CN107097629A - 混合动力车的驱动装置及汽车 - Google Patents
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Abstract
一种混合动力车的驱动装置及汽车,其中,混合动力车的驱动装置包括:第一轴,作为所述驱动装置的输出端提供车辆行驶所需动力;沿轴向依次连接的电机、第二轴、空套于所述第二轴的外周面上的第三轴、第一耦合单元、第二耦合单元、第四轴、第三耦合单元、第五轴、内燃机;还包括:至少一个用于建立所述第一轴与所述第二轴之间的扭矩传输的第一档位耦合单元;至少一个用于建立所述第一轴与所述第三轴之间的扭矩传输的第二档位耦合单元。本发明的混合动力车的驱动装置,车辆处于纯电动驱动模式下,可以实现不同档位的切换,从而实现增扭变速功能。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,具体涉及一种混合动力车的驱动装置及汽车。
背景技术
随着节能和环保成为汽车行业发展的主流,混合动力汽车已经成为各国汽车厂商大力发展的关键核心技术。驱动装置是将动力源(内燃机或电动机)耦合产生的高转速、低扭矩的机械动力转换成更为有效的低转速和高扭矩的动力装置。汽车上安装的驱动装置通常有多个不同的转速/扭矩转换比,通常称为“档位”或“档”,也即汽车上安装的驱动装置具有多个不同的档位,以适应不同的行驶速度下对转速扭矩组合的不同要求,以及实现倒车行驶、中断动力传递、实现空挡等功能。
参考图1,现有技术提供了一种混合动力车驱动装置,包括发动机1、启动发电机2、离合器3、减速器4、电机5,其中启动发电机2与发动机1连接,离合器3位于启动发电机2和减速器4之间,且分别和启动发电机2、减速器4连接,电机5与减速器4连接;减速器4还和差速器6连接。该驱动装置的结构非常紧凑,布置比较灵活,在理想工况下,动力传递直接,传递效率较高。
但是,在汽车纯电动驱动模式下,此时离合器3分离,仅由电机5作为动力源驱动车辆行驶,由于没有档位的增扭变速功能,减速器4直接驱动车辆,很难兼顾爬坡、加速性能和最高电动行驶车速等方面的设计需求,必须采用大扭矩高速电机,也使得与之配套的电力电子箱和电池系统等技术要求也需相应提高。即便如此,在城市工况下,也很难保证电机经常工作在高效率区间。此外,由于采用双电机结构,结构复杂,又增加了车辆的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种新结构的混合动力车的驱动装置及汽车,能够实现多档位、多模式的工作状态。
为达到上述目的,本发明提供一种混合动力车的驱动装置,包括:
第一轴,作为所述驱动装置的输出端提供车辆行驶所需动力;
第二轴,沿轴向所述第二轴具有第一端和第二端;
第三轴,沿轴向所述第三轴具有第一端和第二端,且所述第三轴空套于所述第二轴的外周面上;
第四轴,沿轴向所述第四轴具有第一端和第二端;
第五轴,沿轴向所述第五轴具有第一端和第二端;
电机,与所述第二轴的第一端连接,用于向所述第二轴提供第一动力;
第一耦合单元,能在接合、分离状态之间切换,所述第一耦合单元的输入端与所述第三轴的第二端连接,所述第一耦合单元的输出端与所述第四轴的第一端连接;
第二耦合单元,能在接合、分离状态之间切换,所述第二轴的第二端伸出所述第三轴并与所述第二耦合单元的输入端连接,所述第二耦合单元的输出端与所述第四轴的第一端连接;
所述第三耦合单元,能在接合、分离状态之间切换,所述第三耦合单元的输出端与所述第四轴的第二端连接,第三耦合单元的输入端与第五轴的第一端连接;
内燃机,与所述第五轴的第二端连接,用于提供第二动力;
还包括:
至少一个用于建立所述第一轴与所述第二轴之间的扭矩传输的第一档位耦合单元,所述第一档位耦合单元能在接合、分离状态之间切换;
至少一个用于建立所述第一轴与所述第三轴之间的扭矩传输的第二档位耦合单元,所述第一档位耦合单元的档位和所述第二档位耦合单元的档位不同,所述第二档位耦合单元能在接合、分离状态之间切换。
可选的,所述第一档位耦合单元和所述第二档位耦合单元均为一个;
所述第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第二轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;以及,
套设在所述第一轴上的第一同步器,所述第一同步器用于沿轴向移动并将所述第一档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合;
所述第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第三轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;以及,
套设在所述第一轴上的第二同步器,所述第二同步器用于沿轴向移动并将所述第二档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合。
可选的,所述第一档位耦合单元和所述第二档位耦合单元均为两个;
每一所述第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第二轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
每一所述第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第三轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
两个所述第一档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第一同步器,所述第一同步器用于沿轴向移动并将所述第一档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合;
两个所述第二档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第二同步器,所述第二同步器用于沿轴向移动并将所述第二档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合。
可选的,所述第一档位耦合单元为两个,所述第二档位耦合单元为一个;
每一所述第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第二轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
两个所述第一档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第一同步器,所述第一同步器用于沿轴向移动并将所述第一档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合;
所述第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第三轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
套设在所述第一轴上的第二同步器,所述第二同步器用于沿轴向移动并将所述第二档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合。
可选的,所述第一档位耦合单元为一个,所述第二档位耦合单元为两个;
所述第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第二轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
套设在所述第一轴上的第一同步器,所述第一同步器用于沿轴向移动并将所述第一档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合;
每一所述第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第三轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
两个所述第二档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第二同步器,所述第二同步器用于沿轴向移动并将所述第二档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合。
可选的,所述第一档位耦合单元为三个,所述第二档位耦合单元为两个;
每一所述第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第二轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
每一所述第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第三轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
三个所述第一档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第一同步器、第三同步器,所述第一同步器、第三同步器用于沿轴向移动并将所述第一档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合;
两个所述第二档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第二同步器,所述第二同步器用于沿轴向移动并将所述第二档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合。
可选的,所述第一档位耦合单元为两个,所述第二档位耦合单元为三个;
每一所述第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第二轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
每一所述第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第三轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
两个所述第一档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第一同步器,所述第一同步器用于沿轴向移动并将所述第一档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合;
三个所述第二档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第二同步器、第三同步器,所述第二同步器、第三同步器用于沿轴向移动并将所述第二档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合。
可选的,所述第一耦合单元、第二耦合单元为湿式离合器,所述第三耦合单元为干式离合器。
