[发明专利]用于机动车辆的混合动力变速箱

权利要求书

1.一种用于机动车辆的混合动力变速箱，其特征在于，

所述混合动力变速箱包括动力耦合机构、电机和变速箱，所述动力耦合机构和电机设置在所述变速箱的前箱体中，所述动力耦合机构设置在所述电机和所述机动车辆的发动机之间，且所述动力耦合机构分别与电机、发动机和变速箱连接，以实现发动机的动力与电机的动力之间的切换和耦合，从而实现所述机动车辆的电动驱动模式和混合动力驱动模式；

所述动力耦合机构包括行星轮系统、制动器和离合器，所述行星轮系统分别与制动器、离合器和变速箱连接，或

所述动力耦合机构包括行星轮系统、离合器和单向离合器，所述行星轮系统分别与离合器、单向离合器和变速箱连接；

所述行星轮系统包括太阳轮、行星架和齿圈；

所述离合器耦合力矩的表达式为：

其中，T_Cl表示所述离合器耦合力矩，J_S表示太阳轮的转动惯量，T_fE表示所述发动机的阻力矩，R_S表示所述太阳轮的半径，R_R表示齿圈的半径，J_C表示所述机动车辆的等效转动惯量，T_fV表示所述机动车辆转动阻力折算到所述变速箱的输入轴上的力矩，表示所述行星架的角加速度，表示所述发动机的角加速度；

所述混合动力变速箱通过控制所述离合器耦合力矩和电机输出正向扭矩以实现所述机动车辆的电动驱动模式和混合动力驱动模式平稳切换，

所述电机的输出扭矩的表达式为：

其中，T_M表示所述电机的输出扭矩，T_C1表示所述离合器耦合力矩，J_R表示所述齿圈的转动惯量，T_fE表示所述发动机的阻力矩，R_S表示所述太阳轮的半径，R_R表示所述齿圈的半径，J_S表示所述太阳轮的转动惯量，表示齿圈的角加速度，表示所述发动机的角加速度。

2.根据权利要求1所述的用于机动车辆的混合动力变速箱，其特征在于，

所述太阳轮与发动机的发动机轴相连接，所述行星架与变速箱的输入轴相连接，所述齿圈与电机的电机轴相连接，

所述混合动力变速箱通过控制所述离合器的最大扭矩来限制所述发动机轴对所述变速箱的输入轴产生的耦合力矩的峰值。

3.根据权利要求2所述的用于机动车辆的混合动力变速箱，其特征在于，

所述制动器或单向离合器的一端与所述太阳轮连接，相应地所述制动器或者离合器的另一端与所述前箱体的外壳连接，用于锁止所述发动机，

所述离合器的一端与所述行星架连接，所述离合器的另一端与所述齿圈连接，所述离合器闭合使所述行星架和所述齿圈产生耦合力矩，将所述行星轮系锁定，使所述太阳轮、所述行星架和所述齿圈同速转动，

在所述离合器耦合时，所述电机轴输出的正向扭矩通过所述离合器传递到所述行星架上以抵消负扭矩。

4.根据权利要求3所述的用于机动车辆的混合动力变速箱，其特征在于，

在所述发动机在起步的过程中，所述发动机起步前，所述发动机怠速并驱动所述太阳轮正向转动，所述机动车辆的车轮处于静止状态，与所述车轮连接的所述变速箱和所述行星架的转速为零，受所述行星轮系统运动学的约束，所述齿圈带动所述电机反向转动；

所述发动机起步时，所述发动机和电机分别输出正向扭矩，经过所述行星轮系统的耦合传递到所述行星架上，之后输出到变速箱以推动所述车轮转动，所述行星架的转速由零逐步增大；

同时所述齿圈做正方向加速，且所述齿圈的转速由负值迅速增大，变成正值，当所述齿圈和行星架的转速相同时，所述离合器闭合，所述机动车辆进入混合动力驱动模式。