DE102013114911A1

DE102013114911A1 - Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102013114911A1
Application number: DE201310114911
Authority: DE
Inventors: Wan Soo Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2013-10-14
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-04-16
Also published as: US20150105203A1; KR101427971B1

Abstract

Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung, eine erste Antriebswelle, die über die erste Kupplung wahlweise mit einem Motor verbunden ist, und eine zweite Antriebswelle, die über die zweite Kupplung wahlweise mit dem Motor verbunden ist, eine elektrische Zusatzantriebseinheit, die ein Motor/Generator ist, der Funktionen sowohl eines Motors als auch eines Generators durchführt und eine Antriebskraft an die zweite Antriebswelle überträgt, einen Planetengetriebesatz, der ein erstes, zweites und drittes Drehelement aufweist, wobei das erste Drehelement über die zweite Antriebswelle mit der elektrischen Zusatzantriebseinheit verbunden ist, das zweite Drehelement über die erste Antriebswelle wahlweise mit dem Motor verbunden ist, und das dritte Drehelement als ein feststehendes Element wirkt, und eine Schaltungseinheit, die ein Drehmoment der ersten Antriebswelle der Antriebseinheit in mehrere Stufen schaltet und abgibt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 14. Oktober 2013 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0122230 , deren gesamter Inhalt für alle Zwecke durch diese Bezugnahme hierin einbezogen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug, welche ein sanftes Starten und Schalten erzielen kann und die Kraftstoffeffizienz und das Beschleunigungsvermögen durch Hinzufügen einer elektrischen Zusatzantriebseinheit und einer Drehmomentwandlungseinheit zu einem Doppelkupplungsgetriebe verbessern kann.
Beschreibung bezogener Technik
Für Fahrzeuge ist die umweltfreundliche Technologie eine entscheidende Technologie, die das Schicksal der zukünftigen Fahrzeugindustrie bestimmt, und die Automobilhersteller haben ihre gesamte Anstrengung der Entwicklung umweltfreundlicher Fahrzeuge zur Erfüllung der Umweltbestimmungen und der Kraftstoffeffizienz gewidmet.
Die zukünftige Fahrzeugtechnologie kann zum Beispiel in ein Elektrofahrzeug (EV), das elektrische Energie benutzt, ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) und ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT), das eine verbesserte Effizienz und besseren Komfort hat, klassifiziert werden.
Ferner bemühen sich die Automobilhersteller, ein ISG(Start-Stopp)-System und ein regeneratives Bremssystem zur Erfüllung der Abgasbestimmungen vieler Länder und Verbesserung der Effizienz des Leistungsübertragungssystems in die praktische Anwendung umzusetzen, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
Das ISG ist eine Technologie des Stoppens eines Motors, wenn ein Fahrzeug stoppt, und des Startens des Motors, wenn das Fahrzeug startet, und die regenerative Bremsung ist eine Technologie, die anstelle der Abbremsung eines Fahrzeuges mit Reibung nach der bezogenen Technik bei der Abbremsung eines Fahrzeuges unter Verwendung kinetischer Energie eines Fahrzeuges einen Generator antreibt, die bei diesem Prozess erzeugte elektrische Energie in einer Batterie speichert und dann die elektrische Energie benutzt, wenn das Fahrzeug fährt.
Hybrid-Elektrofahrzeuge, für welche die Leistungsübertragungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zweckdienlich ist, sind Fahrzeuge, die zwei oder mehr Energiequellen (Antriebsquellen) benutzen, und können bei verschiedenen Typen realisiert werden, bei welchen im Allgemeinen ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor nach der bezogenen Technik, welcher fossilen Brennstoff benutzt, und ein Motor/Generator, der durch elektrische Energie angetrieben wird, kombiniert werden.
Als ein Getriebe, das für die Hybrid-Elektrofahrzeuge verwendet werden kann, kann ein DCT ein Beispiel sein, und das DCT kann die Effizienz erhöhen und den Komfort durch Verwendung zweier Kupplungen in der Struktur eines Handschaltgetriebes verbessern.
Die in diesem Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung offenbarten Informationen dienen lediglich der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollten nicht als ein Zugeständnis oder irgendeine Form der Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einem technisch versierten Fachmann bereits bekannt ist.
KURZFASSUNG
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Vorteilen zu schaffen, geeignet zu sein, ein sanftes Starten und Schalten zu erzielen und die Kraftstoffeffizienz und das Beschleunigungsvermögen durch Hinzufügen einer elektrischen Zusatzantriebseinheit und einer Drehmomentwandlungseinheit zu einem Doppelkupplungsgetriebe zu verbessern.
