設置有雙離合器變速器的混合動力系的製作方法
2023-06-23 05:13:56
設置有雙離合器變速器的混合動力系的製作方法
【專利摘要】一種設置有雙離合器變速器的混合動力系，包括：第一離合器和第二離合器、第一輸入軸和第二輸入軸、第一電動機發動機以及第二電動機發動機，其中，所述第一離合器和所述第二離合器配置成選擇性地連接或切斷從發動機傳輸的旋轉動力；所述第一輸入軸和所述第二輸入軸連接到所述第一離合器和所述第二離合器以被旋轉；所述第一電動機發動機連接到所述第一輸入軸並且向所述第一輸入軸提供旋轉動力；所述第二電動機發動機連接到所述第二輸入軸並且向所述第二輸入軸提供旋轉動力。
【專利說明】設置有雙離合器變速器的混合動力系
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年8月9日提交的韓國專利申請N0.10-2013-0094810的優先權，該申請的全部內容以引用的形式結合於此，用於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系，並且更具體而言，涉及設置有雙離合器變速器的混合動力系，其能夠通過將混合動力結構結合到雙離合器變速器的手動轉換機構來改善燃料比。
【背景技術】
[0004]近來，已經進一步需要用於應對較高的燃料成本和CO2的環保法規的燃料比的改善，因此已經對例如電動車輛和混合動力車輛的環保車輛作出持續的研究和開發，在減少有害氣體排放量的同時改善所述環保車輛的燃料比。
[0005]然而，在電動車輛的情況下，由於對於駕駛電動車輛非常關鍵的電池和電動機的價格非常高，因此與使用化石燃料的普通車輛相比，電動車輛的價格也變得較高，並因此環保車輛已經沒有得到普遍地應用。
[0006]在如上所述的當前形勢下，用於改善車輛的燃料比的其中一個最實用的方法是提高內燃發動機的效率，或者提高動力系系統的動力傳輸效率。
[0007]同時，具有駕駛系統的最佳效率的變速器為手動變速器，並且進一步地，基於手動變速器的雙離合器變速器(DCT)的動力傳輸效率比自動變速器或連續可變變速器(CVT)的動力傳輸效率更好。
[0008]因此，普通的內燃發動機的燃料比可以通過經由將電動機結合至具有極好效率的DCT而將變速器配置在混合動力類型中而得以改善。
[0009]同時，根據相關技術，圖1為顯示「用於混合動力車輛的雙離合器變速器」的立體圖，其公開在韓國公開N0.10-2007-0021558中。
[0010]根據現有技術，電動機3僅連接到兩個輸入軸1，2的其中之一，其中在如上配置的變速器的條件下，相對於車輛的特定的速度，電動機的旋轉數量被確定為一，因此，變速器不能避免在低效部段處操作。
[0011]公開於本發明背景部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，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一般技術人員所公知的現有技術。
【發明內容】
[0012]本發明的各個方面已經致力於解決相關技術中的問題。
[0013]本發明的各個方面提供了一種設置有雙離合器變速器的混合動力系，其能夠通過將混合動力結構結合到雙離合器變速器的手動轉換機構來改善燃料比，所述混合動力結構能夠多樣地使用發動機和電動機的旋轉動力。
[0014]本發明的各個方面提供了混合動力系，其可以包括:第一離合器和第二離合器、第一輸入軸和第二輸入軸、第一電動機發動機以及第二電動機發動機，其中，所述第一離合器和所述第二離合器配置成選擇性地連接或切斷從發動機傳輸的旋轉動力；所述第一輸入軸和所述第二輸入軸連接到所述第一離合器和所述第二離合器以被旋轉；所述第一電動機發動機連接到所述第一輸入軸並且向所述第一輸入軸提供旋轉動力；所述第二電動機發動機連接到所述第二輸入軸並且向所述第二輸入軸提供旋轉動力。
[0015]所述第一輸入軸和所述第二輸入軸可以設置為同心。
