本发明通常涉及用于车辆的混合动力传动系。更具体地，本发明涉及能够实现电动可变变速器(EVT)模式的混合动力传动系的组件。
背景技术：
本部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，并且可不构成现有技术。
混合动力车辆的动力传动系可包括电动机和内燃机，并且期望提供针对各种车辆行驶状况的驱动模式，以便提高车辆的燃料效率并满足车辆的行驶质量。
技术实现要素：
本发明涉及现有技术中出现的上述问题，并且本发明提供了一种用于车辆的混合动力传动系，提高电动车辆模式的运行性能，通过降低能量消耗来提高燃料效率，通过使用相对简单和紧凑的组件来节省车辆中的空间，以及降低材料成本。
在本发明的一种实施方式中，提供了一种用于车辆的混合动力传动系，动力传动系包括：行星齿轮系统，包括同轴双小齿轮、行星架和四个旋转元件，同轴双小齿轮包括具有不同直径并且设置为同轴旋转的第一小齿轮和第二小齿轮，行星架承载同轴双小齿轮，四个旋转元件中的每个都构造为输入或输出动力；以及分别连接至行星齿轮系统的四个旋转元件的发动机、第一电动发电机、第二电动发电机和输出轴。
行星齿轮系统的四个旋转元件可包括：太阳齿轮，构造为与同轴双小齿轮的第二小齿轮的内侧啮合；第一齿圈，构造为与第二小齿轮的外侧啮合；第二齿圈，构造为与同轴双小齿轮的第一小齿轮的外侧啮合；和行星架。
第二小齿轮可具有比第一小齿轮的直径大的直径。
第二齿圈可直接连接至发动机；第一齿圈可直接连接至第一电动发电机；太阳齿轮可直接连接至第二电动发电机；以及行星架可连接至输出轴。
第一齿圈可经由第二制动器连接至变速器壳体，使得第一齿圈固定至变速器壳体；并且第二齿圈可经由第一制动器连接至变速器壳体，使得第二齿圈固定至变速器壳体。
混合动力传动系可包括设置在第二齿圈与变速器壳体之间的单向离合器，以防止第二齿圈沿相反的方向旋转。
混合动力传动系可包括设置在太阳齿轮与行星架之间的离合器，以连接或断开太阳齿轮与行星架。
第一电动发电机和第二电动发电机可设置为与行星齿轮系统的旋转轴线同轴；行星架可包括同轴设置在第一电动发电机与第二电动发电机之间以相对于第一和第二电动发电机旋转的输出驱动齿轮；输出轴可包括与输出驱动齿轮啮合的输出从动齿轮。
离合器可设置为连接或断开输出驱动齿轮与连接太阳齿轮和第二电动发电机的太阳齿轮轴。
根据用于车辆的混合动力传动系，能够适当地驱动发动机，提高电动车辆模式的运行性能，通过减少能量消耗来提高燃料效率，通过利用相对简单且紧凑的组件来节省车辆中的空间，以及降低材料成本。
根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅意图用于说明的目的，并不意图限制本发明的范围。
附图说明
为了可很好地理解本发明，现在将通过示例的方式，参考附图给出所描述的各种实施方式，其中：
图1是示出根据本发明的用于车辆的混合动力传动系的构造的示图；
图2是示出图1的动力传动系的示意图；
图3是示出图1的动力传动系的杠杆图；
图4是示出图1的动力传动系的操作模式的表格；
图5是示出取决于图1的动力传动系的变速比的应用模式和及其效率的曲线图；并且
图6至图22是示出图1的动力传动系的每一种模式的操作的杠杆图。
这里描述的附图仅用于说明的目的，并不意图以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的，并不意图限制本发明、应用或用途。应当理解，在整个附图中，对应的附图标记表示相似或对应的部件和特征。
