CN110857726A - 混合动力电动车辆的动力传递系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力电动车辆的动力传递系统。混合动力电动车辆的动力传递装置可以包括:输入轴,其接收从发动机输出的发动机扭矩;输出轴,其与输入轴设置在同一轴线上并输出改变的扭矩;第一电动机/发电动机和第二电动机/发电动机;第一变速部分,其包括第一行星齿轮组,原样或增速地输出来自输入轴的旋转速度,或者根据发动机扭矩以及第一电动机/发电动机和第二电动机/发电动机的扭矩形成调节的扭矩,并且输出调节的扭矩;以及第二变速部分,其包括形成为第二行星齿轮组和第三行星齿轮组的组合的复合行星齿轮组,并且所述第二变速部分将从第一变速部分接收到的扭矩改变至少三挡并输出到输出轴。

Description

混合动力电动车辆的动力传递系统
与相关申请的交叉引用
本申请要求2018年8月22日提交的韩国专利申请No.10-2018-0098120的优先权,其全部内容通过引用结合于此用于所有目的。
技术领域
本发明涉及一种混合动力电动车辆的动力传递装置。更具体地,本发明涉及这样一种混合动力电动车辆的动力传递装置,其能够通过利用多挡位自动变速器中的两个电动机/发电动机使车轮扭矩最大化来实现高性能和动态驾驶性能。
背景技术
车辆的环保技术是控制未来车辆工业生存的核心技术,先进的车辆制造商将精力集中在环保车辆的开发上,以实现环保和燃料效率管理。
因此,作为未来的车辆技术,车辆制造商已经开发了电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、燃料电池电动车辆(FCEV)等。
由于未来的车辆具有各种技术限制,例如重量和成本,因此车辆制造商已经关注混合动力电动车辆作为现实问题的替代方案,从而符合排放气体的法规并提高燃料效率性能,并且车辆制造商已经进入将混合动力电动车辆商业化的激烈竞争中。
混合动力电动车辆是利用两个或更多个动力源的车辆。可以通过各种方案来组合两个或更多个动力源,并且将利用现有的化石燃料的汽油发动机或柴油发动机与由电能驱动的电动机/发电动机混合并用作动力源。
在混合动力电动车辆中,根据发动机和电动机的组合,可以实现EV模式(在该模式中混合动力电动车辆仅由电动机驱动)、HEV模式(在该模式中利用发动机和电动机两者)和ENG模式(在该模式中仅利用发动机)。此外,与传统车辆相比,混合动力电动车辆可以通过再生制动等来节省燃料,从而获得显著的燃料效率增强效果,再生制动是这样的:通过在车辆停止时停止发动机的怠速停止,利用车辆的动能(而不是根据在车辆制动时存在的摩擦的制动)来驱动发电动机,将在驱动发电动机时产生的电能储存在电池中并在驱动车辆时重新使用存储的电能。
本发明的背景技术部分所包含的信息仅用于加强对本发明的一般背景的理解,而不视为确认或任何形式的暗示该信息组成本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种混合动力电动车辆的动力传递装置,其具有高性能和动态驾驶性能的优点。
根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置可以包括:输入轴,其接收从发动机输出的发动机扭矩;输出轴,其与输入轴安装在同一轴线上并输出改变的扭矩;第一和第二电动机/发电动机;第一变速部分,其包括第一行星齿轮组,原样或增速地输出来自输入轴的旋转速度,或者根据发动机扭矩以及第一和第二电动机/发电动机的扭矩形成调节的扭矩,并且输出调节的扭矩;以及第二变速部分,其包括形成为第二和第三行星齿轮组的组合的复合行星齿轮组,并且所述第二变速部分将从第一变速部分接收到的扭矩改变至少三挡并输出到输出轴。
第一行星齿轮组可以包括第一、第二和第三旋转元件,并且第一变速部分可以包括:第一轴,其固定地连接到第一旋转元件,固定地连接到第一电动机/发电动机,并且可选择性地连接到变速器壳体;第二轴,其固定地连接到第二旋转元件,固定地连接到输入轴,并且可选择性地连接到变速器壳体;以及第三轴,其固定地连接到第三旋转元件,固定地连接到第二电动机/发电动机,并且可选择性地连接到第二轴。
第一行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,其具有第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈,分别形成第一、第二和第三旋转元件。
复合行星齿轮组可以利用第二和第三行星齿轮组的组合形成第四、第五、第六和第七旋转元件,并且第二变速部分可以进一步包括:第四轴,其固定连地连接到第四旋转元件并且固定地连接到第三轴;第五轴,其固定地连接到第五旋转元件并且固定地连接到输出轴;第六轴,其固定地连接到第六旋转元件,并且可选择性地连接到第五轴或者可选择性地连接到变速器壳体;第七轴,其固定地连接到第七旋转元件并且可选择性地连接到变速器壳体;以及多个接合元件,其包括多个离合器和多个制动器,所述多个离合器连接相应的轴,所述多个制动器连接相应的轴与变速器壳体。
第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈;第三行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈;以及复合行星齿轮组可以分别将第三太阳轮、第二内齿圈和第三行星架、第二行星架和第三内齿圈以及第二太阳轮形成为第四、第五、第六和第七旋转元件。
多个接合元件可以包括:第一离合器,其设置在第二轴和第三轴之间;第二离合器,其设置在第五轴和第六轴之间;第一制动器,其设置在第一轴和变速器壳体之间;第二制动器,其设置在第二轴和变速器壳体之间;第三制动器,其设置在第七轴和变速器壳体之间;以及第四制动器,其设置在第六轴和变速器壳体之间。
复合行星齿轮组可以利用第二和第三行星齿轮组的组合形成第四、第五、第六和第七旋转元件,并且第二变速部分可以进一步包括:第四轴,其固定地连接到第四旋转元件并且固定地连接到第三轴;第五轴,其固定地连接到第五旋转元件并且固定地连接到输出轴;第六轴,其固定地连接到第六旋转元件并且可选择性地连接到变速器壳体;第七轴,其固定地连接到第七旋转元件并且分别可选择性地连接到第六轴或者可选择性地连接到变速器壳体;以及多个接合元件,其包括多个离合器和多个制动器,所述多个离合器连接相应的轴,所述多个制动器连接相应的轴与变速器壳体。
第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、共用的行星架和共用的内齿圈,第三行星齿轮组可以是双小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮、共用的行星架和共用的内齿圈;以及复合行星齿轮组可以分别将第三太阳轮、共用的内齿圈、共用的行星架以及第二太阳轮形成为第四、第五、第六和第七旋转元件。
多个接合元件可以包括:第一离合器,其设置在第二轴和第三轴之间;第二离合器,其设置在第六轴和第七轴之间;第一制动器,其设置在第一轴和变速器壳体之间;第二制动器,其设置在第二轴和变速器壳体之间;第三制动器,其设置在第七轴和变速器壳体之间;以及第四制动器,其设置在第六轴和变速器壳体之间。
复合行星齿轮组可以利用第二和第三行星齿轮组的组合形成第四、第五、第六和第七旋转元件,并且第二变速部分可以进一步包括:第四轴,其固定地连接到第四旋转元件并且可选择性地连接到第三轴;第五轴,其固定地连接到第五旋转元件并且固定地连接到输出轴;第六轴,其固定地连接到第六旋转元件并且可选择性地连接到变速器壳体;第七轴,其固定地连接到第七旋转元件并且分别可选择性地连接到第三轴或者可选择性地连接到变速器壳体;以及多个接合元件,其包括多个离合器和多个制动器,所述多个离合器连接相应的轴,所述多个制动器连接相应的轴与变速器壳体。
第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈;第三行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈;以及复合行星齿轮组可以分别将第三太阳轮、第二内齿圈和第三行星架、第二行星架和第三内齿圈以及第二太阳轮形成为第四、第五、第六和第七旋转元件。
多个接合元件可以包括:第一离合器,其设置在第二轴和第三轴之间;第二离合器,其设置在第三轴和第七轴之间;第三离合器,其设置在第三轴和第四轴之间;第一制动器,其设置在第一轴和变速器壳体之间;第二制动器,其设置在第二轴和变速器壳体之间;第三制动器,其设置在第七轴和变速器壳体之间;以及第四制动器,其设置在第六轴和变速器壳体之间。
第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、共用的行星架和共用的内齿圈,第三行星齿轮组可以是双小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮、共用的行星架和共用的内齿圈;以及复合行星齿轮组可以分别将第三太阳轮、共用的内齿圈、共用的行星架和第二太阳轮形成为第四、第五、第六和第七旋转元件。
复合行星齿轮组可以利用第二和第三行星齿轮组的组合形成第四、第五、第六和第七旋转元件,并且第二变速部分可以进一步包括:第四轴,其固定地连接到第四旋转元件并且可选择性地连接到第三轴;第五轴,其固定地连接到第五旋转元件并且固定地连接到输出轴;第六轴,其固定地连接到第六旋转元件并且分别可选择性地连接到第三轴或者可选择性地连接到变速器壳体;第七轴,其固定地连接到第七旋转元件并且可选择性地连接到变速器壳体;以及多个接合元件,其包括多个离合器和多个制动器,所述多个离合器连接相应的轴,所述多个制动器连接相应的轴与变速器壳体。
第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈;第三行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈;以及复合行星齿轮组分别将第三太阳轮、第二内齿圈和第三行星架、第二行星架和第三内齿圈以及第二太阳轮形成第四、第五、第六以及第七旋转元件。
多个接合元件可以包括:第一离合器,其设置在第二轴和第三轴之间;第二离合器,其设置在第三轴和第六轴之间;第三离合器,其设置在第三轴和第四轴之间;第一制动器,其设置在第一轴和变速器壳体之间;第二制动器,其设置在第二轴和变速器壳体之间;第三制动器,其设置在第七轴和变速器壳体之间;以及第四制动器,其设置在第六轴和变速器壳体之间。
第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈;第三行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈;以及复合行星齿轮组分别将第三太阳轮、第二内齿圈和第三行星架、第二行星架和第三内齿圈以及第二太阳轮形成为第四、第五、第六以及第七旋转元件。
