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CN120517162A - 用于混合动力车辆的传动系统及其执行方法 - Google Patents

用于混合动力车辆的传动系统及其执行方法

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Publication number
CN120517162A
CN120517162A CN202410187256.1A CN202410187256A CN120517162A CN 120517162 A CN120517162 A CN 120517162A CN 202410187256 A CN202410187256 A CN 202410187256A CN 120517162 A CN120517162 A CN 120517162A
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CN
China
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internal combustion
combustion engine
gear
rotation speed
output shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202410187256.1A
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English (en)
Inventor
戚超乾
袁锛锛
王翔
吉裕兰
徐志力
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to CN202410187256.1A priority Critical patent/CN120517162A/zh
Publication of CN120517162A publication Critical patent/CN120517162A/zh
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Abstract

本发明涉及用于混合动力车辆的传动系统及其执行方法。所述传动系统包括：内燃机动力系统、变速箱、P3电机和差速器。所述变速箱通过内燃机输入轴传动连接于所述内燃机动力系统。所述变速箱包括多个不同传动比的齿轮系，每个齿轮系通过对应的可切换单向离合器与内燃机输出轴可单向传动地连接或断开；其中，所述可切换单向离合器具有断开状态和连接状态；在所述连接状态下，所述可切换单向离合器能够单向传递扭矩。所述变速箱与P3电机分别通过内燃机输出轴和电机输出轴并联于所述差速器。通过采用本发明的传动系统，可实现调速范围广，易于控制发动机和电机转速，并且切换至目标档位所需时间短，且成功率高。

Description

用于混合动力车辆的传动系统及其执行方法
技术领域
本发明涉及车辆传动技术领域。具体地，本发明涉及一种用于混合动力车辆的传动系统及其执行方法。
背景技术
目前，在混合动力汽车中，内燃机与电机在并联模式下工作时，内燃机需要通过变速箱直接向车轮输出扭矩。为了实现内燃机更大的工作转速范围，变速箱需要设置有多个齿轮组传动比。目前的混合动力汽车的传动系统中，在内燃机和变速箱之间设置有多片式离合器或爪形离合器，用于连接/断开变速箱和内燃机。变速箱还设置有同步器用于在多个齿轮组之间切换档位。
如果采用多片式离合器，则需要液压系统控制，这使得变速箱的结构更加复杂，成本更高。如果采用爪形离合器，在接合离合器时需要进行调速，以减小接合离合器时产生的噪音和冲击。这种调速增加了传动系统的响应时间，并增加了电机和内燃机对车辆速度控制的难度。
此外，在档位切换过程中，爪形离合器的齿部可能出现齿顶齿的情况，导致结合失败，需要重复换挡过程来再次换档，这增加了传动系统的换档持续时间，因此导致控制逻辑更加复杂。
如果使用顺序换档系统(如换档鼓)驱动三档变速箱的换档拨叉和同步器，则不可能直接从第一档位跳到第三档位。而需要先由第一档调速并切换至第二挡位，然后再从第二档位调速并切换至第三挡位，换档时间较长。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供了一种用于混合动力车辆的传动系统及其执行方法。
