用於混合動力車的傳動裝置的製作方法

2023-07-22 05:35:26

專利名稱：用於混合動力車的傳動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於混合動力車的傳動裝置，詳細地，本發明涉及一種具有一個或多 個電動車(EV)模式、兩個動力分流模式以及多個固定齒輪比換檔範圍的用於混合動力車 的傳動裝置。
背景技術：
配備有包括發動機、電動發電機和行星齒輪組的混合動力傳動裝置的混合動力車 可以以EV模式行駛，也可以以動力分流模式行駛，所述EV模式通常在啟動或低速時僅由 電動機運行，所述動力分流模式通過在車輛速度提高時使傳動裝置作為電動可變傳動裝置 (EVT, electrically variable transmission)運轉，而允許更高效地使用發動機和電動機 的動力。此外，混合動力車可以使用固定齒輪比來提高車輛的動力性能，如同在現有的傳動 裝置中那樣。基於這個概念的系統已經有助於使怠速停止功能和再生制動最大化並提高車 輛的燃料效率和動力性能。此外，混合動力車在僅由電動發電機驅動時不會從發動機產生廢氣，並且可以使 發動機運行在最佳燃料經濟性點上，這被認為是具有提高燃料經濟性和減少廢氣的優點的 環境友好型汽車技術。混合動力車的傳動裝置被設計成以更簡單的配置實現各種驅動模式，使得優選地 可以通過根據車輛的行駛狀況切換驅動模式，來高效地驅動車輛同時提高燃料經濟性和加 速性能，從而提高驅動性能。本背景技術部分中公開的信息僅用於加強對本發明的一般背景的理解，並且不應 被看作是對該信息形成了本領域技術人員已知的現有技術的承認或任何形式的暗示。

發明內容
本發明的一個方面提供了一種用於混合動力車的傳動裝置，其包括第一差速齒輪 組、第二差速齒輪組、第一電動發電機、第二電動發電機、第一固定機構和第二固定機構。第 一差速齒輪組具有至少四個旋轉部件，該至少四個旋轉部件包括連接到發動機的旋轉部件 和能夠選擇性地彼此連接的兩個旋轉部件。第二差速齒輪組具有至少三個旋轉部件，該至 少三個旋轉部件包括連續地連接到第一差速齒輪組的旋轉部件的旋轉部件以及連接到輸 出部件並且選擇性地連接到第一差速齒輪組的另一旋轉部件的另一旋轉部件。第一電動發 電機連續地連接到第一差速齒輪組的除了連接到發動機的旋轉部件和能夠選擇性地彼此 連接的旋轉部件以外的一個旋轉部件。第二電動發電機連續地連接到第二差速齒輪組的連 續地連接到第一差速齒輪組的旋轉部件的旋轉部件。第一固定機構設置成限制第二行星齒 輪組的未連接到輸出部件和第二電動發電機的旋轉部件的旋轉。第二固定機構設置成限制 第一差速齒輪組的與第一電動發電機連接的一個旋轉部件的旋轉。本發明的另一方面提供了一種用於混合動力車的傳動裝置，其包括第一行星齒輪 組、第二行星齒輪組、第一固定機構、第二固定機構、第三扭矩傳遞機構、第四扭矩傳遞機
5構、第一電動發電機和第二電動發電機。第一行星齒輪組包括至少四個旋轉部件，該至少四 個旋轉部件包括連接到發動機的旋轉部件和能夠選擇性地彼此連接的兩個旋轉部件。第二 行星齒輪組包括至少三個旋轉部件，該至少三個旋轉部件包括連續地連接到第一差速齒輪 組的旋轉部件的旋轉部件，以及連接到輸出部件並且選擇性地連接到第一差速齒輪組的另 一旋轉部件的另一旋轉部件。第一固定機構設置成限制第二行星齒輪組的除了連續地連接 到第一差速齒輪組的旋轉部件的旋轉部件以及連接到輸出部件並且選擇性地連接到第一 差速齒輪組的另一旋轉部件的旋轉部件以外的旋轉部件的旋轉。