本發(fā)明涉及混合動力汽車的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)及具有該驅(qū)動系統(tǒng)的混合動力車輛。
背景技術(shù)：
隨著車輛技術(shù)的發(fā)展，人們對車輛的性能提出了越來越多的要求，混合動力汽車因其不僅具有良好的動力性、操縱性、舒適性和安全性，而且還能夠降低油耗及排放，越來越受到人們的歡迎。
混合動力汽車是指由兩個或多個能夠同時運轉(zhuǎn)的驅(qū)動單元提供動力的車輛，它依據(jù)車輛實際行駛狀態(tài)選擇不同驅(qū)動單元獨立或聯(lián)合地提供動力。按照動力傳輸路線分類，混合動力汽車可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種類型，其中混聯(lián)式混合動力汽車在油耗和排放方面具有較佳表現(xiàn)?；旌蟿恿ζ嚢凑談恿υ摧敵龅膭恿︸詈戏绞降牟煌挚梢苑譃檗D(zhuǎn)矩耦合式、轉(zhuǎn)速耦合式、牽引力耦合式及混合耦合式，混合耦合式由于兼有轉(zhuǎn)矩耦合式及轉(zhuǎn)速耦合式的優(yōu)點而在燃油經(jīng)濟性，動力性及工作模式切換平順性等方面具有很大優(yōu)勢。在現(xiàn)有技術(shù)中，混聯(lián)式混合動力汽車一般需要通過行星齒輪或差減速器來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速耦合，通過齒輪、磁場或鏈帶來實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩耦合。當(dāng)混聯(lián)式混合動力耦合機構(gòu)采用行星齒輪系方案時，需要設(shè)置至少兩個電機，并通過多個單離合器才能實現(xiàn)多動力源之間的耦合。
在公開號為CN103786564A號的專利中公開了一種混合動力驅(qū)動裝置，該裝置包括發(fā)動機、雙電機、雙排行星齒輪機構(gòu)、離合器及制動器，其前排太陽輪上設(shè)有制動器，前排行星架與發(fā)動機動力輸出端連接，前行星架還通過第一離合器與第一電機主軸相連，第一電機主軸與前排齒圈連接，前排齒 圈通過第二離合器與后行星架連接，后太陽輪與第二電機主軸連接，通過后齒圈與驅(qū)動裝置動力驅(qū)動軸連接，從而驅(qū)動車輛行駛。該發(fā)明通過設(shè)計雙排行星齒輪機構(gòu)及雙電機，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩耦合解決了平行軸式齒輪傳動機構(gòu)第一、二電機不能同時工作在高效區(qū)的問題，解決了單行星排機構(gòu)在車輛高速行駛模式下，發(fā)電機工作效率低下的問題。但雙電機混連式混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多，軸向尺寸長，加大了制造及布置的難度，使得成本提高。
在公開號為CN 102678871A的專利中公開了一種電動車的三離合變速器裝置及電動車輛，采用三離合器分別與一檔齒輪、二檔齒輪及三檔齒輪連接，檔位控制器自動控制輸入軸通過不同離合器接入不同檔位，能兼顧最高車速及最大爬坡度，能實現(xiàn)動力換擋，具有換擋時間短，換擋品質(zhì)好，結(jié)構(gòu)緊湊等有優(yōu)點，但該發(fā)明只有一個動力輸入接口無法實現(xiàn)不同動力源的動力耦合，只能應(yīng)用于純電動車輛或傳統(tǒng)車輛。
在現(xiàn)有的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中，采用單電機結(jié)構(gòu)雖然零部件簡單，但是無法兼有轉(zhuǎn)速耦合及轉(zhuǎn)矩耦合功能；而采用多電機結(jié)構(gòu)，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)多種工作模式的轉(zhuǎn)換，但是混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的布置及控制將變得復(fù)雜，此外多電機混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中大多通過控制多個單離合器及制動器的分離或結(jié)合來實現(xiàn)不同的工作模式，多個單離合器將使液壓管路變得復(fù)雜并且不能通過交叉工作來實現(xiàn)動力不中斷的切換，響應(yīng)速度較慢，模式切換平順性較差,影響工作模式切換品質(zhì)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)及混合動力車輛，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，采用單個電機并搭配三離合器即能夠使車輛在多種工作模式之間進行切換，且在工作模式切換時，響應(yīng)速度快，工作模式切換具有較好的平順性。
