[发明专利]一种混合动力汽车用三挡混动变速器及三挡混合驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合动力汽车用三挡混动变速器及三挡混合驱动方法，属于混合动力汽车变速器技术领域。

背景技术

近些年，迫于能源危机和环境污染的双重压力，各国纷纷出台了相关政策，引导和鼓励新能源汽车的开发、推广。目前，我国新能源汽车中混合动力汽车发展最为迅速。混合动力一般是指油电混合。混合动力汽车有电动机和发动机双引擎，可以由电动机或发动机单一动力驱动，也可由电动机和发动机同时驱动，正常工作时会根据驾驶员操作意图和路况协调发动机和电动机的动力输出。

混合动力汽车通过混动变速箱实现电动机和发动机的动力匹配。例如，当低速行驶时，汽车由电动机单独驱动；当高速巡航行驶时，汽车由发动机单独驱动，如果动力电池电量低，则发动机在驱动汽车的同时带动发电机为动力电池充电；当爬坡或急加速时，汽车由发动机和电动机共同驱动；当下坡或制动时，通过混动变速器带动发电机能量回收。相比于传统汽车，混合动力汽车具有发动机、电动机双擎，可以让发动机更多时间工作在效率最高的转速区，其燃油经济性更高、舒适性更好、动力更强劲。

目前，混合动力汽车中采用的变速箱多为5速及以上变速箱，结构形式多为行星齿轮式，虽具有结构紧凑、体积小、集成性好、可实现无极变速的优点，但是其控制策略复杂，加工精度要求较高、成本高。如果汽车行驶过程中更多地用发动机驱动，则油耗难以降低。如果汽车行驶过程中更多地用电动机驱动，若电动机驱动变速器输入轴，则换挡无动力补偿，造成驾驶舒适性差；若电动机驱动变速器输出轴，则变速器挡位利用率低，造成浪费。因此无法实现动力和经济性及舒适性的完美匹配。

发明内容

本发明目的是提供一种混合动力汽车用三挡混动变速器及三挡混合驱动方法，实现混合动力汽车动力性、经济性和驾驶舒适性的完美匹配，降低混合动力汽车的油耗，提高各挡位的利用率，消除了换挡过程的顿挫感，提高整车的驾驶舒适性和动力性，解决背景技术存在的问题。

本发明技术方案是：

一种混合动力汽车用三挡混动变速器，包括：平行布置在变速器中的发动机输入轴、电动机输入轴和输出轴；置于发动机输入轴上的二挡主动齿轮和三挡主动齿轮；置于电动机输入轴上的一挡主动齿轮；置于输出轴上的一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、主减速主动齿轮和驻车齿轮；设置在变速器壳体中的差速器，连接在差速器上的差速器齿圈；设置在变速器壳体上的棘爪。上述零部件为本发明变速器的基础结构（下文中“基础结构”将代指以上各零部件组成的整体）。

所述变速器中，差速器的两端分别通过传动轴连接车轮；一挡主动齿轮与一挡从动齿轮常啮合，二挡主动齿轮与二挡从动齿轮常啮合，三挡主动齿轮与三挡从动齿轮常啮合，主减速主动齿轮与差速器齿圈常啮合；发动机输入轴与发动机连接，电动机输入轴与电动机连接；棘爪可实现与驻车齿轮啮合或分离，棘爪与驻车齿轮啮合时将输出轴固定，即可实现驻车功能。

本发明变速器共设有三个挡位，对应发动机的动力传递路线设有两个挡位（二挡、三挡），对应电动机动力传递路线设有一个挡位（一挡）；对应发动机的两个挡位分别用于汽车低速启动、助力、跛行和高速行驶，且两个挡位之间换挡过程中，电动机可以进行动力补偿；对应电动机的一个挡位可用于汽车起步、爬坡和正常行驶等。在汽车低速行驶时主要由电动机驱动，发动机主要用于动力辅助，汽车高速行驶时主要由发动机驱动，电动机用于动力辅助。

根据换挡实现方式的不同，本发明提供的三挡混动变速器具有以下四种实现方式：

第一种，除了上述基础结构还包括固连在电动机输入轴上的一号同步器和固连在输出轴上的二号同步器。此实现方式的三挡混动变速器通过固连在电动机输入轴上的一号同步器和固连在输出轴上的二号同步器来实现换挡；

第二种，除了上述基础结构还包括固连在输出轴上的一号同步器和二号同步器。此实现方式的三挡混动变速器通过固连在输出轴上的一号同步器、二号同步器来实现换挡；

第三种，除了上述基础结构还包括固连在电动机输入轴上的第一离合装置，用于控制一挡主动齿轮与电动机输入轴的连接和断开；固连在输出轴上的第二离合装置和第三离合装置，分别用于控制二挡从动齿轮与输出轴的连接和断开、三挡从动齿轮与输出轴的连接和断开。此实现方式的三挡混动变速器通过固连在电动机输入轴上的第一离合装置及固连在输出轴上的第二离合装置、第三离合装置来实现换挡；