CN104235287A - 混合电动车辆的变速器系统 - Google Patents

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金贤燮
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Abstract

本发明提供了一种混合电动车辆的变速器系统，其可包括：输入轴、第一和第二电动机/发电机、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、输出齿轮和第一离合器，输入轴连接至发动机；第一和第二电动机/发电机设置于变速器外壳上；第一行星齿轮组设置于输入轴上，并具有三个旋转元件，其中一个旋转元件连接至变速器外壳，另一旋转元件连接至第一电动机/发电机，且又一旋转元件连接至输入轴；第二行星齿轮组设置于输入轴上，并具有三个旋转元件，其中一个旋转元件连接至变速器外壳，另一旋转元件连接至第二电动机/发电机，且又一旋转元件作为输出元件操作；输出齿轮连接至第二行星齿轮组的又一旋转元件；第一离合器将输入轴选择性地连接至输出齿轮。

Description

混合电动车辆的变速器系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年6月24日提交的韩国专利申请第10-2013-0072277号的优先权，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
本发明涉及一种混合电动车辆的变速器系统。更特别地，本发明涉及一种混合电动车辆的变速器系统，其可实现EV模式、连续模式和包括直接联接和OD的平行模式。
背景技术
通常，混合动力车辆为一种有效使用两种不同的动力源的车辆。
这样的混合电动车辆通常使用发动机和电动机/发电机。混合电动车辆使用具有相对更好的低速扭矩特性的电动机/发电机作为在低速下的主动力源，并且使用具有相对更好的高速扭矩特性的发动机作为在高速下的主动力源。
由于混合电动车辆停止使用化石燃料的发动机的操作，并且在低速区域处使用电动机/发电机，因此可改进燃料消耗，并且可减少废气。
混合电动车辆的动力变速器系统分为单模式类型和多模式类型。
用于换档控制的诸如离合器和制动器的扭矩传递装置是不必要的，但是燃料消耗由于在高速区域处的效率劣化而较高，并且需要额外的扭矩倍增设备以应用于根据单模式类型的大型车辆。
由于多模式类型在高速区域处具有高效率，并能够自发地倍增扭矩，因此多模式类型可应用于全尺寸车辆。
因此，应用多模式类型而非单模式类型作为混合电动车辆的动力变速器系统，并且也持续研究多模式类型。
多模式类型的动力变速器系统包括多个行星齿轮组、作为电动机和/或发电机操作的多个电动机/发电机、控制所述行星齿轮组的旋转元件的多个扭矩传递装置，以及用作电动机/发电机的动力源的电池。
多模式类型的动力变速器系统取决于行星齿轮组、电动机/发电机以及扭矩传递装置的连接而具有不同的操作机制。
此外，多模式类型的动力变速器系统取决于行星齿轮组、电动机/发电机以及扭矩传递装置的连接而具有不同的特征，如耐久性、动力传递效率和尺寸。因此，也持续研究混合电动车辆的动力变速器系统的连接结构的设计，以获得无动力损失的稳固且紧凑的动力变速器系统。
公开于该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
本发明的各个方面提供了一种混合电动车辆的变速器系统，其具有如下优点：通过在输入轴上设置两个电动机/发电机和两个离合器而实现EV模式、连续模式，以及包括直接联接和OD的平行模式。
另外，本发明的各个方面已试图提供一种混合电动车辆的变速器系统，其具有如下另外的优点：通过在除了平行模式之外的模式下不使用离合器而提高燃料经济性。
另外，本发明的各个方面已试图提供一种混合电动车辆的变速器系统，其具有如下另外的优点：通过行星齿轮组而获得用于启动发动机的速度降低齿轮比和驱动发动机/发电机的速度降低齿轮比。
另外，本发明的各个方面已试图提供一种混合电动车辆的变速器系统，其具有如下另外的优点：使用行星齿轮组而获得超速传动（OD）。因此，可去除用于获得OD的常规输出齿轮组，并可缩短变速器的长度。
