混合電動(dòng)車輛的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】混合電動(dòng)車輛的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年11月22日提交的韓國專利申請(qǐng)第10_2013_0143255號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)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)明涉及一種混合電動(dòng)車輛的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)。更具體而言，本發(fā)明涉及這樣一種混合電動(dòng)車輛的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)，其使得在轉(zhuǎn)換到混合操作模式下時(shí)由于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的扭矩改變而導(dǎo)致的沖擊最小，并且通過在拼合發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力時(shí)對(duì)機(jī)械動(dòng)力傳遞路徑給予更多權(quán)重而降低電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的電力負(fù)荷和容量。
【背景技術(shù)】
[0004]車輛的環(huán)境友好技術(shù)是非常重要的技術(shù)，未來汽車制造業(yè)的生存就依賴于該技術(shù)。車輛制造商正關(guān)注于環(huán)境友好車輛的開發(fā)，以便符合環(huán)境和燃料消耗規(guī)定。
[0005]因此，車輛制造商已正在開發(fā)未來車輛，比如電動(dòng)車輛(EV)、混合電動(dòng)車輛(HEV)以及燃料電池電動(dòng)車輛(FCEV)。
[0006]由于未來車輛具有技術(shù)限制(比如重量和成本)，因此車輛制造商關(guān)注混合電動(dòng)車輛以滿足排放氣體規(guī)定并提高燃料消耗性能，并且努力完成混合電動(dòng)車輛的實(shí)際應(yīng)用。
[0007]混合電動(dòng)車輛是使用多于兩個(gè)動(dòng)力源的車輛，并且使用化石燃料的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以及通過電能驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)主要用作混合電動(dòng)車輛的動(dòng)力源。
[0008]混合電動(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)作為高速下的主動(dòng)力源。
[0009]由于混合電動(dòng)車輛停止利用化石燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作，并且在低速區(qū)域處使用電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，所以可以改進(jìn)燃料消耗并且可以減少廢氣。
[0010]混合電動(dòng)車輛的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)分為單模式類型和多模式類型。
[0011]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，但是根據(jù)單模式類型，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)備來應(yīng)用于大型車輛。
[0012]由于多模式類型在高速區(qū)域效率高，并且能夠自發(fā)地倍增扭矩，所以多模式類型能夠應(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(dòng)車輛的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)，并且多模式類型也處于持續(xù)的研究之下。
[0014]多模式類型的動(dòng)力傳輸系統(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。
[0015]多模式類型的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)根據(jù)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)構(gòu)。
[0016]此外，多模式類型的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)根據(jù)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，例如耐用性、動(dòng)力傳遞效率和尺寸。因此，用于混合電動(dòng)車輛的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也處于持續(xù)的研究中，以便實(shí)現(xiàn)沒有動(dòng)力損失的穩(wěn)健設(shè)計(jì)和緊湊的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)。
