CN101879858B - 一种混合动力耦合装置 - Google Patents

Abstract

一种混合动力耦合装置，包括壳体、发动机及离合器输入轴、输出轴、中间轴和电机的传动输出端，发动机及离合器输入轴和输出轴同轴布置，发动机及离合器输入轴和输出轴之间设有第一同步器，该第一同步器的左输出端与发动机及离合器输入轴相连，并与中间轴传动连接；右输出端套在输出轴上，并与中间轴传动连接，还包括与中间轴同轴布置的耦合轴，该耦合轴与中间轴之间设有第二同步器，该第二同步器的左输出端与中间轴相连；右输出端套在耦合轴上，并与输出轴传动连接；耦合轴与电机的传动输出端传动连接。解决了实际应用过程中布置困难，成本高等问题。本发明结构简单，容易布置，成本低。适用于车辆的混合动力耦合。

Description

一种混合动力耦合装置

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种混合动力耦合装置。

背景技术

混合动力汽车(HEV)与传统汽车及纯电动汽车相比，最大差别是动力系统。对于并联和混联式HEV，动力耦合系统负责将HEV的多个动力组合在一起，实现多动力源间合理的功率分配并把动力传给驱动桥，它在HEV开发中处于重要地位，其性能直接关系到HEV整车性能是否达到设计要求，是HEV最核心部分。而机电动力耦合系统最关键的技术是其布置方案，不同结构的机电耦合系统将导致HEV的适用条件和使用要求各不相同，开发难度也相差很大。

目前，机电动力耦合系统有的是根据行星齿轮原理，利用行星齿轮的多个自由度以实现机电动力耦合，但其结构复杂，导致整车布置困难，且成本高；有的是利用离合器和齿轮结合以实现机电动力耦合，但该结构体积大，应用范围小。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种结构简单，容易布置且成本低的混合动力耦合装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种混合动力耦合装置，包括壳体、发动机及离合器输入轴、输出轴、中间轴和电机的传动输出端，发动机及离合器输入轴和输出轴同轴布置，发动机及离合器输入轴和输出轴之间设有第一同步器，该第一同步器的左输出端与发动机及离合器输入轴相连，并与中间轴传动连接；右输出端套在输出轴上，并与中间轴传动连接，其特征是还包括与中间轴同轴布置的耦合轴，该耦合轴与中间轴之间设有第二同步器，该第二同步器的左输出端与中间轴相连；右输出端套在耦合轴上，并与输出轴传动连接；耦合轴与电机的传动输出端传动连接。

在上述方案中，所述第二同步器的啮合套布置在耦合轴上。

在上述方案中，所述中间轴一端支撑在壳体上，另一端支撑在壳体内。

在上述方案中，所述耦合轴一端支撑在壳体内，另一端支撑在壳体上。

本发明在不改变壳体外形结构的前提下，将中间轴缩短，在与中间轴同轴的位置上增加一个耦合轴，再利用同步器来实现机电动力耦合，结构简单，成本低。

本发明结构简单，容易布置，成本低，且能以最低的能量消耗获得良好的动力性、经济性和最低的排放。

附图说明

图1是本发明的传动简图。

图2是本发明的剖视结构示意图。

具体实施方式

本实施例用于对本权利要求的解释，本发明的保护范围不限于下述结构。

如图1所示，本发明包括壳体1、发动机及离合器输入轴2、输出轴3、中间轴4、电机的传动输出端和与中间轴4同轴布置的耦合轴5，发动机及离合器输入2轴和输出轴3同轴布置，发动机及离合器输入轴2和输出轴3之间设有第一同步器6，该第一同步器6的左输出端与发动机及离合器输入轴2相连，并与中间轴4传动连接；右输出端套在输出轴3上，并与中间轴4传动连接；所述耦合轴5与中间轴4之间设有第二同步器7，该第二同步器7的啮合套布置在耦合轴5上，当然也可以布置在中间轴4上；第二同步器7的左输出端与中间轴4相连；右输出端套在耦合轴5上，并与输出轴3传动连接；耦合轴5与惰轮8传动连接，惰轮8与电机输出轴9传动连接，惰轮8和电机输出轴9共同组成电机的传动输出端。

如图2所示，所述中间轴4一端通过轴承支撑在壳体1上，另一端通过轴承支撑在壳体1内。所述耦合轴5一端通过轴承支撑在壳体1内，另一端通过轴承支撑在壳体1上。壳体1上还对应设有分别控制第一同步器6和第二同步器7工作模式的第一同步器执行机构和第二同步器执行机构。第一同步器执行机构为现有技术，在此不再赘述，第二同步器执行机构与第一同步器执行机构的结构相同。