第二固定機構設置成限制 第一行星齒輪組的除了選擇性地彼此連接的旋轉部件以及與第二行星齒輪組的旋轉部件 連續地連接的旋轉部件以外的旋轉部件的旋轉。第三扭矩傳遞機構布置成選擇性地連接和 分離第一行星齒輪組的一個旋轉部件與第二行星齒輪組的一個旋轉部件。第四扭矩傳遞機 構布置成選擇性地連接和分離第一行星齒輪組的兩個旋轉部件。第一電動發電機連接到第 一行星齒輪組的一個旋轉部件。第二電動發電機連接到第二行星齒輪組的一個旋轉部件。採用本發明的傳動裝置，車輛的燃料效率和驅動性能能夠得到提高。本發明的傳動裝置的以上及其它特徵根據結合在本文中的附圖以及一起用於解 釋本發明的某些原理的本發明的下列詳細說明將是明顯的或者將在附圖以及下列詳細說 明中更詳細地闡述。


圖1是示出根據本發明的第一實施例的用於混合動力車的傳動裝置的配置的圖；圖2是示出根據本發明的第二實施例的用於混合動力車的傳動裝置的配置的圖；圖3是示出通過圖1所示的第一實施例的傳動裝置實現的操作模式的表；圖4至11是示出包括圖1所示的傳動裝置的傳動系在圖3所示的操作模式下的 驅動狀況的配置圖和槓桿圖；圖12是示出通過圖2所示的第二實施例的傳動裝置實現的操作模式的表。
具體實施例方式現在將詳細參考本發明的各種實施例，其實例在附圖中圖解並在下面說明。雖然 將結合示例性實施例說明本發明，但是應理解的是，本說明並非意在將本發明限於那些示 例性實施例。相反，本發明意在不僅覆蓋示例性實施例，而且覆蓋可以包括在如所附權利要 求所限定的本發明的精神和範圍之內的各種替代形式、改型、等效形式和其它實施例。參考圖1至2，本發明的第一和第二實施例共同地包括第一差速齒輪組、第二差速 齒輪組、第一電動發電機MG1、第二電動發電機MG2、第一固定機構、第二固定機構、第三扭 矩傳遞裝置、第四扭矩傳遞裝置。第一差速齒輪組包括至少四個旋轉部件。這些旋轉部件包括連接到發動機ENGINE 的旋轉部件和選擇性地彼此連接的兩個旋轉部件。第二差速齒輪組包括至少三個旋轉部件。這些旋轉部件包括連續地連接到第一 差速齒輪組的旋轉部件的旋轉部件，以及兩個旋轉部件，這兩個旋轉部件各自連接到輸出 部件OUTPUT，或選擇性地連接到第一差速齒輪組的另一旋轉部件，或者既連接到輸出部件 OUTPUT又選擇性地連接到第一差速齒輪組的另一旋轉部件。
第一電動發電機MGl連續地連接到第一差速齒輪組的除了連接到發動機ENGINE 的旋轉部件和選擇性地彼此連接的旋轉部件以外的旋轉部件。第二電動發電機MG2連續地連接到第二差速齒輪組的連續地連接到第一差速齒 輪組的旋轉部件的旋轉部件。第一固定機構設置成限制第二行星齒輪組的除了連接到輸出部件OUTPUT的旋轉 部件和連接到第二電動發電機MG2的旋轉部件以外的旋轉部件的旋轉。第二固定機構設置成限制第一差速齒輪組的與第一電動發電機MGl連接的旋轉 部件的旋轉。第三扭矩傳遞裝置布置成選擇性地連接或分離第二差速齒輪組的旋轉部件與第 一差速齒輪組的旋轉部件。第四扭矩傳遞裝置布置成選擇性地連接或分離第一差速齒輪組的兩個旋轉部件。儘管描述在這些實施例中第一差速齒輪組和第二差速齒輪組通過行星齒輪組實 現，但是它們也可以通過使至少一個齒輪具有其它兩個齒輪的加權平均速度的、使用錐齒 輪等的其它類型的齒輪組來實現。優選地，第一差速齒輪組是拉威那式行星齒輪組並且在下文中被稱為第一行星齒 輪組1，並且第二差速齒輪組是簡單行星齒輪組並且在下文中被稱為第二行星齒輪組2。