复合行星齿轮组可以利用第二和第三行星齿轮组的组合形成第四、第五、第六和第七旋转元件,并且第二变速部分可以进一步包括:第四轴,其固定地连接到第四旋转元件并且可选择性地连接到第三轴;第五轴,其固定地连接到第五旋转元件并且固定地连接到输出轴;第六轴,其固定地连接到第六旋转元件并且分别能够选择性地连接到第三轴或者能够选择性地连接到变速器壳体;第七轴,其固定地连接到第七旋转元件并且分别可选择性地连接到第三轴或者可选择性地连接到变速器壳体;以及多个接合元件,其包括多个离合器和多个制动器,所述多个离合器连接相应的轴,所述多个制动器连接相应的轴与变速器壳体。
第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈;第三行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈;以及复合行星齿轮组可以分别将第三太阳轮、第二内齿圈和第三行星架、第二行星架和第三内齿圈以及第二太阳轮形成为第四、第五、第六以及第七旋转元件。
第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、共用的行星架和共用的内齿圈,第三行星齿轮组可以是双小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮、共用的行星架和共用的内齿圈;以及复合行星齿轮组可以分别将第三太阳轮、共用的内齿圈、共用的行星架以及第二太阳轮形成为第四、第五、第六以及第七旋转元件。
根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置使得能够在多个换挡挡位的并联(parallel)模式下驱动的同时利用第一和第二电动机/发电动机,从而提供高性能和动态驾驶性能。
此外,根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置能够以EV模式和扭矩分配(torque splitting)模式进行驱动,从而提高燃料经济性。
进一步地,在以下详细的描述中对从本发明的示例性实施方案可以获取或期望获取的效果直接地或暗示地进行描述。也就是说,在以下详细的描述中将对从本发明的示例性实施方案期望获取的各种效果进行描述。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点,这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的,或者将在附图和具体实施方式中进行详细陈述,这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的示意图。
图2为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的换挡操作图表。
图3为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的示意图。
图4为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的示意图。
图5为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的换挡操作图表。
图6为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的示意图。
图7为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的示意图。
图8为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的换挡操作图表。
图9为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的示意图。
图10为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的示意图。
图11为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的换挡操作图表。
图12为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的换挡操作图表。
应当理解的是,附图并非按比例地绘制,而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如,具体尺寸、方向、位置和外形)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中,贯穿附图的多幅图形,附图标记引用本发明的相同的或等同的部分。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各个实施方案,其示例在附图和以下描述中示出。尽管将结合本发明的示例性实施方案来描述本发明,但是可以理解本说明书并非旨在将本发明限制在这些示例性实施方案中。另一方面,本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施方案,而且覆盖可以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替选方式、修改方式、等同方式以及其它的实施方案。
下文将参考附图对本发明的示例性实施方案进行更全面的描述,附图中示出本发明的示例性实施方案。如本领域技术人员将意识到的,所描述的实施方案可以进行各种方式的修改,全部的修改不脱离本发明的精神或范围。
附图和说明在本质上被认为是说明性的,而不是限制性的,并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
在以下描述中,将组件的名称分为第一、第二等等以区分名称,因为组件名称是彼此相同的,并且它们的次序并不进行特别的限定。
图1为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的示意图。
参照图1,根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置切换发动机ENG以及第一电动机/发电动机MG1和第二电动机/发电动机MG2的动力源的扭矩,并且包括:输入轴IS、第一变速部分PS、第二变速部分FTM和输出轴OS,所述输入轴IS接收从发动机输出的扭矩;所述第一变速部分PS原样或增加速度地输出来自输入轴IS的旋转速度,或者根据发动机扭矩以及第一和第二电动机/发电动机MG1和MG2的扭矩形成调整的扭矩,并输出调整的扭矩;所述第二变速部分FTM将从第一变速部分PS接收到的扭矩切换到多个挡位;所述输出轴OS将从第二变速部分FTM接收到的扭矩输出到差动装置。
发动机ENG是主要动力源,并且诸如利用化石燃料的汽油发动机或柴油发动机的各种典型发动机可以用作发动机ENG。
第一电动机/发电动机MG1和第二电动机/发电动机MG2是辅助动力源并连接到第一变速部分PS。
第一电动机/发电动机MG1和第二电动机/发电动机MG2中的每一个可以用作电动机并且还用作发电动机,并且包括第一定子ST1和第二定子ST2以及第一转子RT1和第二转子RT2,其中第一和第二定子ST1和ST2固定至变速器壳体H,第一和第二转子RT1和RT2可旋转地支撑在第一和第二定子ST1和ST2内。
第一变速部分PS包括第一行星齿轮组PG1。
第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组,并且包括分别作为第一旋转元件N1、第二旋转元件N2和第三旋转元件N3的第一太阳轮S1、第一行星架PC1和第一内齿圈R1,第一行星架PC1可旋转地支撑与第一太阳轮S1外啮合的第一小齿轮P1,第一内齿圈R1与第一小齿轮P1内啮合,并且第一变速部分PS进一步包括第一轴TM1、第二轴TM2和第三轴TM3。
第二变速部分FTM包括复合行星齿轮组,其形成为第二和第三行星齿轮组PG2和PG3的组合,它们是单小齿轮行星齿轮组。
第二行星齿轮组PG2包括:第二太阳轮S2、第二行星架PC2和第二内齿圈R2,第三行星齿轮组PG3包括:第三太阳轮S3、第三行星架PC3和第三内齿圈R3。第二行星架PC2固定地连接到第三内齿圈R3,第二内齿圈R2固定地连接到第三行星架PC3。在这种情况下,第三太阳轮S3、第二内齿圈R2和第三行星架PC3、第二行星架PC2和第三内齿圈R3以及第二太阳轮S2分别是第四旋转元件N4、第五旋转元件N5、第六旋转元件N6和第七旋转元件N7。第二变速部分FTM进一步包括第四、第五、第六和第七轴TM4、TM5、TM6和TM7。
第一至第七旋转元件N1-N7固定地连接到轴TM1-TM7,并且这些轴通过包括离合器和制动器的接合元件分别可选择地彼此连接或可选择性地连接到变速器壳体H。
七个轴TM1至TM7如下配置。
第一轴TM1固定地连接到第一旋转元件N1(第一太阳轮S1),固定地连接到第一电动机/发电动机MG1,并且选择性地用作输入元件,或者选择性地用作固定元件。
第二轴TM2固定地连接到第二旋转元件N2(第一行星架PC1),固定地连接到输入轴IS,并且选择性地用作输入元件,或者选择性地用作固定元件。
第三轴TM3固定地连接到第三旋转元件N3(第一内齿圈R1),固定地连接到第二电动机/发电动机MG2,并且用作输入元件。
第四轴TM4固定地连接到第四旋转元件N4(第三太阳轮S3),固定地连接到第三轴TM3,并且用作输入元件。
第五轴TM5固定地连接到第五旋转元件N5(第二内齿圈R2和第三行星架PC3),并且固定地连接到输出轴OS,用作输出元件。
第六轴TM6固定地连接到第六旋转元件N6(第二行星架PC2和第三内齿圈R3),并且选择性地用作固定元件。
第七轴TM7固定地连接到第七旋转元件N7(第二太阳轮S2),并且选择性地用作固定元件。
七个轴TM1至TM7中的每一个可以是固定地连接到输入轴和输出轴以及行星齿轮组PG1、PG2和PG3的旋转元件的旋转构件,或者可以是将旋转元件选择性地互连到变速器壳体H的旋转构件,或者可以是固定至变速器壳体H的固定构件。
在本发明中,当两个或更多个构件被描述为“固定连接”时,其中每个构件可以是轴、输入轴、输出轴、旋转构件和变速器壳体中的任何一个,这意味着固定连接的构件总是以相同的速度旋转。
当两个或更多个构件被描述为通过接合元件“可选择性地连接”时,这意味着当接合元件未接合时可选择性连接的构件单独旋转,而当接合元件接合时以相同的速度旋转。
可以理解的是,在构件通过接合元件与变速器壳体“可选择性地连接”的情况下,当接合元件接合时,构件可以是静止的。
第一离合器C1和第二离合器C2以及第一制动器BK1、第二制动器BK2、第三制动器BK3和第四制动器BK4的六个接合元件设置在七个轴TM1至TM7、输入轴、输出轴、第一和第二电动机/发电动机以及变速器壳体H中的相应的一对之间,以形成选择性连接。
两个离合器C1和C2以及四个制动器BK1、BK2、BK3和BK4如下设置。
第一离合器C1设置在第二轴TM2和第三轴TM3之间,并且选择性地连接第二轴TM2和第三轴TM3,从而控制其之间的动力传递。
第二离合器C2设置在第五轴TM5和第六轴TM6之间,并且选择性地连接第五轴TM5和第六轴TM6,从而控制其之间的动力传递。
第一制动器B1设置在第一轴TM1和变速器壳体H之间,并且将第一轴TM1选择性地连接到变速器壳体H。
第二制动器B2设置在第二轴TM2和变速器壳体H之间,并且将第二轴TM2选择性地连接到变速器壳体H。