[0016]設置有雙離合器變速器的混合動力系可以進一步包括:輸出軸以及轉換齒輪設備，其中，所述輸出軸設置成與所述第一輸入軸和所述第二輸入軸平行；在所述轉換齒輪設備中提供具有不同轉換比的多個齒輪對以在所述第一輸入軸、所述第二輸入軸和所述輸出軸上嚙合，並且當車輛行駛並隨著轉換旋轉動力而將從所述第一輸入軸或所述第二輸入軸傳輸的旋轉動力傳遞至所述輸出軸時，所述轉換齒輪設備通過轉換機構選擇對應於行駛速度的齒輪對。
[0017]所述轉換齒輪設備可以包括:第一轉換齒輪組、第二轉換齒輪組以及轉換機構，其中，在第一轉換齒輪組處設置齒輪對以與其在所述第一輸入軸和所述輸出軸上持續哨合；在第二轉換齒輪組處設置齒輪對以與其在所述第二輸入軸和所述輸出軸上持續嚙合；所述轉換機構用於選擇所述第一轉換齒輪組的齒輪對或者第二轉換齒輪組的齒輪對，並且將從所述第一輸入軸或所述第二輸入軸傳輸的旋轉動力傳遞至所述輸出軸。
[0018]最終減速齒輪可以同心地設置在所述輸出軸上，並且在所述最終減速齒輪上設置差動設備以與其持續嚙合。
[0019]所述第一電動機發電機和所述第二電動機發電機可以連接到電池以接收電力，或者配置成產生電。
[0020]本發明的方法和裝置具有其他的特性和優點，這些特性和優點從併入本文中的附圖和隨後的【具體實施方式】中將是顯而易見的，或者將在併入本文中的附圖和隨後的【具體實施方式】中進行詳細陳述，這些附圖和【具體實施方式】共同用於解釋本發明的特定原理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為顯示根據相關技術的混合動力變速器的立體圖；
[0022]圖2為顯示根據本發明的示例性混合動力系的立體圖；
[0023]圖3為顯示根據本發明的在EV驅動模式下的示例性動力傳遞路徑的立體圖；
[0024]圖4為顯示根據本發明的在HEV模式下的示例性動力傳遞路徑的立體圖；
[0025]圖5為顯示根據本發明的在發動機驅動模式下的示例性動力傳遞路徑的立體圖；以及
[0026]圖6為顯示根據本發明的在串級驅動模式下的示例性動力傳遞路徑的立體圖。
[0027]應當了解，所附附圖並不一定是按比例繪製的，其顯示了說明本發明基本原理的各種特徵的略微簡化的表示。本文所公開的本發明的具體設計特徵包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應用和使用的環境來確定。
[0028]在這些圖形中，貫穿附圖的多幅圖形，附圖標記引用本發明的同樣的或等同的部分。
【具體實施方式】
[0029]現在將具體參考本發明的各個實施方案，在附圖中和以下的描述中示出了這些實施方案的實例。雖然本發明與示例性實施方案相結合進行描述，但是應當了解，本說明書並非旨在將本發明限制為那些示例性實施方案。相反，本發明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍之內的各種替換、修改、等效形式以及其它實施方案。
[0030]圖2為顯示根據本發明的各個實施方案的混合動力系的立體圖，圖3為顯示根據本發明的各個實施方案的在EV驅動模式下的動力傳遞路徑的立體圖，圖4為顯示根據本發明的各個實施方案的在HEV模式下的動力傳遞路徑的立體圖，圖5為顯示根據本發明的各個實施方案的在發動機驅動模式下的動力傳遞路徑的立體圖，並且圖6為顯示根據本發明的各個實施方案的在串級驅動模式下的動力傳遞路徑的立體圖。
[0031]根據本發明的設置有雙離合器變速器的動力系主要包括第一離合器Cl和第二離合器C2、第一輸入軸11和第二輸入軸21,以及第一電動機發電機13和第二電動機發電機23。
[0032]參照圖2，設置有雙離合器變速器的動力系包括:用於選擇性地連接或切斷從發動機I傳輸的旋轉動力的第一離合器Cl和第二離合器C2 ;連接到第一離合器Cl和第二離合器C2以被旋轉的第一輸入軸11和第二輸入軸21 ;以及連接到第一輸入軸11並且向其提供旋轉動力的第一電動機發電機13和連接到第二輸入軸21並且向其提供旋轉動力的第二電動機發電機23。
[0033]也即，第一電動機發電機13連接到第一輸入軸11，並且第二電動機發電機23連接到第二輸入軸21,並且第一輸入軸11和第二輸入軸21分別通過第一離合器Cl和第二離合器C2選擇性地連接或切斷以傳輸來自發動機I的旋轉動力，其中車輛能夠通過雙離合器、發動機I和電動機的驅動控制在各個模式下行駛。