優選地，第一行星齒輪組1包括第一中心齒輪S1-1、第一中心齒輪S1-2、第一支架 Cl和第一環形齒輪Rl，並且第二行星齒輪組2包括第二中心齒輪S2、第二支架C2和第二環 形齒輪R2。優選地，第一固定機構和第二固定機構分別是可以限制與之連接的旋轉部件的旋 轉的第一制動器BKl和第二制動器BK2，並且第三扭矩傳遞機構和第四扭矩傳遞機構是可 以選擇性地連接和分離可相對旋轉的兩個旋轉部件的第一離合器CLl和第二離合器CL2。此外，第二離合器CL2布置成選擇性地連接和分離第一行星齒輪組1的第一支架 Cl與第一環形齒輪Rl，第一制動器BKl布置成限制第二環形齒輪R2的旋轉，並且第二電動 發電機MG2連續地連接到第二中心齒輪S2，並且輸出部件OUTPUT連接到第二支架C2。根據圖1的第一實施例，發動機ENGINE連接到第一支架Cl，第一電動發電機MGl 連接到第一中心齒輪si- ，第一中心齒輪S1-2連續地連接到第二中心齒輪S2，第一離合器 CLl布置成選擇性地連接第一支架Cl與第二環形齒輪R2，並且第二制動器BK2布置成限制 第一中心齒輪Sl-I的旋轉。另一方面，根據圖2的第二實施例，發動機ENGINE連接到第一環形齒輪R1，第一電 動發電機MGl連接到第一中心齒輪S1-2，第一中心齒輪Sl-I連續地連接到第二中心齒輪 S2，第一離合器CLl布置成選擇性地連接第一支架Cl與第二支架C2，並且第二制動器BK2 布置成限制第一中心齒輪S1-2的旋轉。參考圖3至11描述根據圖1的第一實施例的傳動裝置的操作。圖3是示出圖1的第一實施例的操作模式的表，所述操作模式包括第一 EV模式 (EVl)、第二 EV模式(EW)、輸入分流模式、複合分流模式、第一低速傳動固定齒輪比模式 (UDl)、第二低速傳動固定齒輪比模式(皿幻、1 1固定齒輪比模式(1 1)和超速傳動固 定齒輪比模式(OD)。圖4示出EVl模式。EVl模式通過在發動機ENGINE停止的狀態下接合第一制動器BKl來實現。在該模式中，第二環形齒輪R2由第一制動器BKl固定。因此，當第二電動發電機 MG2驅動第二中心齒輪S2時，動力越過第二支架C2得到減小並被輸出到與驅動輪連接的輸 出部件OUTPUT。在該操作中，第一中心齒輪S1-2與第二中心齒輪S2 —起被第二電動發電機MG2 驅動，並且發動機ENGINE停止。因此，第一電動發電機MGl通過第一中心齒輪Sl-I自由反轉。圖5示出EV2模式，其通過接合第一制動器BKl和第一離合器CLl而實現。通過連接第一離合器CL1，在兩個旋轉部件被連接的狀態下，第一行星齒輪組1 和第二行星齒輪組2形成一個直槓桿，如圖所示，第二環形齒輪R2、第一支架Cl和發動機 ENGINE由第一制動器BKl固定，並且第一電動發電機MGl和第二電動發電機MG2在以彼此 相反的方向被驅動的同時通過第二支架C2輸出動力，如圖所示。因此，第一電動發電機MGl和第二電動發電機MG2能夠以比EVl模式更高的效率 被驅動，結果，該模式能夠提高車輛的燃料效率。圖6示出輸入分流模式，其中傳動裝置作為EVT工作。 在僅接合第一制動器BKl的狀態下，通過來自發動機ENGINE的動力和來自第二電 動發電機MG2的動力來進行驅動，並且第一電動發電機MGl根據情況產生電力。圖7示出複合分流模式。