CN100567767C - 双离合器混合动力汽车传动*** - Google Patents

Abstract

一种双离合器混合动力汽车传动***。它由内燃机1、离合器2和3、电机转子4、电机定子5、四档双离合器自动变速器、单行星排机构及输出端组成。其特征在于内燃机1通过离合器2与齿圈6相连，齿圈6与轴13相连，内燃机1通过离合器3与行星架7相连，行星架7与电机转子4和轴9相连，太阳轮8固定。本发明采用单排行星齿轮机构与四档双离合器自动变速器相结合，在不增加控制元件的基础上实现档位数量翻倍，并使之具有内燃机驱动、电动、混合驱动、再生制动等多种工作模式，适合中重型混合动力汽车的动力传动***。

Description

双离合器混合动力汽车传动***

技术领域

本发明涉及汽车传动***，特别是一种混合动力汽车传动***。

背景技术

随着世界能源紧张及人们环保意识的增强，安全、节能、环保成为汽车发展的主题，同时由于纯电动汽车、燃料电池汽车关键技术的瓶颈制约，混合动力汽车成为合乎时宜的选择，事实也证明这种选择能够取得较满意的结果。

目前国内混合动力汽车的开发主要集中在城市公交车和轿车的开发，将混合动力的开发渗透到其他中重型车辆中还未涉及。传统中重型车辆通常由于变速器速比范围大、档位多而结构复杂、占用空间大。将双离合器自动变速***与混合动力汽车开发相结合，美国通用汽车公司做了这方面的研究，但所设计的混合动力汽车传动***，工作模式虽多，但没有采用行星齿轮机构，使结构复杂不紧凑。北京理工大学在专利申请号为200310115399.X的专利中，提出了行星齿轮机构与其他变速器相结合的混合动力汽车驱动***，但其结构不但复杂、而且行星齿轮机构简单连接。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单紧凑、档位数目多、控制简单、具有多种工作模式的中重型混合动力汽车传动***。

本发明所涉及一种混合动力汽车传动***，它由内燃机、第一离合器2和第二离合器3、四档双离合器自动变速器组成，其中四档双离合器自动变速器由一轴9、二轴13、三轴18、一档常主动齿轮11和一档从动齿轮22、二档主动齿轮12和二档从动齿轮21、三档主动齿轮10和三档从动齿轮24、四档主动齿轮16和四档从动齿轮19、常啮合从动齿轮15和常啮合主动齿轮17、以及第一同步器20和第二同步器23组成，一档主动齿轮11和三档主动齿轮10与一轴9相连，二档主动齿轮12和四档主动齿轮16与二轴13相连，常啮合主动齿轮17和第一同步器20、第二同步器23与三轴18相连，常啮合从动齿轮15与输出端相连，其特征在于：两离合器与一轴9及二轴13之间连接有行星齿轮机构，使内燃机1通过第一离合器2与齿圈相连，齿圈与二轴13相连；使内燃机1通过第二离合器3与行星架相连，行星架与电机转子和一轴9相连，太阳轮8固定。

本发明所涉及的混合动力汽车用传动***，在内燃机驱动模式下共有8个前进档位。其实现方式及部分工作模式见表1。档位设置按等比q设置，则齿圈与太阳轮齿数比β满足如下关系：

$q=\frac{i_1}{i_2}=\frac{i_2}{i_3}=\frac{i_3}{i_4}=\·\·\·\·\·\·=\frac{i_7}{i_8}=\frac{\mathrm{\β}+1}{\mathrm{\β}}$

本发明利用传统汽车双离合器自动变速器(DCT)与单排行星齿轮机构的优点，结合混合动力汽车传动***开发的需要，对行星齿轮机构的构件连接、双离合器自动变速器档位设置进行创新设计，使之满足中重型多档位混合动力汽车开发的需要，满足各种工况使用要求，克服目前混合动力汽车传动***存在的不足。

表1附图1***所涉及的部分工作模式

表中：“√”表示离合器接合；“×”表示离合器分离。

本发明所涉及的附图2所示的混合动力汽车传动***的结构特点是：第一制动器27与二轴13相连，太阳轮8、电机转子4和第二制动器26三者相连。其具体工作模式可以参照以上对附图1的工作模式进行类似分析，其工作模式见表2。

表2附图2工作模式

表中：“√”表示离合器或制动器接合，“×”表示离合器或制动器分离；“i′_n”表示各自对应的工作模式中DCT的速比；“n_e”为内燃机的转速，“n_o”为***输出转速，“n_m”为电机转子的转速。

附图说明

图1为本发明所涉及的混合动力汽车传动***的结构连接示意图。

图2为基于图1传动***变形结构连接示意图。

图1～2中：1-内燃机  2、3-第一、第二离合器  4-电机转子  5-电机定子  6-齿圈  7-行星架  8-太阳轮  9、13、18-一轴、二轴、三轴  10、24-三档主、从动齿轮  11、22-一档主、从动齿轮  12、21-二档主、从动齿轮  16、19-四档主、从动齿轮  14-输出端  15、17-常啮合从动、主动齿轮  20-第一同步器  23-第二同步器  25-行星轮  26、27-第一、第二制动器