本發(fā)明提供一種車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括發(fā)動機、電機、蓄電池、離合系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、前排行星齒輪機構(gòu)、后排行星齒輪機構(gòu)及驅(qū)動軸，所述前排行星齒輪機構(gòu)包括前排太陽輪、前排行星輪、前排齒圈及前排行星架，所述后排行星齒輪機構(gòu)包括后排太陽輪、后排行星輪、后排齒圈及后排行星架，所述前排行星架與所述后排太陽輪固定相連，所述發(fā)動機的輸出軸與所述后排行星架固定相連，，所述后排行星齒輪機構(gòu)與所述驅(qū)動軸之間設(shè)有差減速器，所述后排齒圈通過所述差減速器與所述驅(qū)動軸相連，所述驅(qū)動軸將動力傳遞至車輪，所述蓄電池與所述電機相連，所述離合系統(tǒng)包括第一離合器、第二離合器及第三離合器，所述電機通過所述第一離合器與所述前排齒圈相連，所述電機通過所述第二離合器與所述前排太陽輪相連，所述電機通過所述第三離合器與所述發(fā)動機的輸出軸相連，所述制動系統(tǒng)對所述前排行星齒輪機構(gòu)及所述后排行星齒輪機構(gòu)中的部件進行制動。
進一步地，所述制動系統(tǒng)包括第一制動器、第二制動器及第三制動器，所述第一制動器與所述前排太陽輪相連并用于鎖止所述前排太陽輪，所述第二制動器與所述前排齒圈相連并用于鎖止所述前排齒圈，所述第三制動器與所述后排行星架相連并用于鎖止所述后排行星架。
進一步地，所述發(fā)動機、所述電機、所述第一離合器、所述第二離合器、所述第三離合器、所述前排行星齒輪機構(gòu)及所述后排行星齒輪機構(gòu)同軸設(shè)置。
進一步地，所述車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)還包括車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)總控制器、離合控制器及制動控制器，所述總控制器控制所述發(fā)動機及所述電機的啟動與停止，所述離合控制器和所述制動控制器分別控制所述離合系統(tǒng)及所述制動系統(tǒng)的結(jié)合與分離。
進一步地，所述車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)具有純電動模式，在所述純電動模式下，僅通過所述電機驅(qū)動車輛行駛，車輛具有第一工作狀態(tài)及第二工作狀態(tài)兩種工作狀態(tài)；在處于所述第一工作狀態(tài)時，所述第二離合器與所述前排太陽輪結(jié)合，所述第二制動器將所述前排齒圈鎖止，所述第三制動器將所 述后排行星架鎖止；在處于所述第二工作狀態(tài)時，所述第一離合器與所述前排齒圈結(jié)合，所述第一制動器將前排太陽輪鎖止，所述第三制動器將后排行星架鎖止。
進一步地，所述車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)具有發(fā)動機驅(qū)動模式，在所述發(fā)動機驅(qū)動模式下，所述三離合器均分離，所述發(fā)動機啟動而所述電機停止，所述第一制動器將前排太陽輪鎖止，所述第二制動器將前排齒圈鎖止。
進一步地，所述車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)具有力矩耦合混合驅(qū)動模式，在所述力矩耦合混合驅(qū)動模式下，所述第三離合器與所述發(fā)動機結(jié)合，所述發(fā)動機與所述電機均啟動，所述第一制動器將所述前排太陽輪鎖止，所述第二制動器將前排齒圈鎖止。