以下是各种工作模式的能量传递途径：

1、快速启动发动机

通过控制第二同步器执行机构使第二同步器7的啮合套向左推，第二同步器7的啮合套与第二同步器7的左输出端啮合，此时，电机动力通过惰轮8常啮合齿轮组传递到耦合轴5，耦合轴5通过第二同步器7将动力传到中间轴4，中间轴4通过第一同步器6的左输出端将动力传到发动机及离合器输入轴2上，以实现快速启动发动机。

2、纯发动机驱动

通过控制第二同步器执行机构使第二同步器7的啮合套处于中间位置，动力传递路线与传统方式一致，不在此赘述。

3、纯电机驱动

根据不同工况的需要，选择不同的耦合模式。

一、直接驱动：通过控制第二同步器执行机构使第二同步器7的啮合套向右推，第二同步器7的啮合套与第二同步器7的右输出端啮合，此时，电机动力直接通过惰轮8常啮合齿轮组传递到耦合轴5，再通过第二同步器7的右输出端传递到输出轴3上，驱动车桥；

二、在档驱动：通过控制第二同步器执行机构使第二同步器7的啮合套向左推，第二同步器7的啮合套与第二同步器7的左输出端啮合，此时，电机动力通过惰轮8常啮合齿轮组传递到耦合轴5，耦合轴5通过第二同步器将动力传到中间轴4，再通过选择合适的档位，动力通过在档的啮合齿轮组传递到车桥，实现在档纯电动驱动。

4、混合驱动

通过控制第二同步器执行机构使第二同步器7的啮合套向右推，第二同步器7的啮合套与第二同步器7的右输出端啮合，此时，电机动力直接通过惰轮8常啮合齿轮组传递到耦合轴5，再通过第二同步器7的右输出端传递到输出轴3上；同时，通过控制第一同步器执行机构使第一同步器6的啮合套向左推，第一同步器6的啮合套与第一同步器6的左输出端啮合，此时，发动机动力经由发动机及离合器输入轴2和第一同步器6传递到输出轴3；最后通过对电机转速进行控制，实现动力在输出轴3上耦合，进行动力的叠加。

换挡过程中，因为电机还是可以保持对车辆的驱动，因而可以避免动力中断现象的存在，有效的改善乘坐的舒适性。

5、行车发电

通过控制第二同步器执行机构使第二同步器7的啮合套向左推，第二同步器7的啮合套与第二同步器8的左输出端啮合，此时，当发动机的输出处于最佳经济区域且动力有富于时，发动机动力经由发动机及离合器输入轴2和第一同步器6的左输出端传递到中间轴4上，再经由第二同步器7、耦合轴5和惰轮8传递到电机输出轴9上，驱动电机发电进行能量的存储，实现了发动机动力的分流存储。

6、制动能量回馈

通过控制同步器执行机构使第二同步器7的啮合套向右推，第二同步器7的啮合套与第二同步器7的右输出端啮合，此时，电机处于发电负载状态，制动能量通过输出轴3回馈到耦合轴5，再依次传递到惰轮8常啮合齿轮组和发电机输出轴9上，带动电机发电，从而实现制动能量的回收。

上述不同工况下的耦合模式的选择和切换需要基于AMT的平台来实现。通过专门的管理模块和经过优化的控制策略，根据车辆不同的状态和驱动需求采取符合要求的驱动模式，达到最佳的经济性和排放性。动力系统如内燃机、电机在工作状态切换工程中，采取合适的控制方法，使切换动作迅速完成并使整个动力系统的动力输出变化平稳。

Claims (3)

1.一种混合动力耦合装置，包括壳体、发动机及离合器输入轴、输出轴、中间轴和电机的传动输出端，发动机及离合器输入轴和输出轴同轴布置，发动机及离合器输入轴和输出轴之间设有第一同步器，该第一同步器的左输出端与发动机及离合器输入轴相连，并与中间轴传动连接；右输出端套在输出轴上，并与中间轴传动连接，其特征是：还包括与中间轴同轴布置的耦合轴，该耦合轴与中间轴之间设有第二同步器，该第二同步器的左输出端与中间轴相连；右输出端套在耦合轴上，并与输出轴传动连接；耦合轴与电机的传动输出端传动连接；所述第二同步器的啮合套布置在耦合轴上。

2.根据权利要求1所述的一种混合动力耦合装置，其特征是所述中间轴一端支撑在壳体上，另一端支撑在壳体内。

3.根据权利要求1或2所述的一种混合动力耦合装置，其特征是所述耦合轴一端支撑在壳体内，另一端支撑在壳体上。 

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