DE102011056175A1 - Leistungsübertragungssystem eines Hybridelektrofahrzeuges - Google Patents

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DE102011056175A1
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DE201110056175
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Baekyu Kim
Jang Mi Lee
Sungik Bae
Yeonho Kim
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Hyundai Motor Co
Original Assignee
Hyundai Motor Co
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Abstract

Leistungsübertragungssystem eines Hybridelektrofahrzeuges, aufweisend eine Antriebswelle (IS), einen ersten Planetengetriebesatz (PG1), der ein erstes, ein zweites und ein drittes Drehelement aufweist, wobei das zweite Drehelement direkt mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist, und das dritte Drehelement direkt mit einem ersten Motorgenerator (MG1) verbunden ist, einen zweiten Planetengetriebesatz (PG2), der ein viertes, ein fünftes und ein sechstes Drehelement aufweist, wobei das vierte Drehelement direkt mit dem ersten Drehelement und einem zweiten Motorgenerator (MG2) verbunden ist, und das fünfte Drehelement wahlweise mit dem zweiten Drehelement verbunden ist, ein Abtriebsrad (OG), das mit dem sechsten Drehelement verbunden ist, eine erste Kupplung (CL1), die das zweite Drehelement wahlweise mit dem fünften Drehelement verbindet, eine zweite Kupplung (CL2), die zwei Drehelemente von den Drehelementen des ersten Planetengetriebesatzes (PG1) wahlweise miteinander verbindet, eine erste Bremse (BK1), die zwischen dem fünften Drehelement und einem Getriebegehäuse (H) angeordnet ist, und eine zweite Bremse (BK2), die zwischen dem dritten Drehelement und dem Getriebegehäuse (H) angeordnet ist.

Description

  • Für die Anmeldung wird die Priorität der am 9. Juni 2011 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2011-0055688 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
  • Die Erfindung betrifft ein Leistungsübertragungssystem eines Hybridelektrofahrzeuges, und insbesondere ein Leistungsübertragungssystem eines Hybridelektrofahrzeuges, das wenigstens zwei Elektrofahrzeug-(EV)Modi, wenigstens zwei Drehmomentverzweigungsmodi und wenigstens drei Modi mit festgelegter Schaltstufe realisiert.
  • Im Allgemeinen ist ein Hybridelektrofahrzeug ein Fahrzeug, das von wenigstens zwei unterschiedlichen Arten von Antriebsquellen angetrieben wird.
  • Ein solches Hybridelektrofahrzeug weist typischerweise einen Verbrennungsmotor und einen Motorgenerator auf. Das Hybridelektrofahrzeug verwendet einen Motorgenerator mit relativ besseren Niedriggeschwindigkeits-Drehmomenteigenschaften als Hauptantriebsquelle bei einer niedrigen Geschwindigkeit, und verwendet einen Verbrennungsmotor mit relativ besseren Hochgeschwindigkeits-Drehmomenteigenschaften als Hauptantriebsquelle bei einer hohen Geschwindigkeit.
  • Da das Hybridelektrofahrzeug den Betrieb eines fossilen Brennstoff benutzenden Verbrennungsmotors stoppt und einen Motorgenerator in einem Niedriggeschwindigkeitsbereich verwendet, können der Kraftstoffverbrauch verbessert werden und das Abgas reduziert werden.
  • Das Leistungsübertragungssystem eines Hybridelektrofahrzeuges ist in einen Einmodustyp und einen Mehrmodustyp eingeteilt.
  • Bei dem Einmodustyp ist keine Drehmomentabgabevorrichtung, wie Kupplungen und Bremsen, für die Schaltsteuerung erforderlich, jedoch ist der Kraftstoffverbrauch infolge einer Verschlechterung der Effizienz in einem Hochgeschwindigkeitsbereich hoch, und eine zusätzliche Drehmomentmultiplikationsvorrichtung muss bei einem großen Fahrzeug verwendet werden.
  • Da der Mehrmodustyp eine hohe Effizienz hat und in der Lage ist, das Drehmoment selbständig zu multiplizieren, kann der Mehrmodustyp bei einem Großraumwagen verwendet werden.