根据本发明的各个方面的混合电动车辆的变速器系统可包括：输入轴、第一电动机/发电机和第二电动机/发电机、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、输出齿轮和第一离合器，所述输入轴连接至发动机；所述第一电动机/发电机和第二电动机/发电机设置于变速器外壳上；所述第一行星齿轮组设置于所述输入轴上，并具有三个旋转元件，其中一个旋转元件连接至所述变速器外壳，另一旋转元件连接至所述第一电动机/发电机，且又一旋转元件连接至所述输入轴；所述第二行星齿轮组设置于所述输入轴上，并具有三个旋转元件，其中一个旋转元件连接至所述变速器外壳，另一旋转元件连接至所述第二电动机/发电机，且又一旋转元件作为输出元件操作；所述输出齿轮连接至所述第二行星齿轮组的所述又一旋转元件；所述第一离合器将所述输入轴选择性地连接至所述输出齿轮。
所述变速器系统还可包括第二离合器，所述第二离合器将所述第一行星齿轮组的另一旋转元件选择性地连接至所述输出齿轮。
所述第一行星齿轮组可为单小齿轮行星齿轮组，所述单小齿轮行星齿轮组包括作为其旋转元件的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，其中所述第一太阳轮固定至所述变速器外壳，所述第一行星架直接连接至所述输入轴，并通过所述第一离合器选择性地连接至所述输出齿轮，且所述第一内齿圈直接连接至所述第一电动机/发电机，并通过所述第二离合器选择性地连接至所述输出齿轮。
所述第二行星齿轮组可为单小齿轮行星齿轮组，所述单小齿轮行星齿轮组包括作为其旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，其中所述第二太阳轮直接连接至所述第二电动机/发电机，所述第二行星架直接连接至所述输入齿轮，且所述第二内齿圈固定至所述变速器外壳。
所述变速器系统还可包括减速齿轮单元，所述减速齿轮单元包括中间轴，所述中间轴与所述输入轴平行，并且所述中间轴设置于所述输出齿轮与差动装置的最终减速齿轮之间，以将所述输出齿轮的扭矩传输至所述差动装置。
所述减速齿轮单元可包括：中间齿轮和驱动齿轮，所述中间齿轮设置于所述中间轴上，并与所述输出齿轮在外部啮合；所述驱动齿轮设置于所述中间轴上，并与所述差动装置的最终减速齿轮在外部啮合。
所述第二行星齿轮组可为单小齿轮行星齿轮组，所述单小齿轮行星齿轮组包括作为其旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，其中所述第二太阳轮直接连接至所述第二电动机/发电机，所述第二行星架固定至所述变速器外壳，且所述第二内齿圈直接连接至所述输入齿轮。
根据本发明的各个方面的混合电动车辆的变速器系统可包括：输入轴、第一电动机/发电机和第二电动机/发电机、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、输出齿轮和一个离合器，所述输入轴连接至发动机；所述第一电动机/发电机和第二电动机/发电机设置于变速器外壳上；所述第一行星齿轮组设置于所述输入轴上，并具有三个旋转元件，其中一个旋转元件连接至所述变速器外壳，另一旋转元件连接至所述第一电动机/发电机，且又一旋转元件连接至所述输入轴；所述第二行星齿轮组设置于所述输入轴上，并具有三个旋转元件，其中一个旋转元件连接至所述变速器外壳，另一旋转元件连接至所述第二电动机/发电机，且又一旋转元件作为输出元件操作；所述输出齿轮连接至所述第二行星齿轮组的所述又一旋转元件；所述一个离合器将所述第一行星齿轮组的另一旋转元件选择性地连接至所述输出齿轮。
所述变速器系统还可包括另一离合器，所述另一离合器将所述输入轴选择性地连接至所述输出齿轮。
所述第一行星齿轮组可为单小齿轮行星齿轮组，所述单小齿轮行星齿轮组包括作为其旋转元件的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，其中所述第一太阳轮固定至所述变速器外壳，所述第一行星架直接连接至所述输入轴，并通过另一离合器选择性地连接至所述输出齿轮，且所述第一内齿圈直接连接至所述第一电动机/发电机，并通过所述一个离合器选择性地连接至所述输出齿轮。
所述第二行星齿轮组可为单小齿轮行星齿轮组，所述单小齿轮行星齿轮组包括作为其旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，其中所述第二太阳轮直接连接至所述第二电动机/发电机，所述第二行星架直接连接至所述输入齿轮，且所述第二内齿圈固定至所述变速器外壳。