[0017]公開于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，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】

[0018]本發(fā)明的各個(gè)方面致力于提供一種混合電動(dòng)車輛的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)，其具有的優(yōu)點(diǎn)在于，使得在轉(zhuǎn)換到混合操作模式下時(shí)由于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的扭矩改變而導(dǎo)致的沖擊最小，并且通過在拼合發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力時(shí)對(duì)機(jī)械動(dòng)力傳遞路徑給予更多權(quán)重而降低電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的電力負(fù)荷和容量。
[0019]此外，本發(fā)明的各個(gè)方面致力于提供一種混合電動(dòng)車輛的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)，其還具有的優(yōu)點(diǎn)在于，提供了車輛行駛而不消耗在高速行駛時(shí)對(duì)于增加燃料消耗的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)處的電能的發(fā)動(dòng)機(jī)模式。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，混合電動(dòng)車輛的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)，其使用發(fā)動(dòng)機(jī)與第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)作為動(dòng)力源，該動(dòng)力傳輸系統(tǒng)可以包括:輸入軸、中間軸、輸出軸、第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第一傳動(dòng)齒輪、第二傳動(dòng)齒輪以及第一離合器，其中所述輸入軸連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)并且接收所述發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩；所述中間軸設(shè)置為平行于所述輸入軸且遠(yuǎn)離所述輸入軸；所述輸出軸設(shè)置為平行于所述中間軸，并且關(guān)于所述中間軸相對(duì)能旋轉(zhuǎn)；所述第一行星齒輪組包括連接到所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的第一旋轉(zhuǎn)元件，連接到所述輸出軸的第二旋轉(zhuǎn)元件，以及直接連接到所述輸入軸的第三旋轉(zhuǎn)元件；所述第二行星齒輪組包括通過所述中間軸連接到所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的第四旋轉(zhuǎn)元件，直接連接到所述輸出軸的第五旋轉(zhuǎn)元件，以及第六旋轉(zhuǎn)元件，所述第六旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接到所述輸入軸或所述第一旋轉(zhuǎn)元件，或選擇性地連接到變速器殼體；所述第一傳動(dòng)齒輪將所述第二旋轉(zhuǎn)元件與所述輸出軸連接；所述第二傳動(dòng)齒輪將所述輸入軸或所述第一旋轉(zhuǎn)元件與所述第六旋轉(zhuǎn)元件連接；所述第一離合器選擇性地連接所述第二行星齒輪組的三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件之中的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)元件。
[0021]所述第一行星齒輪組可以為單小行星齒輪組，并且包括作為第一旋轉(zhuǎn)元件的第一太陽齒輪、作為所述第二旋轉(zhuǎn)元件的第一行星架，以及作為所述第三旋轉(zhuǎn)元件的第一環(huán)形齒輪，并且所述第二行星齒輪組可以為單小行星齒輪組，并且包括作為所述第四旋轉(zhuǎn)元件的第二太陽齒輪、作為所述第五旋轉(zhuǎn)元件的第二行星架，以及作為所述第六旋轉(zhuǎn)元件的第二環(huán)形齒輪。
[0022]所述第一行星齒輪組可以為雙小行星齒輪組，并且包括作為所述第一旋轉(zhuǎn)元件的第一太陽齒輪、作為所述第二旋轉(zhuǎn)元件的第一環(huán)形齒輪，以及作為所述第三旋轉(zhuǎn)元件的第一行星架；以及所述第二行星齒輪組可以為單小行星齒輪組，其包括作為所述第四旋轉(zhuǎn)元件的第二太陽齒輪、作為所述第五旋轉(zhuǎn)元件的第二行星架，以及作為所述第六旋轉(zhuǎn)元件的第二環(huán)形齒輪。
