DE102014115723A1 - Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges - Google Patents

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Sam Gyun Kim
Seok Joon Kim
Seungwoo Ha
Jaeyoung Jeun
Chulmin AHN
Jaemoon Lee
SungGon BYUN
Jong Pil Kim
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Hyundai Motor Co
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Abstract

Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges, aufweisend eine Antriebswelle (IS), die mit einem Verbrennungsmotor (ENG) verbunden ist, einen Planetengetriebesatz (PG), der ein erstes Drehelement, das als ein Abtriebselement betrieben wird, ein zweites Drehelement, das mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist und als ein Antriebselement betrieben wird, und ein drittes Drehelement aufweist, das als ein anderes Abtriebselement betrieben wird, eine erste Motorwelle (MS1), die parallel zu und abseits von der Antriebswelle (IS) angeordnet ist, mit dem ersten Drehelement wirksam verbunden ist und mit einem Getriebegehäuse (H) wahlweise verbunden ist, einen ersten Motor/Generator (MG1), der an der ersten Motorwelle (MS1) angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass er durch Aufnehmen eines Drehmoments über die erste Motorwelle (MS1) Elektroenergie erzeugt, eine zweite Motorwelle (MS2), die eine Hohlwelle ist, an einer radialen Außenseite der ersten Motorwelle (MS1) ohne Drehbeeinflussung mit der ersten Motorwelle (MS1) angeordnet ist und mit dem dritten Drehelement derart wirksam verbunden ist, dass sie ein Drehmoment von dem Verbrennungsmotor (ENG) aufnimmt, und einen zweiten Motor/Generator (MG2), der an der zweiten Motorwelle (MS2) angeordnet ist und ein Drehmoment über die zweite Motorwelle (MS2) abgibt.

Description

  • Für die Anmeldung wird die Priorität der am 17. Dezember 2013 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0157667 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
  • Die Erfindung betrifft ein Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges, und insbesondere ein Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges, das einen Elektrofahrzeug(EV)-Modus, einen Leistungsaufteilungsmodus und einen Schongang(OD)-Modus realisieren kann.
  • Im Allgemeinen ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, welches zwei unterschiedliche Antriebsquellen effizient benutzt.
  • Ein Hybrid-Elektrofahrzeug benutzt typischerweise einen Verbrennungsmotor und einen Motor/Generator. Das Hybrid-Elektrofahrzeug benutzt den Motor/Generator, der relativ bessere Niedriggeschwindigkeits-Drehmomentcharakteristika hat, als eine Hauptantriebsquelle bei einer niedrigen Geschwindigkeit, und benutzt einen Verbrennungsmotor, der relativ bessere Hochgeschwindigkeits-Drehmomentcharakteristika hat, als eine Hauptantriebsquelle bei einer hohen Geschwindigkeit.
  • Da das Hybrid-Elektrofahrzeug in einem Niedriggeschwindigkeitsbereich den Betrieb des Verbrennungsmotors, der fossilen Brennstoff verwendet, stoppt und den Motor/Generator nutzt, kann der Kraftstoffverbrauch verbessert werden, und das Abgas kann reduziert werden.
  • Das Leistungsübertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges ist in einen Einzelmodustyp und einen Mehrmodustyp eingeteilt.
  • Bei dem Einzelmodustyp, der bei einem großen Fahrzeug angewendet wird, ist eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, wie eine Kupplung und eine Bremse, für die Schaltsteuerung nicht erforderlich, jedoch ist der Kraftstoffverbrauch infolge der Verschlechterung der Effizienz in einem Hochgeschwindigkeitsbereich hoch, und eine zusätzliche Drehmomentvervielfachungsvorrichtung wird benötigt.
  • Der Mehrmodustyp, der bei einem Oberklassefahrzeug angewendet wird, hat eine hohe Effizienz in dem Hochgeschwindigkeitsbereich und ist in der Lage, das Drehmoment selbständig zu vervielfachen.
  • Daher wird anstelle des Einzelmodustyps der Mehrmodustyp als das Leistungsübertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges verwendet und auch ständig erforscht.
  • Das Leistungsübertragungssystem des Mehrmodustyps umfasst eine Mehrzahl von Planetengetriebesätzen, eine Mehrzahl von Motor/Generatoren, die als ein Motor und/oder ein Generator betrieben werden, eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungsvorrichtungen, die Drehelemente der Planetengetriebesätze steuern, und eine Batterie, die als eine Antriebsquelle der Motor/Generatoren verwendet wird.
