[发明专利]一种混合动力汽车复合行星齿轮组动力耦合机构

说明书

技术领域

本发明属于汽车混合动力技术领域，具体涉及一种混合动力汽车复合行星齿轮组动力耦合机构。

背景技术

混合动力汽车通常采用行星齿轮机构作为动力耦合机构，其结构与耦合方式决定了动力系统研究开发的水平和方向，是开发中最为关键的一个环节。目前应用的行星齿轮机构多分为单排行星齿轮机构和双排行星齿轮机构。

其中，单排行星齿轮机构工作方式多为动力分流方式，其电动机转子与行星齿轮齿圈固接作为输出端连接差速器；发电机转子与行星齿轮太阳轮固接实现发动机动力转换；发动机曲轴输出端与行星齿轮机构行星架固接以实现发动机动力输出。但此类动力分流机构存在一个最大的弊端就是发动机的动力始终是分流的形式输出的，发动机的动力不能全部用于驱动车辆，这样就导致在急加速工况下整车的响应达不到预期的效果。

而双排行星齿轮机构存在的缺点是其执行机构复杂，存在多个离合器或锁止器、控制策略复杂且要求高。

如中国专利文献CN101791944A公开的“双行星轮系多动力耦合机构”，其动力耦合机构包括由第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架以及第一齿圈构成的第一行星轮系；由第二太阳轮、第二行星轮、第二行星架以及第二齿圈构成的第二行星轮系；内燃机输出转轴与第一行星架连接，第一电机/发电机的转动轴与第一太阳轮中心轴连接；第一齿圈与第二行星架连接，第二电机/发电机的转动轴与第二太阳轮中心轴连接；以第二齿圈通过动力输出齿轮的齿轮中心轴连接外部传动系；在第二太阳轮中心轴、第一太阳轮中心轴、第二行星架以及第一行星架上分别设置各锁止器。该动力耦合机构可实现多种工作模式，整个系统表现为使用混合动力的无级变速器，使内燃机始终工作在最佳燃油经济区。但是由于其内燃机输出转轴与第一行星架连接，第一齿圈与第二行星架连接，其发动机的动力输出路径依次为发动机、第一行星架、第一齿圈、第二行星架、第二齿圈，可见发动机动力不能直接传递输出以驱动车辆，其必须经过第一行星轮系的耦合之后，由第一齿圈传递至第二行星架，使得可获得的输出扭矩有限，整车的动力性能不足。同时，其在第二太阳轮中心轴、第一太阳轮中心轴、第二行星架以及第一行星架上分别设置有锁止器，通过切换各个锁止器来匹配不同工作模式，导致执行结构复杂以及控制策略也不简便，控制要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合动力汽车复合行星齿轮组动力耦合机构，其能够实现发动机直接驱动车辆的功能以及多种动力耦合与模式切换，并且其执行结构简单、控制要求低。

本发明所述的混合动力汽车复合行星齿轮组动力耦合机构，其包括发动机、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第一电机和第二电机；所述第一行星齿轮组由第一太阳轮、第一行星架、第一齿圈及其行星轮构成；所述第二行星齿轮组由第二太阳轮、第二行星架、第二齿圈及其行星轮构成；所述第一行星齿轮组的第一齿圈通过一离合器与所述发动机连接，所述第一行星架固定在车架上，所述第一太阳轮与所述第一电机的转子固接；所述第二行星齿轮组的第二太阳轮与所述第一行星齿轮组的第一齿圈固接，所述第二行星架固定在车架上，所述第二齿圈与所述第二电机的转子固接，所述第二齿圈还与差速器结合，以输出动力。

本发明所述混合动力汽车复合行星齿轮组动力耦合机构，其第一行星齿轮组的第一齿圈通过一离合器与所述发动机连接，其第二行星齿轮组的第二太阳轮与所述第一行星齿轮组的第一齿圈固接，同时，所述第二齿圈还与差速器结合，以输出动力，从而实现发动机的动力能够直接传递输出至差速器的功能，实现了发动机直接驱动车辆的目的。所述第一行星齿轮组的第一行星架和第二行星齿轮组的第二行星架均固定在车架上，便于多模控制，省去了多个液压控制离合器，使得执行结构更简单，控制要求也随之降低。

本发明实现了混合动力汽车的多种动力耦合与模式切换，改善耗油特性与动力性能。

附图说明

图1为本发明混合动力传动装置的实施示意图。

图2为本发明低速纯电动工况动力传递示意图。

图3为本发明高速纯电动工况动力传递示意图。

图4为本发明低速增程工况动力传递示意图。

图5为本发明高速增程工况动力传递示意图。

图6为本发明并联模式驱动工况动力传递示意图。

图7为本发明发动机单独驱动工况动力传递示意图。

图8为本发明制动能量回收工况动力传递示意图。