CN109203961B - 混合动力传动系统和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混合动力传动系统和车辆，该混合动力传动系统包括：发动机；变速箱，其包括机械输入轴和机械输出轴，其中，发动机通过离合器与机械输入轴相连，并且机械输入轴通过e挡齿轮组与机械输出轴相连；电机，其连接到电动输入轴上，并且电动输入轴通过f挡齿轮组与机械输入轴相连；电动输出轴，其通过g挡齿轮组与电动输入轴相连；以及差速器，其通过主减齿轮组与电动输出轴和机械输出轴相连；其中，第三同步器设置在机械输入轴上并与e挡齿轮组和f挡齿轮组相连，并且第四同步器设置在电动输出轴上并与g挡齿轮组相连。本发明的混合动力传动系统和车辆能够通过控制发动机、电机、离合器和同步器，来实现多个不同运行模式。

Description

混合动力传动系统和车辆
技术领域
本发明涉及车辆传动系统，并且更具体而言，涉及一种用于混合动力汽车的混合动力传动系统，以及一种包括该混合动力传动系统的车辆。
背景技术
已知的是，出于环境保护和整车燃油经济性的考虑，越来越多的车辆开始采用混合动力系统。然而，现有技术中的混合动力系统通常在变速箱中采用行星齿轮结构或轴套轴的双离合变速器结构，并且在变速器中增加与电机相连的轴和齿轮结构。这样的设置不仅结构复杂，而且增加成本。
因此，所期望的是提供一种新的混合动力传动系统和包含其的车辆。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种混合动力传动系统，本发明的另一个目的在于提供一种包括该混合动力传动系统的车辆。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种混合动力传动系统，可选地，其包括：
发动机；
变速箱，其包括机械输入轴和机械输出轴，其中，发动机通过离合器与机械输入轴相连，并且机械输入轴通过e挡齿轮组与机械输出轴相连；
电机，其连接到电动输入轴上，并且电动输入轴通过f挡齿轮组与机械输入轴相连；
电动输出轴，其通过g挡齿轮组与电动输入轴相连；以及
差速器，其通过主减齿轮组与电动输出轴和机械输出轴相连；
其中，第三同步器设置在机械输入轴上并与e挡齿轮组和f挡齿轮组相连，并且第四同步器设置在电动输出轴上并与g挡齿轮组相连。
可选地，机械输入轴与机械输出轴还通过a挡齿轮组、b挡齿轮组、c挡齿轮组和d挡齿轮组相连；
其中，第一同步器设置在机械输出轴上并与a挡齿轮组和b挡齿轮组相连，并且第二同步器设置在机械输入轴上并与c挡齿轮组和d挡齿轮组相连。
可选地，还包括设置在机械输入轴、第一同步器和倒挡支撑轴之间的倒挡齿轮组。
可选地，混合动力传动系统具有发动机单独驱动模式，其中，离合器处于结合状态且第四同步器处于开启状态，发动机输出的动力通过离合器传递至机械输入轴，然后通过a挡齿轮组或和b挡齿轮组或c挡齿轮组或d挡齿轮组或e挡齿轮组、或倒挡齿轮组传递至机械输出轴，然后通过主减齿轮组传递至差速器。
可选地，当述混合动力传动系统处于发动机单独驱动模式时，使第四同步器切换至结合状态，以便将发动机输出的动力通过g挡齿轮组传递至电动输入轴，带动电机旋转，以便发动机在车辆行驶时通过电机向电池充电。
可选地，混合动力传动系统具有发动机借用电机挡驱动模式，其中，离合器、第三同步器和第四同步器处于结合状态，发动机输出的动力通过f挡齿轮组传递至电动输入轴，然后通过g挡齿轮组传递至电动输出轴，并且然后通过主减齿轮组传递至差速器。
可选地，混合动力传动系统具有停车充电模式，其中，离合器处于结合状态且第三同步器处于结合状态，发动机输出的动力通过f挡齿轮组传递至电动输入轴，并且带动电机来向电池充电。
可选地，混合动力传动系统具有第一电机驱动模式，其中，离合器和第三同步器处于打开状态，第四同步器处于结合状态，电机输出的动力传递至电机输入轴，然后通过g挡齿轮组传递至电动输出轴，并且然后通过主减齿轮组传递至差速器。
可选地，通过使离合器处于结合状态，将电机输出的动力通过主减速齿轮组传递至机械输出轴，并且通过第一同步器、第二同步器或第三同步器传递至机械输入轴，并通过离合器传递至发动机，以实现行车过程中用电机来辅助启动发动机。
可选地，混合动力传动系统具有第二电机驱动模式，其中，离合器和第四同步器处于打开状态，第三同步器处于结合状态，电机输出的动力传递至电机输入轴，然后通过f挡齿轮组传递至机械输入轴，然后通过a挡齿轮组或b挡齿轮组或c挡齿轮组或d挡齿轮组、或倒挡齿轮组传递至机械输出轴，然后通过主减齿轮组传递至差速器。
