混合电动车辆的变速系统的制作方法
【专利摘要】一种混合电动车辆的变速系统，可以包括两个轴、两个中空轴和两个电动机/发电机。第一轴连接到发动机。第一中空轴设置成与所述第一轴没有旋转干扰，选择性地连接到所述第一轴，并且设置有第一输出齿轮。第二中空轴设置成与所述第一中空轴没有旋转干扰，并且设置有第二输出齿轮。第二轴与所述第一轴平行设置，并且通过齿轮单元能够操作地连接到所述第一轴和所述第一中空轴，以便选择性地将所述第一轴的扭矩传递至所述第一中空轴。离合器可以将所述第一轴和所述第二轴选择性地连接至所述第一中空轴。第一电动机/发电机能够操作地连接到所述第二中空轴，并且第二电动机/发电机能够操作地连接到所述第二轴。
【专利说明】混合电动车辆的变速系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年8月13日提交的韩国专利申请N0.10-2013-0096142的优先权，该申请的全部内容以引用的形式结合于此，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电动车辆的变速系统。更具体而言，本发明涉及一种混合电动车辆的变速系统，其能够实现电动车辆(EV)模式、连续模式以及包括直接联接和超速传动(OD)的并行模式。
【背景技术】
[0004]通常地，混合动力车辆为有效地使用两个不同的动力源的车辆。这样的混合电动车辆通常地使用发动机和电动机/发电机。混合电动车辆使用具有相对更好的低速扭矩特征的电动机/发电机作为低速下的主动力源，并且使用具有相对更好的高速扭矩特征的发动机作为高速下的主动力源。由于混合电动车辆停止利用化石燃料的发动机的操作，并且在低速区域处使用电动机/发电机，所以可以改进燃料消耗并且可以减少废气。
[0005]混合电动车辆的动力变速系统分为单模式类型和多模式类型。
[0006]用于换档控制的诸如离合器和制动器的扭矩传递装置是不必要的，但是燃料消耗由于高速区域处的效率变差而较高，并且需要额外的扭矩增加设备来应用于根据单模式类型的大型车辆。
[0007]由于多模式类型在高速区域效率高，并且能够自发地增加扭矩，所以多模式类型能够应用于全尺寸车辆。因此，采用多模式类型而非单模式类型作为混合电动车辆的动力变速系统，并且多模式类型也处于持续的研究之下。
[0008]多模式类型的动力变速系统包括多个行星齿轮组、作为电动机和/或发电机操作的多个电动机/发电机、控制行星齿轮组的旋转元件的多个扭矩传递装置，以及用作电动机/发电机的动力源的电池。
[0009]多模式类型的动力变速系统根据行星齿轮组、电动机/发电机以及扭矩传递装置的连接而具有不同的操作机构。此外，多模式类型的动力变速系统根据行星齿轮组、电动机/发电机以及扭矩传递装置的连接而具有不同的特征，例如耐用性、动力传递效率和尺寸。因此，用于混合电动车辆的动力变速系统的连接结构的设计也处于持续的研究中，以便实现没有动力损失的稳健并紧凑的动力变速系统。
[0010]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一般技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0011]本发明致力于提供一种混合电动车辆的变速系统，其具有这样的优点，即通过在第一轴上设置两个电动机/发电机和两个离合器而实现EV模式、连续模式以及包括直接联接和OD的并行模式。
[0012]此外，本发明致力于提供一种混合电动车辆的变速系统，其具有这样的进一步的优点，即通过在除了并行模式以外的模式中不使用离合器而提高燃料经济性。
[0013]此外，本发明致力于提供一种混合电动车辆的变速系统，其具有这样的进一步的优点，即由于通过增加包括直接联接的并行模式，连续模式在高速区域处不是必须的，因此降低了用于行驶的电动机/发电机的容量并且提高了燃料经济性。
[0014]此外，本发明致力于提供一种混合电动车辆的变速系统，其具有这样的进一步的优点，即通过在第二轴上设置用于发电的电动机/发电机并且在通过去除行星齿轮组而确保的空间内设置两个离合器来缩短变速系统的长度。
