本申請要求2015年5月14日提交的韓國專利申請第10-2015-0067242號的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此用于通過該引用的所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

概括而言，本發(fā)明涉及一種用于混合動力車輛的變速器。更具體而言，本發(fā)明涉及動力分配平行式混合動力變速器的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

動力分配平行式混合動力變速器可以被設(shè)計為，將由發(fā)動機產(chǎn)生的動力分為基于行星齒輪的機械動力流以及基于電動機、發(fā)電機和電池的電力流。該變速器能夠獨立于輸出軸而使發(fā)動機運行、在行駛期間自由啟動或關(guān)閉發(fā)動機并且啟用電動車輛模式。另外，由于由兩個電動機發(fā)電機來實施而不需要任何動力中斷機構(gòu)的電可變變速器(EVT)的作用，使得發(fā)動機能夠有效地運行。

優(yōu)選的方法是，通過獲得足夠的減速傳動比來使用于混合動力車輛的變速器在使用較小的電機時獲得足量的驅(qū)動力。這可以由此減小車輛的重量并且增加車輛的能量效率，從而提高車輛的燃料效率，進而可以實現(xiàn)車輛的合適且有效的高速行駛性能。

公開于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增強對本發(fā)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(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各個方面致力于提供用于混合動力車輛的變速器，其能夠通過實現(xiàn)足夠的減速傳動比，而在使用較小的電機的同時獲得足量 的驅(qū)動力。這能夠由此減小車輛的重量并且增加車輛的能量效率，從而提高車輛的燃料效率，進而能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的合適且有效的高速行駛性能。

根據(jù)本發(fā)明的各個方面，用于混合動力車輛的變速器可以包括：輸入軸，由發(fā)動機產(chǎn)生的動力輸入到所述輸入軸；輸出軸，其與輸入軸同軸地設(shè)置；第一行星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組，各行星齒輪組設(shè)置在輸入軸與輸出軸之間以傳遞旋轉(zhuǎn)力，第一至第三行星齒輪組中的每個行星齒輪組具有第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件；第一電動機發(fā)電機和第二電動機發(fā)電機，每個電動機發(fā)電機連接至第一至第三行星齒輪組的第一至第三旋轉(zhuǎn)元件；以及至少三個換擋元件，每個換擋元件連接至第一至第三行星齒輪組的第一至第三旋轉(zhuǎn)元件，其中，第一行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件可以持續(xù)連接至第一電動機發(fā)電機并且通過所述換擋元件的第一換擋元件可固定，第一行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件可以持續(xù)連接至輸入軸，并且第一行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件可以持續(xù)連接至第二行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件、第三行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件以及輸出軸，第二行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件可以通過換擋元件中的第二換擋元件可固定，第二行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件可以通過換擋元件中的第三換擋元件可固定并且可以持續(xù)連接至第三行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件，并且，第三行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件可以持續(xù)連接至第二電動機發(fā)電機。

第一行星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組可以沿著輸入軸和輸出軸的軸向方向順序地設(shè)置。

固定第二行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件的第三換擋元件可以是第一制動器，第一制動器設(shè)置在第二行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件與變速器殼體之間；固定第二行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件的第二換擋元件可以是第二制動器，第二制動器設(shè)置在第二行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件與變速器殼體之間；固定第一行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件的第一換擋元件可以是超速運轉(zhuǎn)制動器，超速運轉(zhuǎn)制動器設(shè)置在第一行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件與變速器殼體之間。

