混合动力传动装置、控制方法及车辆与流程

1.本发明涉及车辆传动技术领域，具体而言，涉及一种混合动力传动装置、控制方法及车辆。


背景技术：

2.混合动力汽车作为节能与新能源汽车的重要组成部分，行星排式混联混合动力汽车具有多个动力源，各个部件的协调工作是整车控制的重要目标。行星排式混联混合动力汽车具有发动机转速、转矩与车辆的转速、转矩解耦的特点，可以灵活的将发动机的工作点调节在效率较高的区域。
3.现有的行星排混合动力装置在整车模式上仍显不足，油耗较高。
4.针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种混合动力传动装置、控制方法及车辆，以解决现有的行星排混合动力装置油耗较高的技术问题。
6.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种混合动力传动装置，包括发动机、发电机和驱动电机，还包括：第一行星排，第一行星排包括第一行星架、第一行星轮、第一内齿圈以及第一太阳轮，第一行星架与输入轴连接，输入轴与发动机连接，第一太阳轮与发电机的输入端连接；第二行星排，第二行星排包括第二行星架、第二行星轮、第二内齿圈以及第二太阳轮，第二行星架与输入轴连接，第二内齿圈与输出轴连接，第二太阳轮通过锁止组件与输入轴连接，第二太阳轮具有保持静止的锁止状态和与输入轴同步转动的解锁状态；第三行星排，第三行星排包括第三行星架、第三行星轮、第三内齿圈以及第三太阳轮，第三行星架与输出轴连接，第三太阳轮与驱动电机连接。
7.进一步地，锁止组件包括：离合器，输入轴通过离合器与第二太阳轮连接；制动器，制动器与离合器并联设置，制动器与第二太阳轮连接。
8.进一步地，第一行星排、第二行星排以及第三行星排均设置在壳体内，第一内齿圈以及第三内齿圈均与壳体连接。
9.根据本发明的另一方面，提供了一种混合动力传动装置的控制方法，混合动力传动装置为上述的混合动力传动装置，获取锁止组件的工作状态，工作状态包括开启状态和非开启状态，其中，开启状态包括如下至少之一：第二太阳轮与输入轴保持连接状态、第二太阳轮保持静止状态；基于锁止组件的工作状态，开启发动机、发电机和驱动电机中的至少一个，以实现动能传递。
10.进一步地，基于锁止组件的工作状态，开启发动机、发电机和驱动电机中的至少一个，以实现动能传递，包括：在锁止组件处于非开启状态的情况下，开启发动机以及发电机，输入轴驱动第一行星架转动，第一行星架驱动第一太阳轮转动，以实现发电机的驻车发电；在锁止组件处于非开启状态的情况下，开启驱动电机，通过第三太阳轮进行动力输入以实
现驱动电机的纯电驱动，或者通过输出轴进行动力输入以实现驱动电机的动能回收；在锁止组件处于非开启状态的情况下，开启发动机、发电机以及驱动电机，通过输入轴以实现发电机的发电，并通过驱动电机驱动第三太阳轮以实现纯电驱动。
11.进一步地，基于锁止组件的工作状态，开启发动机、发电机和驱动电机中的至少一个，以实现动能传递，包括：在第二太阳轮与输入轴保持连接状态的情况下，开启发动机，输入轴同时驱动第二太阳轮以及第二行星架转动，通过第二内齿圈带动输出轴转动以实现第一直驱模式；在第二太阳轮与输入轴保持连接状态的情况下，开启发动机以及发电机，在实现第一直驱模式的同时，输入轴通过驱动第一行星架以及第一太阳轮，以实现发电机的发电。
12.进一步地，基于锁止组件的工作状态，开启发动机、发电机和驱动电机中的至少一个，以实现动能传递，包括：在第二太阳轮与输入轴保持连接状态的情况下，开启发动机以及驱动电机，输入轴同时驱动第二太阳轮以及第二行星架转动，通过第二内齿圈带动输出轴转动，与此同时，驱动电机通过第三太阳轮以驱动输出轴转动，以实现第一并联驱动模式。
13.进一步地，基于锁止组件的工作状态，开启发动机、发电机和驱动电机中的至少一个，以实现动能传递，包括：在第二太阳轮保持静止状态的情况下，开启发动机，输入轴驱动第二行星架转动，通过第二内齿圈带动输出轴转动以实现第二直驱模式；在第二太阳轮保持静止状态的情况下，开启发动机以及发电机，在实现第二直驱模式的同时，输入轴通过驱动第一行星架以及第一太阳轮，以实现发电机的发电。
