混合动力汽车动力系统及其动力传动方法技术方案

本发明专利技术提供了一种混合动力汽车动力系统及其动力传动方法，动力系统包括发动机、变速器、离合器、第一动力切换装置、第二动力切换装置、动力输出轴及电机。动力切换装置为同步器，用于变速器的输入端与输出端与电机之间的动力切换。在发动机静车起动或车辆停车发电状态下，电机与变速器的输入端连接，发动机与电机的动力相互耦合，实现快速起动、停车发电；当变速器换挡状态下，电机与变速器的输出端连接，电机提供补偿扭矩，可以实现无扭矩中断换挡，本发明专利技术可同时实现快速起动、停车发电及无扭矩中断换挡。

Hybrid electric vehicle power system and power transmission method thereof

The present invention provides a hybrid power system and method for power transmission, power system including the engine, gearbox, clutch, the first power switching device, second power switching device, a power output shaft and motor. The power switching device is a synchronizer, which is used for the power switch between the input end of the transmission and the output end and the motor. In the engine or vehicle parking car starting static state power, motor and transmission is connected to the input end, dynamic coupling between the engine and the motor, realize fast start and stop when the state power; transmission, motor output and transmission is connected with the motor torque compensation, can be achieved without torque interruption shift the invention can realize fast start and stop power and torque shifting.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混合动力汽车
，特别涉及一种混合动力汽车动力系统及其动力传动方法。
技术介绍
随着油耗和排放法规的日益严格，汽车的经济性和排放性能需要不断提升。混合动力汽车作为一种有效、可靠的新能源汽车解决方法，具有较强的节能、减排能力和广阔的市场前景。目前，采用自动变速器的单电机定轴式并联混合动力系统分为两类，第一类为电机安装在发动机和变速器之间，且电机通过离合器与发动机解耦(离合器断开，电机与发动机分开)的混合动力系统(以下简称为P2型动力系统)，第二类为电机安装在变速器和差速器之间的混合动力系统(以下简称为P3型动力系统)。如图1所示，在P2型动力系统中，电机20安装在发动机10和变速器30之间，且通过离合器40与发动机10解耦，电机20的转矩通过离合器41与变速器30输出给动力输出轴50，动力输出轴50连接差速器60，将转矩传递给A车轮70与B车轮71，对电机峰值功率和转矩的要求较低，同时电机工作效率得到提升，但是由于电机安装在变速器输入端，换挡时存在扭矩中断问题，而且，P2型动力系统轴向布置空间有限，电机功率较小。如图2所示，在P3型动力系统中，电机20安装在变速器30的输出端，变速器30换挡时，离合器40中断，电机20提供补偿扭矩，可以实现无扭矩中断换挡，但是，P3型动力系统无法实现车辆静止状态下快速起动发动机和停车发电。因此，需要设计一种既可以发动机静车快速起动和停车发电，又实现无扭矩中断换挡的动力系统及动力传动方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种混合动力汽车动力系统及其动力传动方法，以解决现有的动力系统及方法无法同时实现快速起动、停车发电及无扭矩中断换挡的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种混合动力汽车动力系统，所述混合动力汽车动力系统包括发动机、离合器、变速器、第一动力切换装置、第二动力切换装置、动力输出轴及电机，其中：所述发动机用于为所述混合动力汽车的动力系统提供转矩；所述离合器连接于所述发动机与所述变速器之间，用于分离所述发动机与所述变速器；所述变速器包括输入端与输出端，所述输入端连接所述离合器，所述输出端连接所述动力输出轴；所述第一动力切换装置连接于所述变速器的输入端与所述电机之间；所述第二动力切换装置连接于所述变速器的输出端与所述电机之间。可选的，在所述的混合动力汽车动力系统中，所述第一动力切换装置包括第一同步器和正对所述第一同步器的第一齿轮。可选的，在所述的混合动力汽车动力系统中，所述第一同步器与所述变速器的输入端耦合。可选的，在所述的混合动力汽车动力系统中，所述第二动力切换装置包括第二同步器和正对所述第二同步器的第二齿轮。可选的，在所述的混合动力汽车动力系统中，所述第二同步器与所述变速器的输出端耦合。可选的，在所述的混合动力汽车动力系统中，所述第一齿轮及所述第二齿轮均与所述电机连接。可选的，在所述的混合动力汽车动力系统中，所述第一同步器与所述第一齿轮在所述发动机静车起动和车辆停车过程中保持接合状态，在所述变速器换挡过程中保持断开状态。可选的，在所述的混合动力汽车动力系统中，所述第二同步器与所述第二齿轮在所述发动机静车起动和车辆停车过程中保持断开状态，在所述变速器换挡过程中保持接合状态。