混合動力車輛的動力傳動系統的制作方法
【專利說明】混合動力車輛的動力傳動系統
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年6月19日提交的韓國專利申請第10-號的優先權，該申請的全部內容結合于此用于通過該引用的所有目的。
技術領域
[0003]本發明涉及一種混合動力車輛的動力傳動系統，更具體地涉及這樣一種混合動力車輛的動力傳動系統:其在拼合(split)發動機動力時，通過增加機械動力傳遞路徑的部分而使用大量的發動機動力，從而降低電負載，其取代了車輛起動時的發動機模式，從而減小模式轉化次數，并且其在模式轉化中使每個旋轉元件的RPM的改變最小化。
【背景技術】
[0004]車輛的生態友好技術為反映汽車產業未來生存的核心技術，且先進的汽車制造商將他們的全部精力都投入到了生態友好車輛的研發中，從而獲得環境和燃料效率的調節。
[0005]汽車制造商已經研發了電動車輛(EV)、混合動力車輛(HEV)、燃料電池電動車輛(FCEV)等，作為未來汽車技術。
[0006]在未來汽車上，存在許多技術上的限制和制約(例如重量、成本等)，因此汽車制造商已經注意到混合動力車輛并將其作為解決實際問題的選擇方案，從而滿足排放氣體控制并且提高燃料效率，并且使混合動力車輛商品化的競爭非常激烈。
[0007]混合車輛利用兩種或多種動力源，并且可以以各個方式組合。現有的利用化石燃料的汽油發動機或柴油發動機，以及由電能驅動的電動機/發電機共同用作動力源。
[0008]混合動力車輛使用低速扭矩特性相對更好的電動機/發電機作為低速時主要的動力源，并且使用高速扭矩特性相對更好的發動機作為高速時主要的動力源。
[0009]因此，在低速部分中，在混合動力車輛中使用電動機/發電機而使用化石燃料的發動機的運行被停止，從而改進燃料效率并減少排放氣體。
[0010]這樣的混合動力車輛的動力傳動系統被歸類為單模式類型和多模式類型。
[0011]單模式類型的動力傳動系統的優勢為:其不需要扭矩傳動機構(例如離合器或制動器)，但是當車輛在高速行駛時效率下降，燃料效率較低，并且為了應用在大型車輛上，需要額外的扭矩放大器。
[0012]當車輛在高速行駛時，多模式類型的動力傳動系統的效率較高，并且由于其可以設計為通過自身而放大扭矩，所以多模式類型動力傳動系統可適用于中型和大型的車輛。
[0013]因此，近年來，廣泛使用多模式類型動力傳動系統，而不是單模式動力傳動系統，并且積極進行對多模式類型動力傳動系統的研究。
[0014]多模式類型動力傳動系統包括多個行星齒輪組、用作電動機和發電機的多個電動機/發電機、控制行星齒輪組的旋轉元件的多個扭矩傳動機構(摩擦組件)以及用作電動機/發電機的動力源的電池等。
[0015]多模式類型的動力傳動系統根據行星齒輪組、電動機/發電機和扭矩傳動機構的連接結構而具有不同的操作機制。
[0016]同樣地，多模式類型的動力傳動系統根據連接結構而具有不同的特征，例如耐久性、動力傳遞效率以及尺寸；因此，在混合動力車輛的動力傳動系統的領域中，繼續研發以實現沒有動力損失的穩健且緊湊的動力傳動系統。
[0017]公開于本發明的背景部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般【背景技術】的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。
【發明內容】
[0018]本發明的各個方面旨在提供一種混合動力車輛的動力傳動系統，其優勢為:通過在拼合(split)發動機動力時增加機械的動力傳動路徑的部分以使用大量的發動機動力，從而減小電負載；當車輛起動時替換發動機模式從而減小模式轉化的數量；以及在模式轉化中，使每個旋轉元件的RPM的改變最小化。
[0019]另外，本發明的各個方面旨在提供一種混合動力車輛的動力傳動系統，其優勢為:提供發動機模式，所述發動機模式允許車輛在沒有電動機/發電機的電負載的情況下行駛，從而在尚速彳丁駛時提尚燃料效率。
