一种单电机混合动力专用变速器、驱动方法及车辆与流程

本发明涉及混合动力汽车传动系统，特别涉及一种单电机混合动力专用变速器、驱动方法及车辆。

背景技术：

1、混合动力汽车融合内燃机与电动机两套动力系统，通过二者的独立或协同运作实现燃油经济性与动力性能的综合提升。随着新能源技术的持续演进，双电机串并联结构与增程式系统凭借驾驶平顺性与成本效益已成为当前主流混动方案。

2、然而，上述主流方案普遍采用p1+p3双电机架构，两个电机功能分离，分别承担发电与驱动任务，导致电机数量与对应电控单元数量增加，系统重量与整车成本随之上升；同时，双电机之间需要实时协调扭矩分配，控制逻辑复杂，控制参数冗余，进一步增加了系统开发与标定难度。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供了一种单电机混合动力专用变速器、驱动方法及车辆。

2、为实现以上目的，本发明的第一个方面提供了一种单电机混合动力专用变速器，包括发动机动力输入轴、电机、动力输出轴、主减速器主动齿轮、主减速器从动齿轮及差速器；电机输出轴，与电机传动连接；惰轮，分别与电机输出轴及发动机直驱挡位主动齿轮常啮合传动连接；发动机直驱挡位从动齿轮，与发动机直驱挡位主动齿轮常啮合；第一离合器，连接于发动机动力输入轴与发动机直驱挡位从动齿轮之间，控制二者之间动力的接合与断开；第二离合器，连接于动力输出轴与发动机直驱挡位从动齿轮之间，控制二者之间动力的接合与断开；主减速器主动齿轮固定于动力输出轴上，与主减速器从动齿轮常啮合，主减速器从动齿轮与差速器传动连接。

3、进一步，惰轮分别与电机输出轴和发动机直驱挡位主动齿轮常啮合，电机输出轴经惰轮与发动机直驱挡位主动齿轮传动连接。

4、进一步，发动机动力输入轴与电机输出轴平行布置，发动机直驱挡位主动齿轮与发动机直驱挡位从动齿轮为平行轴齿轮传动。

5、进一步，发动机直驱挡位主动齿轮与发动机直驱挡位从动齿轮均为直齿轮、斜齿轮或锥齿轮中的一种。

6、进一步，还包括壳体，发动机动力输入轴、电机输出轴、动力输出轴均转动设置于壳体内，发动机动力输入轴的一端延伸至壳体外以与外部发动机连接。

7、进一步，差速器为前桥差速器总成，差速器与前桥半轴传动连接。

8、进一步，电机与电机控制器电连接，电机控制器控制电机在电动状态与发电状态之间切换。

9、进一步，第一离合器与第二离合器均独立布置于发动机动力输入轴与动力输出轴之间的传动链中。

10、进一步，发动机动力输入轴与发动机之间设有减振器，减振器用于缓冲发动机输出的扭转振动。

11、本发明的第二个方面提供了一种基于第一个方面所述的单电机混合动力专用变速器的驱动方法，包括：

12、获取车辆当前工况信息；

13、根据工况信息确定目标工作模式；

14、根据目标工作模式控制第一离合器和第二离合器的接合或断开状态，并控制电机的工作状态，以使变速器进入对应工作模式运行。

15、进一步，目标工作模式为启动发动机模式时，控制第一离合器接合、第二离合器断开，电机启动，动力经电机输出轴、惰轮、发动机直驱挡位主动齿轮传递至发动机动力输入轴，以启动发动机。

16、进一步，目标工作模式为怠速发电模式时，控制第一离合器接合、第二离合器断开，发动机动力经发动机动力输入轴、发动机直驱挡位主动齿轮、惰轮、电机输出轴传递至电机，驱动电机发电。

17、进一步，目标工作模式为纯电驱动模式时，控制第一离合器断开、第二离合器接合，电机启动，动力经电机输出轴、惰轮、发动机直驱挡位主动齿轮、发动机直驱挡位从动齿轮、动力输出轴、主减速器主动齿轮、主减速器从动齿轮传递至差速器，驱动车辆行驶。

18、进一步，目标工作模式为能量回收模式时，控制第一离合器断开、第二离合器接合，车轮动力经差速器、主减速器从动齿轮、主减速器主动齿轮、动力输出轴、发动机直驱挡位从动齿轮、发动机直驱挡位主动齿轮、惰轮、电机输出轴传递至电机，驱动电机发电以回收能量。

19、进一步，目标工作模式为发动机直驱模式时，控制第一离合器接合、第二离合器接合，发动机动力经发动机动力输入轴、发动机直驱挡位主动齿轮、发动机直驱挡位从动齿轮、动力输出轴、主减速器主动齿轮、主减速器从动齿轮传递至差速器，驱动车辆行驶。

20、进一步，目标工作模式为发动机驱动与电机发电并行模式时，控制第一离合器接合、第二离合器接合，发动机动力的一部分经发动机动力输入轴、发动机直驱挡位主动齿轮、发动机直驱挡位从动齿轮、动力输出轴传递至差速器驱动车辆行驶，另一部分经发动机直驱挡位主动齿轮、惰轮、电机输出轴传递至电机，驱动电机发电。

21、进一步，目标工作模式为发动机与电机并联驱动模式时，控制第一离合器接合、第二离合器接合，发动机动力与电机动力均经发动机直驱挡位从动齿轮、动力输出轴、主减速器主动齿轮、主减速器从动齿轮汇合后传递至差速器，共同驱动车辆行驶。

