用于混合动力车辆的动力传动系统的制作方法_2

文档序号:8239900阅读:来源:国知局
更多动力源的汽车,例如,汽油动力和电动力车辆。
[0033]本文使用的术语仅是为了描述特定实施方式的目的并且并不旨在限制本发明。除非上下文清楚地表明,否则如在此所使用的单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式。还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”时,其指明了存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件,但是不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。如在此所使用的术语“和/或”包括相关的所列项目中的一个或多个的任一者和所有组合。
[0034]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。图2示出了电动车辆(EV)模式,并且图3示出了机电无级变速(EVT)模式。图4示出了不变的齿轮位置模式;图5示出了发动机100的启动或停止模式。图6示出了离合器200的耦接模式。
[0035]本发明涉及混合动力车辆的EVT,尤其是动力分配类型混合动力车辆。根据本发明优选实施方式的用于混合动力车辆的动力传动系统包括:混合动力车辆的引擎100 ;第一行星齿轮组400,由多个第一旋转元件组成,其中一个与引擎的输出轴110耦合,其中一个被耦合至第一电动发电机600,并且其中两个可通过离合器200直接耦合;以及第二行星齿轮组500,由多个第二旋转元件组成,其中一个与第一行星齿轮组400中的一个第一旋转元件固定耦合,其中一个与第二电动发电机700耦合并且其中一个被直接连接至驱动单元300。这个结构如图1所示。
[0036]这里,当车辆以混合电动车辆(HEV)模式运行时,引擎100用作驱动力供应源或者发电机。当引擎100被启动/停止时或者处于EVT模式时,第一电动发电机600用来将动力从引擎100传送至驱动单元300,并且起负载平衡装置的作用。当车辆以EV模式运行时,第二电动发电机700用作驱动力供应源,执行再生制动,并且以HEV模式运行。
[0037]此外,第一行星齿轮组400和第二行星齿轮组500可以是执行动力分配类型混合动力车辆的EVT功能的简单的行星齿轮组,允许引擎在最佳操作线(OOL)上的操作点被操作,并且起协助第一电动发电机和第二电动发电机600和700的电动机减速器的作用。离合器200直接耦接引擎100和驱动单元或者解耦驱动单元300和引擎100,以便实现不变的齿轮位置,并且当车辆以高速操作时离合器200用来提高效率。正常操作过程中制动器800处于工作状态,并且固定第二行星齿轮组500的第二旋转元件中的一个(例如,第二齿圈 550)。
[0038]从图1中可以看出,第一电动发电机600和第二电动发电机700通过车辆的电池900彼此电连接。第一电动发电机600和第二电动发电机700对车辆的电池900充电或者由来自电池900的电流驱动。设置第一行星齿轮组400、离合器200和第二行星齿轮组500来代替常规的变速器。
[0039]第一行星齿轮组400和第二行星齿轮组500中的每个可具有至少三个旋转元件。在本发明中,旋转元件的数目是三个,但不限于三个。因此,根据本发明实施方式的用于混合动力车辆的动力传动系统的第一行星齿轮组400由第一太阳齿轮410、第一载体430和第一齿圈450组成,并且第二行星齿轮组500是由第二太阳齿轮510、第二载体530和第二齿圈550组成。
[0040]第一行星齿轮组400的第一太阳齿轮410与第一电动发电机600直接稱合,并且第一行星齿轮组400的第一载体与引擎100的输出轴110直接耦合。第一行星齿轮组400的第一齿圈450与第二行星齿轮组500的第二载体530固定I禹合。
[0041]具体地,第一行星齿轮组400的第一载体430和第一齿圈450通过离合器200稱合,并且第一载体430和第一齿圈450被安装为能够通过离合器200直接耦合。当啮合离合器200时,第一行星齿轮组400执行自由旋转(超速传动)以便在没有发电机情况下将引擎100生成的驱动力直接传送至驱动单元300从而移去电通路。
[0042]如上所述,第一行星齿轮组400的第一齿圈450与第二行星齿轮组500的第二载体530固定耦合。此外,第二行星齿轮组500的第二载体530同样与驱动单元300直接耦合,并且将驱动力直接传送至驱动单元300。第二行星齿轮组500的第二太阳齿轮510与第二电动发电机700耦合,并且第二行星齿轮组500的第二齿圈550与制动器800耦合,并且通常保持为固定状态。