  • Das Leistungsübertragungssystem des Mehrmodustyps hat verschiedene Betätigungsmechanismen, die von den Verbindungen der Planetengetriebesätze, der Motor/Generatoren und der Drehmomentübertragungsvorrichtungen abhängig sind.
  • Außerdem hat das Leistungsübertragungssystem des Mehrmodustyps verschiedene Eigenschaften, wie eine Haltbarkeit, Leistungsübertragungseffizienz und Größe, die von den Verbindungen der Planetengetriebesätze, der Motor/Generatoren und der Drehmomentübertragungsvorrichtungen abhängig sind. Daher werden auch die Gestaltungen für die Verbindungsstruktur des Leistungsübertragungssystems eines Hybrid-Elektrofahrzeuges ständig erforscht, um ein robustes und kompaktes Leistungsübertragungssystem ohne Leistungsverlust zu erzielen.
  • Mit der Erfindung wird ein Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges geschaffen, bei dem entsprechend dem Betrieb einer Bremse und eines Drehbegrenzungselements durch Kombinieren zweier Motor/Generatoren, der Bremse und des Drehbegrenzungselements ein EV-Modus, ein Leistungsaufteilungsmodus und ein OD-Modus realisiert werden.
  • Ferner wird mit der Erfindung ein Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges geschaffen, das die Kraftstoffwirtschaftlichkeit erhöht, indem in einem Leistungsaufteilungsmodus, der beim Fahren auf einer Stadtstraße verwendet wird, einer Bremse kein Hydraulikdruck zugeführt wird.
  • Außerdem wird mit der Erfindung ein Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges geschaffen, das durch Realisieren des OD-Modus unter Verwendung eines Planetengetriebesatzes den mechanischen Leistungsverlust und die Kapazität eines Motor/Generators reduzieren kann und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern kann.
  • Darüber hinaus wird mit der Erfindung ein Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges geschaffen, das durch Erhöhen der Drehzahl einer Antriebswelle unter Verwendung eines Planetengetriebesatzes an der Antriebswelle und Zuführen der erhöhten Drehzahl zu einem Motor/Generator die Kapazität des Motor/Generators und die Länge des Getriebes reduzieren kann.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung kann ein Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges eine Antriebswelle, die mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, einen Planetengetriebesatz, der ein erstes Drehelement, das als ein Abtriebselement betrieben wird, ein zweites Drehelement, das mit der Antriebswelle verbunden ist und als ein Antriebselement betrieben wird, und ein drittes Drehelement aufweist, das als ein anderes Abtriebselement betrieben wird, eine erste Motorwelle, die parallel zu und abseits von der Antriebswelle angeordnet ist, mit dem ersten Drehelement wirksam verbunden ist und mit einem Getriebegehäuse wahlweise verbunden ist, einen ersten Motor/Generator, der an der ersten Motorwelle angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass er durch Aufnehmen eines Drehmoments über die erste Motorwelle Elektroenergie erzeugt, eine zweite Motorwelle, die eine Hohlwelle ist, an einer radialen Außenseite der ersten Motorwelle ohne Drehbeeinflussung mit der ersten Motorwelle angeordnet ist und mit dem dritten Drehelement derart wirksam verbunden ist, dass sie ein Drehmoment von dem Verbrennungsmotor aufnimmt, und einen zweiten Motor/Generator aufweisen, der an der zweiten Motorwelle angeordnet ist und ein Drehmoment über die zweite Motorwelle abgibt.
  • Das Übertragungssystem kann ferner ein Drehbegrenzungselement aufweisen, das zwischen dem zweiten Drehelement des Planetengetriebesatzes und dem Getriebegehäuse angeordnet ist und eine umgekehrte Drehung des zweiten Drehelements verhindert.
  • Der Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern sein, wobei das erste Drehelement ein Sonnenrad ist, das zweite Drehelement ein Planetenradträger ist, und das dritte Drehelement ein Hohlrad ist.
  • Das Übertragungssystem kann ferner ein erstes Zwischenabtriebsrad, das mit dem ersten Drehelement direkt verbunden ist, ein zweites Zwischenabtriebsrad, das mit dem dritten Drehelement direkt verbunden ist, ein erstes Motorwellenrad, das mit dem ersten Zwischenabtriebsrad im Eingriff steht und an der ersten Motorwelle fest angeordnet ist, und ein zweites Motorwellenrad aufweisen, das mit dem zweiten Zwischenabtriebsrad im Eingriff steht und an der zweiten Motorwelle fest angeordnet ist.
