專(zhuān)利名稱：混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車(chē)動(dòng)力部件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力耦合 傳動(dòng)系統(tǒng)總成。
背景技術(shù)：
目前，在汽車(chē)領(lǐng)域內(nèi)，迫于石油能源短缺及環(huán)境問(wèn)題的壓力，同時(shí)由于電池技術(shù)很 難在短期內(nèi)獲得重大突破，導(dǎo)致純電動(dòng)汽車(chē)不能滿足實(shí)際使用需求，混合動(dòng)力汽車(chē)在未來(lái) 幾十年內(nèi)將有廣闊的發(fā)展前景?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)是將兩種或兩種以上的能源存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換裝置作為驅(qū)動(dòng)能源的車(chē)輛，通 過(guò)動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)將不同存儲(chǔ)形式的能量進(jìn)行最優(yōu)化組合來(lái)滿足驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的需求。目前混合 動(dòng)力汽車(chē)上所使用的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大多采用并聯(lián)、串聯(lián)以及行星排混聯(lián)結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)形 式不足之處是結(jié)構(gòu)不緊湊，控制邏輯復(fù)雜，能量回收效率低等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容為了克服目前混合動(dòng)力汽車(chē)上動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種新型的 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)一方面能有效的實(shí)現(xiàn)兩種動(dòng)力的耦合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，另一方面能實(shí)現(xiàn)能量的高 效率傳遞，同時(shí)能最大效率回收能量。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由兩個(gè)制動(dòng)器、一個(gè) 差速器機(jī)構(gòu)、一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、一個(gè)無(wú)級(jí)變速器(CVT)組成，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪端有ISG電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī) 輸入軸通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)離合器與差速器的右半軸錐齒輪固聯(lián)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸與差速器的左半 軸錐齒輪固連，差速器的行星錐齒輪軸與無(wú)級(jí)變速器主動(dòng)輪固聯(lián)，無(wú)級(jí)變速器從動(dòng)輪輸出 動(dòng)力，通過(guò)控制該傳動(dòng)系統(tǒng)中的離合器、制動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器的工作狀態(tài)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的 輸出扭矩和轉(zhuǎn)速、無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)速比，達(dá)到控制車(chē)輛工作模式的目的。本實(shí)用新型的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制邏輯簡(jiǎn)單，能量利用及回收效率高。

圖1是該混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是該混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)另一種結(jié)構(gòu)型式示意圖。圖 1 中 1.發(fā)動(dòng)機(jī)，2.起動(dòng)發(fā)電一體化(ISG-Integrated Starter/Generator)電 機(jī)，3.離合器，4.制動(dòng)器，5.驅(qū)動(dòng)電機(jī)，6.驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器，7.左半軸錐齒輪，8.行星錐齒 輪軸，9.行星錐齒輪，10.右半軸錐齒輪，11.輸出軸，12.無(wú)級(jí)變速器(CVT)，13.無(wú)級(jí)變速 器(CVT)從動(dòng)輪，14.無(wú)級(jí)變速器(CVT)主動(dòng)輪。圖 2 中 1.發(fā)動(dòng)機(jī)，2.起動(dòng)發(fā)電一體化(ISG-Integrated Starter/Generator)電 機(jī)，3.離合器，4.制動(dòng)器，5.左半軸錐齒輪，6.行星錐齒輪，7.行星錐齒輪軸，8.右半軸錐 齒輪，9.驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器，10.驅(qū)動(dòng)電機(jī)，11.輸出軸，12.無(wú)級(jí)變速器(CVT)從動(dòng)輪，13.無(wú) 級(jí)變速器(CVT)主動(dòng)輪。
具體實(shí)施方式
在圖1中，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)上有ISG電機(jī)O)，通過(guò)離合器C3)與差速器右半軸錐齒輪 (10)相固聯(lián)，右半軸錐齒輪(10)軸上有制動(dòng)器G)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 與差速器左半軸錐齒輪 (7)固聯(lián)，左半軸錐齒輪(7)軸上有驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器(6)，錐型行星齒輪軸(8)與無(wú)級(jí)變速 器(CVT)主動(dòng)輪(14)固聯(lián)，無(wú)級(jí)變速器(CVT)從動(dòng)輪(13)與輸出軸固聯(lián)。圖2是具體實(shí)施方式
的另一種形式。通過(guò)離合器(3)、制動(dòng)器G)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器(6)、無(wú)級(jí)變速器 (CVT) (12)的不同工作狀態(tài)的組合，能獲得采用該總成的混合動(dòng)力汽車(chē)的多種工作模式，具 體說(shuō)明如下表1所示。表1中 表示元件工作，〇表示元件不工作，_表示元件工作狀態(tài)沒(méi) 有限制。表1工作模式