該變速器可以進一步包括在輸入軸上的旋轉(zhuǎn)限制元件，該旋轉(zhuǎn)限制元件能夠限制輸入軸的旋轉(zhuǎn)。

旋轉(zhuǎn)限制元件可以是單向離合器，該單向離合器設(shè)置在輸入軸與變速器殼體之間，僅允許輸入軸在單一方向上旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的各個方面，用于混合動力車輛的變速器可以包括：第一行星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組，各行星齒輪組中的每個行星齒輪組具有第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件；三個換擋元件，其能夠變化地提供摩擦力；第一電動機發(fā)電機和第二電動機發(fā)電機；以及第一旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)軸、第三旋轉(zhuǎn)軸、第四旋轉(zhuǎn)軸、第五旋轉(zhuǎn)軸和第六旋轉(zhuǎn)軸，其連接至行星齒輪組的三個旋轉(zhuǎn)元件，其中，第一旋轉(zhuǎn)軸可以是輸入軸，該輸入軸直接連接至第一行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件，第二旋轉(zhuǎn)軸可以直接連接至第一行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件以及第一電動機發(fā)電機，第三旋轉(zhuǎn)軸可以直接連接到第二行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件，第四旋轉(zhuǎn)軸可以直接連接至第二行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件以及第三行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件，第五旋轉(zhuǎn)軸可以直接連接至第三行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件以及第二電動機發(fā)電機，第六旋轉(zhuǎn)軸可以是輸出軸，該輸出軸直接連接至第一行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件、第二行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件以及第三行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件，所述三個換擋元件可以包括：第一制動器，其設(shè)置在第四旋轉(zhuǎn)軸與變速器殼體之間；第二制動器，其設(shè)置在第三旋轉(zhuǎn)軸與變速器殼體之間；以及超速運轉(zhuǎn)制動器，其設(shè)置在第二旋轉(zhuǎn)軸與變速器殼體之間。

根據(jù)本發(fā)明，通過獲得足夠的減速傳動比，能夠使用于混合動力車輛的變速器在使用較小的電機的同時獲得足量的驅(qū)動力。這可以由此減小車輛的重量并且增加車輛的能量效率，從而提高車輛的燃料效率，進而可以實現(xiàn)車輛的合適且有效的高速行駛性能。

應當理解，此處所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語一般包括機動車輛，例如包括運動型多用途車輛(SUV)、大客車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源于非石油能源的燃料)。本文所指的混合動力車輛為具有兩個或更多個動力源的車輛，例如汽油動力和電動車輛。

本發(fā)明的方法和裝置具有其它的特性和優(yōu)點，這些特性和優(yōu)點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施方案中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施方案中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施方案共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于混合動力車輛的示例性變速器的配置。

圖2是可以由圖1所示的示例性變速器實現(xiàn)的操作模式的操作模式圖。

圖3示出了圖1所示的示例性變速器實現(xiàn)EV1模式的狀態(tài)。

圖4是以杠桿表示圖3的狀態(tài)的杠桿圖。

圖5示出了圖1所示的示例性變速器實現(xiàn)EV2模式的狀態(tài)。

圖6是以杠桿表示圖5的狀態(tài)的杠桿圖。

圖7示出了圖1所示的示例性變速器實現(xiàn)HEV1模式的狀態(tài)。

圖8示出了圖1所示的示例性變速器實現(xiàn)HEV2模式的狀態(tài)。

圖9示出了圖1所示的示例性變速器實現(xiàn)OD1模式的狀態(tài)。

圖10示出了圖1所示的示例性變速器實現(xiàn)OD2模式的狀態(tài)。

應當了解，所附附圖并不必須是按比例繪制的，而是呈現(xiàn)了某種程度上經(jīng)過簡化的說明本發(fā)明的基本原理的各個特征。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應用和使用的環(huán)境來確定。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細地參考本發(fā)明的各種實施方案，這些實施方案的示例被圖示在附圖中并描述如下。雖然本發(fā)明與示例性實施方案相結(jié)合進行描述，但是應當了解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種可替選形式、修改形式、等同形式及其它實施方案。

參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的用于混合動力車輛的變速 器包括：輸入軸IN，來自發(fā)動機ENG的動力輸入至該輸入軸IN；輸出軸OUT，其與輸入軸IN同軸；第一行星齒輪組PG1、第二行星齒輪組PG2和第三行星齒輪組PG3，各行星齒輪組設(shè)置在輸入軸IN與輸出軸OUT之間以傳遞旋轉(zhuǎn)力，第一至第三行星齒輪組PG1至PG3中的每一個行星齒輪組具有三個旋轉(zhuǎn)元件；第一電動機發(fā)電機MG1和第二電動機發(fā)電機MG2，每個電動機發(fā)電機連接至第一至第三行星齒輪組PG1至PG3的三個旋轉(zhuǎn)元件；至少三個換擋元件，每個換擋元件連接至第一至第三行星齒輪組PG1至PG3的三個旋轉(zhuǎn)元件。

第一行星齒輪組PG1的第一旋轉(zhuǎn)元件持續(xù)連接至第一電動機發(fā)電機MG1，并且通過換擋元件中的一個可以固定。第一行星齒輪組PG1的第二旋轉(zhuǎn)元件持續(xù)連接至輸入軸IN。第一行星齒輪組PG1的第三旋轉(zhuǎn)元件持續(xù)連接至第二行星齒輪組PG2的第三旋轉(zhuǎn)元件、第三行星齒輪組PG3的第二旋轉(zhuǎn)元件以及輸出軸OUT。