  • Daher wird der Mehrmodustyp anstelle des Einmodustyps als Leistungsübertragungssystem eines Hybridelektrofahrzeuges verwendet und auch ständig weiterentwickelt.
  • Das Leistungsübertragungssystem des Mehrmodustyps weist eine Mehrzahl von Planetengetriebesätzen, eine Mehrzahl von Motorgeneratoren, die als ein Motor und/oder ein Generator betrieben werden, eine Mehrzahl von Drehmomentabgabevorrichtungen, die Drehelemente der Planetengetriebesätze steuern, und eine Batterie auf, die als eine Antriebsquelle der Motorgeneratoren verwendet wird.
  • Das Leistungsübertragungssystem des Mehrmodustyps hat verschiedene Betriebsmechanismen, die von Verbindungen der Planetengetriebesätze, der Motorgeneratoren und der Drehmomentabgabevorrichtung abhängig sind.
  • Außerdem hat das Leistungsübertragungssystem des Mehrmodustyps verschiedene Merkmale, wie Haltbarkeit, Leistungsabgabeeffizienz und Größe, die von den Verbindungen der Planetengetriebesätze, der Motorgeneratoren und der Drehmomentabgabevorrichtung abhängig sind. Daher werden auch die Gestaltungen für die Verbindungsstruktur des Leistungsübertragungssystems eines Hybridelektrofahrzeuges ständig weiterentwickelt.
  • Mit der Erfindung wird ein Leistungsübertragungssystem eines Hybridelektrofahrzeuges geschaffen, das wenigstens zwei Elektrofahrzeug-(EV)Modi, wenigstens zwei Drehmomentverzweigungsmodi, die einen Antriebsverzweigungsmodus und einen Verbundverzweigungsmodus umfassen, und wenigstens drei Modi mit festgelegter Schaltstufe mittels wenigstens einer Drehmomentabgabevorrichtung realisiert.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung weist ein Leistungsübertragungssystem eines Hybridelektrofahrzeuges auf: eine Antriebswelle, die geeignet ist, ein Drehmoment eines Motors aufzunehmen, einen ersten Planetengetriebesatz, der ein erstes, ein zweites und ein drittes Drehelement aufweist, wobei das zweite Drehelement direkt mit der Antriebswelle verbunden ist, und das dritte Drehelement direkt mit einem ersten Motorgenerator verbunden ist, einen zweiten Planetengetriebesatz, der ein viertes, ein fünftes und ein sechstes Drehelement aufweist, wobei das vierte Drehelement direkt mit dem ersten Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes und einem zweiten Motorgenerator verbunden ist, und das fünfte Drehelement wahlweise mit dem zweiten Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes verbunden ist, ein Abtriebsrad, das mit dem sechsten Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes verbunden ist, eine erste Kupplung, die geeignet ist, das zweite Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes wahlweise mit dem fünften Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes zu verbinden, eine zweite Kupplung, die geeignet ist, zwei Drehelemente von den Drehelementen des ersten Planetengetriebesatzes wahlweise miteinander zu verbinden, eine erste Bremse, die zwischen dem fünften Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes und einem Getriebegehäuse angeordnet ist, und eine zweite Bremse, die zwischen dem dritten Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
  • Der erste Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern sein, der als seine Drehelemente ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetenradträger und ein erstes Hohlrad aufweist, wobei das erste Sonnenrad wahlweise über die zweite Kupplung mit dem ersten Planetenradträger verbunden ist und direkt mit dem vierten Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes verbunden ist, der erste Planetenradträger direkt mit der Antriebswelle verbunden ist und wahlweise mit dem fünften Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes verbunden ist, und das erste Hohlrad mit dem ersten Motorgenerator verbunden ist und wahlweise über die zweite Bremse mit dem Getriebegehäuse verbunden ist.
  • Der zweite Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Doppelplanetenrädern sein, der als seine Drehelemente ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetenradträger und ein zweites Hohlrad aufweist, wobei das zweite Sonnenrad direkt mit dem ersten Sonnenrad des ersten Planetengetriebesatzes verbunden ist und mit dem zweiten Motorgenerator verbunden ist, der zweite Planetenradträger wahlweise über die erste Kupplung mit dem ersten Planetenradträger des ersten Planetengetriebesatzes verbunden ist und wahlweise über die erste Bremse mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, und das zweite Hohlrad mit dem Abtriebsrad verbunden ist.
