CN102910064A - 基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统 - Google Patents

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刘永刚
陈亮
秦大同
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Abstract

本发明公开了一种基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统，包括发动机、电动机和输出轴与汽车主减速器-差速器相连的双离合器自动变速器，其特征在于：所述发动机与所述双离合器自动变速器的输入轴相连，且所述电动机布置在所述双离合器自动变速器的输入轴上，所述发动机和电动机之间设有动力耦合机构，所述动力耦合机构包括并联设置的单向离合器和限力矩离合器。本发明基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统通过在发动机和电动机之间设置单向离合器和限力矩离合器，能够方便实现纯电动模式、发动机模式以及混合动力模式等多种工作模式的切换，使得整个重度混合驱动系统结构更加简单，方便安装布置。

Description

基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统
技术领域
本发明涉及一种混合动力驱动系统，具体的为一种基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统。
背景技术
混合动力驱动系统具有纯电力驱动、纯发动机驱动和混合驱动三种模式，其关键技术是实现不同动力源的动力耦合及驱动模式的切换。因此，对驱动系统的要求较高，并且为了实现各种工作模式之间的切换，现有的混合动力驱动系统机构复杂，体积庞大，布置困难。
现有的混合动力汽车的驱动系统主要有以下几种形式：
1、手动变速器，无法获得最佳燃油经济性的挡位需求；
2、机械式自动变速器，虽然能实现自动换挡，但换挡过程动力中断，对整车的动力性和经济性都存在影响；
3、液力机械式自动变速器，其传动效率较低，与混合动力汽车节油环保的目的不符合；
4、无级变速器，其最大的问题在于纯电动起步过程中，由于发动机未参加工作，无法建立无级变速器工作所需压力，需要寻找合适的方法解决。
近年来，双离合器自动变速器已成为汽车领域研究开发的新热点，双离合器自动变速器不仅结合了手动变速器和传统的液力机械式自动变速器的优点，使得车辆拥有了与液力机械式变速器车辆一样的驾驶方便性与舒适性，并且具有比其更好的燃油经济性。此外，由于双离合器变速器与手动变速器两者拥有相似的结构与零部件结构，具有手动变速器生产条件的继承性，而使得双离合器变速器的制造成本减少。
为了将混合动力汽车与双离合器自动变速器有机的结合起来，目前提出了多种采用双离合器自动变速器的混合动力驱动形式，如公开号为101716880A的中国专利申请公开了一种基于双离合器自动变速器的混合动力驱动系统，包括发动机、电动机和能够与联接在车轮转轴上的差速器相联的双离合器自动变速器，所述的发动机的输出轴与双离合器自动变速器的输入轴相联，所述的电动机集成在双离合器自动变速器上，且电动机的输出轴通过齿轮传动机构联接在上述双离合器自动变速器和差速器之间。该基于双离合器自动变速器的混合动力驱动系统虽然在一定程度上减小了体积，但是由于其电动机直接采用齿轮机构联接在双离合器自动变速器和差速器之间，导致驱动机构以及驱动控制系统复杂，仍然存在体积较大的缺陷。
鉴于此，本发明旨在探索一种基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统，该基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统不仅能够有效简化机构，而且能够简化控制和方便布置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统，该基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统不仅能够有效简化机构，而且能够简化控制和方便布置。
要实现上述技术目的，本发明基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统，包括发动机、电动机和输出轴与汽车主减速器-差速器相连的双离合器自动变速器，所述发动机与所述双离合器自动变速器的输入轴相连，且所述电动机布置在所述双离合器自动变速器的输入轴上，所述发动机和电动机之间设有动力耦合机构，所述动力耦合机构包括并联设置的单向离合器和限力矩离合器。
进一步，所述限力矩离合器为湿式多片离合器。
进一步，所述电动机采用ISG电机。
进一步，还包括设置与电动机相连的蓄电池。
进一步，所述双离合器自动变速器为干式双离合器自动变速器。
本发明的有益效果为：
本发明基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统通过将电动机直接设置在双离合器自动变速器的输入轴上，并将发动机的输出轴与双离合器自动变速器输入轴相连，通过在发动机和电动机之间设置动力耦合机构，动力耦合机构由并联设置的单向离合器和限力矩离合器组成，能够方便实现纯电动模式、发动机模式以及混合动力模式等多种工作模式的切换，不仅使得整个重度混合驱动系统结构更加简单，方便安装布置，而且采用双离合器自动变速器还具有控制简单、传动效率高、换挡过程不中断、以及具有动力性高和经济性好的优点，并能够充分发挥混合动力汽车燃油经济性的特点。
本发明基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统的工作模式如下：
