專利名稱：：基于機(jī)械自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，特別涉及一種基于機(jī)械自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
：由于當(dāng)前越來越緊張的世界能源以及人們?cè)鲩L的環(huán)保意識(shí)，對(duì)汽車的安全、節(jié)能、環(huán)保的要求越來越高。但是由于燃料電池、電機(jī)、控制方面等方面的瓶頸制約，使得純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車不能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)以及實(shí)際運(yùn)用，因此混合動(dòng)力車輛成為目前能解決以上問題的較為合適的選擇。開發(fā)出一個(gè)良好的傳動(dòng)系統(tǒng)是混合動(dòng)力汽車研發(fā)的第一步，因此動(dòng)力合成的方法和結(jié)構(gòu)形式的選擇直接關(guān)系到以后車輛的性能。從目前國內(nèi)現(xiàn)有的混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)來看，大都只是在原車上對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改動(dòng)，導(dǎo)致改動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大都為串、并聯(lián)形式，布置不緊湊，工作模式少，對(duì)改善車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性、排放性以及動(dòng)力性具有局限性，難以滿足負(fù)載大以及負(fù)載變化大的車輛?；炻?lián)形式以及電驅(qū)動(dòng)程度的增加是混合動(dòng)力發(fā)展的大方向，并且從布置緊湊、無級(jí)變速以及成本的角度出發(fā)，利用現(xiàn)有的機(jī)械自動(dòng)變速器和行星排進(jìn)行混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)整合是一種比較好的方法，其既具有較多的模式選擇，又在某一模式下較多的檔位的選擇，符合以上所提到各個(gè)條件。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的技術(shù)問題是要提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，既能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)模式的切換，又具有變檔的功能的基于機(jī)械自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置。為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于機(jī)械自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，包括燃油動(dòng)力、電力動(dòng)力和一個(gè)動(dòng)力輸出端，該裝置設(shè)置有一個(gè)制動(dòng)器，兩個(gè)離合器，一個(gè)四檔機(jī)械自動(dòng)變速器，一個(gè)行星排機(jī)構(gòu)，其中行星齒輪由太陽輪、齒圈、行星架和行星輪組成，四檔機(jī)械自動(dòng)變速器由常嚙合齒輪對(duì)O、P、Q、R，同步器M、N，軸G、H，輸出端組成，另外還有齒輪C、D及齒輪E、F組成的嚙合齒輪對(duì)，電機(jī)與齒輪D相連，通過離合器B與軸H相連，內(nèi)燃機(jī)通過離合器A與太陽輪相連，通過控制離合器A、B、制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)燃油動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)、或電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)、或混合動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式的切換；通過控制同步器M、N實(shí)現(xiàn)燃油動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)四個(gè)檔位的切換，或電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)四個(gè)檔位的切換，或燃油動(dòng)力源和電力動(dòng)力源混合驅(qū)動(dòng)四個(gè)檔位的切換。電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的電機(jī)可正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)為一檔位時(shí)，實(shí)現(xiàn)倒車運(yùn)行。電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，電機(jī)通過離合器B以及齒輪C兩條路徑帶動(dòng)太陽輪，并通過離合器A啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式中實(shí)施再生制動(dòng)模式，即輸出端為原輸入端，即電機(jī)；輸入端為原輸出端，即車輪的轉(zhuǎn)速，并且電機(jī)由驅(qū)動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)，能量從車輪到電機(jī)，實(shí)現(xiàn)四個(gè)檔位的再生制動(dòng)，在不同車速下以高效率進(jìn)行制動(dòng)回收。