進一步地，所述車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)具有無級變速混合驅(qū)動模式，在所述無級變速混合驅(qū)動模式下，所述發(fā)動機與所述電機都啟動，車輛具有第三工作狀態(tài)及第四工作狀態(tài)兩種工作狀態(tài)；在處于所述第三工作狀態(tài)時，所述第一離合器與所述前排齒圈結(jié)合，所述第一制動器將所述前排太陽輪鎖止；在處于所述第四工作狀態(tài)時，所述第二離合器與所述前排太陽輪結(jié)合，所述第二制動器將前排齒圈鎖止。
進一步地，所述車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)具有力矩耦合混合驅(qū)動充電模式，在所述力矩耦合混合驅(qū)動充電模式下，所述第三離合器與所述發(fā)動機結(jié)合，所述第一制動器將所述前排太陽輪鎖止，所述第二制動器將所述前排齒圈鎖止，所述電機工作于發(fā)電機狀態(tài)并且可以把所述發(fā)動機驅(qū)動車輛行駛多余的動能轉(zhuǎn)化為電能并儲存在所述蓄電池中。
本發(fā)明還提供了一種混合動力車輛，所述混合動力車輛包括本發(fā)明所提供的任意一項車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。
綜上所述，本發(fā)明提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)通過合理布設(shè)動力耦合系統(tǒng)，通過三離合器及雙排行星齒輪機構(gòu)，巧妙的把發(fā)動機及電機的動力耦合在一起，使用單個電機并通過控制三離合器和制動器的動作，即可實現(xiàn)混合動力 驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的耦合，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，實現(xiàn)多種工作模式，且布置簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，提供車輛燃油的經(jīng)濟性，降低排放，同時能夠?qū)崿F(xiàn)工作模式切換的平順性及響應(yīng)最優(yōu)，避免了使用雙電機而導(dǎo)致布置復(fù)雜、成本高的問題，同時采用三離合器實現(xiàn)不同工作模式的動力切換，兼有雙離合器的特點并且能很好的彌補雙離合器接口的不足。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對本發(fā)明進行詳細說明如下。
圖1為本發(fā)明提供的車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本發(fā)明提供的車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)與車輪相連，該驅(qū)動系統(tǒng)包括發(fā)動機10、電機20、蓄電池30、離合系統(tǒng)40、制動系統(tǒng)50、前排行星齒輪機構(gòu)60、后排行星齒輪機構(gòu)70及驅(qū)動軸80。
前排行星齒輪機構(gòu)60包括前排太陽輪61、前排行星輪62、前排齒圈63及前排行星架64，后排行星齒輪機構(gòu)70包括后排太陽輪71、后排行星輪72、后排齒圈73及后排行星架74。前排行星架64與后排太陽輪71固定相連，發(fā)動機10的輸出軸與后排行星架74固定相連，。后排行星齒輪機構(gòu)70與驅(qū)動軸80之間設(shè)有差減速器81，后排齒圈73通過減速齒輪組(圖未標(biāo))與差減速器81相連，差減速器81與驅(qū)動軸80相連，驅(qū)動軸80將動力傳遞至車輪90。
離合系統(tǒng)40包括第一離合器41、第二離合器42及第三離合器43，電機20通過第一離合器41與前排齒圈63相連，電機20通過第二離合器42與前排太陽輪61相連，電機20通過第三離合器43與發(fā)動機10的輸出軸相連。制動系統(tǒng)50對前排行星齒輪機構(gòu)60及后排行星齒輪機構(gòu)70中的部件進行制動，以改變各個部件的相對運動關(guān)系。本發(fā)明通過離合系統(tǒng)40控制電機20與前排齒圈63、前排太陽輪61及發(fā)動機10的結(jié)合或分離，以及通過制動系統(tǒng)50對前排行星齒輪機構(gòu)60及后排行星齒輪機構(gòu)70中部件的制動，使用單個電機20即可完成混合動力驅(qū)動系統(tǒng)在多個工作模式之間進行切換。