[0023]所述第一行星齒輪組可以為雙小行星齒輪組，并且包括作為所述第一旋轉(zhuǎn)元件的第一太陽齒輪、作為所述第二旋轉(zhuǎn)元件的第一環(huán)形齒輪，以及作為所述第三旋轉(zhuǎn)元件的第一行星架；以及所述第二行星齒輪組可以為雙小行星齒輪組，并且包括作為所述第四旋轉(zhuǎn)元件的第二太陽齒輪、作為所述第五旋轉(zhuǎn)元件的第二環(huán)形齒輪，以及作為所述第六旋轉(zhuǎn)元件的第二行星架。
[0024]所述動(dòng)力傳輸系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括第二離合器、第三離合器以及第一制動(dòng)器，所述第二離合器選擇性地連接所述第一旋轉(zhuǎn)元件與所述第二傳動(dòng)齒輪；所述第三離合器選擇性地連接所述輸入軸與所述第二傳動(dòng)齒輪；所述第一制動(dòng)器選擇性地連接所述第六旋轉(zhuǎn)元件與所述變速器殼體。
[0025]可以在第一電動(dòng)車輛(EV)模式下操作所述第一制動(dòng)器，可以在第二 EV模式下操作所述第一離合器，可以在EV模式的快速加速模式下操作所述第三離合器和所述第一制動(dòng)器，可以在第一混合電動(dòng)車輛(HEV)輸入拼合模式下操作所述第一制動(dòng)器，可以在第二HEV輸入拼合模式下操作所述第一離合器，可以在第一 HEV復(fù)合拼合模式下操作所述第二離合器，可以在第二 HEV復(fù)合拼合模式下操作所述第三離合器，可以在第一發(fā)動(dòng)機(jī)模式下操作所述第一離合器和所述第三離合器，可以在第二發(fā)動(dòng)機(jī)模式下操作所述第二離合器和所述第一制動(dòng)器，可以在第三發(fā)動(dòng)機(jī)模式下操作所述第二離合器和所述第三離合器，以及可以在第四發(fā)動(dòng)機(jī)模式下操作所述第一離合器和所述第二離合器。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述動(dòng)力傳輸系統(tǒng)可以包括第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第一傳動(dòng)齒輪、第二傳動(dòng)齒輪、第一離合器、第二離合器、第三離合器以及第一制動(dòng)器，其中，所述第一行星齒輪組包括連接到所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的第一旋轉(zhuǎn)元件，連接到所述輸出齒輪的第二旋轉(zhuǎn)元件，以及連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的第三旋轉(zhuǎn)元件；所述第二行星齒輪組包括連接到所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的第四旋轉(zhuǎn)元件，連接到所述輸出齒輪的第五旋轉(zhuǎn)元件，以及第六旋轉(zhuǎn)元件，所述第六旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接到所述輸入軸或所述第一旋轉(zhuǎn)元件，或選擇性地連接到變速器殼體；所述第一傳動(dòng)齒輪連接所述第二旋轉(zhuǎn)元件與所述輸出齒輪；所述第二傳動(dòng)齒輪將所述輸入軸或所述第一旋轉(zhuǎn)元件連接到所述第六旋轉(zhuǎn)元件；所述第一離合器適應(yīng)于選擇性地直接聯(lián)接所述第二行星齒輪組；所述第二離合器選擇性地連接所述第一旋轉(zhuǎn)元件與所述第二傳動(dòng)齒輪；所述第三離合器選擇性地連接所述輸入軸與所述第二傳動(dòng)齒輪；所述第一制動(dòng)器選擇性地連接所述第六旋轉(zhuǎn)元件與所述變速器殼體。
[0027]所述第一行星齒輪組可以為單小行星齒輪組,并且包括作為第一旋轉(zhuǎn)元件的第一太陽齒輪、作為所述第二旋轉(zhuǎn)元件的第一行星架，以及作為所述第三旋轉(zhuǎn)元件的第一環(huán)形齒輪，并且所述第二行星齒輪組可以為單小行星齒輪組，并且包括作為所述第四旋轉(zhuǎn)元件的第二太陽齒輪、作為所述第五旋轉(zhuǎn)元件的第二行星架，以及作為所述第六旋轉(zhuǎn)元件的第二環(huán)形齒輪。
[0028]所述第一行星齒輪組可以為雙小行星齒輪組，并且包括作為所述第一旋轉(zhuǎn)元件的第一太陽齒輪、作為所述第二旋轉(zhuǎn)元件的第一環(huán)形齒輪，以及作為所述第三旋轉(zhuǎn)元件的第一行星架；以及所述第二行星齒輪組可以為單小行星齒輪組，其包括作為所述第四旋轉(zhuǎn)元件的第二太陽齒輪、作為所述第五旋轉(zhuǎn)元件的第二行星架，以及作為所述第六旋轉(zhuǎn)元件的第二環(huán)形齒輪。
[0029]所述第一行星齒輪組可以為雙小行星齒輪組，并且包括作為所述第一旋轉(zhuǎn)元件的第一太陽齒輪、作為所述第二旋轉(zhuǎn)元件的第一環(huán)形齒輪，以及作為所述第三旋轉(zhuǎn)元件的第一行星架；以及所述第二行星齒輪組可以為雙小行星齒輪組，并且包括作為所述第四旋轉(zhuǎn)元件的第二太陽齒輪、作為所述第五旋轉(zhuǎn)元件的第二環(huán)形齒輪，以及作為所述第六旋轉(zhuǎn)元件的第二行星架。
[0030]所述第一離合器可以插入所述第四旋轉(zhuǎn)元件和所述第五旋轉(zhuǎn)元件之間。
[0031 ] 所述第一離合器