本發(fā)明所提供的一種基于機(jī)械自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，具有燃油動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)四檔，電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)四檔，燃油動(dòng)力源和電力動(dòng)力源混合驅(qū)動(dòng)四檔，具有的工作模式和檔位以及相應(yīng)部件狀態(tài)見表l所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>參一制動(dòng)器制動(dòng)、離合器結(jié)合；〇一制動(dòng)器器松開、離合器分離、同步器不結(jié)合；^~—同步器向左結(jié)合；—一同步器向右結(jié)合；齒輪C、D組成的嚙合齒輪對(duì)的傳動(dòng)比；^一齒輪E、F組成的嚙合齒輪對(duì)的傳動(dòng)比；/3—常嚙合齒輪對(duì)0的傳動(dòng)比；^一常嚙合齒輪對(duì)P的傳動(dòng)比；/5—常嚙合齒輪對(duì)Q的傳動(dòng)比；^一常嚙合齒輪對(duì)R的傳動(dòng)比；《行星排的特征參數(shù)一齒圈與太陽輪齒數(shù)比；一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；wm—電機(jī)轉(zhuǎn)速；w。一輸出轉(zhuǎn)速。本發(fā)明的優(yōu)越功效在于1)布置合理，結(jié)構(gòu)緊湊；2)滿足混聯(lián)以及電驅(qū)程度增加的發(fā)展趨勢(shì)，模式較多以及某一模式下檔位較多；3)利用行星排二自由度的特點(diǎn)，進(jìn)行混合驅(qū)動(dòng)時(shí)可實(shí)現(xiàn)某一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的無級(jí)變速；4)具有較多的電驅(qū)檔位，相反，當(dāng)再生制動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)的不同的車速可選擇不同的檔位，將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速置于最高發(fā)電效率的范圍內(nèi)，提高經(jīng)濟(jì)性；5)能夠保證任一模式下的各個(gè)檔位值在適當(dāng)?shù)姆秶?，通過匹配優(yōu)化能夠滿足整車動(dòng)力性對(duì)于檔位值的要求；6)可以完全利用現(xiàn)有的機(jī)械自動(dòng)變速器，對(duì)于研發(fā)和生產(chǎn)帶來一定的便利和經(jīng)濟(jì)性。圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式下的一檔驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本發(fā)明的電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式下的二檔驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖圖4為本發(fā)明的電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式下的三檔驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖圖5為本發(fā)明的電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式下的四檔驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖圖6為本發(fā)明的電機(jī)啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)模式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明的燃油動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式下的一檔驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖圖8為本發(fā)明的燃油動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式下的二檔驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖圖9為本發(fā)明的燃油動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式下的三檔驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖圖10為本發(fā)明的燃油動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式下的四檔驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明的混合驅(qū)動(dòng)模式下的一檔驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖圖12為本發(fā)明的混合驅(qū)動(dòng)模式下的二檔驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖圖13為本發(fā)明的混合驅(qū)動(dòng)模式下的三檔驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖圖14為本發(fā)明的混合驅(qū)動(dòng)模式下的四檔驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖圖15為本發(fā)明的停車發(fā)電模式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)號(hào)說明l一內(nèi)燃機(jī)；2—離合器A;3—齒輪C;4一齒圈；5—制動(dòng)器；6—行星架；7—齒輪E;8—同步器M;9—軸G;IO—同步器N;ll一輸出端；13—嚙合齒輪對(duì)P;15—嚙合齒輪對(duì)R;12—嚙合齒輪對(duì)0;14一嚙合齒輪對(duì)Q;16—軸H;18—離合器B;20—電機(jī)；22—太陽輪。