CN109080432B - 一种动力耦合方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力耦合方法及系统，方法中第一动力源、第二动力源与动力输出单元的动力输入轴之间处在共同传递扭矩或分别传递扭矩的动力传递状态；系统中第一、二动力源的第一、二动力输出轴上分别设置有做轴向位移的同步器一、二，第一、二动力输入轴经齿轮传动机构驱动动力输出单元动力的动力输出轴。当第一动力源单独工作时，车辆进行换挡操作，同步器二轴向移动，第二动力源与动力输入轴相连并传递扭矩，第一动力源与动力输入轴分离，保证在换挡过程中动力的持续输出不中断；若车辆在爬坡过程中，第一动力源提供的扭矩不足以维持车辆爬坡，同步器二轴向移动，两个动力源共同工作向动力输入轴传递扭矩，完成爬坡，保证车辆的正常行驶。

Description

一种动力耦合方法及系统
技术领域
本发明属于汽车结构部件技术领域，特别涉及到一种新型动力耦合方法及系统。
背景技术
随着经济发展和科技进步，汽车不仅扮演着快节奏、高效率生活中代步工具角色，也是人们心目中第二个移动的家。所以汽车的功能越来越多，智能化、舒适性、动力性等要求也越来越高，同时车辆保有量的增长、化石能源的枯竭和大气环境的恶化也带来一系列的社会问题。
国家制定排放法规、颁布激励政策，制定长远规划大力推动清洁可再生能源的发展，对新能源汽车行业来说是个很大的发展机遇，与此同时，生活环境的持续恶化也唤醒了人们的节能环保意识，直接推动新能源汽车市场的发展。
在汽车动力方面，传统的传动系统仅有发动机一个动力源，工作模式单一，动力源无法对动力需求进行优化配置。当前，混合动力源(两个或者多个动力源)的车型广受推崇，各大型车企都在积极研发相关系统，其关键技术就是动力耦合系统的开发。
单一动力源在车辆爬坡时，若遇到陡坡，动力不足的情况时有发生，给驾乘人员带来了极大了困扰，甚至安全隐患。另外车辆正常行驶的换挡过程包含摘挡、选档、上档三个过程，传统的MT、AMT变速箱都会存在动力中断。DCT等采用双离合装置的变速箱有两个轴，一个轴传递动力的时候，另一个轴完成选档工作，需要换挡时一个离合器摘挡，一个离合器上档，因此可以大大减少摘挡和上档的动力中断时间，消除选档的动力中断，尽管如此，DCT还是有短暂的动力中断时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于混合动力源的动力耦合方法及系统，可以实现车辆换挡切换时的无动力中断，同时保证车辆在爬坡过程中有足够的动力。
为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：一种动力耦合方法，包括第一动力源和第二动力源，第一动力源经由第一齿轮传动机构与动力输出单元的动力输入轴相连并传递扭矩，第二动力源经由第二齿轮传动机构与动力输出单元的动力输入轴相连并传递扭矩，第一动力源、第二动力源与动力输出单元的动力输入轴之间处在共同传递扭矩或分别传递扭矩的动力传递状态；一种动力耦合系统，第一、二动力源动力输出端连接的第一、二动力输出轴上分别设置有做轴向位移的同步器一、二，第一、二动力输入轴经齿轮传动机构驱动与动力输出单元动力输入端连接的动力输出轴，第一动力输出轴与第二动力输出轴端部临近且同芯布置。
上述技术方案中，当第一动力源单独工作时，通过第一齿轮传动机构将动力传递到动力输出单元的动力输入轴，驱动车辆的的正常行驶，若此时车辆进行换挡操作，同步器二轴向移动，处于左位或者右位，第二动力源经第二齿轮传动机构与动力输出单元的动力输入轴相连并传递扭矩，同步器一轴向移动，处于中位，第一动力源与动力输出单元的动力输入轴分离，不提供动力到动力输出单元的动力输入轴，第二动力源单独工作，完成换挡操作，保证了在换挡过程中动力的持续输出不中断；若车辆处于爬坡过程中，第一动力源提供的扭矩不足以维持车辆正常爬坡，此时同步器二轴向移动，处于左位或者右位，第二动力源经第二齿轮传动机构与动力输出单元的动力输入轴相连并传递扭矩，第一动力源和第二动力源共同工作向动力输出单元的动力输入轴传递扭矩，完成车辆的爬坡动作，保证车辆的正常行驶。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明的技术方案进行进一步说明。