  • Das Übertragungssystem kann ferner eine Untersetzungsvorrichtung aufweisen, die derart konfiguriert ist, dass sie ein Drehmoment von dem zweiten Motorwellenrad an eine Differentialvorrichtung überträgt.
  • Die Untersetzungsvorrichtung kann eine Abtriebswelle, die parallel zu der Antriebswelle angeordnet ist, ein Abtriebswellenantriebsrad, das an dem einen Endabschnitt der Abtriebswelle fest angeordnet ist und mit dem zweiten Motorwellenrad im Eingriff steht, und ein Abtriebswellenabtriebsrad aufweisen, das an dem anderen Endabschnitt der Abtriebswelle fest angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass es ein Drehmoment an die Differentialvorrichtung überträgt.
  • Das Übertragungssystem kann ferner eine Bremse aufweisen, die zwischen der ersten Motorwelle und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
  • Das Drehbegrenzungselement kann eine Einwegkupplung, eine Zweiwegekupplung oder eine Bremse sein.
  • Das Übertragungssystem kann ferner eine Kupplung aufweisen, die derart konfiguriert ist, dass sie den Planetengetriebesatz direktkuppelt.
  • Nach einem anderen Aspekt der Erfindung kann ein Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges eine Antriebswelle, die mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, einen Planetengetriebesatz, der ein erstes Drehelement, das als ein Abtriebselement betrieben wird, ein zweites Drehelement, das mit der Antriebswelle verbunden ist und als ein Antriebselement betrieben wird, und ein drittes Drehelement aufweist, das als ein anderes Abtriebselement betrieben wird, eine erste Motorwelle, die parallel zu und abseits von der Antriebswelle angeordnet ist, mit dem ersten Drehelement wirksam verbunden ist und mit einem Getriebegehäuse wahlweise verbunden ist, einen ersten Motor/Generator, der an der ersten Motorwelle angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass er durch Aufnehmen eines Drehmoments über die erste Motorwelle Elektroenergie erzeugt, eine zweite Motorwelle, die eine Hohlwelle ist, an einer radialen Außenseite der ersten Motorwelle ohne Drehbeeinflussung mit der ersten Motorwelle angeordnet ist und mit dem dritten Drehelement derart wirksam verbunden ist, dass sie ein Drehmoment von dem Verbrennungsmotor aufnimmt, einen zweiten Motor/Generator, der an der zweiten Motorwelle angeordnet ist und ein Drehmoment über die zweite Motorwelle abgibt, und eine Untersetzungsvorrichtung aufweisen, die derart konfiguriert ist, dass sie ein Drehmoment von einem zweiten Motorwellenrad an eine Differentialvorrichtung überträgt.
  • Das Übertragungssystem kann ferner ein Drehbegrenzungselement aufweisen, das zwischen dem zweiten Drehelement des Planetengetriebesatzes und dem Getriebegehäuse angeordnet ist und eine umgekehrte Drehung des zweiten Drehelements verhindert.
  • Der Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern sein, wobei das erste Drehelement ein Sonnenrad ist, das zweite Drehelement ein Planetenradträger ist, und das dritte Drehelement ein Hohlrad ist.
  • Das Übertragungssystem kann ferner ein erstes Zwischenabtriebsrad, das mit dem ersten Drehelement direkt verbunden ist, ein zweites Zwischenabtriebsrad, das mit dem dritten Drehelement direkt verbunden ist, ein erstes Motorwellenrad, das mit dem ersten Zwischenabtriebsrad im Eingriff steht und an der ersten Motorwelle fest angeordnet ist, und das zweite Motorwellenrad aufweisen, das mit dem zweiten Zwischenabtriebsrad im Eingriff steht und an der zweiten Motorwelle fest angeordnet ist.
  • Die Untersetzungsvorrichtung kann eine Abtriebswelle, die parallel zu der Antriebswelle angeordnet ist, ein Abtriebswellenantriebsrad, das an dem einen Endabschnitt der Abtriebswelle fest angeordnet ist und mit dem zweiten Motorwellenrad im Eingriff steht, und ein Abtriebswellenabtriebsrad aufweisen, das an dem anderen Endabschnitt der Abtriebswelle fest angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass es ein Drehmoment an die Differentialvorrichtung überträgt.