  • Nach einem anderen Aspekt der Erfindung weist ein Leistungsübertragungssystem eines Hybridelektrofahrzeuges auf: einen ersten Planetengetriebesatz, der als seine Drehelemente ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetenradträger und ein erstes Hohlrad aufweist, einen zweiten Planetengetriebesatz, der als seine Drehelemente ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetenradträger und ein zweites Hohlrad aufweist, einen ersten und einen zweiten Motorgenerator, die als ein Motor oder ein Generator betrieben werden können, und eine Drehmomentabgabevorrichtung, die eine erste und eine zweite Kupplung und eine erste und eine zweite Bremse aufweist, wobei das erste Sonnenrad direkt mit dem zweiten Sonnenrad verbunden ist, der erste Planetenradträger direkt mit einer Antriebswelle verbunden ist und durch Zwischenschaltung der zweiten Kupplung wahlweise mit dem ersten Sonnenrad verbunden ist, das erste Hohlrad mit dem ersten Motorgenerator verbunden ist und wahlweise über die zweite Bremse mit einem Getriebegehäuse verbunden ist, das zweite Sonnenrad mit dem zweiten Motorgenerator verbunden ist, der zweite Planetenradträger durch Zwischenschalten der ersten Kupplung wahlweise mit dem ersten Planetenradträger verbunden ist und wahlweise über die erste Bremse mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, und das zweite Hohlrad mit einem Abtriebsrad verbunden ist.
  • Der erste Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern sein, und der zweite Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Doppelplanetenrädern sein.
  • Die erste Bremse kann in einem Elektrofahrzeug-(EV1)Modus betrieben werden, die erste Kupplung und die erste Bremse können in einem EV2-Modus betrieben werden, die erste Bremse kann in einem Antriebsverzweigungsmodus betrieben werden, die erste Kupplung kann in einem Verbundverzweigungsmodus betrieben werden, die zweite Kupplung und die erste Bremse können in einem Modus mit festgelegter erster Stufe betrieben werden, die erste Kupplung und die zweite Kupplung können in einem Modus mit festgelegter zweiter Stufe betrieben werden, und die erste Kupplung und die zweite Bremse können in einem Modus mit festgelegter dritter Stufe betrieben werden.
  • Das Leistungsübertragungssystem kann ferner eine Batterie als eine Antriebsquelle für die Motorgeneratoren aufweisen.
  • Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 ein Schema eines Leistungsübertragungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine Betriebstabelle einer bei einem Leistungsübertragungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendeten Drehmomentabgabevorrichtung in jedem Betriebsmodus;
  • 3 ein Schema, das Verbindungen zwischen Bauelementen eines Leistungsübertragungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
  • 4 ein Hebeldiagramm für ein Leistungsübertragungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Elektrofahrzeug-(EV1)Modus und einem Antriebsverzweigungsmodus;
  • 5 ein Hebeldiagramm für ein Leistungsübertragungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Elektrofahrzeug-(EV2)Modus;
  • 6 ein Hebeldiagramm für ein Leistungsübertragungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Verbundverzweigungsmodus;
  • 7 ein Hebeldiagramm für ein Leistungsübertragungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Modus mit festgelegter erster Stufe;
  • 8 ein Hebeldiagramm für ein Leistungsübertragungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Modus mit festgelegter zweiter Stufe; und
  • 9 ein Hebeldiagramm für ein Leistungsübertragungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Modus mit festgelegter dritter Stufe.
  • In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Mit Bezug auf 1 nimmt ein Leistungsübertragungssystem eines Hybridelektrofahrzeuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ein Drehmoment eines Motors ENG, der eine Antriebsquelle ist, über eine Antriebswelle IS auf, ändert das Drehmoment entsprechend einem Fahrzustand eines Fahrzeuges, und gibt das geänderte Drehmoment über ein Abtriebsrad OG ab.
  • Das Leistungsübertragungssystem weist einen ersten und einen zweiten Planetengetriebesatz PG1 und PG2, einen ersten und einen zweiten Motorgenerator MG1 und MG2, und eine Drehmomentabgabevorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Kupplung CL1 und CL2 und einer ersten und einer zweiten Bremse BK1 und BK2 auf.