本实施例提供了一种动力耦合方法，包括第一动力源10和第二动力源20，第一动力源10经由第一齿轮传动机构与动力输出单元30的动力输入轴31相连并传递扭矩，第二动力源20经由第二齿轮传动机构与动力输出单元30的动力输入轴31相连并传递扭矩，第一动力源10、第二动力源20与动力输出单元30的动力输入轴31之间处在共同传递扭矩或分别传递扭矩的动力传递状态。当第一动力源10单独工作时，通过第一齿轮传动机构将动力传递到动力输出单元30的动力输入轴31，驱动车辆的的正常行驶，若此时车辆进行换挡操作，第二动力源20经第二齿轮传动机构与动力输出单元30的动力输入轴31相连并传递扭矩，第一动力源10与动力输出单元30的动力输入轴31分离，不提供动力到动力输出单元30的动力输入轴31，第二动力源20单独工作，完成换挡操作，保证了在换挡过程中动力的持续输出不中断；同理第二动力源20单独工作时，通过第二齿轮传动机构将动力传递到动力输出单元30的动力输入轴31，驱动车辆的的正常行驶，若此时车辆进行换挡操作，第一动力源10经第一齿轮传动机构与动力输出单元30的动力输入轴31相连并传递扭矩，第二动力源20与动力输出单元30的动力输入轴31分离，不提供动力到动力输出单元30的动力输入轴31，第一动力源10单独工作，完成换挡操作，保证了在换挡过程中动力的持续输出不中断；若车辆处于爬坡过程中，第一动力源10提供的扭矩不足以维持车辆正常爬坡，此时第二动力源20经第二齿轮传动机构与动力输出单元30的动力输入轴31相连并传递扭矩，第一动力源10和第二动力源20共同工作向动力输出单元30的动力输入轴31传递扭矩，完成车辆的爬坡动作，保证车辆的正常行驶。
第一动力源10经由第一齿轮传动机构40连接至动力输出单元30的动力输入轴31且保持扭矩传递的状态下，第二动力源20经由第二齿轮传动机构连接至动力输出单元30的动力输入轴31，由此构成两路扭矩输入的动力输入方式。第一动力源10和第二动力源20可同时对动力输出单元30的动力输入轴31进行动力输入。
两路扭矩共同输入的动力传递过程中，第一动力源10、第二动力源20中其中之一退出扭矩传递时另外的动力源保持扭矩传递状态，完成动力源的转换，第一动力源10或第二动力源20可单独进行动力输入。
本实施例提供了一种动力耦合系统，第一、二动力源10、20动力输出端连接的第一、二动力输出轴11、21上分别设置有做轴向位移的同步器一、二111、211，第一、二动力输入轴11、21经齿轮传动机构驱动与动力输出单元30动力输入端连接的动力输出轴31，第一动力输出轴11与第二动力输出轴21端部临近且同芯布置。同步器一、二111、211可分别在第一、二动力输出轴11、21做轴向位移，轴向位移时，同步器一、二111、211分别拥有三个不同位置状态，即同步器一、二111、211处于左位、中位、右位。处于左位时，与其左侧的部件连接传输动力；处于中位时，其空套在轴上；处于右位时，与其右侧的部件连接传输动力至动力输出单元30动力输入端连接的动力输出轴31。
第一动力输出轴11上设置齿轮一41与动力输入轴31上的齿轮二42啮合构成第一齿轮传动机构40。当同步器一111处于左位时，与齿轮一41连接，此时齿轮一41随同步器一111与第一动力输出轴11同步转动，从而通过第一齿轮传动机构40将扭矩从第一动力源10传输到动力输出单元30的动力输入轴31；当同步器一111处于中位时，齿轮一41空套在第一动力输出轴11上，齿轮一41与第一动力输出轴11无连接关系，即第一齿轮传动机构40与第一动力输出轴11无连接关系。
第二齿轮传动机构包括第二、三齿轮传动副50、60，第二动力输出轴21上在同步器二211两侧设置的齿轮三、四51、61分别与动力输入轴31上设置的齿轮五、六52、62啮合构成第二、三齿轮传动副50、60。同步器二211处于中位时，齿轮三、四51、61空套在第二动力输出轴21上，齿轮三、四51、61与二动力输出轴21无连接关系，即第二齿轮传动机构与第二动力输出轴21无连接关系。另外，在具体实施时，优选的方案是齿轮一41与齿轮二42、齿轮三51与齿轮五52、齿轮四61与齿轮六62的传动比都不相同，每个齿轮副之间可传递的速度都不相同，从而实现车辆换挡后的不同速度，通过多速比和多种模式的使用，提升车辆动力性和经济性。
同步器一111轴向位移时实现第一动力输出轴11与动力输入轴31的同步转动或解除同步转动。
同步器一111处于左位时，同步器一111与齿轮一41连接，齿轮一41与动力输出单元30的动力输入轴31同步转动，将第一动力源10的动力通过第一动力输出轴11传输到动力输出单元30的动力输入轴31；所述的同步器一111处于中位时，齿轮一41空套在动力输出轴11上，第一动力源10的第一动力输出轴11不输出扭矩至动力输入轴31；所述的同步器一111处于右位时，第一动力输出轴11与第二动力输出轴21同轴连接。