本发明还提供一种汽车,包括上述任一所述的混合动力车的驱动装置。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
本发明提供了一种新结构的混合动力车的驱动装置,包括第一轴,作为所述动力总成的输出端提供车辆行驶所需动力;沿轴向,第二轴具有第一端和第二端,第三轴具有第一端和第二端,第四轴具有第一端和第二端,第五轴具有第一端和第二端;电机,与第二轴的第一端连接,用于向第二轴提供第一动力;第一耦合单元,能在接合、分离状态之间切换,第一耦合单元的输入端与第三轴的第二端连接,第一耦合单元的输出端与第四轴的第一端连接;第二耦合单元,能在接合、分离状态之间切换,第二轴的第二端伸出第三轴并与第二耦合单元的输入端连接,第二耦合单元的输出端与第四轴的第一端连接;第三耦合单元,能在接合、分离状态之间切换,第三耦合单元的输出端与第四轴的第二端连接,第三耦合单元的输入端与第五轴的第一端连接;内燃机,与第五轴的第二端连接,用于提供第二动力。即,电机、第二轴、第三轴、第一耦合单元、第二耦合单元、第四轴、第三耦合单元、第五轴、内燃机沿轴向依次连接。
当第三耦合单元处于分离状态时,内燃机与电机之间的扭矩传输中断,仅由电机作为第一动力源提供车辆行驶所需动力,车辆处于纯电动驱动模式;由于设置了至少一个用于建立第一轴与第二轴之间的扭矩传输的第一档位耦合单元,第一档位耦合单元能在接合、分离状态之间切换;及至少一个用于建立第一轴与第三轴之间的扭矩传输的第二档位耦合单元,第二档位耦合单元能在接合、分离状态之间切换,且第一档位耦合单元的档位和第二档位耦合单元的档位不同。
当混合动力车需要在第一档位工作时,控制第一耦合单元和第二耦合单元处于分离状态、第一档位耦合单元处于接合状态,由于电机与第二轴连接,第一耦合单元和第二耦合单元处于分离状态,第一档位耦合单元处于接合状态,电机提供的动力通过第一档位耦合单元传递到第一轴,不会通过第一耦合单元和第二耦合单元传递至第三轴;混合动力车仅会在第一档位工作。
当混合动力车需要在第二档位工作时,控制第一耦合单元和第二耦合单元处于接合状态、第一档位耦合单元处于分离状态、第二档位耦合单元处于接合状态;由于电机与第二轴连接,第一耦合单元和第二耦合单元处于接合状态,第一档位耦合单元处于分离状态,第二档位耦合单元处于接合状态;电机提供的第一动力通过第一耦合单元和第二耦合单元传递至第三轴,第三轴又通过第二档位耦合单元传递至第一轴;混合动力车仅会在第二档位工作。
附图说明
图1是现有技术中混合动力车的驱动装置的结构示意图;
图2是本发明实施例一混合动力车的驱动装置的结构示意图一;
图3是本发明实施例一混合动力车的驱动装置的结构示意图二;
图4是本发明实施例一混合动力车的驱动装置在各种模式下各个部件的状态;
图5是本发明实施例二混合动力车的驱动装置的结构示意图;
图6是本发明实施例三混合动力车的驱动装置的结构示意图;
图7是本发明实施例四混合动力车的驱动装置的结构示意图;
图8是本发明实施例五混合动力车的驱动装置的结构示意图;
图9是本发明实施例六混合动力车的驱动装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
实施例一
参考图2和图3,本发明实施例提供一种混合动力车的驱动装置,包括:第一轴50,作为驱动装置的输出端提供车辆行驶所需动力;还包括沿轴向依次连接的电机2、第二轴20、空套于所述第二轴20的外周面上的第三轴40、第一耦合单元C1、第二耦合单元C2、第四轴30、第三耦合单元C3、第五轴10、内燃机1;可以理解为:沿轴向,第二轴20具有第一端和第二端,第三轴40具有第一端和第二端,第四轴30具有第一端和第二端,第五轴10具有第一端和第二端;第二轴20、第三轴40、第一耦合单元C1、第二耦合单元C2、第四轴30、第三耦合单元C3、第五轴10的中心位于同一直线上(也即同轴布置)。
其中,第二轴20的第一端与电机2连接,电机2用于向第二轴20提供第一动力,第二轴20的第二端伸出第三轴40并与第二耦合单元C2的输入端连接,第二耦合单元C2的输出端与第四轴30的第一端连接,第二耦合单元C2能在接合、分离状态之间切换。当第二耦合单元C2处于接合状态时,第二轴20与第四轴30建立扭矩传输;当第二耦合单元C2处于分离状态时,第二轴20与第四轴30的扭矩传输中断。
另外,第三轴40的第二端与第一耦合单元C1的输入端连接,第四轴30的第一端与第一耦合单元C1的输出端连接;第一耦合单元C1能在接合、分离状态之间切换。当第一耦合单元C1处于接合状态时,第三轴40与第四轴30建立扭矩传输;当第一耦合单元C1处于分离状态时,第三轴40与第四轴30扭矩传输中断。
需说明的是,上文描述的第四轴30的第一端与第一耦合单元C1的输出端连接及第二耦合单元C2的输出端与第四轴30的第一端连接可以理解为:第一耦合单元C1和第二耦合单元C2位于同一个具有内腔的壳体内,壳体的外端面与第四轴30的第一端刚性连接,壳体和第四轴30能够同步旋转。
当第一耦合单元C1处于接合状态时,第四轴30和壳体通过第一耦合单元C1与第三轴40建立扭矩传输;当第二耦合单元C2处于接合状态时,第四轴30和壳体通过第二耦合单元C2与第二轴20建立扭矩传输。
继续参考图2和图3,第三耦合单元C3的输出端与第四轴30的第二端连接,第三耦合单元C3的输入端与第五轴10的第一端连接,第五轴10的第二端连接内燃机1,内燃机1用于提供第二动力;第三耦合单元C3能在接合、分离状态之间切换,当第三耦合单元C3处于接合状态时,第四轴30与第五轴10建立扭矩传输;当第三耦合单元C3处于分离状态时,第四轴30与第五轴10扭矩传输中断。
从上面的分析可以知道,当第一耦合单元C1和第二耦合单元C2均处于接合状态,第三耦合单元C3处于分离状态时,电机2能够单独驱动第三轴40旋转;当第一耦合单元C1或第二耦合单元C2其中之一处于分离状态时,电机2不能够驱动第三轴40旋转。
当第一耦合单元C1处于接合状态、第二耦合单元C2处于分离状态且第三耦合单元C3处于接合状态时,内燃机1能够驱动第三轴40旋转;当第一耦合单元C1处于接合状态、第二耦合单元C2处于分离状态且第三耦合单元C3处于分离状态,或者第一耦合单元C1处于分离状态时,内燃机1不能够驱动第三轴40旋转。
当第一耦合单元C1、第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于接合状态时,内燃机1和电机2共同驱动第三轴40旋转。
本发明实施例的混合动力车的驱动装置还包括:至少一个用于建立第一轴50与第二轴20之间的扭矩传输的第一档位耦合单元,第一档位耦合单元能在接合、分离状态之间切换;至少一个用于建立第一轴50与第三轴40之间的扭矩传输的第二档位耦合单元,第一档位耦合单元的档位和第二档位耦合单元的档位不同,第二档位耦合单元能在接合、分离状态之间切换。
当第三耦合单元C3处于分离状态时,内燃机1与电机2之间的扭矩传输中断,仅由电机2作为第一动力源向第一轴50提供车辆行驶所需动力,车辆处于纯电动驱动模式;此时,若混合动力车需要在第一档位工作时,控制第一耦合单元C1和第二耦合单元C2处于分离状态、第一档位耦合单元处于接合状态,第二耦合单元处于分离状态,由于电机2与第二轴20连接,第一耦合单元C1和第二耦合单元C2处于分离状态,第一档位耦合单元处于接合状态,电机2提供的动力通过第二轴20、第一耦合单元传递至第一轴50继而第二轴20与第一轴50的扭矩传输建立;混合动力车仅会在第一档位工作。若混合动力车需要在第二档位工作时,控制第一耦合单元C1和第二耦合单元C2处于接合状态、第一档位耦合单元处于分离状态,第二耦合单元处于接合状态,由于电机2与第一轴50连接,第一耦合单元C1和第二耦合单元C2处于接合状态,第一档位耦合单元处于分离状态,第二耦合单元处于接合状态,电机2提供的动力通过第一耦合单元C1和第二耦合单元C2传递至第三轴40,继而第一轴50与第三轴40之间的扭矩传输建立;混合动力车仅会在第二档位工作。
本发明实施例的混合动力车的驱动装置,车辆处于纯电动驱动模式下,可以实现不同档位的切换,从而实现增扭变速功能。
本实施例中,第一耦合单元C1、第二耦合单元C2为湿式离合器,第三耦合单元C3为干式离合器。需说明的是,在本发明的技术方案中,第一耦合单元C1、第二耦合单元C2及第三耦合单元C3的结构并不应局限于所给实施例,只要其能在接合、分离状态之间切换,以实现扭矩传输的建立或中断即可。
通过控制上述驱动装置中电机2、第一耦合单元C1、第二耦合单元C2、第三耦合单元C3、内燃机1、第一档位耦合单元及第二档位耦合单元的状态,本实施例的驱动装置能够在多种模式之间切换工作,以适应车辆在不同工况下对驱动装置提出的要求。这样既能提高驱动装置的可用性,也能在充分满足车辆动力性的同时,使内燃机1在高效区工作以获得较佳的燃油经济性、以及对驱动装置的能量进行回收以提高能量利用率。
需说明的是,本实施例中,电机2与电池(图未示出)电连接,并具有电动机、发电机两种模式,在电动机模式下,电池向电机2供电,电机2作为第一动力源输出扭矩,以为车辆行驶提供动力。当电池电量不足,电机2可以在发电机模式下工作,以将动力总成中的动能转换成电能后为电池充电,实现了驱动装置的能量回收,提高了驱动装置的能量利用率。
关于所述多种模式将在下文详细介绍。
本实施例中,参考图2和图3,第一档位耦合单元和第二档位耦合单元均为两个;每一第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在第二轴20上,从动齿轮可旋转地套设在第一轴50上;每一第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在第三轴40上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴50上;两个第一档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在第一轴50上的第一同步器S1,第一同步器S1用于沿轴向移动并将第一档位耦合单元中的从动齿轮同第一轴50接合;两个第二档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在第一轴50上的第二同步器S2,第二同步器S2用于沿轴向移动并将第二档位耦合单元中的从动齿轮同第一轴50接合。
第一同步器或第二同步器的轴向移动可以通过换挡电机驱动或液压驱动或手动驱动。
具体说来,其中一个第一档位耦合单元包括:第一子档位主动齿轮201,固定套设在第二轴20上;第一子档位从动齿轮501,可旋转地套设在第一轴50上,第一子档位主动齿轮201与第一子档位从动齿轮501啮合;另一个第一档位耦合单元包括:第二子档位主动齿轮202,固定套设在第二轴20上;第二子档位从动齿轮502,可旋转地套设在第一轴50上,第二子档位主动齿轮202与第二子档位从动齿轮502啮合;其中,第一子档位和第二子档位的档位不相同。