第三制动器B3设置在第七轴TM7和变速器壳体H之间,并且将第七轴TM7选择性地连接到变速器壳体H。
第四制动器B4设置在第六轴TM6和变速器壳体H之间,并且将第六轴TM6选择性地连接到变速器壳体H。
第一离合器C1选择性地连接第一行星齿轮组PG1的两个旋转元件,并迫使第一行星齿轮组PG1整体地旋转。第二离合器C2选择性地连接第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的四个旋转元件中的两个旋转元件,并且迫使第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3整体地旋转。
第一离合器C1和第二离合器C2以及第一制动器BK1至第四制动器BK4的接合元件可以实现为通过液压压力摩擦接合的多片式液压摩擦装置,然而,可以理解为不限于此,因为也可以使用电可控的各种其它配置。
图2为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的换挡操作图表。
参照图2,根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置可以根据第一离合器和第二离合器C1和C2、第一至第四制动器BK1至BK4以及第一和第二电动机/发电动机MG1和MG2的操作条件,来实现具有三个换挡状态的电动车辆驱动模式EV模式,或具有三个换挡状态的扭矩分配(torque splitting)模式I/S,具有六个换挡状态的并联驱动模式P(即,发动机驱动模式和混合动力驱动模式)。
[EV1]
对于EV1模式,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第二制动器B2和第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三和第四轴TM3和TM4输入到第二变速部分FTM。
并且,在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现EV1模式。
[EV2]
对于EV2,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第二制动器B2和第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三和第四轴TM3和TM4输入到第二变速部分FTM。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现EV2模式。
[EV3]
对于EV3,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第二制动器B2和第二离合器C2。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三和第四轴TM3和TM4输入到第二换档部分FTM。
在第二变速部分FTM中,通过第二离合器C2的操作,第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出原样的旋转速度,从而实现EV3模式。
另一方面,在EV驱动模式的上述描述中,第二电动机/发电动机MG2被驱动,但是也可以通过在第二制动器B2未被操作的同时驱动第一电动机/发电动机MG1来实现。
[扭矩分配模式I/S 1]
在扭矩分配模式I/S 1,操作第四制动器B4。
在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。并且通过第四轴TM4的输入扭矩的旋转速度减小并通过第五轴TM5输出,从而实现扭矩分配模式I/S 1。
在这种情况下,输入到第四轴TM4的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
[扭矩分配模式I/S 2]
在扭矩分配模式I/S 2,操作第三制动器B3。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,通过第四轴TM4的输入扭矩的旋转速度减小并通过第五轴TM5输出,从而实现扭矩分配模式I/S 2。
在这种情况下,输入到第四轴TM4的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
[扭矩分配模式I/S 3]
在扭矩分配模式I/S 3,操作第二离合器C2。
在第二变速部分FTM中,通过第二离合器C2的操作,第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。并且传递到第四轴TM4的输入扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现扭矩分配模式I/S 3。
在这种情况下,输入到第四轴TM4的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
在并联模式P中,车辆可以通过发动机ENG的扭矩以及第一和第二电动机/发电动机MG1和MG2的扭矩以混合动力驱动模式HEV进行驱动,并且还可以仅通过发动机ENG的扭矩进行驱动。
[并联模式第一速度P1]
在并联模式第一速度P1,操作第一离合器C1和第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩通过第三和第四轴TM3和TM4原样地传递到第二变速部分FTM。
在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。在这种状态下,第三轴TM3的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现并联模式第一速度P1。
[并联模式第二速度P2]
在并联模式第二速度P2,操作第一制动器B1和第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三和第四轴TM3和TM4向第二变速部分FTM输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。在这种状态下,第三轴TM3的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现并联模式第二速度P2。
[并联模式第三速度P3]
在并联模式第三速度P3,操作第一离合器C1和第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩通过第三和第四轴TM3和TM4原样地传递到第二变速部分FTM。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,第三轴TM3的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现并联模式第三速度P3。
[并联模式第四速度P4]
在并联模式第四速度P4,操作第一制动器B1和第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三和第四轴TM3和TM4向第二变速部分FTM输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,第三轴TM3的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现并联模式第四速度P4。
[并联模式第五速度P5]
在并联模式第五速度P5,操作第一离合器C1和第二离合器C2。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩通过第三和第四轴TM3和TM4原样地传递到第二变速部分FTM。
在第二变速部分FTM中,通过第二离合器C2的操作,第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。并且通过第四轴TM4输入的扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现并联模式第五速度P5。
[并联模式第六速度P6]
在并联模式第六速度P6,操作第二离合器C2和第一制动器B1。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三和第四轴TM3和TM4向第二变速部分FTM输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第二离合器C2的操作,第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。并且通过第四轴TM4输入的扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现并联模式第六速度P6。
可以通过反转第一电动机/发电动机MG1或第二电动机/发电动机MG2来实现上面未描述的倒车速度。
图3为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的示意图。
与图1中所示的各个示例性实施方案的动力传递装置采用形成第二变速部分FTM的第二和第三行星齿轮组PG2和PG3作为单小齿轮行星齿轮组相比,图3的各个示例性实施方案采用复合行星齿轮组CPG,其具有作为单小齿轮行星齿轮组的第二行星齿轮组PG2和作为双小齿轮行星齿轮组的第三行星齿轮组PG3。
也就是说,第二和第三行星齿轮组PG2和PG3共用内齿圈和行星架,从而复合行星齿轮组CPG形成为Ravingneaux型行星齿轮组。
第二行星齿轮组PG2包括第二太阳轮S2、共用的行星架PC2,3和共用的内齿圈R2,3,第三行星齿轮组PG3包括第三太阳轮S3、共用的行星架PC2,3,和共用的内齿圈R2,3。复合行星齿轮组CPG分别将第三太阳轮S3形成为第四旋转元件N4、将共用的内齿圈R2,3形成为第五旋转元件N5、将共用的行星架PC2,3形成为第六旋转元件N6和将第二太阳轮S2形成为第七旋转元件N7。
如在各个示例性实施方案中那样,第四、第五、第六和第七旋转元件N4、N5、N6和N7独立地连接到第四、第五、第六和第七轴TM4、TM5、TM6和TM7。
图3的各个示例性实施方案与图1的各个示例性实施方案的不同之处仅在于第四、第五、第六和第七旋转元件N4、N5、N6和N7,因此不再详细描述。
图4为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的示意图。
与图1所示的各个示例性实施方案的动力传递装置(其采用设置在第五轴TM5和第六轴TM6之间的第二离合器C2)相比,图4的各个示例性实施方案的动力传递装置进一步包括:第三离合器C3;第二离合器C2,其设置在第三轴TM3和第七轴TM7之间;以及第三离合器C3,其设置在第三轴TM3和第四轴TM4之间。
图4的各个示例性实施方案与图1的各个示例性实施方案的不同之处仅在于第二离合器C2和附加的第三离合器C3的位置,因此不进一步详细描述。
图5为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的换挡操作图表。