所述变速器系统还可包括减速齿轮单元，所述减速齿轮单元包括中间轴，所述中间轴与所述输入轴平行，并且所述中间轴设置于所述输出齿轮与差动装置的最终减速齿轮之间，以将所述输出齿轮的扭矩传输至所述差动装置。
所述减速齿轮单元可包括：中间齿轮和驱动齿轮，所述中间齿轮设置于所述中间轴上，并与所述输出齿轮在外部啮合；所述驱动齿轮设置于所述中间轴上，并与所述差动装置的最终减速齿轮在外部啮合。
所述第二行星齿轮组可为单小齿轮行星齿轮组，所述单小齿轮行星齿轮组包括作为其旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，其中所述第二太阳轮直接连接至所述第二电动机/发电机，所述第二行星架固定至所述变速器外壳，且所述第二内齿圈直接连接至所述输入齿轮。
根据本发明的各个方面的混合电动车辆的变速器系统可包括：输入轴、第一电动机/发电机和第二电动机/发电机、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、输出齿轮、第一离合器和第二离合器，所述输入轴连接至发动机；所述第一电动机/发电机和第二电动机/发电机设置于变速器外壳上；所述第一行星齿轮组包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件，其中所述第一旋转元件固定至所述变速器外壳，所述第二旋转元件连接至所述输入轴，且所述第三旋转元件连接至所述第一电动机/发电机；所述第二行星齿轮组包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件，其中所述第四旋转元件连接至所述第二电动机/发电机，所述第五旋转元件作为输出元件操作，且所述第六旋转元件固定至所述变速器外壳；所述输出齿轮连接至所述第二行星齿轮组的第五旋转元件；所述第一离合器将所述输入轴选择性地连接至所述输出齿轮；所述第二离合器将所述第一行星齿轮组的第三旋转元件选择性地连接至所述输出齿轮。
所述第一行星齿轮组可为单小齿轮行星齿轮组，其中第一太阳轮为所述第一旋转元件，第一行星架为所述第二旋转元件，且第一内齿圈为所述第三旋转元件。
所述第二行星齿轮组可为单小齿轮行星齿轮组，其中第二太阳轮为所述第四旋转元件，第二行星架为所述第五旋转元件，且第二内齿圈为所述第六旋转元件。
所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，其中第二太阳轮为所述第四旋转元件，第二内齿圈为所述第五旋转元件，且第二行星架为所述第六旋转元件。
所述变速器系统还可包括减速齿轮单元，所述减速齿轮单元包括中间轴，所述中间轴与所述输入轴平行，并且所述中间轴设置于所述输出齿轮与差动装置的最终减速齿轮之间的，以将所述输出齿轮的扭矩传输至所述差动装置。
所述减速齿轮单元可包括：中间齿轮和驱动齿轮，所述中间齿轮设置于所述中间轴上，并与所述输出齿轮在外部啮合；所述驱动齿轮设置于所述中间轴上，并与所述差动装置的最终减速齿轮在外部啮合。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和设备所具有的其他特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1为根据本发明的混合电动车辆的一个示例性变速器系统的示意图。
图2为应用于根据本发明的混合电动车辆的一个示例性变速器系统的在每个模式下的摩擦元件的操作图表。
图3为用于示出在根据本发明的混合电动车辆的一个示例性变速器系统中在EV模式下的动力流的示意图。
图4为用于示出在根据本发明的混合电动车辆的一个示例性变速器系统中在连续模式下的动力流的示意图。
图5为用于示出在根据本发明的混合电动车辆的一个示例性变速器系统中在平行模式的直接联接下的动力流的示意图。
图6为用于示出在根据本发明的混合电动车辆的一个示例性变速器系统中在平行模式的OD下的动力流的示意图。
图7为根据本发明的混合电动车辆的一个示例性变速器系统的示意图。
具体实施方式
下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
对于解释各个实施方案并不必要的部件的描述将被略去，并且在本说明书中同样的组成元件由同样的附图标记表示。