複合分流模式通過接合第一離合器CLl而實現，其中第 一行星齒輪組1和第二行星齒輪組2通過第一離合器CLl而成為一體，如圖所示，形成一個 槓桿，使得通過第二電動發電機MG2和發動機ENGINE進行驅動並且第一電動發電機MGl根 據情況產生電力或使動力循環。圖8示出UDl模式，其通過接合第一制動器BKl和第二離合器CL2而實現。第一行星齒輪組1通過第二離合器CL2的接合而成為一體，並且第二環形齒輪R2 通過第一制動器BKl的接合而被固定，使得發動機ENGINE的動力被供應給第一支架Cl並 整體地旋轉整個第一行星齒輪組1，並且該動力驅動第二行星齒輪組2的第二中心齒輪S2 並越過第二支架C2而得到減小、然後被輸出。在該操作中，第一電動發電機MGl和第二電 動發電機MG2與發動機ENGINE —起自由旋轉，其中發動機ENGINE的動力越過第二行星齒 輪組2以預定減速齒輪比得到減小、然後被輸出。圖9示出UD2模式，其通過接合第一制動器BKl和第二制動器BK2而實現。由於第一中心齒輪Sl-I被固定，所以來自發動機ENGINE的動力通過第一支架Cl 和第二中心齒輪S1-2被供應到第二行星齒輪組2的第二中心齒輪S2，並且第二中心齒輪 S2的動力越過第二支架C2而得到減小、然後被輸出。圖10示出1 1模式，其通過接合第一離合器CLl和第二離合器CL2而實現。在 該模式中，第一行星齒輪組1通過第二離合器CL2而成為一體，並且第二行星齒輪組2通過 第一離合器CLl與第一行星齒輪組1成為一體。因此，輸出到第一支架Cl的發動機ENGINE 的動力通過第二支架C2不發生改變地輸出到輸出部件OUTPUT。相似地，第一電動發電機MGl和第二電動發電機MG2與發動機ENGINE —起自由旋 轉。圖11示出OD模式，其通過接合第二制動器BK2和第一離合器CLl而實現。
即，第一行星齒輪組1和第二行星齒輪組2通過第一離合器CLl的接合而形成一 個槓桿，並且第一中心齒輪Sl-I通過第二制動器BK2的接合而被固定。結果，供應到第一 支架Cl的發動機ENGINE的動力被供應到第二環形齒輪R2，通過第二支架C2得到增大，然 後被輸出。同時，圖12示出圖2的第二實施例的操作模式的表，所述操作模式包括EVl模式、 輸入分流模式、複合分流模式、UD模式、1 1模式和OD模式。EVl模式和輸入分流模式通過接合第一制動器BKl而實現，複合分流模式通過接 合第一制動器CLl而實現，並且UD模式通過接合第二離合器CL2和第一制動器BKl而實現， 並且1 1模式通過接合第一離合器CLl和第二離合器CL2並使第一行星齒輪組1和第二 行星齒輪組2成為一體而實現。此外，OD模式通過接合第一離合器CLl和第二制動器BK2 而實現。該實施例的動力流和操作與圖1的第一實施例基本相似，並且省略其描述。出於例證和說明的目的，已經給出了本發明的具體示例性實施例的上述說明。它 們並非意在是無遺漏的或者將本發明限制於所公開的精確形式，並且明顯的是，根據上述 教導，許多改型和變型都是可能的。選擇和說明示例性實施例是為了解釋本發明的某些原 理和它們的實際應用，從而使本領域技術人員能夠做出和利用本發明的各種示例性實施例 及其各種替代形式和改型。本發明的範圍應該由所附權利要求和它們的等價形式限定。
權利要求