  • Das Übertragungssystem kann ferner eine Bremse aufweisen, die zwischen der ersten Motorwelle und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
  • Das Übertragungssystem kann ferner eine Kupplung aufweisen, die derart konfiguriert ist, dass sie den Planetengetriebesatz direktkuppelt.
  • Das Drehbegrenzungselement kann eine Einwegkupplung, eine Zweiwegekupplung oder eine Bremse sein.
  • Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ allgemeine Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, die Geländewagen (SUV) einschließen, Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, die eine Vielfalt von Booten und Schiffen einschließen, Luftfahrzeuge, und dergleichen, sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Steckdosen-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit Alternativkraftstoff (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl stammen) umfasst. Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehrere Antriebsquellen, zum Beispiel sowohl Benzinantrieb als auch Elektroantrieb aufweist.
  • Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 ein Schema eines Übertragungssystems eines Hybrid-Elektrofahrzeuges gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine Betriebstabelle des Übertragungssystem des Hybrid-Elektrofahrzeuges gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung in jedem Modus;
  • 3 ein Schema zur Erläuterung des Leistungsflusses in dem Übertragungssystem des Hybrid-Elektrofahrzeuges gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im Elektrofahrzeug(EV)-Modus;
  • 4 ein Schema zur Erläuterung des Leistungsflusses in dem Übertragungssystem des Hybrid-Elektrofahrzeuges gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im Leistungsaufteilungsmodus;
  • 5 ein Schema zur Erläuterung des Leistungsflusses in dem Übertragungssystem des Hybrid-Elektrofahrzeuges gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im OD-Modus; und
  • 6 ein Schema zur Erläuterung des Leistungsflusses in dem Übertragungssystem des Hybrid-Elektrofahrzeuges gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im Verbrennungsmotor-Direktkupplungsmodus.
  • Mit Bezug auf 1 weist ein Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung eine Antriebswelle IS, einen Planetengetriebesatz PG, einen ersten und einen zweiten Motor/Generator MG1 und MG2, eine Bremse BK, eine Einwegkupplung OWC, die ein Drehbegrenzungselement ist, und eine Untersetzungsvorrichtung CGU auf.
  • Die Antriebswelle IS ist mit einer Abtriebsseite eines Verbrennungsmotors ENG verbunden und nimmt ein Drehmoment des Verbrennungsmotors ENG auf.
  • Der Planetengetriebesatz PG ist an der Antriebswelle IS angeordnet und ist ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern. Der Planetengetriebesatz PG weist als dessen Drehelemente ein Sonnenrad S, einen Planetenradträger PC, der ein Planetenrad P, das mit dem Sonnenrad S im Außeneingriff steht, drehbar abstützt, und ein Hohlrad R auf, das mit dem Planetenrad P im Inneneingriff steht.
  • Das Sonnenrad S ist ein Abtriebselement und ist mit einem ersten Zwischenabtriebsrad MOG1 direkt verbunden, der Planetenradträger PC ist mit der Antriebswelle IS direkt verbunden und über die Einwegkupplung OWC mit einem Getriebegehäuse H verbunden, und das Hohlrad R ist ein Abtriebselement und ist mit einem zweiten Zwischenabtriebsrad MOG2 direkt verbunden.
  • Das erste Zwischenabtriebsrad MOG1 ist an einer Seite des Planetengetriebesatzes PG angeordnet, und das zweite Zwischenabtriebsrad MOG2 ist an einer anderen Seite des Planetengetriebesatzes PG angeordnet.
  • Jeder von dem ersten und dem zweiten Motor/Generator MG1 und MG2 wird als ein Motor oder ein Generator betrieben und ist abseits von der Antriebswelle IS angeordnet.
  • Der erste Motor/Generator MG1 wird benutzt, um Elektroenergie zu erzeugen, und weist einen ersten Stator ST1, der an dem Getriebegehäuse H fixiert ist, und einen ersten Rotor RT1 auf, der in dem ersten Stator ST1 drehbar ist.
  • Der erste Rotor RT1 ist mit einer ersten Motorwelle MS1, die parallel zu der Antriebswelle IS angeordnet ist, direkt verbunden. Das eine Ende der ersten Motorwelle MS1 ist mit einem ersten Motorwellenrad MSG1 versehen, das daran fest angeordnet ist und mit dem ersten Zwischenabtriebsrad MOG1 im Eingriff steht, und das andere Ende der ersten Motorwelle MS1 ist durch Zwischenschaltung der Bremse BK mit dem Getriebegehäuse H verbunden. Die Bremse BK ist in der Nähe einer hinteren Abdeckung des Getriebegehäuses H angeordnet.