可选地，通过使离合器处于结合状态，将传递至机械输入轴的动力通过离合器传递至发动机，以实现行车过程中用电机来辅助启动发动机。
可选地，混合动力传动系统具有第一混合动力模式，其中，离合器处于结合状态，发动机输出的动力通过离合器传递至机械输入轴，然后通过a挡齿轮组或b挡齿轮组或c挡齿轮组或d挡齿轮组或e挡齿轮组、或倒挡齿轮组传递至机械输出轴，然后通过主减齿轮组传递至差速器；并且其中，电机输出的动力传递至电机输入轴，然后通过g挡齿轮组传递至电动输出轴，并且然后通过主减齿轮组传递至差速器，使得发动机和电机输出的动力在主减齿轮组处耦合驱动差速器。
可选地，混合动力传动系统具有第二混合动力模式，其中，离合器处于结合状态，发动机输出的动力通过离合器传递至机械输入轴，并且其中，第三同步器处于结合状态，电机输出的动力传递至电机输入轴，然后通过f挡齿轮组传递至机械输入轴，发动机和电机输出的动力在机械输入轴处耦合，然后通过a挡齿轮组或b挡齿轮组或c挡齿轮组或d挡齿轮组或倒挡齿轮组传递至机械输出轴，然后通过主减齿轮组传递至差速器。
可选地，混合动力传动系统具有启动模式，其中，离合器和第三同步器处于结合状态，电机输出的动力传递至电机输入轴，然后通过f挡齿轮组传递至机械输入轴，并通过离合器传递至发动机，以带动发动机启动。
可选地，电动输出轴还通过h挡齿轮组与电动输入轴相连，并且第四同步器设置在电动输出轴上并与g挡齿轮组和h挡齿轮组相连。
可选地，混合动力传动系统具有行驶充电模式，其中，离合器处于结合状态，发动机输出的动力通过离合器传递至机械输入轴，然后通过a挡齿轮组或b挡齿轮组或c挡齿轮组或d挡齿轮组或倒挡齿轮组传递至机械输出轴，然后通过主减齿轮组传递至差速器，其中，第四同步器处于结合状态，以便将发动机输出的动力通过g挡齿轮组或h挡齿轮组传递至电动输入轴，以便发动机在车辆行驶时通过电机向电池充电。
可选地，混合动力传动系统具有发动机借用电机挡驱动模式，其中，离合器、第三同步器和第四同步器处于结合状态，发动机输出的动力通过f挡齿轮组传递至电动输入轴，然后通过g挡齿轮组或h挡齿轮组传递至电动输出轴，并且然后通过主减齿轮组传递至差速器。
可选地，混合动力传动系统具有第三混合动力模式，其中，离合器处于结合状态，发动机输出的动力通过离合器传递至机械输入轴，然后通过a挡齿轮组或b挡齿轮组或c挡齿轮组和或d挡齿轮组或倒挡齿轮组传递至机械输出轴，然后通过主减齿轮组传递至差速器；并且其中，电机输出的动力传递至电机输入轴，然后通过g挡齿轮组或h挡齿轮组传递至电动输出轴，并且然后通过主减齿轮组传递至差速器，使得发动机和电机输出的动力在主减齿轮组处耦合驱动差速器。
可选地，电动输出轴还通过h挡齿轮组与电动输入轴相连，并且第四同步器设置在电动输入轴上并与g挡齿轮组和h挡齿轮组相连。
可选地，主减齿轮组在g挡齿轮组与h挡齿轮组之间连接到电动输出轴上。
可选地，f挡齿轮组包括：与第三同步器相连的第一f挡齿轮、设置在电动中间轴上的第二f挡齿轮和设置在电动输入轴上的第三f挡齿轮。
可选地，f挡齿轮组包括：与第三同步器相连的第一f挡齿轮、设置在电动中间轴上的第二f挡齿轮和设置在电动输入轴上的第三f挡齿轮以及设置在机械输出轴上的第四f挡齿轮。
一种车辆，可选地，其上述混合动力传动系统。
本发明的有益效果在于：本发明的混合动力传动系统和车辆具有结构简单、运行可靠、节能环保等优点，能够通过控制发动机、电机的停止或工作以及工作状态并通过控制离合器和同步器的结合和断开，来实现混合动力传动系统的多个不同运行模式，提升发动机在高效区的工作时间，实现燃油经济性、动力性和排放性能等整车性能的提升。
附图说明
以下将接合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限定。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并且可能进行了夸张性显示，并且附图也并非一定是按比例绘制的。
图1是本发明的混合动力传动系统的一个实施例的结构示意图。
图2是本发明的混合动力传动系统的另一个实施例的结构示意图。
图3是本发明的混合动力传动系统的又一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。本领域技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。
首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。