根据本发明的实施例，提供了一种用于混合动力车辆的传动系统，包括：内燃机动力系统、变速箱、P3电机和差速器。所述变速箱通过内燃机输入轴传动连接于所述内燃机动力系统。所述变速箱包括多个不同传动比的齿轮系，每个齿轮系通过对应的可切换单向离合器与内燃机输出轴可单向传动地连接或断开；其中，所述可切换单向离合器具有断开状态和连接状态；在所述连接状态下，所述可切换单向离合器能够单向传递扭矩。所述变速箱与P3电机分别通过内燃机输出轴和电机输出轴并联于所述差速器。
根据本发明的一些可选的实施例，所述齿轮系包括连接于所述内燃机输入轴的主动齿轮和用于输出扭矩的从动齿轮，所述从动齿轮与所述内燃机输出轴之间通过所述可切换单向离合器可单向传动地连接或断开。在所述断开状态下，所述从动齿轮与所述内燃机输出轴之间不传递扭矩；在所述连接状态下，当所述从动齿轮转速低于所述内燃机输出轴转速时，所述从动齿轮与所述内燃机输出轴之间不传递扭矩，当所述从动齿轮转速不低于所述内燃机输出轴原转速时，所述从动齿轮通过所述可切换单向离合器向所述内燃机输出轴传递扭矩，并使所述内燃机输出轴与所述从动齿轮达到同步旋转。
根据本发明的一些可选的实施例，所述变速箱包括三个不同传动比的齿轮系：第一档位齿轮系、第一档位齿轮系和第三档位齿轮系，所述三个不同传动比的齿轮系的传动比依次增大。
根据本发明的一些可选的实施例，内燃机动力系统包括内燃机和P1电机，所述P1电机动力耦合于所述内燃机。
根据本发明的实施例，提供了一种传动系统的执行方法，所述传动系统为根据上述实施例中任一项所述的用于混合动力车辆的传动系统，所述执行方法用于所述传动系统的档位切换；所述执行方法包括：
内燃机动力系统停止输出功率并降低内燃机输入轴转速至齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴的转速；
各可切换单向离合器保持或切换至断开状态；
对应于目标档位齿轮系对应的可切换单向离合器由断开状态切换至连接状态；
内燃机动力系统输出功率并提高内燃机输入轴转速至齿轮系的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴的原转速，所述齿轮系通过所述可切换单向离合器向所述内燃机输出轴传递扭矩，并使所述内燃机输出轴与所述从动齿轮达到同步旋转；以及
通过差速器输出扭矩。
根据本发明的一些可选的实施例，所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由内燃机动力系统与P3电机的串联模式切换至并联模式，所述执行方法包括：
内燃机动力系统停止输出功率并降低内燃机输入轴转速至齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴的转速；
对应于目标档位齿轮系的可切换单向离合器切换至连接状态；
内燃机动力系统输出功率并提高内燃机输入轴转速至齿轮系的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴的原转速，所述齿轮系通过所述可切换单向离合器向所述内燃机输出轴传递扭矩，并使所述内燃机输出轴与所述从动齿轮达到同步旋转；以及
通过差速器输出扭矩。
根据本发明的一些可选的实施例，所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由传动比较低档位切换至传动比较高档位，所述执行方法包括：
内燃机动力系统停止输出功率并降低内燃机输入轴转速至传动比较低档位的齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴的转速；
所述传动比较低档位的齿轮系对应的可切换单向离合器由连接状态切换至断开状态；
传动比较高档位的齿轮系对应的可切换单向离合器由断开状态切换至连接状态；
内燃机动力系统输出功率并提高内燃机输入轴转速至传动比较高档位的齿轮系的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴的原转速，所述传动比较高档位的齿轮系通过所述可切换单向离合器向所述内燃机输出轴传递扭矩，并使所述内燃机输出轴与所述从动齿轮达到同步旋转；以及
通过差速器输出扭矩。
根据本发明的一些可选的实施例，所述变速箱包括三个不同传动比的齿轮系：第一档位齿轮系、第一档位齿轮系和第三档位齿轮系，所述三个不同传动比的齿轮系的传动比依次增大；
所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由第一档位切换至第三档位，所述执行方法包括：