具體地，發(fā)動機10、電機20、離合系統(tǒng)40，前排行星齒輪機構(gòu)60、后排行星齒輪機構(gòu)70同軸設(shè)置，可以方便發(fā)動機10與電機20的動力傳輸及耦合。制動系統(tǒng)50包括第一制動器51、第二制動器52及第三制動器53，第一制動器51與前排太陽輪61相連，用以鎖止前排太陽輪61；第二制動器52與前排齒圈63相連，用以鎖止前排齒圈63；第三制動器53與后排行星架74相連，用以鎖止后排行星架74。
為了便于對本發(fā)明提供的車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)進行控制，本發(fā)明提供的車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)還包括混合動力驅(qū)動系統(tǒng)總控制器(圖未示)、離合控制器(圖未示)及制動控制器(圖未示)，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)總控制器能夠控制發(fā)動機10、電機20的啟動與停止，離合控制器、制動控制器能夠分別控制離合系統(tǒng)40及制動系統(tǒng)50的啟動與關(guān)閉。
在本實施例中，發(fā)動機10可以為汽油或柴油發(fā)動機，電機20可以為外繞組內(nèi)永磁體的永磁同步電機，離合器41、42、43可以為空心軸式多片離合器，制動器51、52、53可以為鉗盤式制動器、液壓摩擦片式制動器或電磁制動器，前、后排行星齒輪機構(gòu)60、70可以為高強度、低噪音、適當(dāng)修形的齒輪，差減速器81可以為敞開式差速減速器，蓄電池30可以為高功率密度、高質(zhì)量比、充電效率高、長壽命的鋰離子電池，驅(qū)動軸80可以為高效率、低振動的等速驅(qū)動軸，車輪90可以為低滾阻、低風(fēng)燥、操穩(wěn)性好的高性能輪胎。
本發(fā)明提供的車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)可以使動力驅(qū)動系統(tǒng)具有純電動模式、發(fā)動機驅(qū)動模式、力矩耦合混合驅(qū)動模式、無級變速混合驅(qū)動模式、制動能量回收模式、發(fā)動機啟動模式、力矩耦合混合驅(qū)動充電模式及駐車充電模式等多種工作模式，以下對本發(fā)明提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)在各個工作模式中的工作方式進行描述。
純電動模式：當(dāng)車輛以較低車速行駛或車輛啟動、低速巡航等使發(fā)動機10工作于中低負(fù)荷時，為了避免發(fā)動機10工作在低效率區(qū)，此時可以選擇純電動模式，僅通過電機20驅(qū)動車輛行駛，在此模式下，車輛具有第一工作狀態(tài)及第二工作狀態(tài)兩種工作狀態(tài)。
當(dāng)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)處于第一工作狀態(tài)時，第二離合器42與前排太陽輪61結(jié)合，將電機20的動力傳遞至前排太陽輪61，第二制動器52與前排齒圈63結(jié)合，并將前排齒圈63鎖止，第三制動器53與后排行星架74結(jié)合，并將后排行星架74鎖止。此時，車輛的動力由電機20通過前排太陽輪61、前排行星輪62及前排行星架64將動力傳遞至后排太陽輪71，后排太陽輪71通過后排行星輪72將動力傳遞至后排齒圈73，后排齒圈73通過差減速器81將差減速后的動力傳遞至驅(qū)動軸80，以驅(qū)動車輛行駛。
假設(shè)在本發(fā)明中，前排行星齒輪機構(gòu)60的特征參數(shù)為K1(即前排齒圈63的齒數(shù)與前排太陽輪61的齒數(shù)比為K1)，根據(jù)行星排的運動特性有公式：
nS1+K1nR1-(1+K1)nP1＝0，，
其中：nS1為前排太陽輪61的轉(zhuǎn)速，nR1為前排齒圈63的轉(zhuǎn)速，nP1為前排行星架64的轉(zhuǎn)速。
同理，假設(shè)后排行星齒輪機構(gòu)70的特征參數(shù)為K2(即后排齒圈73的齒數(shù)與后排太陽輪71的齒數(shù)比為K2)，根據(jù)行星排的運動特性有公式：
nS2+K2nR2-(1+K2)nP2＝0
其中：nS2為后排太陽輪71的轉(zhuǎn)速，nR2為后排齒圈73的轉(zhuǎn)速，nP2為后排行星架74的轉(zhuǎn)速。
