混合动力电动车辆的动力传输系统的制作方法
【专利说明】混合动力电动车辆的动力传输系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年6月26日提交的韩国专利申请第10-2014-0079242号的优先权，该申请的全部内容结合于此，用于通过该引用的所有目的。
技术领域
[0003]本发明涉及一种混合动力电动车辆的动力传输系统，更具体而言，涉及一种混合动力电动车辆的动力传输系统，其能够通过在节气门全开(W0T)振荡时提供足够的动力性能，并且通过在转换成第一 HEV模式和第三HEV模式时最大化地利用发动机的动力来抑制转换成ENG模式。
【背景技术】
[0004]车辆的环境友好技术是控制未来汽车工业的生存的核心技术，并且领先的汽车制造商已经将他们的精力投放于环境友好车辆的开发商，以便满足环境和燃料效率的法规。
[0005]因此，每个汽车制造商都已经开发了电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、燃料电池电动车辆(FCEV)等作为未来车辆技术。
[0006]如上所述，由于未来车辆具有多种技术限制(比如，重量，成本等)，汽车制造商已关注混合动力电动车辆，并将其作为替代以解决现实问题(比如，满足排气法规并提高燃料效率性能)，并且进行了激烈的竞争以使混合动力电动车辆商业化。
[0007]混合动力电动车辆是使用多于两个动力源的车辆，并且可以以各种方式进行组合。此处，作为动力源，使用了利用传统化石燃料的汽油发动机或柴油发动机以及由电能驱动的电动机/发电机的组合。
[0008]混合动力电动车辆可以根据发动机和电动机的组合而实施仅通过电动机驱动的EV模式，同时使用发动机和电动机的HEV模式，以及仅使用发动机的ENG模式。
[0009]此外，混合动力电动车辆在停止车辆时以及在制动车辆时利用车辆的动能来驱动发电机，而不是在停止车辆时利用发动机的怠速停止(idle stop)以及在制动车辆时利用现有摩擦的制动。在这种情况下，由于通过再生制动以在电池中存储通过电力发电机的驱动而产生的电能并再利用在驱动时存储的电能而获得的燃料节约等，所以与常规车辆相比，可以更加显著地提高燃料效率。
[0010]如上所述，混合动力电动车辆的动力传输系统分为单模式方案和多模式方案。
[0011]单模式方案可以不需要用于换挡控制的扭矩传递机构(比如，离合器和制动器)，但是可能在高速驱动时效率降低，并因此具有较低的燃料效率，并且可能需要额外的扭矩放大器以应用于大型车辆。
[0012]多模式方案可以在高速驱动时具有较高的效率，并且可以设计为放大扭矩，因此，可以应用于中型和大型车辆。
[0013]因此，近来已经主要采用多模式方案而不是单模式方案，从而已经积极地进行了对多模式方案的研究。
[0014]基于多模式方案的动力传输系统配置成包括多个行星齿轮组、用作电动机和电力发电机的多个电动机/发电机、可以控制行星齿轮组的旋转元件的多个扭矩传递机构(摩擦元件)、用作电动机/发电机的电源的电池等等。
[0015]基于多模式方案的动力传输系统根据行星齿轮组、电动机/发电机以及扭矩传递机构的连接配置而具有不同的操作机构。
[0016]另外，由于基于多模式方案的动力传输系统根据连接配置在耐用性、动力传输效率、尺寸等方面也不同，所以已经在混合动力电动车辆的动力传输系统领域中继续对实施更稳健、紧凑而不具有动力损耗的动力传输系统进行研究和开发。
[0017]公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0018]本发明的各个方面致力于提供一种混合动力电动车辆的动力传输系统，其具有的优点是，通过在节气门全开(W0T)振荡时提供足够的动力性能，并且通过在转换成第一 HEV模式和第三HEV模式时最大化地利用发动机的动力来抑制转换成ENG模式。
[0019]此外，本发明的各个方面致力于提供一种混合动力电动车辆的动力传输系统，其具有的优点是，通过增加机械动力传递路径的用法来使用较大的发动机的动力来降低电负荷，通过在振荡时取代ENG模式来降低模式转换频率，并且通过在模式转换时使所有旋转元件的旋转速度的变化最小化。
[0020]此外，发明的各个方面致力于提供一种混合动力电动车辆的动力传输系统，其具有的优点是，提供可驱动ENG模式而没有电动机/发电机的电气负荷，以便提高在高速驱动时的燃料效率。