此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本发明的其他实施例。
此外，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的部件。
图1是本发明的混合动力传动系统的一个实施例的结构示意图。
其中，根据本发明的混合动力传动系统包括：发动机1；变速箱，其包括机械输入轴4和机械输出轴5，其中，发动机1通过离合器3与机械输入轴4相连，并且机械输入轴4通过至少e挡齿轮组ge1和ge2与机械输出轴5相连；电机2，其带有电动输入轴7，并且电动输入轴7通过f挡齿轮组gf1、gf2和gf3与机械输入轴4相连；电动输出轴8，其通过g挡齿轮组gg1和gg2与电动输入轴相连7；以及差速器12，其通过主减齿轮组gm1、gm2和gm3与电动输出轴8和机械输出轴5相连；其中，第三同步器s3设置在机械输入轴4上并与e挡齿轮组和f挡齿轮组相连，并且第四同步器s4设置在电动输出轴8上并与g挡齿轮组相连。
另外，机械输入轴4与机械输出轴5还通过a挡齿轮组ga1和ga2、b挡齿轮组gb1和gb2、c挡齿轮组gc1和gc2以及d挡齿轮组gd1和gd2相连；其中，第一同步器s1设置在机械输出轴5上并与a挡齿轮组和b挡齿轮组相连，并且第二同步器s2设置在机械输入轴4上并与c挡齿轮组和d挡齿轮组相连。
另外，混合动力传动系统还包括设置在机械输入轴4、第一同步器s1和倒挡支撑轴11之间的倒挡齿轮组gr0、gr1和gr2。
可选地，f挡齿轮组包括：与第三同步器s3相连的第一f挡齿轮gf1、设置在电动中间轴6上的第二f挡齿轮gf2和设置在电动输入轴7上的第三f挡齿轮gf3。
可选地，f档齿轮组也可包括四个齿轮或其他数目的齿轮。
在图示的实施例中，机械输入轴4与机械输出轴5通过机械a挡齿轮组中的齿轮ga1和ga2、机械b挡齿轮组中的齿轮gb1和gb2、机械c挡齿轮组中的齿轮gc1和gc2、机械d挡齿轮组中的齿轮gd1和gd2、机械e挡齿轮组中的齿轮ge1和ge2相连，以实现不同挡位之间的切换。机械输入轴4与电动输入轴7通过机电耦合f挡齿轮组中的齿轮gf1和gf2以及gf3相连，其中，f挡齿轮组中的齿轮gf2设置在电动中间轴6上。电动输出轴8通过电动g挡齿轮组中的齿轮gg1和gg2与电动输入轴7相连。电动输出轴8和机械输出轴5通过主减齿轮组中的齿轮gm1、gm2、gm3与差速器12相连。
其中，齿轮ga1、gb1、gr1、第二同步器s2、第三同步器s3通过花键等来与机械输入轴4固连；齿轮gc1、gd1、ge1、gf1通过滚针轴承等来空套在机械输入轴4上；齿轮gm3、gc2、gd2、ge2、第一同步器s1通过花键等与机械输出轴5固连；齿轮ga2、gb2通过滚针轴承等来空套在机械输出轴5上；齿轮gf2通过轴承等来空套在电动中间轴6上；齿轮gf3、gg1、电机2通过花键等来与电动输入轴7固连；第四同步器s4、齿轮gm1通过花键等来与电动输出轴8固连；齿轮gg2通过滚针轴承等来空套在电动输入轴7上；主减输出齿gm2与差速器12壳体固连；并且半轴9和10与差速器12内齿轮固连。
容易理解的是，各挡齿轮组中的齿轮数目可以根据实际需要增加或减少，并且齿轮组挡位的数目也可根据实际需要来设定。例如，机械a挡齿轮组、机械b挡齿轮组、机械c挡齿轮组、机械d挡齿轮组、机械e挡齿轮组数量的增加或减少依然属于本专利保护范畴；机电耦合f挡齿轮组的位置和齿轮组数量以及齿轮组结合齿轮数量的调整依然属于本专利保护范畴；电动g挡齿轮组的数量增加依然属于本专利保护范畴。
通过控制各个离合器和同步器的结合与分离，可以实现发动机动力单独驱动车辆行驶、电机动力单独驱动车辆行驶、发动机动力与电机动力耦合驱动车辆行驶、车辆停车时发动机向电机充电、以及车辆行驶中发动机向电机充电等运行模式。以下将详细描述本发明的混合动力传动系统的各个运行模式：
模式1.1：发动机单独驱动模式(仅使用发动机驱动车辆行驶)
在图1所示的实施例中，发动机1输出动力，离合器3处于结合状态，发动机动力传递至机械输入轴4。通过控制机械a挡与b挡动力切换的第一同步器s1在a挡状态结合或b挡状态结合，将传递至机械输入轴4的动力，通过机械a挡齿轮组ga1和ga2或机械b挡齿轮组gb1和gb2传递至机械输出轴5；也可以通过控制机械c挡与d挡动力切换第二同步器s2在c挡状态结合或d挡状态结合，将传递至机械输入轴4的动力，通过机械c挡齿轮组gc1和gc2或机械d挡齿轮组gd1和gd2传递至机械输出轴5；也可以通过机械e挡与机电耦合f挡动力切换第三同步器s3在e挡状态结合，将传递至机械输入轴4的动力，通过机械e挡齿轮组ge1和ge2传递至机械输出轴5；也可以通过控制倒挡惰轮gr0的位置，将传递至机械输入轴4的动力，通过倒挡齿轮组gr1和gr0以及gr2传递至机械输出轴5。输出至机械输出轴5的动力进一步通过主减齿轮组gm3、gm2和gm1传递至差速器12和电动输出轴8。