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft eine Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug, welche eine Leistungsverbindungseinheit, die aus einer ersten Kupplung und einer zweiten Kupplung zusammengesetzt ist, eine Antriebseinheit, die aus einer ersten Antriebswelle, die über die erste Kupplung wahlweise mit einem Motor verbunden ist, und einer zweiten Antriebswelle zusammengesetzt ist, die koaxial zu der ersten Antriebswelle angeordnet ist und über die zweite Kupplung wahlweise mit dem Motor verbunden ist, eine elektrische Zusatzantriebseinheit, die ein Motor/Generator ist, der Funktionen sowohl eines Motors als auch eines Generators durchführt und eine Antriebskraft an die zweite Antriebswelle überträgt, eine Drehmomentwandlungseinheit, die ein Planetengetriebesatz ist, der ein erstes, zweites und drittes Drehelement aufweist, wobei das erste Drehelement über die zweite Antriebswelle mit der elektrischen Zusatzantriebseinheit verbunden ist, das zweite Drehelement über die erste Antriebswelle wahlweise mit dem Motor verbunden ist, und das dritte Drehelement als ein feststehendes Element wirkt, und eine Schaltungseinheit aufweisen kann, die ein Drehmoment der ersten Antriebswelle der Antriebseinheit in mehrere Stufen schaltet und abgibt.
In der Antriebseinheit kann die zweite Antriebswelle eine Hohlwelle sein, und die erste Antriebswelle kann koaxial durch die Öffnung in der zweiten Antriebswelle hindurch angeordnet sein.
Die elektrische Zusatzantriebseinheit kann aus einem Rotor, der mit der zweiten Antriebswelle verbunden ist, und einem Stator zusammengesetzt sein, der um den Rotor herum angeordnet ist und an einem Gehäuse befestigt ist.
Die Drehmomentwandlungseinheit kann ein Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatz sein, der ein erstes Drehelement, das ein Sonnenrad ist, ein zweites Drehelement, das ein Planetenradträger ist, und ein drittes Drehelement aufweist, das ein Hohlrad ist.
Die Drehmomentwandlungseinheit kann ein Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatz sein, der ein erstes Drehelement, das ein Sonnenrad ist, ein zweites Drehelement, das ein Hohlrad ist, und ein drittes Drehelement aufweisen, das ein Planetenradträger ist.
Die Schaltungseinheit kann ein erstes und zweites Antriebsrad, die an der ersten Antriebswelle angeordnet sind, eine erste und zweite Abtriebswelle, die parallel zu der ersten Antriebswelle angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Schalträdern aufweisen, die an der ersten und zweiten Abtriebswelle mit dem ersten oder zweiten Antriebsrad an der ersten Antriebswelle im Eingriff angeordnet sind und durch entsprechende Synchronisiereinheiten wahlweise mit der ersten Abtriebswelle oder der zweiten Abtriebswelle synchronisiert sind.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Starten und Schalten von dem Motor/Generator, der eine elektrische Zusatzantriebseinheit ist, und dem Planetengetriebesatz, der eine Drehmomentwandlungseinheit ist, derart durchgeführt, dass ein sanftes Starten und Schalten erzielt werden kann.
Ferner ist es möglich, das Problem eines Losradgeräusches und eines Schleppverlustes von Zwischenrädern, welche infolge der Struktur in den existierenden Handschaltgetrieben erzeugt werden, zu verbessern.
Ferner verteilt der Planetengetriebesatz, der als eine Drehmomentwandlungseinheit verwendet wird, das Antriebsdrehmoment im Vergleich zu einem Außenrad, so dass die Leistungsübertragungseffizienz und die Haltbarkeit hoch sind und die Stabilität hoch ist, und daher ist dies vorteilhaft bezüglich des Getriebeheulgeräusches.
Ferner wird, wenn zusätzliche Leistung von dem Motor/Generator eingegeben wird, die Leistung mit dem Drehmoment übertragen, das durch den Planetengetriebesatz erhöht wird, und die Drehzahl ist größer als die des Motors, so dass sie in einem Hochgeschwindigkeitsbereich mit einem hohen Effizienzpunkt verwendet werden kann.
