CN109835166A - 混合动力传动系统和车辆 - Google Patents

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g挡齿轮组与电动中间轴相连，电动中间轴通过f挡齿轮组与机械输入轴相连；电动输出轴，其通过g挡齿轮组和h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挡齿轮组和h挡齿轮组相连。

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

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，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g挡齿轮组与电动中间轴相连，电动中间轴通过f挡齿轮组与机械输入轴相连；

电动输出轴，其通过g挡齿轮组和h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挡齿轮组和h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，使第三同步器切换至结合状态，以便将发动机输出的动力通过f挡齿轮组将动力传递至电动中间轴，再通过g挡齿轮组将动力传递至电动输入轴，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，第一同步器、第二同步器和第四同步器处于开启状态，发动机输出的动力通过f挡齿轮组将动力传递至电动中间轴，再通过g挡齿轮组将动力传递至电动输入轴，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挡齿轮组将动力传递至电动中间轴，再通过g挡齿轮组将动力传递至电动输入轴，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一电机驱动模式，其中，离合器处于打开状态，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二电机驱动模式，其中，离合器处于打开状态，第三同步器处于结合状态，并且第四同步器处于打开状态，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中间轴，再通过f挡传递至机械输入轴，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，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，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g挡齿轮组传递至电动中间轴，再通过f挡传递至机械输入轴，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第三混合动力模式，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挡齿轮组将动力传递至电动中间轴，然后再通过g挡齿轮组传递至电动输入轴，电机输出的动力传递至电机输入轴，发动机和电机输出的动力在电动输入轴处耦合，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机械输入轴，然后通过离合器传递至发动机，以带动发动机启动。

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，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，电动输出轴还通过h挡齿轮组和g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，e挡齿轮组设置在f挡齿轮组与发动机之间，或f挡齿轮组设置在e挡齿轮组与发动机之间。

可选地，电动中间轴上f挡齿轮与g挡齿轮合并为单个齿轮，或设置为两个或多个齿轮，并且与电动输入轴和/或机械输入轴上的齿轮相连。

可选地，f挡齿轮组可以包括5组齿轮，分别与机械输入轴、机械输出轴、电动中间轴、电动输入轴、电动输出轴相连；也可以包括4组齿轮，分别与机械输入轴、机械输出轴、电动中间轴、电动输入轴相连，或分别与机械输入轴、电动中间轴、电动输入轴、电动输出轴相连，或分别与机械输入轴、机械输出轴、电动输入轴、电动输出轴相连；也可以包括3组齿轮，分别与机械输入轴、机械输出轴、电动中间轴相连，或分别与机械输入轴、电动中间轴、电动输入轴相连，或分别与机械输入轴、电动中间轴、电动输出轴相连；还可以包括2组齿轮，分别与机械输入轴、电动中间轴相连，或机械输入轴、电动输入轴相连，或机械输入轴、电动输出轴相连，或分别与机械输出轴、电动中间轴相连，或机械输出轴、电动输入轴相连，或机械输出轴、电动输出轴相连。

一种车辆，其包括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。

图4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。

图5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。

图6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。

图7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g挡齿轮组gg1、gg2和gg0分别与电动输出轴8和电动充电惰轮轴或电动中间轴6相连，同时电动输入轴7与电动输出轴8还通过h挡齿轮组gh1和gh2相连；机械输入轴4与电动中间轴6通过f挡齿轮组gf1、gf2相连。齿轮gh1、gg1通过花键等与电动输入轴7相连，齿轮gf2、gg0通过花键等与电动中间轴6相连；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挡齿轮组和h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。

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。

电动输入轴7与电动输出轴8通过电动h挡齿轮组中的齿轮gh1和gh2、电动g挡齿轮组中的齿轮gg1和gg2相连，以实现不同挡位之间的切换。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。