在具体描述中，使用序数区别具有相同术语而不具有特定含义的构成元件。
图1为根据本发明的各个实施方案的混合电动车辆的变速器系统的示意图。
参照图1，根据本发明的各个实施方案的混合电动车辆的变速器系统根据车辆的运行状态而改变发动机ENG以及第一和第二电动机/发电机MG1和MG2的扭矩，并将经改变的扭矩通过输出齿轮OG输出。
变速器系统包括第一和第二电动机/发电机MG1和MG2、第一和第二行星齿轮组PG1和PG2、输出齿轮OG、第一和第二离合器CL1和CL2，以及减速齿轮单元CGU。
第一电动机/发电机MG1和第二电动机/发电机MG2为独立的动力源，并且作为电动机和发电机进行操作。
第一电动机/发电机MG1直接连接至第一行星齿轮组PG1的一个旋转元件，以作为用于启动发动机的启动电动机进行操作，或者作为通过传输通过所述一个旋转元件的发动机的扭矩而发电的发电机进行操作。
第二电动机/发电机MG2直接连接至第二行星齿轮组PG2的一个旋转元件，以作为将扭矩供应至所述一个旋转元件的电动机进行操作，或者作为通过所述一个旋转元件的扭矩而发电的发电机进行操作。
为此目的，将第一电动机/发电机MG1的定子和第二电动机/发电机MG2的定子固定至变速器外壳H，并将第一电动机/发电机MG1的转子和第二电动机/发电机MG2的转子分别连接至第一行星齿轮组PG1的一个旋转元件和第二行星齿轮组PG2的一个旋转元件。
第一和第二电动机/发电机MG1和MG2以及第一和第二行星齿轮组PG1和PG2设置于输入轴IS上。
另外，第一和第二离合器CL1和CL2可为通过液压操作的湿式常规多碟摩擦元件，并且为选择性地连接旋转元件与另一旋转元件的摩擦元件。
在下文，将更详细的描述根据本发明的各个实施方案的混合电动车辆的变速器系统。
第一行星齿轮组PG1为单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第一太阳轮S1、第一行星架PC1和第一内齿圈R1，所述第一行星架PC1可旋转地支撑与第一太阳轮S1在外部啮合的第一小齿轮P1，所述第一内齿圈R1与第一小齿轮P1在内部啮合。
第二行星齿轮组PG2为单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第二太阳轮S2、第二行星架PC2和第二内齿圈R2，所述第二行星架PC2可旋转地支撑与第二太阳轮S2在外部啮合的第二小齿轮P2，所述第二内齿圈R2与第二小齿轮P2在内部啮合。
第一行星齿轮组PG1的旋转元件不直接连接至第二行星齿轮组PG2的旋转元件，第一行星齿轮组PG1设置于最接近发动机ENG的输入轴IS上，第二行星齿轮组PG2设置于最远离发动机ENG的的输入轴IS上。
第一太阳轮S1固定至变速器外壳H，第一行星架PC1连接至输入轴IS，且第一内齿圈R1连接至第一电动机/发电机MG1。
即，第一电动机/发电机MG1连接至第一行星齿轮组PG1的第一内齿圈R1，以驱动第一内齿圈R1或者通过第一内齿圈R1的扭矩而作为发电机进行操作。
第二太阳轮S2连接至第二电动机/发电机MG2，第二行星架PC2连接至输出齿轮OG，以降低第二电动机/发电机MG2的速度并输出经降低的速度，且第二内齿圈R2固定至变速器外壳H。
即，第二电动机/发电机MG2连接至第二行星齿轮组PG2的第二太阳轮S2，以驱动第二太阳轮S2或者通过第二太阳轮S2的扭矩而作为发电机进行操作。
第一离合器CL1设置于输入轴IS与输出齿轮OG之间，并选择性地连接输入轴IS和输出齿轮OG。因此，发动机ENG的扭矩被直接输入至输出齿轮OG。
第二离合器CL2设置于第一行星齿轮组PG1的第一内齿圈R1与输出齿轮OG之间，并选择性地连接第一行星齿轮组PG1的第一内齿圈R1和输出齿轮OG。因此，发动机ENG的速度通过第一行星齿轮组PG1增加，且经增加的速度被输入至输出齿轮OG。
在本文，输出齿轮OG以及第一和第二离合器CL1和CL2设置于第一和第二行星齿轮组PG1与PG2之间。
另外，输出齿轮OG通过减速齿轮单元CGU将扭矩传输至差动装置DIFF的最终减速齿轮FG。
减速齿轮单元CGU包括中间轴CS、中间齿轮CG和驱动齿轮DG，所述中间轴CS设置于输入轴IS与差动装置DIFF之间，并与输入轴IS平行；所述中间齿轮CG设置于中间轴CS的端部，并与输出齿轮OG在外部啮合；所述驱动齿轮DG设置于中间轴CS的另一端部，并与差动装置DIFF的最终减速齿轮FG在外部啮合。