Ferner ist es möglich, den Motor mit dem Motor/Generator ohne einem speziellen Startermotor zu starten, und es ist möglich, in dem EV-Modus in die vierte Stufe zu schalten, so dass es möglich ist, die Benutzung in dem Effizienzpunkt und die Kapazität des Motor/Generators zu verringern.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin einbezogen sind, und der folgenden ausführlichen Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erläutern, ersichtlich sind oder darin ausführlicher dargelegt sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht einer Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Tabelle, die Betriebsfaktoren der Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine schematische Ansicht einer Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Es versteht sich, dass die angehängten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Eigenschaften darstellen, welche die grundlegenden Prinzipien der Erfindung aufzeigen. Die speziellen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, die zum Beispiel spezielle Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen umfassen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise durch die jeweils beabsichtigte Anwendung und Nutzungsumgebung bestimmt.
In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf dieselben oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung durch die einzelnen Figuren der Zeichnung hinweg.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nun wird auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) ausführlich Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung(en) in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu bestimmt ist, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist die Erfindung(en) dazu bestimmt, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche im Sinn und Bereich der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert ist, enthalten sein können.
Nachfolgend werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
Die Teile, die nicht auf die Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen bezogen sind, sind nicht gezeigt, um die Beschreibung deutlich zu machen, und gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente durch die Beschreibung hinweg.
Die Verwendung der Begriffe des ersten und des zweiten usw. ist zur Unterscheidung der Bauelemente mit derselben Bezeichnung, und sie sind nicht auf die Reihenfolge beschränkt.
1 ist eine schematische Ansicht einer Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 1 weist eine Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Leistungsverbindungseinheit, eine Antriebseinheit, eine elektrische Zusatzantriebseinheit, eine Drehmomentwandlungseinheit und eine Schaltungseinheit auf.
Die Leistungsverbindungseinheit weist eine erste Kupplung CL1 und eine zweite Kupplung CL2 auf, die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2 sind Fluid-Mehrscheibenkupplungen und können derart gesteuert werden, dass sie durch ein Hydrauliksteuerungssystem arbeiten und stoppen, oder sie können Trocken-Mehrscheibenkupplungen sein.
Die Antriebseinheit kann eine erste Antriebswelle 2 und eine zweite Antriebswelle 4 aufweisen.
Die erste Antriebswelle 2 ist eine Vollwelle, und die zweite Antriebswelle 4 ist eine Hohlwelle.
Die erste Antriebswelle 2 ist durch den Raum in der zweiten Antriebswelle 4 hindurch ohne gegenseitige Beeinflussung angeordnet und über die erste Kupplung CL1 mit einem Motor ENG verbunden, und nimmt wahlweise ein von dem Motor ENG übertragenes Drehmoment auf, und die zweite Antriebswelle 4 ist über die zweite Kupplung CL2 mit dem Motor ENG verbunden und nimmt wahlweise ein von dem Motor ENG übertragenes Drehmoment auf.
Die elektrische Zusatzantriebseinheit ist ein Motor/Generator 6, der Funktionen sowohl eines Motors als auch eines Generators wie in normalen Elektrofahrzeugen durchführt.
Der Motor/Generator 6 ist üblicherweise aus einem Rotor 8 und einem Stator 10 zusammengesetzt, wobei der Rotor 8 direkt mit der zweiten Antriebswelle 4 verbunden ist, und der Stator 10 an einem Gehäuse H befestigt ist.
Die Drehmomentwandlungseinheit ist ein Planetengetriebesatz PG, und ein Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatz mit drei Drehelementen wird in der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
Die drei Drehelemente sind ein erstes Drehelement N1, das ein Sonnenrad S ist, ein zweites Drehelement N2, das ein Planetenradträger PC ist, und ein drittes Drehelement N3, das ein Hohlrad R ist.
Das erste Drehelement N1 ist direkt mit der zweiten Antriebswelle 4 verbunden und nimmt wahlweise ein von dem Motor ENG übertragenes Drehmoment oder ein Drehmoment von dem Rotor 8 auf oder überträgt im Gegensatz dazu ein Drehmoment an den Rotor 8.
Das zweite Drehelement N2 ist direkt mit der ersten Antriebswelle 2 verbunden und nimmt wahlweise ein Drehmoment von dem Motor ENG auf oder reduziert ein von der zweiten Antriebswelle 4 eingegebenes Drehmoment und überträgt dieses an die erste Antriebswelle 2.
Das dritte Drehelement N3 ist direkt mit dem Gehäuse H verbunden und bleibt als ein feststehendes Element wirkend.