14.进一步地，基于锁止组件的工作状态，开启发动机、发电机和驱动电机中的至少一个，以实现动能传递，包括：在第二太阳轮保持静止状态的情况下，开启发动机以及驱动电机，输入轴驱动第二行星架转动，通过第二内齿圈带动输出轴转动，与此同时，驱动电机通过第三太阳轮以驱动输出轴转动，以实现第二并联驱动模式。
15.根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括混合动力传动装置，混合动力传动装置为上述的混合动力传动装置。
16.应用本发明的技术方案，输入轴与第一行星架连接，第一太阳轮与发电机的输入端连接，发动机通过第一行星排将动能转化为电能以为电池充电。输入轴通过锁止组件与第二太阳轮连接，锁止组件可以实现对第二太阳轮的锁止，锁止组件还可以实现输入轴与第二太阳轮的连接传动，同时输入轴与第二行星架连接传动，即发动机通过第二行星排能够实现两个档位的驱动。另外，驱动电机可以通过第三行星排实现驱动。上述的传动结构，能够实现两个发动机工作档位、纯电驱动以及并联驱动，能够根据实际工况选择驱动方式，以实现燃油经济性，减少油耗。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1示出了根据本发明的混合动力传动装置的实施例的结构示意图；
19.图2示出了根据本发明的混合动力传动装置在纯电驱动模式或者动能回收模式下的结构示意图；
20.图3示出了根据本发明的混合动力传动装置在串联驱动模式下的结构示意图；
21.图4示出了根据本发明的混合动力传动装置在驻车发电模式下的结构示意图；
22.图5示出了根据本发明的混合动力传动装置在第一直驱模式下的结构示意图；
23.图6示出了根据本发明的混合动力传动装置在第一直驱模式与发电模式并存情况下的结构示意图；
24.图7示出了根据本发明的混合动力传动装置在第一并联驱动模式下的结构示意图；
25.图8示出了根据本发明的混合动力传动装置在第二直驱模式下的结构示意图；
26.图9示出了根据本发明的混合动力传动装置在第二直驱模式与发电模式并存情况下的结构示意图；
27.图10示出了根据本发明的混合动力传动装置在第二并联驱动模式下的结构示意图。
28.其中，上述附图包括以下附图标记：
29.10、第一行星排；11、第一行星架；12、第一行星轮；13、第一内齿圈；14、第一太阳轮；
30.20、第二行星排；21、第二行星架；22、第二行星轮；23、第二内齿圈；24、第二太阳轮；
31.30、第三行星排；31、第三行星架；32、第三行星轮；33、第三内齿圈；34、第三太阳轮；
32.40、离合器；41、制动器；
33.50、发动机；51、输入轴；
34.60、发电机；
35.70、驱动电机；
36.80、壳体；
37.90、输出轴。
具体实施方式
38.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
39.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
40.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方
法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
41.现在，将参照附图更详细地描述根据本技术的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
42.实施例1
43.结合图1至图10所示，根据本技术的具体实施例，提供了一种混合动力传动装置。