在此时，由于中间齿轮CG的直径大于驱动齿轮DG的直径，输出齿轮OG的速度降低，且经降低的速度被传输至最终减速齿轮FG。
图2为应用于根据本发明的各个实施方案的混合电动车辆的变速器系统的在每个模式下的摩擦元件的操作图表。
参照图2，根据本发明的各个实施方案的混合电动车辆的变速器系统可实现EV模式、连续模式，以及包括直接联接和OD的平行模式。
即，第一和第二离合器CL1和CL2在EV模式和连续模式下被释放，第一离合器CL1在平行模式的直接联接下操作，且第二离合器CL2在平行模式的OD下操作。
在此时，在驱动下，可根据减速齿轮单元CGU的中间齿轮CG和驱动齿轮DG的齿轮比而实现直接联接驱动和超速传动，所述减速齿轮单元CGU与在平行模式的直接联接下的输出齿轮OG接合。
在下文，将参照图3至图6描述在根据本发明的各个实施方案的混合电动车辆的变速器系统中在每个模式下的扭矩流。
图3为用于示出在根据本发明的各个实施方案的混合电动车辆的变速器系统中在EV模式下的动力流的示意图。
参照图3，所有的离合器在EV模式下释放。
发动机ENG停止，第一行星齿轮组PG1不直接涉及换档，第二电动机/发电机MG2的速度通过第二行星齿轮组PG2而降低。经降低的速度被传输至输出齿轮OG。因此，可在EV模式下实现电连续可变换档。
即，第二内齿圈R2作为固定元件操作，第二电动机/发电机MG2的扭矩被输入至第二太阳轮S2，经降低的速度通过作为输出元件的第二行星架PC2而输出。
即，第二电动机/发电机MG2的扭矩通过连接至第二行星架PC2的输出齿轮OG、中间齿轮CG和驱动齿轮DG而传输至差动装置DIFF的最终减速齿轮FG。
图4为用于示出在根据本发明的各个实施方案的混合电动车辆的变速器系统中在连续模式下的动力流的示意图。
参照图4，所有的离合器在连续模式下释放。
如果发动机ENG在EV模式下启动，则实现连续模式。将由第一电动机/发电机MG1产生的电力作为连续模式下的驱动力供应至第二电动机/发电机MG2。
在此时，发动机ENG由第一电动机/发电机MG1启动。
即，如果操作第一电动机/发电机MG1并将第一电动机/发电机MG1的扭矩输入至第一行星齿轮组PG1的第一内齿圈R1，则第一太阳轮S1作为固定元件操作，且增加的扭矩通过第一行星架PC1输出。
将用于启动发动机ENG的扭矩通过连接至第一行星架PC1的输入轴IS而供应至发动机ENG，并启动发动机ENG。
在启动发动机ENG之后，第一电动机/发电机MG1不操作，且第一电动机/发电机MG1通过经由第一内齿圈R1接收发动机ENG的经增加的速度而发电。
所有的行星齿轮组不直接涉及换档，且在连续模式下可通过第二电动机/发动机MG2通过第二行星齿轮组PG2输出而实现电连续可变换档。
在此时，仅在启动发动机ENG和第一电动机/发电机MG1发电时涉及第一行星齿轮组PG1。
即，第二内齿圈R2作为固定元件操作，且第二电动机/发电机MG2的扭矩在连续模式以及EV模式下输入至第二太阳轮S2。因此，扭矩通过作为输出元件的第二行星架PC2输出。
第二电动机/发电机MG2的扭矩通过连接至第二行星架PC2的输出齿轮OG、中间齿轮CG和驱动齿轮DG而传输至差动装置DIFF的最终减速齿轮FG。
在此时，第二电动机/发电机MG2使用由第一电动机/发电机MG1所产生的电力作为驱动力。另外，将剩余电力充入电池中。
图5为用于示出在根据本发明的各个实施方案的混合电动车辆的变速器系统中在平行模式的直接联接下的动力流的示意图。
参照图5，第一离合器CL1在平行模式的直接联接下操作。
在平行模式的直接联接下，发动机ENG的扭矩用作主动力，第二电动机/发电机MG2的扭矩用作辅助动力。
即，通过第一离合器CL1的操作将发动机ENG的扭矩作为主动力通过输入轴IS供应至输出齿轮OG，将第二电动机/发电机MG2的扭矩作为辅助动力通过第二行星架PC2供应至输出齿轮OG。
在此时，发动机ENG的扭矩的一部分可涉及第一电动机/发电机MG1的发电。
行星齿轮组不直接涉及换档，且在平行模式的直接联接下电连续可变换档可通过如下扭矩实现：通过输入轴IS传输至输出齿轮OG的发动机ENG的扭矩和通过第二行星齿轮组PG2传输至输出齿轮OG的第二电动机/发电机MG2的扭矩。
如上所述，输入至输出齿轮OG的第二电动机/发电机MG2的扭矩和发动机ENG的扭矩通过中间齿轮CG和驱动齿轮DG传输至差动装置DIFF的最终减速齿轮FG。