22、本发明的第三个方面提供了一种车辆，包括本发明的第一个方面提供的单电机混合动力专用变速器。

23、与现有技术相比，本发明提供的一种单电机混合动力专用变速器、驱动方法及车辆，通过第一离合器控制发动机侧动力的接入与断开、第二离合器控制输出侧动力的接入与断开，使单一电机即可在不同离合器状态组合下兼顾启动发动机、发电、驱动、能量回收等全部功能，从而实现了以一个电机及其对应电控单元替代双电机架构的技术效果，降低了系统重量与成本，简化了控制逻辑。

1.一种单电机混合动力专用变速器，包括发动机动力输入轴、电机、动力输出轴、主减速器主动齿轮、主减速器从动齿轮及差速器，其特征在于，还包括：电机输出轴，与电机传动连接；惰轮，分别与电机输出轴及发动机直驱挡位主动齿轮常啮合传动连接；发动机直驱挡位从动齿轮，与发动机直驱挡位主动齿轮常啮合；第一离合器，连接于发动机动力输入轴与发动机直驱挡位从动齿轮之间，控制二者之间动力的接合与断开；第二离合器，连接于动力输出轴与发动机直驱挡位从动齿轮之间，控制二者之间动力的接合与断开；主减速器主动齿轮固定于动力输出轴上，与主减速器从动齿轮常啮合，主减速器从动齿轮与差速器传动连接。

2.根据权利要求1所述的专用变速器，其特征在于，惰轮分别与电机输出轴和发动机直驱挡位主动齿轮常啮合，电机输出轴经惰轮与发动机直驱挡位主动齿轮传动连接。

3.根据权利要求1所述的专用变速器，其特征在于，发动机动力输入轴与电机输出轴平行布置，发动机直驱挡位主动齿轮与发动机直驱挡位从动齿轮为平行轴齿轮传动。

4.根据权利要求3所述的专用变速器，其特征在于，发动机直驱挡位主动齿轮与发动机直驱挡位从动齿轮均为直齿轮、斜齿轮或锥齿轮中的一种。

5.根据权利要求1所述的专用变速器，其特征在于，还包括壳体，发动机动力输入轴、电机输出轴、动力输出轴均转动设置于壳体内，发动机动力输入轴的一端延伸至壳体外以与外部发动机连接。

6.根据权利要求1所述的专用变速器，其特征在于，差速器为前桥差速器总成，差速器与前桥半轴传动连接。

7.根据权利要求1所述的专用变速器，其特征在于，电机与电机控制器电连接，电机控制器控制电机在电动状态与发电状态之间切换。

8.根据权利要求1所述的专用变速器，其特征在于，第一离合器与第二离合器均独立布置于发动机动力输入轴与动力输出轴之间的传动链中。

9.根据权利要求1所述的专用变速器，其特征在于，发动机动力输入轴与发动机之间设有减振器，减振器用于缓冲发动机输出的扭转振动。

10.一种基于权利要求1至9任一项所述的单电机混合动力专用变速器的驱动方法，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，目标工作模式为启动发动机模式时，控制第一离合器接合、第二离合器断开，电机启动，动力经电机输出轴、惰轮、发动机直驱挡位主动齿轮传递至发动机动力输入轴，以启动发动机。

12.根据权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，目标工作模式为怠速发电模式时，控制第一离合器接合、第二离合器断开，发动机动力经发动机动力输入轴、发动机直驱挡位主动齿轮、惰轮、电机输出轴传递至电机，驱动电机发电。

13.根据权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，目标工作模式为纯电驱动模式时，控制第一离合器断开、第二离合器接合，电机启动，动力经电机输出轴、惰轮、发动机直驱挡位主动齿轮、发动机直驱挡位从动齿轮、动力输出轴、主减速器主动齿轮、主减速器从动齿轮传递至差速器，驱动车辆行驶。

14.根据权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，目标工作模式为能量回收模式时，控制第一离合器断开、第二离合器接合，车轮动力经差速器、主减速器从动齿轮、主减速器主动齿轮、动力输出轴、发动机直驱挡位从动齿轮、发动机直驱挡位主动齿轮、惰轮、电机输出轴传递至电机，驱动电机发电以回收能量。

15.根据权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，目标工作模式为发动机直驱模式时，控制第一离合器接合、第二离合器接合，发动机动力经发动机动力输入轴、发动机直驱挡位主动齿轮、发动机直驱挡位从动齿轮、动力输出轴、主减速器主动齿轮、主减速器从动齿轮传递至差速器，驱动车辆行驶。

16.根据权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，目标工作模式为发动机驱动与电机发电并行模式时，控制第一离合器接合、第二离合器接合，发动机动力的一部分经发动机动力输入轴、发动机直驱挡位主动齿轮、发动机直驱挡位从动齿轮、动力输出轴传递至差速器驱动车辆行驶，另一部分经发动机直驱挡位主动齿轮、惰轮、电机输出轴传递至电机，驱动电机发电。

17.根据权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，目标工作模式为发动机与电机并联驱动模式时，控制第一离合器接合、第二离合器接合，发动机动力与电机动力均经发动机直驱挡位从动齿轮、动力输出轴、主减速器主动齿轮、主减速器从动齿轮汇合后传递至差速器，共同驱动车辆行驶。

18.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的单电机混合动力专用变速器。