第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间,第一同步器S1用于将第一子档位从动齿轮501或第二子档位从动齿轮502同步连接到第一轴50;当第一同步器S1沿轴向移动至与第一子档位从动齿轮501接合时,将第一子档位从动齿轮501同步连接到第一轴50,由于第一子档位从动齿轮501能够随第一子档位主动齿轮201的旋转而旋转,第一子档位主动齿轮201固定套设在第二轴20上,从而使得第二轴20能带动第一轴50同步旋转。输出的扭矩沿第二轴20依次传给第一子档位主动齿轮201、第一子档位从动齿轮501、第一同步器S1及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第一同步器S1沿轴向移动至与第二子档位从动齿轮502接合时,将第二子档位从动齿轮502同步连接到第一轴50,由于第二子档位从动齿轮502能够随第二子档位主动齿轮202的旋转而旋转,第二子档位主动齿轮202固定套设在第二轴20上,从而使得第二轴20能带动第一轴50同步旋转;输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二子档位主动齿轮202、第二子档位从动齿轮502、第一同步器S1及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间时,第一同步器S1均不与第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502接合;第一轴50不会旋转,输出的扭矩不会通过第一档位耦合单元传递至第一轴50。
继续参考图2和图3,其中一个第二档位耦合单元包括:第三子档位主动齿轮403,固定套设在第三轴40上;第三子档位从动齿轮503,可旋转地套设在第一轴50上,第三子档位主动齿轮403与第三子档位从动齿轮503啮合;另一个第二档位耦合单元包括:第四子档位主动齿轮404,固定套设在第三轴40上;第四子档位从动齿轮504,可旋转地套设在第一轴50上,第四子档位主动齿轮404与第四子档位从动齿轮504啮合;其中,第三子档位和第四子档位的档位不相同。
第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间,第二同步器S2用于将第三子档位从动齿轮503或第四子档位从动齿轮504同步连接到第一轴50;当第二同步器S2沿轴向移动至与第三子档位从动齿轮503接合时,将第三子档位从动齿轮503同步连接到第一轴50,由于第三子档位从动齿轮503能够随第三子档位主动齿轮403的旋转而旋转,第三子档位从动齿轮503固定套设在第二轴20上,从而使得第二轴20能带动第一轴50同步旋转。输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二耦合单元C2(第二耦合单元C2处于接合状态)、第一耦合单元C1(第一耦合单元C1处于接合状态)、第三轴40、第三子档位主动齿轮403、第三子档位从动齿轮503、第二同步器S2及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第二同步器S2沿轴向移动至与第四子档位从动齿轮504接合时,将第四子档位从动齿轮504同步连接到第一轴,由于第四子档位从动齿轮504能够随第四子档位主动齿轮404的旋转而旋转,第四子档位主动齿轮404固定套设在第二轴20上,从而使得第二轴20能带动第一轴50同步旋转;输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二耦合单元C2(第二耦合单元C2处于接合状态)、第一耦合单元C1(第一耦合单元C1处于接合状态)、第三轴40、第四子档位主动齿轮404、第四子档位从动齿轮504、第二同步器S2及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间时,第二同步器S2均不与第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504接合;输出的扭矩不会通过第二档位耦合单元传递至第一轴50。
下面结合图2-图4具体分析本实施例的驱动装置是如何在多种模式之间切换工作,以适应车辆在不同工况下对驱动装置提出的要求。为方便下文描述,第一子档位简称为1档、第二子档位简称为2档、第三子档位简称为3档、第四子档位简称为4档。
一、纯电动驱动模式:
纯电动驱动模式下,仅用电机2作为驱动车辆行驶的动力源。
当电池的电量足够,仅靠电机2足以提供车辆行驶所需动力时,可以控制驱动装置在纯电动驱动模式下工作。车辆处于低速、启动、怠速工况时,驱动装置适宜在纯电动驱动模式下工作。
纯电动驱动模式包括下述六种模式:
1)纯电动1档驱动模式
纯电动1档驱动模式下的控制参数:第一耦合单元C1、第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于分离状态,第一同步器S1与第一子档位(1档)从动齿轮接合,第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),电机2在电动机模式下工作,内燃机1不工作。在本发明中,电机2在电动机模式下工作是指电机2正转以输出使车辆前进的第一动力。
纯电动1档驱动模式下的动力传递路径:电机2输出的正向扭矩依次传递至第二轴20、第一子档位主动齿轮201、第一子档位从动齿轮501、第一同步器S1及第一轴50,以实现车辆在1档位下向前行驶。
2)纯电动2档驱动模式
纯电动2档驱动模式下的控制参数:第一耦合单元C1、第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于分离状态,第一同步器S1与第二子档位(2档)从动齿轮接合,第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),电机2在电动机模式下工作,内燃机1不工作。在本发明中,电机2在电动机模式下工作是指电机2正转以输出使车辆前进的第一动力。
纯电动2档驱动模式下的动力传递路径:电机2输出的正向扭矩依次传递至第二轴20、第二子档位主动齿轮202、第二子档位从动齿轮502、第一同步器S1及第一轴50,以实现车辆在2档位下向前行驶。
3)纯电动3档驱动模式
纯电动3档驱动模式下的控制参数:第一耦合单元C1及第二耦合单元C2处于接合状态,第三耦合单元C3均处于分离状态,第二同步器S2与第三子档位(3档)从动齿轮接合,第一同步器S1不工作(第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间),电机2在电动机模式下工作,内燃机1不工作。在本发明中,电机2在电动机模式下工作是指电机2正转以输出使车辆前进的第一动力。
纯电动3档驱动模式下的动力传递路径:电机2输出的正向扭矩依次传递第二轴20、第二耦合单元C2的输入端、第二耦合单元C2的输出端、第四轴30的第一端、第一耦合单元C1的输出端、第一耦合单元C1的输入端、第三轴40的第二端、第三子档位主动齿轮403、第三子档位从动齿轮503、第二同步器S2及第一轴50,以实现车辆在3档位下向前行驶。
4)纯电动4档驱动模式
纯电动4档驱动模式下的控制参数:第一耦合单元C1及第二耦合单元C2处于接合状态,第三耦合单元C3均处于分离状态,第二同步器S2与第四子档位(4档)从动齿轮接合,第一同步器S1不工作(第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间),电机2在电动机模式下工作,内燃机1不工作。在本发明中,电机2在电动机模式下工作是指电机2正转以输出使车辆前进的第一动力。
纯电动4档驱动模式下的动力传递路径:电机2输出的正向扭矩依次传递第二轴20、第二耦合单元C2的输入端、第二耦合单元C2的输出端、第四轴30的第一端、第一耦合单元C1的输出端、第一耦合单元C1的输入端、第三轴40的第二端、第四子档位主动齿轮404、第四子档位从动齿轮504、第二同步器S2及第一轴50,以实现车辆在4档位下向前行驶。
5)纯电动1档倒车模式
纯电动1档倒车模式下的控制参数:第一耦合单元C1、第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于分离状态,第一同步器S1与第一子档位(1档)从动齿轮接合,第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),电机2在电动机模式下反转工作,内燃机1不工作。在本发明中,电机2在纯电动倒车模式下工作是指电机2反转以输出使车辆倒车的第一动力。
纯电动1档倒车模式下的动力传递路径:电机2输出的反向扭矩依次传递至第二轴20、第一子档位主动齿轮201、第一子档位从动齿轮501、第一同步器S1及第一轴50,以实现车辆在1档位下倒车行驶。
6)纯电动2档倒车模式
纯电动2档倒车模式下的控制参数:第一耦合单元C1、第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于分离状态,第一同步器S1与第二子档位(2档)从动齿轮接合,第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),电机2在电动机模式下反转工作,内燃机1不工作。在本发明中,电机2在电动倒车模式下工作是指电机2反转以输出使车辆倒车的第一动力。
纯电动2档倒车模式下的动力传递路径:电机2输出的反向扭矩依次传递至第二轴20、第二子档位主动齿轮202、第二子档位从动齿轮502、第一同步器S1及第一轴50,以实现车辆在2档位下倒车行驶。
这样一来,通过控制作为动力源的电机2反转即可实现倒车,因而无需设置倒档机构,简化了驱动装置的结构。
在其它实施例中也可以控制电机2反转实现纯电动3档倒车模式和纯电动4档倒车模式,其原理和传递路径可参考纯电动3档驱动模式和纯电动4档驱动模式;不同之处仅在于电机2输出的是反向扭矩。
二、电机启动内燃机模式
电机启动内燃机模式的适用条件:虽然电池的电量足够,但仅靠电机2作为动力源不足以提供车辆行驶所需动力,需启动内燃机1一起来提供车辆行驶所需动力。
电机启动内燃机模式下的控制参数:第一耦合单元C1处于分离状态,第二耦合单元C2、第三耦合单元C3均处于接合状态,第一同步器S1不工作(第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间),第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),电机2在电动机模式下工作。
电机启动内燃机模式下的动力传递路径:电机2输出的扭矩依次传递至第二轴20、第二耦合单元C2的输入端、第二耦合单元C2的输出端、第四轴30的第一端、第四轴30的第二端、第三耦合单元C3的输出端、第三耦合单元C3的输入端、第五轴10的第一端、第五轴10的第二端、内燃机1,使得电机2作为启动电动机来启动内燃机1,从而实现了在车辆向前行驶的同时启动内燃机1。
根据上述分析可知,由于电机2可以用来启动内燃机1,因而内燃机1中无需设置专门的启动电动机。
三、混合动力驱动模式
混合动力驱动模式下,电机2和内燃机1共同作为驱动车辆行驶的动力源。
当电池的电量足够,且仅靠内燃机1作为第二动力源不足以提供车辆行驶所需动力,需借助电机2作为辅助动力源才能满足车辆行驶所需动力要求时;或者,虽然仅靠内燃机1为第二动力源足以提供车辆行驶所需动力,但此时需借助电机2来辅助内燃机1继续在高效区工作时,可以控制驱动装置在混合动力驱动模式下工作。车辆处于加速或者大负荷工况时,动力总成适宜在混合动力驱动模式下工作。由于内燃机1在高效区工作,故能提高车辆的燃油经济性。
混合动力驱动模式包括以下四种模式:
1)混合动力驱动1档模式