  • Ein Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes PG1 ist direkt mit einem Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 verbunden, und ein anderes Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes PG1 ist wahlweise mit einem anderen Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 derart verbunden, dass der erste Planetengetriebesatz PG1 und der zweite Planetengetriebesatz PG2 als ein Verbundplanetengetriebesatz arbeiten.
  • Der erste Motorgenerator MG1 und der zweite Motorgenerator MG2 sind unabhängige Antriebsquellen und arbeiten als ein Motor und ein Generator in einer ansonsten herkömmlichen Weise.
  • Der erste Motorgenerator MG1 wird als ein Motor betrieben, der dem anderen Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes PG1 ein Drehmoment zuführt, indem er mit diesem verbunden ist, oder wird als ein Generator betrieben, der elektrischen Strom erzeugt, indem er durch das Drehmoment des anderen Drehelements gedreht wird.
  • Der zweite Motorgenerator MG2 wird als ein Motor betrieben, der dem einen Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes PG2, das direkt mit dem einen Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes PG1 verbunden ist, ein Drehmoment zuführt, oder wird als ein Generator betrieben, der elektrischen Strom erzeugt, indem er durch das Drehmoment des einen Drehelements gedreht wird.
  • Zu diesem Zweck haben der erste Motorgenerator MG1 und der zweite Motorgenerator MG2 Statoren, die an einem Getriebegehäuse H befestigt sind, und Rotoren, die mit dem anderen Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes PG1 bzw. den einen Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 verbunden sind.
  • Die erste Kupplung CL1 verbindet wahlweise das andere Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes PG1 mit dem anderen Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes PG2, und die zweite Kupplung CL2 verbindet wahlweise zwei Drehelemente von drei Drehelementen des ersten Planetengetriebesatzes PG1 miteinander.
  • Außerdem verbindet die erste Bremse BK1 wahlweise das andere Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 mit dem Getriebegehäuse H, und die zweite Bremse BK2 ist parallel zu dem ersten Motorgenerator MG1 angeordnet und verbindet wahlweise das andere Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes PG1 mit dem Getriebegehäuse.
  • Der erste und der zweite Planetengetriebesatz PG1 und PG2 und der erste und der zweite Motorgenerator MG1 und MG2 sind auf derselben Achse angeordnet.
  • Die Drehmomentabgabevorrichtung weist die erste und die zweite Kupplung CL1 und CL2 und die erste und die zweite Bremse BK1 und BK2 auf, die herkömmliche Mehrscheiben-Reibelemente des Maßtyps sind, die mittels Hydraulikdruck betrieben werden.
  • Hierin ist eine Kupplung ein Reibelement, das ein Drehelement mit einem anderen Drehelement verbindet, und eine Bremse ist ein Reibelement, das ein Drehelement mit einem Nichtdrehelement verbindet. Jedoch wird angemerkt, dass die Erfindung nicht auf die Reibelemente des Maßtyps beschränkt ist, so dass auch andere geeignete Typen von Kupplungen und Bremsen verwendet werden können.
  • Nachfolgend werden die Bauelemente eines Leistungsübertragungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.
  • Der erste Planetengetriebesatz PG1 ist ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern und weist als seine Drehelemente ein erstes Sonnenrad S1, einen ersten Planetenradträger PC1, der ein erstes Planetenrad P1 drehbar abstützt, das außen mit dem ersten Sonnenrad S1 in Eingriff steht, und ein erstes Hohlrad R1 auf, das innen mit dem ersten Planetenrad P1 in Eingriff steht.
  • Der zweite Planetengetriebesatz PG2 ist ein Planetengetriebesatz mit Doppelplanetenrädern und weist als seine Drehelemente ein zweites Sonnenrad S2, einen zweiten Planetenradträger PC2, der ein zweites Planetenrad P2 drehbar abstützt, das außen mit dem zweiten Sonnenrad S2 in Eingriff steht, und ein zweites Hohlrad R2 auf, das innen mit dem zweiten Planetenrad P2 in Eingriff steht.
