專利名稱：提升電動車輛模式中驅(qū)動性能的混合動力車輛系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動力車輛的系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)混合動力車輛，其提升了在電動車輛模式中的驅(qū)動性能。
背景技術(shù)：
混合動力車輛為使用兩種或多種不同的動力源推動車輛的車輛。該術(shù)語通常是指混合動力電動車輛(HEV)，其結(jié)合了一個內(nèi)燃機與一個或多個由電池提供能量的電動機。然而，還存在混合動力車輛的可替換形式，如混合動力燃料電池車輛。在過去的幾年內(nèi)，由于混合動力車輛的高燃油效率以及對環(huán)境的低影響，它們已經(jīng)變得越來越普及。通常混合動力車輛可以分為兩種不同種類，并聯(lián)式混合動力以及串聯(lián)式混合動力。在并聯(lián)式混合動力中，安裝一個或多個電動機與一個內(nèi)燃機，以使得它們可以單獨或一起為車輛提供動力。然而，在串聯(lián)式混合動力中，通過不與發(fā)動機機械連接的電動機驅(qū)動車輛。相反，發(fā)動機被配置為在供應(yīng)于發(fā)動機的電池組能量充電或者不充電時用以運行發(fā)電機。然而，最近制造商已經(jīng)開始引進另一種被稱為插電式混合動力車輛(PHEV)的混合動力車輛。在PHEV中，相比于傳統(tǒng)混合動力電池增加了電池容量，并且經(jīng)由市電為電池充電，而不是通過再生制動或發(fā)電機。因此，這些車輛使駕駛員可以在行駛短距離時僅使用電能操作車輛(即，EV模式)，而在電池沒電了的時候可以用傳統(tǒng)HEV模式操作車輛。因此，可以根據(jù)駕駛員行駛遠近，選擇通過同時使用內(nèi)燃機與電動機或者使用內(nèi)燃機與電動機中之一來驅(qū)動PHEV。在這些類型的混合動力車輛中，要將容易用電充電、并且通常具有較大容量的高壓電池安裝于插電式混合動力車輛中的某個地方。因為通常認為混合動力車輛能實現(xiàn)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機相似的功能，而且消費者還期望在電動車輛模式中提升驅(qū)動性能，因此其電動機的輸出容量相比于傳統(tǒng)混合動力車輛需要增大。為了增加電動機的輸出容量，材料成本的增加通常是不可避免的，并且總的制造成本也因此增加。特別地，因為在電動車輛模式中釋放離合器1，如圖1所示，第一電動機/發(fā)電機MGl不能用作類似于傳統(tǒng)混合動力系統(tǒng)中的動力源以提供驅(qū)動力。進一步，因為第二電機/發(fā)電機MG2負責(zé)提供用于驅(qū)動車輛所輸出的全部驅(qū)動力，并且第一電機/發(fā)電機MGl僅用于發(fā)動機啟動并在EV模式中產(chǎn)生電力。因此，通過在EV模式中操作的第二電機/發(fā)電機MG2不能保證足夠的驅(qū)動性能。
在本背景技術(shù)部分公開的以上信息僅用于提升對本發(fā)明的背景技術(shù)的理解，因此其可能包含不構(gòu)成本國的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明努力提供一種用于混合動力車輛的系統(tǒng)，其具有提升在電動車輛模式(EV模式)中的驅(qū)動性能的優(yōu)勢，同時降低制造成本。根據(jù)本發(fā)明的典型實施例的用于混合動力車輛的系統(tǒng)包括發(fā)動機、變速器以及電池。該系統(tǒng)還可以包括配置成將發(fā)動機與變速器連接、并且具有第一部與第二部的第一離合器；配置成連接于第一部、并且直接連接于變速器的第一電動機/發(fā)電機；配置成連接于第二部的第二電機/發(fā)電機；以及配置成將第二電機/發(fā)電機與變速器連接的第二離合器。特別地，第一部與第二部可以是獨立操作的離合器。在一個或多個典型實施例中，當(dāng)車輛在EV模式下進行操作時，可以釋放第一部與第二部，并且可以接合第二離合器，以操作第一與第二電機/發(fā)電機驅(qū)動車輛。在一個或多個典型實施例中，在車輛在EV模式下進行操作時，可以釋放第一部以通過第一電機/發(fā)電機驅(qū)動車輛，可以接合第二部，并且釋放第二離合器，以當(dāng)啟動發(fā)動機時，發(fā)動機由第二電機/發(fā)電機啟動。在一個或多個典型實施例中，當(dāng)車輛在混合動力模式下進行操作時，可以接合第一部，并且可以釋放第二部與第二離合器，以通過來自發(fā)動機與第一電機/發(fā)電機的動力驅(qū)動車輛。在一個或多個典型實施例中，當(dāng)車輛在混合動力模式下進行操作時，可以接合第一部，可以釋放第二部，并且可以接合第二離合器，以通過來自發(fā)動機以及第一與第二電機/發(fā)電機的動力驅(qū)動車輛。而且，當(dāng)需要再生制動時，可以釋放第一部，以使第一電機/發(fā)電機產(chǎn)生電力。在一個或多個典型實施例中，當(dāng)還需要再生制動時，可以釋放第一部，以使第一電動機/發(fā)電機產(chǎn)生電力，并且可以接合第二離合器，以使第二電機/發(fā)電機產(chǎn)生電力。