混合动力驱动1档模式下的控制参数:第一耦合单元C1处于分离状态,第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于接合状态,第一同步器S1与第一子档位(1档)从动齿轮接合,第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),电机2在电动机模式下工作,内燃机1工作。在本发明中,电机2在电动机模式下工作是指电机2正转以输出使车辆前进的动力。
混合动力驱动1档模式下的动力传递路径:内燃机1输出的全部扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第二耦合单元C2的输出端、第二耦合单元C2的输入端、第二轴20的第二端、第一子档位主动齿轮201、第一子档位从动齿轮501、第一同步器S1及第一轴50;与此同时,电机2输出的正向扭矩依次传递至第二轴20、第一子档位主动齿轮201、第一子档位从动齿轮501、第一同步器S1及第一轴50;由内燃机1、电机2共同提供动力,以实现车辆在1档位下向前行驶。
2)混合动力驱动2档模式
混合动力驱动2档模式下的控制参数:第一耦合单元C1处于分离状态,第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于接合状态,第一同步器S1与第二子档位(2档)从动齿轮接合,第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),电机2在电动机模式下工作,内燃机1工作。在本发明中,电机2在电动机模式下工作是指电机2正转以输出使车辆前进的动力。
混合动力驱动2档模式下的动力传递路径:内燃机1输出的全部扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第二耦合单元C2的输出端、第二耦合单元C2的输入端、第二轴20的第二端、第二子档位主动齿轮202、第二子档位从动齿轮502、第一同步器S1及第一轴50;与此同时,电机2输出的正向扭矩依次传递至第二轴20、第二子档位主动齿轮202、第二子档位从动齿轮502、第一同步器S1及第一轴50;由内燃机1、电机2共同提供动力,以实现车辆在2档位下向前行驶。
3)混合动力驱动3档模式
混合动力驱动3档模式下的控制参数:第一耦合单元C1、第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于接合状态,第二同步器S2与第三子档位(3档)从动齿轮接合,第一同步器S1不工作(第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间),电机2在电动机模式下工作,内燃机1工作。在本发明中,电机2在电动机模式下工作是指电机2正转以输出使车辆前进的动力。
混合动力驱动3档模式下的动力传递路径:内燃机1输出的全部扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第一耦合单元C1的输出端、第一耦合单元C1的输入端、第三轴40的第二端、第三子档位主动齿轮403、第三子档位从动齿轮503、第二同步器S2及第一轴50;与此同时,电机2输出的正向扭矩依次传递至第二轴20、第二耦合单元C2的输入端、第二耦合单元C2的输出端、第四轴30的第一端、第一耦合单元C1的输出端、第一耦合单元C1的输入端、第三轴40的第二端、第三子档位主动齿轮403、第三子档位从动齿轮503、第二同步器S2及第一轴50;由内燃机1、电机2共同提供动力,以实现车辆在3档位下向前行驶。
4)混合动力驱动4档模式
混合动力驱动4档模式下的控制参数:第一耦合单元C1、第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于接合状态,第二同步器S2与第四子档位(4档)从动齿轮接合,第一同步器S1不工作(第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间),电机2在电动机模式下工作,内燃机1工作。在本发明中,电机2在电动机模式下工作是指电机2正转以输出使车辆前进的动力。
混合动力驱动4档模式下的动力传递路径:内燃机1输出的全部扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第一耦合单元C1的输出端、第一耦合单元C1的输入端、第三轴40的第二端、第四子档位主动齿轮404、第四子档位从动齿轮504、第二同步器S2及第一轴50;与此同时,电机2输出的正向扭矩依次传递至第二轴20、第二耦合单元C2的输入端、第二耦合单元C2的输出端、第四轴30的第一端、第一耦合单元C1的输出端、第一耦合单元C1的输入端、第三轴40的第二端、第四子档位主动齿轮404、第四子档位从动齿轮504、第二同步器S2及第一轴50;由内燃机1、电机2共同提供动力,以实现车辆在4档位下向前行驶。
四、纯内燃机驱动模式
纯内燃机驱动模式下,由内燃机1单独作为驱动车辆的动力源。当电池电量严重不足时,只能依靠内燃机1作为动力源来提供车辆行驶所需动力。同时,带动电机2发电,将驱动装置中的动能转换成电能,以为电池充电,提高了驱动装置的能量利用率。
1)纯内燃机驱动1档及行车发电模式
纯内燃机驱动1档及行车发电模式下的控制参数:第一耦合单元C1处于分离状态,第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于接合状态,第一同步器S1与第一子档位(1档)从动齿轮接合,第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),内燃机1工作,电机2在发电机模式下工作,内燃机1带动电机2的输入轴旋转,仅由内燃机1提供动力。
纯内燃机驱动1档及行车发电模式下的动力传递路径:内燃机1输出的扭矩分为两部分,一部分扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第二耦合单元C2的输出端、第二耦合单元C2的输入端、第二轴20的第二端、第一子档位主动齿轮201、第一子档位从动齿轮501、第一同步器S1及第一轴50;另一部分扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第二耦合单元C2的输出端、第二耦合单元C2的输入端、第二轴20的第二端及电机2;仅由内燃机1提供动力,由电机2将内燃机1输出的动能转换成电能,以为电池充电。
2)纯内燃机驱动2档及行车发电模式
纯内燃机驱动2档及行车发电模式下的控制参数:第一耦合单元C1处于分离状态,第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于接合状态,第一同步器S1与第二子档位(2档)从动齿轮接合,第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),内燃机1工作,电机2在发电机模式下工作,内燃机1带动电机2的输入轴旋转,仅由内燃机1提供动力。
纯内燃机驱动2档及行车发电模式下的动力传递路径:内燃机1输出的扭矩分为两部分,一部分扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第二耦合单元C2的输出端、第二耦合单元C2的输入端、第二轴20的第二端、第二子档位主动齿轮202、第二子档位从动齿轮502、第一同步器S1及第一轴50;另一部分扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第二耦合单元C2的输出端、第二耦合单元C2的输入端、第二轴20的第二端及电机2;仅由内燃机1提供动力,由电机2将内燃机1输出的动能转换成电能,以为电池充电。
3)纯内燃机驱动3档及行车发电模式
纯内燃机驱动3档及行车发电模式下的控制参数:第一耦合单元C1、第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于接合状态,第二同步器S2与第三子档位(3档)从动齿轮接合,第一同步器S1不工作(第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间),内燃机1工作,电机2在发电机模式下工作,内燃机1带动电机2的输入轴旋转,仅由内燃机1提供动力。
纯内燃机驱动3档及行车发电模式下的动力传递路径:内燃机1输出的全部扭矩分为两部分,一部分扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第一耦合单元C1的输出端、第一耦合单元C1的输入端、第三轴40的第二端、第三子档位主动齿轮403、第三子档位从动齿轮503、第二同步器S2及第一轴50;另一部扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第二耦合单元C2的输出端、第二耦合单元C2的输入端、第二轴20的第二端及电机2;仅由内燃机1提供动力,由电机2将内燃机1输出的动能转换成电能,以为电池充电。
4)纯内燃机驱动4档及行车发电模式
纯内燃机驱动4档及行车发电模式下的控制参数:第一耦合单元C1、第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于接合状态,第二同步器S2与第四子档位(4档)从动齿轮接合,第一同步器S1不工作(第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间),内燃机1工作,电机2在发电机模式下工作,内燃机1带动电机2的输入轴旋转,仅由内燃机1提供动力。
纯内燃机驱动4档及行车发电模式下的动力传递路径:内燃机1输出的全部扭矩分为两部分,一部分扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第一耦合单元C1的输出端、第一耦合单元C1的输入端、第三轴40的第二端、第四子档位主动齿轮404、第四子档位从动齿轮504、第二同步器S2及第一轴50;另一部扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第二耦合单元C2的输出端、第二耦合单元C2的输入端、第二轴20的第二端及电机2;仅由内燃机1提供动力,由电机2将内燃机1输出的动能转换成电能,以为电池充电。
如前所述,本实施例提供的一种新结构的驱动装置能在上述多种模式之间切换,以适应车辆在不同工况下对驱动装置提出的要求;且在车辆处于纯电动驱动模式下,可以实现不同档位的切换,从而实现增扭变速功能。
实施例二
参考图5,本实施例中,电机2、内燃机1、第一耦合单元C1、第二耦合单元C2、第三耦合单元C3、第一轴50、第二轴20、第三轴40、第四轴30及第五轴10的结构及布置方式和实施例一中相同;不同之处在于,本实施例中,第一档位耦合单元和第二档位耦合单元均为一个;实施例一中第一档位耦合单元和第二档位耦合单元均为两个。
第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第二轴20上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴50上;套设在第一轴50上的第一同步器,第一同步器用于沿轴向移动并将第一档位耦合单元中的从动齿轮同第一轴50接合;第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在第三轴40上,从动齿轮可旋转地套设在第一轴50上;套设在第一轴50上的第二同步器,所述第二同步器用于沿轴向移动并将第二档位耦合单元中的从动齿轮同第一轴50接合。
