CN112389186B - 混合动力总成及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

混合动力总成，发动机与内输入轴通过第一离合器连接，发动机与外输入轴通过第二离合器连接；外输入轴及内输入轴上固定套接输入轴轴齿；常啮合齿轮及中间轴同步器固定连接在中间轴上；中间轴一档齿轮和中间轴二档齿轮空套在中间轴上；电机与电机输入轴固定连接，电机输入轴自左向右依次布置电机一档齿轮、电机同步器和电机二档齿轮；电机一档齿轮和电机二档齿轮空套在电机输入轴上，电机同步器固定连接在电机输入轴上；内输入轴的输入轴轴齿分别与中间轴二档齿轮及电机二档齿轮啮合；外输入轴的输入轴轴齿分别与中间轴一档齿轮及电机一档齿轮啮合；中间轴上常啮合齿轮与差速器中齿轮啮合。

Description

混合动力总成及其控制方法
技术领域
本发明涉及动力技术领域，具体涉及混合动力总成及动力控制方法。
背景技术
现有混动变速器采用了在现有变速箱上进行电气化的方式，虽然如此可以实现部分零件通用降低成本，但是在大量应用之后，多余的档位不但是成本等的负担，也是车辆运行中控制的负担。因此有必要开发一种混合动力总成在同样达到降油耗目的的同时减少实际实施档位，制造成本得以降低。
发明内容
本发明公开的混合动力总成，降低混动变速箱成本，同时减少了实际实施档位，降低控制难度。
本发明还公开了混合动力总成控制方法，降低混动变速箱成本，同时减少了实际实施档位，降低控制难度。
本发明公开的混合动力总成，包括，发动机、外输入轴、内输入轴、中间轴、电机、电机输入轴和差速器； 发动机与内输入轴通过第一离合器连接，发动机与外输入轴通过第二离合器连接，外输入轴套在内输入轴外；外输入轴及内输入轴上固定套接输入轴轴齿；
中间轴自左向右依次布置常啮合齿轮、中间轴一档齿轮、同步器及中间轴二档齿轮；所述常啮合齿轮及中间轴同步器固定连接在中间轴上；所述中间轴一档齿轮和中间轴二档齿轮空套在中间轴上；
电机与电机输入轴固定连接，所述电机输入轴自左向右依次布置电机一档齿轮、电机同步器和电机二档齿轮；所述电机一档齿轮和电机二档齿轮空套在电机输入轴上，所述电机同步器固定连接在电机输入轴上；
所述内输入轴的输入轴轴齿分别与中间轴二档齿轮及电机二档齿轮啮合；
所述外输入轴的输入轴轴齿分别与中间轴一档齿轮及电机一档齿轮啮合；
所述中间轴上常啮合齿轮与差速器中齿轮啮合。
进一步地，所述外输入轴和内输入轴各通过一个轴承支撑。
本发明还公开了混合动力总成控制方法，按以下方式工作，
混合动力模式：
发动机与内输入轴结合，发动机动力经过输入轴齿轮、中间轴二档齿轮、中间轴、常啮合齿轮向差速器输出；电机工作，电机同步器选择结合电机二档齿轮，电机动力经过电机输入轴、电机二档齿轮、输入轴齿轮、中间轴二档齿轮、中间轴、常啮合齿轮向差速器输出；
或者
发动机与外输入轴结合，发动机动力经过输入轴齿轮、中间轴一档齿轮、中间轴、常啮合齿轮向差速器输出；电机工作，电机同步器选择结合电机一档齿轮，电机动力经过电机输入轴、电机一档齿轮、输入轴齿轮、中间轴一档齿轮、中间轴、常啮合齿轮向差速器输出；
电机驱动模式：
发动机与内输入轴及外输入轴分离；电机工作，电机同步器选择结合电机一档齿轮，电机动力经过电机输入轴、电机一档齿轮、输入轴齿轮、中间轴一档齿轮、中间轴、常啮合齿轮向差速器输出；