[0034]此處,在本發明中,第一輸入軸11和第二輸入軸21可以同心地設置。
[0035]另外，輸出軸31可以設置成與第一輸入軸11和第二輸入軸21平行。此外，設置轉換齒輪設備，使得具有不同轉換比的多個齒輪對與第一輸入軸11、第二輸入軸21和輸出軸31嚙合。在車輛行駛時，伴隨通過經由轉換機構33選擇對應於行駛速度的齒輪對而轉換旋轉動力，轉換齒輪設備將從第一輸入軸11或第二輸入軸21傳輸的旋轉動力傳遞至輸出軸31。
[0036]此處，轉換機構33可以為同步嚙合類型的同步設備，並且該同步設備的構造是公知的，因此省略了其詳細說明。
[0037]同時，轉換齒輪設備可以包括第一轉換齒輪組15、第二轉換齒輪組25以及轉換機構33，其中，在其處齒輪對持續嚙合的第一轉換齒輪組15布置在第一輸入軸11和輸出軸31上；在其處齒輪對持續嚙合的第二轉換齒輪組25布置在第二輸入軸21和輸出軸31上；通過選擇第一轉換齒輪組15的齒輪對或者第二轉換齒輪組25的齒輪對，轉換機構33將從第一輸入軸11或第二輸入軸21傳輸的旋轉動力傳遞至輸出軸31。
[0038]也即，在本發明的轉換齒輪設備中，一個轉換齒輪組布置在第一輸入軸11和輸出軸31上，並且另一個轉換齒輪組布置在第二輸入軸21和輸出軸31上，從而以最大水準簡化用於實現手動轉換機構的轉換齒輪設備的齒輪構造，並且進一步地隨著應用具有雙離合器結構的變速器而改進轉換傳遞效率和燃料比。
[0039]此處，在組成第一轉換齒輪組15和第二轉換齒輪組25的齒輪對之中，布置到輸出軸31的齒輪相對於輸出軸31相對地旋轉，其中轉換機構33布置在第一轉換齒輪組15和第二轉換齒輪組25之間的輸出軸31上，並因此，轉換機構33移動至第一轉換齒輪組15或第二轉換齒輪組25，以便與布置在輸出軸31上的齒輪同步。
[0040]此外，最終減速齒輪35同心地布置在輸出軸31上，並且差動設備40可以設置在最終減速齒輪35上，以與其持續地嚙合。
[0041]也即，傳輸至輸出軸31的旋轉動力通過最終減速齒輪35被傳遞至差動設備40，從而驅動車輛。
[0042]同時,第一電動機發電機13和第二電動機發電機23連接到電池50以接收對旋轉必要的電力，或者配置成產生電。
[0043]也即，發動機I和電動機以及雙離合器由電子控制單元(E⑶)和電信控制單元(TCU)驅動控制，並因此，其它電動機發電機能夠在EV模式下利用電動機發電機行駛的同時使用來自發動機I的動力來產生電。
[0044]將描述根據本發明的混合動力系的用於在各個驅動模式下傳遞動力的控制和動力傳遞路徑。
[0045]圖3為顯示根據本發明各個實施方案的動力傳遞路徑的立體圖。
[0046]參照圖3，在將第一離合器Cl和第二離合器C2都釋放的同時，第一電動機發電機13通過電池50旋轉。在此時，轉換機構33選擇第一轉換齒輪組15並扣緊至第一轉換齒輪組15,因此第一電動機發電機13的旋轉動力通過第一輸入軸11和第一轉換齒輪組15傳遞至輸出軸31，從而在車輛僅使用電力行駛的EV模式下驅動車輛。
[0047]此外，電池50能夠在EV模式下行駛的同時通過連接第二離合器C2經由第二電動機發電機23而充電，並且進一步地，發動機I能夠在其計劃從EV模式變為HEV模式時通過連接第二離合器C2伴隨驅動第二電動機發電機23而使用第二電動機發電機23的旋轉動力起動。
[0048]圖4為顯示根據本發明各個實施方案的在HEV模式下的動力傳遞路徑的立體圖。
[0049]參照圖4，來自發動機I的動力通過連接第一離合器Cl被傳遞至第一輸入軸11，並且第一電動機發電機13被驅動以旋轉來將電動機發電機13的旋轉動力一起傳遞至第一輸入軸11。在此時，轉換機構33選擇第一轉換齒輪組15並扣緊至第一轉換齒輪組15，因此發動機I和第一電動機發電機13的旋轉動力通過第一輸入軸11和第一轉換齒輪組15傳遞至輸出軸31，從而在車輛使用發動機動力和電力的組合行駛的HEV模式下驅動車輛。
[0050]圖5為顯示根據本發明各個實施方案的在發動機I驅動模式下的動力傳遞路徑的立體圖。
[0051]參照圖5，來自發動機I的動力通過連接第二離合器C2被傳遞至第二輸入軸21。在此時，轉換機構33選擇第二轉換齒輪組25並扣緊至第二轉換齒輪組25，因此發動機I的旋轉動力通過第二輸入軸21和第二轉換齒輪組25傳遞至輸出軸31，從而在車輛使用發動機動力行駛的發動機I驅動模式下驅動車輛。