[0015]根据本发明的各个方面的混合电动车辆的变速系统可以包括:第一轴，第一中空轴，第二中空轴，第二轴，离合器，第一电动机/发电机以及第二电动机/发电机，其中，所述第一轴连接到发动机；所述第一中空轴设置成与所述第一轴没有旋转干扰，选择性地连接到所述第一轴，并且设置有第一输出齿轮；所述第二中空轴设置成与所述第一中空轴没有旋转干扰，并且设置有第二输出齿轮；所述第二轴与所述第一轴平行设置，并且通过齿轮单元能够操作地连接到所述第一轴和所述第一中空轴，以便选择性地将所述第一轴的扭矩传递至所述第一中空轴；所述离合器将所述第一轴和所述第二轴选择性地连接至所述第一中空轴；所述第一电动机/发电机能够操作地连接到所述第二中空轴；所述第二电动机/发电机能够操作地连接到所述第二轴。
[0016]所述变速系统可以进一步包括减速齿轮单元，所述减速齿轮单元将所述第一中空轴或所述第二中空轴的扭矩传递至差分装置。所述减速齿轮单元可以包括中间轴，第一中间齿轮，第二中间齿轮以及驱动齿轮，其中，所述中间轴设置成在所述差分装置和所述第一轴之间与所述第一轴平行；所述第一中间齿轮设置在中间轴上，并且与第一输出齿轮接合；所述第二中间齿轮设置在中间轴上，并且与第二输出齿轮接合；所述驱动齿轮设置在所述中间轴上，并且与所述差分装置的最终减速齿轮接合。
[0017]所述齿轮单元可以包括:第一外啮合驱动齿轮，第一外啮合从动齿轮，第二外啮合驱动齿轮以及第二外啮合从动齿轮，其中，所述第一外啮合驱动齿轮设置在所述第一轴上；所述第一外啮合从动齿轮设置在所述第二轴上，并且与所述第一外啮合驱动齿轮接合；所述第二外啮合驱动齿轮设置在所述第二轴上；所述第二外啮合从动齿轮选择性地连接到所述第一中空轴，并且与所述第二外啮合驱动齿轮接合。所述齿轮单元可以适应于增加所述第一轴的旋转速度，并且适应于选择性地将增加的旋转速度传输至所述第一中空轴。
[0018]在一些方面，所述离合器可以包括第一离合器以及第二离合器，其中，所述第一离合器设置在所述第一轴和所述第一中空轴之间；所述第二离合器设置在所述齿轮单元内，所述齿轮单元能够操作地将所述第二轴与所述第一中空轴连接。在其他方面，所述离合器可以包括第一离合器以及第二离合器，其中，所述第一离合器设置在所述第一轴和所述第一中空轴之间；所述第二离合器设置在所述第一中空轴和所述齿轮单元的第二外啮合从动齿轮之间。
[0019]所述第一电动机/发电机可以用于驱动所述车辆，并且所述第二电动机/发电机用于产生电力。
[0020]在一些方面，所述第二电动机/发电机可以设置在所述第二轴的中间部分上。在其他方面，所述第二电动机/发电机可以设置在所述第二轴的一个端部部分上。
[0021]在各个其他方面，所述变速系统可以进一步包括变动连接单元，所述变动连接单元将所述第二轴分成两段，并且选择性地连接经分开的两段。所述变动连接单元可以为同步器。所述变速系统可以进一步包括设置在所述发动机和所述第一轴之间的减震器。
[0022]根据本发明的各个其他方面的混合电动车辆的变速系统可以包括:第一轴，第一中空轴，第二中空轴，第二轴，第一输出齿轮和第二输出齿轮，齿轮单兀，离合器，第一电动机/发电机以及第二电动机/发电机，其中，所述第一轴连接到发动机；所述第一中空轴设置成与所述第一轴没有旋转干扰，并且选择性地并能够操作地连接到所述第一轴；所述第二中空轴设置成与所述第一中空轴没有旋转干扰；所述第二轴与所述第一轴平行地设置；所述第一输出齿轮和所述第二输出齿轮分别设置在所述第一中空轴和所述第二中空轴上，并且分别输出所述第一中空轴和所述第二中空轴的扭矩；所述齿轮单元设置在所述第一轴、所述第一中空轴和所述第二轴上，并且选择性地将所述第一轴的扭矩通过所述第二轴传递至所述第一中空轴；所述离合器将所述第一轴和所述第二轴选择性地连接至所述第一中空轴；所述第一电动机/发电机能够操作地连接到所述第二中空轴；所述第二电动机/发电机能够操作地连接到所述第二轴。