17—齒輪F;19—齒輪D;21—行星輪;具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱附圖所示，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于機(jī)械自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，包括燃油動(dòng)力、電力動(dòng)力和一個(gè)動(dòng)力輸出端，該裝置設(shè)置有一個(gè)制動(dòng)器5，兩個(gè)離合器，一個(gè)四檔機(jī)械自動(dòng)變速器，一個(gè)行星排機(jī)構(gòu)，其中行星齒輪由太陽輪22、齒圈4、行星架6和行星輪21組成，四檔機(jī)械自動(dòng)變速器由常嚙合齒輪對(duì)012、P13、Q14、R15，同步器M8、NIO，軸G9、H16,輸出端11組成，另外還有齒輪C3、D19及齒輪E7、F17組成的嚙合齒輪對(duì)，電機(jī)20與齒輪D19相連，通過離合器B18與軸H16相連，內(nèi)燃機(jī)1通過離合器A2與太陽輪22相連，通過控制離合器A2、B18、制動(dòng)器5實(shí)現(xiàn)燃油動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)、或電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)、或混合動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式的切換；通過控制同步器M8、N10實(shí)現(xiàn)燃油動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)四個(gè)檔位的切換，或電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)四個(gè)檔位的切換，或燃油動(dòng)力源和電力動(dòng)力源混合驅(qū)動(dòng)四個(gè)檔位的切換。本發(fā)明提供電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式，如圖2所示，為電力動(dòng)力源一檔驅(qū)動(dòng)，離合器B18結(jié)合，離合器A2分離，制動(dòng)器5松開，同步器N10不結(jié)合，同步器M8向左結(jié)合，動(dòng)力傳遞路線如圖中粗實(shí)線所示；電機(jī)20可正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)為一檔位時(shí)，實(shí)現(xiàn)倒車運(yùn)行。如圖3所示，為電力動(dòng)力源二檔驅(qū)動(dòng)，離合器B18結(jié)合，離合器A2分離，制動(dòng)器5松開，同步器N10不結(jié)合，同步器M8向右結(jié)合，動(dòng)力傳遞路線如圖中粗實(shí)線所示。如圖4所示，為電力動(dòng)力源三檔驅(qū)動(dòng)，離合器B18結(jié)合，離合器A2分離，制動(dòng)器5松開，同步器M8不結(jié)合，同步器N10向左結(jié)合，動(dòng)力傳遞路線如圖中粗實(shí)線所示。如圖5所示，為電力動(dòng)力源四檔驅(qū)動(dòng)，離合器B18結(jié)合，離合器A2分離，制動(dòng)器5松開，同步器M8不結(jié)合，同步器N10向右結(jié)合，動(dòng)力傳遞路線如圖中粗實(shí)線所示。如圖6所示，在電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式下無論是行車啟動(dòng)或是駐車啟動(dòng)，電機(jī)20通過離合器B18以及齒輪C3兩條路徑帶動(dòng)太陽輪22，并通過離合器A2啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)1。電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式中實(shí)施再生制動(dòng)模式，即輸出端為原輸入端，即電機(jī)；輸入端為原輸出端，即車輪的轉(zhuǎn)速，并且電機(jī)由驅(qū)動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)，能量從車輪到電機(jī)，實(shí)現(xiàn)四個(gè)檔位的再生制動(dòng)，在不同車速下以高效率進(jìn)行制動(dòng)回收，能夠提高制動(dòng)回收效率。本發(fā)明提供燃油動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式，如圖7所示，為燃油動(dòng)力源一檔驅(qū)動(dòng)，離合器A2結(jié)合，制動(dòng)器5制動(dòng)，離合器B18分離，同步器N10不結(jié)合，同步器M8向左結(jié)合，動(dòng)力傳遞路線如圖中粗實(shí)線所示。如圖8所示，為燃油動(dòng)力源二檔驅(qū)動(dòng)，離合器A2結(jié)合，制動(dòng)器5制動(dòng)，離合器B18分離，同步器N10不結(jié)合，同步器M8向右結(jié)合，動(dòng)力傳遞路線如圖中粗實(shí)線所示。如圖9所示，為燃油動(dòng)力源三檔驅(qū)動(dòng)，離合器A2結(jié)合，制動(dòng)器5制動(dòng)，離合器B18分離，同步器M8不結(jié)合，同步器N10向左結(jié)合，動(dòng)力傳遞路線如圖中粗實(shí)線所示。如圖10所示，為燃油動(dòng)力源四檔驅(qū)動(dòng)，離合器A2結(jié)合，制動(dòng)器5制動(dòng)，離合器B18分離，同步器N10不結(jié)合，同步器M8向右結(jié)合，動(dòng)力傳遞路線如圖中粗實(shí)線所示。本發(fā)明提供燃油動(dòng)力源和電力動(dòng)力源混合驅(qū)動(dòng)模式，如圖11所示，為混合驅(qū)動(dòng)一檔，離合器A2結(jié)合，離合器B18分離，制動(dòng)器5松開，同步器N10不結(jié)合，同步器M8向左結(jié)合，動(dòng)力傳遞路線如圖中粗實(shí)線所示。如圖12所示，為混合驅(qū)動(dòng)二檔，離合器A2結(jié)合，離合器B18分離，制動(dòng)器5松開，同步器N10不結(jié)合，同步器M8向右結(jié)合，動(dòng)力傳遞路線如圖中粗實(shí)線所示。如圖13所示，為混合驅(qū)動(dòng)三檔，離合器A2結(jié)合，離合器B18分離，制動(dòng)器5松開，同步器M8不結(jié)合，同步器N10向左結(jié)合，動(dòng)力傳遞路線如圖中粗實(shí)線所示。如圖14所示，為混合驅(qū)動(dòng)四檔，離合器A2結(jié)合，離合器B18分離，制動(dòng)器5松開，同步器M8不結(jié)合，同步器N10向右結(jié)合，動(dòng)力傳遞路線如圖中粗實(shí)線所示。