或者
发动机与内输入轴及外输入轴分离；电机工作，电机同步器选择结合电机二档齿轮，电机动力经过电机输入轴、电机二档齿轮、输入轴齿轮、中间轴二档齿轮、中间轴、常啮合齿轮向差速器输出；
发动机驱动模式：
发动机与内输入轴结合，发动机动力经过输入轴齿轮、中间轴二档齿轮、中间轴、常啮合齿轮向差速器输出；
或者
发动机与外输入轴结合，发动机动力经过输入轴齿轮、中间轴一档齿轮、中间轴、常啮合齿轮向差速器输出；
动力回收模式：
发动机与内输入轴及外输入轴分离；同步器与中间轴一档齿轮结合，电机同步器与电机一档齿轮结合；动力由车轮经过差速器、常啮合齿轮、中间轴、同步器、中间轴一档齿轮、输入轴轴齿、电机一档齿轮、电机同步器、电机输入轴驱动电机发电；
或者
发动机与内输入轴及外输入轴分离；同步器与中间轴二档齿轮结合，电机同步器与电机二档齿轮结合；动力由车轮经过差速器、常啮合齿轮、中间轴、同步器、中间轴二档齿轮、输入轴轴齿、电机二档齿轮、电机同步器、电机输入轴驱动电机发电。
本发明有益技术效果为：
1）发动机与电机混合动力模式实现特殊情况下低速电机动力不足（如爬陡坡）或高速超车时发动机动力不足情况。
2）电驱两个档位采用一个大速比一个小速比的设计。纯电大速比保证整车启动时不用启动发动机，避开发动机低速高油耗区间。电机小速比在整车高速时降低了电机转速，让电机处于运行高效区。
3）在高速行驶时，发动机采用小速比可保证发动机处于高效区间，达到减少油耗及排放的目的。
4）减少了实际实施档位，降低控制难度，降低制造成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
本发明公开的混合动力总成，包括：发动机1、外输入轴15、内输入轴9、中间轴8、电机10、电机输入轴14和差速器3； 发动机1与内输入轴9通过第一离合器2-1连接，发动机1与外输入轴15通过第二离合器2-2连接，外输入轴套在内输入轴外；外输入轴15及内输入轴9上固定套接输入轴轴齿；
中间轴8自左向右依次布置常啮合齿轮4、中间轴一档齿轮5、同步器6及中间轴二档齿轮7；所述常啮合齿轮4及中间轴同步器6固定连接在中间轴8上；所述中间轴一档齿轮5和中间轴二档齿轮7空套在中间轴8上；
电机10与电机输入轴14固定连接，电机输入轴14自左向右依次布置电机一档齿轮13、电机同步器12和电机二档齿轮11；电机一档齿轮13和电机二档齿轮11空套在电机输入轴14上，电机同步器12固定连接在电机输入轴14上；
内输入轴9的输入轴轴齿分别与中间轴8二档齿轮7及电机二档齿轮11啮合；
外输入轴15的输入轴轴齿分别与中间轴一档齿轮5及电机一档齿轮13啮合；
所述中间轴8上常啮合齿轮4与差速器3中齿轮啮合。
外输入轴15和内输入轴9各通过一个轴承支撑。
混合动力总成控制方法，按以下方式工作，
混合动力模式：
发动机与内输入轴结合，发动机动力经过输入轴齿轮、中间轴二档齿轮7、中间轴8、常啮合齿轮4向差速器3输出；电机工作，电机同步器12选择结合电机二档齿轮11，电机动力经过电机输入轴14、电机二档齿轮11、输入轴齿轮、中间轴二档齿轮7、中间轴8、常啮合齿轮4向差速器3输出；
或者
发动机与外输入轴结合，发动机动力经过输入轴齿轮、中间轴一档齿轮5、中间轴8、常啮合齿轮4向差速器3输出；电机工作，电机同步器12选择结合电机一档齿轮13，电机动力经过电机输入轴14、电机一档齿轮13、输入轴齿轮、中间轴一档齿轮5、中间轴8、常啮合齿轮4向差速器3输出。