参考图1至图3，根据本发明的一种实施方式，混合动力传动系包括：行星齿轮系统“PG”，包括同轴双小齿轮、行星架“C”和四个旋转元件，同轴双小齿轮包括具有不同直径并且设置为同轴旋转的第一小齿轮“P1”和第二小齿轮“P2”，行星架“C”承载同轴双小齿轮，四个旋转元件中输入和输出动力；以及分别连接至行星齿轮系统PG的四个旋转元件的发动机“E”、第一电动发电机“MG1”、第二电动发电机“MG2”和输出轴“OUT”。
根据本发明的一种实施方式，行星齿轮系统PG的四个旋转元件包括：太阳齿轮“S”，设置为与同轴双小齿轮的第二小齿轮P2的内侧啮合；第一齿圈“R1”，设置为与第二小齿轮P2的外侧啮合；第二齿圈“R2”，设置为与同轴双小齿轮的第一小齿轮P1的外侧啮合；以及行星架C。第二小齿轮P2具有比第一小齿轮P1的直径大的直径。
第二齿圈R2与发动机E直接连接，第一齿圈R1与第一电动发电机MG1直接连接，太阳齿轮S与第二电动发电机MG2直接连接，以及行星架C与输出轴OUT连接。
第一齿圈R1经由第二制动器“BK2”连接至变速器壳体“CS”，使得第一齿圈固定至变速器壳体。第二齿圈R2经由第一制动器“BK1”连接至变速器壳体CS，使得第二齿圈固定至变速器壳体。
根据本发明的一种实施方式，在第二齿圈R2与变速器壳体C之间设置单向离合器“OWC”以阻止或防止第二齿圈R2沿相反方向旋转，但是可省略单向离合器OWC。
在太阳齿轮S与行星架C之间设置离合器“CL”，以连接或断开太阳齿轮与行星架。
如图1所示，第一电动发电机MG1和第二电动发电机MG2设置为与行星齿轮系统PG的旋转轴线同轴。行星架C包括同轴设置在第一电动发电机MG1与第二电动发电机MG2之间以相对于第一和第二电动发电机旋转的输出驱动齿轮G1。输出轴OUT包括与输出驱动齿轮G1啮合的输出从动齿轮G2。
输出轴OUT可与差动齿轮“DF”等连接，以向驱动轮W提供动力。
根据本发明的一种实施方式，离合器CL设置为连接或断开输出驱动齿轮G1与连接太阳齿轮S和第二电动发电机MG2的太阳齿轮轴。提供一空间以容易地向离合器CL提供操作控制信号。空间将第一电动发电机MG1与第二电动发电机MG2分离，以确保平稳的冷却性能。
将公开根据本发明的上述混合动力传动系的操作模式。
图6是示出MG1启动模式的示图。在MG1启动模式中，通过驱动第一电动发电机MG1来提供用于启动发动机E的动力，并且输出轴OUT停止。当行星架C停止时，通过降低供应至第一齿圈R1的动力的速度(the speed of the power)来将第一电动发电机MG1的动力供应至发动机E，从而启动发动机E。
图7是示出MG2启动模式的示图。如图7所示，在MG2启动模式中固定行星架C。因此，通过使第二电动发电机MG2反转，向第二齿圈R2提供用于启动发动机E的前向扭矩。
图8是示出冷启动模式的示图。在冷启动模式中，当发动机E的拖曳扭矩极高时，向发动机E供应更高的扭矩。第一电动发电机MG1在正向方向上旋转，第二电动发电机MG2在反向方向上旋转，由此平稳启动发动机E。
图9是示出车辆停止的MG1发电模式的示图。在MG1发电模式中，当行星架C固定时，发动机E通过增加动力的速度来凭借第一齿圈R1向第一电动发电机MG1供应动力。因此，第一电动发电机MG1发电以对电池进行充电。
图10是示出MG2发电模式的示图。在MG2发电模式中，行星架C停止，太阳齿轮S借助发动机E的动力在反向方向上旋转，第二电动发电机MG2通过使用动力进行发电。
图11是示出同时操作图9和图10的模式的快速充电模式的示图。在快速充电模式中，例如，当电池的充电状态(SOC)极低时，第一电动发电机MG1和第二电动发电机MG2都通过使用发动机E的动力来发电，以对电池进行快速充电。