  • Das erste Sonnenrad S1 ist direkt mit dem zweiten Sonnenrad S2 verbunden, der erste Planetenradträger PC1 ist wahlweise mit dem zweiten Planetenradträger PC2 verbunden, der erste Planetenradträger PC1 ist mit der Antriebswelle IS verbunden, die ein Antriebselement ist, und das zweite Hohlrad R2 ist mit dem Abtriebsrad OG verbunden, das ein Abtriebselement ist.
  • Der erste Motorgenerator MG1 ist mit dem ersten Hohlrad R1 des ersten Planetengetriebesatzes PG1 derart verbunden, dass er das erste Hohlrad R1 antreibt oder als Generator betrieben wird.
  • Der zweite Motorgenerator MG2 ist mit dem zweiten Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 derart verbunden, dass er das zweite Sonnenrad S2 antreibt oder als Generator betrieben wird.
  • Die erste Kupplung CL1 ist zwischen dem ersten Planetenradträger PC1 des ersten Planetengetriebesatzes PG1 und dem zweiten Planetenradträger PC2 des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 derart angeordnet, dass sie den ersten und den zweiten Planetenradträger PC1 und PC2 wahlweise miteinander verbindet.
  • Die zweite Kupplung CL2 ist zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Planetenradträger PC1 des ersten Planetengetriebesatzes PG1 derart angeordnet, dass der erste Planetengetriebesatz PG1 wahlweise blockiert wird. In diesem Falle dreht sich der erste Planetengetriebesatz PG1 als ein Drehelement.
  • Die erste Bremse BK1 ist zwischen dem zweiten Planetenradträger PC2 des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 und dem Getriebegehäuse H derart angeordnet, dass der zweite Planetenradträger PC2 wahlweise als ein feststehendes Element arbeitet.
  • Die zweite Bremse BK2 ist parallel zu dem ersten Motorgenerator MG1 angeordnet und betreibt das erste Hohlrad R1 des ersten Planetengetriebesatzes PG1 als ein feststehendes Element.
  • Mit Bezug auf die Betriebstabelle in 2 wird die Drehmomentabgabevorrichtung, die in jeder Schaltstufe betrieben wird, ausführlich beschrieben.
  • In einem Elektrofahrzeug-(EV1)Modus wird die erste Bremse BK1 betrieben. In einem EV2-Modus werden die erste Kupplung CL1 und die erste Bremse BK1 betrieben. In einem Antriebsverzweigungsmodus wird die erste Bremse BK1 betrieben. In einem Verbundverzweigungsmodus wird die erste Kupplung CL1 betrieben. In einem Modus mit festgelegter erster Stufe werden die zweite Kupplung CL2 und die erste Bremse BK1 betrieben. In einem Modus mit festgelegter zweiter Stufe werden die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2 betrieben. In einem Modus mit festgelegter dritter Stufe werden die erste Kupplung CL1 und die zweite Bremse BK2 betrieben.
  • Wie oben beschrieben, kann das Leistungsübertragungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zwei EV-Modi, zwei Drehmomentverzweigungsmdi und drei Modi mit festgelegter Schaltstufe realisieren.
  • Mit Bezug auf die 3 und 4 wird in dem EV1-Modus die erste Bremse BK1 betrieben.
  • Der Motor ENG bleibt gestoppt, der erste Planetengetriebesatz PG1 wirkt sich nicht auf das Schalten aus, und das Schalten wird durch drei Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 ausgeführt.
  • Das heißt, in einem Zustand, in dem der zweite Motorgenerator MG2 derart arbeitet, dass er sein Drehmoment an das zweite Sonnenrad S2 eingibt, wird der zweite Planetenradträger PC2 durch den Betrieb der ersten Bremse BK1 als ein feststehendes Element betrieben, und eine reduzierte Drehzahl wird über das zweite Hohlrad R2 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
  • Außerdem wird in einem Zustand, in dem das Drehmoment des zweiten Sonnenrades S2 an das erste Sonnenrad S1 eingegeben wird, der Motor ENG gestoppt. Daher wird der erste Planetenradträger PC1 als ein feststehendes Element betrieben, und der erste Motorgenerator MG1 dreht sich umgekehrt.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn der Motor ENG durch Steuerung des ersten Motorgenerators MG1 gestartet wird, der Antriebsverzweigungsmodus erzielt.