第二行星齒輪組PG2的第一旋轉(zhuǎn)元件通過換擋元件中的另一個可以固定。第二行星齒輪組PG2的第二旋轉(zhuǎn)元件通過換擋元件中的另外的一個可以固定，并且持續(xù)連接至第三行星齒輪組PG3的第三旋轉(zhuǎn)元件。第三行星齒輪組PG3的第一旋轉(zhuǎn)元件持續(xù)連接至第二電動機發(fā)電機MG2。

第一行星齒輪組PG1、第二行星齒輪組PG2和第三行星齒輪組PG3沿著輸入軸IN和輸出軸OUT的軸向方向順序地設(shè)置。

使第二行星齒輪組PG2的第二旋轉(zhuǎn)元件能夠固定的換擋元件是第一制動器BK1，其設(shè)置在第二行星齒輪組PG2的第二旋轉(zhuǎn)元件與變速器殼體CS之間。使第二行星齒輪組PG2的第一旋轉(zhuǎn)元件能夠固定的換擋元件是第二制動器BK2，其設(shè)置在第二行星齒輪組PG2的第一旋轉(zhuǎn)元件與變速器殼體CS之間。使第一行星齒輪組PG1的第一旋轉(zhuǎn)元件能夠固定的換擋元件是超速運轉(zhuǎn)(overdrive)制動器OD/B，其設(shè)置在第一行星齒輪組PG1的第一旋轉(zhuǎn)元件與變速器殼體CS之間。

另外，在輸入軸IN上設(shè)置了能夠限制輸入軸IN的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)限制元件。

例如，旋轉(zhuǎn)限制元件實施為設(shè)置在輸入軸IN與變速器殼體CS之間的單向離合器OWC，該單向離合器OWC僅允許輸入軸IN在單一 方向上旋轉(zhuǎn)?；蛘?，旋轉(zhuǎn)限制元件可以實施為雙向離合器或制動器。當發(fā)動機不工作時，旋轉(zhuǎn)限制元件用于防止發(fā)動機逆向旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)各個實施方案，第一行星齒輪組PG1的第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件是第一太陽輪S1、第一行星架C1和第一內(nèi)齒圈R1。第二行星齒輪組PG2的第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件是第二太陽輪S2、第二行星架C2和第二內(nèi)齒圈R2。第三行星齒輪組PG3的第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件是第三太陽輪S3、第三行星架C3和第三內(nèi)齒圈R3。

上述的本發(fā)明可以實施如下。

根據(jù)本發(fā)明的用于混合動力車輛的變速器包括：第一行星齒輪組PG1、第二行星齒輪組PG2、第三行星齒輪組PG3，各行星齒輪組的每個行星齒輪組具有三個旋轉(zhuǎn)元件；三個換擋元件，其能夠可變地提供摩擦力；第一電動機發(fā)電機MG1和第二電動機發(fā)電機MG2；六個旋轉(zhuǎn)軸，其連接至行星齒輪組的三個旋轉(zhuǎn)元件。

第一旋轉(zhuǎn)軸RS1是輸入軸，其直接連接至第一行星齒輪組PG1的第二旋轉(zhuǎn)元件。第二旋轉(zhuǎn)軸RS2直接連接至第一行星齒輪組PG1的第一旋轉(zhuǎn)元件以及第一電動機發(fā)電機MG1。第三旋轉(zhuǎn)軸RS3直接連接到第二行星齒輪組PG2的第一旋轉(zhuǎn)元件。第四旋轉(zhuǎn)軸RS4直接連接至第二行星齒輪組PG2的第二旋轉(zhuǎn)元件以及第三行星齒輪組PG3的第三旋轉(zhuǎn)元件。第五旋轉(zhuǎn)軸RS5直接連接至第三行星齒輪組PG3的第一旋轉(zhuǎn)元件以及第二電動機發(fā)電機MG2。第六旋轉(zhuǎn)軸RS6是輸出軸OUT，其直接連接至第一行星齒輪組PG1的第三旋轉(zhuǎn)元件、第二行星齒輪組PG2的第三旋轉(zhuǎn)元件以及第三行星齒輪組PG3的第二旋轉(zhuǎn)元件。