上述传递至差速器12和电动输出轴8的动力，若控制电动g挡动力切换第四同步器s4处于开启状态，则发动机输出至机械输出轴5的动力只通过差速器12传递至半轴9和10，最终传递至车轮，实现发动机单独驱动车辆行驶。
上述传递至差速器12和电动输出轴8的动力，若控制电动g挡动力切换第四同步器s4处于闭合状态，则发动机输出至机械输出轴5的动力一方面通过差速器12传递至半轴9和10，最终传递至车轮，使得车辆得以行驶。另一方面将发动机传递至电动输出轴的动力通过电动g挡齿轮组gg1和gg2传递至电动输入轴7，电动输入轴7与电机2相连，从而实现发动机动力向电机2的输入。容易理解的是，电机2通常与未示出的电池相连。在电池需要充电状态时，通过电机2对其进行充电，实现车辆在行驶状态下由发动机1通过电机2向电池进行充电。
模式1.2：停车充电模式(发动机C挡充电)
在图1所示的实施例中，发动机1输出动力，离合器3处于结合状态，发动机动力传递至机械输入轴4。通过机械e挡与机电耦合f挡动力切换第三同步器s3在f挡状态结合，将动力传递至f挡齿轮gf1，再通过机电耦合f挡齿轮组gf1、gf2以及gf3将动力传递至电动输入轴7，电动输入轴7与电机2相连，从而实现发动机动力向电机的输入。在电池需要充电状态时，对电池进行充电，实现车辆在停止状态，发动机1通过电机2向电池进行充电。
模式1.3：发动机借用电机挡驱动模式(发动机C挡+L挡驱动)
在图1所示的实施例中，发动机1输出动力，离合器3处于结合状态，发动机动力传递至机械输入轴4。通过机械e挡与机电耦合f挡动力切换第三同步器s3在f挡状态结合将动力传递至f挡齿轮gf1，再通过机电耦合f挡齿轮组gf1、gf2以及gf3将动力传递至电动输入轴7，通过控制电动g挡动力切换第四同步器s4结合，传递至电动输入轴7的动力通过电动g挡齿轮组gg1和gg2传递至电动输出轴8。输出至电动输出轴8的动力，通过主减齿轮组gm1和gm2传递至差速器12，再通过差速器传递至半轴9和10，最终传递至车轮，使车辆得以行使，实现发动机1借用电动挡驱动车辆行驶。
模式1.4：第一电机驱动模式(电动L挡)
在图1所示的实施例中，电机2输出动力，电机2与电动输入轴7相连，则电机动力传递至电动输入轴7。控制电动g挡动力切换第四同步器s4处于闭合状态，则电机传递至电动输入轴7的动力通过电动g挡齿轮组gg1和gg2传递至电动输出轴8，然后再通过主减齿轮组gm3、gm2和gm1传递至差速器12和机械输出轴5，动力由差速器12传递至半轴9和10，最终传递至车轮，使得车辆得以行驶，实现电机单独通过电动g挡驱动车辆行驶。
可选地，通过控制机械a挡与b挡动力切换第一同步器s1在a挡状态结合或b挡状态结合，将传递至机械输出轴5的动力，通过机械a挡齿轮组ga1和ga2或机械b挡齿轮组gb1和gb2传递至机械输入轴4；也可以通过控制机械c挡与d挡动力切换第二同步器s2在c挡状态结合或d挡状态结合，将传递至机械输出轴5的动力，通过机械c挡齿轮组gc1和gc2或机械d挡齿轮组gd1和gd2传递至机械输入轴4；也可以通过机械e挡与机电耦合f挡动力切换第三同步器s3在e挡状态结合，将传递至机械输出轴5的动力，通过机械e挡齿轮组ge1和ge2传递至机械输入轴4。此时使离合器3处于结合状态，传递至机械输入轴4的动力，通过离合器3传递至发动机1，实现行车过程中，电机辅助启动发动机。
模式1.5：第二电机驱动模式(电动H挡)
在图1所示的实施例中，电机2输出动力，电机2与电动输入轴7相连，则电机动力传递至电动输入轴7。另一方面，通过控制第三同步器s3在机电耦合f挡处于结合状态，电机动力传递至电动输入轴7的动力通过机电耦合f挡齿轮组gf1、gf2以及gf3将动力传递至机械输入轴4。
一方面，通过控制机械a挡与b挡动力切换第一同步器s1在a挡状态结合或b挡状态结合，将传递至机械输入轴4的动力，通过机械a挡齿轮组ga1和ga2或机械b挡齿轮组gb1和gb2传递至机械输出轴5。
一方面，也可以通过控制机械c挡与d挡动力切换第二同步器s2在c挡状态结合或d挡状态结合，将传递至机械输入轴4的动力，通过机械c挡齿轮组gc1和gc2或机械d挡齿轮组gd1和gd2传递至机械输出轴5。