具体说来,第一档位耦合单元包括:第一子档位主动齿轮201,固定套设在第二轴20上;第一子档位从动齿轮501,可旋转地套设在第一轴50上,第一子档位主动齿轮201与第一子档位从动齿轮501啮合。
第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501轴向一侧,第一同步器S1用于将第一子档位从动齿轮501同第一轴接合;当第一同步器S1沿轴向移动至与第一子档位从动齿轮501接合时,将第一子档位从动齿轮501同步连接到第一轴50,由于第一子档位从动齿轮501能够随第一子档位主动齿轮201的旋转而旋转,第一子档位主动齿轮201固定套设在第二轴20上,从而使得第二轴20能带动第一轴50同步旋转。输出的扭矩沿第二轴20依次传给第一子档位主动齿轮201、第一子档位从动齿轮501、第一同步器S1及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。当第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501轴向一侧时,第一同步器S1不与第一子档位从动齿轮501接合;输出的扭矩不会通过第一档位耦合单元传递至第一轴50。
第二档位耦合单元包括:第三子档位主动齿轮403,固定套设在第三轴40上;第三子档位从动齿轮503,可旋转地套设在第一轴50上,第三子档位主动齿轮403与第三子档位从动齿轮503啮合;其中,第三子档位和第一子档位的档位不相同。
第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503轴向一侧,第二同步器S2用于将第三子档位从动齿轮503同第一轴50接合;当第二同步器S2沿轴向移动至与第三子档位从动齿轮503接合时,将第三子档位从动齿轮503同步连接到第一轴50,由于第三子档位从动齿轮503能够随第三子档位主动齿轮403的旋转而旋转,第三子档位从动齿轮503固定套设在第三轴40上,从而使得第二轴20能带动第三轴40同步旋转。输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二耦合单元C2(第二耦合单元C2处于接合状态)、第一耦合单元C1(第一耦合单元C1处于接合状态)、第三轴40、第三子档位主动齿轮403、第三子档位从动齿轮503、第二同步器S2及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503轴向另一侧时,第二同步器S2不与第三子档位从动齿轮503接合;第一轴50不会旋转,输出的扭矩不会通过第二档位耦合单元传递至第一轴50。
本实施例中,第一子档位简称为1档,第三子档位简称为3档;相当于本实施例的档位比实施例一中少了2档和4档;因此,本实施例的驱动装置的工作模式相比于实施例一中驱动装置的工作模式,缺少了包含2档和4档的工作模式,其余模式一致,具体参考实施例一中相应模式的描述(参考图3)。
实施例三
参考图6,本实施例中,电机2、内燃机1、第一耦合单元C1、第二耦合单元C2、第三耦合单元C3、第一轴50、第二轴20、第三轴40、第四轴30及第五轴10的结构及布置方式和实施例一中相同;不同之处在于,本实施例中,第一档位耦合单元为两个,第二档位耦合单元为一个;实施例一中第一档位耦合单元和第二档位耦合单元均为两个。
每一第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在第二轴20上,从动齿轮可旋转地套设在第一轴50上;两个第一档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在第一轴50上的第一同步器,第一同步器用于沿轴向移动并将第一档位耦合单元中的从动齿轮同第一轴50接合;第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在第三轴40上,从动齿轮可旋转地套设在第一轴50上;套设在第一轴50上的第二同步器,第二同步器用于沿轴向移动并将第二档位耦合单元中的从动齿轮同第一轴50接合。
具体说来,其中一个第一档位耦合单元包括:第一子档位主动齿轮201,固定套设在第二轴20上;第一子档位从动齿轮501,可旋转地套设在第一轴50上,第一子档位主动齿轮201与第一子档位从动齿轮501啮合;另一个第一档位耦合单元包括:第二子档位主动齿轮202,固定套设在第二轴20上;第二子档位从动齿轮502,可旋转地套设在第一轴50上,第二子档位主动齿轮202与第二子档位从动齿轮502啮合;其中,第一子档位和第二子档位的档位不相同。
第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间,第一同步器S1用于将第一子档位从动齿轮501或第二子档位从动齿轮502同步连接到第一轴50;当第一同步器S1沿轴向移动至与第一子档位从动齿轮501接合时,将第一子档位从动齿轮501同步连接到第一轴50,由于第一子档位从动齿轮501能够随第一子档位主动齿轮201的旋转而旋转,第一子档位主动齿轮201固定套设在第二轴20上,从而使得第二轴20能带动第一轴50同步旋转。输出的扭矩沿第二轴20依次传给第一子档位主动齿轮201、第一子档位从动齿轮501、第一同步器S1及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第一同步器S1沿轴向移动至与第二子档位从动齿轮502接合时,将第二子档位从动齿轮502同步连接到第一轴50,由于第二子档位从动齿轮502能够随第二子档位主动齿轮202的旋转而旋转,第二子档位主动齿轮202固定套设在第二轴20上,从而使得第二轴20能带动第一轴50同步旋转;输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二子档位主动齿轮202、第二子档位从动齿轮502、第一同步器S1及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间时,第一同步器S1均不与第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502接合;输出的扭矩不会通过第一档位耦合单元传递至第一轴50。
第二档位耦合单元包括:第三子档位主动齿轮403,固定套设在第三轴40上;第三子档位从动齿轮503,可旋转地套设在第一轴50上,第三子档位主动齿轮403与第三子档位从动齿轮503啮合。
第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503轴向一侧,第二同步器S2用于将第三子档位从动齿轮503同第一轴50接合;当第二同步器S2沿轴向移动至与第三子档位从动齿轮503接合时,将第三子档位从动齿轮503同步连接到第一轴50,由于第三子档位从动齿轮503能够随第三子档位主动齿轮403的旋转而旋转,第三子档位从动齿轮503固定套设在第三轴40上,从而使得第二轴20能带动第三轴40同步旋转。输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二耦合单元C2(第二耦合单元C2处于接合状态)、第一耦合单元C1(第一耦合单元C1处于接合状态)、第三轴40、第三子档位主动齿轮403、第三子档位从动齿轮503、第二同步器S2及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503轴向另一侧时,第二同步器S2不与第三子档位从动齿轮503接合;输出的扭矩不会通过第二档位耦合单元传递至第一轴50。
本实施例中,第一子档位简称为1档,第二子档位简称为2档,第三子档位简称为3档;相当于本实施例的档位比实施例一中少了4档;因此,本实施例的驱动装置的工作模式相比于实施例一中驱动装置的工作模式,缺少了包含4档的工作模式,其余模式一致,具体参考实施例一中相应模式的描述(参考图3)。
实施例四
参考图7,本实施例中,电机2、内燃机1、第一耦合单元C1、第二耦合单元C2、第三耦合单元C3、第一轴50、第二轴20、第三轴40、第四轴30及第五轴10的结构及布置方式和实施例一中相同;不同之处在于,本实施例中,第一档位耦合单元为一个,第二档位耦合单元为两个;实施例一中第一档位耦合单元和第二档位耦合单元均为两个。
第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在第二轴20上,从动齿轮可旋转地套设在第一轴50上;套设在第一轴50上的第一同步器,第一同步器用于沿轴向移动并将第一档位耦合单元中的从动齿轮同第一轴50接合;每一第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在第三轴40上,从动齿轮可旋转地套设在第一轴50上;两个第二档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在第一轴50上的第二同步器,第二同步器用于沿轴向移动并将第二档位耦合单元中的从动齿轮同第一轴50接合。
具体说来,第一档位耦合单元包括:第一子档位主动齿轮201,固定套设在第二轴20上;第一子档位从动齿轮501,可旋转地套设在第一轴50上,第一子档位主动齿轮201与第一子档位从动齿轮501啮合。
第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501轴向一侧,第一同步器S1用于将第一子档位从动齿轮501同第一轴50接合;当第一同步器S1沿轴向移动至与第一子档位从动齿轮501接合时,将第一子档位从动齿轮501同步连接到第一轴50,第一子档位从动齿轮501能够随第一子档位主动齿轮201的旋转而旋转,第一子档位主动齿轮201固定套设在第二轴20上,从而使得第二轴20能带动第一轴50同步旋转。输出的扭矩沿第二轴20依次传给第一子档位主动齿轮201、第一子档位从动齿轮501、第一同步器S1及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501轴向另一侧时,第一同步器S1不与第一子档位从动齿轮501接合;输出的扭矩不会通过第一档位耦合单元传递至第一轴50。
其中一个第二档位耦合单元包括:第三子档位主动齿轮403,固定套设在第三轴40上;第三子档位从动齿轮503,可旋转地套设在第一轴50上,第三子档位主动齿轮403与第三子档位从动齿轮503啮合;另一个第二档位耦合单元包括:第四子档位主动齿轮404,固定套设在第三轴40上;第四子档位从动齿轮504,可旋转地套设在第一轴50上,第四子档位主动齿轮404与第四子档位从动齿轮504啮合;其中,第三子档位和第四子档位的档位不相同。