1.一種用於混合動力車的傳動裝置，包括第一差速齒輪組，其包括至少四個旋轉部件，該至少四個旋轉部件包括連接到發動機 的旋轉部件和能夠選擇性地彼此連接的兩個旋轉部件；第二差速齒輪組，其包括至少三個旋轉部件，該至少三個旋轉部件包括連接到輸出部 件的旋轉部件，連續地連接到所述第一差速齒輪組的旋轉部件的旋轉部件，以及選擇性地 連接到所述第一差速齒輪組的另一旋轉部件的旋轉部件；第一電動發電機，其連續地連接到所述第一差速齒輪組的除了連接到所述發動機的旋 轉部件和選擇性地彼此連接的旋轉部件以外的旋轉部件；第二電動發電機，其連續地連接到所述第二差速齒輪組的連續地連接到所述第一差速 齒輪組的旋轉部件的旋轉部件；第一固定機構，其設置成限制所述第二差速齒輪組的除了連接到所述輸出部件的旋轉 部件和連接到所述第二電動發電機的旋轉部件以外的旋轉部件的旋轉；第二固定機構，其設置成限制所述第一差速齒輪組的與所述第一電動發電機連接的旋 轉部件的旋轉。
2.如權利要求1所述的用於混合動力車的傳動裝置，其中所述第二差速齒輪組的旋轉 部件能夠通過第三扭矩傳遞裝置選擇性地連接到所述第一差速齒輪組的旋轉部件，並且所 述第一差速齒輪組的兩個旋轉部件能夠通過第四扭矩傳遞裝置選擇性地彼此連接。
3.如權利要求2所述的用於混合動力車的傳動裝置，其中所述第一差速齒輪組是拉威 那式行星齒輪組，所述第二差速齒輪組是簡單行星齒輪組，所述第一差速齒輪組包括1-1中心齒輪、1-2中心齒輪、第一支架和第一環形齒輪，並且所述第二差速齒輪組包括第二中心齒輪、第二支架和第二環形齒輪。
4.如權利要求3所述的用於混合動力車的傳動裝置，其中所述第一固定機構和所述第 二固定機構分別是能夠限制與之連接的旋轉部件的旋轉的第一制動器和第二制動器，並且所述第三扭矩傳遞機構和所述第四扭矩傳遞機構是能夠選擇性地連接和分離可相對 旋轉的兩個旋轉部件的第一離合器和第二離合器。
5.如權利要求4所述的用於混合動力車的傳動裝置，其中所述第二離合器布置成選擇 性地連接和分離所述第一行星齒輪組的所述第一支架與所述第一環形齒輪，所述第一制動器布置成限制所述第二環形齒輪的旋轉， 所述第二電動發電機連續地連接到所述第二中心齒輪，並且 所述輸出部件連接到所述第二支架。
6.如權利要求5所述的用於混合動力車的傳動裝置，其中所述發動機連接到所述第一 支架，所述第一電動發電機連續地連接到所述1-1中心齒輪， 所述1-2中心齒輪連續地連接到所述第二中心齒輪， 所述第一離合器選擇性地連接所述第一支架與所述第二環形齒輪；並且 所述第二制動器布置成限制所述1-1中心齒輪的旋轉。
7.如權利要求5所述的用於混合動力車的傳動裝置，其中所述發動機連接到所述第一 B環形齒輪，所述第一電動發電機連續地連接到所述1-2中心齒輪， 所述1-1中心齒輪連續地連接到所述第二中心齒輪， 所述第一離合器選擇性地連接所述第一支架與所述第二支架；並且 所述第二制動器布置成限制所述1-2中心齒輪的旋轉。
8.一種用於混合動力車的傳動裝置，包括第一行星齒輪組，其包括至少四個旋轉部件，該至少四個旋轉部件包括連接到發動機 的旋轉部件和選擇性地彼此連接的兩個旋轉部件；第二行星齒輪組，其包括至少三個旋轉部件，該至少三個旋轉部件包括連續地連接到 所述第一行星齒輪組的旋轉部件的旋轉部件，以及連接到輸出部件並且選擇性地連接到所 述第一行星齒輪組的另一旋轉部件的旋轉部件；第一固定機構，其設置成限制所述第二行星齒輪組的除了連續地連接到所述第一行星 齒輪組的旋轉部件的旋轉部件以及連接到所述輸出部件並且選擇性地連接到所述第一行 星齒輪組的另一旋轉部件的旋轉部件以外的旋轉部件的旋轉；第二固定機構，其設置成限制所述第一行星齒輪組的除了選擇性地彼此連接的旋轉 部件以及與所述第二行星齒輪組的旋轉部件連續地連接的旋轉部件以外的旋轉部件的旋 轉；第三扭矩傳遞機構，其布置成選擇性地連接和分離所述第一行星齒輪組的旋轉部件與 所述第二行星齒輪組的旋轉部件；第四扭矩傳遞機構，其布置成選擇性地連接和分離所述第一行星齒輪組的兩個旋轉部件；第一電動發電機，其連接到所述第一行星齒輪組的旋轉部件；以及 第二電動發電機，其連接到所述第二行星齒輪組的旋轉部件。