图6为用于示出在根据本发明的各个实施方案的混合电动车辆的变速器系统中在平行模式的OD下的动力流的示意图。
参照图6，第二离合器CL2在平行模式的OD下操作。
在平行模式的OD下，发动机ENG的扭矩用作主动力，第二电动机/发电机MG2的扭矩用作辅助动力。
即，如果通过第二离合器CL2的操作而将发动机ENG的扭矩通过输入轴IS输入至第一行星齿轮组PG1的第一行星架PC1，则第一太阳轮S1作为固定元件操作，并将经增加的速度作为主动力通过第一内齿圈R1传输至输出齿轮OG。同时，将第二电动机/发电机MG2的扭矩作为辅助动力通过第二行星架PC2传输至输出齿轮OG。
在此时，发动机ENG的扭矩的部分可涉及第一电动机/发电机MG1的发电。
所有的行星齿轮组不直接涉及换档，且在平行模式的OD下电连续可变换档可通过如下扭矩实现：通过输入轴IS和第一行星齿轮组PG1传输至输出齿轮OG的发动机ENG的扭矩和通过第二行星齿轮组PG2传输至输出齿轮OG的第二电动机/发电机MG2的扭矩。
如上所述，输入至输出齿轮OG的第二电动机/发电机MG2的扭矩和发动机ENG的扭矩通过中间齿轮CG和驱动齿轮DG传输至差动装置DIFF的最终减速齿轮FG。
因此，发动机ENG、第一电动机/发电机MG1和第二电动机/发电机MG2中的全部可产生驱动扭矩，第一电动机/发电机MG1可通过使用发动机ENG的扭矩而发电，且车辆所需的连续齿轮比可通过控制第二电动机/发电机MG2而形成。因此，燃料经济性可得以改进。
即，EV模式、连续模式和包括直接联接和OD的平行模式可通过在输入轴上设置两个电动机/发电机MG1和MG2以及两个离合器CL1和CL2而实现。
另外，由于离合器不在除了平行模式之外的模式下使用，应用于离合器的操作压力可得以最小化，且燃料经济性可得以改进。
另外，由于将直接联接加入平行模式中，因此燃料经济性可得以提高，且第一电动机/发电机MG1的容量可得以降低。
另外，由于第二电动机/发电机MG2的扭矩通过第二行星齿轮组PG2而增加，因此可降低第二电动机/发电机MG2的扭矩需求。因此，变速器的长度可缩短，且PE构件的成本可降低。
另外，由于OD通过使用第一行星齿轮组PG1而实现，因此可去除用于实现OD的常规输出齿轮组，并可缩短变速器的长度。
同时，图7为根据本发明的各个实施方案的混合电动车辆的变速器系统的示意图。
参照图7，在根据本发明的各个实施方案的混合电动车辆的变速器系统中，第二行星架PC2连接至变速器外壳H以作为固定元件操作，且第二内齿圈R2连接至输出齿轮OG以作为输出元件操作。
如果第二电动机/发电机MG2的扭矩输入至第二太阳轮S2，则第二行星架PC2作为固定元件操作，且第二内齿圈R2根据齿轮比输出经降低的速度。
由于除了由固定元件和输出元件组成的第二行星齿轮组PG2的旋转元件之外，图7的变速器系统的功能与上述那些相同，将省略其详细描述。
根据本发明的各个实施方案，EV模式、连续模式和包括直接联接和OD的平行模式可通过将两个电动机/发电机和两个离合器设置于输入轴上而实现。
另外，由于离合器不在除了平行模式之外的模式下使用，应用于离合器的操作压力可得以最小化，且燃料经济性可得以改进。
另外，由于将直接联接加入平行模式中，因此燃料经济性可得以提高，且第一电动机/发电机的容量可得以降低。
另外，由于第二电动机/发电机的扭矩通过第二行星齿轮组而增加，因此可降低第二电动机/发电机的需求扭矩。因此，变速器的长度可缩短，且PE构件的成本可降低。
另外，由于OD通过使用第一行星齿轮组PG1而实现，因此可去除用于实现OD的常规输出齿轮组，并可缩短变速器的长度。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (20)

1.一种混合电动车辆的变速器系统，其包括：
输入轴，所述输入轴连接至发动机；
第一电动机/发电机和第二电动机/发电机，所述第一电动机/发电机和第二电动机/发电机位于变速器外壳上；
第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组位于所述输入轴上，并具有三个旋转元件，其中一个旋转元件连接至所述变速器外壳，另一旋转元件连接至所述第一电动机/发电机，且又一旋转元件连接至所述输入轴；
第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组位于所述输入轴上，并具有三个旋转元件，其中一个旋转元件连接至所述变速器外壳，另一旋转元件连接至所述第二电动机/发电机，且又一旋转元件作为输出元件操作；