  • Mit Bezug auf die 3 und 5 werden in dem EV2-Modus die erste Kupplung CL1 und die erste Bremse BK1 betrieben.
  • Der erste Planetenradträger PC1 und der zweite Planetenradträger PC2 sind durch den Betrieb der ersten Kupplung CL1 miteinander verbunden, und der erste und der zweite Planetengetriebesatz PG1 und PG2 werden durch vier Drehelemente betrieben.
  • In einem Zustand, in dem der zweite Motorgenerator MG2 arbeitet und das Drehmoment des zweiten Motorgenerators MG2 an das zweite Sonnenrad S2 eingegeben wird, wird der zweite Planetenradträger PC2 durch den Betrieb der ersten Bremse BK1 als ein feststehendes Element betrieben. Daher wird eine reduzierte Drehzahl über das zweite Hohlrad R2 abgegeben, welches das Abtriebselement ist. Zu diesem Zeitpunkt dreht sich der erste Motorgenerator MG1 umgekehrt.
  • Mit Bezug auf die 3 und 5 wird im Verbundverzweigungsmodus die erste Kupplung CL1 betrieben. In diesem Zustand sind der erste Motorgenerator MG1 und der zweite Motorgenerator MG2 über die Drehelemente der Planetengetriebesätze PG1 und PG2 mit dem Motor ENG oder dem Abtriebsrad OG verbunden.
  • Daher können der Motor ENG, der erste Motorgenerator MG1 und/oder der zweite Motorgenerator MG2 ein Antriebsdrehmoment erzeugen, und das Drehmoment kann dem ersten Motorgenerator MG1 und/oder dem zweiten Motorgenerator MG2 derart zugeführt werden, dass elektrischer Strom erzeugt wird, und alle zum Fahren des Fahrzeuges erforderlichen Übersetzungsverhältnisse können durch geeignete Änderung ihrer Drehzahlen erreicht werden.
  • Mit Bezug auf die 3 und 7 werden in dem Modus mit festgelegter erster Stufe die zweite Kupplung CL2 und die erste Bremse BK1 betrieben.
  • Da der erste Planetengetriebesatz PG1 durch den Betrieb der zweiten Kupplung CL2 im Direktkupplungszustand ist, sind drei Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 in das Schalten einbezogen.
  • In diesem Zustand wird das Drehmoment des Motors ENG über den ersten Planetengetriebesatz PG1 an das zweite Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eingegeben, und der zweite Planetenradträger PC2 wird durch den Betrieb der ersten Bremse BK1 als ein feststehendes Element betrieben. Daher wird eine reduzierte Drehzahl mit einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis abgegeben, und der Modus mit festgelegter erster Stufe wird erzielt.
  • Mit Bezug auf die 3 und 8 werden in dem Modus mit festgelegter zweiter Stufe die erste Bremse BK1, die in dem Modus mit festgelegter erster Stufe betrieben wurde, freigegeben und die erste Kupplung CL1 betrieben.
  • Da der erste Planetengetriebesatz PG1 durch den Betrieb der zweiten Kupplung CL2 im Direktkupplungszustand ist, sind drei Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 in das Schalten einbezogen.
  • In diesem Zustand wird das Drehmoment des Motors ENG über den ersten Planetengetriebesatz PG1 an das zweite Sonnenrad S2 und den zweiten Planetenradträger PC2 des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eingegeben.
  • Daher ist der zweite Planetengetriebesatz PG2 im Direktkupplungszustand, und eine Drehzahl, die gleich einer Drehzahl des Motors ENG ist, wird abgegeben, so dass der Modus mit festgelegter zweiter Stufe erzielt wird.
  • Mit Bezug auf die 3 und 9 werden in dem Modus mit festgelegter dritter Stufe die zweite Kupplung CL2, die in dem Modus mit festgelegter zweiter Stufe betrieben wurde, freigegeben und die zweite Bremse BK2 betrieben.
  • Durch den Betrieb der ersten Kupplung CL1 sind der erste Planetenradträger PC1 und der zweite Planetenradträger PC2 miteinander verbunden, und der erste und der zweite Planetengetriebesatz PG1 und PG2 werden durch vier Drehelemente betrieben.