参照图5,根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置可以实现:具有三个换挡状态的电动车辆驱动模式EV模式、或者具有三个换挡状态的扭矩分配模式I/S、具有六个换挡状态和四个倒车模式REV的并联驱动模式P(即,发动机驱动模式以及混合动力驱动模式)。
[EV1]
对于EV1模式,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第三离合器C3以及第二制动器B2和第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三轴TM3输出。
并且,在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现EV1模式。
[EV2]
对于EV2,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第三离合器C3以及第二制动器B2和第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三和第四轴TM3和TM4输出,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现EV2模式。
[EV3]
对于EV3,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第二制动器B2以及第二离合器C2和第三离合器C3。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第二和第三离合器C2和C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4和第七轴TM7,使得第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。并且通过第四轴TM4和第七轴TM7传递的输入扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现EV3模式。
另一方面,在EV驱动模式的以上描述中,第二电动机/发电动机MG2被驱动,但是也可以在不操作第二制动器B2的同时通过驱动第一电动机/发电动机MG1来实现。
[扭矩分配模式I/S 1]
在扭矩分配模式I/S 1,操作第三离合器C3和第四制动器B4。
在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4并以减小的旋转速度通过第五轴TM5输出,从而实现扭矩分配模式I/S 1。
在这种情况下,输入到第三轴TM3的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
[扭矩分配模式I/S 2]
在扭矩分配模式I/S 2,操作第三离合器C3和第三制动器B3。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4并以减小的旋转速度通过第五轴TM5输出,从而实现扭矩分配模式I/S2。
在这种情况下,输入到第三轴TM3的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
[扭矩分配模式I/S 3]
在扭矩分配模式I/S 3,操作第二离合器C2和第三离合器C3。
在第二变速部分FTM中,通过第二和第三离合器C2和C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4和第七轴TM7,使得第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。并且通过第四轴TM4和第七轴TM7传递的输入扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现扭矩分配模式I/S 3。
在这种情况下,输入到第三轴TM3的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
在并联模式P,车辆可以通过发动机ENG的扭矩以及第一和第二电动机/发电动机MG1和MG2的扭矩以混合动力驱动模式HEV进行驱动,并且还可以仅通过发动机ENG的扭矩进行驱动。
[并联模式第一速度P1]
在并联模式第一速度P1,操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩原样地通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现并联模式第一速度P1。
[并联模式第二速度P2]
在并联模式第二速度P2,操作第三离合器C3以及第一制动器B1和第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三轴TM3输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4并且以减小的旋转速度通过第五轴TM5输出,从而实现并联模式第二速度P2。
[并联模式第三速度P3]
在并联模式第三速度P3,操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩原样地通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4并以减小的旋转速度通过第五轴TM5输出,从而实现并联模式第三速度P3。
[并联模式第四速度P4]
在并联模式第四速度P4,操作第三离合器C3以及第一制动器B1和第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三轴TM3输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现并联模式第四速度P4。
[并联模式第五速度P5]
在并联模式第五速度P5,操作第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩原样地通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第二和第三离合器C2和C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4和第七轴TM7,使得第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。并且,通过第四轴TM4和第七轴TM7传递的输入扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现并联模式第五速度P5。
[并联模式第六速度P6]
在并联模式第六速度P6,操作第二离合器C2和第三离合器C3以及第一制动器B1。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三轴TM3输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第二和第三离合器C2和C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4和第七轴TM7,使得第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。并且,通过第四轴TM4和第七轴TM7传递的输入扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现并联模式第六速度P6。
另一方面,各个示例性实施方案中的倒车速度REV可以包括电动车辆模式EV1、扭矩分配模式(I/S 1)以及并联模式P1和P2的四种模式。
[倒车REV EV1]
在倒车REV EV1,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第二离合器C2以及第二制动器B2和第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第二离合器C2的操作,第三轴TM3的扭矩输入到第七轴TM7。在这种状态下,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件,因此通过第五轴TM5输出倒车旋转速度,从而实现倒车REV EV1。
另一方面,在倒车REV EV1的以上描述中,第二电动机/发电动机MG2被驱动,但是也可以通过在不操作第二制动器B2的同时驱动第一电动机/发电动机MG1来实现。
[倒车REV扭矩分配模式I/S 1]
在REV扭矩分配模式I/S 1,操作第二离合器C2和第四制动器B4。
在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。在这种状态下,通过第二离合器C2的操作,第七轴TM7的扭矩通过第五轴TM5沿其反方向输出,从而实现反向扭矩分配模式I/S 1。
在这种情况下,输入到第四轴TM4的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
[倒车REV并联模式第一速度P1]
在倒车REV并联模式第一速度P1,操作第一离合器C1和第二离合器C2以及第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩原样地通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第二离合器C2的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第七轴TM7。在这种状态下,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。因此,第五轴TM5的扭矩以反向旋转速度输出,从而实现倒车REV并联模式第一速度P1。
[倒车REV并联模式第二速度P2]
在倒车REV并联模式第二速度P2,操作第二离合器C2以及第一和第四制动器B1和B4。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三轴TM3输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第二离合器C2的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第七轴TM7。在这种状态下,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。因此,第五轴TM5的扭矩沿其反方向输出,从而实现倒车REV并联模式第二速度P2。
图6为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的示意图。
与图4中所示的各个示例性实施方案的动力传递装置(其采用形成第二变速部分FTM的第二和第三行星齿轮组PG2和PG3作为单小齿轮行星齿轮组)相比,图6的各个示例性实施方案采用复合行星齿轮组CPG,其具有第二行星齿轮组PG2作为单小齿轮行星齿轮组以及第三行星齿轮组PG3作为双小齿轮行星齿轮组。
