用于混合动力车辆的动力传动系统的制作方法
【专利说明】用于混合动力车辆的动力传动系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年10月10日提交的韩国专利申请N0.10-2013-0120882的优先权益，其全部内容通过引用为了所有目的结合于此。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及具有机电无级变速器(electromechanical variabletransmiss1n, EVT)的混合动力车辆，并且,更具体地，涉及用于混合动力车辆的动力传动系统，该动力传动系统使用多个行星齿轮组使得在高速度低负载状态下能够在不变的齿轮位置。
【背景技术】
[0004]通常，混合动力车辆被分成两个类型:并联类型和动力分配类型。并联类型被分为电动机(motor)稱接至引擎的安装飞轮的电气设备(flywheel mounted electric device,FMED)子类型,和离合器稱接在引擎和电动机之间的安装变速器的电气设备(transmiss1nmounted electric device, TMED)类型。
[0005]在FMED类型中，因为电动机被直接连接至引擎，所以车辆不能以电动车辆(EV)模式驱动，并且不能采用插入式混合电动车辆(PHEV)模式，在该PHEV模式下车辆经由外部电源以充电。TMED子类型在以EV模式运行时会受到由速度变化所造成的功率损失，并且不可避免地采用电动油泵(EOP)。
[0006]在动力分配类型中，行星齿轮组被安装在引擎和电动机之间，并且行星齿轮用作变速器。在动力分配类型情况下，当以混合电动车辆(HEV)模式驱动时，在正常操作过程中存在用于控制引擎速度的电通路。电通路是一种因为当从旋转轮传送时动力从引擎被传送到发电机以为电动机充电而发生的功率损耗。当以HEV模式高速驱动时考虑到运转效率和燃料效率这个电通路是不利的。
[0007]同时，韩国未经审查的专利申请公开N0.2007-0021445披露了一种具有驱动系统的混合动力车辆，其中，第一行星齿轮组和发电机被布置在从引擎接收旋转动力的第一输入轴上，电动机被布置在与第一输入轴平行的轴上，并且从第一行星齿轮组的输出减少并且通过差速器被传输到驱动轮。然而，这种混合动力车辆构造具有复杂的结构并且燃料效率差强人意。
[0008]因此，需要一种用于混合动力车辆的动力传动系统，该动力传动系统具有简单结构，支持EV和PHEV模式，允许引擎在最佳操作线(00L)上的操作点处操作，提供负载平衡，并且允许引擎直接耦接至驱动单元，所有这些可在以高速操作的同时提供高燃料效率。
[0009]上述内容仅旨在帮助对本发明的【背景技术】的理解，而并非旨在意指本公开落在已为本领域中技术人员所知的现有技术的范围内。
【发明内容】
[0010]因此，本发明已经考虑到以上现有技术中出现的问题，并且本发明旨在提供一种用于混合动力车辆的动力传动系统，该动力传动系统具有简化结构，支持EV和PHEV模式，允许引擎在最佳操作线(OOL)上的点处被操作，提供负载平衡，并且允许引擎被直接耦接至驱动单元，所有这些可在以高速运行的同时提供高燃料效率。
[0011]为了达到以上目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于混合动力车辆的动力传动系统，该动力传动系统包括:混合动力车辆的引擎；第一行星齿轮组，包括多个第一旋转元件，其中一个与引擎的输出轴耦合，其中一个被耦合至第一电动发电机，并且其中两个通过离合器直接耦合；以及第二行星齿轮组，包括多个第二旋转元件，其中一个与第一行星齿轮组的第一旋转元件中的一个固定耦合，其中一个与第二电动发电机耦合并且其中一个提供动力至驱动单元。
[0012]这里，第一行星齿轮组可包括第一太阳齿轮、第一齿圈和第一载体，第二行星齿轮组可包括第二太阳齿轮、第二载体和第二齿圈。第一行星齿轮组的第一太阳齿轮可与第一电动发电机直接耦合。此外，第一行星齿轮组的第一载体可与引擎的输出轴直接耦合，并且第一行星齿轮组的第一载体和第一齿圈可通过离合器连接并且相应地通过离合器选择性的耦合。此外，第一行星齿轮组的第一齿圈可与第二行星齿轮组的第二载体固定地且直接地耦合。
[0013]同样,在本发明的一些不例性实施方式中，第一行星齿轮组的第一齿圈可与第二行星齿轮组的第二齿圈固定耦合。
[0014]可选地，第一行星齿轮组的第一齿圈可与第二行星齿轮组的第二载体固定耦合，并且第二行星齿轮组的第二载体可被连接至驱动单元。
[0015]另外可选地，第一行星齿轮组的第一齿圈可与第二行星齿轮组的第二齿圈固定耦合，并且第二行星齿轮组的第二齿圈可被连接至驱动单元。