本专利技术还提供一种混合动力汽车动力传动方法，所述混合动力汽车动力传动方法包括如下步骤：所述混合动力汽车动力系统收到发动机静车起动或车辆停车发电指令；所述混合动力汽车动力系统中的第一动力切换装置接合；所述混合动力汽车动力系统中的第二动力切换装置断开；所述混合动力汽车动力系统中的离合器接合；所述混合动力汽车动力系统中的电机输入或输出转矩；所述混合动力汽车动力系统完成发动机静车起动或完成车辆停车发电。本专利技术还提供一种混合动力汽车动力传动方法，所述混合动力汽车动力传动方法包括如下步骤：所述混合动力汽车动力系统中的变速器收到换挡指令；所述混合动力汽车动力系统中的第一动力切换装置断开；所述混合动力汽车动力系统中的第二动力切换装置接合；所述混合动力汽车的动力系统中的变速器进行换挡操作，其中，所述变速器进行换挡操作包括离合器断开，摘挡，挂挡，离合器接合；所述混合动力汽车的动力系统中的电机在上述换挡过程中向动力输出轴输出转矩。在本专利技术提供的混合动力汽车动力系统及其动力传动方法中，第一动力切换装置与第二动力切换装置分别连接在变速器的输入端和输出端与电机之间，接合和断开电机与变速器的输入输出端的动力传输，实现了P2型动力系统与P3型动力系统的相互切换。在发动机静车起动或车辆停车发电状态下，第一动力切换装置接合，第二动力切换装置断开，发动机与电机的动力相互耦合，实现快速起动、停车发电；当变速器换挡状态下，第一动力切换装置断开，第二动力切换装置接合，电机为动力输出轴提供补偿扭矩，可以实现无扭矩中断换挡，该动力传动方法可同时实现快速起动、停车发电及无扭矩中断换挡。本专利技术兼具P2、P3型混合动力汽车传动装置的优点：与P2型方案相比，增加了无动力中断换挡功能；与P3型方案相比，增加了车辆静止时发动机快速起动和停车发电功能，且电机峰值转矩/功率较小，电机工作效率较高。本专利技术提升了现有单电机定轴式并联混合动力汽车传动装置的性能。本专利技术的混合动力系统仅通过在传统自动变速器基础上增加两个动力切换装置，可以有效摆脱自动变速器(以下简称为AT)和双离合自动变速器(以下简称为DCT)等技术瓶颈。与采用AT/DCT作为传动装置的混合动力系统相比，集成难度低，增加成本小。附图说明图1是现有的混合动力汽车P2型动力系统结构图；图2是现有的混合动力汽车P3型动力系统结构图；图3是本专利技术实施例一混合动力汽车动力系统结构图；图4是本专利技术实施例一混合动力汽车动力系统示意图；图5是本专利技术实施例二混合动力汽车动力系统示意图；图6是本专利技术实施例三混合动力汽车动力传动方法等效示意图；图7是本专利技术实施例四混合动力汽车动力传动方法等效示意图；图中所示：10-发动机；20-电机；21-电机输出轴齿轮；30-变速器；31-输入端；32-输出端；33-A挡输入轴齿轮；34-B挡输入轴齿轮；35-A挡和B挡切换同步器；36-A挡输出轴齿轮；37-B挡输出轴齿轮；40-离合器；50-动力输出轴；60-差速器；70-A车轮；71-B车轮；80-第一动力切换装置；81-第二动力切换装置；82-第一同步器；83-第一齿轮；84-第二同步器；85-第二齿轮。具体实施方式以下结合附图3～7和具体实施例对本专利技术提出的混合动力汽车动力系统及其动力传动方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术的核心思想在于提供一种混合动力汽车动力系统及其动力传动方法，以实现同时实现快速起动、停车发电及无扭矩中断换挡。为实现上述思想，本专利技术提供了一种混合动力汽车动力系统，包括发动机、变速器、离合器、第一动力切换装置、第二动力切换装置、动力输出轴及电机；本专利技术提供的混合动力汽车动力传动方法包括动力切换装置和离合器的断开和接合。发动机起动分两种情况，一种是静车起动，即发动机起动时车辆静止；一种是行车起动，即车辆行进过程中(电机驱动)的发动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力汽车动力系统，其特征在于，所述混合动力汽车动力系统包括发动机、离合器、变速器、第一动力切换装置、第二动力切换装置、动力输出轴及电机，其中：所述发动机用于为所述混合动力汽车的动力系统提供转矩；所述离合器连接于所述发动机与所述变速器之间，用于分离所述发动机与所述变速器；所述变速器包括输入端与输出端，所述输入端连接所述离合器，所述输出端连接所述动力输出轴；所述第一动力切换装置连接于所述变速器的输入端与所述电机之间；所述第二动力切换装置连接于所述变速器的输出端与所述电机之间。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车动力系统，其特征在于，所述混合动力汽车动力系统包括发动机、离合器、变速器、第一动力切换装置、第二动力切换装置、动力输出轴及电机，其中：所述发动机用于为所述混合动力汽车的动力系统提供转矩；所述离合器连接于所述发动机与所述变速器之间，用于分离所述发动机与所述变速器；所述变速器包括输入端与输出端，所述输入端连接所述离合器，所述输出端连接所述动力输出轴；所述第一动力切换装置连接于所述变速器的输入端与所述电机之间；所述第二动力切换装置连接于所述变速器的输出端与所述电机之间。2.如权利要求1所述的混合动力汽车动力系统，其特征在于，所述第一动力切换装置包括第一同步器和正对所述第一同步器的第一齿轮。3.如权利要求2所述的混合动力汽车动力系统，其特征在于，所述第一同步器与所述变速器的输入端耦合。4.如权利要求3所述的混合动力汽车动力系统，其特征在于，所述第二动力切换装置包括第二同步器和正对所述第二同步器的第二齿轮。5.如权利要求4所述的混合动力汽车动力系统，其特征在于，所述第二同步器与所述变速器的输出端耦合。6.如权利要求4所述的混合动力汽车动力系统，其特征在于，所述第一齿轮及所述第二齿轮均与所述电机连接。7.如权利要求6所述的混合动力汽车动力系统，其特征在于，所述第一同步器与所述第一齿轮在所述发动机静车起动和车辆停车过...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松，张虎，陈宇清，郭辉，李君，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31