1、纯电动驱动模式，发动机处于待机或停机状态，此时单向离合器和限力矩离合器均处于分离状态，电动机的输出动力经双离合器自动变速器输出到主减速器-差速器以驱动车轮；
2、行车中启动发动机模式，当车速达到设定值后，即电动机转速达到设定值后，通过接合限力矩离合器，发动机转速迅速提升至点火点，发动机输出动力与电动机输出动力进行耦合后，再经双离合器自动变速器输出到主减速器-差速器以驱动车轮；在此过程中，当发动机转速高于当前车速所对应的发动机转速后，限力矩离合器即可逐渐分离；
3、发动机驱动模式，当发动机转速高于变速器输入转速时，单向离合器自动结合，限力矩离合器分离，发动机的输出动力经双离合器自动变速器输出到主减速器-差速器以驱动车轮；如果发动机功率有富余，则电动机处于发电模式，吸收发动机富余功率发电充入蓄电池，并将发动机工作点调节于低油耗区；若发动机功率不满足行车需求，则电动机处于驱动模式，对发动机进行助力，以提高整车的动力性；
4、减速或制动模式，单向离合器和限力矩离合器均处于分离状态，仅使用电动机参与制动以回收制动能量；
5、纯电动起步模式，双离合器自动变速器通过控制其中一个离合器接合，方便实现纯电动起步功能。
附图说明
图1为本发明基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
如图1所示，为本发明基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统实施例的结构示意图。本实施例基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统，包括发动机1、电动机2和输出轴与汽车主减速器-差速器4相连的双离合器自动变速器3，发动机1与双离合器自动变速器3的输入轴相连，且电动机2布置在双离合器自动变速器3的输入轴上，发动机1和电动机2之间设有动力耦合机构，动力耦合机构包括并联设置的单向离合器5和限力矩离合器6。
优选的，本实施例的限力矩离合器6为湿式多片离合器，电动机2采用ISG电机，电动机2上还设有与其相连的蓄电池7，通过蓄电池7能够为电动机2提供电能。本实施例的双离合器自动变速器3选用干式双离合器自动变速器，由于双离合器自动变速器的特点，使得本实施例的重度混合动力驱动系统具有控制简单、传动效率高、换挡过程不中断以及具有动力性高和经济性好的优点。
本实施例基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统通过将电动机2直接设置在双离合器自动变速器3的输入轴上，并将发动机1的输出轴与双离合器自动变速器3输入轴相连，通过在发动机1和电动机2之间设置动力耦合机构，动力耦合机构由并联设置的单向离合器5和限力矩离合器6组成，能够方便实现纯电动模式、发动机模式以及混合动力模式等多种工作模式的切换，不仅使得整个重度混合驱动系统结构更加简单，方便安装布置，而且采用双离合器自动变速器3还具有控制简单、传动效率高、换挡过程不中断以及具有动力性高和经济性好的优点。
本实施例基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统的工作模式如下：
1、纯电动驱动模式，发动机1处于待机或停机状态，此时单向离合器5和限力矩离合器6均处于分离状态，电动机2的输出动力经双离合器自动变速器3输出到主减速器-差速器4以驱动车轮8；
2、行车中启动发动机模式，当车速达到设定值后，即电动机2转速达到设定值后，通过接合限力矩离合器6，发动机1转速迅速提升至点火点，发动机1输出动力与电动机2输出动力进行耦合后，再经双离合器自动变速器3输出到主减速器-差速器4以驱动车轮8；在此过程中，当发动机1转速高于当前车速所对应的发动机1转速后，限力矩离合器6即可逐渐分离；
3、发动机驱动模式，单向离合器5结合，限力矩离合器6分离，发动机1的输出动力经双离合器自动变速器3输出到主减速器-差速器4以驱动车轮8；如果发动机1功率有富余，则电动机2处于发电模式，吸收发动机2富余功率发电充入蓄电池7，并将发动机1工作点调节于低油耗区；若发动机1功率不满足行车需求，则电动机2处于驱动模式，对发动机1进行助力，以提高整车的动力性；
4、减速或制动模式，单向离合器5和限力矩离合器6均处于分离状态，仅使用电动机2参与制动以回收制动能量；
5、纯电动起步模式，双离合器自动变速器3通过控制其中一个离合器接合，方便实现纯电动起步功能。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统，包括发动机、电动机和输出轴与汽车主减速器-差速器相连的双离合器自动变速器，其特征在于：所述发动机与所述双离合器自动变速器的输入轴相连，且所述电动机布置在所述双离合器自动变速器的输入轴上，所述发动机和电动机之间设有动力耦合机构，所述动力耦合机构包括并联设置的单向离合器和限力矩离合器。
2.根据权利要求1所述基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统，其特征在于：所述限力矩离合器为湿式多片离合器。
3.根据权利要求1所述基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统，其特征在于：所述电动机采用ISG电机。
4.根据权利要求3所述基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统，其特征在于：还包括设置与电动机相连的蓄电池。
5.根据权利要求1-4任一项所述基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统，其特征在于：所述双离合器自动变速器为干式双离合器自动变速器。
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