在以上混合驅(qū)動(dòng)的模式下，電機(jī)20由驅(qū)動(dòng)模式轉(zhuǎn)入發(fā)電模式，即可實(shí)現(xiàn)行車發(fā)電功能。由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速始終在一定范圍，通過匹配可以同時(shí)將電機(jī)20發(fā)電轉(zhuǎn)速控制在一定范圍，進(jìn)行高效率充電。如圖15所示，在車輛駐車的情況下，離合器A2結(jié)合，離合器B18分離，制動(dòng)器5松開，同步器M8、同步器N10不結(jié)合，動(dòng)力傳遞路線如圖中粗實(shí)線所示。權(quán)利要求1、一種基于機(jī)械自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，包括燃油動(dòng)力、電力動(dòng)力和一個(gè)動(dòng)力輸出端，其特征在于該裝置設(shè)置有一個(gè)制動(dòng)器，兩個(gè)離合器，一個(gè)四檔機(jī)械自動(dòng)變速器，一個(gè)行星排機(jī)構(gòu)，其中行星齒輪由太陽輪、齒圈、行星架和行星輪組成，四檔機(jī)械自動(dòng)變速器由常嚙合齒輪對(duì)O、P、Q、R，同步器M、N，軸G、H，輸出端組成，另外還有齒輪C、D及齒輪E、F組成的嚙合齒輪對(duì)，電機(jī)與齒輪D相連，通過離合器B與軸H相連，內(nèi)燃機(jī)通過離合器A與太陽輪相連，通過控制離合器A、B、制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)燃油動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)、或電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)、或混合動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式的切換；通過控制同步器M、N實(shí)現(xiàn)燃油動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)四個(gè)檔位的切換，或電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)四個(gè)檔位的切換，或燃油動(dòng)力源和電力動(dòng)力源混合驅(qū)動(dòng)四個(gè)檔位的切換。2、按權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)械自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的電機(jī)可正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)為一檔位時(shí)，實(shí)現(xiàn)倒車運(yùn)行。3、按權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)械自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，電機(jī)通過離合器B以及齒輪C兩條路徑帶動(dòng)太陽輪，并通過離合器A啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。4、按權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)械自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于-電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式中實(shí)施再生制動(dòng)模式，即輸出端為原輸入端，即電機(jī)；輸入端為原輸出端，即車輪的轉(zhuǎn)速，并且電機(jī)由驅(qū)動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)，能量從車輪到電機(jī)，實(shí)現(xiàn)四個(gè)檔位的再生制動(dòng)，在不同車速下以高效率進(jìn)行制動(dòng)回收。全文摘要一種基于機(jī)械自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置設(shè)置有一個(gè)制動(dòng)器，兩個(gè)離合器，一個(gè)四檔機(jī)械自動(dòng)變速器，一個(gè)行星排機(jī)構(gòu)，四檔機(jī)械自動(dòng)變速器由常嚙合齒輪對(duì)O、P、Q、R，同步器M、N，軸G、H，輸出端組成，另外還有齒輪C、D及齒輪E、F組成的嚙合齒輪對(duì)，電機(jī)與齒輪D相連，通過離合器B與軸H相連，內(nèi)燃機(jī)通過離合器A與太陽輪相連，通過控制離合器A、B、制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)燃油動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)、或電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)、或混合動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)模式的切換；通過控制同步器M、N實(shí)現(xiàn)燃油動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)四個(gè)檔位的切換，或電力動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)四個(gè)檔位的切換，或混合驅(qū)動(dòng)四個(gè)檔位的切換。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，模式較多以及某一模式下檔位較多。文檔編號(hào)F16H3/72GK101149096SQ20071004742公開日2008年3月26日申請(qǐng)日期2007年10月25日優(yōu)先權(quán)日2007年10月25日發(fā)明者吳光強(qiáng),朗羅,陳慧勇,陳曙光,鞠麗娟申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)