内燃机动力系统停止输出功率并降低内燃机输入轴转速至所述第一档位齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴的转速；
所述第一档位齿轮系对应的第一可切换单向离合器由连接状态切换至断开状态；
所述第二档位齿轮系对应的第二可切换单向离合器由断开状态切换至连接状态；
所述第二档位齿轮系对应的第二可切换单向离合器由连接状态切换至断开状态；
所述第三档位齿轮系对应的第三可切换单向离合器由断开状态切换至连接状态；
内燃机动力系统输出功率并提高内燃机输入轴转速至所述第三档位齿轮系的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴的原转速，所述第三档位齿轮系通过第三可切换单向离合器向所述内燃机输出轴传递扭矩，并使所述内燃机输出轴与所述第三档位齿轮系的从动齿轮达到同步旋转；以及
通过差速器输出扭矩。
根据本发明的一些可选的实施例，所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由传动比较高档位切换至传动比较低档位，所述执行方法包括：
内燃机动力系统停止输出功率并降低内燃机输入轴转速至所述传动比较高档位的齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴的转速；
传动比较高档位的齿轮系对应的可切换单向离合器由连接状态切换至断开状态；
降低内燃机输入轴转速至所述传动比较低档位的齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴的转速；
所述传动比较低档位的齿轮系对应的可切换单向离合器由断开状态切换至连接状态；
内燃机动力系统输出功率并提高内燃机输入轴转速至所述传动比较低档位的齿轮系的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴的原转速，所述传动比较低档位的齿轮系通过所述可切换单向离合器向所述内燃机输出轴传递扭矩，并使所述内燃机输出轴与所述从动齿轮达到同步旋转；以及
通过差速器输出扭矩。
根据本发明的一些可选的实施例，所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由内燃机动力系统与P3电机的并联模式切换至串联模式，所述执行方法还包括：
内燃机动力系统停止输出功率并降低内燃机输入轴转速至齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴的转速；
各可切换单向离合器保持或切换至断开状态。
在根据本发明的用于混合动力车辆的传动系统及其执行方法，相比于传统的传动系统，取消了内燃机与变速箱之间的离合器，变速箱中的每个档位的齿轮系对应有可切换单向离合器；其中，所述可切换单向离合器具有断开状态和连接状态；在所述连接状态下，所述可切换单向离合器能够单向传递扭矩。通过这种结构的传动系统，内燃机和P1电机的调速范围较宽。在所述可切换单向离合器在连接状态与断开状态相互切换的过程中，只需要目标齿轮系对应的可切换单向离合器的外圈速度低于内圈速度，即，使内燃机输入轴降速至目标齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴的转速。这样，所述传动系统的换挡成功率高，无需重试换挡过程。而对于顺序换档系统，还能够实现第一档位与第三档位，以及更高级档位之间的跳挡切换，而不需要等待中间档位的转速同步。因此，根据本发明的传动系统切换至目标档位所需时间短，且成功率高。而且由于可切换单向离合器的主动件和从动件之间并无齿配合，因此可以使整个动力驱动系统切换成功率高、噪音低、冲击低，提高了车辆的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明的实施例的传动系统的结构示意图；以及
图2示出了根据本发明的实施例的传动系统的执行方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。