[0023]所述变速系统可以进一步包括减速齿轮单元，所述减速齿轮单元将所述第一中空轴或所述第二中空轴的扭矩传递至差分装置。所述减速齿轮单元可以包括中间轴，第一中间齿轮，第二中间齿轮以及驱动齿轮，其中，所述中间轴设置成在所述差分装置和所述第一轴之间与所述第一轴平行；所述第一中间齿轮设置在中间轴上，并且与第一输出齿轮接合；所述第二中间齿轮设置在中间轴上，并且与第二输出齿轮接合；所述驱动齿轮设置在所述中间轴上，并且与所述差分装置的最终减速齿轮接合。
[0024]所述齿轮单元可以包括:第一外啮合驱动齿轮，第一外啮合从动齿轮，第二外啮合驱动齿轮以及第二外啮合从动齿轮，其中，所述第一外啮合驱动齿轮设置在所述第一轴上；所述第一外啮合从动齿轮设置在所述第二轴上，并且与所述第一外啮合驱动齿轮接合；所述第二外啮合驱动齿轮设置在所述第二轴上；所述第二外啮合从动齿轮选择性地连接到所述第一中空轴，并且与所述第二外啮合驱动齿轮接合。
[0025]所述离合器可以包括第一离合器以及第二离合器，其中，所述第一离合器设置在所述第一轴和所述第一中空轴之间；所述第二离合器设置在所述齿轮单元内，所述齿轮单元能够操作地将所述第二轴与所述第一中空轴连接。
[0026]所述变速系统可以进一步包括变动连接单元，所述变动连接单元将所述第二轴分成两段，并且选择性地连接经分开的两段。所述变速系统可以进一步包括设置在所述发动机和所述第一轴之间的减震器。
[0027]本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为根据本发明的混合电动车辆的示例性变速系统的示意图。
[0029]图2为在应用于根据本发明的混合电动车辆的示例性变速系统的每个模式下的摩擦元件的操作图。
[0030]图3为用于示出在根据本发明的混合电动车辆的示例性变速系统中在EV模式下的动力的流动的示意图。
[0031]图4为用于示出在根据本发明的混合电动车辆的示例性变速系统中在连续模式下的动力的流动的示意图。
[0032]图5为用于示出在根据本发明的混合电动车辆的示例性变速系统中的在并行模式的直接联接下的动力的流动的示意图。
[0033]图6为用于示出在根据本发明的混合电动车辆的示例性变速系统中的在并行模式的OD下的动力的流动的示意图。
[0034]图7为根据本发明的混合电动车辆的另一个示例性变速系统的示意图。
[0035]图8为根据本发明的混合电动车辆的又一个示例性变速系统的示意图。
【具体实施方式】
[0036]现在将具体参考本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。
[0037]对于解释本示例性实施方案并不必要的部件的描述将被略去，并且在本说明书中同样的构成元件由同样的附图标记表示。在具体描述中，使用序数区别具有相同术语而不具有特定含义的构成元件。
[0038]图1为根据本发明的第一示例性实施方案的混合电动车辆的变速系统的示意图。参照图1，根据本发明的第一示例性实施方案的混合电动车辆的变速系统根据车辆的行驶状态改变发动机ENG以及第一电动机/发电机MGl和第二电动机/发电机MG2的扭矩，并且通过第一输出齿轮OGl和第二输出齿轮0G2输出改变的扭矩。
[0039]变速系统包括第一轴10、第一中空轴11和第二中空轴12、第一电动机/发电机MGl和第二电动机/发电机MG2、第二轴20、第一离合器CLl和第二离合器CL2，以及减速齿轮单元CGU。
[0040]第一轴10的一侧连接到发动机ENG的输出侧，使得第一轴10接收发动机驱动扭矩。在本发明的第一示例性实施方案中，用于吸收弯曲冲击的减震器DP设置在发动机ENG的输出侧和第一轴10的一侧之间。
[0041]此外，第一中空轴11和第二中空轴12设置在第一轴10的径向外侧。第一轴10以及第一中空轴11和第二中空轴12如此布置，以使在第一轴10以及第一中空轴11和第二中空轴12之间不发生旋转干扰。
[0042]第一输出齿轮OGl安装在第一中空轴11的端部，并且第二输出齿轮0G2安装在第二中空轴12的端部。此外，第一输出齿轮OGl和第二输出齿轮0G2以预先确定的距离轴向地间隔开，并且第一输出齿轮OGl的直径相对地大于第二输出齿轮0G2的直径。
