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7月30提交的韩国专利申请N0.10-2014-0097364的优先权和权益，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，更特别地，涉及这样的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)发动时提供充分的动力性能而对转换成ENG模式进行抑制，并在第一 HEV模式和第三HEV模式的转换时最大地使用发动机的动力。
【背景技术】
[0004]车辆的环保技术是影响未来的车辆工业的生存的核心技术，先进车辆的制造商付出其全部力量发展环保车辆以符合环境和燃料效率法规。
[0005]因此，车辆制造商各自发展了作为未来车辆技术的电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、燃料电池电动车辆(FCEV)等。
[0006]由于未来车辆具有各种技术限制(例如重量和成本)，车辆制造商已经注意到混合动力电动车辆作为符合排放气体法规并改进燃料性能的现实问题的替代方案，并已经进入了商业化混合动力电动车辆的激烈竞争中。
[0007]混合动力电动车辆是使用两种或更多动力源的车辆。两种或更多动力源可以通过各种方案组合，使用现有化石燃料的汽油发动机或柴油发动机以及通过电能驱动的电机/发电机混合并用作动力源。
[0008]在混合动力电动车辆中，可以根据发动机和电机的组合来实现混合动力电动车辆仅通过电机驱动的EV模式、使用发动机和电机两者的HEV模式和仅使用发动机的ENG模式。
[0009]此外，通过在车辆停止时停止发动机的怠速停止，当车辆制动时通过使用车辆的动能来驱动发电机而不是通过现有的摩擦方式进行制动的再生制动来节省燃料，在驱动发电机时在电池中存储产生的电能并在驱动车辆时再次使用存储的电能等，混合动力电动车辆与现有的车辆相比可以获得显著的燃料效率增强效果。
[0010]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 ] 单模式方案具有不需要用于传输控制的如离合器和制动器的扭矩传输机构的优点，但具有当车辆以高速行驶时效率劣化并因此燃料效率低并需要额外的扭矩增加设备以将单模式方案应用至大尺寸车辆的缺点。
[0012]多模式方案具有当车辆以高速驱动时效率高且扭矩可以设计为增加并因此多模式方案可以应用至大尺寸和中等尺寸的车辆的优点。
[0013]因此，近年来，主要采用的是多模式方案而非单模式方案，并且导致的研究具有积极的进展。
[0014]多模式方案动力传输系统构造成包括多个行星齿轮组、用作电机和发电机的多个电机/发电机、能够控制行星齿轮组的旋转元件的多个扭矩传输机构(摩擦元件)、用作电机/发电机的动力源的电池等。
[0015]多模式方案动力传输系统根据行星齿轮组、电动机/发电机以及扭矩传输机构的连接构造而具有不同的操作机构。
[0016]此外，因为多模式方案动力传输系统具有持久性、动力传输效率、尺寸等根据连接构造而不同的特点，所以在混合动力电动车辆的动力传输系统中已经持续地研究和开发实现更强的、没有动力损失且紧凑的动力传输系统。
[0017]公开于该发明【背景技术】部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般【背景技术】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]本发明的各个方面旨在提供一种混合动力电动车辆的动力传输系统，其可以通过在节气门全开(W0T)发动时提供充分的动力性能来抑制对ENG模式的转换，并在转换成第一 HEV模式和第三HEV模式时最大化地利用发动机的动力。
[0019]本发明还致力于提供混合动力电动车辆的动力传输系统，其通过增加机械动力传输路径的权重以允许使用大发动机动力来降低电负载，在发动时替代ENG模式以降低模式转换的次数，并在模式转换时使全部旋转元件的RPM的改变最小化。
[0020]本发明还致力于提供混合动力电动车辆的动力传输系统，其可以提供车辆在高速驱动时在没有电机/发电机的电负载的情况下可以被驱动的ENG模式以改进的燃料效率。