机械输入轴4、电动中间轴6、电动输入轴7通过f挡齿轮组gf1和gf2以及g挡齿轮组中的齿轮gg0和gg1相连，以实现发动机在怠速或行驶过程中对电机进行充电。

其中，齿轮ga1、gb1、gr1、第二同步器s2、第三同步器s3通过花键等与机械输入轴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、gg0通过花键等与电动中间轴6固连；齿轮gh1、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通过花键等来与电动输出轴8固连；齿轮gg2、gh2通过滚针轴承等来空套在电动输出轴8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、电动h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挡与电动h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或电动h挡齿轮组gh1和gh2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将动力传递至电动中间轴6，电动中间轴6通过g挡齿轮组gg0、gg1将动力传递至电动输入轴7，电动输入轴7与电机2相连，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。此时需控制电动g挡与电动h挡动力切换第四同步器s4处于开启状态。

模式1.3：发动机借用电机挡驱动模式(发动机C挡+G/H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将动力传递至电动中间轴6，电动中间轴6通过g挡齿轮组gg0、gg1、gg2将动力传递至电动输入轴7，通过控制电动g挡与电动h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或电动h挡齿轮组gh1和gh2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。

此时若电池处于需要充电状态，输入至电动输入轴7的动力带动电机2旋转，对电池进行充电，实现车辆在行驶状态，发动机1通过电机2向电池进行充电。

模式1.4：第一电机驱动模式(电动H挡与G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挡与电动h挡动力切换第四同步器s4处于g挡或h挡闭合状态，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或h挡齿轮组gh1和gh2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挡或电动h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。此时将离合器3处于结合状态，传递至机械输入轴的动力，通过离合器3传递至发动机1，实现行车过程中，电机辅助启动发动机模式。

模式1.5：第二电机驱动模式

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g挡齿轮组gg1、gg0传递至电动中间轴6，再通过机电耦合f挡齿轮组gf1、gf2将动力传递至机械输入轴4。此时需控制电动g挡与电动h挡动力切换第四同步器s4处于开启状态。

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，实现行车过程中，电机辅助启动发动机模式。

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挡与电动h挡动力切换第四同步器s4处于g挡或h挡闭合状态，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或h挡齿轮组gh1和gh2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。通过g挡齿轮组gg1、gg0将动力传递至电动中间轴6，传递至电动中间轴6的动力再通过机电耦合f挡齿轮组gf2、gf1将动力传递至齿轮gf1，通过控制第三同步器s3在机电耦合f挡处于结合状态，则将动力传递至机械输入轴4。此时需控制电动g挡与电动h挡动力切换第四同步器s4处于开启状态。

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挡与电动h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：第三混合动力模式(电动输入轴混合动力模式)

在图1所示的实施例中，离合器3、第三同步器s3和第四同步器s4处于结合状态，发动机1输出的动力通过f挡齿轮组gf1、gf2将动力传递至电动中间轴6，然后再通过g挡齿轮组gg0、gg1传递至电动输入轴7，电机2输出的动力也传递至电机输入轴7，发动机1和电机2输出的动力在电动输入轴7处耦合，然后通过控制电动g挡与电动h挡动力切换第四同步器s4处于g挡或h挡闭合状态，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或h挡齿轮组gh1和gh2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，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1.9：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。通过g挡齿轮组gg1、gg0将动力传递至电动中间轴6，传递至电动中间轴6的动力再通过机电耦合f挡齿轮组gf2、gf1将动力传递至齿轮gf1，通过控制第三同步器s3在机电耦合f挡处于结合状态，则将动力传递至机械输入轴4。此时需控制电动g挡与电动h挡动力切换第四同步器s4处于开启状态。

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。

模式1.10：启动模式(电机通过主减齿轮副拖动发动机启动)

控制电动g挡与电动h挡动力切换第四同步器s4处于g挡或h挡闭合状态，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或h挡齿轮组gh1和gh2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。

