[发明专利]混合动力电动车辆的动力传动系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年11月26日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2012-0134733号的优先权的权益，通过引用将其全部内容结合于此。

技术领域

本公开涉及一种混合动力车辆的动力传动系统。更特别地，本公开涉及这样一种混合动力电动车辆的动力传动系统，该动力传动系统通过更加注重在分离（split）发动机功率时的机械功率传递路径而降低电负载并使用发动机的最大功率，减少启动车辆时的模式转换的次数，并且在切换模式时使所有旋转元件的转速的变化最小。

背景技术

对于未来的机动车产业，环境友好型车辆是非常重要的。车辆制造商正注重环境友好型车辆（诸如电动车辆（EV）、混合动力电动车辆（HEV）、及燃料电池电动车辆（FCEV）等）的发展，以满足环境和燃料消耗的规章。

考虑到增加的重量及成本的限制，车辆制造商一直注重气体排放规章并改善燃料消耗性能，并且正在努力使混合动力电动车辆商业化。

混合动力电动车辆使用两种以上动力源。使用矿物燃料的汽油发动机或柴油发动机以及由电能驱动的电机/发电机是混合动力电动车辆的两种主要动力源。具有相对低速度的扭矩特性的电机/发电机用作低速下的主要动力源，而具有较高速度的扭矩特性的发动机用作高速下的主要动力源。

由于在低速区域操作车辆时混合动力电动车辆停止使用矿物燃料而使用电机/发电机，因而可改善燃料消耗并且可减少废气。

混合动力电动车辆的动力传动系统分为单模式类型和多模式类型。

根据单模式类型，即使无需扭矩传递装置（诸如用于变速控制（shiftcontrol）的离合器和制动器等），然而高速区域的效率劣化使得燃料消耗高，并且对于大型车辆需要额外的扭矩增加装置。因为多模式类型在高速区域具有高的效率并且能够自动增加扭矩，所以多模式类型能应用于全尺寸的车辆。作为混合动力电动车辆的动力传动系统的多模式类型处于持续研究中。

多模式类型的动力传动系统包括多个行星齿轮组、多个电机/发电机、控制行星齿轮组的旋转元件的多个扭矩传递装置、以及用作电机/发电机的电源的电池。

多模式类型的动力传动系统具有基于行星齿轮组、电机/发电机和扭矩传递装置的连接的不同操作机制。

此外，多模式类型的动力传动系统具有基于行星齿轮组、电机/发电机和扭矩传递装置的连接的不同特征，诸如耐用性、动力传递效率、以及尺寸。因此，混合动力电动车辆的动力传动系统的连接结构的设计正处于持续研究中，以实现没有功率损耗的坚固且紧凑的动力传动系统。

在该背景技术部分中所披露的以上信息仅用于加强对本公开的背景的理解，并且因此可包含并不构成已为该国本领域的普通技术人员所知的现有技术的信息。

发明内容

本公开致力于提供一种具有如下优点的混合动力电动车辆的动力传动系统：通过注重在分离发动机功率时的机械功率传递路径来降低电负载并使用发动机的最大功率，减少启动车辆时的模式切换的次数，并且在切换模式时使所有旋转元件的转速变化最小。

根据本公开的一方面的混合动力电动车辆的动力传动系统可包括接收发动机的扭矩的第一轴以及与第一轴平行地设置的第二轴。第一行星齿轮组设置在第一轴上并且包括连接至第一电机/发电机的第一旋转元件、作为输出元件来操作的第二旋转元件、以及直接地连接至第一轴的第三旋转元件。第二行星齿轮组设置在第二轴上并且包括通过外部啮合齿轮选择性地连接至第三旋转元件并连接至第二电机/发电机的第四旋转元件、通过外部啮合齿轮连接至第二旋转元件并连接至输出齿轮的第五旋转元件、以及连接至变速器壳体（transmission housing）的第六旋转元件。直接耦接装置连接第二行星齿轮组的第四旋转元件、第五旋转元件、及第六旋转元件之中的两个旋转元件。传动齿轮形成外部啮合齿轮，并且摩擦元件将选定的旋转元件选择性地连接至选定的传动齿轮或者将选定的旋转元件选择性地连接至变速器壳体。

在示例性实施例中，第一行星齿轮组可为第一单小齿轮行星齿轮组，第一单小齿轮行星齿轮组具有作为第一旋转元件的第一中心齿轮（sungear，太阳齿轮）、作为第二旋转元件的第一行星架、以及作为第三旋转元件的第一环形齿轮。第二行星齿轮组可为第二单小齿轮行星齿轮组，第二单小齿轮行星齿轮组具有作为第四旋转元件的第二中心齿轮、作为第五旋转元件的第二行星架、以及作为第六旋转元件的第二环形齿轮。