[0021]本发明的一个方面提供了一种混合动力电动车辆的动力传输系统，包括:输入轴，所述输入轴输入发动机的动力；输出齿轮，所述输出齿轮设置在所述输入轴上而没有旋转干扰；第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组设置在所述输入轴上，同时包括具有第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮的三个旋转元件；第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组设置在与所述第一行星齿轮组相同的轴线上，同时包括具有第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮的三个旋转元件；第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组设置在与所述第二行星齿轮组相同的轴线上，同时包括具有第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮的三个旋转元件；第一旋转轴，所述第一旋转轴配置成直接将所述第一行星齿轮组的旋转元件的一个连接到第一电动机/发电机；第二旋转轴，所述第二旋转轴配置成直接连接到所述输出齿轮的同时直接将所述第一行星齿轮组的旋转元件的一个连接到所述第二行星齿轮组的旋转元件的一个，所述第一行星齿轮组的旋转元件的一个从连接到所述第一旋转轴的旋转元件中排除；第三旋转轴，所述第三旋转轴配置成直接连接到所述输入轴的同时直接将所述第一行星齿轮组的旋转元件的一个连接到所述第三行星齿轮组的旋转元件的一个，所述第一行星齿轮组的旋转元件的一个从连接到所述第一旋转轴或所述第二旋转轴的旋转元件中排除；第四旋转轴，所述第四旋转轴配置成直接将所述第二行星齿轮组的旋转元件的一个连接到第二电动机/发电机，所述第二行星齿轮组的旋转元件的一个从连接到所述第二旋转轴的旋转元件中排除；第五旋转轴，所述第五旋转轴配置成连接到所述第二行星齿轮组的旋转元件的一个，以便选择性地连接到变速器壳体，所述第二行星齿轮组的旋转元件的一个从连接到所述第二旋转轴或所述第四旋转轴的旋转元件中排除；第六旋转轴，所述第六旋转轴配置成连续将所述第三行星齿轮组的旋转元件的一个连接到变速器壳体，所述第三行星齿轮组的旋转元件的一个从连接到所述第三旋转轴的旋转元件中排除；第七旋转轴，所述第七旋转轴配置成连接到所述第三行星齿轮组的旋转元件的一个，以便选择性地连接到所述第四旋转轴，所述第三行星齿轮组的旋转元件的一个从连接到所述第三旋转轴或所述第六旋转轴的旋转元件中排除；三个摩擦元件，所述三个摩擦元件配置成选择性地将各自的旋转轴彼此连接或选择性地将各自的旋转轴连接到变速器壳体。
[0022]所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组中的全部都可以是单小齿轮行星齿轮组，并且可以包括第一旋转轴，所述第一旋转轴配置成直接将所述第一太阳齿轮连接到所述第一电动机和发电机；第二旋转轴，所述第二旋转轴配置成连接到所述输出齿轮的同时直接将所述第一行星架连接到所述第二行星架；第三旋转轴，所述第三旋转轴配置成连接到所述输入轴的同时直接将所述第一环形齿轮连接到所述第三行星架；第四旋转轴，所述第四旋转轴配置成直接将所述第二太阳齿轮连接到所述第二电动机和发电机；第五旋转轴，所述第五旋转轴配置成连接到所述第二环形齿轮；第六旋转轴，所述第六旋转轴配置成将所述第三太阳齿轮连接到所述变速器壳体；以及第七旋转轴，所述第七旋转轴配置成连接到所述第三环形齿轮。
[0023]所述三个摩擦元件可以包括第一制动器，所述第一制动器配置成选择性地将所述第五旋转轴连接到所述变速器壳体；第一离合器，所述第一离合器配置成所述第二行星齿轮组的直接连接设备，并且选择性地将所述第四旋转轴连接到所述第五旋转轴；以及第二离合器，所述第二离合器配置成选择性地将所述第四旋转轴连接到所述第七旋转轴。
[0024]所述三个摩擦元件可以包括第一制动器，所述第一制动器配置成选择性地将所述第五旋转轴连接到所述变速器壳体；第一离合器，所述第一离合器配置成所述第二行星齿轮组的直接连接设备，并且选择性地将所述第二旋转轴连接到所述第五旋转轴；以及第二离合器，所述第二离合器配置成选择性地将所述第四旋转轴连接到所述第七旋转轴。
[0025]所述三个摩擦元件可以包括第一制动器，所述第一制动器配置成选择性地将所述第五旋转轴连接到所述变速器壳体；第一离合器，所述第一离合器配置成所述第二行星齿轮组的直接连接设备，并且选择性地将所述第二旋转轴连接到所述第四旋转轴；以及第二离合器，所述第二离合器配置成选择性地将所述第四旋转轴连接到所述第七旋转轴。
[0026]此外，与所述第一制动器、所述第一离合器和所述第二离合器相关，在EV模式1中，可以操作所述第一制动器，在EV模式2中，可以操作所述第一离合器，在HEV模式1中，可以操作所述第一制动器，在HEV模式2中，可以操作所述第一离合器，在HEV模式3中，可以操作所述第二离合器，在ENG模式1中，可以操作所述第一制动器和所述第二离合器，并且在ENG模式2中，可以操作所述第一离合器和所述第二离合器。
[0027]所述第一行星齿轮组可以配置成双小齿轮行星齿轮组，并且所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组可以配置成单小齿轮行星齿轮组，并且所述第一行星齿