此时通过控制机械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。此时将离合器3处于结合状态，传递至机械输入轴的动力，通过离合器3传递至发动机1，实现行车过程中，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。与图1中所示的实施例相比，图2中的实施例的区别在于：将图1中与电动中间轴6固连的齿轮gg0、gf2一体化为单个齿轮gf22，齿轮gf22通过花键与电动中间轴6固连，同时齿轮gf1、gf22、gg1、gg2组成一组齿轮副，依次相连。则电机2输入至电动输入轴7的动力可以通过齿轮gg1、gf22传递至齿轮gf1；发动机1通过离合器3、机械输入轴4和第三同步器s3传递至齿轮gf1的动力，可以通过齿轮gf22、gg1依次传递至电动输入轴7或齿轮gg2。图2所示实施例的动力传输过程与图1所示结构的动力传输过程相同，在此不再赘述。

图3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。与图1中所示的实施例相比，图3中的实施例的区别在于：将图1中与电动中间轴6固连的齿轮gg0、gf2一体化为单个齿轮gf32，齿轮gf32通过花键与电动中间轴6固连；同时在电动输入轴7上增加一个齿轮gf33，齿轮gf33通过花键等与电动输入轴7固连。齿轮gf1、gf32、gf33组成一组齿轮副，依次相连。电机2输入至电动输入轴7的动力可以通过齿轮gf33、gf32传递至齿轮gf1；发动机1通过离合器3、机械输入轴4和第三同步器s3传递至齿轮gf1的动力，可以通过齿轮gf32、gf33依次传递至电动输入轴7。图3所示实施例的动力传输过程与图1所示结构的动力传输过程相同，在此不再赘述。

图4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。与图1中所示的实施例相比，图4中的实施例的区别在于：将图1中e挡齿轮组与f挡齿轮组的位置进行对调，同时将电动挡g挡与h挡的位置进行对调，并将电动中间轴6及相关齿轮副gf2、gg0的轴向位置进行移动。图4所示实施例的动力传输过程与图1所示结构的动力传输过程相同，在此不再赘述。

图5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。与图4中所示的实施例相比，图5中的实施例的区别在于：将图4中与电动中间轴6固连的齿轮gg40、gf42一体化为单个齿轮gf52，齿轮gf52通过花键与电动中间轴6固连，同时齿轮gf41、gf52、gg1、gg2组成一组齿轮副，依次相连。则电机2输入至电动输入轴7的动力可以通过齿轮gg41、gf52传递至齿轮gf41；发动机1通过离合器3、机械输入轴4和第三同步器s3传递至齿轮gf41的动力，可以通过齿轮gf52、gg41依次传递至电动输入轴7或齿轮gg42。图5所示实施例的动力传输过程与图1所示结构的动力传输过程相同，在此不再赘述。

图6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。与图4中所示的实施例相比，图6中的实施例的区别在于：将图4中与电动中间轴6固连的齿轮gg40、gf42一体化为单个齿轮gf62，齿轮gf62通过花键与电动中间轴6固连；同时在电动输入轴7上增加一个齿轮gf63，齿轮gf63通过花键等与电动输入轴7固连。齿轮gf41、gf62、gf63组成一组齿轮副，依次相连。电机2输入至电动输入轴7的动力可以通过齿轮gf63、gf62传递至齿轮gf41；发动机1通过离合器3、机械输入轴4和第三同步器s3传递至齿轮gf41的动力，可以通过齿轮gf62、gf63依次传递至电动输入轴7。图6所示实施例的动力传输过程与图1所示结构的动力传输过程相同，在此不再赘述。

图7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。与图1中所示的实施例相比，图7中的实施例的区别在于：将图1中主减齿轮组gm3、gm2、gm1朝电机2方向移动，同时将电动g挡与电动h挡设置在主减齿轮组gm3、gm2、gm1与发动机1之间，并将与电动中间轴76固连的齿轮gg0、gf2一体化为单个齿轮gf72，齿轮gf72通过花键与电动中间轴76固连，同时齿轮gf71、gf72、gg71、gg72组成一组齿轮副，依次相连。则电机2输入至电动输入轴7的动力可以通过齿轮gg71、gf72传递至齿轮gf71；发动机1通过离合器3、机械输入轴4和第三同步器s3传递至齿轮gf71的动力，可以通过齿轮gf72、gg71依次传递至电动输入轴7或齿轮gg72。图7所示实施例的动力传输过程与图1所示结构的动力传输过程相同，在此不再赘述。