[0052]圖6為顯示根據本發明各個實施方案的在串級驅動模式下的動力傳遞路徑的立體圖。
[0053]參照圖6，來自發動機I的動力通過連接第二離合器C2被傳遞至第二輸入軸21，並且第一電動機發動機13通過電池50被驅動以將旋轉動力傳遞至第一輸入軸11。在此時，轉換機構33選擇第一轉換齒輪組15並扣緊至第一轉換齒輪組15，其中發動機I的旋轉動力被傳遞至第二電動機發電機23以給電池50充電。因此，在使用來自發動機I的動力給電池50充電的同時，車輛能夠在串級驅動模式下行駛，在所述串級驅動模式中車輛使用電力行駛。
[0054]此處，提供在圖3至圖6中顯示的動力傳遞路徑僅用於幫助理解本發明，並因此，通過雙離合器、發動機I和電動機發電機的驅動控制能夠改變動力傳遞路徑。
[0055]根據本發明，通過配置其中將電動機發電機安裝至雙離合器的手動轉換機構的各自的輸入軸的混合動力結構，並且控制以驅動雙離合器、發動機和電動機發電機，車輛能夠行駛在各個驅動模式下。此外，轉換齒輪設備的齒輪構造被簡化以改進轉換效率和燃料比。
[0056]前述對本發明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述並非想窮盡本發明，或者將本發明限定為所公開的精確形式，並且很顯然，根據上述教導，可以進行很多改變和變化。選擇示例性實施方案並進行描述是為了解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現並利用本發明的各種示例性實施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發明的範圍意在由所附的權利要求書及其等同形式所限定。
【權利要求】
1.一種設置有雙離合器變速器的混合動力系，包括: 第一離合器和第二離合器，所述第一離合器和所述第二離合器配置成選擇性地連接或切斷從發動機傳輸的旋轉動力； 第一輸入軸和第二輸入軸，所述第一輸入軸和所述第二輸入軸連接到所述第一離合器和所述第二離合器以被旋轉； 第一電動機發動機，所述第一電動機發動機連接到所述第一輸入軸並且向所述第一輸入軸提供旋轉動力；以及 第二電動機發動機，所述第二電動機發動機連接到所述第二輸入軸並且向所述第二輸入軸提供旋轉動力。
2.根據權利要求1所述的設置有雙離合器變速器的混合動力系，其中所述第一輸入軸和所述第二輸入軸是同心的。
3.根據權利要求1所述的設置有雙離合器變速器的混合動力系，進一步包括: 輸出軸，所述輸出軸設置成與所述第一輸入軸和所述第二輸入軸平行；以及 轉換齒輪設備，在所述轉換齒輪設備中提供具有不同轉換比的多個齒輪對以在所述第一輸入軸、所述第二輸入軸和所述輸出軸上嚙合，並且當車輛行駛並隨著轉換旋轉動力而將從所述第一輸入軸或所述第二輸入軸傳輸的旋轉動力傳遞至所述輸出軸時，所述轉換齒輪設備通過轉換機構選擇對應於行駛速度的齒輪對。
4.根據權利要求3所述的設置有雙離合器變速器的混合動力系，其中所述轉換齒輪設備包括: 第一轉換齒輪組，在第一轉換齒輪組處設置齒輪對以與其在所述第一輸入軸和所述輸出軸上持續嚙合； 第二轉換齒輪組，在第二轉換齒輪組處設置齒輪對以與其在所述第二輸入軸和所述輸出軸上持續嚙合； 轉換機構，所述轉換機構用於選擇所述第一轉換齒輪組的齒輪對或者第二轉換齒輪組的齒輪對，並且將從所述第一輸入軸或所述第二輸入軸傳輸的旋轉動力傳遞至所述輸出軸。
5.根據權利要求3所述的設置有雙離合器變速器的混合動力系，其中最終減速齒輪同心地設置在所述輸出軸上，並且在所述最終減速齒輪上設置差動設備以與其持續嚙合。
6.根據權利要求1所述的設置有雙離合器變速器的混合動力系，其中所述第一電動機發電機和所述第二電動機發電機連接到電池以接收電力，或者配置成產生電。
【文檔編號】F16H3/087GK104343898SQ201310736929
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年12月26日 優先權日:2013年8月9日
【發明者】金鐘泫 申請人:現代自動車株式會社