本實用新型涉及一種油電混合動力自動變速器，屬于變速器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前常見的油電混合動力汽車變速器均采用單排或雙排行星輪系將發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的動力合成并分配而構(gòu)成動力合成組件。當(dāng)發(fā)動機(jī)或電機(jī)單獨驅(qū)動時，分別最多只能實現(xiàn)4或3個前進(jìn)檔位，不能充分提高發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。采用多個檔位的混合動力自動變速器對保持發(fā)動機(jī)工作的高效區(qū)，降低整車油耗，提高混合動力汽車的動力性、延長續(xù)駛里程具有重要意義。

中國專利文件(申請?zhí)?01220408038.9)，公開了一種混合動力驅(qū)動裝置，包括發(fā)動機(jī)、第一電機(jī)、第二電機(jī)、行星齒輪構(gòu)件，其特征在于，還包括設(shè)置于發(fā)動機(jī)與第一電機(jī)之間的第一離合裝置、發(fā)動機(jī)與行星齒輪構(gòu)件之太陽輪之間的第二離合裝置、設(shè)置于齒圈與車體固定件之間的第三離合裝置以及設(shè)置于第二電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子之間的第四離合裝置。該驅(qū)動裝置利用離合裝置與一套行星齒輪機(jī)構(gòu)相配合，實現(xiàn)車輛三檔以上輸出。該專利采用單排行星輪系將發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的動力合成并分配而構(gòu)成混合動力驅(qū)動裝置，該裝置不能夠?qū)崿F(xiàn)多檔驅(qū)動，不能夠有效提高發(fā)動機(jī)的工作效率。

中國專利文件(申請?zhí)?00680027536.6)，公開了一種采用雙馬達(dá)分離方式的混合動力驅(qū)動裝置，其可以確保低速范圍的加速性能，并且高速范圍的燃油效率也很高。具備與發(fā)動機(jī)驅(qū)動連結(jié)的輸入軸、與車輪驅(qū)動連結(jié)的輸出軸，具備第一電動機(jī)及第二電動機(jī)，具備依轉(zhuǎn)速的順序構(gòu)成第一、第二、第三旋轉(zhuǎn)要素的動力分配用行星齒輪，其中第一電動機(jī)與第一旋轉(zhuǎn)要素連接，輸入軸與第二旋轉(zhuǎn)要素連接，中間傳動軸和第二電動機(jī)與第三旋轉(zhuǎn)要素連接，并且具備變速器，其具有多個變速級，將從中間傳動軸傳遞來的動力向輸出軸輸出，該變速器的多個變速級至少具備增速變速級和減速變速級。該專利采用雙排行星行星輪系將發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的動力合成并分配，串聯(lián)兩個單排行星行星輪系構(gòu)成的變速器而形成雙馬達(dá)分離方式的混合動力驅(qū)動裝置，驅(qū)動檔位選擇性小，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種油電混合動力自動變速器，該裝置將三個單排行星行星輪系并聯(lián)的混合動力自動變速器結(jié)構(gòu)，可提供純電動驅(qū)動、發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動、混合驅(qū)動、行車發(fā)電和再生制動5種工作模式，在純電動驅(qū)動和發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動時，共可獲得9個前進(jìn)擋，2個倒退檔，且發(fā)動機(jī)、電機(jī)等動力系統(tǒng)以及離合器、制動器等結(jié)合元件具有合理的布置，整體結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種油電混合動力自動變速器，包括動力系統(tǒng)、帶有結(jié)合元件的傳動系統(tǒng)；

動力系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)E、電機(jī)M1、電機(jī)M2；

傳動系統(tǒng)包括三個單排行星行星排，行星排包括太陽輪、行星輪、齒圈和行星架，三個行星排并聯(lián)連接，其中一個行星排連接輸出軸；

結(jié)合元件包括離合器、制動器；

動力系統(tǒng)通過離合器與行星排相連，制動器與行星排相連。

根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，離合器和制動器的數(shù)量均為四個，四個離合器分別為離合器C1、離合器C2、離合器C3、離合器C4，四個制動器分別為制動器B1、制動器B2、制動器B3、制動器B4；