另一方面，也可以通过控制倒挡惰轮gr0的位置，将传递至机械输入轴4的动力，通过倒挡齿轮组gr1、gr0和gr2传递至机械输出轴5。
上述输出至机械输出轴5的动力，通过主减齿轮组gm3、gm2和gm1传递至差速器12和电动输出轴8。控制电动g挡动力切换第四同步器s4处于开启状态，则电机输出至机械输出轴5的动力只通过差速器12传递至半轴9和10，最终传递至车轮，使车辆得以行驶，实现电机通过借用机电耦合f挡及机械挡单独驱动车辆行驶。
可选地，此时也可使离合器3处于结合状态，电机2传递至机械输入轴4的动力通过离合器3传递至发动机1，实现行车过程中电机辅助启动发动机。
模式1.6：第一混合动力模式(差速器混合动力模式)
在图1所示的实施例中，发动机1输出动力，离合器3处于结合状态，发动机动力传递至机械输入轴4。通过控制机械a挡与b挡动力切换第一同步器s1在a挡状态结合或b挡状态结合，将传递至机械输入轴4的动力，通过机械a挡齿轮组ga1和ga2或机械b挡齿轮组gb1和gb2传递至机械输出轴5；也可以通过控制机械c挡与d挡动力切换第二同步器s2在c挡状态结合或d挡状态结合，将传递至机械输入轴4的动力，通过机械c挡齿轮组gc1和gc2或机械d挡齿轮组gd1和gd2传递至机械输出轴5；也可以通过机械e挡与机电耦合f挡动力切换第三同步器s3在e挡状态结合，将传递至机械输入轴4的动力，通过机械e挡齿轮组ge1和ge2传递至机械输出轴5。输出至机械输出轴5的动力，通过机械主减主动齿gm3输出至主减从动齿gm2。
与此同时，电机2也输出动力，电机2与电动输入轴7相连，则电机动力传递至电动输入轴7。控制电动g挡动力切换第四同步器s4处于闭合状态，则电机传递至电动输入轴7的动力通过电动g挡齿轮组gg1和gg2传递至电动输出轴8，然后再通过电动主减主动齿gm1传递至主减从动齿gm2。
上述从发动机和电机分别从机械主减主动齿gm3输出至主减从动齿gm2和电动主减主动齿gm1传递至主减从动齿gm2的动力在主减从动齿gm2处进行叠加，并传递至差速器12。通过差速器12传递至半轴9和10，最终传递至车轮，使车辆得以行驶，实现发动机与电机动力在主减处耦合驱动车辆行驶。
模式1.7：第二混合动力模式(机械输入轴混合动力模式)
在图1所示的实施例中，发动机1输出动力，离合器3处于结合状态，发动机动力传递至机械输入轴4。
与此同时，电机2也输出动力，电机2与电动输入轴7相连，则电机动力传递至电动输入轴7。另一方面，通过控制第三同步器s3在机电耦合f挡处于结合状态，电机动力传递至电动输入轴7的动力通过机电耦合f挡齿轮组gf1、gf2和gf3将动力传递至机械输入轴4。
上述从发动机和电机分别输出至机械输入轴4的动力进行叠加。通过控制机械a挡与b挡动力切换第一同步器s1在a挡状态结合或b挡状态结合，将传递至机械输入轴4的动力，通过机械a挡齿轮组ga1和ga2或机械b挡齿轮组gb1和gb2传递至机械输出轴5；也可以通过控制机械c挡与d挡动力切换第二同步器s2在c挡状态结合或d挡状态结合，将传递至机械输入轴4的动力，通过机械c挡齿轮组gc1和gc2或机械d挡齿轮组gd1和gd2传递至机械输出轴5；也可以通过控制倒挡惰轮gr0的位置，将传递至机械输入轴4的动力，通过倒挡齿轮组gr1和gr0以及gr2传递至机械输出轴5。输出至机械输出轴5的动力，通过主减齿轮组gm3、gm2和gm1传递至差速器12和电动输出轴8。
上述传递至差速器12和电动输出轴8的动力，控制电动g挡动力切换第四同步器s4处于开启状态，则发动机输出至机械输出轴5的动力只通过差速器12传递至半轴9和10，最终传递至车轮，实现发动机与电机动力在机械输入轴处耦合以驱动车辆行驶。
模式1.8：启动模式(电机拖动发动机启动)
在图1所示的实施例中，电机2输出动力，电机2与电动输入轴7相连，则电机动力传递至电动输入轴7。另一方面，通过控制第三同步器s3在机电耦合f挡处于结合状态，电机动力传递至电动输入轴7的动力通过机电耦合f挡齿轮组gf1、gf2和gf3将动力传递至机械输入轴4。此时将离合器3处于结合状态，电机传递至机械输入轴的动力，通过离合器3传递至发动机1，实现电机辅助启动发动机模式。
图2是本发明的混合动力传动系统的另一个实施例的结构示意图。其中，图2中方框m2ga0部分具有与图1中位于离合器3与齿轮组ge1、ge2之间的结构相类似的结构，出于清楚的目的，这些结构在图2中不再显示。
与图1中所示的实施例相比，图2中的实施例的区别在于：电动输入轴m27、电动输出轴m28通过两组齿轮组(即电动m2h挡齿轮m2gh1和m2gh2、电动m2g挡齿轮m2gg1和m2gg2)相连，同步器m2s4布置在电动输出轴m28上，并且设置在齿轮m2gh1和m2gg1之间。
