【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于动力传动，具体涉及一种多模式多档位的混合动力车辆传动系统。
技术介绍
1、混合动力汽车按照动力总成的构型连接方式不同，可分为串联式、并联式、功率分流式以及串并联构型方案。以丰田thsths和本田immd为代表的功率分流式evt与串并联式混合动力系统，简单高效，是全球市场主流的两条混合动力技术路线。然而，功率分流方案侧重于城市工况下的经济性，在高速工况产生循环功率导致效率下降，加速性也比较差。为改善输入分流在高速的低效情况，通常通过离合器增加复合分流或并联模式等高速工况下的高效模式进行优势互补，但通常需要两到三个行星齿轮机构，以及较多离合器和制动器，导致控制复杂度、成本增加，传动效率与工作可靠性降低。而本田immd等串并联方案更侧重于动力性能，但发动机直连输出端，城市工况下经济性不如丰田ths等功率分流方案，二者各有优劣。因此，如何综合ths经济性优与immd方案动力性强的优点，改善中高速工况下ths功率循环的低效区间，充分开发发动机、电机整体性能潜力，优化工作区间，进一步提高系统动力性、燃油经济性，是目前研究的关键难点问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提出一种多模式多档位的混合动力传动系统，兼具ths分流模式与immd串并联优势，通过2个同步器和挡位齿轮实现模式切换控制，显著改善了混合动力汽车的燃油经济性及动力性。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种多模式多档位的混合动力传动系统，包括发动机、
4、所述行星排组件包括行星架、齿圈、太阳轮，第一电机与太阳轮连接，太阳轮通过行星架与齿圈啮合，行星架上固定设有行星架轴，齿圈与行星架轴转动配合，齿圈与所述中间轴齿轮啮合；
5、所述换挡组件包括设于发动机输出轴上的第一挡位齿、第二挡位齿、第三挡位齿、第一同步器，以及设于行星架轴上的第二同步器、第四挡位齿、第五挡位齿、第六挡位齿；所述第一挡位齿与第四挡位齿啮合，第二挡位齿与第五挡位齿啮合，第三挡位齿与第六挡位齿啮合，第六挡位齿与齿圈固定连接；所述第一同步器固定于发动机输出轴上，第一同步器右端可与第二挡位齿连接，左端可与第三挡位齿连接，通过控制第一同步器可以切换控制发动机与第二挡位齿和第三挡位齿的动力传递，所述第二同步器固定设于行星架轴上，第二同步器左端可与第四挡位齿连接，右端可与变速器壳体连接，通过控制第二同步器可以控制发动机动力传递到行星架，或者传动锁止于行星架。所述第一电机、第二电机均为发电及电动一体化电机。
6、通过控制第一同步器和第二同步器实现不同模式与不同挡位的切换，实现多种构型工作模式；所述构型工作模式包括第一档双电机并联构型工作模式、第一档输入分流evt构型工作模式、第二档双电机并联构型工作模式、双电机纯电动构型工作模式、单电机并联构型工作模式、单电机纯电动构型工作模式、第二档输入分流evt构型工作模式。
7、进一步，所述第一档双电机并联构型工作模式为：控制第一同步器到左位，使发动机输出轴与第三挡位齿传动连接，同时控制第二同步器到左位，使第四挡位齿与行星架轴传动连接；发动机的动力通过第一挡位齿与第四挡位齿轮的减速比传递到行星架、通过第三挡位齿与第六挡位齿轮的减速比传递至齿圈，并与第一电机通过行星排组件进行动力耦合，之后在中间轴齿轮处和第二电机传递的动力再次耦合，最后通过减速差速系统将动力传递到车轮；所述第一档双电机并联构型工作模式包括三种工作模式：
8、第一种，第一电机与第二电机同时电动使能，与发动机并联驱动输出动力；
9、第二种，第一电机空转不使能，发动机与第二电机并联驱动输出动力；
10、第三种，第二电机空转不使能，发动机与第一电机并联驱动输出动力。
11、进一步，所述第一档输入分流evt构型工作模式为：控制第一同步器在中位，同时控制第二同步器在左位，使发动机的动力通过第一挡齿和第四档齿轮的减速比传递至行星架，一部分动力通过太阳轮驱动第一电机发电，另一部分动力通过齿圈在中间轴齿轮与第二电机传来的动力耦合，最后通过减速差速系统将动力传递到车轮。
