[发明专利]一种混合动力系统及控制方法、车辆

说明书

本发明公开一种混合动力系统，其包括发动机、混合动力模块和双输入轴变速机构，所述混合动力模块由电机、行星齿轮系、第一离合器和第二离合器组成，行星齿轮系具有至少3个转轴，分别为：第一转轴、第二转轴、第三转轴，3个转轴的轴心线在一条直线上，第二转轴的转速介于第一转轴的转速和第三转轴的转速之间；所述3个转轴中的任意两个之间布置有第一离合器；所述发动机的动力输出轴与行星齿轮系的第一转轴连接，电机的转子与双输入轴变速机构的第二输入轴连接、并通过第二离合器与第三转轴连接，第二转轴与双输入轴变速机构的第一输入轴连接。本发明传递扭矩大、传动效率高，引入三轴双自由度的行星齿轮系，发动机和电机能够差速驱动车辆起步。

技术领域

本发明涉及混合动力车辆技术领域，尤其是涉及一种混合动力系统及控制方法、车辆。

背景技术

混合动力汽车具有发动机与电机两个动力源，通过车辆行驶中两种动力源之间的相互配合使其兼具了传统燃油汽车与纯电动汽车的优点，成为解决环境问题与能源问题的最佳车型，是电动化汽车中最具有产业化和市场化前景的动力系统。

发动机输出的动力需要经过变速装置传递到车轮。机械式自动变速箱(AMT)是在手动变速箱(MT)基础上发展的，使用若干对齿轮进行速比变换的，传动效率高、输出扭矩大、大规模制造技术成熟、且成本低。但是，AMT变速箱存在较大弱点：换档时，需要先松开离合器，再摘挡、挂新挡，然后再锁紧离合器；在换挡过程中，从发动机到车轮的动力传递通道被断开，车轮的驱动力中断，影响车辆的行驶平顺性和乘车舒适性，限制了应用。此外，AMT变速箱的离合器要承受很大热载荷，容易因过热而出现问题；离合器控制技术非常复杂，容易造成车辆抖动。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种混合动力系统，其利用基于AMT的混合动力变速箱在变换发动机挡位这一过程中，电机保持驱动，避免在换挡过程中出现动力中断；用行星齿轮系和电机组成的电力变矩器(eTC)替代AMT的起步离合器，利用行星齿轮系的差速特性，发动机正转正扭、输出功率，电机反转正扭，吸收机械功率发电并储存在电池中，输出正向驱动扭矩到变速箱输入轴，转速由零平滑增长，不需要靠离合器滑摩传递扭矩，根除离合器过热风险以及车辆抖动风险；同时公开上述混合动力系统的控制方法，还公开一种包含该混合动力系统的车辆。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种混合动力系统，其包括发动机、混合动力模块和双输入轴变速机构，所述混合动力模块由电机、行星齿轮系、第一离合器和第二离合器组成，行星齿轮系具有至少3个转轴，分别为：第一转轴、第二转轴、第三转轴，3个转轴的轴心线在一条直线上，第二转轴的转速介于第一转轴的转速和第三转轴的转速之间；所述3个转轴中的任意两个之间布置有第一离合器；所述发动机的动力输出轴与行星齿轮系的第一转轴连接，电机的转子与双输入轴变速机构的第二输入轴连接、并通过第二离合器与第三转轴连接，第二转轴与双输入轴变速机构的第一输入轴连接；所述双输入轴变速机构由第一输入轴、第二输入轴、若干对前进档位齿轮、至少一套倒档齿轮和输出轴组成，第一输入轴上设有若干个前进挡位主动齿轮，第二输入轴上设有至少一个前进挡位主动齿轮，输出轴上布置各个挡位的从动齿轮，上述各挡位的主动齿轮与其对应的从动齿轮相互啮合；每一个挡位中有一个齿轮通过同步器与该齿轮所在的轴连接。

进一步地，上述的第一输入轴上设有奇数前进挡位主动齿轮，第二输入轴上设有偶数前进挡位主动齿轮。

进一步地，上述的混合动力模块中，行星齿轮系中的第一转轴上设置有一个单向离合器。

进一步地，上述的混合动力模块中，行星齿轮系具有至少3个转轴，分别为：太阳轮S的转轴、行星架C的转轴、齿圈R的转轴，3个转轴的轴心线在一条直线上，行星架C的转轴转速介于太阳轮S的转轴转速和齿圈R的转轴转速之间，上述3个转轴中的任意两个之间布置有第一离合器；所述发动机的动力输出轴连接行星齿轮系中齿圈R的转轴，电机的转子与双输入轴变速机构的第二输入轴连接、并通过第二离合器与行星齿轮系中太阳轮S的转轴连接，行星架C的转轴与双输入轴变速机构的第一输入轴连接。