[0043]第一电动机/发电机MGl和第二电动机/发电机MG2是独立的动力源，并且作为电动机和/或发电机进行操作。第一电动机/发电机MGl包括第一转子RTl和第一定子STl。第一转子RTl连接到第二中空轴12并且第一定子STl固定至变速器壳体H，使得第一电动机/发电机MGl作为用于驱动车辆的电动机。第二电动机/发电机MG2包括第二转子RT2和第二定子ST2。第二转子RT2连接到第二轴20，并且第二定子ST2固定至变速器壳体H，使得第二电动机/发电机MG2用作发电机。
[0044]第二轴20与第一轴10平行或大体上平行设置并离开第一轴10，并且第二轴20通过齿轮单元可操作地连接到第一轴10和第一中空轴11。因此,第二轴20接收来自第一轴10的扭矩，或者选择性地将扭矩传递至第一中空轴11。此时，第二轴20的旋转速度比第一轴10的旋转速度更快。
[0045]在本文中，齿轮单元包括设置在第一轴10的另一侧上的第一外啮合驱动齿轮TGla,以及设置在第二轴20的另一侧上并且与第一外啮合驱动齿轮TGla接合的第一外啮合从动齿轮TGlb。
[0046]此外，第二外啮合驱动齿轮TG2a设置在第二轴20的一侧上，并且第二外啮合从动齿轮TG2b设置在第一中空轴11的另一侧上，使得第二轴20适应于选择性地连接到第一中空轴11。在本文中，第二外啮合驱动齿轮TG2a和第二外啮合从动齿轮TG2b彼此接合。
[0047]齿轮单元适应于选择性地将第一轴10的扭矩传递至第一中空轴11。在该过程中，第一轴10的旋转速度提高。也即，第一外啮合从动齿轮TGlb的直径相对地小于第二外啮合驱动齿轮TG2a的直径。此时，第二电动机/发电机MG2设置在第一外啮合从动齿轮TGlb和第二外啮合驱动齿轮TG2a之间的第二轴20上。
[0048]此外,第一离合器CLl和第二离合器CL2适应于传递扭矩,并且设置在在第一轴10和第二轴20之间形成的空间内。也即，第一离合器CLl设置在第一轴10和第一中空轴11之间，以便选择性地将第一轴10和第一中空轴11连接。如果操作第一离合器CL1，则第一轴10和第一中空轴11得以连接，使得发动机ENG的扭矩得以输入至第一输出齿轮OGl而不改变旋转速度。
[0049]此外,第二离合器CL2设置在第一中空轴11和第二外哨合从动齿轮TG2b之间，以便选择性的将第二轴20与第一中空轴11连接。如果第二离合器CL2得以操作，则第一轴10的扭矩得以通过第二轴20选择性地传递至第一中空轴11，并且得以输入至第一输出齿轮0G1。在该过程中，第一轴10的旋转速度提高。
[0050]此外，第一离合器CLl和第二离合器CL2可以为通过液压操作的湿式常规多碟摩擦元件，并且选择性地将旋转元件和另一个旋转元件连接。
[0051]此外，第一输出齿轮OGl和第二输出齿轮0G2通过减速齿轮单元CGU连接到差分装置DIFF的最终减速齿轮FG。减速齿轮单元CGU降低第一输出齿轮OGl和第二输出齿轮0G2的旋转速度，并且将降低的旋转速度传递至最终减速齿轮FG。
[0052]减速齿轮单元CGU包括中间轴CS，中间轴CS在第一轴10与差分装置DIFF之间与第一轴10平行或大体平行设置。此外，减速齿轮单元CGU进一步包括设置在中间轴CS上并且与第一输出齿轮OGl接合的第一中间齿轮CG1，设置在中间轴CS上并与第二输出齿轮0G2接合的第二中间齿轮CG2，以及设置在中间轴CS上并与差分装置DIFF的最终减速齿轮FG接合的驱动齿轮DG。第一中间齿轮CGl、第二中间齿轮CG2和驱动齿轮DG按驱动齿轮DG、第一中间齿轮CGl和第二中间齿轮CG2的顺序进行设置。
[0053]由于第一中间齿轮CGl和第二中间齿轮CG2的直径大于驱动齿轮DG的直径，因此减速齿轮单元CGU降低第一输出齿轮OGl和第二输出齿轮0G2的旋转速度，并且将降低的旋转速度传递至最终减速齿轮FG。从而驱动驱动轮30。
[0054]根据本发明的第一示例性实施方案的混合电动车辆的变速系统包括通过其将第一电动机/发电机MGl的驱动扭矩传递至驱动轮30以使车辆行驶的动力传输路径，以及通过其将发动机ENG的驱动扭矩传递至驱动轮30以使车辆行驶的动力传输路径。因此，变速系统通过使用两个动力传输路径的任意一个或两个动力传输路径来使车辆行驶。