三個行星排分別為行星排X1、行星排X2、行星排X3，行星排X1包括太陽輪S1、行星輪P1、齒圈R1、行星架PC1，行星排X2包括太陽輪S2、行星輪P2、齒圈R2、行星架PC2，行星排X3包括太陽輪S3、行星輪P3、齒圈R3、行星架PC3；

行星排X1的行星架PC1與行星排X2的太陽輪S2相連；行星排X1的太陽輪S1與行星排X2的行星架PC2相連；行星排X2的行星架PC2與行星排X3的太陽輪S3相連；行星排X2的齒圈R2與行星排X3的齒圈R3相連。使得行星排X1、X2、X3形成并聯(lián)方式連接。

進(jìn)一步優(yōu)選的，電機(jī)M1通過離合器C1與行星排X1的齒圈R1相連；電機(jī)M2通過離合器C4與行星排X3的齒圈R3相連；發(fā)動機(jī)E通過離合器C2與行星排X1的行星架PC1相連；發(fā)動機(jī)E通過離合器C3與行星排X3的太陽輪S3相連。

進(jìn)一步優(yōu)選的，制動器B1與齒圈R1連接；制動器B2與行星架PC1連接；制動器B3與行星架PC2連接；制動器B4與齒圈R3連接。

進(jìn)一步優(yōu)選的，行星排X3的行星架PC3與輸出軸相連。

利用上述油電混合動力自動變速器進(jìn)行純電動驅(qū)動時，包括步驟如下：

靜止?fàn)顟B(tài)下，接合離合器C1，使電機(jī)M1進(jìn)入工作狀態(tài)，此時齒圈R1作為動力輸入件，若制動器B4工作制動齒圈R3，實現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動起步；若制動器B3工作制動行星架PC2，實現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動倒檔；

行駛狀態(tài)下，離合器C4接合電機(jī)M2工作，此時齒圈R3作為動力輸入件，制動器B3、制動器B2、制動器B1分別制動行星架PC2、行星架PC1、齒圈R1時，獲得3個減速檔，分別為電機(jī)驅(qū)動減速1檔、電機(jī)驅(qū)動減速2檔、電機(jī)驅(qū)動減速3檔。

純電動驅(qū)動時，利用上述油電混合動力自動變速器進(jìn)行行車發(fā)電的步驟如下：在電機(jī)驅(qū)動減速1檔或電機(jī)驅(qū)動減速2檔時，接合離合器C1，啟用電機(jī)M1為發(fā)電機(jī)，電機(jī)M2的一部分能量分流至電機(jī)M1轉(zhuǎn)化為電能存儲至蓄電池中。

利用上述油電混合動力自動變速器進(jìn)行發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動時，包括步驟如下：

靜止?fàn)顟B(tài)下，若電量低至不足以驅(qū)動車輛起步時，接合離合器C2，發(fā)動機(jī)E工作，此時行星架PC1作為動力輸入件，若制動器B4制動齒圈R3實現(xiàn)發(fā)動機(jī)驅(qū)動起步；若制動器B3制動行星架PC2實現(xiàn)發(fā)動機(jī)驅(qū)動倒檔；

行駛狀態(tài)下，純電動驅(qū)動滿足不了行駛要求時，接合離合器C2發(fā)動機(jī)E工作，此時行星架PC1作為動力輸入件，制動器B4制動齒圈R3，進(jìn)入發(fā)動機(jī)驅(qū)動減速1檔；分離離合器C2，接合離合器C3發(fā)動機(jī)E工作，此時太陽輪S3作為動力輸入件，制動器B4制動齒圈R3，進(jìn)入發(fā)動機(jī)驅(qū)動減速2檔；分離制動器B4，接合離合器C3、離合器C2，此時太陽輪S3和行星架PC1共同作為動力輸入件，進(jìn)入直接檔；分離離合器C2，保留離合器C3結(jié)合，此時太陽輪S3作為動力輸入件，制動器B1制動齒圈R1，進(jìn)入超速1檔；分離制動器B1，制動器B2制動行星架PC1，進(jìn)入超速2檔。