Die Schaltungseinheit weist ein erstes und zweites Antriebsrad G1 und G2, die in vorbestimmten Abständen von dem hinteren Abschnitt der ersten Antriebswelle 2 angeordnet sind, und einen ersten und zweiten Schaltabtriebsmechanismus OUT1 und OUT2 auf, die parallel in vorbestimmten Abständen von der ersten Antriebswelle 2 angeordnet sind.
Der erste Schaltabtriebsmechanismus OUT1 weist eine erste Abtriebswelle 12, die parallel zu der ersten Antriebswelle 2 in einem vorbestimmten Abstand angeordnet ist, und eine erste Synchronisiereinrichtung SL1 auf, die eine Synchronisiereinheit ist, die ein erstes und zweites Schaltrad D1 und D2, die an der ersten Abtriebswelle 12 angeordnet sind, aufweist und wahlweise das erste Schaltrad D1 oder das zweite Schaltrad D2 in Synchronisation mit der ersten Abtriebswelle 12 verbindet.
Das erste Schaltrad D1 steht mit dem ersten Antriebsrad G1 im Eingriff, und das zweite Schaltrad D2 steht mit dem zweiten Antriebsrad G2 im Eingriff.
Das durch den ersten Schaltabtriebsmechanismus OUT1 geänderte Drehmoment wird über ein erstes Abtriebsrad 14 an dem vorderen Ende oder dem hinteren Ende der ersten Abtriebswelle 12 an ein Differential DIFF übertragen, welches in der Technik wohlbekannt ist.
Der zweite Schaltabtriebsmechanismus OUT2 weist eine zweite Abtriebswelle 16, die parallel zu der ersten Antriebswelle 2 in einem vorbestimmten Abstand angeordnet ist, und eine zweite Synchronisiereinrichtung SL2 auf, die eine Synchronisiereinheit ist, die ein drittes und viertes Schaltrad D3 und D4, die an der zweiten Abtriebswelle 16 angeordnet sind, aufweist und wahlweise das dritte Schaltrad D3 oder das vierte Schaltrad D4 mit der zweiten Abtriebswelle 16 verbindet.
Das dritte Schaltrad D3 steht mit dem ersten Antriebsrad G1 im Eingriff, und das vierte Schaltrad D4 steht mit dem zweiten Antriebsrad G2 im Eingriff.
Das durch den zweiten Schaltabtriebsmechanismus OUT2 geänderte Drehmoment wird über ein zweites Abtriebsrad 18 an dem vorderen Ende oder dem hinteren Ende der zweiten Abtriebswelle 16 an das Differential DIFF übertragen, welches in der Technik wohlbekannt ist.
Da die erste und zweite Synchronisiereinrichtung SL1 und SL2 in der Technik wohlbekannt sind, wird die Konfiguration hierin nicht ausführlich beschrieben, und die Muffen SLE1 und SLE2, die für die erste und zweite Synchronisiereinrichtung SL1 und SL2 verwendet werden, haben jeweils eine Betätigungseinrichtung, wie in der Technik wohlbekannt ist, und die Betätigungseinrichtungen werden von einer Getriebesteuereinrichtung gesteuert.
2 ist eine Tabelle, die Betriebsfaktoren der Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 2 werden sowohl die erste als auch zweite Kupplung CL1 und CL2 in dem EV-Modus nicht betrieben, die erste Kupplung CL1 wird in dem HEV-Kraftstoffeffizienzmodus betrieben, die zweite Kupplung CL2 wird in dem HEV-Antriebsleistungsmodus betrieben, und die Muffen SLE1 und SL2 der ersten und zweiten Synchronisiereinrichtung SL1 und SL2 werden gleichzeitig mit den Schalträdern der entsprechenden Stufen in Eingriff gebracht, wodurch geschaltet wird.
[EV-Modus]
In dem EV-Modus werden sowohl die erste als auch zweite Kupplung CL1 und CL2 nicht betrieben, und das Fahrzeug wird durch die Antriebskraft des Motor/Generators 6 angetrieben.
Das heißt, mit dem dritten Drehelement N3 der Drehmomentwandlungseinheit, das als ein feststehendes Element wirkt, wird, wenn die Antriebskraft des Motor/Generators 6 an das erste Drehelement N1 eingegeben wird, die Antriebskraft über das zweite Drehelement N2, das ein Abtriebselement ist, reduziert und abgegeben und dann an die erste Antriebswelle 2 übertragen.