  • Der zweite Motor/Generator MG2 wird benutzt, um ein Antriebsdrehmoment zuzuführen, und weist einen zweiten Stator ST2, der an dem Getriebegehäuse H fixiert ist, und einen zweiten Rotor RT2 auf, der in dem zweiten Stator ST2 drehbar ist.
  • Der zweite Rotor RT2 ist mit einer zweiten Motorwelle MS2, die parallel zu der Antriebswelle IS angeordnet ist, direkt verbunden. Die zweite Motorwelle MS2 ist eine Hohlwelle und ist an einer radialen Außenseite der ersten Motorwelle MS1 ohne Drehbeeinflussung mit der ersten Motorwelle MS1 angeordnet. Ein zweites Motorwellenrad MSG2 ist an dem einen Ende der zweiten Motorwelle MS2 fest angeordnet und steht mit dem zweiten Zwischenabtriebsrad MOG2 im Eingriff.
  • Hierin ist der zweite Motor/Generator MG2 an einem mittleren Abschnitt der ersten Motorwelle MS1 angeordnet, und der erste Motor/Generator MG1 ist an dem anderen Endabschnitt der ersten Motorwelle MS1 angeordnet.
  • Die Untersetzungsvorrichtung CGU weist eine Abtriebswelle OS, die parallel zu der Antriebswelle IS und der ersten und der zweiten Motorwelle MS1 und MS2 angeordnet ist, und ein Abtriebswellenantriebsrad OIG und ein Abtriebswellenabtriebsrad OOG auf, die an beiden Endabschnitten der Abtriebswelle OS fest angeordnet sind.
  • Das Abtriebswellenantriebsrad OIG steht mit dem zweiten Motorwellenrad MSG2 im Eingriff, und das Abtriebswellenabtriebsrad OOG steht mit einem Enduntersetzungsrad FG einer Differentialvorrichtung DIFF im Eingriff.
  • Die Bremse BK kann ein herkömmliches Mehrscheiben-Reibelement des Naßtyps sein, und das Drehbegrenzungselement kann die Einwegkupplung OWC sein, jedoch sind diese nicht darauf beschränkt. Als Drehbegrenzungselement kann auch eine Zweiwegekupplung TWC oder eine Bremse verwendet werden.
  • Mit Bezug auf die Betriebstabelle in 2 kann das Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung einen Elektrofahrzeug(EV)-Modus, einen Leistungsaufteilungsmodus (HEV1) und einen Schongang(OD)-Modus (HEV2) realisieren.
  • Die Einwegkupplung OWC wird in dem EV-Modus betrieben, die Bremse BK wird in dem OD-Modus betrieben, und keine von der Einwegkupplung OWC und der Bremse BK werden in dem Leistungsaufteilungsmodus betrieben, der häufig verwendet wird, wenn das Fahrzeug auf einer Stadtstraße fährt.
  • Nachfolgend wird mit Bezug auf die 3 bis 6 der Leistungsfluss in dem Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung in jedem Modus ausführlich beschrieben.
  • Mit Bezug auf 3 wird in dem EV-Modus durch den Betrieb der Einwegkupplung OWC die Drehung der Antriebswelle IS begrenzt, und der Verbrennungsmotor ENG wird in einem gestoppten Zustand gehalten.
  • In diesem Zustand wird der zweite Motor/Generator MG2 betrieben, und das Drehmoment des zweiten Motor/Generators MG2 wird über die zweite Motorwelle MS2, das zweite Motorwellenrad MSG2, das Abtriebswellenantriebsrad OIG, die Abtriebswelle OS und das Abtriebswellenabtriebsrad OOG an das Enduntersetzungsrad FG der Differentialvorrichtung DIFF übertragen.
  • Mit Bezug auf 4 werden in dem Leistungsaufteilungsmodus, der häufig verwendet wird, wenn das Fahrzeug auf einer Stadtstraße fährt, die Bremse BK und die Einwegkupplung OWC nicht betrieben.
  • In dem Leistungsaufteilungsmodus werden der Verbrennungsmotor ENG und der zweite Motor/Generator MG2 betrieben, und die Drehmomente des Verbrennungsmotors ENG und des zweiten Motor/Generators MG2 werden an das Enduntersetzungsrad FG der Differentialvorrichtung DIFF übertragen.