44.具体地，如图1所示，混合动力传动装置包括：发动机50、发电机60、驱动电机70、第一行星排10、第二行星排20以及第三行星排30。第一行星排10包括：第一行星架11、第一行星轮12、第一内齿圈13以及第一太阳轮14，第一行星架11与输入轴51连接，输入轴51与发动机50连接，第一太阳轮14与发电机60的输入端连接。第二行星排20包括：第二行星架21、第二行星轮22、第二内齿圈23以及第二太阳轮24，第二行星架21与输入轴51连接，第二内齿圈23与输出轴90连接，第二太阳轮24通过锁止组件与输入轴51连接，第二太阳轮24具有保持静止的锁止状态和与输入轴51同步转动的解锁状态。第三行星排30包括：第三行星架31、第三行星轮32、第三内齿圈33以及第三太阳轮34，第三行星架31与输出轴90连接，第三太阳轮34与驱动电机70连接。
45.在本技术的实施例中，输入轴51与第一行星架11连接，第一太阳轮14与发电机60的输入端连接，发动机50通过第一行星排10将动能转化为电能以为电池充电。输入轴51通过锁止组件与第二太阳轮24连接，锁止组件可以实现对第二太阳轮24的锁止，锁止组件还可以实现输入轴51与第二太阳轮24的连接传动，同时输入轴51与第二行星架21连接传动，即发动机50通过第二行星排20能够实现两个档位的驱动。另外，驱动电机70可以通过第三行星排30实现驱动。上述的传动结构，能够实现两个发动机50工作档位、纯电驱动以及并联驱动，能够根据实际工况选择驱动方式，以实现燃油经济性，减少油耗。
46.进一步地，锁止组件包括：离合器40和制动器41，制动器41与离合器40并联设置，输入轴51通过离合器40与第二太阳轮24连接，制动器41与第二太阳轮24连接。具体地，离合器40处于闭合状态时，输入轴51通过离合器40实现u第二太阳轮24的传动连接。制动器41处于工作状态时，制动器41对第二太阳轮24进行锁止，即第二太阳轮24不能够进行转动。通过设置锁止组件，实现两个发动机50的工作档位，结构简单紧凑，体积小，成本低。
47.其中，第一行星排10、第二行星排20以及第三行星排30均设置在壳体80内，第一内齿圈13以及第三内齿圈33均与壳体80连接。将三个行星排设置在同一个壳体80内，使传动装置的结构更加紧凑。另外，壳体80作为支架，实现对第一行星排10以及第二行星排20的固定。
48.实施例2
49.根据本技术的另一具体实施例，提供了一种混合动力传动装置的控制方法，混合动力传动装置为上述实施例中的混合动力传动装置，具体的控制方法包括如下步骤：
50.步骤s1：获取锁止组件的工作状态，工作状态包括开启状态和非开启状态，其中，开启状态包括如下至少之一：第二太阳轮24与输入轴51保持连接状态、第二太阳轮24保持
静止状态。
51.步骤s2：基于锁止组件的工作状态，开启发动机50、发电机60和驱动电机70中的至少一个，以实现动能传递。
52.上述步骤中，通过控制锁止组件的工作状态，以及配合开启发动机50、发电机60和驱动电机70中的至少一个，来实现传动装置的多种驱动模式，以满足用户根据实际工况选择驱动方式，以实现燃油经济性，减少油耗。
53.进一步地，在步骤s2中，基于锁止组件的工作状态，开启发动机50、发电机60和驱动电机70中的至少一个，以实现动能传递，包括：
54.如图4所示，在锁止组件处于非开启状态的情况下，开启发动机50以及发电机60，输入轴51驱动第一行星架11转动，第一行星架11驱动第一太阳轮14转动，以实现发电机60的驻车发电。需要说明的是，锁止组件处于非开启状态，即离合器40和制动器41均处于非工作状态。图4中的线条加粗部分的部件处于工作状态，其他部件处非工作状态。具体地，发动机50工作，带动输入轴51和第一行星架11顺时针转动，第一内齿圈13与壳体80连接以实现固定，使第一行星轮12逆时针转动，第一行星轮12连同第一行星架11共同作用，使第一太阳轮14顺时针转动，形成顺时针的增速转动，第一太阳轮14带动发电机60的转子进行顺时针转动，对电池进行充电，此时，车辆没有动力输出到输出轴90，车辆实现驻车发电模式。