Wie oben beschrieben, wird das an die erste Antriebswelle 2 übertragene Drehmoment in der Schaltungseinheit in die Stufe geschaltet, die zum Fahren geeignet ist, über das erste Abtriebsrad 14 oder das zweite Abtriebsrad 18 abgegeben und über ein Enduntersetzungsrad FD und das Differential DIFF an Antriebsräder übertragen.
Wie oben beschrieben, ist es mit der Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, in dem EV-Modus in die vierte Stufe zu schalten, so dass es möglich ist, mit niedriger Geschwindigkeit sanft zu starten.
[HEV-Kraftstoffeffizienzmodus]
Der Betrieb der ersten Kupplung CL1 wird in dem HEV-Kraftstoffeffizienzmodus gesteuert.
Dann wird das Drehmoment von dem Motor ENG an die erste Antriebswelle 2 derart übertragen, dass diese direkt verbunden sind und das an die erste Antriebswelle 2 übertragene Drehmoment in der Schaltungseinheit in die Stufe geschaltet wird, die zum Fahren geeignet ist, über das erste Abtriebsrad 14 oder das zweite Abtriebsrad 18 abgegeben und über das Enduntersetzungsrad FD und das Differential DIFF an die Antriebsräder übertragen.
Dementsprechend ist es möglich, in dem HEV-Kraftstoffeffizienzmodus in einem mittleren/hohen Bereich zu fahren, und das Drehmoment steigt an, wenn zusätzliche Leistung von dem Motor/Generator 6 bereitgestellt wird, so dass es möglich ist, in einem Hochgeschwindigkeitsbereich mit einem hohen Effizienzpunkt zu fahren und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
In der Schaltungseinheit wird das Schalten nach dem Erfassen der Abtriebsdrehzahl und dem Synchronisieren des Schaltrades über den Motor/Generator 6 und die Drehzahl der Abtriebswelle durchgeführt.
[HEV-Antriebsleistungsmodus]
Der Betrieb der zweiten Kupplung CL2 wird in dem HEV-Antriebsleistungsmodus gesteuert.
Dann wird das Drehmoment von dem Motor ENG an die zweite Antriebswelle 4 übertragen, durch die Drehmomentwandlungseinheit reduziert und dann an die erste Antriebswelle 2 derart übertragen, dass das an die erste Antriebswelle 2 übertragene Drehmoment in der Schaltungseinheit in die Stufe geschaltet wird, die zum Fahren geeignet ist, über das erste Abtriebsrad 14 oder das zweite Abtriebsrad 18 abgegeben und über das Enduntersetzungsrad FD und das Differential DIFF an die Antriebsräder übertragen.
Daher ist ein Antriebsleistungsbetrieb in einem niedrigen/mittleren Geschwindigkeitsbereich möglich, und das Drehmoment steigt an, wenn zusätzliche Leistung von dem Motor/Generator 6 bereitgestellt wird, so dass es möglich ist, mit einem hohen Effizienzpunkt zu fahren.
In der Schaltungseinheit wird das Schalten nach dem Erfassen der Abtriebsdrehzahl und dem Synchronisieren des Schaltrades über den Motor/Generator 6 und die Drehzahl der Abtriebswelle durchgeführt.
Wie oben beschrieben, wird gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Starten und Schalten von dem Motor/Generator 6, der eine elektrische Zusatzantriebseinheit ist, und dem Planetengetriebesatz PG, der eine Drehmomentwandlungseinheit ist, derart durchgeführt, dass ein sanftes Starten und Schalten erzielt werden kann.
Ferner ist es möglich, das Problem eines Losradgeräusches und eines Schleppverlustes von Zwischenrädern, welche infolge der Struktur in den existierenden Handschaltgetrieben erzeugt werden, zu verbessern.
Ferner verteilt der Planetengetriebesatz, der als eine Drehmomentwandlungseinheit verwendet wird, das Antriebsdrehmoment im Vergleich zu einem Außenrad, so dass die Übertragungseffizienz und die Haltbarkeit hoch sind und die Stabilität hoch ist, und daher ist dies vorteilhaft bezüglich des Getriebeheulgeräusches.
Ferner wird, wenn zusätzliche Leistung von dem Motor/Generator eingegeben wird, die Leistung mit dem Drehmoment übertragen, das durch den Planetengetriebesatz erhöht wird, und die Drehzahl ist größer als die des Motors, so dass sie in einem Hochgeschwindigkeitsbereich mit einem hohen Effizienzpunkt verwendet werden kann.