在本发明的以下描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的具体结构进行限定。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。另外，应理解，术语“抗扭矩地连接”是指两个元件之间以不相对于彼此转动的方式连接，使得这两个元件之间可以传递扭矩，并且实现抗扭矩连接的方式可以经由过盈配合、螺栓连接、齿轮连接、焊接、花键连接、通过粘合剂粘接等方式来实现，也可以通过将所提及的两个元件一体地形成来实现。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明涉及一种用于混合动力车辆的传动系统，所述传动系统包括电机动力系统和内燃机动力系统，并联至差速器向车轮传递扭矩，提供动力。所述传动系统可实现内燃机动力系统与电机动力系统的串联模式与并联模式之间的切换，并且在并联模式中，实现内燃机动力系统中具有不同传动比的各档位之间的切换，并且具有切换时间短，相应速度快，成功率高的优点。
图1示出了根据本发明的实施例的传动系统的结构示意图。参见图1所示，所述传动系统包括：内燃机动力系统100、变速箱200、P3电机300以及差速器400。
所述内燃机动力系统100可以包括内燃机1和P1电机2。所述内燃机1与P1电机2通过齿轮动力耦合于所述内燃机1。所述P1电机2能够辅助所述述内燃机1提供动力。所述内燃机动力系统100与所述变速箱200之间可以通过内燃机输入轴3传递扭矩。所述变速箱200与P3电机300分别通过内燃机输出轴7和电机输出轴8并联于所述差速器400。
所述变速箱200包括多个不同档位的档位组件。如图1所示，在一些实施例中，所述变速箱200包括三个个不同档位的档位组件：第一档位组件4、第二档位组件5和第三档位组件6。应理解，上述档位组件的数量仅为示例性的，还可以设置有其他数量的档位组件。各档位组件包括不同传动比的齿轮系和与之相对应的可切换单向离合器。如图1所示，在一些实施例中，所示第一档位组件4具有最小的传动比的第一档位齿轮系41和与之对应的第一可切换单向离合器42；所示第二档位组件5具有稍大的传动比的第二档位齿轮系51和与之对应的第二可切换单向离合器52；所示第三档位组件6具有最大的传动比的第三档位齿轮系61和与之对应的第三可切换单向离合器62。每个齿轮系通过对应的可切换单向离合器与内燃机输出轴7可单向传动地连接或断开。其中，所述可切换单向离合器具有断开状态和连接状态；在所述连接状态下，所述可切换单向离合器能够单向传递扭矩，即仅由所述齿轮系向所述内燃机输出轴7单向传递扭矩，而不能反向传递扭矩。
具体地，所述齿轮系包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮传扭地连接于所述内燃机输入轴3，所述从动齿轮传扭地连接于所述可切换单向离合器的外圈，即，所述内燃机动力系统100输出的扭矩可传递至所述可切换单向离合器的外圈。所述可切换单向离合器的内圈传扭地连接于内燃机输出轴7。
在所述断开状态下，所述可切换单向离合器的外圈与内圈断开，两者之间不传递扭矩，即两者各自所连接的所述从动齿轮与所述内燃机输出轴7之间不传递扭矩。
在所述连接状态下，当所述可切换单向离合器的外圈的转速低于内圈转速时，即所述从动齿轮转速低于所述内燃机输出轴7转速时，所述可切换单向离合器类似于一般的单向离合器，此时外圈与内圈各自自由转动，因此所述外圈不能向所述内圈传递扭矩，则相应档位的齿轮系不能对所述内燃机输出轴7传递扭矩。
在所述连接状态下，当所述可切换单向离合器的外圈的转高低于内圈转速时，即所述从动齿轮转速不低于所述内燃机输出轴7原转速时，所述外圈与内圈卡紧，此时所述外圈向所述内圈传递扭矩，即所述从动齿轮通过所述可切换单向离合器向所述内燃机输出轴7传递扭矩，所述外圈与内圈转速逐渐同步，因此所述内燃机输出轴7与所述从动齿轮同步旋转。
本发明还提供一种混合动力车辆，包括如上述实施例中任一项所述的传动系统，以及车轮500。其中，所述传动系统的差速器400可传扭地连接于所述车轮500。当所述多个档位组件中的任一个处于连接状态，并且所述可切换单向离合器的外圈与内圈转速同步以传递扭矩时，所述内燃机动力系统100提供的动力能够与P3电机300并联，从而向车轮500输出动力。
本发明还提供一种传动系统的执行方法，所述传动系统为上述实施例中任一项所述的用于混合动力车辆的传动系统，所述执行方法用于所述传动系统的档位切换。
图2示出了根据本发明的实施例的传动系统的执行方法的流程图。如图2所示，所述执行方法包括：
S1：内燃机动力系统100停止输出功率并降低内燃机输入轴3转速至齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴7的转速；
S2：各可切换单向离合器保持或切换至断开状态；
S3：对应于目标档位齿轮系对应的可切换单向离合器由断开状态切换至连接状态；