也就是说,第二和第三行星齿轮组PG2和PG3共用内齿圈和行星架,从而复合行星齿轮组CPG形成为Ravingneaux型行星齿轮组。
第二行星齿轮组PG2包括第二太阳轮S2、共用的行星架PC2,3和共用的内齿圈R2,3,第三行星齿轮组PG3包括第三太阳轮S3、共用的行星架PC2,3和共用的内齿圈R2,3。复合行星齿轮组CPG分别将第三太阳轮S3形成第四旋转元件N4、共用的内齿圈R2,3形成为第五旋转元件N5、共用的行星架PC2,3形成为第六旋转元件以及第二太阳轮S2形成为第七旋转元件N7。
如在各个示例性实施方案中那样,第四、第五、第六和第七旋转元件N4、N5、N6和N7独立地连接到第四、第五、第六和第七轴TM4、TM5、TM6和TM7。
图6的各个示例性实施方案与图4的各个示例性实施方案的不同之处仅在于第四、第五、第六和第七旋转元件N4、N5、N6和N7,因此不进一步地详细描述。
图7为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的示意图。
与图4中所示的各个示例性实施方案的动力传递装置(其采用设置在第三轴TM3和第七轴TM7之间的第二离合器C2)相比,图7的各个示例性实施方案的动力传递装置采用设置在第三轴TM3和第六轴TM6之间的第二离合器C2。
图7的各个示例性实施方案与图4的各个示例性实施方案的不同之处仅在于第二离合器C2位置,因此不进一步地详细描述。
图8为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的换挡操作图表。
参照图8,根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置可以实现:具有四个换挡状态的电动车辆驱动模式EV模式、或具有四个换挡状态的扭矩分配模式I/S、具有八个换挡状态的并联驱动模式P(即发动机驱动模式以及混合动力驱动模式)。
[EV1]
对于EV1模式,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第三离合器C3以及第二制动器B2和第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三轴TM3输出。
并且,在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现EV1模式。
[EV2]
对于EV2,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第三离合器C3以及第二制动器B2和第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三和第四轴TM3和TM4输出,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现EV2模式。
[EV3]
对于EV3,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第二制动器B2以及第二离合器C2和第三离合器C3。
对于EV3,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第二制动器B2以及第二和第三离合器C2和C3。
在第二变速部分FTM中,通过第二和第三离合器C2和C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4和第六轴TM6,使得第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。并且第四轴TM4和第六轴TM6传递的输入扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现EV3模式。
[EV4]
对于EV4,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第二离合器C2以及第二制动器B2和第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第二离合器C2的操作,第三轴TM3的扭矩输入到第六轴TM6,并且通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出增加的旋转速度,从而实现EV4模式。
另一方面,在EV驱动模式的以上描述中,第二电动机/发电动机MG2被驱动,但是也可以通过在不操作第二制动器B2的同时驱动第一电动机/发电动机MG1来实现。
[扭矩分配模式I/S 1]
在扭矩分配模式I/S 1,操作第三离合器C3和第四制动器B4。
在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。并且通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩通过第四轴TM4输入,旋转速度减小并且通过第五轴TM5输出,从而实现扭矩分配模式I/S 1。
在这种情况下,输入到第三轴TM3的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
[扭矩分配模式I/S 2]
在扭矩分配模式I/S 2,操作第三离合器C3和第三制动器B3。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩通过第四轴TM4输入,旋转速度减小并通过第五轴TM5输出,从而实现扭矩分配模式I/S 2。
在这种情况下,输入到第三轴TM3的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
[扭矩分配模式I/S 3]
在扭矩分配模式I/S 3,操作第二离合器C2和第三离合器C3。
在第二变速部分FTM中,通过第二和第三离合器C2和C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4和第六轴TM6,使得第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。并且通过第四轴TM4和第六轴TM6传递的输入扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现扭矩分配模式I/S 3。
在这种情况下,输入到第三轴TM3的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
[扭矩分配模式I/S 4]
在扭矩分配模式I/S 4,操作第二离合器C2和第三制动器B3。
在第二变速部分FTM中,通过第二离合器C2的操作,第三轴TM3的扭矩输入到第六轴TM6。在这种状态下,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。因此,扭矩以增加的旋转速度通过第五轴TM5输出,从而实现扭矩分配模式I/S 4。
在这种情况下,输入到第六轴TM6的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
在并联模式P中,车辆可以通过发动机ENG的扭矩以及第一和第二电动机/发电动机MG1和MG2的扭矩以混合动力驱动模式HEV进行驱动,并且还可以仅通过发动机ENG的扭矩进行驱动。
[并联模式第一速度P1]
在并联模式第一速度P1,操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩原样地通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现并联模式第一速度P1。
[并联模式第二速度P2]
在并联模式第二速度P2,操作第三离合器C3以及第一制动器B1和第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三轴TM3输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4并且以减小的旋转速度通过第五轴TM5输出,从而实现并联模式第二速度P2。
[并联模式第三速度P3]
在并联模式第三速度P3,操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩原样地通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4并以减小的旋转速度通过第五轴TM5输出,从而实现并联模式第三速度P3。
[并联模式第四速度P4]
在并联模式第四速度P4,操作第三离合器C3以及第一制动器B1和第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三轴TM3输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现并联模式第四速度P4。
[并联模式第五速度P5]
在并联模式第五速度P5,操作第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩原样地通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第二和第三离合器C2和C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4和第六轴TM6,使得第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。并且通过第四轴TM4和第六轴TM6传递的输入扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现并联模式第五速度P5。
[并联模式第六速度P6]
在并联模式第六速度P6,操作第二离合器C2和第三离合器C3以及第一制动器B1。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三轴TM3输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第二和第三离合器C2和C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4和第六轴TM6,使得第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。并且通过第四轴TM4和第六轴TM6传递的输入扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现并联模式第六速度P6。
[并联模式第七速度P7]
在并联模式第七速度P7,操作第一离合器和第二离合器C1和C2以及第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转,因此输入轴IS的扭矩原样地输入到第三轴TM3。