[0055]此外，在发动机ENG的驱动扭矩传递至驱动轮30的情况下，包括操作第一离合器CLl并且直接连接第一轴10和第一中空轴11的动力传输路径，以及操作第二离合器CL2并且通过第二轴20将第一轴10连接到第一中空轴11的动力传输路径。
[0056]图2为在应用于根据本发明的第一示例性实施方案的混合电动车辆的变速系统的每个模式下的摩擦元件的操作图。参照图2，根据本发明的第一示例性实施方案的混合电动车辆的变速系统能够实现EV模式、连续模式以及包括直接联接和OD的并行模式。
[0057]也即，第一离合器CLl和第二离合器CL2两者在EV模式和连续模式处释放，第一离合器CLl在并行模式的直接联接处操作，并且第二离合器CL2在并行模式的OD处操作。
[0058]此时，能够在并行模式的直接联接处根据与第一输出齿轮OGl和第二输出齿轮0G2以及驱动齿轮DG接合的减速齿轮单元CGU的第一中间齿轮CGl和第二中间齿轮CG2的齿轮比实现下传动(under drive)、直接联接传动和超速传动(over drive)。
[0059]下面，将参照图3至图6描述在根据本发明的第一示例性实施方案的混合电动车辆的变速系统中的每个模式处的扭矩的流动。
[0060]图3为用于示出在根据本发明的第一示例性实施方案的混合电动车辆的变速系统中的在EV模式下的动力的流动的示意图。参照图3，在EV模式下释放所有离合器。
[0061]在EV模式下，发动机ENG停止，并且第一电动机/发电机MGl的驱动扭矩通过第二中空轴12、第二输出齿轮0G2、第二中间齿轮CG2、中间轴CS和驱动齿轮DG传递至差分装置DIFF的最终减速齿轮FG。在该过程处，第一电动机/发电机MGl的旋转速度降低。也即，在EV模式下驱动轮30由第一电动机/发电机MGl的驱动扭矩来驱动。
[0062]因此，可以通过控制第一电动机/发电机MGl的旋转速度来实现电力连续可变换档。
[0063]图4为用于示出在根据本发明的第一示例性实施方案的混合电动车辆的变速系统中的在连续模式下的动力的流动的示意图。参照图4，在连续模式下释放所有离合器。
[0064]如果发动机ENG在EV模式下起动，则实现连续模式。在连续模式下，发动机ENG的驱动扭矩通过第一轴10和第二轴20传递至第二电动机/发电机MG2。在该过程中，发动机ENG的旋转速度提高。此外，在连续模式处，通过第二电动机/发电机MG2产生的电力得以供应至第一电动机/发电机MGl作为驱动动力。
[0065]此时，发动机ENG由第二电动机/发电机MG2起动。也即，即使操作发动机ENG，发动机ENG的驱动扭矩也不直接地传递至驱动轮30，而是传递至第二电动机/发电机MG2，使得第二电动机/发电机MG2产生电力。
[0066]同时，操作第二电动机/发电机MG2，使得第二电动机/发电机MG2的驱动扭矩通过在第二轴20上的第一外哨合从动齿轮TGlb、在第一轴10上的第一外哨合驱动齿轮TGla以及第一轴10传递至发动机ENG。因此，实现了发动机ENG的起动。在该过程处，第二电动机/发电机MG2的旋转速度降低。
[0067]在发动机ENG起动后，第二电动机/发电机MG2并不通过发动机ENG的扭矩来操作并产生电力。
[0068]与EV模式相同，在连续模式下，第一电动机/发电机MGl的驱动扭矩通过第二中空轴12、第二输出齿轮0G2、第二中间齿轮CG2、中间轴CS和驱动齿轮DG传递至差分装置DIFF的最终减速齿轮FG。在该过程处，第一电动机/发电机MGl的旋转速度降低。也即，在连续模式下驱动轮30由第一电动机/发电机MGl的驱动扭矩来驱动。
[0069]此外，可以通过控制第一电动机/发电机MGl的旋转速度来实现电力连续可变换档。
[0070]此时，第一电动机/发电机MGl使用由第二电动机/发电机MG2产生的电力来作为驱动动力。此外，剩余的电力在电池中进行充电。
[0071]图5为用于示出在根据本发明的第一示例性实施方案的混合电动车辆的变速系统中的并行模式的直接联接处的动力的流动的示意图。参照图5，在并行模式的直接联接处操作第一离合器CLl。