输出齿轮，所述输出齿轮连接至所述第二行星齿轮组的所述又一旋转元件；以及
第一离合器，所述第一离合器将所述输入轴选择性地连接至所述输出齿轮。
2.根据权利要求1所述的混合电动车辆的变速器系统，其还包括第二离合器，所述第二离合器将所述第一行星齿轮组的另一旋转元件选择性地连接至所述输出齿轮。
3.根据权利要求2所述的混合电动车辆的变速器系统，其中所述第一行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，所述单小齿轮行星齿轮组包括作为其旋转元件的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，且
其中所述第一太阳轮固定至所述变速器外壳，所述第一行星架直接连接至所述输入轴，并通过所述第一离合器选择性地连接至所述输出齿轮，且所述第一内齿圈直接连接至所述第一电动机/发电机，并通过所述第二离合器选择性地连接至所述输出齿轮。
4.根据权利要求2所述的混合电动车辆的变速器系统，其中所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，所述单小齿轮行星齿轮组包括作为其旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，且
其中所述第二太阳轮直接连接至所述第二电动机/发电机，所述第二行星架直接连接至所述输出齿轮，且所述第二内齿圈固定至所述变速器外壳。
5.根据权利要求1所述的混合电动车辆的变速器系统，其还包括减速齿轮单元，所述减速齿轮单元包括中间轴，所述中间轴与所述输入轴平行，并且所述中间轴位于所述输出齿轮与差动装置的最终减速齿轮之间，以将所述输出齿轮的扭矩传输至所述差动装置。
6.根据权利要求5所述的混合电动车辆的变速器系统，其中所述减速齿轮单元包括：
中间齿轮，所述中间齿轮位于所述中间轴上，并与所述输出齿轮在外部啮合；以及
驱动齿轮，所述驱动齿轮位于所述中间轴上，并与所述差动装置的最终减速齿轮在外部啮合。
7.根据权利要求2所述的混合电动车辆的变速器系统，其中所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，所述单小齿轮行星齿轮组包括作为其旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，且
其中所述第二太阳轮直接连接至所述第二电动机/发电机，所述第二行星架固定至所述变速器外壳，且所述第二内齿圈直接连接至所述输出齿轮。
8.一种混合电动车辆的变速器系统，其包括：
输入轴，所述输入轴连接至发动机；
第一电动机/发电机和第二电动机/发电机，所述第一电动机/发电机和第二电动机/发电机设置于变速器外壳上；
第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组放置在所述输入轴上，并具有三个旋转元件，其中一个旋转元件连接至所述变速器外壳，另一旋转元件连接至第一电动机/发电机，且又一旋转元件连接至所述输入轴；
第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组放置在所述输入轴上，并具有三个旋转元件，其中一个旋转元件连接至所述变速器外壳，另一旋转元件连接至所述第二电动机/发电机，且又一旋转元件作为输出元件操作；
输出齿轮，所述输出齿轮连接至所述第二行星齿轮组的所述又一旋转元件；以及
一个离合器，所述一个离合器将所述第一行星齿轮组的另一旋转元件选择性地连接至所述输出齿轮。
9.根据权利要求8所述的混合电动车辆的变速器系统，其还包括另一离合器，所述另一离合器将所述输入轴选择性地连接至所述输出齿轮。
10.根据权利要求9所述的混合电动车辆的变速器系统，其中所述第一行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，所述单小齿轮行星齿轮组包括作为其旋转元件的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，且
其中所述第一太阳轮固定至所述变速器外壳，所述第一行星架直接连接至所述输入轴，并通过另一离合器选择性地连接至所述输出齿轮，且所述第一内齿圈直接连接至所述第一电动机/发电机，并通过所述一个离合器选择性地连接至所述输出齿轮。