在第一工作狀態(tài)中，由于前排齒圈63及后排行星架74的轉(zhuǎn)速為零，且前排行星架64與后排太陽輪71的轉(zhuǎn)速相同，故在第一工作狀態(tài)下，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的傳動比為：(1+K1)K2。
當(dāng)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)處于第二工作狀態(tài)時，第一離合器41與前排齒圈63結(jié)合，將電機20的動力傳遞至前排齒圈63，第一制動器51與前排太陽輪61結(jié)合，并將前排太陽輪61鎖止，第三制動器53與后排行星架74結(jié)合，并將后排行星架74鎖止，此時，驅(qū)動系統(tǒng)的動力由電機20通過前排齒圈63、前排行星輪62及前排行星架64傳遞至后排太陽輪71，后排太陽輪71通過后排行星輪72將動力傳遞至后排齒圈73，后排齒圈73通過差減速器81將差減速后的動力傳遞至驅(qū)動軸80，以驅(qū)動車輛行駛。此時，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的傳動比為
由上述可知，通過控制離合系統(tǒng)40及制動系統(tǒng)50的動作，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)能夠在純電動模式下具有不同的傳動比或檔位，可以避免單純依靠調(diào)節(jié)電機20的工作轉(zhuǎn)速來調(diào)整車輛的功率，這就兼顧了車輛的最高車速和最大爬坡度，減小了對電機20容量的要求。
發(fā)動機驅(qū)動模式：當(dāng)發(fā)動機10在高效區(qū)工作時，發(fā)動機10單獨驅(qū)動車輛行駛，此時混合動力驅(qū)動系統(tǒng)可以選擇發(fā)動機驅(qū)動模式，在此模式下，三離合器41、42、43均分離，發(fā)動機10啟動而電機20停止，第一制動器51與前排太陽輪61結(jié)合，并將前排太陽輪61鎖止，第二制動器52與前排齒圈63結(jié)合，并將前排齒圈63鎖止，發(fā)動機10將動力通過后排行星架74及后排行星輪72傳遞至后排齒圈73，后排齒圈73通過差減速器81將差減速后的動力傳遞至驅(qū)動軸80，此時系統(tǒng)傳動比為
力矩耦合混合驅(qū)動模式：當(dāng)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)處于力矩耦合混合驅(qū)動模式時，發(fā)動機10沿最優(yōu)工作曲線工作，不足的動力可由電機20來提供，此時第三離合器43與發(fā)動機10結(jié)合，發(fā)動機10與電機20均啟動，第一制動 器51與前排太陽輪61結(jié)合，并將前排太陽輪61鎖止，第二制動器52與前排齒圈63結(jié)合，并將前排齒圈63鎖止。此時，電機20與發(fā)動機10的動力通過第三離合器43耦合之后經(jīng)過后排行星架74及后排行星輪72傳遞至后排齒圈73，后排齒圈73通過差減速器81將差減速后的動力傳遞至驅(qū)動軸80，此時，電機20相當(dāng)于ISG(Integrated Starter and Generator，起動發(fā)電一體機)，在此模式下系統(tǒng)傳動比為差減速器81輸入端的轉(zhuǎn)矩為(其中：Te為發(fā)動機10的轉(zhuǎn)矩，Tm為電機20的轉(zhuǎn)矩，Td為差減速器81輸入端的轉(zhuǎn)矩)。
無級變速混合驅(qū)動模式：當(dāng)車輛的車速變化較大時，此時混合動力驅(qū)動系統(tǒng)可以選擇無級變速混合驅(qū)動模式，發(fā)動機10與電機20都啟動，通過調(diào)節(jié)電機20跟隨車速以穩(wěn)定發(fā)動機10轉(zhuǎn)速。在無級變速混合驅(qū)動模式下，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)具有第三工作狀態(tài)及第四工作狀態(tài)兩種工作狀態(tài)。