發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動時，利用上述油電混合動力自動變速器進(jìn)行行車發(fā)電的步驟如下：在發(fā)動機(jī)驅(qū)動減速1檔或發(fā)動機(jī)驅(qū)動減速2檔時，接合離合器C1，啟用電機(jī)M1為發(fā)電機(jī)；在直接檔或超速2檔時，接合離合器C1和離合器C4，啟用電機(jī)M1和電機(jī)M2為發(fā)電機(jī)；在超速1檔時接合離合器C4，啟用電機(jī)M2為發(fā)電機(jī)。發(fā)動機(jī)E的一部分能量分流至電機(jī)M1或(和)M2，轉(zhuǎn)化為電能存儲至蓄電池中。

利用上述油電混合動力自動變速器進(jìn)行聯(lián)合驅(qū)動時，包括步驟如下：

結(jié)合離合器C3和離合器C4，其他結(jié)合元件不工作，由電機(jī)M2和發(fā)動機(jī)E分別帶動S3和R3共同驅(qū)動PC3輸出，實現(xiàn)聯(lián)合驅(qū)動車輛前進(jìn)。

聯(lián)合驅(qū)動時，利用上述油電混合動力自動變速器進(jìn)行行車發(fā)電的步驟如下：接合離合器C1，啟用電機(jī)M1為發(fā)電機(jī)，發(fā)動機(jī)E和電機(jī)M2一部分能量分流至電機(jī)M1，轉(zhuǎn)化為電能存儲至蓄電池中。

利用上述油電混合動力自動變速器進(jìn)行再生制動時，包括步驟如下：

接合離合器C1和離合器C4，啟用電機(jī)M1與電機(jī)M2為發(fā)電機(jī)，將制動剎車產(chǎn)生的能量通過電機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)化為電能存儲至蓄電池中。

本實用新型的有益效果在于：

利用本實用新型的技術(shù)方案能提供純電動驅(qū)動、發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動、聯(lián)合驅(qū)動、行車發(fā)電、再生制動5種工作模式。純電動驅(qū)動模式下可提供4個前進(jìn)檔；發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動模式下可提供5個前進(jìn)檔。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，更有效發(fā)揮發(fā)動機(jī)的高效工作區(qū)，進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)能減排。

本實用新型提供兩種起步方案，在電量充足情況下，利用電機(jī)M1起步；在電量低情況下，利用發(fā)動機(jī)起步。在城市低速行駛路況下，電機(jī)M2驅(qū)動車輛前進(jìn)，可產(chǎn)生3個前進(jìn)檔；車輛處于爬坡等需要大轉(zhuǎn)矩的行駛工況時，電機(jī)M2與發(fā)動機(jī)聯(lián)合工作驅(qū)動車輛。

本實用新型的技術(shù)方案在電池容量低時，電機(jī)M1、M2同時或分別進(jìn)入發(fā)電機(jī)模式為蓄電池充電。

本實用新型的技術(shù)方案在中等制動強(qiáng)度或長下坡制動時，電機(jī)M1、M2同時進(jìn)入發(fā)電機(jī)模式回收制動能量。

本實用新型的技術(shù)方案中，各檔位只需2個結(jié)合元件工作，換檔控制方便。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：M1為電機(jī)；M2為電機(jī)；E為發(fā)動機(jī)；C1為離合器；C2為離合器；C3為離合器；C4為離合器；B1為制動器；B2為制動器；B3為制動器；B4為制動器；R1為齒圈；R2為齒圈；R3為齒圈；P1為行星輪；P2為行星輪；P3為行星輪；PC1為行星架；PC2為行星架；PC3為行星架；S1為太陽輪；S2為太陽輪；S3為太陽輪；O為輸出軸；X1為行星排；X2為行星排；X3為行星排。