工作模式執(zhí)行元件工作狀態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)離合器(3)制動(dòng)器(4)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器(6)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式 OO 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式O參 O混合驅(qū)動(dòng)模式 參〇 O能量回收模式〇 〇駐車(chē)發(fā)電模式 〇 O其工作模式原理如下發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式發(fā)動(dòng)機(jī)(1)由ISG電機(jī)(2)啟動(dòng)后，離合器(3)結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng) 力由輸入軸及差速器右半軸錐齒輪(10)輸入到差速器，差速器的行星齒輪軸固聯(lián)于無(wú)級(jí) 變速器(CVT)的前驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器(6)工作，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)不工作，動(dòng)力通過(guò)無(wú)級(jí) 變速器(CVT)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式發(fā)動(dòng)機(jī)(1)工作狀態(tài)不限制，離合器(3)分離，制動(dòng)器(4)工作， 鎖止右半軸錐齒輪(10)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 驅(qū)動(dòng)左半軸錐齒輪(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，行星錐齒輪(9)繞右 半軸錐齒輪(10)公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)無(wú)級(jí)變速器(CVT)主動(dòng)輪(14)轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)級(jí)變速器 (CVT)通過(guò)調(diào)速使驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)始終工作在高效區(qū)內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)反轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)倒檔工作模 式?；旌向?qū)動(dòng)模式發(fā)動(dòng)機(jī)(1)由ISG電機(jī)⑵啟動(dòng)后，離合器(3)結(jié)合，制動(dòng)器⑷ 不工作，驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 工作，驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器(6)不工作，通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 輸出的扭 矩與發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的扭矩耦合，保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)內(nèi)，通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)的轉(zhuǎn)速， 驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛，當(dāng)車(chē)輛需求功率發(fā)生較大變化時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩增大，控制電機(jī)的輸出 扭矩與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩耦合，滿足車(chē)輛功率需求，通過(guò)設(shè)定的算法計(jì)算出當(dāng)前工況下所 需的電機(jī)轉(zhuǎn)速及扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速扭矩、無(wú)級(jí)變速器(CVT)的速比，達(dá)到能量最優(yōu)化利用的 目的。能量回收模式發(fā)動(dòng)機(jī)(1)工作狀態(tài)不限制，離合器(3)分離，制動(dòng)器(4)工作，驅(qū) 動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器(6)不工作，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)發(fā)電，無(wú)級(jí)變速器(CVT)根據(jù)車(chē)速及驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5) 的高效發(fā)電區(qū)域調(diào)節(jié)合適的速比，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 在發(fā)電高效區(qū)內(nèi)工作，最大效率地回收車(chē)輛動(dòng)能。駐車(chē)發(fā)電模式車(chē)輛靜止?fàn)顟B(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)先由ISG電機(jī)⑵啟動(dòng)后，ISG電機(jī) (2)發(fā)電，離合器C3)結(jié)合，制動(dòng)器G)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器(6)不工作，車(chē)輛靜止，差速器的右 半軸錐齒輪(10)通過(guò)行星錐齒輪(9)驅(qū)動(dòng)左半軸錐齒輪(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)工作在 發(fā)電模式。從以上工作原理可以看出，采用該動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車(chē)可以工作在發(fā)動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、混合驅(qū)動(dòng)、能量回收、駐車(chē)發(fā)電模式下，通過(guò)無(wú)級(jí)變速器(CVT)的調(diào)節(jié) 不僅可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在高效區(qū)同時(shí)又能調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)始終工作在高效區(qū)內(nèi)。在車(chē) 輛有較大的功率需求下，根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩容易控制的特點(diǎn)，利用差速器的工作 原理，達(dá)到控制調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)域的目的。該耦合裝置能夠在各種驅(qū)動(dòng)模式下迅速切換， 控制簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。