混合动力模式实现特殊情况下低速电机动力不足（如爬陡坡）或高速超车时发动机动力不足情况。
电机驱动模式：
发动机与内输入轴及外输入轴分离；电机工作，电机同步器12选择结合电机一档齿轮13，电机动力经过电机输入轴14、电机一档齿轮13、输入轴齿轮、中间轴一档齿轮5、中间轴8、常啮合齿轮4向差速器3输出；
或者
发动机与内输入轴及外输入轴分离；电机工作，电机同步器12选择结合电机二档齿轮11，电机动力经过电机输入轴14、电机二档齿轮11、输入轴齿轮、中间轴二档齿轮7、中间轴8、常啮合齿轮4向差速器3输出；
解决了发动机在低速行车状态下效率低下的问题，同时要保证纯电行驶处于高效区间，电驱两个档位采用一个大速比一个小速比的设计。纯电大速比保证整车启动时不用启动发动机，避开发动机低速高油耗区间。电机小速比在整车高速时降低了电机转速，让电机处于运行高效区。
发动机驱动模式：
发动机与内输入轴结合，发动机动力经过输入轴齿轮、中间轴二档齿轮7、中间轴8、常啮合齿轮4向差速器3输出；
或者
发动机与外输入轴结合，发动机动力经过输入轴齿轮、中间轴一档齿轮5、中间轴8、常啮合齿轮4向差速器3输出。
根据发动机MAP图可知，在高速行驶时，发动机采用小速比可保证发动机处于高效区间，达到减少油耗及排放的目的。
动力回收模式：
发动机与内输入轴及外输入轴分离；同步器6与中间轴一档齿轮5结合，电机同步器12与电机一档齿轮13结合；动力由车轮经过差速器3、常啮合齿轮4、中间轴8、同步器6、中间轴一档齿轮5、输入轴轴齿、电机一档齿轮13、电机同步器12、电机输入轴14驱动电机发电；
或者
发动机与内输入轴及外输入轴分离；同步器6与中间轴二档齿轮7结合，电机同步器12与电机二档齿轮11结合；动力由车轮经过差速器3、常啮合齿轮4、中间轴8、同步器6、中间轴二档齿轮7、输入轴轴齿、电机二档齿轮11、电机同步器12、电机输入轴14驱动电机发电。
动力回收模式实现制动能量回收及发动机怠速充电及发动机富余能量回收功能。

Claims (3)

1.混合动力总成，其特征在于：包括，发动机（1）、外输入轴（15）、内输入轴（9）、中间轴（8）、电机（10）、电机输入轴（14）和差速器（3）； 发动机（1）与内输入轴（9）通过第一离合器（2-1）连接，发动机（1）与外输入轴（15）通过第二离合器（2-2）连接，外输入轴套在内输入轴外；外输入轴（15）及内输入轴（9）上固定套接输入轴轴齿；
中间轴（8）自左向右依次布置常啮合齿轮（4）、中间轴一档齿轮（5）、同步器（6）及中间轴二档齿轮（7）；所述常啮合齿轮（4）及中间轴同步器（6）固定连接在中间轴（8）上；所述中间轴一档齿轮（5）和中间轴二档齿轮（7）空套在中间轴（8）上；
电机（10）与电机输入轴（14）固定连接，所述电机输入轴（14）自左向右依次布置电机一档齿轮（13）、电机同步器（12）和电机二档齿轮（11）；所述电机一档齿轮（13）和电机二档齿轮（11）空套在电机输入轴（14）上，所述电机同步器（12）固定连接在电机输入轴（14）上；
所述内输入轴（9）的输入轴轴齿分别与中间轴（8）二档齿轮（7）及电机二档齿轮（11）啮合；
所述外输入轴（15）的输入轴轴齿分别与中间轴一档齿轮（5）及电机一档齿轮（13）啮合；