55.如图2所示，在锁止组件处于非开启状态的情况下，开启驱动电机70，通过第三太阳轮34进行动力输入以实现驱动电机70的纯电驱动，或者通过输出轴90进行动力输入以实现驱动电机70的动能回收。需要说明的是，锁止组件处于非开启状态，即离合器40和制动器41均处于非工作状态。图2中的线条加粗部分的部件处于工作状态，其他部件处非工作状态。其中，仅在驱动电机70处于工作状态下，将动力传递到第三行星排30，过第三太阳轮34进行动力输入，使第三太阳轮34顺时针(或倒挡时逆时针转动)转动，第三太阳轮34带动第三行星轮32逆时针转动(或倒挡时顺时针转动)转动，由于第三内齿圈33固定，第三行星轮32带动第三行星架31顺时针(或倒挡时逆时针转动)转动，第三行星架31通过输出轴90实现纯电驱动模式。在驱动电机70处于工作状态下，无论发动机50和发电机60是否处于工装状态，均可通过输出轴90进行动力输入以实现驱动电机70的动能回收。
56.如图3所示，在锁止组件处于非开启状态的情况下，开启发动机50、发电机60以及驱动电机70，通过输入轴51以实现发电机60的发电，并通过驱动电机70驱动第三太阳轮34以实现纯电驱动。需要说明的是，锁止组件处于非开启状态，即离合器40和制动器41均处于非工作状态。图3中的线条加粗部分的部件处于工作状态，其他部件处非工作状态。具体地，发动机50工作，带动输入轴51和第一行星架11顺时针转动，第一内齿圈13与壳体80连接固定，使第一行星轮12逆时针转动，第一行星轮12连同第一行星架11共同作用，使第一太阳轮14顺时针转动，形成顺时针的增速转动，第一太阳轮14带动发电机60的转子进行顺时针转动，对电池进行充电，驱动电机70工作，消耗电池电能，将动力传递到第三行星排30，过第三太阳轮34进行动力输入，使第三太阳轮34顺时针(或倒挡时逆时针转动)，第三太阳轮34带动第三行星轮32逆时针转动(或倒挡时顺时针转动)，由于第三内齿圈33固定，第三行星轮32带动第三行星架31顺时针(或倒挡时逆时针转动)，第三行星架31通过输出轴90实现纯电驱动模式，即串联驱动模式。
57.进一步地，在步骤s2中，基于锁止组件的工作状态，开启发动机50、发电机60和驱
动电机70中的至少一个，以实现动能传递，还包括：
58.如图5所示，在第二太阳轮24与输入轴51保持连接状态的情况下，开启发动机50，输入轴51同时驱动第二太阳轮24以及第二行星架21转动，通过第二内齿圈23带动输出轴90转动以实现第一直驱模式。需要说明的是，第二太阳轮24与输入轴51保持连接状态，即离合器40处于闭合状态，第二太阳轮24与输入轴51传动连接。具体地，发动机50工作，带动输入轴51顺时针旋转，由于离合器40工作，输入轴51带动第二行星架21顺时针旋转，同时通过离合器40带动太阳轮顺时针旋转，由于第二行星架21与第二太阳轮24转速相同，此时动力会以同转速传递到第二内齿圈23，第二内齿圈23带动输出轴90将动力进行输出，实现速比为1的发动机50的第一直驱模式。
59.如图6所示，在第二太阳轮24与输入轴51保持连接状态的情况下，开启发动机50以及发电机60，在实现第一直驱模式的同时，输入轴51通过驱动第一行星架11以及第一太阳轮14，以实现发电机60的发电。需要说明的是，第二太阳轮24与输入轴51保持连接状态，即离合器40处于闭合状态，第二太阳轮24与输入轴51传动连接。具体地，在实现第一直驱模式的同时，发电机60开启，第一行星轮12连同第一行星架11共同作用，使第一太阳轮14顺时针转动，形成顺时针的增速转动，第一太阳轮14带动发电机60的转子进行顺时针转动，对电池进行充电，即实现第一直驱模式与发电模式并存。
60.进一步地，在步骤s2中，基于锁止组件的工作状态，开启发动机50、发电机60和驱动电机70中的至少一个，以实现动能传递，还包括：
61.如图7所示，在第二太阳轮24与输入轴51保持连接状态的情况下，开启发动机50以及驱动电机70，输入轴51同时驱动第二太阳轮24以及第二行星架21转动，通过第二内齿圈23带动输出轴90转动，与此同时，驱动电机70通过第三太阳轮34以驱动输出轴90转动，以实现第一并联驱动模式。需要说明的是，第二太阳轮24与输入轴51保持连接状态，即离合器40处于闭合状态，第二太阳轮24与输入轴51传动连接。具体地，发动机50工作，带动输入轴51顺时针旋转，由于离合器40工作，输入轴51带动第二行星架21顺时针旋转，同时通过离合器40带动第二太阳轮24顺时针旋转，由于第二行星架21与第二太阳轮24转速相同，此时动力会以同转速传递到第二内齿圈23，第二内齿圈23带动输出轴90顺时针旋转。在第二内齿圈23带动输出轴90顺时针旋转的同时，驱动电机70将动力传递到第三行星排30，通过第三太阳轮34进行动力输入，使第三太阳轮34顺时针转动，第三太阳轮34带动第三行星轮32逆时针转动(或倒挡时顺时针转动)，由于第三内齿圈33固定，第三行星轮32带动第三行星架31顺时针转动，第三行星架31带动输出轴90顺时针旋转，进而实现第一并联驱动模式。