應(yīng)該理解的是，附圖不必要成比例，呈現(xiàn)了示例本發(fā)明基本原理的各種優(yōu)選特征的某些簡化的表示。在附圖中，參考符號在全部幾幅附圖中指代本發(fā)明的的相同或等同部分。圖1為用于混合動力車輛的傳統(tǒng)系統(tǒng)的不意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個典型實施例的用于混合動力車輛的一個系統(tǒng)的示意圖。<標(biāo)記描述>100:用于混合動力車輛的系統(tǒng)200:發(fā)動機300:變速器400:電池500:第一離合器510:第一部
520:第二部600:第一電機/發(fā)電機700:第二電機/發(fā)電機800:第二離合器應(yīng)該理解的是，附圖不必要成比例，呈現(xiàn)了示例本發(fā)明基本原理的各種優(yōu)選特征的某些簡化的表示。在附圖中，參考符號在全部幾幅附圖中指代本發(fā)明的相同或等同部分。
具體實施例方式在以下的詳細說明中，已經(jīng)簡單地通過示例，僅示出并且說明了本發(fā)明的特定典型實施例。如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到的是，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍的情況下，可以以多種不同的方式修改所描述的實施例。因此，附圖與說明被認為在本質(zhì)上是示例性的，但不是限制性的。在整個說明書中，相同的參考數(shù)字指定相同的元件。此外，在整個說明書中，除非明確作出相反說明，單詞“包括”及其變形，例如“包含”或“由……組成”應(yīng)該理解為意味著包括規(guī)定的元件，但不排除任意其他元件。此外，在說明書中描述的術(shù)語“……器”，“……機”以及“模塊”表示用于處理至少一個功能或操作，并且可以通過硬件元件或軟件元件及其組合物實現(xiàn)的單元。應(yīng)該理解的是，此處使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其他相似術(shù)語包括通常的機動車，例如包括運動型多功能車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車的客運車，包括各種小船與輪船的水運工具、飛行器等，還包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛與其他替代燃料車輛(例如，從除了石油外的資源中獲得的燃料)。如此處所指，混合動力車輛為具有兩種或多種動力源的車輛，例如同時具有汽油動力與電力的車輛。將在下文中參照附圖詳細描述本發(fā)明的典型實施例。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個典型實施例的用于混合動力車輛的系統(tǒng)的示意圖。如圖2中所示，根據(jù)本發(fā)明的一個典型實施例的用于混合動力車輛的系統(tǒng)100包括發(fā)動機200，變速器300，以及電池400。此外，用于混合動力車輛的系統(tǒng)100進一步包括將發(fā)動機200與變速器300相連接，并且具有第一部510與第二部520的第一離合器500 ;連接于第一部510，并且直接連接于變速器300的第一電機/發(fā)電機600 ;連接于第二部520的第二電機/發(fā)電機700 ;以及選擇性地將第一電機/發(fā)電機700與變速器300相連接的第二離合器800。此處，第一部510與第二部520為第一離合器500的組成元件，并且為可以獨立操作的離合器。根據(jù)本發(fā)明的典型實施例的用于混合動力車輛的系統(tǒng)100尤其可以用于插電式混合動力車輛(PHEV)。