[0020]根據本發明的各個方面，混合動力車輛的動力傳動系統可以包括:輸入軸、輸出軸、行星齒輪組、第一電動機/發電機、第二電動機/發電機、第一傳動齒輪、第二傳動齒輪、可變連接單元以及可變直接聯接單元；動力從發動機輸入至所述輸入軸；所述輸出軸與所述輸入軸以預定距離分開，且被設置為與所述輸入軸平行；所述行星齒輪組包括三個旋轉元件，所述旋轉元件被設置在所述輸入軸上，第一旋轉元件由電驅動力驅動，第二旋轉元件與輸出軸外嚙合而作為輸出元件，第三旋轉元件由發動機的旋轉動力驅動；所述第一電動機/發電機被設置在所述輸入軸上，且直接連接至所述行星齒輪組的第一旋轉元件；所述第二電動機/發電機被設置在所述輸入軸上，且選擇性地與所述輸出軸外嚙合；所述第一傳動齒輪選擇性地連接至所述輸入軸，且直接連接至所述第二電動機/發電機；所述第二傳動齒輪選擇性地連接至所述輸入軸，且直接連接至所述第二旋轉元件；所述可變連接單元選擇性地將所述第一傳動齒輪連接至所述輸入軸或所述輸出軸；所述可變直接聯接單元選擇性地將所述行星齒輪組的三個旋轉元件中的兩個旋轉元件相連接。
[0021]行星齒輪組可以為單小齒輪行星齒輪組，并且可以包括:太陽輪、行星架和齒圈，所述太陽輪為所述第一旋轉元件，所述行星架為所述第二旋轉元件，所述齒圈為所述第三旋轉元件。
[0022]行星齒輪組可以為雙小齒輪行星齒輪組，并且包括:太陽輪、齒圈和行星架，所述太陽輪為所述第一旋轉元件，所述齒圈為所述第二旋轉元件，所述行星架為所述第三旋轉元件。
[0023]相對于第二傳動齒輪，第一傳動齒輪的傳動比可以為以減速狀態將旋轉動力傳遞至輸出軸
[0024]可變連接單元可以包括:第一離合器和第二離合器，所述第一離合器設置在所述第一傳動齒輪和所述輸出軸之間，所述第二離合器設置在所述輸入軸和所述第一傳動齒輪之間。
[0025]可變直接聯接單元可以配置為設置在所述輸入軸和所述行星齒輪組的第二旋轉元件之間的第三離合器。
[0026]可變直接聯接單元可以配置為設置在所述行星齒輪組的第一旋轉元件和第二旋轉元件之間的第三離合器。
[0027]可變直接聯接單元配置為設置在所述行星齒輪組的第二旋轉元件和第三旋轉元件之間的第三離合器。
[0028]根據本發明的各個方面，混合動力車輛的動力傳動系統可以包括:輸入軸、輸出軸、行星齒輪組、第一電動機/發電機、第二電動機/發電機、第一傳動齒輪、第二傳動齒輪、可變連接單元以及可變直接聯接單元；動力從發動機輸入至所述輸入軸；所述輸出軸與所述輸入軸以預定距離分開，且被設置為與所述輸入軸平行；所述行星齒輪組作為單小齒輪行星齒輪組，被設置在所述輸入軸上，并包括:通過電驅動力被電驅動的太陽輪，與所述輸出軸外嚙合而作為輸出元件的行星架，以及由發動機的旋轉動力驅動的齒圈；所述第一電動機/發電機被設置在所述輸入軸上，且直接連接至所述行星齒輪組；所述第二電動機/發電機被設置在所述輸入軸上，且選擇性地與所述輸出軸外嚙合；所述第一傳動齒輪選擇性地連接至所述輸入軸，且直接連接至所述第二電動機/發電機；所述第二傳動齒輪選擇性地連接至所述輸入軸，且直接連接至所述行星架；所述可變連接單元選擇性地將所述第一傳動齒輪連接至所述輸入軸或所述輸出軸；所述可變直接聯接單元選擇性地將所述行星齒輪組的三個旋轉元件中的兩個旋轉元件相連接。
[0029]相對于第二傳動齒輪，第一傳動齒輪的傳動比可以為以減速狀態將旋轉動力傳遞至輸出軸。
[0030]可變連接單元包括:第一離合器和第二離合器，所述第一離合器設置在所述第一傳動齒輪和所述輸出軸之間，所述第二離合器設置在所述輸入軸和所述第一傳動齒輪之間。
[0031]可變直接聯接單元可以配置為設置在所述輸入軸和所述行星齒輪組的行星架之間的第三離合器。
[0032]可變直接聯接單元可以配置為設置在所述行星齒輪組的太陽輪和行星架之間的第三離合器。
[0033]可變直接聯接單元可以配置為設置在所述行星齒輪組的行星架和齒圈之間的第三離合器。
[0034]根據本發明的各個方面，混合動力車輛的動力傳動系統可以包括:輸入軸、輸出軸、行星齒輪組、第一電動機/發電機、第二電動機/發電機、第一傳動齒輪、第二傳動齒輪、可變連接單元以及可變直接聯