第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间,第二同步器S2用于将第三子档位从动齿轮503或第四子档位从动齿轮504同步连接到第一轴50;当第二同步器S2沿轴向移动至与第三子档位从动齿轮503接合时,将第三子档位从动齿轮503同步连接到第一轴50,由于第三子档位从动齿轮503能够随第三子档位主动齿轮403的旋转而旋转,第三子档位主动齿轮403固定套设在第三轴40上,从而使得第二轴20能带动第三轴40同步旋转。输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二耦合单元C2(第二耦合单元C2处于接合状态)、第一耦合单元C1(第一耦合单元C1处于接合状态)、第三轴40、第三子档位主动齿轮403、第三子档位从动齿轮503、第二同步器S2及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第二同步器S2沿轴向移动至与第四子档位从动齿轮504接合时,将第四子档位从动齿轮504同步连接到第一轴50,由于第四子档位从动齿轮504能够随第四子档位主动齿轮404的旋转而旋转,第四子档位主动齿轮404固定套设在第三轴40上,从而使得第二轴20能带动第三轴40同步旋转;输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二耦合单元C2(第二耦合单元C2处于接合状态)、第一耦合单元C1(第一耦合单元C1处于接合状态)、第三轴40、第四子档位主动齿轮404、第四子档位从动齿轮504、第二同步器S2及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间时,第二同步器S2均不与第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504接合;输出的扭矩不会通过第二档位耦合单元传递至第一轴50。
本实施例中,第一子档位简称为1档,第三子档位简称为3档,第四子档位简称为4档;相当于本实施例的档位比实施例一中少了2档;因此,本实施例的驱动装置的工作模式相比于实施例一中驱动装置的工作模式,缺少了包含2档的工作模式,其余模式一致,具体参考实施例一中相应模式的描述(参考图3)。
实施例五
参考图8,本实施例中,电机2、内燃机1、第一耦合单元C1、第二耦合单元C2、第三耦合单元C3、第一轴50、第二轴20、第三轴40、第四轴30及第五轴10的结构及布置方式和实施例一中相同;不同之处在于,本实施例中,第一档位耦合单元为三个,第二档位耦合单元为两个;实施例一中第一档位耦合单元和第二档位耦合单元均为两个。
每一第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在第二轴20上,从动齿轮可旋转地套设在第一轴50上;每一第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在第三轴40上,从动齿轮可旋转地套设在第一轴50上;三个第一档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在第一轴50上的第一同步器S1、第三同步器S3,第一同步器S1、第三同步器S3用于沿轴向移动并将第一档位耦合单元中的从动齿轮同第一轴50接合;两个第二档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在第一轴50上的第二同步器S2,第二同步器S2用于沿轴向移动并将第二档位耦合单元中的从动齿轮同第一轴50接合。
具体说来,其中一个第一档位耦合单元包括:第一子档位主动齿轮201,固定套设在第二轴20上;第一子档位从动齿轮501,可旋转地套设在第一轴50上,第一子档位主动齿轮201与第一子档位从动齿轮501啮合;另一个第一档位耦合单元包括:第二子档位主动齿轮202,固定套设在第二轴20上;第二子档位从动齿轮502,可旋转地套设在第一轴50上,第二子档位主动齿轮202与第二子档位从动齿轮502啮合;还有一个第一档位耦合单元包括:第五子档位主动齿轮405,固定套设在第二轴20上;第五子档位从动齿轮505,可旋转地套设在第一轴50上,第五子档位主动齿轮405与第五子档位从动齿轮505啮合;其中,第一子档位、第二子档位及第五子档位的档位不相同。
第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间,第一同步器S1用于和第一子档位从动齿轮501或第二子档位从动齿轮502接合;第三同步器S3位于第五子档位从动齿轮505和第二子档位从动齿轮502之间,第三同步器S3用于和第五子档位从动齿轮505接合。
当第一同步器S1沿轴向移动至与第一子档位从动齿轮501接合时,将第一子档位从动齿轮501同步连接到第一轴50,由于第一子档位从动齿轮501能够随第一子档位主动齿轮201的旋转而旋转,第一子档位主动齿轮201固定套设在第二轴20上,从而使得第二轴20能带动第一轴50同步旋转。输出的扭矩沿第二轴20依次传给第一子档位主动齿轮201、第一子档位从动齿轮501、第一同步器S1及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第一同步器S1沿轴向移动至与第二子档位从动齿轮502接合时,将第二子档位从动齿轮502同步连接到第一轴50,由于第二子档位从动齿轮502能够随第二子档位主动齿轮202的旋转而旋转,第二子档位主动齿轮202固定套设在第二轴20上,从而使得第二轴20能带动第一轴50同步旋转;输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二子档位主动齿轮202、第二子档位从动齿轮502、第一同步器S1及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间时,第一同步器S1均不与第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502接合;输出的扭矩不会通过第一档位耦合单元传递至第一轴50。
当第三同步器S3沿轴向移动至与第五子档位从动齿轮505接合时,将第五子档位从动齿轮505同步连接到第一轴50,由于第五子档位从动齿轮505能够随第五子档位主动齿轮405的旋转而旋转,第五子档位主动齿轮405固定套设在第二轴20上,从而使得第二轴20能带动第一轴50同步旋转;输出的扭矩沿第二轴20依次传给第五子档位主动齿轮405、第五子档位从动齿轮505、第三同步器S3及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第三同步器S3位于第五子档位从动齿轮505和第二子档位从动齿轮502之间时,第三同步器S3均不与第五子档位从动齿轮505接合;输出的扭矩不会通过第一档位耦合单元传递至第一轴50。
其中一个第二档位耦合单元包括:第三子档位主动齿轮403,固定套设在第三轴40上;第三子档位从动齿轮503,可旋转地套设在第一轴50上,第三子档位主动齿轮403与第三子档位从动齿轮503啮合;另一个第二档位耦合单元包括:第四子档位主动齿轮404,固定套设在第三轴40上;第四子档位从动齿轮504,可旋转地套设在第一轴50上,第四子档位主动齿轮404与第四子档位从动齿轮504啮合;其中,第三子档位和第四子档位的档位不相同。
第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间,第二同步器S2用于将第三子档位从动齿轮503或第四子档位从动齿轮504同步连接到第一轴50;当第二同步器S2沿轴向移动至与第三子档位从动齿轮503接合时,将第三子档位从动齿轮503同步连接到第一轴50,第三子档位从动齿轮503能够随第三子档位主动齿轮403的旋转而旋转,第第三子档位主动齿轮403固定套设在第三轴40上,从而使得第二轴20能带动第三轴40同步旋转输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二耦合单元C2(第二耦合单元C2处于接合状态)、第一耦合单元C1(第一耦合单元C1处于接合状态)、第三轴40、第三子档位主动齿轮403、第三子档位从动齿轮503、第二同步器S2及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第二同步器S2沿轴向移动至与第四子档位从动齿轮504接合时,将第四子档位从动齿轮504同步连接到第一轴50,由于第四子档位从动齿轮504能够随第四子档位主动齿轮404的旋转而旋转,第四子档位主动齿轮404固定套设在第三轴40上,从而使得第二轴20能带动第三轴40同步旋转;;输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二耦合单元C2(第二耦合单元C2处于接合状态)、第一耦合单元C1(第一耦合单元C1处于接合状态)、第三轴40、第四子档位主动齿轮404、第四子档位从动齿轮504、第二同步器S2及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间时,第二同步器S2均不与第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504接合;输出的扭矩不会通过第二档位耦合单元传递至第一轴50。
本实施例中,第一子档位简称为1档,第二子档位简称为2档,第三子档位简称为3档,第四子档位简称为4档,第五子档位简称为5档;相当于本实施例的档位比实施例一中多了一个5档;因此,本实施例的驱动装置的工作模式相比于实施例一中驱动装置的工作模式,在实施例一的工作模式基础上增加了包含5档的工作模式,具体参考实施例一中相应模式的描述(参考图3)。
本实施例相比于实施例一增加了如下工作模式:
1)纯电动5档驱动模式
纯电动5档驱动模式下的控制参数:第一耦合单元C1、第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于分离状态,第三同步器S3与第五子档位(5档)从动齿轮接合,第一同步器S1不工作(第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间),第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),电机2在电动机模式下工作,内燃机1不工作。在本发明中,电机2在电动机模式下工作是指电机2正转以输出使车辆前进的动力。
纯电动5档驱动模式下的动力传递路径:电机2输出的正向扭矩依次传递至第二轴20、第五子档位主动齿轮405、第五子档位从动齿轮505、第三同步器S3及第一轴50,以实现车辆在5档位下向前行驶。
2)混合动力驱动5档模式
混合动力驱动5档模式下的控制参数:第一耦合单元C1处于分离状态,第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于接合状态,第三同步器S3与第五子档位(5档)从动齿轮接合,第一同步器S1不工作(第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间),第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),电机2在电动机模式下工作,内燃机1工作。在本发明中,电机2在电动机模式下工作是指电机2正转以输出使车辆前进的动力。
混合动力驱动5档模式下的动力传递路径:内燃机1输出的全部扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第二耦合单元C2的输出端、第二耦合单元C2的输入端、第二轴20的第二端、第五子档位主动齿轮405、第五子档位从动齿轮505、第三同步器S3及第一轴50;与此同时,电机2输出的正向扭矩依次传递至第二轴20、第五子档位主动齿轮405、第五子档位从动齿轮505、第三同步器S3及第一轴50;由内燃机1、电机2共同提供动力,以实现车辆在5档位下向前行驶。