當(dāng)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)處于第三工作狀態(tài)時，第一離合器41與前排齒圈63結(jié)合，將電機20的動力傳遞至前排齒圈63，第一制動器51與前排太陽輪61結(jié)合，并將前排太陽輪61鎖止，電機20的動力依次通過前排齒圈63、前排行星輪62、前排行星架64傳遞至后排太陽輪71，發(fā)動機10的動力通過后排行星架74傳遞至后排行星輪72，后排行星齒輪機構(gòu)70通過后排太陽輪71及后排行星輪72將電機20與發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速耦合后傳遞至后排齒圈73，后排齒圈73通過差減速器81將差減速后的動力傳遞至驅(qū)動軸80，在此種狀態(tài)下轉(zhuǎn)速關(guān)系有(其中no為耦合后的轉(zhuǎn)速，nm為電機20的轉(zhuǎn)速，ne為發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速)。
當(dāng)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)處于第四工作狀態(tài)時，第二離合器42與前排太陽輪61結(jié)合，將電機20的動力傳遞至前排太陽輪61，第二制動器52與前排齒圈63結(jié)合，并將前排齒圈63鎖止，此時電機20的動力通過前排太陽輪61、前 排行星輪62、前排行星架64傳遞至后排太陽輪71，發(fā)動機10的動力通過后排行星架74傳遞至后排行星輪72，后排行星齒輪機構(gòu)70通過后排太陽輪71及后排行星輪72將電機20與發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速耦合后傳遞至后排齒圈73，后排齒圈73通過差減速器81將差減速后的動力傳遞至驅(qū)動軸80，在此種狀態(tài)下轉(zhuǎn)速關(guān)系有(其中no為耦合后的轉(zhuǎn)速，nm為電機20的轉(zhuǎn)速，ne為發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速)。
由于在第三工作狀態(tài)及第四工作狀態(tài)時，經(jīng)過混合動力驅(qū)動系統(tǒng)耦合后，驅(qū)動軸80具有兩種不同的轉(zhuǎn)速，因此可以縮小電機20轉(zhuǎn)速的變化幅度，降低對電機20的要求。
制動能量回收模式：當(dāng)車輛減速制動或下坡時，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)可以選擇制動能量回收模式，此時發(fā)動機10斷油關(guān)閉，電機20工作于電動機狀態(tài)，可將車輛的動能轉(zhuǎn)化為電能并存儲于蓄電池30中。此時離合器及制動器的動作同純電動模式，但其能量傳遞路徑與純電動模式相反。在此模式下，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)可以實現(xiàn)兩種制動能量的回收路徑，從差減速器81到電動機的傳動比為：或
發(fā)動機啟動模式：當(dāng)車輛啟動時，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)可以選擇發(fā)動機啟動模式，此時第三離合器43與發(fā)動機10結(jié)合，使電機20能夠驅(qū)動發(fā)動機10，實現(xiàn)發(fā)動機10的啟動。因此，具有該混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的車輛可以由電機20作為啟動電機以啟動發(fā)動機10，可以省去啟動電機，簡化驅(qū)動系統(tǒng)。
力矩耦合混合驅(qū)動充電模式：當(dāng)車輛工作于較低負(fù)荷且蓄電池30的SOC(State of Charge，荷電狀態(tài))較低時，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)可以選擇力矩耦合混合驅(qū)動充電模式，此時發(fā)動機10工作于最佳燃油經(jīng)濟曲線上，第三離合器43與發(fā)動機10結(jié)合，第一制動器51與前排太陽輪61結(jié)合，并將前排太陽輪61鎖止，第二制動器52與前排齒圈63結(jié)合，并將前排齒圈63鎖止，電機20工作于發(fā)電機狀態(tài)，可以把發(fā)動機10驅(qū)動車輛行駛多余的動能轉(zhuǎn)化為 電能并儲存在蓄電池30中。
駐車充電模式：當(dāng)車輛駐車且蓄電池30的電量過低時，為了保證蓄電池30的SOC處于一定的范圍，防止電池電量過低，延長蓄電池30的壽命，需要發(fā)動機10帶動電機20對蓄電池30充電，可以使用駐車充電模式，此時第三離合器43與發(fā)動機10結(jié)合，各個制動器均分離，發(fā)動機10工作于最佳燃油經(jīng)濟點并帶動電機20發(fā)電，并把電能儲存在蓄電池30中。