图2中所示的实施例可具有以下运行模式：
模式2.1：行驶充电模式
如图2所示的实施例中，运行模式在实施案例1基础上，当发动机m21动力输出至机械输出轴m25之后，通过主减齿轮组齿轮m2gm1、m2gm2和m2gm3将发动机动力输出至差速器m211和电动输出轴m28。
上述传递至差速器12和电动输出轴m28的动力，若控制电动m2g挡与电动m2f挡同步器m2s4处于开启状态，则发动机输出至机械输出轴m25的动力只通过差速器m211传递至半轴m29和m210，最终传递至车轮，使得车辆得以行驶。
上述传递至差速器12和电动输出轴m28的动力，若控制同步器m2s4在电动m2g挡或电动m2f挡处于闭合状态，则发动机输出至机械输出轴m25的动力一方面通过差速器m211传递至半轴m29和m210，最终传递至车轮，使得车辆得以行驶；另一方面将发动机动力输出至电动输出轴m28的动力通过电动m2h挡齿轮m2gh1和m2gh2或电动m2g挡齿轮m2gg1和m2gg2传递至电动输入轴m27，电动输入轴m27与电机m22部件相连，从而实现发动机动力向电机的输入，在电池需要充电时，发动机通过电机对其进行充电。
模式2.3：发动机借用电机挡驱动模式(发动机C挡+L1/L2挡驱动)
如图2所示的实施例中，运行模式在实施案例1基础上，发动机m21输出动力，通过离合器m23、同步器m2s3、机电耦合m2f挡齿轮m2gf1、m2gf2和m2gf3，将动力传递至电动输入轴m27。若控制同步器m2s4在电动m2g挡或电动m2f挡处于闭合状态，发动机传递至电动输入轴m27的动力通过电动m2h挡齿轮m2gh1和m2gh2或电动m2g挡齿轮m2gg1和m2gg2传递至差速器m211，并通过差速器m211传递至半轴m29和m210，最终传递至车轮，使得车辆得以行驶。
模式2.6：第三混合动力模式
在图2所示的实施例中，发动机m21输出动力，离合器m23处于结合状态，发动机动力传递至机械输入轴m24。通过控制机械输入轴m24与机械输出轴m25上同步器的结合，将机械输入轴m24上动力传递至机械输出轴m25上，通过机械主减主动齿m2gm3将动力输出至主减从动齿m2gm2。
与此同时，电机m22也输出动力，电机m22与电动输入轴m27相连，则电机动力传递至电动输入轴m27。控制同步器m2s4在电动m2g挡或电动m2f挡处于闭合状态，电机传递至电动输入轴m27的动力通过电动m2h挡齿轮m2gh1和m2gh2或电动m2g挡齿轮m2gg1和m2gg2传递至电动输出轴m28上，通过电动主减主动齿m2gm1将动力输出至主减从动齿m2gm2。
上述从发动机和电机分别从机械主减主动齿m2gm3输出至主减从动齿m2gm2和电动主减主动齿m2gm1传递至主减从动齿m2gm2的动力在主减从动齿m2gm2处进行叠加，并传递至差速器m211。通过差速器m211传递至半轴m29和m210，最终传递至车轮，使车辆得以行驶，实现发动机与电机动力在主减齿轮组处耦合驱动车辆行驶。
容易理解的是，图2所示的实施例可以按照图1所示实施例的模式1.1、1.2、1.4、1.5、1.7和1.8运行，具体运行细节可参考上文结合图1所示实施例所做出的详细说明。
图3是本发明的混合动力传动系统的又一个实施例的结构示意图。其中，图3中方框m3ga0部分具有与图1中位于离合器3与齿轮组ge1、ge2之间的结构相类似的结构，出于清楚的目的，这些结构在图2中不再显示。
与图1所示的实施例相比，在图3所示的实施例中，主减齿轮组中电动主减输出齿m3gm1布置于电动m3h挡和m3g挡从动齿m3gh1和m3gg1之间，同步器m3s4布置在电动输出轴m37上，位于电动m3h挡和m3g挡主动齿m3gh2和m3gg3之间。
图3所示实施例的动力传输过程与图2所示结构的动力传输过程相同，在此不再赘述。
图1、2和3中各个轴上和两端设置有轴承。本领域技术人员可根据实际需要选择合适的轴承类型(例如，包括但不限于推力轴承、棍子轴承、圆锥滚子轴承等)，并且将轴承设置在各个轴上的合适的位置处。
根据上述公开内容，本领域技术人员容易获得包含本发明的混合动力传动系统的车辆。
