作為輸出元件進(jìn)行操作； 第一輸出齒輪，所述第一輸出齒輪設(shè)置于所述輸入軸上而無所述第一輸出齒輪與所述輸入軸之間的旋轉(zhuǎn)干擾，并連接至所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)； 第二輸出齒輪，所述第二輸出齒輪設(shè)置于所述輸入軸上而無所述第二輸出齒輪與所述輸入軸之間的旋轉(zhuǎn)干擾；以及 第一離合器，所述第一離合器將所述第二輸出齒輪選擇性地連接至所述輸入軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，還包括第二離合器，所述第二離合器將所述第二輸出齒輪選擇性地連接至所述行星齒輪組的所述又一旋轉(zhuǎn)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其中所述行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組，所述行星齒輪組包括作為所述行星齒輪組的三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件的太陽齒輪、行星架和環(huán)狀齒輪，其中所述太陽齒輪固定至所述變速器外殼，所述行星架直接連接至所述輸入軸，且所述環(huán)狀齒輪直接連接至所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)并通過所述第二離合器而選擇性地連接至所述第二輸出齒輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，還包括: 減速齒輪單元，所述減速齒輪單元包括中間軸，所述中間軸與所述輸入軸基本上平行設(shè)置并設(shè)置于所述第一輸出齒輪和所述第二輸出齒輪與差動(dòng)裝置的最終減速齒輪之間，以將所述第一輸出齒輪和所述第二輸出齒輪的扭矩傳輸至所述差動(dòng)裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其中所述減速齒輪單元包括: 第一中間齒輪，所述第一中間齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述第一輸出齒輪外嚙； 第二中間齒輪，所述第二中間齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述第二輸出齒輪外嚙；以及 驅(qū)動(dòng)齒輪，所述驅(qū)動(dòng)齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述差動(dòng)裝置的最終減速齒輪外嚙。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其中所述第一輸出齒輪和所述第二輸出齒輪以及所述第一離合器和所述第二離合器設(shè)置于所述行星齒輪組與所述發(fā)動(dòng)機(jī)之間。
7.一種混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，包括: 輸入軸，所述輸入軸連接至發(fā)動(dòng)機(jī)； 第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)設(shè)置于變速器外殼上； 行星齒輪組，所述行星齒輪組設(shè)置于所述輸入軸上，并具有三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件連接至所述變速器外殼，另一旋轉(zhuǎn)元件連接至所述輸入軸，且又一旋轉(zhuǎn)元件連接至所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)； 第一輸出齒輪，所述第一輸出齒輪連接至所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)并輸出扭矩；第二輸出齒輪，所述第二輸出齒輪獨(dú)立于所述第一輸出齒輪而輸出扭矩；以及一個(gè)離合器，所述一個(gè)離合器將所述第二輸出齒輪選擇性地連接至所述行星齒輪組的所述又一旋轉(zhuǎn)元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，還包括另一離合器，所述另一離合器將所述第二輸出齒輪選擇性地連接至所述輸入軸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其中所述行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組，所述行星齒輪組包括作為所述行星齒輪組的三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件的太陽齒輪、行星架和環(huán)狀齒輪，其中所述太陽齒輪固定至所述變速器外殼，所述行星架直接連接至所述輸入軸，且所述環(huán)狀齒輪直接連接至所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)并通過所述一個(gè)離合器而選擇性地連接至所述第二輸出齒輪。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，還包括減速齒輪單元，所述減速齒輪單元包括中間軸，所述中間軸與所述輸入軸基本上平行設(shè)置并設(shè)置于所述第一輸出齒輪和所述第二輸出齒輪與差動(dòng)裝置的最終減速齒輪之間，以將所述第一輸出齒輪和所述第二輸出齒輪的扭矩傳輸至所述差動(dòng)裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其中所述減速齒輪單元包括: 第一中間齒輪，所述第一中間齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述第一輸出齒輪外嚙； 第二中間齒輪，所述第二中間齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述第二輸出齒輪外嚙；以及 驅(qū)動(dòng)齒輪，所述驅(qū)動(dòng)齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述差動(dòng)裝置的最終減速齒輪外嚙。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其中所述第一輸出齒輪和所述第二輸出齒輪、所述一個(gè)離合器和所述另一離合器設(shè)置于所述行星齒輪組與所述發(fā)動(dòng)機(jī)之間。
13.一種混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，包括: 輸入軸，所述輸入軸連接至發(fā)動(dòng)機(jī)； 第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)設(shè)置于變速器外殼上； 行星齒輪組，所述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，其中所述第一旋轉(zhuǎn)元件固定至所述變速器外殼，所述第二旋轉(zhuǎn)元件連接至所述輸入軸，且所述第三旋轉(zhuǎn)元件連接至所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)； 第一輸出齒輪，所述第一輸出齒輪連接至所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)并輸出扭矩；第二輸出齒輪，所述第二輸出齒輪獨(dú)立于所述第一輸出齒輪而輸出扭矩；以及第一離合器，所述第一離合器將所述第二輸出齒輪選擇性地連接至所述輸入軸；以及第二離合器，所述第二離合器將所述第二輸出齒輪選擇性地連接至所述行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其中所述行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組，且其中所述第一旋轉(zhuǎn)元件為太陽齒輪，所述第二旋轉(zhuǎn)元件為行星架，且所述第三旋轉(zhuǎn)元件為環(huán)狀齒輪。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，還包括減速齒輪單元，所述減速齒輪單元包括中間軸，所述中間軸與所述輸入軸基本上平行設(shè)置并設(shè)置于所述第一輸出齒輪和所述第二輸出齒輪與差動(dòng)裝置的最終減速齒輪之間，以將所述第一輸出齒輪和所述第二輸出齒輪的扭矩傳輸至所述差動(dòng)裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其中所述減速齒輪單元包括: 第一中間齒輪，所述第一中間齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述第一輸出齒輪外嚙； 第二中間齒輪，所述第二中間齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述第二輸出齒輪外嚙；以及 驅(qū)動(dòng)齒輪，所述驅(qū)動(dòng)齒輪設(shè)置于所述中間軸上，并與所述差動(dòng)裝置的最終減速齒輪外嚙。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的混合電動(dòng)車輛的變速器系統(tǒng)，其中所述第一輸出齒輪和所述第二輸出齒輪以及所述第一離合器和所述第二離合器設(shè)置于所述行星齒輪組與所述發(fā)動(dòng)機(jī)之間。
【文檔編號(hào)】F16H61/32GK104235351SQ201310744735
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月24日
【發(fā)明者】金伯猷, 邊成崑, 金賢燮, 李熙羅, 金仁燮, 金錫俊, 安哲民 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社