如图2、图3、图4、图5、图6容易理解的是，电动中间轴76上的齿轮gf72数目及位置可以根据实际需要增加、减少或轴向地移动，依然属于本专利保护范畴。

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 (19)

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，并且电动输入轴通过g挡齿轮组与电动中间轴相连，所述电动中间轴通过f挡齿轮组与所述机械输入轴相连；

电动输出轴，其通过g挡齿轮组和h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挡齿轮组和h挡齿轮组相连。

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。

3.根据权利要求2所述的混合动力传动系统，其特征在于，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。

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。

5.根据权利要求4所述的混合动力传动系统，其特征在于，当所述述混合动力传动系统处于发动机单独驱动模式时，使所述第三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f挡齿轮组将动力传递至所述电动中间轴，再通过g挡齿轮组将动力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。

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，所述第一同步器、所述第二同步器和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f挡齿轮组将动力传递至所述电动中间轴，再通过g挡齿轮组将动力传递至所述电动输入轴，并且带动所述电机来向电池充电。

7.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挡齿轮组将动力传递至所述电动中间轴，再通过g挡齿轮组将动力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。

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一电机驱动模式，其中，所述离合器处于打开状态，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。

9.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g挡齿轮组传递至所述电动中间轴，再通过f挡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。

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。

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g挡齿轮组传递至所述电动中间轴，再通过f挡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第三混合动力模式，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，发动机输出的动力通过f挡齿轮组将动力传递至所述电动中间轴，然后再通过g挡齿轮组传递至所述电动输入轴，所述电机输出的动力传递至所述电机输入轴，所述发动机和所述电机输出的动力在所述电动输入轴处耦合，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。

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机械输入轴，然后通过所述离合器传递至所述发动机，以带动所述发动机启动。

14.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，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1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述电动输出轴还通过h挡齿轮组和g挡齿轮组与所述电动输入轴相连，并且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。

16.根据权利要求14所述的混合动力传动系统，其特征在于，e挡齿轮组设置在f挡齿轮组与所述发动机之间，或f挡齿轮组设置在e挡齿轮组与所述发动机之间。

17.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述电动中间轴上f挡齿轮与g挡齿轮合并为单个齿轮，或设置为两个或多个齿轮，并且与所述电动输入轴和/或所述机械输入轴上的齿轮相连。

18.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，f挡齿轮组可以包括5组齿轮，分别与所述机械输入轴、所述机械输出轴、所述电动中间轴、所述电动输入轴、所述电动输出轴相连；也可以包括4组齿轮，分别与所述机械输入轴、所述机械输出轴、所述电动中间轴、所述电动输入轴相连，或分别与所述机械输入轴、所述电动中间轴、所述电动输入轴、所述电动输出轴相连，或分别与所述机械输入轴、所述机械输出轴、所述电动输入轴、所述电动输出轴相连；也可以包括3组齿轮，分别与所述机械输入轴、所述机械输出轴、所述电动中间轴相连，或分别与所述机械输入轴、所述电动中间轴、所述电动输入轴相连，或分别与所述机械输入轴、所述电动中间轴、所述电动输出轴相连；还可以包括2组齿轮，分别与所述机械输入轴、所述电动中间轴相连，或所述机械输入轴、所述电动输入轴相连，或所述机械输入轴、所述电动输出轴相连，或分别与所述机械输出轴、所述电动中间轴相连，或所述机械输出轴、所述电动输入轴相连，或所述机械输出轴、所述电动输出轴相连。

19.一种车辆，其特征在于，其包括根据权利要求1-18中任一项所述的混合动力传动系统。