3)纯内燃机驱动5档及行车发电模式
纯内燃机驱动5档及行车发电模式下的控制参数:第一耦合单元C1处于分离状态,第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于接合状态,第三同步器S3与第五子档位(5档)从动齿轮接合,第一同步器S1不工作(第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间),第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),内燃机1工作,电机2在发电机模式下工作,内燃机1带动电机2的输入轴旋转,仅由内燃机1提供动力。
纯内燃机驱动5档及行车发电模式下的动力传递路径:内燃机1输出的扭矩分为两部分,一部分扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第二耦合单元C2的输出端、第二耦合单元C2的输入端、第二轴20的第二端、第五子档位主动齿轮405、第五子档位从动齿轮505、第三同步器S3及第一轴50;另一部分扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第二耦合单元C2的输出端、第二耦合单元C2的输入端、第二轴20的第二端及电机2;仅由内燃机1提供动力,由电机2将内燃机1输出的动能转换成电能,以为电池充电。
实施例六
参考图9,本实施例中,电机2、内燃机1、第一耦合单元C1、第二耦合单元C2、第三耦合单元C3、第一轴50、第二轴20、第三轴40、第四轴30及第五轴10的结构及布置方式和实施例一中相同;不同之处在于,本实施例中,第一档位耦合单元为两个,第二档位耦合单元为三个;实施例一中第一档位耦合单元和第二档位耦合单元均为两个。
每一第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在第二轴20上,从动齿轮可旋转地套设在第一轴50上;每一第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在第三轴40上,从动齿轮可旋转地套设在第一轴50上;两个第一档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在第一轴50上的第一同步器S1,第一同步器S1用于沿轴向移动并将第一档位耦合单元中的从动齿轮同第一轴50接合;三个第二档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴50上的第二同步器S2、第三同步器S3,第二同步器S2、第三同步器S3用于沿轴向移动并将第二档位耦合单元中的从动齿轮同第一轴50接合。
具体说来,其中一个第一档位耦合单元包括:第一子档位主动齿轮201,固定套设在第二轴20上;第一子档位从动齿轮501,可旋转地套设在第一轴50上,第一子档位主动齿轮201与第一子档位从动齿轮501啮合;另一个第一档位耦合单元包括:第二子档位主动齿轮202,固定套设在第二轴20上;第二子档位从动齿轮502,可旋转地套设在第一轴50上,第二子档位主动齿轮202与第二子档位从动齿轮502啮合;其中,第一子档位、第二子档位的档位不相同。
第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间,第一同步器S1用于将第一子档位从动齿轮501或第二子档位从动齿轮502同第一轴50接合。
当第一同步器S1沿轴向移动至与第一子档位从动齿轮501接合时,将第一子档位从动齿轮501同步连接到第一轴50,由于第一子档位从动齿轮501能够随第一子档位主动齿轮201的旋转而旋转,第一子档位主动齿轮201固定套设在第二轴20上,从而使得第二轴20能带动第一轴50同步旋转。输出的扭矩沿第二轴20依次传给第一子档位主动齿轮201、第一子档位从动齿轮501、第一同步器S1及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第一同步器S1沿轴向移动至与第二子档位从动齿轮502接合,将第二子档位从动齿轮502同步连接到第一轴50,由于第二子档位从动齿轮502能够随第二子档位主动齿轮202的旋转而旋转,第二子档位主动齿轮202固定套设在第二轴20上,从而使得第二轴20能带动第一轴50同步旋转;输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二子档位主动齿轮202、第二子档位从动齿轮502、第一同步器S1及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间时,第一同步器S1均不与第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502接合;输出的扭矩不会通过第一档位耦合单元传递至第一轴50。
其中一个第二档位耦合单元包括:第三子档位主动齿轮403,固定套设在第三轴40上;第三子档位从动齿轮503,可旋转地套设在第一轴50上,第三子档位主动齿轮403与第三子档位从动齿轮503啮合;另一个第二档位耦合单元包括:第四子档位主动齿轮404,固定套设在第三轴40上;第四子档位从动齿轮504,可旋转地套设在第一轴50上,第四子档位主动齿轮404与第四子档位从动齿轮504啮合;还有一个第二档位耦合单元包括第五子档位主动齿轮405,固定套设在第三轴40上;第五子档位从动齿轮505,可旋转地套设在第一轴50上,第五子档位主动齿轮405与第五子档位从动齿轮505啮合;其中,第三子档位、第四子档位及第五子档位的档位不相同。第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间,第二同步器S2用于将第三子档位从动齿轮503或第四子档位从动齿轮504同第一轴50接合;第三同步器S3位于第三子档位从动齿轮503和第五子档位从动齿轮505之间,第三同步器S3用于将第五子档位从动齿轮505同第一轴50接合。
当第二同步器S2沿轴向移动至与第三子档位从动齿轮503接合,将第三子档位从动齿轮503同步连接到第一轴50,由于第三子档位从动齿轮503能够随第三子档位主动齿轮403的旋转而旋转,第三子档位主动齿轮403固定套设在第三轴40上,从而使得第二轴20能带动第三轴40同步旋转;。输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二耦合单元C2(第二耦合单元C2处于接合状态)、第一耦合单元C1(第一耦合单元C1处于接合状态)、第三轴40、第三子档位主动齿轮403、第三子档位从动齿轮503、第二同步器S2及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第二同步器S2沿轴向移动至与第四子档位从动齿轮504接合时,将第四子档位从动齿轮504同步连接到第一轴50,由于第四子档位从动齿轮504能够随第四子档位主动齿轮404的旋转而旋转,第四子档位主动齿轮404固定套设在第三轴40上,从而使得第二轴20能带动第三轴40同步旋转;输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二耦合单元C2(第二耦合单元C2处于接合状态)、第一耦合单元C1(第一耦合单元C1处于接合状态)、第三轴40、第四子档位主动齿轮404、第四子档位从动齿轮504、第二同步器S2及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间时,第二同步器S2均不与第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504接合;输出的扭矩不会通过第二档位耦合单元传递至第一轴50。
当第三同步器S3沿轴向移动至与第五子档位从动齿轮505接合时,将第五子档位从动齿轮505同步连接到第一轴50,由于第五子档位从动齿轮505能够随第五子档位主动齿轮405的旋转而旋转,第五子档位主动齿轮405固定套设在第三轴40上,从而使得第二轴20能带动第三轴40同步旋转;输出的扭矩沿第二轴20依次传给第二耦合单元C2(第二耦合单元C2处于接合状态)、第一耦合单元C1(第一耦合单元C1处于接合状态)、第三轴40、第五子档位主动齿轮405、第五子档位从动齿轮505、第三同步器S3及第一轴50,以实现车辆的向前行驶。
当第三同步器S3位于第三子档位从动齿轮503和第五子档位从动齿轮505之间时,第三同步器S3均不与第三子档位从动齿轮503和第五子档位从动齿轮505接合;输出的扭矩不会通过第二档位耦合单元传递至第一轴50。
本实施例中,第一子档位简称为1档,第二子档位简称为2档,第三子档位简称为3档,第四子档位简称为4档,第五子档位简称为5档;相当于本实施例的档位比实施例一中多了一个5档;因此,本实施例的驱动装置的工作模式相比于实施例一中驱动装置的工作模式,在实施例一的工作模式基础上增加了包含5档的工作模式,具体参考实施例一中相应模式的描述(参考图3)。
本实施例相比于实施例一增加了如下工作模式:
1)纯电动5档驱动模式
纯电动5档驱动模式下的控制参数:第一耦合单元C1及第二耦合单元C2处于接合状态,第三耦合单元C3均处于分离状态,第三同步器S3与第五子档位(5档)从动齿轮接合,第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),第一同步器S1不工作(第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间),电机2在电动机模式下工作,内燃机1不工作。在本发明中,电机2在电动机模式下工作是指电机2正转以输出使车辆前进的动力。
纯电动5档驱动模式下的动力传递路径:电机2输出的正向扭矩依次传递第二轴20、第二耦合单元C2的输入端、第二耦合单元C2的输出端、第四轴30的第一端、第一耦合单元C1的输出端、第一耦合单元C1的输入端、第三轴40的第二端、第五子档位主动齿轮405、第五子档位从动齿轮505、第三同步器S3及第一轴50,以实现车辆在5档位下向前行驶。
2)混合动力驱动5档模式
混合动力驱动5档模式下的控制参数:第一耦合单元C1、第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于接合状态,第三同步器S3与第五子档位(5档)从动齿轮接合,第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),第一同步器S1不工作(第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间),电机2在电动机模式下工作,内燃机1工作。在本发明中,电机2在电动机模式下工作是指电机2正转以输出使车辆前进的动力。