9.如權利要求8所述的用於混合動力車的傳動裝置，其中所述第一電動發電機與所述 第一行星齒輪組的除了選擇性地彼此連接的旋轉部件以及連續地連接到所述第二行星齒 輪組的旋轉部件的旋轉部件以外的旋轉部件連續地連接，並且所述第二電動發電機連續地連接到所述第二行星齒輪組的連接到所述第一行星齒輪 組的旋轉部件的旋轉部件。
10.如權利要求9所述的用於混合動力車的傳動裝置，其中所述第一行星齒輪組是拉 威那式行星齒輪組，所述第二行星齒輪組是簡單行星齒輪組，所述第一行星齒輪組包括1-1中心齒輪、1-2中心齒輪、第一支架和第一環形齒輪，並且所述第二行星齒輪組包括第二中心齒輪、第二支架和第二環形齒輪。
11.如權利要求10所述的用於混合動力車的傳動裝置，其中所述第一固定機構和所述 第二固定機構分別是能夠限制與之連接的旋轉部件的旋轉的第一制動器和第二制動器，並 且所述第三扭矩傳遞機構和所述第四扭矩傳遞機構是能夠選擇性地連接和分離可相對 旋轉的兩個旋轉部件的第一離合器和第二離合器。
12.如權利要求11所述的用於混合動力車的傳動裝置，其中所述第二離合器布置成選 擇性地連接和分離所述第一行星齒輪組的所述第一支架與所述第一環形齒輪，所述第一制動器布置成限制所述第二環形齒輪的旋轉， 所述第二電動發電機連續地連接到所述第二中心齒輪，並且 所述輸出部件連接到所述第二支架。
13.如權利要求12所述的用於混合動力車的傳動裝置，其中所述發動機連接到所述第 一支架，所述第一電動發電機連續地連接到所述1-1中心齒輪， 所述1-2中心齒輪連續地連接到所述第二中心齒輪， 所述第一離合器選擇性地連接所述第一支架與所述第二環形齒輪；並且 所述第二制動器布置成限制所述1-1中心齒輪的旋轉。
14.如權利要求12所述的用於混合動力車的傳動裝置，其中所述發動機連接到所述第 一環形齒輪，所述第一電動發電機連續地連接到所述1-2中心齒輪， 所述1-1中心齒輪連續地連接到所述第二中心齒輪， 所述第一離合器選擇性地連接所述第一支架與所述第二支架；並且 所述第二制動器布置成限制所述1-2中心齒輪的旋轉。
全文摘要
本發明提供了一種用於混合動力車的傳動裝置，包括第一差速齒輪組，其包括至少四個旋轉部件；第二差速齒輪組，其包括至少三個旋轉部件；第一電動發電機，其連續地連接到第一差速齒輪組的除了連接到發動機的旋轉部件和選擇性地彼此連接的旋轉部件以外的旋轉部件；第二電動發電機，其連續地連接到第二差速齒輪組的連續地連接到第一差速齒輪組的旋轉部件的旋轉部件；第一固定機構，其設置成限制第二差速齒輪組的除了連接到輸出部件的旋轉部件和連接到第二電動發電機的旋轉部件以外的旋轉部件的旋轉；第二固定機構，其設置成限制第一差速齒輪組的與第一電動發電機連接的旋轉部件的旋轉。
文檔編號B60K6/36GK102059937SQ20101053946
公開日2011年5月18日 申請日期2010年9月30日 優先權日2009年11月12日
發明者金伯猷, 金敬夏, 金蓮鎬 申請人:現代自動車株式會社