62.进一步地，在步骤s2中，基于锁止组件的工作状态，开启发动机50、发电机60和驱动电机70中的至少一个，以实现动能传递，包括：
63.如图8所示，在第二太阳轮24保持静止状态的情况下，开启发动机50，输入轴51驱动第二行星架21转动，通过第二内齿圈23带动输出轴90转动以实现第二直驱模式。需要说明的是，第二太阳轮24保持静止状态，即制动器41处于工作状态，制动器41对第二太阳轮24进行锁止。具体地，发动机50工作，带动输入轴51顺时针旋转，由于制动器41工作，第二太阳轮24被固定，不发生转动，离合器40不工作，发动机50的动力只传递到第二行星架21，进行顺时针转动，此时，以固定的第二太阳轮24作为支撑，第二内齿圈23顺时针转动，第二内齿圈23带动输出轴90进行顺时针转动，动力被输出，实现速比大于1的发动机50的第二直驱模
式。
64.如图9所示，在第二太阳轮24保持静止状态的情况下，开启发动机50以及发电机60，在实现第二直驱模式的同时，输入轴51通过驱动第一行星架11以及第一太阳轮14，以实现发电机60的发电。需要说明的是，第二太阳轮24保持静止状态，即制动器41处于工作状态，制动器41对第二太阳轮24进行锁止。具体地，在实现第二直驱模式的同时，发电机60开启，第一行星轮12连同第一行星架11共同作用，使第一太阳轮14顺时针转动，形成顺时针的增速转动，第一太阳轮14带动发电机60的转子进行顺时针转动，对电池进行充电，即实现第二直驱模式与发电模式并存。
65.进一步地，在步骤s2中，基于锁止组件的工作状态，开启发动机50、发电机60和驱动电机70中的至少一个，以实现动能传递，包括：
66.如图10所示，在第二太阳轮24保持静止状态的情况下，开启发动机50以及驱动电机70，输入轴51驱动第二行星架21转动，通过第二内齿圈23带动输出轴90转动，与此同时，驱动电机70通过第三太阳轮34以驱动输出轴90转动，以实现第二并联驱动模式。需要说明的是，第二太阳轮24保持静止状态，即制动器41处于工作状态，制动器41对第二太阳轮24进行锁止。具体地，发动机50工作，带动输入轴51顺时针旋转，由于制动器41工作，第二太阳轮24被固定，不发生转动，离合器40不工作，发动机50动力只传递到第二行星架21，进行顺时针转动，此时，以固定的第二太阳轮24作为支撑，第二内齿圈23顺时针转动，第二内齿圈23带动输出轴90进行顺时针旋转。在第二内齿圈23带动输出轴90进行顺时针旋转的同时，驱动电机70将动力传递到第三行星排30，过第三太阳轮34进行动力输入，使第三太阳轮34顺时针转动，第三太阳轮34带动第三行星轮32逆时针转动(或倒挡时顺时针转动)，由于第三内齿圈33固定，第三行星轮32带动第三行星架31顺时针转动，第三行星架31带动输出轴90顺时针旋转，进而实现第二并联驱动模式。
67.实施例3
68.根据本技术的另一具体实施例，提供了一种车辆，包括混合动力传动装置，混合动力传动装置为上述实施例中的混合动力传动装置。
69.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
70.除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
71.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部
分，可以参见其他实施例的相关描述。
72.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。