12、进一步，所述第二档双电机并联构型工作模式为：控制第一同步器左位，使第三挡位齿与发动机输出轴连接，同时控制第二同步器右位，使行星架轴与减速器壳体连接，锁止行星架；发动机通过第三挡位齿与第六挡位齿轮的减速比将动力传递至齿圈，与第一电机动力通过行星排组件耦合后，再在中间轴齿轮处与第二电机传来的动力耦合，最后通过减速差速系统将动力传递到车轮；所述第二档双电机并联构型工作模式包括三种工作模式：
13、第一种，第一电机、第二电机均电动使能，与发动机并联驱动输出动力；
14、第二种，第一电机空转不使能，发动机与第二电机并联驱动输出动力；
15、第三种，第二电机空转不使能，发动机与第一电机并联驱动输出动力。
16、进一步，所述双电机纯电动构型工作模式均通过锁止行星架的方式，都使行星排转换成了固定传动比的定轴传动。第一电机纯电驱动时可以通过行星排组件传递动力到齿圈，并在中间轴齿轮处与第二电机纯电驱动传来的动力耦合，最后通过减速差速系统将动力传递到车轮。
17、锁止行星架通过三种方式实现：
18、1)控制第一同步器右位，控制第二同步器左位，发动机输出轴通过第一挡位和第四挡位齿轮减速比传递到行星轴，发动机输出轴同时通过第二挡位齿轮和第五挡位齿轮的减速比传递到行星轴，由于输入输出部件相同均为发动机轴和行星架轴，但是第一/四挡减速比和第二/五挡减速比不一致，因此传动轴锁止；
19、2)通过控制第一同步器中位，使第一同步器不工作，同时控制第二同步器右位，使行星架轴与减速器壳体连接，锁止行星架；
20、3)通过控制控制第一同步器右位，发动机通过第二挡位齿轮和第五挡位齿，连接行星架轴，同时控制第二同步器右位，使行星架轴与减速器壳体连接，锁止行星架。
21、所述双电机纯电动构型工作模式包括三种工作模式，分别为第一电机独立驱动、第二电机独立驱动、第一电机和第二电机并联驱动。
22、进一步，所述单电机并联构型工作模式为：控制第一同步器到左位，使第三挡位齿与发动机输出轴传动连接，同时控制第二同步器到中位，使第二同步器不工作；行星架空转，发动机通过齿圈传递动力，并在中间轴齿轮处与第二电机传来的动力进行耦合，最后通过减速差速系统将动力传递到车轮。
23、进一步，所述单电机纯电动构型工作模式为：控制第一同步器和第二同步器均本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多模式多档位的混合动力传动系统，包括发动机、第一电机、第二电机、行星排组件、换挡组件、减速差速系统，其特征在于：所述发动机与换挡组件传动连接，所述第一电机与行星排组件的太阳轮连接，所述行星排组件与换挡组件通过齿轮传动连接，并通过换挡组件切换挡位，调整第一电机与发动机的动力耦合模式；所述减速差速系统的输入端设有一中间轴齿轮，所述行星排组件与第二电机均与所述中间轴齿轮传动连接，并通过中间轴齿轮进行动力耦合将动力传递至减速差速系统驱动车轮。
2.根据权利要求1所述的多模式多档位的混合动力传动系统，其特征在于：所述行星排组件包括行星架、齿圈、太阳轮，第一电机通过换挡组件选择地与行星架、或齿圈连接，太阳轮通过行星架与齿圈啮合，行星架上固定设有行星架轴，齿圈与行星架轴转动配合，齿圈与所述中间轴齿轮啮合；
3.根据权利要求2所述的多模式多档位的混合动力传动系统，其特征在于，所述第一档双电机并联构型工作模式为：控制第一同步器，使第三挡位齿与发动机输出轴传动连接，同时控制第二同步器，使第四挡位齿与行星架轴传动连接；发动机的动力通过第一挡位齿、第三挡位齿分别传递至行星
4.根据权利要求2所述的多模式多档位的混合动力传动系统，其特征在于，所述第一档输入分流EVT构型工作模式为：控制第一同步器处于中间位置不工作，同时控制第二同步器处于左位，使发动机通过第一挡位齿轮和第四挡位齿轮的传动减速比将动力传递到行星架；
5.根据权利要求2所述的多模式多档位的混合动力传动系统，其特征在于，所述第二档双电机并联构型工作模式为：控制第一同步器，使第三挡位齿与发动机输出轴传动连接，同时控制第二同步器，使行星架轴与减速器壳体连接，锁止住行星架，行星传动改变为定轴定速比传动，发动机将动力传递至齿圈，与第一电机动力通过行星排组件耦合后，在中间轴齿轮与第二电机传来的动力耦合，最后通过减速差速系统将动力传递到车轮；所述第二档双电机并联构型工作模式包括三种工作模式：