  • In diesem Zustand wird das Drehmoment des Motors ENG an den ersten und den zweiten Planetenradträger PC1 und PC2 eingegeben, und das erste Hohlrad R1 wird durch den Betrieb der zweiten Bremse BK2 als feststehendes Element betrieben. Daher wird eine erhöhte Drehzahl mit einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis abgegeben. Das heißt, ein Schongang-Modus mit einem festgelegten Übersetzungsverhältnis wird erzielt.
  • Gemäß der Erfindung wird ein Mehrmodustyp erzielt, bei dem festgelegte Übersetzungsverhältnisse und variable Übersetzungsverhältnisse miteinander kombiniert werden. Daher können eine hohe Effizienz bei allen Übersetzungsverhältnissen eines Fahrzeuges und eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit erreicht werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2011-0055688 [0001]

Claims (8)

  1. Leistungsübertragungssystem eines Hybridelektrofahrzeuges, aufweisend: eine Antriebswelle (IS), die geeignet ist, ein Drehmoment eines Motors (ENG) aufzunehmen; einen ersten Planetengetriebesatz (PG1), der ein erstes, ein zweites und ein drittes Drehelement aufweist, wobei das zweite Drehelement direkt mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist, und das dritte Drehelement direkt mit einem ersten Motorgenerator (MG1) verbunden ist; einen zweiten Planetengetriebesatz (PG2), der ein viertes, ein fünftes und ein sechstes Drehelement aufweist, wobei das vierte Drehelement direkt mit dem ersten Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes (PG1) und einem zweiten Motorgenerator (MG2) verbunden ist, und das fünfte Drehelement wahlweise mit dem zweiten Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes (PG2) verbunden ist; ein Abtriebsrad (OG), das mit dem sechsten Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes (PG2) verbunden ist; eine erste Kupplung (CL1), die geeignet ist, das zweite Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes (PG1) wahlweise mit dem fünften Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes (PG2) zu verbinden; eine zweite Kupplung (CL2), die geeignet ist, zwei Drehelemente von den Drehelementen des ersten Planetengetriebesatzes (PG1) wahlweise miteinander zu verbinden; eine erste Bremse (BK1), die zwischen dem fünften Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes (PG2) und einem Getriebegehäuse (H) angeordnet ist; und eine zweite Bremse (BK2), die zwischen dem dritten Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes (PG1) und dem Getriebegehäuse (H) angeordnet ist.
  2. Leistungsübertragungssystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Batterie als eine Antriebsquelle für die Motorgeneratoren (MG1, MG2).
  3. Leistungsübertragungssystem nach Anspruch 1, wobei der erste Planetengetriebesatz (PG1) ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern ist, der als seine Drehelemente ein erstes Sonnenrad (S1), einen ersten Planetenradträger (PC1) und ein erstes Hohlrad (R1) aufweist, wobei das erste Sonnenrad (S1) wahlweise über die zweite Kupplung (CL2) mit dem ersten Planetenradträger (PC1) verbunden ist und direkt mit dem vierten Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes (PG2) verbunden ist, der erste Planetenradträger (PC1) direkt mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist und wahlweise mit dem fünften Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes (PG2) verbunden ist, und das erste Hohlrad (R1) mit dem ersten Motorgenerator (MG1) verbunden ist und wahlweise über die zweite Bremse (BK2) mit dem Getriebegehäuse (H) verbunden ist.
  4. Leistungsübertragungssystem nach Anspruch 3, wobei der zweite Planetengetriebesatz (PG2) ein Planetengetriebesatz mit Dappelplanetenrädern ist, der als seine Drehelemente ein zweites Sonnenrad (S2), einen zweiten Planetenradträger (PC2) und ein zweites Hohlrad (R2) aufweist, wobei das zweite Sonnenrad (S2) direkt mit dem ersten Sonnenrad (S1) des ersten Planetengetriebesatzes (PG1) verbunden ist und mit dem zweiten Motorgenerator (MG2) verbunden ist, der zweite Planetenradträger (PC2) wahlweise über die erste Kupplung (CL1) mit dem ersten Planetenradträger (PC1) des ersten Planetengetriebesatzes (PG1) verbunden ist und wahlweise über die erste Bremse (BK1) mit dem Getriebegehäuse (H) verbunden ist, und das zweite Hohlrad (R2) mit dem Abtriebsrad (OG) verbunden ist.