S4：内燃机动力系统100输出功率并提高内燃机输入轴3转速至齿轮系的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴7的原转速，所述齿轮系通过所述可切换单向离合器向所述内燃机输出轴7传递扭矩，并使所述内燃机输出轴7与所述从动齿轮达到同步旋转；以及
S5：通过差速器400输出扭矩。
应理解，上述可切换单向离合器在切换状态时，应保证可切换单向离合器的外圈的转速小于内圈的转速，也即齿轮系的从动齿轮的转速小于内燃机输出轴7的转速，此时可切换单向离合器在连接状态下不传递扭矩，因此可切换单向离合器能够安全平稳地切换状态。
在一些实施例中，所述传动系统的档位切换的情况可以，但不限于包括：所述传动系统由内燃机动力系统100与P3电机300的串联模式切换至并联模式的情况、所述传动系统由传动比较低档位切换至传动比较高档位的情况、所述传动系统由第一档位切换至第三档位的情况、所述传动系统由传动比较高档位切换至传动比较低档位的情况，以及所述传动系统由内燃机动力系统100与P3电机300的并联模式切换至串联模式的情况等。以下分别对上述情况的传动系统的执行方法进行描述。
在一些实施例中，所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由内燃机动力系统100与P3电机300的串联模式切换至并联模式，所述执行方法包括：
内燃机动力系统100停止输出功率并降低内燃机输入轴3转速至齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴7的转速；
对应于目标档位齿轮系的可切换单向离合器切换至连接状态；
内燃机动力系统100输出功率并提高内燃机输入轴3转速至齿轮系的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴7的原转速，所述齿轮系通过所述可切换单向离合器向所述内燃机输出轴7传递扭矩，并使所述内燃机输出轴7与所述从动齿轮达到同步旋转；以及
通过差速器400输出扭矩。
在上述情况中，由于初始状态为内燃机动力系统100与P3电机300的串联模式，各可切换单向离合器已经处于断开状态，因此关于步骤S2实际已经实现，因此不需要专门执行步骤S2。
此外，所示目标档位齿轮系可以但不限于第一档位齿轮系41。在顺序档位中，如果当前档位位于第一档位组件4与第二档位组件5之间，所示目标档位齿轮系可以为第一档位齿轮系41，也可以为第二档位齿轮系51；可以理解，如果当前档位位于第二档位组件5与第三档位组件6之间，所示目标档位齿轮系可以为第二档位齿轮系51，也可以为第三档位齿轮系61。因此，在所述传动系统由内燃机动力系统100与P3电机300的串联模式切换至并联模式的情况中，切换步骤完成后的档位可以根据实际情况进行选择。
在一些实施例中，所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由传动比较低档位切换至传动比较高档位，具体地，以所述传动系统由第一档位组件4切换至第二档位组件5为例，所述执行方法包括：
内燃机动力系统100停止输出功率并降低内燃机输入轴3转速至第一档位齿轮系41的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴7的转速；
所述第一可切换单向离合器42由连接状态切换至断开状态；
所述第二可切换单向离合器52由断开状态切换至连接状态；
内燃机动力系统100输出功率并提高内燃机输入轴3转速至第一档位齿轮系51的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴7的原转速，所述第一档位齿轮系51通过所述第二可切换单向离合器52向所述内燃机输出轴7传递扭矩，并使所述内燃机输出轴7与所述从动齿轮达到同步旋转；以及
通过差速器400输出扭矩。
类似地，所述传动系统由第二档位组件5切换至第三档位组件6的情况与上述执行方法类似，在此不再赘述。
在一些实施例中，所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由第一档位切换至第三档位，所述执行方法包括：
内燃机动力系统100停止输出功率并降低内燃机输入轴3转速至所述第一档位齿轮系41的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴7的转速；
所述第一档位齿轮系41对应的第一可切换单向离合器42由连接状态切换至断开状态；