插電式混合動力車輛(PHEV)具有與傳統(tǒng)混合動力車輛的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu),但在插電式混合動力車輛中安裝有大容量的高壓電池。高壓電池400可以通過電力充電。因為需要混合動力車輛提升電動車輛模式下的驅(qū)動性能，所以與傳統(tǒng)混合動力車輛相比,應(yīng)當(dāng)增加電動機的輸出容量。第一離合器500將發(fā)動機200與變速器300選擇性地相連接，以使得將發(fā)動機200的動力傳送至變速器300或不傳送至變速器300。而且， 根據(jù)本發(fā)明的一個典型實施例的第一離合器500,如圖2所不，分為第一部510與第二部520。第一部510連接于第一電機/發(fā)電機600,以便將發(fā)動機200選擇性地連接于第一電機/發(fā)電機600。第一電機/發(fā)電機600直接連接于變速器300,以使得將第一電機/發(fā)電機的動力直接傳送至變速器300。當(dāng)釋放第一部510時，第一電機/發(fā)電機600接收來自電池400的動力，并且通過再生制動產(chǎn)生電力，為電池400充電。同時,第一離合器500的第二部520連接于第二電機/發(fā)電機700。此外,將第二電機/發(fā)電機700連接于另外設(shè)置于變速器300的一個從動軸處的第二離合器800，并且當(dāng)接合第二離合器800時，將第二電機/發(fā)電機700的動力通過第二離合器800傳送至變速器 300。當(dāng)接合第一部510、并且釋放第二離合器800時，第二電機/發(fā)電機700也接收來自電池400的動力，并且經(jīng)由發(fā)動機200的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生電力，為電池400充電。根據(jù)本發(fā)明一個典型實施例的用于混合動力車輛的系統(tǒng)100同時使用第一電機/發(fā)電機600與第二電機/發(fā)電機700作為在EV模式下驅(qū)動車輛的動力源，其經(jīng)由第二離合器800將來自第二電機/發(fā)電機700的動力傳送至變速器300。也就是說，不像如圖1中所示的傳統(tǒng)技術(shù)，其僅使用第一電機/發(fā)電機MGl通過例如皮帶直接連接于發(fā)動機，以啟動發(fā)動機或產(chǎn)生電力，本發(fā)明的示例性實施例在車輛處于EV模式時，能夠同時經(jīng)由第一與第二電機/發(fā)電機將驅(qū)動輸出供給至變速器TM。也就是說，在根據(jù)本發(fā)明的一個典型實施例的用于混合動力車輛的系統(tǒng)100的情況中，如圖2中所示，通過將第二離合器800插入第二電機/發(fā)電機700與變速器300之間而將第二電機/發(fā)電機700連接于變速器300，從而可以將第二電機/發(fā)電機700的動力傳送至變速器300。因此，可以移除傳統(tǒng)技術(shù)中的連接發(fā)動機與第一電機/發(fā)電機MGl的皮帶。根據(jù)本發(fā)明的一個典型實施例，因為第一電機/發(fā)電機600與第二電機/發(fā)電機700可以同時將動力傳送至變速器300，所以相比于傳統(tǒng)技術(shù)可以提升EV模式中的驅(qū)動性倉泛。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個典型實施例，因為通過如圖2所示的第二部520連接第二電機/發(fā)電機700與發(fā)動機200，所以可以通過驅(qū)動第二電機/發(fā)電機700啟動發(fā)動機200。在下文中，將詳細描述根據(jù)本發(fā)明的一個典型實施例的用于混合動力車輛的系統(tǒng)100在每種驅(qū)動模式下的操作。當(dāng)車輛在電動車輛(EV)模式下進行操作時，系統(tǒng)釋放第一離合器500的第一部510與第二部520，并且接合第二離合器800。通過釋放第一離合器500從而使發(fā)動機200的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩不輸送至變速器300，并且因此將第一電機/發(fā)電機600與第二電機/發(fā)電機700的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩輸送至變速器300。因為由兩個電機/發(fā)電機600與700供給驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，所以可以提升電動車輛模式的驅(qū)動性能。