6.根据权利要求2所述的多模式多档位的混合动力传动系统，其特征在于，所述双电机纯电动构型工作模式中，通过锁止行星架使行星排转换成固定传动比的定轴传动，第一电机纯电驱动时，通过行星排组件传递动力到齿圈，并在中间轴齿轮与第二电机纯电驱动时传来的动力耦合，最后通过减速差速系统将动力传递到车轮；
7.根据权利要求2所述的多模式多档位的混合动力传动系统，其特征在于，所述单电机并联构型工作模式为：通过控制第一同步器左位，使第三挡位齿与发动机输出轴传动连接，并通过第六挡齿轮传递到齿圈，控制第二同步器中位，使第二同步器不工作，发动机通过齿圈传递动力，并与第二电机通过中间轴齿轮进行动力耦合，最后通过减速差速系统将动力传递到车轮。
8.根据权利要求2所述的多模式多档位的混合动力传动系统，其特征在于，所述单电机纯电动构型工作模式为：控制第一同步器、第二同步器均处于中位，不工作，第二电机通过减速差速系统将动力传递到车轮。
9.根据权利要求2所述的多模式多档位的混合动力传动系统，其特征在于，所述第二档输入分流EVT构型工作模式为：通过控制第一同步器右位，发动机通过第二挡位齿轮和第五挡位齿，以第五挡位齿/第二挡位齿的齿轮减速比输入行星架，同时控制第二同步器到中位，使第二同步器不工作，发动机的动力从行星架输入，一部分动力通过太阳轮驱动第一电机发电，另一部分动力通过齿圈在中间轴齿轮与第二电机传来的动力耦合，最后通过减速差速系统将动力传递到车轮。
10.根据权利要求2所述的多模式多档位的混合动力传动系统，其特征在于，当刹车时，第二电机采用发电模式，刹车的制动能量通过减速差速系统反传给第二电机，回收制动能量；当行星排组件因为自由度限制变成定速比传动，系统工作于第一档双电机并联构型工作模式、第二档双电机并联构型工作模式或双电机纯电动构型工作模式，在第一电机参与驱动时，刹车的制动能量通过减速差速系统，行星排组件变成的定轴定速比传动，反传给第一电机，用于发电，再生回收制动能量。
...【技术特征摘要】
1.一种多模式多档位的混合动力传动系统，包括发动机、第一电机、第二电机、行星排组件、换挡组件、减速差速系统，其特征在于：所述发动机与换挡组件传动连接，所述第一电机与行星排组件的太阳轮连接，所述行星排组件与换挡组件通过齿轮传动连接，并通过换挡组件切换挡位，调整第一电机与发动机的动力耦合模式；所述减速差速系统的输入端设有一中间轴齿轮，所述行星排组件与第二电机均与所述中间轴齿轮传动连接，并通过中间轴齿轮进行动力耦合将动力传递至减速差速系统驱动车轮。
2.根据权利要求1所述的多模式多档位的混合动力传动系统，其特征在于：所述行星排组件包括行星架、齿圈、太阳轮，第一电机通过换挡组件选择地与行星架、或齿圈连接，太阳轮通过行星架与齿圈啮合，行星架上固定设有行星架轴，齿圈与行星架轴转动配合，齿圈与所述中间轴齿轮啮合；
3.根据权利要求2所述的多模式多档位的混合动力传动系统，其特征在于，所述第一档双电机并联构型工作模式为：控制第一同步器，使第三挡位齿与发动机输出轴传动连接，同时控制第二同步器，使第四挡位齿与行星架轴传动连接；发动机的动力通过第一挡位齿、第三挡位齿分别传递至行星架、齿圈，并与第一电机通过行星排组件进行动力耦合，发动机与第一电机的动力耦合后，在中间轴齿轮与第二电机传来的动力耦合，最后通过减速差速系统将动力传递到车轮；所述第一档双电机并联构型工作模式包括三种工作模式：
4.根据权利要求2所述的多模式多档位的混合动力传动系统，其特征在于，所述第一档输入分流evt构型工作模式为：控制第一同步器处于中间位置不工作，同时控制第二同步器处于左位，使发动机通过第一挡位齿轮和第四挡位齿轮的传动减速比将动力传递到行星架；
5.根据权利要求2所述的多模式多档位的混合动力传动系统，其特征在于，所述第二档双电机并联构型工作模式为：控制第一同步器，使第三挡位齿与发动机输出轴传动连接，同时控制第二同步器，使行星架轴与减速器壳体连接，锁止住行星架，行星传动改变为定轴定速比传动，发动机将动力传递至齿圈，与第一电机动力通过行星排组件耦合后，在中间轴齿轮与第二电机传来的动力耦合，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨亚联，邹云葛，张毓昕，胡晓松，刘昌东，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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