所述第二档位齿轮系51对应的第二可切换单向离合器52由断开状态切换至连接状态；
所述第二档位齿轮系51对应的第二可切换单向离合器52由连接状态切换至断开状态；
所述第三档位齿轮系61对应的第三可切换单向离合器62由断开状态切换至连接状态；
内燃机动力系统100输出功率并提高内燃机输入轴3转速至所述第三档位齿轮系61的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴7的原转速，所述第三档位齿轮系61通过第三可切换单向离合器62向所述内燃机输出轴7传递扭矩，并使所述内燃机输出轴7与所述第三档位齿轮系61的从动齿轮达到同步旋转；以及
通过差速器400输出扭矩。
应理解，在上述情况中，由于顺序档位不能由第一档位直接切换至第三档位，而是会经过第二档位，因此在步骤S2与步骤S3之间增加了步骤：所述第二档位齿轮系51对应的第二可切换单向离合器52由断开状态切换至连接状态；以及，所述第二档位齿轮系51对应的第二可切换单向离合器52由连接状态切换至断开状态。但是，根据本发明所述的执行方法，在由第一档位切换至第三档位的过程中，所述第二可切换单向离合器52由断开状态切换至连接状态，可立即再切换至断开状态，档位切换仅是经过第二档位，而无须等待第二档位齿轮系51的从动齿轮与内燃机输出轴7转速同步，因此大大减少了跳档切换的时间。
此外，在更多档位的实施例中，还可以是其他档位之间的跳档切换，其方法步骤与上述步骤相类似，在此不再赘述。
在一些实施例中，所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由传动比较高档位切换至传动比较低档位，具体地，以所述传动系统由第二档位组件5切换至第一档位组件4为例，所述执行方法包括：
内燃机动力系统100停止输出功率并降低内燃机输入轴3转速至所述第二档位齿轮系51的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴7的转速；
所述第二档位齿轮系51对应的第二可切换单向离合器52由连接状态切换至断开状态；
降低内燃机输入轴3转速至所述第一档位齿轮系41的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴7的转速；
所述第一档位齿轮系41对应的第一可切换单向离合器42由断开状态切换至连接状态；
内燃机动力系统100输出功率并提高内燃机输入轴3转速至所述第一档位齿轮系41的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴7的原转速，所述第一档位齿轮系41通过所述第一可切换单向离合器42向所述内燃机输出轴7传递扭矩，并使所述内燃机输出轴7与所述从动齿轮达到同步旋转；以及
通过差速器400输出扭矩。
其中，可以理解的是，所述第一档位齿轮系41的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴7的转速时，所述第二档位齿轮系51的从动齿轮的转速必然低于内燃机输出轴7的转速，即第二可切换单向离合器52不再传递扭矩，满足第二可切换单向离合器52由连接状态切换至断开状态的条件。因此，所述步骤“所述第二档位齿轮系51对应的第二可切换单向离合器52由连接状态切换至断开状态”与所述步骤“降低内燃机输入轴3转速至所述第一档位齿轮系41的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴7的转速”的先后顺序可以调换。
在一些实施例中，所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由内燃机动力系统100与P3电机300的并联模式切换至串联模式，所述执行方法还包括：
内燃机动力系统100停止输出功率并降低内燃机输入轴3转速至齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴7的转速；
各可切换单向离合器保持或切换至断开状态。
也就是说，当所有可切换单向离合器均处于断开状态时，所述传动系统处于串联模式。