[0043]在车辆行驶在例如高速道路上的高速度低负载状态下,为第一行星齿轮组400设置的离合器200被啮合以执行自由旋转(超速传动),从而保持诸如持续维持自动变速器的最高齿轮位置的状态,从而车辆可以以不变的齿轮位置运行以增加运转效率。因此离合器200可以将引擎100生成的驱动力直接传送至驱动单元300。
[0044]详细地,根据本发明实施方式的用于混合动力车辆的动力传动系统包括:混合动力车辆的引擎100,第一行星齿轮组400由第一太阳齿轮410、第一载体430和第一齿圈450组成,其中第一太阳齿轮410被连接至第一电动发电机600,其中第一载体430与引擎的输出轴110耦合,并且其中第一齿圈450和第一载体430通过离合器200连接,其中,离合器200被啮合为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500由第二太阳齿轮510、第二载体530和第二齿圈550组成,其中第二太阳齿轮510被连接至第二电动发电机700,其中第二载体530被连接至驱动单兀300并且与第一行星齿轮组400的第一齿圈450固定稱合,并且其中第二齿圈550被固定连接至制动器800。
[0045]因此,将参考图2至图6详细地描述车辆的操作。图2示出了 EV模式,其中发动机100不被驱动,并且车辆在离合器200脱离啮合的情况下只利用电流运行。这里,车辆的驱动力通过第二行星齿轮组500的第二太阳齿轮510和第二载体530被传送到驱动单元300,这减少来自电池900的能量和第二电动发电机700生成的电力,因为第二电动发电机700在EV模式过程中用作机电驱动力。
[0046]此外,来自驱动单元300的额外动力允许用于再生制动,其中根据车辆的运行状态,诸如车辆执行制动的状态,这种动力被再次传动到第二电动发电机700并且被存储在电池900中。
[0047]图3示出了 EVT模式,在该模式下引擎100被驱动,并且离合器200仍然脱离啮合。在这种情况下,引擎100和电池900的驱动力通过第一行星齿轮组400和第二行星齿轮组500的第一电动发电机600和第二电动发电机700被传送到驱动单兀300,并且相应地驱动驱动单元300。
[0048]第一,电池900和引擎100的驱动力被传送到驱动单元300。如果必要的话,引擎100生成的驱动力的一部分通过与第一行星齿轮组400的第一齿圈450固定耦合的第二行星齿轮组500的第二载体530被传送到驱动单元300,并且剩余的驱动力驱动连接至第一行星齿轮组400的第一太阳齿轮的第一电动发电机600。从而,第一电动发电机600起发电机的作用以产生电能,并将电能传送至电池900或者第二电动发电机700,并且帮助车辆的驱动。然后上述能量被第二电动发电机700使用,以提供动力至驱动单元330。图2的第二电动发电机700以与EV模式相似的模式操作。
[0049]图4示出了不变的齿轮位置模式,在该模式下引擎100被驱动,并且离合器200被啮合。在这种情况下,车辆可以以EVT模式作为HEV来运行,并且同样允许引擎在OOL上的操作点处被操作。通常,在这种情况下,车辆是在高速度低负载驱动条件下操作的,如在高速公路上。这里,因为离合器200是啮合的,所以第一行星齿轮组400执行自由旋转(B卩,进入超速传动)。
[0050]因此,引擎100生成的驱动力以与图3的EVT模式相同的模式传送。然而,因为第一行星齿轮组400进行自由旋转,所以在不改变速度的情况下,变速齿轮位置被固定到固定的最高齿轮位置或较高的齿轮位置上。在图4的不变的齿轮位置模式中,引擎100的驱动力以及来自第一电动发电机600和第二电动发电机700的驱动力被直接传送到驱动单元300,从而最大化传送效率。这里,第一电动发电机600和第二电动发电机700以与EVT模式相同的模式操作。
[0051]图5示出了引擎100的启动或停止模式,在该模式下引擎100被驱动或者不被驱动,并且离合器200脱离啮合。在这个模式下,当引擎100以EV模式驱动,在该模式下车辆由第二电动发电机700驱动,或者以EVT模式停止时,将驱动单元300和引擎100的转速相比较来控制引擎100的转速。这里,第二电动发电机700以与EV模式或者EVT模式相同的模式驱动,并且第一电动发电机600被控制为驱动或者停止引擎100。
[0052]图6示出了一种方法,其中图2的EV模式或者图3的EVT模式被转变成图4的不变的齿轮位置模式,即离合器200的啮合模式。离合器200的啮合模式应用于以下情形:当离合器200被哨合之后,第一行星齿轮组400的第一齿圈450的速度通过第一电动发电机600与第一电动发电机600的速度同步以
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