同步器二211轴向位移时实现第二动力输出轴21与动力输入轴31的同步转动或解除同步转动。
同步器二211处于左位时，同步器二211与齿轮三51连接，齿轮三51与动力输出单元30的动力输入轴31同步转动，将第二动力源20的动力通过第二齿轮传动副50传输到动力输出单元30的动力输入轴31；同步器二211处于中位时，齿轮三51与齿轮五61空套在第二动力输出轴21上，第二动力源20的第二动力输出轴21不输出扭矩至动力输入轴31；同步器二211处于右位时，同步器二211与齿轮四61连接，第二动力源20的动力通过第三齿轮传动副60传输到动力输出单元30的动力输入轴31，第二动力输出轴21与动力输入轴31同步转动。
车辆正常行驶，当第一动力源10单独工作时，同步器一111处于左位与齿轮一41连接，第一动力源10的动力通过第一齿轮传动机构40将动力传递到动力输出单元30的动力输入轴31，驱动车辆的的正常行驶，若此时车辆进行换挡操作，同步器二211从中位轴向移动，处于左位或者右位与齿轮三51或齿轮四61连接，第二动力源20经第二齿轮传动机构与动力输出单元30的动力输入轴31相连并传递扭矩，这时同步器一111轴向移动处于中位，使齿轮一41空套在第一动力输出轴11上，第一动力源10与动力输出单元30的动力输入轴31分离，不提供动力到动力输出单元30的动力输入轴31，第二动力源20单独工作，完成换挡操作，保证了在换挡过程中动力的持续输出不中断；同理第二动力源20单独工作时，同步器二211处于左位或者右位，通过第二齿轮传动机构将动力传递到动力输出单元30的动力输入轴31，驱动车辆的的正常行驶，若此时车辆进行换挡操作，同步器一111左移与齿轮一41连接，第一动力源10经第一齿轮传动机构40与动力输出单元30的动力输入轴31相连并传递扭矩，同步器二211轴向移动处于中位，第二动力源20与动力输出单元30的动力输入轴31分离，不提供动力到动力输出单元30的动力输入轴31，第一动力源10单独工作，完成换挡操作，保证了在换挡过程中动力的持续输出不中断。
若车辆处于爬坡过程中，第一动力源10单独工作提供的扭矩不足以维持车辆正常爬坡，此时第二动力源20经第二齿轮传动机构与动力输出单元30的动力输入轴31相连并传递扭矩，第一动力源10和第二动力源20共同工作向动力输出单元30的动力输入轴31传递扭矩，完成车辆的爬坡动作，保证车辆的正常行驶；同理第二动力源20单独工作时，第一动力源10可通过同步器一111的位置移动向动力输出单元30的动力输入轴31传递扭矩，具体不在赘述。

Claims (3)

1.一种动力耦合系统，其特征在于：第一、二动力源(10、20)动力输出端连接的第一、二动力输出轴(11、21)上分别设置有做轴向位移的同步器一、二(111、211)，第一、二动力输出轴(11、21)经齿轮传动机构驱动与动力输出单元(30)动力输入端连接的动力输入轴(31)，第一动力输出轴(11)与第二动力输出轴(21)端部临近且同芯布置；
第二齿轮传动机构包括第二、三齿轮传动副(50、60)，第二动力输出轴(21)上在同步器二(211)两侧设置的齿轮三、四(51、61)分别与动力输入轴(31)上设置的齿轮五、六(52、62)啮合构成第二、三齿轮传动副(50、60)；
所述的第一动力输出轴(11)上设置齿轮一(41)与动力输入轴(31)上的齿轮二(42)啮合构成第一齿轮传动机构(40)；
同步器一(111)轴向位移时实现第一动力输出轴(11)与动力输入轴(31)的同步转动或解除同步转动；
同步器一(111)处于左位时，齿轮一(41)与动力输入轴(31)同步转动；所述的同步器一(111)处于中位时，齿轮一(41)空套在动力输出轴(11)上；所述的同步器一(111)处于右位时，第一动力输出轴(11)与第二动力输出轴(21)同轴连接。
2.根据权利要求1所述的动力耦合系统，其特征在于：同步器二(211)轴向位移时实现第二动力输出轴(21)与动力输入轴(31)的同步转动或解除同步转动。
3.根据权利要求2所述的动力耦合系统，其特征在于：同步器二(211)处于左位时，齿轮三(51)与动力输入轴(31)同步转动；同步器二(211)处于中位时，齿轮三(51)与齿轮五(61)空套在第二动力输出轴(21)上；同步器二(211)处于右位时，第二动力输出轴(21)与动力输入轴(31)同步转动。
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