[0072]在并行模式的直接联接处，发动机ENG的扭矩用作主动力，并且第一电动机/发电机MGl的扭矩用作辅助动力。也即，发动机ENG的扭矩得以通过第一离合器CLl的操作经由第一轴10供应至第一输出齿轮OGl作为主动力，并且第一电动机/发电机MGl的扭矩传递至第二输出齿轮0G2作为辅助动力。此时，发动机ENG的扭矩的一部分可以涉及到第二电动机/发电机MG2的动力产生。
[0073]在并行模式的直接联接处，可以通过经由第一轴10和第一中空轴11传递至第一输出齿轮OGl的发动机ENG的扭矩以及经由第二中空轴12传递至第二输出齿轮0G2的第一电动机/发电机MGl的扭矩来实现电力连续可变换档。
[0074]如上所述,输入至第一输出齿轮OGl和第二输出齿轮0G2的发动机ENG和第一电动机/发电机MGl的扭矩经由第一中间齿轮CG1、第二中间齿轮CG2和驱动齿轮DG传递至差分装置DIFF的最终减速齿轮FG。也即，在并行模式的直接联接处，驱动轮30由发动机ENG和第一电动机/发电机MGl的驱动扭矩来驱动。
[0075]图6为用于示出在根据本发明的第一示例性实施方案的混合电动车辆的变速系统中的在并行模式的OD处的动力的流动的示意图。参照图6，在并行模式的OD处操作第二尚合器CL2。
[0076]在并行模式的OD处,发动机ENG的扭矩用作主动力，并且第一电动机/发电机MGl的扭矩用作辅助动力。也即，通过第二离合器CL2的操作经由第一轴10、第二轴20和第一中空轴11将发动机ENG的扭矩传递至第一输出齿轮OGl作为主动力，并且第一电动机/发电机MGl的扭矩经由第二中空轴12传递至第二输出齿轮0G2作为辅助动力。
[0077]此时，发动机ENG的扭矩的一部分可以涉及到第二电动机/发电机MG2的动力产生。
[0078]在并行模式的OD处，可以通过经由第一轴10、第二轴20和第一中空轴11传递至第一输出齿轮OGl的发动机ENG的扭矩以及经由第二中空轴12传递至第二输出齿轮0G2的第一电动机/发电机MGl的扭矩来实现电力连续可变换档。
[0079]如上所述,输入至第一输出齿轮OGl和第二输出齿轮0G2的发动机ENG和第一电动机/发电机MGl的扭矩经由第一中间齿轮CG1、第二中间齿轮CG2和驱动齿轮DG传递至差分装置DIFF的最终减速齿轮FG。也即，在并行模式的OD处，驱动轮30由发动机ENG和第一电动机/发电机MGl的驱动扭矩来驱动。
[0080]此外，由于第一外啮合从动齿轮TGlb的直径相对地小于在第二轴20上的第二外啮合驱动齿轮TG2a的直径，因此发动机ENG的旋转速度提高。
[0081]如上所述，在根据本发明的示例性实施方案的混合电动车辆的变速系统中，所有发动机ENG、第一电动机/发电机MGl和第二电动机/发电机MG2都能够产生驱动扭矩，第二电动机/发电机MG2能够通过使用发动机ENG的扭矩产生电力，并且在车辆中需要的连续齿轮比能够通过第一电动机/发电机MGl的控制来形成。因此可以提高燃料经济性。
[0082]也即，能够通过在第一轴10上设置两个电动机/发电机MGl和MG2以及两个离合器CLl和CL2来实现EV模式、连续模式以及包括直接联接和OD的并行模式。
[0083]此外，由于在除了并行模式以外的模式中不使用离合器，因此应用至离合器的操作压力能够得以最小化并可以提高燃料经济性。此外，由于直接联接得以增加至并行模式中，因此可以提高燃料经济性，并且可以降低第一电动机/发电机MGl的容量。此外，由于用于产生电力的第二电动机/发电机MG2设置在第二轴20上,并且两个离合器CLl和CL2设置在通过去除行星齿轮组而获得的空间内，因此可以缩短变速系统的长度。
[0084]图7为根据本发明的第二示例性实施方案的混合电动车辆的变速系统的示意图。参考图7，在第一不例性实施方案中，第二电动机/发电机MG2设置在第一外哨合从动齿轮TGlb和第二外啮合驱动齿轮TG2a之间的第二轴20上，但是在第二示例性实施方案中，第二电动机/发电机MG2设置在第二轴20的一个端部部分上。
[0085]也即，第二电动机/发电机MG2设置在相对于第二外卩齿合驱动齿轮TG2a的第一外啮合从动齿轮TGlb的相对侧面处。由于除了第二电动机/发电机MG2的位置，第二示例性实施方案的功能与第一示例性实施方案的功能相同，因此将省略其具体说明。