本说明书参考附图来公开本发明，并且还使本领域技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本发明的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域技术人员想到的其他示例。只要此类其他示例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他示例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他示例应当视为处于由本发明的权利要求书请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (20)

1.一种混合动力传动系统，其特征在于，其包括：
发动机；
变速箱，其包括机械输入轴和机械输出轴，其中，所述发动机通过离合器与所述机械输入轴相连，并且所述机械输入轴通过e挡齿轮组与所述机械输出轴相连；
电机，其连接到电动输入轴上，并且所述电动输入轴通过f挡齿轮组与所述机械输入轴相连；
电动输出轴，其通过g挡齿轮组与所述电动输入轴相连；以及
差速器，其通过主减齿轮组与所述电动输出轴和所述机械输出轴相连；
其中，第三同步器设置在所述机械输入轴上并与e挡齿轮组和f挡齿轮组相连，并且第四同步器设置在所述电动输出轴上并与g挡齿轮组相连；
所述机械输入轴与所述机械输出轴还通过a挡齿轮组、b挡齿轮组、c挡齿轮组和d挡齿轮组相连；
其中，第一同步器设置在所述机械输出轴上并与a挡齿轮组和b挡齿轮组相连，并且第二同步器设置在所述机械输入轴上并与c挡齿轮组和d挡齿轮组相连；
还包括设置在所述机械输入轴、所述第一同步器和倒挡支撑轴之间的倒挡齿轮组；并且
其中，所述电动输出轴还通过h挡齿轮组与所述电动输入轴相连。
2.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述混合动力传动系统具有发动机单独驱动模式，其中，所述离合器处于结合状态且所述第四同步器处于开启状态，所述发动机输出的动力通过所述离合器传递至所述机械输入轴，然后通过a挡齿轮组或b挡齿轮组或c挡齿轮组或d挡齿轮组或e挡齿轮组、或倒挡齿轮组传递至所述机械输出轴，然后通过主减齿轮组传递至所述差速器。
3.根据权利要求2所述的混合动力传动系统，其特征在于，当所述混合动力传动系统处于发动机单独驱动模式时，使所述第四同步器切换至结合状态，以便将所述发动机输出的动力通过g挡齿轮组传递至所述电动输入轴，带动所述电机旋转，以便所述发动机在车辆行驶时通过所述电机向电池充电。
4.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述混合动力传动系统具有停车充电模式，其中，所述离合器处于结合状态且所述第三同步器处于结合状态，所述发动机输出的动力通过f挡齿轮组传递至所述电动输入轴，并且带动所述电机来向电池充电。
5.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述混合动力传动系统具有发动机借用电机挡驱动模式，其中，所述离合器、第三同步器和所述第四同步器处于结合状态，所述发动机输出的动力通过f挡齿轮组传递至所述电动输入轴，然后通过g挡齿轮组传递至所述电动输出轴，并且然后通过主减齿轮组传递至所述差速器。
6.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述混合动力传动系统具有第一电机驱动模式，其中，所述离合器和第三同步器处于打开状态，所述第四同步器处于结合状态，所述电机输出的动力传递至所述电机输入轴，然后通过g挡齿轮组传递至所述电动输出轴，并且然后通过主减齿轮组传递至所述差速器。
7.根据权利要求6所述的混合动力传动系统，其特征在于，通过使所述离合器处于结合状态，将所述电机输出的动力通过所述主减齿轮组传递至所述机械输出轴，并且通过所述第一同步器、所述第二同步器或所述第三同步器传递至所述机械输入轴，并通过所述离合器传递至所述发动机，以实现行车过程中用所述电机来辅助启动所述发动机。
8.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述混合动力传动系统具有第二电机驱动模式，其中，所述离合器和第四同步器处于打开状态，所述第三同步器处于结合状态，并且所述第四同步器处于打开状态，所述电机输出的动力传递至所述电机输入轴，然后通过f挡齿轮组传递至所述机械输入轴，然后通过a挡齿轮组或b挡齿轮组或c挡齿轮组或d挡齿轮组或倒挡齿轮组传递至所述机械输出轴，然后通过主减齿轮组传递至所述差速器。
9.根据权利要求8所述的混合动力传动系统，其特征在于，通过使所述离合器处于结合状态，将传递至所述机械输入轴的动力通过所述离合器传递至所述发动机，以实现行车过程中用所述电机来辅助启动所述发动机。