權(quán)利要求1.一種混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，有兩個(gè)制動(dòng)器、一個(gè)差速器機(jī)構(gòu)、一個(gè)驅(qū)動(dòng)電 機(jī)、一個(gè)無(wú)級(jí)變速器(CVT)組成，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)飛輪端有ISG電機(jī)O)，其特征是發(fā)動(dòng)機(jī)輸入 軸通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)離合器(3)與差速器的右半軸錐齒輪(10)固聯(lián)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 輸出軸與差 速器的左半軸錐齒輪(10)固連，差速器的行星錐齒輪軸(8)與無(wú)級(jí)變速器(CVT)主動(dòng)輪 (14)固聯(lián)，無(wú)級(jí)變速器(CVT)從動(dòng)輪(13)輸出動(dòng)力，通過(guò)控制該傳動(dòng)系統(tǒng)中的離合器(3)、 制動(dòng)器G)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器(6)的工作狀態(tài)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速、無(wú)級(jí)變速 器(CVT)的傳動(dòng)速比，達(dá)到控制車(chē)輛工作模式的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模 式下，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)由ISG電機(jī)(2)啟動(dòng)后，離合器(3)結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力由輸入軸及差速器 右半軸錐齒輪(10)輸入到差速器內(nèi)部，差速器的行星齒輪軸帶動(dòng)無(wú)級(jí)變速器(CVT)的前驅(qū) 動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛，電機(jī)制動(dòng)器(6)工作，驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 不工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是在電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式 下，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)工作狀態(tài)不限制，離合器C3)分離，制動(dòng)器(4)鎖止，驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器(6)不 工作，驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 通過(guò)無(wú)級(jí)變速器(CVT) (12)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 反轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)倒 檔工作模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是在混和動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)由ISG電機(jī)(2)啟動(dòng)后，離合器(3)結(jié)合，制動(dòng)器G)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器 (6)不工作，驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 工作，通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出扭矩及無(wú)級(jí)變速器(CVT) (12)的傳動(dòng)速比，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)內(nèi)，驅(qū)動(dòng)車(chē)輛運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是在能量回收模式 下，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)工作狀態(tài)不限制，離合器C3)分離，制動(dòng)器(4)鎖止，驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器(6)不 工作，車(chē)輛反拖驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 發(fā)電，無(wú)級(jí)變速器(CVT) (12)調(diào)節(jié)速比，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 在高 效發(fā)電區(qū)域內(nèi)工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力汽車(chē)用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是在駐車(chē)發(fā)電模式 下，發(fā)動(dòng)機(jī)⑴先由ISG電機(jī)⑵啟動(dòng)后，ISG電機(jī)⑵發(fā)電，離合器(3)結(jié)合，制動(dòng)器G)、 驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器(6)不工作，車(chē)輛靜止，差速器的右半軸錐齒輪(10)通過(guò)行星錐齒輪(9) 驅(qū)動(dòng)左半軸錐齒輪(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 發(fā)電，電能存儲(chǔ)到電池中或向外部供電。
專(zhuān)利摘要一種能夠應(yīng)用在混合動(dòng)力汽車(chē)上的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。它是由帶有起動(dòng)發(fā)電一體化電機(jī)(ISG電機(jī))(2)的發(fā)動(dòng)機(jī)(1)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)離合器(3)及發(fā)動(dòng)機(jī)輸入軸上的制動(dòng)器(4)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入軸上的制動(dòng)器(6)、差速器機(jī)構(gòu)、無(wú)級(jí)變速器(CVT)組成。通過(guò)控制離合器(3)、制動(dòng)器(4)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)器(6)的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)的轉(zhuǎn)速和扭矩，無(wú)級(jí)變速器(CVT)的傳動(dòng)速比，使發(fā)動(dòng)機(jī)(1)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)工作在高效區(qū)域內(nèi)并能實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車(chē)的多種工作模式。
文檔編號(hào)B60K6/387GK201856623SQ20102004615
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月17日
發(fā)明者王少輝 申請(qǐng)人:王少輝