當(dāng)車輛在電動車輛(EV)模式下進行操作時，要重新啟動發(fā)動機，系統(tǒng)釋放第一部510與第二離合器800，并且接合第二部520。通過釋放第一部510而將發(fā)動機200從變速器300分離，并且僅將第一電機/發(fā)電機600的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩輸送至變速器300。此外，通過釋放第二離合器800而將第二電機/發(fā)電機700從變速器300分離，并且通過接合第二部520而連接第二電機/發(fā)電機700與發(fā)動機200。因此，通過來自第二電機/發(fā)電機700的動力可以啟動發(fā)動機200。當(dāng)車輛在混合動力模式下進行操作時，系統(tǒng)接合第一部510，并且釋放第二部520與第二離合器800。在這種情況下，由于第一部510的接合，將發(fā)動機200的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩輸送至變速器300，并且還將第一電機/發(fā)電機600的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩輸送至變速器300，從而同時從發(fā)動機200與第一電機/發(fā)電機600將動力提供至變速器。此時，可以釋放第二部520與第二離合器800。因此，車輛在HEV模式下進行操作的過程中，不將來自第二電機/發(fā)電機700的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩輸送至變速器300。同時，當(dāng)處于混合動力模式時，系統(tǒng)可以接合第一部510，釋放第二部520，并且接合第二離合器800，以使得由于第一部510的接合，將來自發(fā)動機200的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳送至變速器300，由于第二離合器800的接合，將來自第二電機/發(fā)電機700的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳送至變速器300，并且還將第一電機/發(fā)電機600的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩也傳送至變速器300。因此，在以上的方案中，混合動力車輛由發(fā)動機200、第一電機/發(fā)電機600以及第二電機/發(fā)電機700驅(qū)動。當(dāng)車輛制動時，系統(tǒng)釋放第一部510，以從變速器300分離發(fā)動機200，并且第一電機/發(fā)電機600通過再生制動產(chǎn)生電力。電池400由第一電機/發(fā)電機600產(chǎn)生的電力充電。當(dāng)再生制動時，為了獲得更大的再生力，系統(tǒng)釋放第一部510以使第一電機/發(fā)電機600產(chǎn)生電力，并且接合第二離合器800以使第二電機/發(fā)電機700也產(chǎn)生電力。以上描述了第一電機/發(fā)電機600通過再生制動產(chǎn)生電力。此外，通過接合第二離合器800以連接第二電機/發(fā)電機700與變速器300。因此，將由再生制動得到的動能通過變速器300輸送至第二電機/發(fā)電機700。通過使用動能，第二電機/發(fā)電機700產(chǎn)生電力，并且通過由第二電機/發(fā)電機700產(chǎn)生的電力為電池400充電。因此,因為通過同時使用第一電機/發(fā)電機600與第二電機/發(fā)電機700為電池400充電，所以可以獲得更大的再生力。根據(jù)本發(fā)明的典型實施例的有利之處在于，因為第一電機/發(fā)電機與第二電機/發(fā)電機可以將驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳送至變速器，所以可以提升電動車輛模式下的驅(qū)動性能。而且，根據(jù)本發(fā)明的典型實施例，因為不需要額外的開發(fā)成本與材料成本來增加電動機的輸出容量，所以還可以降低制造成本。盡管已經(jīng)結(jié)合目前認為實用的典型實施例來描述本發(fā)明，但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不限于所公開的實施例，相反，其旨在覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神與范圍內(nèi)的各種改裝以及等同裝置。