10.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述混合动力传动系统具有第一混合动力模式，其中，所述离合器处于结合状态，所述发动机输出的动力通过所述离合器传递至所述机械输入轴，然后通过a挡齿轮组或b挡齿轮组或c挡齿轮组或d挡齿轮组或e挡齿轮组、或倒挡齿轮组传递至所述机械输出轴，然后通过主减齿轮组传递至所述差速器；并且其中，所述电机输出的动力传递至所述电机输入轴，然后通过g挡齿轮组传递至所述电动输出轴，并且然后通过主减齿轮组传递至所述差速器，使得所述发动机和所述电机输出的动力在所述主减齿轮组处耦合驱动所述差速器。
11.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述混合动力传动系统具有第二混合动力模式，其中，所述离合器处于结合状态，所述发动机输出的动力通过所述离合器传递至所述机械输入轴，并且其中，所述第三同步器处于结合状态，所述电机输出的动力传递至所述电机输入轴，然后通过f挡齿轮组传递至所述机械输入轴，所述发动机和所述电机输出的动力在所述机械输入轴处耦合，然后通过a挡齿轮组或b挡齿轮组或c挡齿轮组或d挡齿轮组或倒挡齿轮组传递至所述机械输出轴，然后通过主减齿轮组传递至所述差速器。
12.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述混合动力传动系统具有启动模式，其中，所述离合器和所述第三同步器处于结合状态，所述电机输出的动力传递至所述电机输入轴，然后通过f挡齿轮组传递至所述机械输入轴，并通过所述离合器传递至所述发动机，以带动发动机启动。
13.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述第四同步器设置在所述电动输出轴上并与h挡齿轮组相连。
14.根据权利要求13所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述混合动力传动系统具有行驶充电模式，其中，所述离合器处于结合状态，所述发动机输出的动力通过所述离合器传递至所述机械输入轴，然后通过a挡齿轮组或b挡齿轮组或c挡齿轮组或d挡齿轮组或倒挡齿轮组传递至所述机械输出轴，然后通过主减齿轮组传递至所述差速器，其中，所述第四同步器处于结合状态，以便将所述发动机输出的动力通过g挡齿轮组或h挡齿轮组传递至所述电动输入轴，以便所述发动机在车辆行驶时通过所述电机向电池充电。
15.根据权利要求13所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述混合动力传动系统具有发动机借用电机挡驱动模式，其中，所述离合器、所述第三同步器和所述第四同步器处于结合状态，所述发动机输出的动力通过f挡齿轮组传递至所述电动输入轴，然后通过g挡齿轮组或h挡齿轮组传递至所述电动输出轴，并且然后通过主减齿轮组传递至所述差速器。
16.根据权利要求13所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述混合动力传动系统具有第三混合动力模式，其中，所述离合器处于结合状态，所述发动机输出的动力通过所述离合器传递至所述机械输入轴，然后通过a挡齿轮组或b挡齿轮组或c挡齿轮组或d挡齿轮组或倒挡齿轮组传递至所述机械输出轴，然后通过主减齿轮组传递至所述差速器；并且其中，所述电机输出的动力传递至所述电机输入轴，然后通过g挡齿轮组或h挡齿轮组传递至所述电动输出轴，并且然后通过主减齿轮组传递至所述差速器，使得所述发动机和所述电机输出的动力在所述主减齿轮组处耦合驱动所述差速器。
17.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述第四同步器设置在所述电动输入轴上并与g挡齿轮组和h挡齿轮组相连。
18.根据权利要求7所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述主减齿轮组在所述g挡齿轮组与所述h挡齿轮组之间连接到所述电动输出轴上。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述f挡齿轮组包括三个或四个齿轮。
20.一种车辆，其特征在于，其包括根据权利要求1-19中任一项所述的混合动力传动系统。
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