[0021]本发明的一个方面提供一种混合动力电动车辆的动力传输系统，其包括输入轴、输出轴、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴、第五旋转轴、第六旋转轴、第七旋转轴以及三个摩擦元件，发动机的动力输入至所述输入轴中，所述输出轴通过输出齿轮将传输的旋转动力输出，所述第一行星齿轮组具有由第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮的三个旋转元件构成并设置在所述输出轴上，所述第二行星齿轮组具有由第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮构成的三个旋转元件并设置在所述第一行星齿轮组的后侧，所述第三行星齿轮组具有由第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮构成的三个旋转元件并设置在所述第二行星齿轮组的后侧，所述第一旋转轴与第一电机/发电机直接连接，同时直接连接所述第一行星齿轮组的旋转元件中的一个旋转元件和所述第二行星齿轮组的旋转元件中的一个旋转元件，所述第二旋转轴与所述输出轴直接连接，同时直接连接所述第一行星齿轮组的除了连接所述第一旋转轴的旋转元件之外的一个旋转元件和所述第三行星齿轮组的旋转元件中的一个旋转元件，所述第三旋转轴直接连接所述第一行星齿轮组的除了连接所述第一旋转轴和所述第二旋转轴的旋转元件之外的一个旋转元件和输入轴，所述第四旋转轴使所述第二行星齿轮组的除了连接所述第一旋转轴的旋转元件之外的一个旋转元件与变速器壳体直接连接，所述第五旋转轴由所述第二行星齿轮组的除了连接所述第一旋转轴和所述第四旋转轴的旋转元件之外的一个旋转元件连接，所述第六旋转轴直接连接所述第三行星齿轮组的除了连接所述第二旋转轴的旋转元件之外的一个旋转元件和第二电机/发电机，所述第七旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接，同时选择性地连接所述第三行星齿轮组的除了连接所述第二旋转轴和所述第六旋转轴的旋转元件之外的一个旋转元件和所述第五旋转轴，所述三个摩擦元件使旋转轴选择性地相互连接或选择性地将各自的旋转轴连接至变速器壳体。
[0022]第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组的每一个都可以构造成单小齿轮行星齿轮组，并可以具有与第一电机/发电机连接并同时直接连接第一太阳齿轮和第二环形齿轮的第一旋转轴、直接连接第一行星架和第三行星架的第二旋转轴、连接第一环形齿轮和输入轴的第三旋转轴、将第二太阳齿轮连接至变速器壳体的第四旋转轴、包括第二行星架的第五旋转轴、将第三太阳齿轮连接至第二电机/发电机的第六旋转轴、以及包括第三环形齿轮的第七旋转轴。
[0023]三个摩擦元件的每一个可以包括第一制动器、第一离合器和第二离合器，所述第一制动器将第七旋转轴与变速器壳体选择性地连接，所述第一离合器作为第三行星齿轮组的直接接合装置，其将第二旋转轴与第七旋转轴选择性地连接，所述第二离合器将第五旋转轴和第七旋转轴选择性地连接。
[0024]在第一离合器和第二离合器和第一制动器的情况下，在EV模式1中，可以操作第一制动器，在EV模式2中，可以操作第一离合器，在HEV模式1中，可以操作第一制动器，在HEV模式2中，可以操作第一离合器，在HEV模式3中，可以操作第二离合器，在ENG模式1中，可以操作第一制动器和第二离合器，在ENG模式2中，可以操作第一离合器和第二离合器。
[0025]三个摩擦元件的每一个可以包括第一制动器、第一离合器和第二离合器，所述第一制动器将第七旋转轴与变速器壳体选择性地连接，所述第一离合器作为第三行星齿轮组的直接接合装置，其将第六旋转轴与第七旋转轴选择性地连接，所述第二离合器将第五旋转轴和第七旋转轴选择性地连接。
[0026]三个摩擦元件的每一个可以包括第一制动器、第一离合器和第二离合器，所述第一制动器将第七旋转轴与变速器壳体选择性地连接，所述第一离合器作为第三行星齿轮组的直接接合装置，其将第二旋转轴与第六旋转轴选择性地连接，所述第二离合器将第五旋转轴和第七旋转轴选择性地连接。
[0027]第一行星齿轮组可以构造成双小齿轮行星齿轮组，第二行星齿轮组和第三行星齿轮组的每一个构造成单小齿轮行星齿轮组，并可以具有与第一电机/发电机连接并同时直接连接第一太阳齿轮和第二环形齿轮的第一旋转轴、直接连接第一环形齿轮和第三行星架的第二旋转轴、连接第一行星架和输入轴的第三旋转轴、将第二太阳齿轮连接至变速器壳体的第四旋转轴、包括第二行星