  5. Leistungsübertragungssystem nach Anspruch 4, wobei die erste Bremse (BK1) in einem Elektrofahrzeug-(EV1)Modus betrieben wird, die erste Kupplung (CL1) und die erste Bremse (BK1) in einem EV2-Modus betrieben werden, die erste Bremse (BK1) in einem Antriebsverzweigungsmodus betrieben wird, die erste Kupplung (CL1) in einem Verbundverzweigungsmodus betrieben wird, die zweite Kupplung (CL2) und die erste Bremse (BK1) in einem Modus mit festgelegter erster Stufe betrieben werden, die erste Kupplung (CL1) und die zweite Kupplung (CL2) in einem Modus mit festgelegter zweiter Stufe betrieben werden, und die erste Kupplung (CL1) und die zweite Bremse (BK2) in einem Modus mit festgelegter dritter Stufe betrieben werden.
  6. Leistungsübertragungssystem eines Hybridelektrofahrzeuges, aufweisend: einen ersten Planetengetriebesatz (PG1), der als seine Drehelemente ein erstes Sonnenrad (S1), einen ersten Planetenradträger (PC1) und ein erstes Hohlrad (R1) aufweist; einen zweiten Planetengetriebesatz (PG2), der als seine Drehelemente ein zweites Sonnenrad (S2), einen zweiten Planetenradträger (PC2) und ein zweites Hohlrad (R2) aufweist; einen ersten und einen zweiten Motorgenerator (MG1, MG2), die als ein Motor oder ein Generator betrieben werden können; und eine Drehmomentabgabevorrichtung, die eine erste und eine zweite Kupplung (CL1, CL2) und eine erste und eine zweite Bremse (BK1, BK2) aufweist, wobei das erste Sonnenrad (S1) direkt mit dem zweiten Sonnenrad (S2) verbunden ist, der erste Planetenradträger (PC1) direkt mit einer Antriebswelle (IS) verbunden ist und durch Zwischenschaltung der zweiten Kupplung (CL2) wahlweise mit dem ersten Sonnenrad (S1) verbunden ist, das erste Hohlrad (R1) mit dem ersten Motorgenerator (MG1) verbunden ist und wahlweise über die zweite Bremse (BK2) mit einem Getriebegehäuse (H) verbunden ist, das zweite Sonnenrad (S2) mit dem zweiten Motorgenerator (MG2) verbunden ist, der zweite Planetenradträger (PC2) durch Zwischenschalten der ersten Kupplung (CL1) wahlweise mit dem ersten Planetenradträger (PC1) verbunden ist und wahlweise über die erste Bremse (BK1) mit dem Getriebegehäuse (H) verbunden ist, und das zweite Hohlrad (R2) mit einem Abtriebsrad (OG) verbunden ist.
  7. Leistungsübertragungssystem nach Anspruch 6, wobei der erste Planetengetriebesatz (PG1) ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern ist, und der zweite Planetengetriebesatz (PG2) ein Planetengetriebesatz mit Doppelplanetenrädern ist.
  8. Leistungsübertragungssystem nach Anspruch 6, wobei die erste Bremse (BK1) in einem Elektrofahrzeug-(EV1)Modus betrieben wird, die erste Kupplung (CL1) und die erste Bremse (BK1) in einem EV2-Modus betrieben werden, die erste Bremse (BK1) in einem Antriebsverzweigungsmodus betrieben wird, die erste Kupplung (CL1) in einem Verbundverzweigungsmodus betrieben wird, die zweite Kupplung (CL2) und die erste Bremse (BK1) in einem Modus mit festgelegter erster Stufe betrieben werden, die erste Kupplung (CL1) und die zweite Kupplung (CL2) in einem Modus mit festgelegter zweiter Stufe betrieben werden, und die erste Kupplung (CL1) und die zweite Bremse (BK2) in einem Modus mit festgelegter dritter Stufe betrieben werden.
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