[0086]图8为根据本发明的第三示例性实施方案的混合电动车辆的变速系统的示意图。参照图8，通过修改第二实施方案来获得第三实施方案。也即，第二轴20得以分成在第一外啮合从动齿轮TGlb和第二外啮合驱动齿轮TG2a之间的两段，并且同步器40设置在第二轴20的分开的两段之间。
[0087]因此，如果没有操作第二电动机/发电机MG2，则第二轴20通过同步器40分成两段。因此，能够防止第二电动机/发电机MG2和第二轴20的惯性效应。
[0088]作为例证但不受限的是，同步器40设置在第二轴20的两段之间。也即，能够使用能够选择性地连接第二轴20的两段的任何设备。
[0089]由于除了是否使用同步器40，第三示例性实施方案的功能与第二示例性实施方案的功能相同，因此将省略其具体说明。
[0090]由于本发明的示例性实施方案提供了各种模式，因此可以提高燃料经济性。也即，能够通过在第一轴上设置两个电动机/发电机以及两个离合器来实现EV模式、连续模式以及包括直接联接和OD的并行模式。
[0091]此外，由于在除了并行模式以外的模式中不使用离合器，因此应用至离合器的操作压力能够得以最小化并可以提高燃料经济性。此外，由于直接联接得以增加至并行模式中，因此可以提高燃料经济性，并且可以降低用于驱动车辆的电动机/发电机的容量。此夕卜，由于用于产生电力的电动机/发电机设置在第二轴上，并且两个离合器设置在通过去除行星齿轮组而获得的空间内，因此可以缩短变速系统的长度。
[0092]前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。
【权利要求】
1.一种混合电动车辆的变速系统，包括: 第一轴，所述第一轴连接到发动机； 第一中空轴，所述第一中空轴设置成与所述第一轴没有旋转干扰，选择性地连接到所述第一轴，并且设置有第一输出齿轮； 第二中空轴，所述第二中空轴设置成与所述第一中空轴没有旋转干扰，并且设置有第二输出齿轮； 第二轴，所述第二轴与所述第一轴平行设置，并且通过齿轮单元能够操作地连接到所述第一轴和所述第一中空轴，以便选择性地将所述第一轴的扭矩传递至所述第一中空轴；离合器，所述离合器将所述第一轴和所述第二轴选择性地连接至所述第一中空轴；第一电动机/发电机，所述第一电动机/发电机能够操作地连接到所述第二中空轴；以及 第二电动机/发电机，所述第二电动机/发电机能够操作地连接到所述第二轴。
2.根据权利要求1所述的混合电动车辆的变速系统，进一步包括: 减速齿轮单元，所述减速齿轮单元将所述第一中空轴或所述第二中空轴的扭矩传递至差分装置。
3.根据权利要求2所述的混合电动车辆的变速系统，其中所述减速齿轮单元包括: 中间轴，所述中间轴设置成在所述差分装置和所述第一轴之间与所述第一轴平行； 第一中间齿轮，所述第一中间齿轮设置在所述中间轴上，并且与所述第一输出齿轮接合； 第二中间齿轮，所述第二中间齿轮设置在所述中间轴上，并且与所述第二输出齿轮接合；以及 驱动齿轮，所述驱动齿轮设置在所述中间轴上，并且与所述差分装置的最终减速齿轮接合。
4.根据权利要求1所述的混合电动车辆的变速系统，其中所述齿轮单元包括: 第一外啮合驱动齿轮，所述第一外啮合驱动齿轮设置在所述第一轴上； 第一外啮合从动齿轮，所述第一外啮合从动齿轮设置在所述第二轴上，并且与所述第一外哨合驱动齿轮接合； 第二外啮合驱动齿轮，所述第二外啮合驱动齿轮设置在所述第二轴上；以及第二外啮合从动齿轮，所述第二外啮合从动齿轮选择性地连接到所述第一中空轴，并且与所述第二外啮合驱动齿轮接合。
5.根据权利要求4所述的混合电动车辆的变速系统，其中所述齿轮单元适应于增加所述第一轴的旋转速度，并且适应于选择性地将增加的旋转速度传输至所述第一中空轴。
6.根据权利要求1所述的混合电动车辆的变速系统，其中所述离合器包括: 第一离合器，所述第一离合器设置在所述第一轴和所述第一中空轴之间；以及 第二离合器，所述第二离合器设置在所述齿轮单元内，所述齿轮单元能够操作地将所述第二轴与所述第一中空轴连接。