[0016]至于第二行星齿轮组，第二行星齿轮组的第二太阳齿轮可与第二电动发电机耦合。第二行星齿轮组的第二载体可被连接至驱动单元。第二行星齿轮组的第二载体可被连接且固定至制动器。第二行星齿轮组的第二齿圈可被连接至驱动单元。第二行星齿轮组的第二齿圈同样可被连接且固定至制动器。
[0017]因此，在高速度驱动过程中，第一行星齿轮组的离合器被耦接在高速齿轮位置，以便允许车辆以不变的齿轮位置运行。
[0018]根据本发明的另一方面，提供了一种用于混合动力车辆的传动系统，该传动系统包括:混合动力车辆的引擎；第一行星齿轮组，包括第一太阳齿轮、第一载体和第一齿圈，其中第一太阳齿轮被连接至第一电动发电机，其中第一载体与引擎的输出轴耦合，并且其中第一齿圈和第一载体通过离合器连接使得离合器被耦接以允许车辆在高速度低负载驱动过程中使用变速齿轮位置作为不变的齿轮位置运行；并且第二行星齿轮组由第二太阳齿轮、第二载体和第二齿圈组成，其中第二太阳齿轮被连接至第二电动发电机，其中第二载体被连接至驱动单元并且与第一行星齿轮组的第一齿圈固定耦合，并且其中第二齿圈被固定连接至制动器。
[0019]根据本发明的又一方面，提供了一种用于混合动力车辆的传动系统，该传动系统包括:混合动力车辆的引擎；第一行星齿轮组由第一太阳齿轮、第一载体和第一齿圈组成，其中第一太阳齿轮被连接至第一电动发电机，其中第一载体与引擎的输出轴耦合，并且其中第一齿圈和第一载体通过离合器连接使得离合器被耦合以允许车辆在高速度低负载驱动过程中使用变速齿轮位置作为不变的齿轮位置运行；以及第二行星齿轮组由第二太阳齿轮、第二载体和第二齿圈组成，其中第二太阳齿轮被连接至第二电动发电机，其中第二载体被固定连接至制动器，并且其中第二齿圈与驱动单元耦合并且与第一行星齿轮组的第一齿圈固定f禹合。
[0020]有利地，根据具有上述结构的用于混合动力车辆的动力传动系统，与常规的动力传动系统相比该动力传动系统提高了燃料效率。具体地，该动力传动系统利用多个行星齿轮组和离合器的改进的结构以允许车辆以EVT模式运行，在该模式下在低速或中等速度去除不必要的速度改变，并且在高速度下只使用不变的齿轮位置的超速档(0D)，因此在诸如闻超路或公路上闻速度驱动过程中可获得提闻燃料效率的效果。
[0021]此外，允许引擎和驱动单元使用离合器直接耦合，从而提高了在高速驱动情况下的燃料效率。引擎和电动机的驱动力被允许适当地使用，因此可以减少电动机的尺寸并且减少车辆的重量和生产成本。
[0022]因此，关于应用于常规混合动力车辆的两个类型中的FMED类型的缺点，S卩，由于在TMED类型的EV模式运行过程中由速度变化所导致的功率损失，不可能采用PHEV模式并且不可避免地采用Ε0Ρ。现有TMED类型是在没有改变的情况下使用的以允许车辆以EV模式运行，另外可以应用PHEV模式，在该模式下车辆可以经由外部电源进行充电。驱动过程中由于引擎的有效使用，引擎可以在OOL上的操作点处被操作，并且还可实现负载平衡。因此，可以实现混合动力车辆，该混合动力车辆增加功率效率以提高燃料效率并且提供优良的驱动能力。
【附图说明】
[0023]结合附图从下列细节描述中将更为清晰地理解本发明的上述目标、以及其他目标、特性和其他优点，其中:
[0024]图1示出了根据本发明示例性实施方式的用于混合动力车辆的动力传动系统；
[0025]图2示出了电动车辆(EV)模式；
[0026]图3示出了机电无级变速(EVT )模式；
[0027]图4示出了不变的齿轮位置模式；
[0028]图5示出了引擎的启动或停止模式；
[0029]图6示出了离合器的耦接模式；
[0030]图7示出了根据本发明另一示例性实施方式的用于混合动力车辆的动力传动系统。
【具体实施方式】
[0031]在下文中，将参照附图详细地描述本发明的优选实施方式。
[0032]应当理解，本文所使用的术语“车辆(vehicle)”或者“车辆的(vehicular)”或者其他的类似术语包括广义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV )、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆，包括各种小船(boat)和船舶(ship)的水运工具(watercraft),航天器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电混合动力车辆、氢动力车辆、燃料电池车辆和其他替代燃料车辆(例如、燃料来源于非石油能源)。如本文中所提及的，混合动力车辆是具有两种或