一种混合动力传递装置的制作方法

本发明涉及一种动力传递装置，尤其涉及一种用于混合动力汽车的动力传递装置。

背景技术：

现今混合动力汽车采用的一种动力传递装置是在传统自动变速器基础上直接串联或者并联一个电动/发电机并布置相应的离合器来实现，这种技术的优点是技术继承度高，结合现有自动变速器技术较易实现，缺点是原有自动变速器的结构已经比较复杂，再增加电机之后整套系统尺寸将会进一步增加，难以实现小型化、轻量化。因此，针对混合动力汽车开发一种结构紧凑的动力传递装置是有必要的。

技术实现要素：

因而，本发明的目的在于，提供一种结构紧凑的用于混合动力汽车的动力传递装置。

为达到上述目的，本发明提供一种混合动力传递装置，该传递装置包含：电动/发电机；差速器，该差速器用于输出动力；变速机构，该变速机构至少包含一个输入轴和一个输出轴，以及布置在输入轴与输出轴之间的至少两个不同速比且可选择连接或断开的档位，其中输入轴通过离合器与发动机输出轴连接，输出轴与电动/发电机的旋转轴连接；差动机构，该差动机构具有三个构件，第一构件与变速机构输出轴连接，第二构件与所述变速机构的输入轴连接，第三构件与差速器连接。

其中所述离合器是可以是牙嵌式离合器，所述用于选择各档位连接或断开的装置也可以是牙嵌式离合器，所述差动机构可以是包括太阳轮、内齿圈、行星架以及单行星轮的单排行星齿轮机构，其中太阳轮是第一构件，行星架是第二构件，内齿圈是第三构件，也可以是包括太阳轮、内齿圈、行星架以及双行星轮的单排行星齿轮机构，其中太阳轮是第一构件，行星架是第二构件，内齿圈是第三构件。

本发明还可以通过以下方案实施：

一种混合动力传递装置，该传递装置包含：电动/发电机；差速器，该差速器用于输出动力；变速机构，该变速机构至少包含一个输入轴和一个输出轴，以及布置在输入轴与输出轴之间的至少两个不同速比且可选择连接或断开的档位，其中输入轴与发动机输出轴连接，输出轴与电动/发电机的旋转轴连接；差动机构，该差动机构具有三个构件，第一构件与变速机构输出轴连接，第二构件与所述变速机构的输入轴连接，第三构件与差速器连接；制动器，该制动器与差动机构第一构件连接，用于制动。

其中所述用于选择各档位连接或断开的装置可以是牙嵌式离合器，所述差动机构可以是包括太阳轮、内齿圈、行星架以及单行星轮的单排行星齿轮机构，其中太阳轮是第一构件，行星架是第二构件，内齿圈是第三构件，也可以是包括太阳轮、内齿圈、行星架以及双行星轮的单排行星齿轮机构，其中太阳轮是第一构件，行星架是第二构件，内齿圈是第三构件。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：动力可以分别从两个途径传递到行星齿轮机构进行汇流，由于通过变速机构的扭矩降低，其可以采用更紧凑的机构来传递动力。在档位切换时，可以通过调整电动/发电机转速来调整行星齿轮机构各构件之间的相对转速之后进行直接换档，简化换档机构，从而使整个传递装置更紧凑。

附图说明

图1是本发明第一实施例的结构示意图。

图2是本发明第二实施例的结构示意图。

图3是本发明第三实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明。另外本文的附图和说明所选实施例不是所有可能的方案，也没有限制本发明的范围。

第一实施例：

图1是本发明第一实施例的结构示意图。为了简化说明本发明，此示意图只列出了两个档位，然而这并没有限制本发明，通常情况下适当的增加档位可以降低车辆的油耗。

该混合动力传递装置包含电动/发电机（5）、差速器（6）、变速机构（4）、差动机构（3）；其中电动/发电机（5）采用永磁同步电机，可以作为电动机提供驱动力也可以作为发电机利用外部动力进行发电，变速机构（4）包含输入轴（41）和输出轴（42），以及布置在输入轴（41）与输出轴（42）之间的两个不同速比的档位齿轮副（43）和齿轮副（44），其中所述差动机构（3）具有第一构件即太阳轮（31）、第二构件即行星架（32）以及布置在行星架上的行星轮和第三构件即内齿圈（33），其中内齿圈（33）外圆布有外齿轮。

其中输入轴（41）通过牙嵌式离合器（2）与发动机（1）的输出轴连接，输出轴（42）依次通过啮合的齿轮（45）、齿轮（47）、轴（48）、齿轮（52）和齿轮（51）与电动/发电机（5）的旋转轴连接；太阳轮（31）依次通过轴（30）、齿轮（46）、齿轮（47）和齿轮（45）与输出轴（42）连接，行星架（32）与所述变速机构的输入轴（41）连接，内齿圈（33）依次通过齿轮（63）、轴（62）和齿轮（61）与差速器（6）连接。