Ferner ist es möglich, den Motor mit dem Motor/Generator ohne einem speziellen Startermotor zu starten, und es ist möglich, in dem EV-Modus in die vierte Stufe zu schalten, so dass es möglich ist, die Benutzung in dem Effizienzpunkt und die Kapazität des Motor/Generators zu verringern.
3 ist eine schematische Ansicht einer Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 3 wird bei der Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatz als eine Drehmomentwandlungseinheit verwendet.
Dementsprechend ist in der Drehmomentwandlungseinheit das erste Drehelement N1 ein Sonnenrad S, das zweite Drehmoment N2 ist ein Hohlrad R, und das dritte Drehelement N3 ist ein Planetenradträger PC.
Dementsprechend sind im Vergleich zu der ersten beispielhaften Ausführungsform nur die Komponenten des zweiten und dritten Drehelements N2 und N3 unterschiedlich, und der Betriebseffekt ist derselbe, so dass eine ausführliche Beschreibung nicht vorgesehen ist.
Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oben”, „unten”, „innen” und „außen” verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf die Positionen solcher Merkmale, wie in den Figuren gezeigt ist, zu beschreiben.
Die vorhergehenden Beschreibungen der speziellen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zu Zwecken der Erläuterung und Beschreibung dargelegt. Sie sind nicht dazu bestimmt, vollständig zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehren möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es dadurch anderen technisch versierten Fachleuten zu ermöglichen, sowohl verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als auch verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Bereich der Erfindung durch die hierzu beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2013-0122230 [0001]

Claims

Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Leistungsverbindungseinheit, die eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung aufweist; eine Antriebseinheit, die aufweist: eine erste Antriebswelle, die über die erste Kupplung wahlweise mit einem Motor verbunden ist; und eine zweite Antriebswelle, die koaxial zu der ersten Antriebswelle angeordnet ist und über die zweite Kupplung wahlweise mit dem Motor verbunden ist; eine elektrische Zusatzantriebseinheit, die ein Motor/Generator ist, der Funktionen sowohl eines Motors als auch eines Generators durchführt und eine Antriebskraft an die zweite Antriebswelle überträgt; eine Drehmomentwandlungseinheit, die ein Planetengetriebesatz ist, der ein erstes, zweites und drittes Drehelement aufweist, wobei das erste Drehelement über die zweite Antriebswelle mit der elektrischen Zusatzantriebseinheit verbunden ist, wobei das zweite Drehelement über die erste Antriebswelle wahlweise mit dem Motor verbunden ist, und wobei das dritte Drehelement als ein feststehendes Element wirkt; und eine Schaltungseinheit, die ein Drehmoment der ersten Antriebswelle der Antriebseinheit in mehrere Stufen schaltet und abgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei in der Antriebseinheit die zweite Antriebswelle eine Hohlwelle ist, und die erste Antriebswelle koaxial durch die zweite Antriebswelle hindurch angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektrische Zusatzantriebseinheit einen Rotor, der mit der zweiten Antriebswelle verbunden ist, und einen Stator aufweist, der um den Rotor herum angeordnet ist und an einem Gehäuse befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentwandlungseinheit ein Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatz ist, der aufweist: das erste Drehelement, das ein Sonnenrad des Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatzes ist; das zweite Drehelement, das ein Planetenradträger des Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatzes ist; und das dritte Drehelement, das ein Hohlrad des Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatzes ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentwandlungseinheit ein Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatz ist, der aufweist: das erste Drehelement, das ein Sonnenrad des Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatzes ist; das zweite Drehelement, das ein Hohlrad des Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatzes ist; und das dritte Drehelement, das ein Planetenradträger des Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatzes ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltungseinheit aufweist: ein erstes und zweites Antriebsrad, die an der ersten Antriebswelle angeordnet sind; eine erste und zweite Abtriebswelle, die parallel zu der ersten Antriebswelle angeordnet sind; und eine Mehrzahl von Schalträdern, die an der ersten und zweiten Abtriebswelle mit dem ersten oder zweiten Antriebsrad an der ersten Antriebswelle im Eingriff angeordnet sind und durch entsprechende Synchronisiereinheiten wahlweise mit der ersten Abtriebswelle oder der zweiten Abtriebswelle synchronisiert sind.
Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Leistungsverbindungseinheit, die eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung aufweist; eine Antriebseinheit, die aufweist: eine erste Antriebswelle, die über die erste Kupplung wahlweise mit einem Motor verbunden ist; und eine zweite Antriebswelle, die koaxial zu der ersten Antriebswelle angeordnet ist und über die zweite Kupplung wahlweise mit dem Motor verbunden ist; eine elektrische Zusatzantriebseinheit, die ein Motor/Generator ist, der Funktionen sowohl eines Motors als auch eines Generators durchführt und eine Antriebskraft an die zweite Antriebswelle überträgt; eine Drehmomentwandlungseinheit, die ein Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatz ist, wobei ein Sonnenrad des Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatzes, das ein erstes Drehelement ist, über die zweite Antriebswelle mit der elektrischen Zusatzantriebseinheit verbunden ist, wobei ein Planetenradträger des Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatzes, der ein zweites Drehelement ist, über die erste Antriebswelle wahlweise mit dem Motor verbunden ist, und wobei ein Hohlrad des Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatzes, das ein drittes Drehelement ist, als ein feststehendes Element wirkt; und eine Schaltungseinheit, die ein Drehmoment der ersten Antriebswelle der Antriebseinheit in mehrere Stufen schaltet und abgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei in der Antriebseinheit die zweite Antriebswelle eine Hohlwelle ist, und die erste Antriebswelle koaxial durch die zweite Antriebswelle hindurch angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die elektrische Zusatzantriebseinheit einen Rotor, der mit der zweiten Antriebswelle verbunden ist, und einen Stator aufweist, der um den Rotor herum angeordnet ist und an einem Gehäuse befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Drehmomentwandlungseinheit ein Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatz ist, und wobei das erste Drehelement ein Sonnenrad des Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatzes ist, wobei das zweite Drehelement ein Hohlrad des Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatzes ist, und wobei das dritte Drehelement ein Planetenradträger des Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatzes ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Schaltungseinheit aufweist: ein erstes und zweites Antriebsrad, die an der ersten Antriebswelle angeordnet sind; eine erste und zweite Abtriebswelle, die parallel zu der ersten Antriebswelle angeordnet sind; und vier Schalträder für Schaltstufen, die an der ersten und zweiten Abtriebswelle mit dem ersten oder zweiten Antriebsrad an der ersten Antriebswelle im Eingriff angeordnet sind und durch entsprechende Synchronisiereinheiten wahlweise mit der ersten Abtriebswelle oder der zweiten Abtriebswelle synchronisiert sind.
Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Leistungsverbindungseinheit, die eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung eine Antriebseinheit, die aufweist: eine erste Antriebswelle, die über die erste Kupplung wahlweise mit einem Motor verbunden ist; und eine zweite Antriebswelle, die koaxial zu der ersten Antriebswelle angeordnet ist und über die zweite Kupplung wahlweise mit dem Motor verbunden ist; eine elektrische Zusatzantriebseinheit, die ein Motor/Generator ist, der Funktionen sowohl eines Motors als auch eines Generators durchführt und eine Antriebskraft an die zweite Antriebswelle überträgt; eine Drehmomentwandlungseinheit, die ein Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatz ist, wobei ein Sonnenrad, das ein erstes Drehelement ist, über die zweite Antriebswelle mit der elektrischen Zusatzantriebseinheit verbunden ist, wobei ein Hohlrad, das ein zweites Drehelement ist, über die erste Antriebswelle wahlweise mit dem Motor verbunden ist, und wobei ein Planetenradträger, der ein drittes Drehelement ist, als ein feststehendes Element wirkt; und eine Schaltungseinheit, die ein Drehmoment der ersten Antriebswelle der Antriebseinheit in mehrere Stufen schaltet und abgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei in der Antriebseinheit die zweite Antriebswelle eine Hohlwelle ist, und die erste Antriebswelle koaxial durch die zweite Antriebswelle hindurch angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die elektrische Zusatzantriebseinheit einen Rotor, der mit der zweiten Antriebswelle verbunden ist, und einen Stator aufweist, der um den Rotor herum angeordnet ist und an einem Gehäuse befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Drehmomentwandlungseinheit ein Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatz ist, und wobei das erste Drehelement ein Sonnenrad des Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatzes ist, wobei das zweite Drehelement ein Planetenradträger des Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatzes ist, und wobei das dritte Drehelement ein Hohlrad des Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatzes ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Schaltungseinheit aufweist: ein erstes und zweites Antriebsrad, die an der ersten Antriebswelle angeordnet sind; eine erste und zweite Abtriebswelle, die parallel zu der ersten Antriebswelle angeordnet sind; und vier Schalträder für Schaltstufen, die an der ersten und zweiten Abtriebswelle mit dem ersten oder zweiten Antriebsrad an der ersten Antriebswelle im Eingriff angeordnet sind und durch entsprechende Synchronisiereinheiten wahlweise mit der ersten Abtriebswelle oder der zweiten Abtriebswelle synchronisiert sind.
Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Leistungsverbindungseinheit, die eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung aufweist; eine Antriebseinheit, die aufweist: eine erste Antriebswelle, die über die erste Kupplung wahlweise mit einem Motor verbunden ist; und eine zweite Antriebswelle, die eine Hohlwelle ist, um die erste Antriebswelle herum ohne gegenseitige Beeinflussung angeordnet ist und über die zweite Kupplung wahlweise mit dem Motor verbunden ist; einen Motor/Generator, der einen mit der zweiten Antriebswelle verbundenen Rotor aufweist ist und Funktionen sowohl eines Motors als auch eines Generators durchführt; eine Drehmomentwandlungseinheit, die ein Einzelplanetenrad-Planetengetriebesatz ist, wobei ein Sonnenrad über die zweite Antriebswelle mit dem Motor/Generator verbunden ist, wobei ein Planetenradträger über die erste Antriebswelle wahlweise mit dem Motor verbunden ist, und wobei ein Hohlrad als ein feststehendes Element wirkt; und eine Schaltungseinheit, die aufweist: ein erstes und zweites Antriebsrad, die an der ersten Antriebswelle angeordnet sind; eine erste und zweite Abtriebswelle, die parallel zu der ersten Antriebswelle angeordnet sind; und ein erstes, zweites, drittes und viertes Schaltrad, die an der ersten und zweiten Abtriebswelle mit dem ersten oder zweiten Antriebsrad an der ersten Antriebswelle im Eingriff angeordnet sind und durch entsprechende Synchronisiereinheiten wahlweise mit der ersten Abtriebswelle oder der zweiten Abtriebswelle synchronisiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei in der Schaltungseinheit das erste Schaltrad an der ersten Abtriebswelle und das dritte Schaltrad an der zweiten Abtriebswelle mit dem ersten Antriebsrad im Außeneingriff stehen, und das zweite Schaltrad an der ersten Abtriebswelle und das vierte Schaltrad an der zweiten Abtriebswelle mit dem zweiten Antriebsrad im Außeneingriff stehen.
Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Leistungsverbindungseinheit, die eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung aufweist; eine Antriebseinheit, die aufweist: eine erste Antriebswelle, die über die erste Kupplung wahlweise mit einem Motor verbunden ist; und eine zweite Antriebswelle, die eine Hohlwelle ist, um die erste Antriebswelle herum ohne gegenseitige Beeinflussung angeordnet ist und über die zweite Kupplung wahlweise mit dem Motor verbunden ist; einen Motor/Generator, der einen mit der zweiten Antriebswelle verbundenen Rotor aufweist und Funktionen sowohl eines Motors als auch eines Generators durchführt; eine Drehmomentwandlungseinheit, die ein Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatz ist, wobei ein Sonnenrad des Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatzes über die zweite Antriebswelle mit dem Motor/Generator verbunden ist, wobei ein Hohlrad des Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatzes über die erste Antriebswelle wahlweise mit dem Motor verbunden ist, und wobei ein Planetenradträger des Doppelplanetenrad-Planetengetriebesatzes als ein feststehendes Element wirkt; und eine Schaltungseinheit, die aufweist: ein erstes und zweites Antriebsrad, die an der ersten Antriebswelle angeordnet sind; eine erste und zweite Abtriebswelle, die parallel zu der ersten Antriebswelle angeordnet sind; und ein erstes, zweites, drittes und viertes Schaltrad, die an der ersten und zweiten Abtriebswelle mit dem ersten oder zweiten Antriebsrad an der ersten Antriebswelle im Eingriff angeordnet sind und durch entsprechende Synchronisiereinheiten wahlweise mit der ersten Abtriebswelle oder der zweiten Abtriebswelle synchronisiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei in der Schaltungseinheit das erste Schaltrad an der ersten Abtriebswelle und das dritte Schaltrad an der zweiten Abtriebswelle mit dem ersten Antriebsrad im Außeneingriff stehen, und das zweite Schaltrad an der ersten Abtriebswelle und das vierte Schaltrad an der zweiten Abtriebswelle mit dem zweiten Antriebsrad im Außeneingriff stehen.