所述中间轴（8）上常啮合齿轮（4）与差速器（3）中齿轮啮合；
电机驱动模式时，
发动机与内输入轴及外输入轴分离；电机工作，电机同步器（12）选择结合电机一档齿轮（13），电机动力经过电机输入轴（14）、电机一档齿轮（13）、外输入轴齿轮、中间轴一档齿轮（5）、中间轴（8）、常啮合齿轮（4）向差速器（3）输出；或者，电机同步器（12）选择结合电机二档齿轮（11），电机动力经过电机输入轴（14）、电机二档齿轮（11）、内输入轴齿轮、中间轴二档齿轮（7）、中间轴（8）、常啮合齿轮（4）向差速器（3）输出。
2.如权利要求1所述的混合动力总成，其特征在于：所述外输入轴（15）和内输入轴（9）各通过一个轴承支撑。
3.一种权利要求1所述的混合动力总成的控制方法，其特征在于：按以下方式工作，
混合动力模式：
发动机与内输入轴结合，发动机动力经过输入轴齿轮、中间轴二档齿轮（7）、中间轴（8）、常啮合齿轮（4）向差速器（3）输出；电机工作，电机同步器（12）选择结合电机二档齿轮（11），电机动力经过电机输入轴（14）、电机二档齿轮（11）、输入轴齿轮、中间轴二档齿轮（7）、中间轴（8）、常啮合齿轮（4）向差速器（3）输出；
或者
发动机与外输入轴结合，发动机动力经过输入轴齿轮、中间轴一档齿轮（5）、中间轴（8）、常啮合齿轮（4）向差速器（3）输出；电机工作，电机同步器（12）选择结合电机一档齿轮（13），电机动力经过电机输入轴（14）、电机一档齿轮（13）、输入轴齿轮、中间轴一档齿轮（5）、中间轴（8）、常啮合齿轮（4）向差速器（3）输出；
电机驱动模式：
发动机与内输入轴及外输入轴分离；电机工作，电机同步器（12）选择结合电机一档齿轮（13），电机动力经过电机输入轴（14）、电机一档齿轮（13）、输入轴齿轮、中间轴一档齿轮（5）、中间轴（8）、常啮合齿轮（4）向差速器（3）输出；
或者
发动机与内输入轴及外输入轴分离；电机工作，电机同步器（12）选择结合电机二档齿轮（11），电机动力经过电机输入轴（14）、电机二档齿轮（11）、输入轴齿轮、中间轴二档齿轮（7）、中间轴（8）、常啮合齿轮（4）向差速器（3）输出；
发动机驱动模式：
发动机与内输入轴结合，发动机动力经过输入轴齿轮、中间轴二档齿轮（7）、中间轴（8）、常啮合齿轮（4）向差速器（3）输出；
或者
发动机与外输入轴结合，发动机动力经过输入轴齿轮、中间轴一档齿轮（5）、中间轴（8）、常啮合齿轮（4）向差速器（3）输出；
动力回收模式：
发动机与内输入轴及外输入轴分离；同步器（6）与中间轴一档齿轮（5）结合，电机同步器（12）与电机一档齿轮（13）结合；动力由车轮经过差速器（3）、常啮合齿轮（4）、中间轴（8）、同步器（6）、中间轴一档齿轮（5）、输入轴轴齿、电机一档齿轮（13）、电机同步器（12）、电机输入轴（14）驱动电机发电；
或者
发动机与内输入轴及外输入轴分离；同步器（6）与中间轴二档齿轮（7）结合，电机同步器（12）与电机二档齿轮（11）结合；动力由车轮经过差速器（3）、常啮合齿轮（4）、中间轴（8）、同步器（6）、中间轴二档齿轮（7）、输入轴轴齿、电机二档齿轮（11）、电机同步器（12）、电机输入轴（14）驱动电机发电。
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