具体实施方式

结合附图1所示的混合动力汽车传动***对本发明的各工作模式说明如下：

1).电机启动内燃机模式

此时，不管是汽车处于驻车状态，还是纯电动行车状态，只要将第一离合器2或第二离合器3接合，便可以电机为动力源启动内燃机。

2).内燃机驱动模式

I.内燃机一、五档驱动

在本发明所涉及的混合动力汽车用传动***中，控制第一离合器2接合、第二离合器3分离，第二同步器23接合一档从动齿轮22(或三档从动齿轮24)。此时，行星排起减速作用，速比为q。动力传递路线为：内燃机-第一离合器2-齿圈-行星架-一轴9-DCT一档主从动齿轮11、22(或DCT三档主从动齿轮10、24)-第二同步器23-三轴18-常啮合主从动齿轮17、15-输出端。

II.内燃机二、六档驱动

在内燃机一档(或五档)驱动模式中，控制第一离合器2分离、第二离合器3接合，其他元件状态不变，此时，行星排不起减速作用。动力传递路线为：内燃机-第二离合器3-行星架-一轴9-DCT一档主从动齿轮11、22(或DCT三档主从动齿轮10、24)-第二同步器23-三轴18-常啮合主从动齿轮17、15-输出端。

III.内燃机三、七档驱动

在本发明所涉及的混合动力汽车用传动***中，控制第一离合器2接合、第二离合器3分离，第一同步器20接合二档从动齿轮21(或四档从动齿轮齿轮19)。此时，行星排不起减速作用。动力传递路线为：内燃机-第一离合器2-齿圈-二轴13-DCT二档主从动齿轮12、21(或DCT四档主从动齿轮16、19)-第一同步器20-三轴18-常啮合主从动齿轮17、15-输出端。

IV.内燃机四、八档驱动

在内燃机三档(或七档)驱动模式中，控制第二离合器3接合，第一离合器2分离，其他元件状态不变。此时，行星排起增速作用，速比为q^-1。动力传递路线为：内燃机-第二离合器3-行星架-齿圈-二轴13-DCT二档主从动齿轮12、21(或DCT四档主从动齿轮16、19)-第一同步器20-三轴18-常啮合主从动齿轮17、15-输出端。

3).纯电动驱动模式

I.前进档纯电动工作模式

在本发明所涉及混合动力汽车用传动***中，第一离合器2、第二离合器3分离。双离合器自动变速器有四个档位，选择其中的一、三档，纯电动行驶对应有两个档位。动力传递路线均为：电机转子-行星架-一轴9-DCT一档主从动齿轮11、22(或DCT三档主从动齿轮10、24)-第二同步器23-三轴18-常啮合主从动齿轮17、15-输出端。

II.纯电动倒车工作模式

在本发明所涉及的混合动力汽车传动***中，各元件状态和动力传递路线同前进纯电动一档工作模式，只是此时电机反转。

4).内燃机、电机混合驱动模式

在以上各内燃机驱动模式中，控制电机由空转状态进入电动状态即可实现混合驱动模式。

5).行车发电模式

在以上各内燃机驱动模式中，控制电机由空转状态进入发电状态即可实现行车发电模式。

6).停车发电模式

在本发明所涉及的混合动力汽车用传动***中。在电池电量过低或者某些意外情况下需要电功率输出时，可以利用内燃机为动力源进行发电。此时，第二离合器3接合、第一离合器2分离，变速器处于空档。动力传递路线为：内燃机-第二离合器3-行星架-电机转子，后经逆变器至车载电池。

Claims (2)

1.一种双离合器混合动力汽车传动***，它由内燃机(1)、第一离合器(2)和第二离合器(3)、四档双离合器自动变速器组成，其中四档双离合器自动变速器由一轴(9)、二轴(13)、三轴(18)、一档主动齿轮(11)和一档从动齿轮(22)、二档主动齿轮(12)和二档从动齿轮(21)、三档主动齿轮(10)和三档从动齿轮(24)、四档主动齿轮(16)和四档从动齿轮(19)、常啮合从动齿轮(15)和常啮合主动齿轮(17)及第一同步器(20)和第二同步器(23)组成，一档主动齿轮(11)和三档主动齿轮(10)与一轴(9)相连，二档主动齿轮(12)和四档主动齿轮(16)与二轴(13)相连，常啮合主动齿轮(17)、第一同步器(20)、第二同步器(23)与三轴(18)相连，常啮合从动齿轮(15)与输出端(14)相连，其特征在于：第一、第二离合器与一轴(9)及二轴(13)之间连接有行星齿轮机构，使内燃机(1)通过第一离合器(2)与齿圈(6)相连，齿圈(6)与二轴(13)相连；使内燃机(1)通过第二离合器(3)与行星架(7)相连，行星架(7)与电机转子(4)和一轴(9)相连，太阳轮(8)固定。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车传动***，其特征在于：第一制动器(27)与二轴(13)相连，太阳轮(8)、电机转子(4)和第二制动器(26)三者相连。

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