  • Das heißt, das Drehmoment des Verbrennungsmotors ENG wird über die Antriebswelle IS an den Planetenradträger PC des Planetengetriebesatzes PG eingegeben, über das Hohlrad R an das zweite Zwischenabtriebsrad MOG2 als Hauptleistung übertragen und über das Sonnenrad S an das erste Zwischenabtriebsrad MOG1 übertragen.
  • Das an das zweite Zwischenabtriebsrad MOG2 übertragene Drehmoment wird zu dem Drehmoment des zweiten Motor/Generators MG2 an dem zweiten Motorwellenrad MSG2 addiert, und das addierte Drehmoment wird über das Abtriebswellenantriebsrad OIG, die Abtriebswelle OS und das Abtriebswellenabtriebsrad OOG an das Enduntersetzungsrad FG der Differentialvorrichtung DIFF übertragen.
  • Das an das erste Zwischenabtriebsrad MOG1 übertragene Drehmoment wird über das erste Motorwellenrad MSG1 und die erste Motorwelle MS1 an den ersten Rotor RT1 übertragen und bewirkt, dass der erste Motor/Generator MG1 Elektroenergie erzeugt. Die von dem ersten Motor/Generator MG1 erzeugte Elektroenergie wird benutzt, um die Batterie zu laden, oder wird dem zweiten Motor/Generator MG2 zugeführt.
  • Mit Bezug auf 5 wird in dem OD-Modus die Bremse BK betrieben.
  • Das Drehmoment des Verbrennungsmotors ENG wird als Hauptleistung verwendet, und das Drehmoment des zweiten Motor/Generators MG2 wird als eine Hilfsleistung verwendet.
  • Das heißt, wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors ENG über die Antriebswelle IS an den Planetenradträger PC des Planetengetriebesatzes PG eingegeben wird, wird durch den Betrieb der Bremse BK das Sonnenrad S als ein feststehendes Element betrieben. Daher wird das Drehmoment mit erhöhter Drehzahl über das Hohlrad R abgegeben. Das Drehmoment mit erhöhter Drehzahl wird über das zweite Zwischenabtriebsrad MOG2 an das zweite Motorwellenrad MSG2 übertragen und zu dem Drehmoment des zweiten Motor/Generators MG2 an dem zweiten Motorwellenrad MSG2 addiert. Daher wird das addierte Drehmoment über das Abtriebswellenantriebsrad OIG, die Abtriebswelle OS und das Abtriebswellenabtriebsrad OOG an das Enduntersetzungsrad FG der Differentialvorrichtung DIFF übertragen.
  • Das Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung kann den EV-Modus, den Leistungsaufteilungsmodus und den OD-Modus durch Kombinieren der beiden Motor/Generatoren MG1 und MG2, der Bremse BK und der Einwegkupplung OWC realisieren.
  • Da in dem Leistungsaufteilungsmodus, der häufig verwendet wird, wenn das Fahrzeug auf einer Stadtstraße fährt, der Bremse BK kein Hydraulikdruck zugeführt wird, kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden.
  • Da der OD-Modus mittels des Planetengetriebesatzes PG realisiert wird, kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden, und die Kapazität des ersten Motor/Generators MG1 kann reduziert werden.
  • Da der OD-Modus mittels des Planetengetriebesatzes PG realisiert wird, kann ein Abtriebsradsatz zum Erzielen des OD-Modus entfallen, und die Länge des Getriebes kann verkürzt werden.
  • Mit Bezug auf 6 weist ein Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung eine Kupplung CL zum Direktkuppeln des Planetengetriebesatzes PG auf.
  • Das heißt, die Kupplung CL verbindet zwei Drehelemente von den drei Drehelementen des Planetengetriebesatzes PG und kuppelt den Planetengetriebesatz PG direkt. Die Kupplung CL ist zwischen dem Planetenradträger PC und dem Hohlrad R angeordnet.
  • Wenn die Kupplung CL betrieben wird, gelangt der Planetengetriebesatz PG in einen Direktkupplungszustand, und der Verbrennungsmotor-Direktkupplungsmodus (HEV3) kann realisiert werden.
  • Das Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung kann durch Kombinieren der beiden Motor/Generatoren, der Bremse und des Drehbegrenzungselements den EV-Modus, den Leistungsaufteilungsmodus und den OD-Modus realisieren.
  • Da in dem Leistungsaufteilungsmodus, der häufig verwendet wird, wenn das Fahrzeug auf einer Stadtstraße fährt, der Bremse kein Hydraulikdruck zugeführt wird, kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden.