在根据本发明的用于混合动力车辆的传动系统及其执行方法，相比于传统的传动系统，取消了内燃机与变速箱之间的离合器，变速箱中的每个档位的齿轮系对应有可切换单向离合器；其中，所述可切换单向离合器具有断开状态和连接状态；在所述连接状态下，所述可切换单向离合器能够单向传递扭矩。通过这种结构的传动系统，内燃机和P1电机的调速范围较宽。在所述可切换单向离合器在连接状态与断开状态相互切换的过程中，只需要目标齿轮系对应的可切换单向离合器的外圈速度低于内圈速度，即，使内燃机输入轴降速至目标齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴的转速。这样，所述传动系统的换挡成功率高，无需重试换挡过程。而对于顺序换档系统，还能够实现第一档位与第三档位，以及更高级档位之间的跳挡切换，而不需要等待中间档位的转速同步。因此，根据本发明的传动系统切换至目标档位所需时间短，且成功率高。而且由于可切换单向离合器的主动件和从动件之间并无齿配合，因此可以使整个动力驱动系统切换成功率高、噪音低、冲击低，提高了车辆的使用寿命。
虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应当理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

Claims (10)

1.一种用于混合动力车辆的传动系统，其特征在于，包括：
内燃机动力系统(100)；
变速箱(200)，其通过内燃机输入轴(3)传动连接于所述内燃机动力系统(100)；所述变速箱(200)包括多个不同传动比的齿轮系，每个齿轮系通过对应的可切换单向离合器与内燃机输出轴(7)可单向传动地连接或断开；其中，所述可切换单向离合器具有断开状态和连接状态；在所述连接状态下，所述可切换单向离合器能够单向传递扭矩；
P3电机(300)；以及
差速器(400)，其中，所述变速箱(200)与P3电机(300)分别通过内燃机输出轴(7)和电机输出轴(8)并联于所述差速器(400)。
2.根据权利要求1所述的传动系统，其中，所述齿轮系包括连接于所述内燃机输入轴(3)的主动齿轮和用于输出扭矩的从动齿轮，所述从动齿轮与所述内燃机输出轴(7)之间通过所述可切换单向离合器可单向传动地连接或断开；
在所述断开状态下，所述从动齿轮与所述内燃机输出轴(7)之间不传递扭矩；
在所述连接状态下，当所述从动齿轮转速低于所述内燃机输出轴(7)转速时，所述从动齿轮与所述内燃机输出轴(7)之间不传递扭矩，当所述从动齿轮转速不低于所述内燃机输出轴(7)原转速时，所述从动齿轮通过所述可切换单向离合器向所述内燃机输出轴(7)传递扭矩，并使所述内燃机输出轴(7)与所述从动齿轮达到同步旋转。
3.根据权利要求1所述的传动系统，其中，所述变速箱(200)包括三个不同传动比的齿轮系：第一档位齿轮系(41)、第一档位齿轮系(51)和第三档位齿轮系(61)，所述三个不同传动比的齿轮系的传动比依次增大。
4.根据权利要求1所述的传动系统，其中，内燃机动力系统(100)包括内燃机(1)和P1电机(2)，所述P1电机(2)动力耦合于所述内燃机(1)。
5.一种传动系统的执行方法，所述传动系统为根据权利要求1至4中任一项所述的用于混合动力车辆的传动系统，所述执行方法用于所述传动系统的档位切换；所述执行方法包括：
内燃机动力系统(100)停止输出功率并降低内燃机输入轴(3)转速至齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴(7)的转速；
各可切换单向离合器保持或切换至断开状态；
对应于目标档位齿轮系对应的可切换单向离合器由断开状态切换至连接状态；
内燃机动力系统(100)输出功率并提高内燃机输入轴(3)转速至齿轮系的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴(7)的原转速，所述齿轮系通过所述可切换单向离合器向所述内燃机输出轴(7)传递扭矩，并使所述内燃机输出轴(7)与所述从动齿轮达到同步旋转；以及
通过差速器(400)输出扭矩。
6.根据权利要求5所述的执行方法，其中，所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由内燃机动力系统(100)与P3电机(300)的串联模式切换至并联模式，所述执行方法包括：
内燃机动力系统(100)停止输出功率并降低内燃机输入轴(3)转速至齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴(7)的转速；
对应于目标档位齿轮系的可切换单向离合器切换至连接状态；
内燃机动力系统(100)输出功率并提高内燃机输入轴(3)转速至齿轮系的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴(7)的原转速，所述齿轮系通过所述可切换单向离合器向所述内燃机输出轴(7)传递扭矩，并使所述内燃机输出轴(7)与所述从动齿轮达到同步旋转；以及