11.根据权利要求9所述的混合电动车辆的变速器系统，其中所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，所述单小齿轮行星齿轮组包括作为其旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，且
其中所述第二太阳轮直接连接至所述第二电动机/发电机，所述第二行星架直接连接至所述输出齿轮，且所述第二内齿圈固定至所述变速器外壳。
12.根据权利要求8所述的混合电动车辆的变速器系统，其还包括减速齿轮单元，所述减速齿轮单元包括中间轴，所述中间轴与所述输入轴平行，并且所述中间轴位于所述输出齿轮与差动装置的最终减速齿轮之间，以将所述输出齿轮的扭矩传输至所述差动装置。
13.根据权利要求12所述的混合电动车辆的变速器系统，其中所述减速齿轮单元包括：
中间齿轮，所述中间齿轮位于所述中间轴上，并与所述输出齿轮在外部啮合；以及
驱动齿轮，所述驱动齿轮位于所述中间轴上，并与所述差动装置的最终减速齿轮在外部啮合。
14.根据权利要求9所述的混合电动车辆的变速器系统，其中所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，所述单小齿轮行星齿轮组包括作为其旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，且
其中所述第二太阳轮直接连接至所述第二电动机/发电机，所述第二行星架固定至所述变速器外壳，且所述第二内齿圈直接连接至所述输出齿轮。
15.一种混合电动车辆的变速器系统，其包括：
输入轴，所述输入轴连接至发动机；
第一电动机/发电机和第二电动机/发电机，所述第一电动机/发电机和第二电动机/发电机设置于变速器外壳上；
第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件，其中所述第一旋转元件固定至所述变速器外壳，所述第二旋转元件连接至所述输入轴，且所述第三旋转元件连接至所述第一电动机/发电机；
第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件，其中所述第四旋转元件连接至所述第二电动机/发电机，所述第五旋转元件作为输出元件操作，且所述第六旋转元件固定至所述变速器外壳；
输出齿轮，所述输出齿轮连接至所述第二行星齿轮组的第五旋转元件；
第一离合器，所述第一离合器将所述输入轴选择性地连接至所述输出齿轮；以及
第二离合器，所述第二离合器将所述第一行星齿轮组的第三旋转元件选择性地连接至所述输出齿轮。
16.根据权利要求15所述的混合电动车辆的变速器系统，其中所述第一行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，且
其中第一太阳轮为所述第一旋转元件，第一行星架为所述第二旋转元件，且第一内齿圈为所述第三旋转元件。
17.根据权利要求15所述的混合电动车辆的变速器系统，其中所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，且
其中第二太阳轮为所述第四旋转元件，第二行星架为所述第五旋转元件，且第二内齿圈为所述第六旋转元件。
18.根据权利要求15所述的混合电动车辆的变速器系统，其中所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，且
其中第二太阳轮为所述第四旋转元件，第二内齿圈为所述第五旋转元件，且第二行星架为所述第六旋转元件。
19.根据权利要求15所述的混合电动车辆的变速器系统，其还包括减速齿轮单元，所述减速齿轮单元包括中间轴，所述中间轴与所述输入轴平行，并且所述中间轴位于所述输出齿轮与差动装置的最终减速齿轮之间，以将所述输出齿轮的扭矩传输至所述差动装置。
20.根据权利要求19所述的混合电动车辆的变速器系统，其中所述减速齿轮单元包括：
中间齿轮，所述中间齿轮位于所述中间轴上，并与所述输出齿轮在外部啮合；以及
驱动齿轮，所述驱动齿轮位于所述中间轴上，并与所述差动装置的最终减速齿轮在外部啮合。
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