在三個換擋元件中，第一制動器BK1設(shè)置在第四旋轉(zhuǎn)軸RS4與變速器殼體CS之間，第二制動器BK2設(shè)置在第三旋轉(zhuǎn)軸RS3與變速器殼體CS之間，超速運轉(zhuǎn)制動器OD/B設(shè)置在第二旋轉(zhuǎn)軸RS2與變速器殼體CS之間。

第一行星齒輪組PG1、第二行星齒輪組PG2和第三行星齒輪組PG3沿著輸入軸IN和輸出軸OUT的軸向方向順序地設(shè)置。

現(xiàn)在將參考圖2至圖10給出配置如上的各個實施方案的工作描述。

圖3和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的變速器實現(xiàn)EV1模式的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，發(fā)動機停止，而且旋轉(zhuǎn)限制元件可以工作以防止發(fā)動機逆向旋轉(zhuǎn)。因為在換擋元件中只有第一制動器BK1被激活以固定第四旋轉(zhuǎn)軸RS4，所以第二太陽輪S2和第三內(nèi)齒圈R3被固定。因此，由電動機發(fā)電機產(chǎn)生的動力在經(jīng)由第二內(nèi)齒圈R2和第三行星架C3減速之后輸出至輸出軸OUT。

圖5和圖6示出了實現(xiàn)EV2模式的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，發(fā)動機停止，而且只有第二制動器BK2被激活以固定第三旋轉(zhuǎn)軸RS3和第二太陽輪S2。由第二電動機發(fā)電機MG2產(chǎn)生的動力經(jīng)過比EV1模式的減速比更小的減速比減速。因此，向輸出軸OUT輸出了具有更高速度的輸出動力。

如上所述，本發(fā)明提供了能夠利用兩級傳動比來對由第二電動機發(fā)電機產(chǎn)生的動力進行減速的配置。因此，能夠在減小第二電動機發(fā)電機的尺寸的同時實現(xiàn)所期望的車輛輸出動力等級。這可以由此減小車輛的重量并增加車輛的能量效率，從而顯著地提高車輛的燃料效率。

圖7示出了實現(xiàn)HEV1模式的狀態(tài)。參考圖7，如同圖3所示的情形，由第二電動機發(fā)電機MG2產(chǎn)生的動力處于只有第一制動器BK1被激活的狀態(tài)。另外，發(fā)動機ENG產(chǎn)生動力，一部分動力被傳遞至輸出軸OUT，而其余的動力被傳遞至第一電動機發(fā)電機MG1，第一電動機發(fā)電機MG1轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電力。

圖8示出了HEV2模式的狀態(tài)。參考圖8，如同圖5所示的情形，由第二電動機發(fā)電機MG2產(chǎn)生的動力在只有第二制動器BK2被激活的狀態(tài)下被傳遞至輸出軸OUT。另外，由發(fā)動機ENG同時提供的動力分送至輸出軸OUT和第一電動機發(fā)電機MG1。

圖9示出了超速運轉(zhuǎn)1(OD1)模式。參考圖9，因為第一制動器BK1和超速運轉(zhuǎn)制動器OD/B都被激活，所以，由第二電動機發(fā)電機MG2產(chǎn)生的動力沿著與圖3中相同的路徑被減速并繼而被傳遞至輸出軸OUT。因為第一太陽輪S1被固定，由發(fā)動機ENG產(chǎn)生的動力在經(jīng)由第一內(nèi)齒圈R1增速之后被直接輸出至輸出軸OUT。

圖10示出了OD2模式。參考圖10，第二制動器BK2和超速運轉(zhuǎn)制動器OD/B都被激活，所以，由第二電動機發(fā)電機MG2產(chǎn)生的動力 沿著與圖5中相同的路徑被減速并繼而被傳遞至輸出軸OUT。由發(fā)動機ENG產(chǎn)生的動力在經(jīng)由第一內(nèi)齒圈R1增速之后被直接輸出至輸出軸OUT。

參考圖9和圖10的情形，在車輛高速行駛的狀態(tài)下，由發(fā)動機產(chǎn)生的動力全部以較高的速度傳遞至輸出軸，而不會分送至第一電動機發(fā)電機，從而能夠提高車輛的高速行駛性能和效率。

前面對本發(fā)明具體示例性實施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實施方案并進行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠利用并實現(xiàn)本發(fā)明的各種示例性實施方案及其各種可替選形式和修改形式。本發(fā)明的范圍旨在由所附權(quán)利要求及其等同形式來限定。