通过差速器(400)输出扭矩。
7.根据权利要求5所述的执行方法，其中，所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由传动比较低档位切换至传动比较高档位，所述执行方法包括：
内燃机动力系统(100)停止输出功率并降低内燃机输入轴(3)转速至传动比较低档位的齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴(7)的转速；
所述传动比较低档位的齿轮系对应的可切换单向离合器由连接状态切换至断开状态；
传动比较高档位的齿轮系对应的可切换单向离合器由断开状态切换至连接状态；
内燃机动力系统(100)输出功率并提高内燃机输入轴(3)转速至传动比较高档位的齿轮系的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴(7)的原转速，所述传动比较高档位的齿轮系通过所述可切换单向离合器向所述内燃机输出轴(7)传递扭矩，并使所述内燃机输出轴(7)与所述从动齿轮达到同步旋转；以及
通过差速器(400)输出扭矩。
8.根据权利要求7所述的执行方法，其中，所述变速箱(200)包括三个不同传动比的齿轮系：第一档位齿轮系(41)、第一档位齿轮系(51)和第三档位齿轮系(61)，所述三个不同传动比的齿轮系的传动比依次增大；
所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由第一档位切换至第三档位，所述执行方法包括：
内燃机动力系统(100)停止输出功率并降低内燃机输入轴(3)转速至所述第一档位齿轮系(41)的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴(7)的转速；
所述第一档位齿轮系(41)对应的第一可切换单向离合器(42)由连接状态切换至断开状态；
所述第二档位齿轮系(51)对应的第二可切换单向离合器(52)由断开状态切换至连接状态；
所述第二档位齿轮系(51)对应的第二可切换单向离合器(52)由连接状态切换至断开状态；
所述第三档位齿轮系(61)对应的第三可切换单向离合器(62)由断开状态切换至连接状态；
内燃机动力系统(100)输出功率并提高内燃机输入轴(3)转速至所述第三档位齿轮系(61)的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴(7)的原转速，所述第三档位齿轮系(61)通过第三可切换单向离合器(62)向所述内燃机输出轴(7)传递扭矩，并使所述内燃机输出轴(7)与所述第三档位齿轮系(61)的从动齿轮达到同步旋转；以及
通过差速器(400)输出扭矩。
9.根据权利要求5所述的执行方法，其中，所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由传动比较高档位切换至传动比较低档位，所述执行方法包括：
内燃机动力系统(100)停止输出功率并降低内燃机输入轴(3)转速至所述传动比较高档位的齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴(7)的转速；
传动比较高档位的齿轮系对应的可切换单向离合器由连接状态切换至断开状态；
降低内燃机输入轴(3)转速至所述传动比较低档位的齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴(7)的转速；
所述传动比较低档位的齿轮系对应的可切换单向离合器由断开状态切换至连接状态；
内燃机动力系统(100)输出功率并提高内燃机输入轴(3)转速至所述传动比较低档位的齿轮系的从动齿轮的转速不低于内燃机输出轴(7)的原转速，所述传动比较低档位的齿轮系通过所述可切换单向离合器向所述内燃机输出轴(7)传递扭矩，并使所述内燃机输出轴(7)与所述从动齿轮达到同步旋转；以及
通过差速器(400)输出扭矩。
10.根据权利要求5所述的执行方法，其中，所述传动系统的档位切换为：所述传动系统由内燃机动力系统(100)与P3电机(300)的并联模式切换至串联模式，所述执行方法还包括：
内燃机动力系统(100)停止输出功率并降低内燃机输入轴(3)转速至齿轮系的从动齿轮的转速低于内燃机输出轴(7)的转速；
各可切换单向离合器保持或切换至断开状态。
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