在第二变速部分FTM中,通过第二离合器C2的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第六轴TM6,并且通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出增加的旋转速度,从而实现并联模式第七速度P7。
[并联模式第八速度P8]
在并联模式第八速度P8,操作第二离合器C2以及第一制动器B1和第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三轴TM3输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第二离合器C2的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第六轴TM6,并且通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出增加的旋转速度,从而实现并联模式第八速度P8。
可以通过反转第一电动机/发电动机MG1或第二电动机/发电动机MG2来实现以上未描述的倒车速度。
图9为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的示意图。
与图7中所示的各个示例性实施方案的动力传递装置(其采用形成第二变速部分FTM的第二和第三行星齿轮组PG2和PG3作为单小齿轮行星齿轮组)相比,图9的各个示例性实施方案采用复合行星齿轮组CPG,其具有第二行星齿轮组PG2作为单小齿轮行星齿轮组以及第三行星齿轮组PG3作为双小齿轮行星齿轮组。
也就是说,第二和第三行星齿轮组PG2和PG3共用内齿圈和行星架,从而复合行星齿轮组CPG形成为Ravingneaux型行星齿轮组。
第二行星齿轮组PG2包括第二太阳轮S2、共用的行星架PC2,3和共用的内齿圈R2,3,第三行星齿轮组PG3包括第三太阳轮S3、共用的行星架PC2,3和共用的内齿圈R2,3。复合行星齿轮组CPG分别将第三太阳轮S3形成为第四旋转元件N4、共用的内齿圈R2,3形成为第五旋转元件N5、共用的行星架PC2,3形成为第六旋转元件N6以及第二太阳轮S2形成为第七旋转元件N7。
如在各个示例性实施方案中那样,第四、第五、第六和第七旋转元件N4、N5、N6和N7独立地连接到第四、第五、第六和第七轴TM4、TM5、TM6和TM7。
图9的各个示例性实施方案与图7的各个示例性实施方案的不同之处仅在于第四、第五、第六和第七旋转元件N4、N5、N6和N7,因此不进一步地详细描述。
图10为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的示意图。
与图7中所示的各个示例性实施方案的动力传递装置相比,图10的各个示例性实施方案的动力传递装置采用第四离合器C4。
此外,在本发明的各个示例性实施方案中,第二离合器C2设置在第三轴TM3和第七轴TM7之间,第三离合器C3设置在第三轴TM3和第四轴TM4,并且第四离合器C4设置在第三轴TM3和第六轴TM6之间。
图10的各个示例性实施方案与图7的各个示例性实施方案的不同之处仅在于第二离合器C2和附加的第四离合器C4的位置,因此不进一步地详细描述。
图11为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的换挡操作图表。
参照图11,根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置可以实现:具有四个换挡状态的电动车辆驱动模式EV模式、或具有四个换挡状态的扭矩分配模式I/S、具有八个换挡状态的并联驱动模式P(即发动机驱动模式以及混合动力驱动模式)。
[EV1]
对于EV1模式,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第三离合器C3以及第二和第四制动器B2和B4。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三轴TM3输出。
并且,在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的速度,从而实现EV1模式。
[EV2]
对于EV2,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第三离合器C3以及第二和第三制动器B2和B3。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三和第四轴TM3和TM4输出,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的速度,从而实现EV2模式。
[EV3]
对于EV3,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第二制动器B2以及第二、第三和第四离合器C2、C3和C4。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第二、第三和第四离合器C2、C3和C4的操作,第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。在这种状态下,通过第七、第四和第六轴TM7、TM4和TM6传递的第三轴TM3的扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现EV3模式。
[EV4]
对于EV4,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第四离合器C4以及第二和第三制动器B2和B3。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第四离合器C4的操作,第三轴TM3的扭矩输入到第六轴TM6,并且通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出增加的速度,从而实现EV4模式。
另一方面,在EV驱动模式的以上描述中,第二电动机/发电动机MG2被驱动,但是也可以通过在不操作第二制动器B2的同时驱动第一电动机/发电动机MG1来实现。
[扭矩分配模式1(I/S 1)]
在扭矩分配模式I/S 1,操作第三离合器C3和第四制动器B4。
在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。并且通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩通过第四轴TM4输入,旋转速度减小并通过第五轴TM5输出,从而实现扭矩分配模式I/S 1。
在这种情况下,输入到第四轴TM4的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
[扭矩分配模式I/S 2]
在扭矩分配模式I/S 2,操作第三离合器C3和第三制动器B3。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩通过第四轴TM4输入,旋转速度减小并通过第五轴TM5输出,从而实现扭矩分配模式I/S 2。
在这种情况下,输入到第四轴TM4的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
[扭矩分配模式I/S 3]
在扭矩分配模式I/S 3,操作第二离合器C2、第三离合器C3和第四离合器C4。
在第二变速部分FTM中,通过第二、第三和第四离合器C2、C3和C4的操作,第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。因此,第三轴TM3的扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现扭矩分配模式I/S 3。
在这种情况下,输入到第三轴TM3的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
[扭矩分配模式I/S 4]
在扭矩分配模式I/S 4,操作第四离合器C4和第三制动器B3。
在第二变速部分FTM中,通过第四离合器C4的操作,第三轴TM3的扭矩输入到第六轴TM6。在这种状态下,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件,第五轴TM5的扭矩以增加的旋转速度输出,从而实现扭矩分配模式I/S4。
在这种情况下,输入到第六轴TM6的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
在并联模式P中,车辆可以通过发动机ENG的扭矩以及第一和第二电动机/发电动机MG1和MG2的扭矩以混合动力驱动模式HEV进行驱动,并且还可以仅通过发动机ENG的扭矩进行驱动。
[并联模式第一速度P1]
在并联模式第一速度P1,操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩原样地通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现并联模式第一速度P1。
[并联模式第二速度P2]
在并联模式第二速度P2,操作第三离合器C3以及第一制动器B1和第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三轴TM3输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4并且以减小的旋转速度通过第五轴TM5输出,从而实现并联模式第二速度P2。
[并联模式第三速度P3]
在并联模式第三速度P3,操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩原样地通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第四轴TM4并以减小的旋转速度通过第五轴TM5输出,从而实现并联模式第三速度P3。
[并联模式第四速度P4]
在并联模式第四速度P4,操作第三离合器C3以及第一制动器B1和第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三轴TM3输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。在这种状态下,通过第三离合器C3的操作,第三轴TM3的扭矩通过第四轴TM4输入,因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出减小的旋转速度,从而实现并联模式第四速度P4。
[并联模式第五速度P5]
在并联模式第五速度P5,操作第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3和第四离合器C4。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩原样地通过第三轴TM3输出。