图12是示出作为电动车辆模式的EV模式的MG1驱动模式的示图。在MG1驱动模式中，第一电动发电机MG1在反向方向上旋转，并且发动机E保持为停止状态，由此通过在正向方向上向输出轴OUT输出动力来实现EV模式。
这里，当发动机E的反向旋转阻力极大时，可不用单向离合器OWC来确保发动机E的停止状态。然而，单向离合器OWC设置为确保驱动状态，并且因此可在没有发动机E反向旋转的情况下可靠地实现EV模式。
为了阻止或防止发动机E在反向方向上旋转，可使用第一制动器BK1。然而，在这种情况下，需要流体压力来操作第一制动器BK1，并且因此浪费用于流体压力的能量。因此，通过使用单向离合器OWC来避免这样的能量浪费，从而提高车辆的燃料效率。
图13是示出EV模式的MG2驱动模式的示图。在MG2驱动模式中，通过在正向方向上驱动第二电动发电机MG2，将正向方向上的输出扭矩供应至输出轴OUT。通过单向离合器OWC均匀地固定与发动机E连接的第二齿圈R2。
图14是示出EV模式的高输出模式的示出。在高输出模式中，同时操作图12和图13的模式。此外，第一电动发电机MG1在反向方向上旋转，第二电动发电机MG2在正向方向上旋转，正向方向上的输出扭矩供应至行星架C，并且单向离合器OWC防止发动机E在反向方向上旋转。因此，通过使用第一电动发电机MG1和第二电动发电机MG2两者的动力来执行具有高输出的EV模式。
图15和图16是示出作为混合电动车辆(“HEV”)驱动模式之一的EVT模式的示图。图15是示出低速时段的模式的示图，并且图16是示出中速和高速时段的模式的示图。
在图15和图16两者中，发动机E处于驱动状态，第一电动发电机MG1和第二电动发电机MG2在驱动状态与发电状态之间连续变化，由此电动控制的连续可变变速器的功能实现为具有：输出轴OUT的变速比相对于发动机E的动力连续地变化。取决于车辆的行驶状况，这种变速比被连续地调整至期望的状态。
图17是示出HEV模式的固定级(fixed stage)1模式的示图，固定级1模式实现1：1的变速比。
具体地，行星齿轮系统PG通过结合离合器CL一体旋转，由此发动机E的动力以1：1的变速比输出至行星架C，并且供应至输出轴OUT。
图18是示出HEV模式的固定级2模式的示图，固定级2模式实现超速传动变速比。
更具体地，通过结合第二制动器BK2，行星架C的速度比发动机E的速度增加得快。这里，第二电动发电机MG2可辅助发动机E的驱动力，或者可通过使用驱动力来发电。
图19是示出从EV模式向HEV模式的转换的模式转换状态的示图。
也就是说，在EV模式中，第一电动发电机MG1被驱动直到其速度达到启动发动机E的速度，由此启动发动机E并且操作HEV模式。
图20是示出蠕动驱动(creep-driving)模式的示图。当发动机E停止时，通过驱动第二电动发电机MG2将减小的输出扭矩供应至行星架C，从而操作蠕动驱动模式。这里，在不使用单独的控制力的情况下，单向离合器OWC防止发动机E在反向方向上旋转。
图21是示出再生制动模式的正常模式的示图。在正常模式中，发动机E通过结合第一制动器BK1而保持为停止状态，并且第二电动发电机MG2通过使用从输出轴OUT输入至行星架C的动力来发电。
图22是示出再生制动模式的高输出模式的示图。在高输出模式中，第一电动发电机MG1和第二电动发电机MG2都在图21的相同条件下发电，以提供较大制动力和较大电力输出。
尽管为了说明的目的描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，各种变型、添加和替换都是可能的。