  • Da der OD-Modus realisiert wird, kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch Reduzieren des mechanischen Leistungsverlustes verbessert werden, und die Kapazität des Motor/Generators kann reduziert werden.
  • Da die Drehzahl der Antriebswelle durch den Planetengetriebesatz an der Antriebswelle erhöht wird und dann dem Motor/Generator zugeführt wird, kann die Kapazität des Motor/Generators reduziert werden, und die Länge des Getriebes kann verkürzt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2013-0157667 [0001]

Claims (19)

  1. Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges, aufweisend: eine Antriebswelle (IS), die mit einem Verbrennungsmotor (ENG) verbunden ist; einen Planetengetriebesatz (PG), der ein erstes Drehelement, das als ein Abtriebselement betrieben wird, ein zweites Drehelement, das mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist und als ein Antriebselement betrieben wird, und ein drittes Drehelement aufweist, das als ein anderes Abtriebselement betrieben wird; eine erste Motorwelle (MS1), die parallel zu und abseits von der Antriebswelle (IS) angeordnet ist, mit dem ersten Drehelement wirksam verbunden ist und mit einem Getriebegehäuse (H) wahlweise verbunden ist; einen ersten Motor/Generator (MG1), der an der ersten Motorwelle (MS1) angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass er durch Aufnehmen eines Drehmoments über die erste Motorwelle (MS1) Elektroenergie erzeugt; eine zweite Motorwelle (MS2), die eine Hohlwelle ist, an einer radialen Außenseite der ersten Motorwelle (MS1) ohne Drehbeeinflussung mit der ersten Motorwelle (MS1) angeordnet ist und mit dem dritten Drehelement derart wirksam verbunden ist, dass sie ein Drehmoment von dem Verbrennungsmotor (ENG) aufnimmt; und einen zweiten Motor/Generator (MG2), der an der zweiten Motorwelle (MS2) angeordnet ist und ein Drehmoment über die zweite Motorwelle (MS2) abgibt.
  2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend ein Drehbegrenzungselement, das zwischen dem zweiten Drehelement des Planetengetriebesatzes (PG) und dem Getriebegehäuse (H) angeordnet ist und eine umgekehrte Drehung des zweiten Drehelements verhindert.
  3. Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Planetengetriebesatz (PG) ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern ist, und wobei das erste Drehelement ein Sonnenrad (S) ist, das zweite Drehelement ein Planetenradträger (PC) ist, und das dritte Drehelement ein Hohlrad (R) ist.
  4. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: ein erstes Zwischenabtriebsrad (MOG1), das mit dem ersten Drehelement direkt verbunden ist; ein zweites Zwischenabtriebsrad (MOG2), das mit dem dritten Drehelement direkt verbunden ist; ein erstes Motorwellenrad (MSG1), das mit dem ersten Zwischenabtriebsrad (MOG1) im Eingriff steht und an der ersten Motorwelle (MS1) fest angeordnet ist; und ein zweites Motorwellenrad (MSG2), das mit dem zweiten Zwischenabtriebsrad (MOG2) im Eingriff steht und an der zweiten Motorwelle (MS2) fest angeordnet ist.
  5. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend eine Untersetzungsvorrichtung (CGU), die derart konfiguriert ist, dass sie ein Drehmoment von dem zweiten Motorwellenrad (MSG2) an eine Differentialvorrichtung (DIFF) überträgt.
  6. Übertragungssystem nach Anspruch 5, wobei die Untersetzungsvorrichtung (CGU) aufweist: eine Abtriebswelle (OS), die parallel zu der Antriebswelle (IS) angeordnet ist; ein Abtriebswellenantriebsrad (OIG), das an dem einen Endabschnitt der Abtriebswelle (OS) fest angeordnet ist und mit dem zweiten Motorwellenrad (MSG2) im Eingriff steht; und ein Abtriebswellenabtriebsrad (OOG), das an dem anderen Endabschnitt der Abtriebswelle (OS) fest angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass es ein Drehmoment an die Differentialvorrichtung (DIFF) überträgt.
  7. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend eine Bremse (BK), die zwischen der ersten Motorwelle (MS1) und dem Getriebegehäuse (H) angeordnet ist.
  8. Übertragungssystem nach Anspruch 2, wobei das Drehbegrenzungselement eine Einwegkupplung (OWC), eine Zweiwegekupplung (TWC) oder eine Bremse (BK) ist.
  9. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend eine Kupplung (CL), die derart konfiguriert ist, dass sie den Planetengetriebesatz (PG) direktkuppelt.