在第二换挡部分FTM中,通过第二、第三和第四离合器C2、C3和C4的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第七、第四和第六轴TM7、TM4和TM6,使得第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。并且,通过第七、第四和第六轴TM7、TM4和TM6传递的输入扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现并联模式第五速度P5。
[并联模式第六速度P6]
在并联模式第六速度P6,操作第二离合器C2、第三离合器C3和第四离合器C4以及第一制动器B1。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,从输入轴IS传递的第二轴TM2的扭矩以增加的旋转速度通过第三轴TM3输出。
在第二换挡部分FTM中,通过第二、第三和第四离合器C2、C3和C4的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第七、第四和第六轴TM7、TM4和TM6,使得第二和第三行星齿轮组PG2和PG3整体地旋转。并且,通过第七、第四和第六轴TM7、TM4和TM6传递的输入扭矩原样地通过第五轴TM5输出,从而实现并联模式第六速度P6。
[并联模式第七速度P7]
在并联模式第七速度P7,操作第一离合器C1和第四离合器C4以及第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩原样地通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第四离合器C4的操作,第三轴TM3的扭矩输入到第六轴TM6。在这种状态下,通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件,因此第五轴TM5的扭矩以增加的旋转速度输出,从而实现并联模式第七速度P7。
[并联模式第八速度P8]
在并联模式第八速度P8,操作第四离合器C4以及第一制动器B1和第三制动器B3。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三轴TM3输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第四离合器C4的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第六轴TM6,并且通过第三制动器B3的操作,第七轴TM7用作固定元件。因此,第三行星齿轮组PG3通过第五轴TM5输出增加的旋转速度,从而实现并联模式第八速度P8。
另一方面,各个示例性实施方案中的倒车速度REV可以包括电动车辆模式EV1、扭矩分配模式(I/S 1)以及并联模式P1和P2的四种模式。
[倒车REV EV1]
在倒车REV EV1,发动机ENG停止,并且在第二电动机/发电动机MG2被驱动的同时操作第二离合器C2以及第二和第四制动器B2和B4。
在第一变速部分PS中,通过第二制动器B2的操作,第二轴TM2用作固定元件。在这种状态下,第二电动机/发电动机MG2被驱动,并且第二电动机/发电动机MG2的扭矩通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第二离合器C2的操作,第三轴TM3的扭矩输入到第七轴TM7。在这种状态下,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件,因此通过第五轴TM5输出倒车旋转速度,从而实现倒车REV EV1。
另一方面,在倒车REV EV1的以上描述中,第二电动机/发电动机MG2被驱动,但是也可以通过在不操作第二制动器B2的同时驱动第一电动机/发电动机MG1来实现。
[倒车REV扭矩分配模式I/S 1]
在REV扭矩分配模式I/S 1,操作第二离合器C2和第四制动器B4。
在第二变速部分FTM中,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。在这种状态下,通过第二离合器C2的操作,第七轴TM7的扭矩通过第五轴TM5沿其反方向输出,从而实现反向扭矩分配模式I/S 1。
在这种情况下,输入到第四轴TM4的扭矩是发动机的扭矩和第一变速部分PS中的第一电动机/发电动机MG1的扭矩的组合扭矩。
[倒车REV并联模式第一速度P1]
在倒车REV并联模式第一速度P1,操作第一离合器C1和第二离合器C2以及第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第一离合器C1的操作,第一行星齿轮组PG1整体地旋转。在这种状态下,输入轴IS的扭矩原样地通过第三轴TM3输出。
在第二变速部分FTM中,通过第二离合器C2的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第七轴TM7。在这种状态下,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。因此,第五轴TM5的扭矩以反向旋转速度输出,从而实现倒车REV并联模式第一速度P1。
[倒车REV并联模式第二速度P2]
在倒车REV并联模式第二速度P2,操作第二离合器C2以及第一制动器B1和第四制动器B4。
在第一变速部分PS中,通过第一制动器B1的操作,第一轴TM1用作固定元件。在这种状态下,输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2,并且第一变速部分PS通过第三轴TM3输出增加的旋转速度。
在第二变速部分FTM中,通过第二离合器C2的操作,第三轴TM3的扭矩传递到第七轴TM7。在这种状态下,通过第四制动器B4的操作,第六轴TM6用作固定元件。因此,第五轴TM5的扭矩沿其反方向输出,从而实现倒车REV并联模式第二速度P2。
图12为根据本发明的各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置的换挡操作图表。
与图10中所示的各个示例性实施方案的动力传递装置(其采用形成第二变速部分FTM的第二和第三行星齿轮组PG2和PG3作为单小齿轮行星齿轮组)相比,图12的各个示例性实施方案采用复合行星齿轮组CPG,其具有第二行星齿轮组PG2作为单小齿轮行星齿轮组以及第三行星齿轮组PG3作为双小齿轮行星齿轮组。
也就是说,第二和第三行星齿轮组PG2和PG3共用内齿圈和行星架,从而复合行星齿轮组CPG形成为Ravingneaux型行星齿轮组。
第二行星齿轮组PG2包括第二太阳轮S2、共用的行星架PC2,3和共用的内齿圈R2,3,第三行星齿轮组PG3包括第三太阳轮S3、共用的行星架PC2,3和共用的内齿圈R2,3。复合行星齿轮组CPG分别将第三太阳轮S3形成为第四旋转元件N4、共用的内齿圈R2,3形成为第五旋转元件N5、共用的行星架PC2,3形成为第六旋转元件N6以及第二太阳轮S2形成为第七旋转元件N7。
如在各个示例性实施方案中那样,第四、第五、第六和第七旋转元件N4、N5、N6和N7独立地连接到第四、第五、第六和第七轴TM4、TM5、TM6和TM7。
图12的各个示例性实施方案与图10的各个示例性实施方案的不同之处仅在于第四、第五、第六和第七旋转元件N4、N5、N6和N7,因此不进一步地详细描述。
根据各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置使得能够在多个换挡挡位的并联模式下驱动的同时利用第一和第二电动机/发电动机,从而提供高的性能和动态驾驶性能。
此外,根据各个示例性实施方案的混合动力电动车辆的动力传递装置使得能够以EV模式和扭矩分配模式进行驱动,从而提高燃料经济性。
为了便于所附权利要求的解释和准确定义,术语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内”、“外”、“向前”、“向后”用于参照图中所示特征的位置来描述示例性实施方案的特征。
出于说明和描述的目的,上文已经呈现了对本发明的具体的示例性实施方案的描述。它们并非旨在详尽或将本发明限制在所公开的精确的实施方案,并且显然,根据上述教示可以进行若干修改和变化。选择并描述的示例性实施方案是为了解释本发明的某些原理及其实际应用,以使其他本领域的技术人员能够制造并利用本发明的各个示例性实施方案、以及其替代方案和修改方案。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式来限定。

Claims (21)

1.一种混合动力电动车辆的动力传递装置,所述动力传递装置包括:
输入轴,其接收从发动机输出的发动机扭矩;
输出轴,其与所述输入轴安装在同一轴线上并输出改变的扭矩;
第一电动机/发电动机和第二电动机/发电动机;
第一变速部分,其包括第一行星齿轮组,原样或增速地输出来自输入轴的旋转速度,或者根据发动机扭矩以及第一电动机/发电动机和第二电动机/发电动机的扭矩形成调节的扭矩,并且输出调节的扭矩;
第二变速部分,其接合到第一变速部分并且包括复合行星齿轮组,所述复合行星齿轮组形成为第二行星齿轮组和第三行星齿轮组的组合,所述第二变速部分将从第一变速部分接收到的扭矩改变至少三挡并输出到输出轴。
2.根据权利要求1所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,
其中,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;
所述第一变速部分进一步包括:
第一轴,其固定地连接到第一旋转元件,固定地连接到第一电动机/发电动机,并且能够选择性地连接到变速器壳体;
第二轴,其固定地连接到第二旋转元件,固定地连接到输入轴,并且能够选择性地连接到变速器壳体;
第三轴,其固定地连接到第三旋转元件,固定地连接到第二电动机/发电动机,并且能够选择性地连接到第二轴。
3.根据权利要求2所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,
其中,所述第一行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,其具有第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈,分别形成为第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件。
4.根据权利要求2所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,
其中,所述复合行星齿轮组利用第二行星齿轮组和第三行星齿轮组的组合形成第四旋转元件、第五旋转元件、第六旋转元件和第七旋转元件,
所述第二变速部分进一步包括:
第四轴,其固定连地连接到第四旋转元件并且固定地连接到第三轴;
第五轴,其固定地连接到第五旋转元件并且固定地连接到输出轴;
第六轴,其固定地连接到第六旋转元件并且能够选择性地连接到第五轴或者能够选择性地连接到变速器壳体;
第七轴,其固定地连接到第七旋转元件并且能够选择性地连接到变速器壳体;