通過混合動力驅(qū)動系統(tǒng)進行工作模式之間的切換時，由混合動力驅(qū)動系統(tǒng)總控制器接受車輛的狀態(tài)信號，并通過智能分析進行決策，從而確定切換的模式。當(dāng)兩種工作模式之間的切換不涉及動力源之間的切換，即切換前的工作模式及切換后的工作模式都是由發(fā)動機10、電機20或二者共同提供動力時，只需通過離合控制器及制動控制器控制相應(yīng)的離合器及制動器進行切換即可；當(dāng)兩種工作模式之間的切換涉及動力源之間的切換，即切換前的工作模式與切換后的工作模式相比，動力源發(fā)生改變時，此時需要在切換離合器及制動器的同時，啟動切換后的動力源。如此，即可以在切換完成時使切換后的動力源達到一定的轉(zhuǎn)矩，可以防止在切換工作模式時，由于動力源的響應(yīng)時間不足，而造成對傳動部件的沖擊，從而實現(xiàn)了工作模式之間切換的平順性及響應(yīng)最優(yōu)。
以混合動力驅(qū)動系統(tǒng)將車輛的工作模式從純電動模式的第一工作狀態(tài)切換至無級變速混合驅(qū)動模式的第三工作狀態(tài)為例。當(dāng)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的工作模式為純電動模式的第一工作狀態(tài)時，在切換前，第二離合器42與前排太陽輪61結(jié)合，第二制動器52將前排齒圈63鎖止，第三制動器53將后排行星架74鎖止，車輛的動力由電機20通過前排太陽輪61輸入，帶動前排行星輪62轉(zhuǎn)動，前排行星輪62通過前排行星架64將動力傳遞至后排太陽輪71，后排太陽輪71通過后排行星輪72將動力傳遞至后排齒圈73，后排齒圈73通過差減速器81將差減速后的動力傳遞至驅(qū)動軸80?；旌蟿恿︱?qū)動系統(tǒng)總控制器接受蓄電池30的SOC信號、車速信號及油門踏板信號，通過智能決 策，發(fā)出由純電動模式的第一工作狀態(tài)切換至無級變速混合驅(qū)動模式的第三工作狀態(tài)的切換指令，此時總控制器通過離合控制器將第一離合器41與前排齒圈63結(jié)合，第二離合器42與前排太陽輪61分離，制動控制器在同一時間控制第一制動器51將前排太陽輪61鎖止，第二制動器52與前排齒圈63分離，使前排齒圈63脫離鎖止?fàn)顟B(tài)，第三制動器53與后排行星架74分離，使后排行星架74脫離鎖止?fàn)顟B(tài)，在開始切換的同時，總控制器立即啟動發(fā)動機10，這樣就可以使發(fā)動機10在切換完成時具有一定的轉(zhuǎn)矩，可以防止由于工作模式切換時發(fā)動機10響應(yīng)時間的不足，而造成對其他車輛零部件的沖擊，從而實現(xiàn)了工作模式切換的平順性及響應(yīng)最優(yōu)。
綜上所述，本發(fā)明提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)通過合理布設(shè)動力耦合系統(tǒng)，通過三離合器及雙排行星齒輪機構(gòu)，巧妙的把發(fā)動機及電機的動力耦合在一起，使用單個電機并通過控制三離合器和三個制動器的動作，即可實現(xiàn)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的耦合，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，實現(xiàn)多種工作模式，且布置簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，提供車輛燃油的經(jīng)濟性，降低排放，同時能夠?qū)崿F(xiàn)工作模式切換的平順性及響應(yīng)最優(yōu)，避免了使用雙電機而導(dǎo)致布置復(fù)雜、成本高的問題，同時采用三離合器實現(xiàn)不同工作模式的動力切換，兼有雙離合器的特點并且能很好的彌補雙離合器接口的不足。
本發(fā)明還提供一種混合動力車輛，包括如上所述的車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，關(guān)于該混合動力車輛的其他結(jié)構(gòu)可以參見現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。