權(quán)利要求
1.一種具有發(fā)動機、變速器、以及電池的用于混合動力車輛的系統(tǒng)，包括: 第一離合器，其配置成選擇性地將所述發(fā)動機與所述變速器連接，并且具有第一部與第二部； 第一電機/發(fā)電機，其通過所述第一離合器中的所述第一部而選擇性地連接于所述發(fā)動機，并且直接連接于所述變速器； 第二電機/發(fā)電機，其通過所述第一離合器中的所述第二部而選擇性地連接于所述發(fā)動機；以及 第二離合器，其配置成選擇性地將所述第二電機/發(fā)電機與所述變速器連接， 其中，所述第一部與所述第二部為能夠在所述第一離合器中彼此獨立操作的離合器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中， 當(dāng)所述混合動力車輛處于電動模式時，釋放所述第一部和所述第二部，并且接合所述第二離合器，以使所述第一與第二電機/發(fā)電機向所述變速器提供動力，以下電動模式也稱為EV模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中， 當(dāng)所述車輛在EV模式下進行操作時，釋放所述第一部以通過所述第一電機/發(fā)電機驅(qū)動所述車輛，接合所述第二部并且釋放所述第二離合器，以當(dāng)啟動所述發(fā)動機時通過所述第二電機/發(fā)電機啟動所述發(fā)動機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中， 當(dāng)所述混合動力車輛 在混合動力模式下進行操作時，接合所述第一部，并且釋放所述第二部與所述第二離合器，以通過來自所述發(fā)動機與所述第一電機/發(fā)電機的動力驅(qū)動所述車輛。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中， 當(dāng)所述混合動力車輛在混合動力模式下進行操作時，接合所述第一部，釋放所述第二部，并且接合所述第二離合器，以通過來自所述發(fā)動機以及所述第一與第二電機/發(fā)電機的動力驅(qū)動所述車輛。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中， 當(dāng)再生制動時，釋放所述第一部，以使所述第一電機/發(fā)電機產(chǎn)生電力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中， 當(dāng)再生制動時，釋放所述第一部，以通過所述第一電機/發(fā)電機產(chǎn)生電力，并且接合所述第二離合器，以通過所述第二電機/發(fā)電機產(chǎn)生電力。
8.一種用于混合動力車輛的動力傳動系統(tǒng)，所述動力傳動系統(tǒng)包括: 第一離合器，其配置成選擇性地將發(fā)動機與變速器連接，其中，所述第一離合器包括第一部與第二部； 第一電機/發(fā)電機，其通過所述第一離合器中的所述第一部而選擇性地連接于所述發(fā)動機，并且直接連接于所述變速器； 第二電機/發(fā)電機，其通過所述第一離合器中的所述第二部而選擇性地連接于所述發(fā)動機；以及 第二離合器，其配置成選擇性地將所述第二電機/發(fā)電機與所述變速器連接，其中，當(dāng)所述車輛在電動車輛模式下進行操作時，所述第二離合器將所述第二電機/發(fā)電機連接于所述變速器，其中，所述第一部與所述第二`部為能夠在所述第一離合器中彼此獨立操作的離合器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于混合動力車輛的系統(tǒng)，其包括發(fā)動機、變速器、以及電池。該系統(tǒng)可以進一步包括配置成連接發(fā)動機與變速器，并且具有第一部與第二部的第一離合器；配置成連接于第一部，并且直接連接于變速器的第一電機/發(fā)電機；配置成連接于第二部的第二電機/發(fā)電機；以及配置成連接第二電機/發(fā)電機與變速器的第二離合器。特別地，第一部與第二部可以是獨立操作的離合器。
文檔編號B60K6/38GK103101429SQ20121027874
公開日2013年5月15日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者宋成在, 金達哲, 趙成泰, 金鏞基 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社