7.根据权利要求4所述的混合电动车辆的变速系统，其中所述离合器包括: 第一离合器，所述第一离合器设置在所述第一轴和所述第一中空轴之间；以及 第二离合器，所述第二离合器设置在所述第一中空轴和所述齿轮单元的第二外啮合从动齿轮之间。
8.根据权利要求1所述的混合电动车辆的变速系统，其中所述第一电动机/发电机用于驱动车辆，并且所述第二电动机/发电机用于产生电力。
9.根据权利要求1所述的混合电动车辆的变速系统，其中所述第二电动机/发电机设置在所述第二轴的中间部分上。
10.根据权利要求1所述的混合电动车辆的变速系统，其中所述第二电动机/发电机设置在所述第二轴的一个端部部分上。
11.根据权利要求10所述的混合电动车辆的变速系统，进一步包括: 变动连接单元，所述变动连接单元将所述第二轴分成两段，并且选择性地连接经分开的两段。
12.根据权利要求11所述的混合电动车辆的变速系统，其中所述变动连接单元为同步器。
13.根据权利要求1所述的混合电动车辆的变速系统，进一步包括设置在所述发动机和所述第一轴之间的减震器。
14.一种混合电动车辆的变速系统，包括: 第一轴，所述第一轴连接到发动机； 第一中空轴，所述第一中空轴设置成与所述第一轴没有旋转干扰，并且选择性地并能够操作地连接到所述第一轴； 第二中空轴，所述第二中空轴设置成与所述第一中空轴没有旋转干扰； 第二轴，所述第二轴与所述第一轴平行地设置； 第一输出齿轮和第二输出齿轮，所述第一输出齿轮和所述第二输出齿轮分别设置在所述第一中空轴和所述第二中空轴上，并且分别输出所述第一中空轴和所述第二中空轴的扭矩； 齿轮单元，所述齿轮单元设置在所述第一轴、所述第一中空轴和所述第二轴上，并且选择性地将所述第一轴的扭矩通过所述第二轴传递至所述第一中空轴； 离合器，所述离合器将所述第一轴和所述第二轴选择性地连接至所述第一中空轴； 第一电动机/发电机，所述第一电动机/发电机能够操作地连接到所述第二中空轴；以及 第二电动机/发电机，所述第二电动机/发电机能够操作地连接到所述第二轴。
15.根据权利要求14所述的混合电动车辆的变速系统，进一步包括将所述第一中空轴或所述第二中空轴的扭矩传递至差分装置的减速齿轮单元。
16.根据权利要求15所述的混合电动车辆的变速系统，其中所述减速齿轮单元包括: 中间轴，所述中间轴设置成在所述差分装置和所述第一轴之间与所述第一轴平行； 第一中间齿轮，所述第一中间齿轮设置在所述中间轴上，并且与所述第一输出齿轮接合； 第二中间齿轮，所述第二中间齿轮设置在所述中间轴上，并且与所述第二输出齿轮接合；以及 驱动齿轮，所述驱动齿轮设置在所述中间轴上，并且与所述差分装置的最终减速齿轮接合。
17.根据权利要求14所述的混合电动车辆的变速系统，其中所述齿轮单元包括: 第一外啮合驱动齿轮，所述第一外啮合驱动齿轮设置在所述第一轴上； 第一外啮合从动齿轮，所述第一外啮合从动齿轮设置在所述第二轴上，并且与所述第一外哨合驱动齿轮接合； 第二外啮合驱动齿轮，所述第二外啮合驱动齿轮设置在所述第二轴上；以及第二外啮合从动齿轮，所述第二外啮合从动齿轮选择性地连接到所述第一中空轴，并且与所述第二外啮合驱动齿轮接合。
18.根据权利要求14所述的混合电动车辆的变速系统，其中所述离合器包括: 第一离合器，所述第一离合器设置在所述第一轴和所述第一中空轴之间；以及 第二离合器，所述第二离合器设置在所述齿轮单元内，所述齿轮单元能够操作地将所述第二轴与所述第一中空轴连接。
19.根据权利要求14所述的混合电动车辆的变速系统，进一步包括变动连接单元，所述变动连接单元将所述第二轴分成两段，并且选择性地连接经分开的两段。
20.根据权利要求14所述的混合电动车辆的变速系统，进一步包括设置在所述发动机和所述第一轴之间的减震器。
【文档编号】B60K6/36GK104369656SQ201410397876
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2013年8月13日
【发明者】金伯猷, 边成崑, 安哲民, 崔光敏, 朴太植, 金锡俊, 许準会 申请人:现代自动车株式会社