牙嵌式离合器（2）可以通过设置位置R实现输入轴（41）与发动机（1）的连接，通过设置位置N实现输入轴（41）与发动机（1）的断开。齿轮副（43）通过设置牙嵌式离合器（40）位置R来实现与输出轴（42）连接，通过设置位置N来实现断开。齿轮副（44）通过设置牙嵌式离合器（40）位置L来实现与输出轴（42）连接，通过设置位置N来实现断开。并且本实施例定义齿轮副（43）的输出转速大于齿轮副（44）的输出转速。

以下是结合采用本实施例的混合动力车辆对本实施例运行进行的说明：

采用本实施例的混合动力车辆包含发动机、蓄电池、逆变器、混合动力传递装置和车轮，并包含控制所需相应的控制单元、信号采集装置，通信及信息存储装置。其中混合动力传递装置容纳在壳体中。

设置车辆启动以及较低速度行驶两个工况为纯电力驱动模式。车辆在静止状态下设置牙嵌式离合器（2）的位置为N且发动机（1）关闭，设置牙嵌式离合器（40）的位置为L，基于本实施例的结构，此时差动机构（3）和变速器机构（4）组成了低速档位封闭式行星齿轮传动机构，以下称为低速档。电动/发电机（5）可以作为电动机利用车辆蓄电池的电能来驱动所述封闭式行星齿轮传动机构，显然车辆在电动/发电机（5）的驱动下可以实现启动、运行和倒车。

当车辆在纯电模式下继续向前运行，随着车辆速度继续增加，当输入轴（41）转速达到预定数值，发动机启动。显然在控制单元的控制下输入轴（41）的转速与发动机（1）输出轴的转速可以逐渐接近至几乎相等，此时设置牙嵌式离合器（2）的位置为R，进而输入轴（41）与发动机（1）的输出轴处于连接状态。此时可以通过控制电动/发电机（5）的转矩状态，可以使其作为发电机来发出电能为蓄电池充电，也可以通过设置电动/发电机（5）的转矩状态，进而使其不再发挥作用而空转。

车辆继续运行，随着车辆速度的增加，当发动机（1）的转速达到预定数值，控制单元可以设置电动/发电机（5）为作为电动机发挥作用，此时显然可以设置牙嵌式离合器（40）的位置为N。此时增加电动/发电机（5）的转速，发动机（1）的转速逐渐降低，这个过程中输出轴（42）的转速与齿轮副（43）的从动齿轮转速会逐渐接近至几乎相等，此时设置牙嵌式离合器（40）的位置为R，这样差动机构（3）与变速机构（4）组成了高速档位封闭式行星齿轮传动机构，以下称为高速档。此时可以通过控制电动/发电机（5）的转矩状态，可以使其作为发电机来发出电能为蓄电池充电，也可以通过设置电动/发电机（5）的转矩状态，进而使其不再发挥作用而空转。

当车辆由高速档位运行开始减速，当发动机转速降低到预定数值，此时显然可以将牙嵌式离合器（40）的位置设置为N，并设置电动/发电机（5）作为发电机来发挥作用。此时可以调整发电机（5）的转速减小，发动机（1）的转速增加，进而直至输出轴（42）的转速与齿轮副（44）的从动齿轮转速几乎相等，此时设置牙嵌式离合器（40）的位置为L，完成由高速档切换至低速档。此时可以通过控制电动/发电机（5）的转矩状态，可以使其继续作为发电机来发出电能为蓄电池充电，也可以通过设置电动/发电机（5）的转矩状态，进而使其不再发挥作用而空转。当车辆开始继续减速并降低到预定数值，显然可以设置牙嵌式离合器（2）的位置为N，脱开输入轴（41）与发动机（1）的连接，关闭发动机（1），此时可以通过控制电动/发电机（5）的转矩状态，可以使其继续作为发电机来发出电能为蓄电池充电，也可以通过设置电动/发电机（5）的转矩状态，进而使其不再发挥作用而空转。

以上过程对采用第一实施例的混合动力车辆运行过程进行了说明，显而易见的是以上过程并不是唯一的，例如在由低速档切换至高速档时如果蓄电池电量充足，可以不伴随发动机（1）的转速增加而直接利用电动/发电机（5）作为电动机使用来驱动差动机构的太阳轮（31）加速，进而直至输出轴（42）的转速与齿轮副（43）的从动齿轮转速几乎相等，此时设置牙嵌式离合器（40）的位置为R，完成由低速档切换至高速档。

第二实施例：

图2是本发明第二实施例的结构示意图。区别于第一实施例，本实施例的输入轴（41）直接与发动机（1）的输出轴连接。电动/发电机（5）的旋转轴上布置有制动器（50）与壳体连接，并且通过设置制动器（50）的位置为R时，电动/发电机（5）被制动，设置制动器（50）的位置为N时，电动/发电机（5）被释放。

以下是结合采用本实施例的混合动力车辆对本实施例运行进行的说明：

车辆在静止状态下设置牙嵌式离合器（40）的位置为N且启动发动机（1），设置制动器（50）的位置为N，基于本实施例的结构，此时差动机构（3）作为动力分流机构来发挥作用，行星架（32）作为动力输入构件，内齿圈（33）和太阳轮（31）作为输出构件，此时设置电动/发电机（5）的转矩状态，进而使其不发挥作用而空转。