多个接合元件,其包括多个离合器和多个制动器,所述多个离合器连接第一轴至第七轴中的相应的轴,所述多个制动器连接第一轴至第七轴中的相应的轴与变速器壳体。
5.根据权利要求4所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,
其中,所述第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈;
所述第三行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈;
所述复合行星齿轮组分别将第三太阳轮形成为第四旋转元件、第二内齿圈和第三行星架形成为第五旋转元件、第二行星架和第三内齿圈形成为第六旋转元件以及第二太阳轮形成为第七旋转元件。
6.根据权利要求4所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,其中,所述多个接合元件包括:
第一离合器,其安装在第二轴和第三轴之间;
第二离合器,其安装在第五轴和第六轴之间;
第一制动器,其安装在第一轴和变速器壳体之间;
第二制动器,其安装在第二轴和变速器壳体之间;
第三制动器,其安装在第七轴和变速器壳体之间;
第四制动器,其安装在第六轴和变速器壳体之间。
7.根据权利要求2所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,
其中,所述复合行星齿轮组利用第二行星齿轮组和第三行星齿轮组的组合形成第四旋转元件、第五旋转元件、第六旋转元件和第七旋转元件,
所述第二变速部分进一步包括:
第四轴,其固定连地连接到第四旋转元件并且固定地连接到第三轴;
第五轴,其固定地连接到第五旋转元件并且固定地连接到输出轴;
第六轴,其固定地连接到第六旋转元件并且能够选择性地连接到变速器壳体;
第七轴,其固定地连接到第七旋转元件并且分别能够选择性地连接到第六轴或者能够选择性地连接到变速器壳体;
多个接合元件,其包括多个离合器和多个制动器,所述多个离合器连接第一轴至第七轴中的相应的轴,所述多个制动器连接第一轴至第七轴中的相应的轴与变速器壳体。
8.根据权利要求7所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,
其中,所述第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、共用的行星架和共用的内齿圈;
所述第三行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮、共用的行星架和共用的内齿圈;
所述复合行星齿轮组分别将第三太阳轮形成为第四旋转元件、共用的内齿圈形成为第五旋转元件、共用的行星架形成为第六旋转元件,以及第二太阳轮形成为第七旋转元件。
9.根据权利要求7所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,其中,所述多个接合元件包括:
第一离合器,其安装在第二轴和第三轴之间;
第二离合器,其安装在第六轴和第七轴之间;
第一制动器,其安装在第一轴和变速器壳体之间;
第二制动器,其安装在第二轴和变速器壳体之间;
第三制动器,其安装在第七轴和变速器壳体之间;
第四制动器,其安装在第六轴和变速器壳体之间。
10.根据权利要求2所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,
其中,所述复合行星齿轮组利用第二行星齿轮组和第三行星齿轮组的组合形成第四旋转元件、第五旋转元件、第六旋转元件和第七旋转元件,
所述第二变速部分进一步包括:
第四轴,其固定地连接到第四旋转元件并且能够选择性地连接到第三轴;
第五轴,其固定地连接到第五旋转元件并且固定地连接到输出轴;
第六轴,其固定地连接到第六旋转元件并且能够选择性地连接到变速器壳体;
第七轴,其固定地连接到第七旋转元件并且分别能够选择性地连接到第三轴或者能够选择性地连接到变速器壳体;
多个接合元件,其包括多个离合器和多个制动器,所述多个离合器连接第一轴至第七轴中的相应的轴,所述多个制动器连接第一轴至第七轴中的相应的轴与变速器壳体。
11.根据权利要求10所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,
其中,所述第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈;
所述第三行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈;
所述复合行星齿轮组分别将第三太阳轮形成为第四旋转元件、第二内齿圈和第三行星架形成为第五旋转元件、第二行星架和第三内齿圈形成为第六旋转元件以及第二太阳轮形成为第七旋转元件。
12.根据权利要求10所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,其中,所述多个接合元件包括:
第一离合器,其安装在第二轴和第三轴之间;
第二离合器,其安装在第三轴和第七轴之间;
第三离合器,其安装在第三轴和第四轴之间;
第一制动器,其安装在第一轴和变速器壳体之间;
第二制动器,其安装在第二轴和变速器壳体之间;
第三制动器,其安装在第七轴和变速器壳体之间;
第四制动器,其安装在第六轴和变速器壳体之间。
13.根据权利要求10所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,
其中,所述第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、共用的行星架和共用的内齿圈;
所述第三行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮、共用的行星架和共用的内齿圈;
所述复合行星齿轮组分别将第三太阳轮形成为第四旋转元件、共用的内齿圈形成为第五旋转元件、共用的行星架形成为第六旋转元件以及第二太阳轮形成为第七旋转元件。
14.根据权利要求2所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,
其中,所述复合行星齿轮组利用第二行星齿轮组和第三行星齿轮组的组合形成第四旋转元件、第五旋转元件、第六旋转元件和第七旋转元件,
所述第二变速部分进一步包括:
第四轴,其固定地连接到第四旋转元件并且能够选择性地连接到第三轴;
第五轴,其固定地连接到第五旋转元件并且固定地连接到输出轴;
第六轴,其固定地连接到第六旋转元件并且分别能够选择性地连接到第三轴或者能够选择性地连接到变速器壳体;
第七轴,其固定地连接到第七旋转元件并且能够选择性地连接到变速器壳体;
多个接合元件,其包括多个离合器和多个制动器,所述多个离合器连接第一轴至第七轴中的相应的轴,所述多个制动器连接第一轴至第七轴中的相应的轴与变速器壳体。
15.根据权利要求14所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,
其中,所述第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈;
所述第三行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈;
所述复合行星齿轮组分别将第三太阳轮形成为第四旋转元件、第二内齿圈和第三行星架形成为第五旋转元件、第二行星架和第三内齿圈形成为第六旋转元件以及第二太阳轮形成为第七旋转元件。
16.根据权利要求14所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,其中,所述多个接合元件包括:
第一离合器,其安装在第二轴和第三轴之间;
第二离合器,其安装在第三轴和第六轴之间;
第三离合器,其安装在第三轴和第四轴之间;
第一制动器,其安装在第一轴和变速器壳体之间;
第二制动器,其安装在第二轴和变速器壳体之间;
第三制动器,其安装在第七轴和变速器壳体之间;
第四制动器,其安装在第六轴和变速器壳体之间。
17.根据权利要求14所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,
其中,所述第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、共用的行星架和共用的内齿圈;
所述第三行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮,共用的行星架和共用的内齿圈;
所述复合行星齿轮组分别将第三太阳轮形成为第四旋转元件、共用的内齿圈形成为第五旋转元件、共用的行星架形成为第六旋转元件以及第二太阳轮形成为第七旋转元件。
18.根据权利要求2所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,
其中,所述复合行星齿轮组利用第二行星齿轮组和第三行星齿轮组的组合形成第四旋转元件、第五旋转元件、第六旋转元件和第七旋转元件,
所述第二变速部分进一步包括:
第四轴,其固定地连接到第四旋转元件并且能够选择性地连接到第三轴;
第五轴,其固定地连接到第五旋转元件并且固定地连接到输出轴;
第六轴,其固定地连接到第六旋转元件并且分别能够选择性地连接到第三轴或者能够选择性地连接到变速器壳体;
第七轴,其固定地连接到第七旋转元件并且分别能够选择性地连接到第三轴或者能够选择性地连接到变速器壳体;
多个接合元件,其包括多个离合器和多个制动器,多个离合器连接第一轴至第七轴中的相应的轴,多个制动器连接第一轴至第七轴中的相应的轴与变速器壳体。
19.根据权利要求18所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,
其中,所述第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,其具有第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈;
所述第三行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,其具有第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈;
所述复合行星齿轮组分别将第三太阳轮形成为第四旋转元件、第二内齿圈和第三行星架形成为第五旋转元件、第二行星架和第三内齿圈形成为第六旋转元件以及第二太阳轮形成为第七旋转元件。
20.根据权利要求18所述的混合动力电动车辆的动力传递装置,其中,所述多个接合元件包括:
第一离合器,其安装在第二轴和第三轴之间;
第二离合器,其安装在第三轴和第七轴之间;
第三离合器,其安装在第三轴和第四轴之间;
第四离合器,其安装在第三轴和第六轴之间;
第一制动器,其安装在第一轴和变速器壳体之间;
第二制动器,其安装在第二轴和变速器壳体之间;
第三制动器,其安装在第七轴和变速器壳体之间;
第四制动器,其安装在第六轴和变速器壳体之间。
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