  10. Übertragungssystem nach Anspruch 7, wobei die Bremse (BK) nahe einer hinteren Abdeckung des Getriebegehäuses (H) angeordnet ist.
  11. Übertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges, aufweisend: eine Antriebswelle (IS), die mit einem Verbrennungsmotor (ENG) verbunden ist; einen Planetengetriebesatz (PG), der ein erstes Drehelement, das als ein Abtriebselement betrieben wird, ein zweites Drehelement, das mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist und als ein Antriebselement betrieben wird, und ein drittes Drehelement aufweist, das als ein anderes Abtriebselement betrieben wird; eine erste Motorwelle (MS1), die parallel zu und abseits von der Antriebswelle (IS) angeordnet ist, mit dem ersten Drehelement wirksam verbunden ist und mit einem Getriebegehäuse (H) wahlweise verbunden ist; einen ersten Motor/Generator (MG1), der an der ersten Motorwelle (MS1) angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass er durch Aufnehmen eines Drehmoments über die erste Motorwelle (MS1) Elektroenergie erzeugt; eine zweite Motorwelle (MS2), die eine Hohlwelle ist, an einer radialen Außenseite der ersten Motorwelle (MS1) ohne Drehbeeinflussung mit der ersten Motorwelle (MS1) angeordnet ist und mit dem dritten Drehelement derart wirksam verbunden ist, dass sie ein Drehmoment von dem Verbrennungsmotor (ENG) aufnimmt; einen zweiten Motor/Generator (MG2), der an der zweiten Motorwelle (MS2) angeordnet ist und ein Drehmoment über die zweite Motorwelle (MS2) abgibt; und eine Untersetzungsvorrichtung (CGU), die derart konfiguriert ist, dass sie ein Drehmoment von einem zweiten Motorwellenrad (MSG2) an eine Differentialvorrichtung (DIFF) überträgt.
  12. Übertragungssystem nach Anspruch 11, ferner aufweisend ein Drehbegrenzungselement, das zwischen dem zweiten Drehelement des Planetengetriebesatzes (PG) und dem Getriebegehäuse (H) angeordnet ist und eine umgekehrte Drehung des zweiten Drehelements verhindert.
  13. Übertragungssystem nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Planetengetriebesatz (PG) ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern ist, und wobei das erste Drehelement ein Sonnenrad (S) ist, das zweite Drehelement ein Planetenradträger (PC) ist, und das dritte Drehelement ein Hohlrad (R) ist.
  14. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, ferner aufweisend: ein erstes Zwischenabtriebsrad (MOG1), das mit dem ersten Drehelement direkt verbunden ist; ein zweites Zwischenabtriebsrad (MOG2), das mit dem dritten Drehelement direkt verbunden ist; ein erstes Motorwellenrad (MSG1), das mit dem ersten Zwischenabtriebsrad (MOG1) im Eingriff steht und an der ersten Motorwelle (MS1) fest angeordnet ist; und das zweite Motorwellenrad (MSG2), das mit dem zweiten Zwischenabtriebsrad (MOG2) im Eingriff steht und an der zweiten Motorwelle (MS2) fest angeordnet ist.
  15. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Untersetzungsvorrichtung (CGU) aufweist: eine Abtriebswelle (OS), die parallel zu der Antriebswelle (IS) angeordnet ist; ein Abtriebswellenantriebsrad (OIG), das an dem einen Endabschnitt der Abtriebswelle (OS) fest angeordnet ist und mit dem zweiten Motorwellenrad (MSG2) im Eingriff steht; und ein Abtriebswellenabtriebsrad (OOG), das an dem anderen Endabschnitt der Abtriebswelle (OS) fest angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass es ein Drehmoment an die Differentialvorrichtung (DIFF) überträgt.
  16. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 15, ferner aufweisend eine Bremse (BK), die zwischen der ersten Motorwelle (MS1) und dem Getriebegehäuse (H) angeordnet ist.
  17. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 16, ferner aufweisend eine Kupplung (CL), die derart konfiguriert ist, dass sie den Planetengetriebesatz (PG) direktkuppelt.
  18. Übertragungssystem nach Anspruch 12, wobei das Drehbegrenzungselement eine Einwegkupplung (OWC), eine Zweiwegekupplung (TWC) oder eine Bremse (BK) ist.
  19. Übertragungssystem nach Anspruch 16, wobei die Bremse (BK) nahe einer hinteren Abdeckung des Getriebegehäuses (H) angeordnet ist.
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