混合动力驱动5档模式下的动力传递路径:内燃机1输出的全部扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第一耦合单元C1的输出端、第一耦合单元C1的输入端、第三轴40的第二端、第五子档位主动齿轮405、第五子档位从动齿轮505、第三同步器S3及第一轴50;与此同时,电机2输出的正向扭矩依次传递至第二轴20、第二耦合单元C2的输入端、第二耦合单元C2的输出端、第四轴30的第一端、第一耦合单元C1的输出端、第一耦合单元C1的输入端、第三轴40的第二端、第五子档位主动齿轮405、第五子档位从动齿轮505、第二同步器S3及第一轴50;由内燃机1、电机2共同提供动力,以实现车辆在3档位下向前行驶。
3)纯内燃机驱动5档及行车发电模式
纯内燃机驱动5档及行车发电模式下的控制参数:第一耦合单元C1、第二耦合单元C2及第三耦合单元C3均处于接合状态,第三同步器S3与第五子档位(5档)从动齿轮接合,第二同步器S2不工作(第二同步器S2位于第三子档位从动齿轮503和第四子档位从动齿轮504之间),第一同步器S1不工作(第一同步器S1位于第一子档位从动齿轮501和第二子档位从动齿轮502之间),内燃机1工作,电机2在发电机模式下工作,内燃机1带动电机2的输入轴旋转,仅由内燃机1提供动力。
纯内燃机驱动5档及行车发电模式下的动力传递路径:内燃机1输出的全部扭矩分为两部分,一部分扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第一耦合单元C1的输出端、第一耦合单元C1的输入端、第三轴40的第二端、第五子档位主动齿轮405、第五子档位从动齿轮505、第三同步器S3及第一轴50;另一部扭矩依次传递至第五轴10的第二端、第五轴10的第一端、第三耦合单元C3的输入端、第三耦合单元C3的输出端、第四轴30的第二端、第四轴30的第一端、第二耦合单元C2的输出端、第二耦合单元C2的输入端、第二轴20的第二端及电机2;仅由内燃机1提供动力,由电机2将内燃机1输出的动能转换成电能,以为电池充电。
需说明的是,本实施例中档位不限于实施例中的档位,在其它实施例中可以根据需要增加相应的档位。
本发明实施例还提供一种汽车,包括上述任一所述的混合动力车的驱动装置。
综上,本实施例提供的一种新结构的驱动装置能在上述多种模式之间切换,以适应车辆在不同工况下对驱动装置提出的要求;且在车辆处于纯电动驱动模式下,可以实现不同档位的切换,从而实现增扭变速功能。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (9)
1.一种混合动力车的驱动装置,其特征在于,包括:
第一轴,作为所述驱动装置的输出端提供车辆行驶所需动力;
第二轴,沿轴向所述第二轴具有第一端和第二端;
第三轴,沿轴向所述第三轴具有第一端和第二端,且所述第三轴空套于所述第二轴的外周面上;
第四轴,沿轴向所述第四轴具有第一端和第二端;
第五轴,沿轴向所述第五轴具有第一端和第二端;
电机,与所述第二轴的第一端连接,用于向所述第二轴提供第一动力;
第一耦合单元,能在接合、分离状态之间切换,所述第一耦合单元的输入端与所述第三轴的第二端连接,所述第一耦合单元的输出端与所述第四轴的第一端连接;
第二耦合单元,能在接合、分离状态之间切换,所述第二轴的第二端伸出所述第三轴并与所述第二耦合单元的输入端连接,所述第二耦合单元的输出端与所述第四轴的第一端连接;
所述第三耦合单元,能在接合、分离状态之间切换,所述第三耦合单元的输出端与所述第四轴的第二端连接,第三耦合单元的输入端与第五轴的第一端连接;
内燃机,与所述第五轴的第二端连接,用于提供第二动力;
还包括:
至少一个用于建立所述第一轴与所述第二轴之间的扭矩传输的第一档位耦合单元,所述第一档位耦合单元能在接合、分离状态之间切换;
至少一个用于建立所述第一轴与所述第三轴之间的扭矩传输的第二档位耦合单元,所述第一档位耦合单元的档位和所述第二档位耦合单元的档位不同,所述第二档位耦合单元能在接合、分离状态之间切换。
2.如权利要求1所述的混合动力车的驱动装置,其特征在于,所述第一档位耦合单元和所述第二档位耦合单元均为一个;
所述第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第二轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;以及,
套设在所述第一轴上的第一同步器,所述第一同步器用于沿轴向移动并将所述第一档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合;
所述第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第三轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;以及,
套设在所述第一轴上的第二同步器,所述第二同步器用于沿轴向移动并将所述第二档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合。
3.如权利要求1所述的混合动力车的驱动装置,其特征在于,所述第一档位耦合单元和所述第二档位耦合单元均为两个;
每一所述第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第二轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
每一所述第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第三轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
两个所述第一档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第一同步器,所述第一同步器用于沿轴向移动并将所述第一档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合;
两个所述第二档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第二同步器,所述第二同步器用于沿轴向移动并将所述第二档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合。
4.如权利要求1所述的混合动力车的驱动装置,其特征在于,所述第一档位耦合单元为两个,所述第二档位耦合单元为一个;
每一所述第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第二轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
两个所述第一档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第一同步器,所述第一同步器用于沿轴向移动并将所述第一档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合;
所述第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第三轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
套设在所述第一轴上的第二同步器,所述第二同步器用于沿轴向移动并将所述第二档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合。
5.如权利要求1所述的混合动力车的驱动装置,其特征在于,所述第一档位耦合单元为一个,所述第二档位耦合单元为两个;
所述第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第二轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
套设在所述第一轴上的第一同步器,所述第一同步器用于沿轴向移动并将所述第一档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合;
每一所述第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第三轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
两个所述第二档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第二同步器,所述第二同步器用于沿轴向移动并将所述第二档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合。
6.如权利要求1所述的混合动力车的驱动装置,其特征在于,所述第一档位耦合单元为三个,所述第二档位耦合单元为两个;
每一所述第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第二轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
每一所述第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第三轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
三个所述第一档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第一同步器、第三同步器,所述第一同步器、第三同步器用于沿轴向移动并将所述第一档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合;
两个所述第二档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第二同步器,所述第二同步器用于沿轴向移动并将所述第二档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合。
7.如权利要求1所述的混合动力车的驱动装置,其特征在于,所述第一档位耦合单元为两个,所述第二档位耦合单元为三个;
每一所述第一档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第二轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
每一所述第二档位耦合单元包括:相啮合的主动齿轮和从动齿轮,其中,主动齿轮固定套设在所述第三轴上,从动齿轮可旋转地套设在所述第一轴上;
两个所述第一档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第一同步器,所述第一同步器用于沿轴向移动并将所述第一档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合;
三个所述第二档位耦合单元中的从动齿轮之间设有套设在所述第一轴上的第二同步器、第三同步器,所述第二同步器、第三同步器用于沿轴向移动并将所述第二档位耦合单元中的从动齿轮同所述第一轴接合。
8.如权利要求1所述的混合动力车的驱动装置,其特征在于,所述第一耦合单元、第二耦合单元为湿式离合器,所述第三耦合单元为干式离合器。
9.一种汽车,其特征在于,包括权利要求1-8任一项所述的混合动力车的驱动装置。
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