通过控制电动/发电机（5）的转矩状态，可以使其作为发电机来发出电能为蓄电池充电，此时随着电动/发电机（5）转速的调整，车辆启动。之后，电动/发电机（5）的转速逐渐减小至接近为0，此时可以设置制动器（50）的位置为R。这样，差动机构（3）的太阳轮（31）被固定不再旋转，动力传递机构以固定速比驱动车辆运行，此时的速比定义为第一速比。随着车辆的速度继续增加，当速度达到预定数值时，设置电动/发电机（5）作为电动机来发挥作用，显然此时可以将制动器（50）的位置设置为N，此时增加电动机/发电机（5）的转速，发动机（1）的转速逐渐降低，这个过程中输出轴（42）的转速与齿轮副（44）的从动齿轮转速会逐渐接近至几乎相等，此时设置牙嵌式离合器（40）的位置为L，这样差动机构（3）与变速机构（4）组成了低速档位封闭式行星齿轮传动机构，以下称为低速档。此时可以通过控制电动/发电机（5）的转矩状态，可以使其作为发电机来发出电能为蓄电池充电，也可以通过设置电动/发电机（5）的转矩状态，进而使其不再发挥作用而空转。

车辆继续运行，随着车辆速度的增加，当发动机（1）的转速达到预定数值，控制单元可以设置电动/发电机（5）为作为电动机发挥作用，此时显然可以设置牙嵌式离合器（40）的位置为N。此时增加电动机（5）的转速，发动机（1）的转速逐渐降低，这个过程中输出轴（42）的转速与齿轮副（43）的从动齿轮转速会逐渐接近至几乎相等，此时设置牙嵌式离合器（40）的位置为R，这样差动机构（3）与变速机构（4）组成了高速档位封闭式行星齿轮传动机构，以下称为高速档。此时可以通过控制电动/发电机（5）的转矩状态，可以使其作为发电机来发出电能为蓄电池充电，也可以通过设置电动/发电机（5）的转矩状态，进而使其不再发挥作用而空转。

当车辆由高速档位运行开始减速，当发动机转速降低到预定数值，此时显然可以将牙嵌式离合器（40）的位置设置为N，并设置电动/发电机（5）作为发电机来发挥作用。此时可以调整发电机（5）的转速减小，发动机（1）的转速增加，进而直至输出轴（42）的转速与齿轮副（44）的从动齿轮转速几乎相等，此时设置牙嵌式离合器（40）的位置为L，完成由高速档切换至低速档。此时可以通过控制电动/发电机（5）的转矩状态，可以使其继续作为发电机来发出电能为蓄电池充电，也可以通过设置电动/发电机（5）的转矩状态，进而使其不再发挥作用而空转。当车辆开始继续减速并降低到预定数值，显然可以将牙嵌式离合器（40）的位置设置为N，并设置电动/发电机（5）作为发电机来发挥作用。此时可以调整发电机（5）的转速减小，发动机（1）的转速增加，进而直至电动/发电机（5）的转速几乎为0，此时设置制动器（50）的位置为R，动力传递装置速比此时切换到第一速比。当车辆行驶速度继续降低，显然可以设置制动器（50）的位置为N，通过调整电动/发电机（5）的转速逐渐增加，来稳定发动机（1）的平稳运行，直至车辆停止。

第三实施例：

图3是本发明第三实施例的结构示意图。区别于第一实施例，该例的差动机构（3）的第二构件即行星架（32）上布置有两个啮合的行星轮。其电动/发电机（5）的旋转轴上布置有制动器（50）与壳体连接，并且通过设置制动器（50）的位置为R时，电动/发电机（5）被制动，设置制动器（50）的位置为N时，电动/发电机（5）被释放。其中输入轴（41）通过牙嵌式离合器（2）与发动机（1）的输出轴连接，输出轴（42）依次通过齿轮（45）、齿轮（46）、齿轮（47）、轴（48）、齿轮（52）和齿轮（51）与电动/发电机（5）的旋转轴连接；太阳轮（31）依次通过轴（30）、齿轮（46）和齿轮（45）与输出轴（42）连接。

本实施例的差动机构（3）由于采用了双行星齿轮从而使输出轴（42）与太阳轮（31）之间减少了一次齿轮啮合传动，结构可以相对简化。另外显而易见的是采用本实施例的混合动力车辆可以根据蓄电池电量的情况设置为第一实施例和第二实施例的多种运行模式，这里不再叙述。

以上实施例均采用了差动机构与多级定轴齿轮传动组合而成的多级封闭式行星齿轮传动，很显然其中多级定轴传动并不仅限于齿轮传动，也可以采用或部分采用链传动或带传动。其不同速比之间切换也不仅仅局限于牙嵌式离合器，也可以使用滑动花键副等结构来替代。而且差动机构所定义的第二构件及第三构件也可以互换。需要说明的是采用不同于以上实施例的差动机构及多级定轴传动组合而成的多级封闭式行星齿轮传动和一个电动/发电机组成的混合动力传递装置有多种实施方法，但其原理相同，且均归属于本发明的范围。