具體實施方式

下面通過實施例并結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明，但不限于此。

實施例1：

本實施例提供的一種油電混合動力自動變速器，包括帶有結(jié)合元件的傳動系統(tǒng)；其特征在于：所述動力系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)E、電機(jī)M1、電機(jī)M2；所述傳動系統(tǒng)包括行星排X1、行星排X2、行星排X3以及離合器C1、離合器C2、離合器C3、離合器C4、制動器B1、制動器B2、制動器B3、制動器B4等結(jié)合元件。

行星排X1由太陽輪S1、行星輪P1、行星架PC1、齒圈R1組成；行星排X2由太陽輪S2、行星輪P2、行星架PC2、齒圈R2組成；行星排X3由太陽輪S3、行星輪P3、行星架PC3、齒圈R3組成。

太陽輪S1、行星架PC2、太陽輪S3三個構(gòu)件相連；行星架PC1和太陽輪S2相連；齒圈R2和齒圈R3相連；行星架PC3與輸出軸O相連。

電機(jī)M1通過離合器C1與齒圈R1連接；電機(jī)M2通過離合器C4與齒圈R3連接；發(fā)動機(jī)E通過離合器C2、離合器C3分別與行星架PC1、太陽輪S3連接。

制動器B1與齒圈R1相連；制動器B2與行星架PC1相連；制動器B3與行星架PC2相連；制動器B4與齒圈R3相連。

實施例2：

利用實施例1提供的一種油電混合動力自動變速器，可實現(xiàn)純電動驅(qū)動工作模式，純電動驅(qū)動模式下能實現(xiàn)4個前進(jìn)檔和1個倒檔，具體實施方案見表1。

接合離合器C1電機(jī)M1工作，齒圈R1作為動力輸入件，若制動器B4工作制動齒圈R3，實現(xiàn)驅(qū)動起步；若制動器B3工作制動行星架PC2，實現(xiàn)倒檔。

低速行駛工況下，使車輛工作在純電動驅(qū)動模式下，離合器C4接合電機(jī)M2工作，齒圈R3作為動力輸入件，制動器B3、制動器B2、制動器B1分別制動行星架PC2、行星架PC1、齒圈R1時，可獲得3個減速檔。

表1純電動驅(qū)動模式傳動情況

實施例3：

利用實施例1提供的一種油電混合動力自動變速器，可實現(xiàn)發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動工作模式，發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動模式下能實現(xiàn)5個前進(jìn)檔和1個倒檔，具體實施方案見表2。

若電量低至不足以驅(qū)動車輛起步時，接合離合器C2，發(fā)動機(jī)E工作，行星架PC1作為動力輸入件，若制動器B4制動齒圈R3，進(jìn)入發(fā)動機(jī)驅(qū)動減速1檔，驅(qū)動起步前進(jìn)；若制動器B3制動行星架PC2實現(xiàn)倒檔。分離離合器C2，接合離合器C3發(fā)動機(jī)E工作，太陽輪S3作為動力輸入件，制動器B4制動齒圈R3，進(jìn)入發(fā)動機(jī)驅(qū)動減速2檔；分離制動器B4，接合離合器C3、離合器C2，太陽輪S3和行星架PC1共同作為動力輸入件，進(jìn)入直接檔；分離離合器C2，保留離合器C3結(jié)合，太陽輪S3作為動力輸入件，制動器B1制動齒圈R1，進(jìn)入超速1檔；分離制動器B1，制動器B2制動行星架PC1，進(jìn)入超速2檔。

表2發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動工作模式傳動情況

實施例4：

利用實施例1提供的一種油電混合動力自動變速器，可實現(xiàn)聯(lián)合驅(qū)動工作模式，聯(lián)合驅(qū)動模式實施方式如下：

車輛處于加速、爬坡、重載等需要大轉(zhuǎn)矩的行駛工況時，切換至聯(lián)合驅(qū)動模式，結(jié)合離合器C3和離合器C4，由電機(jī)M2和發(fā)動機(jī)E聯(lián)合驅(qū)動車輛前進(jìn)。

實施例5：

利用實施例1提供的一種油電混合動力自動變速器，當(dāng)電池電量較低或負(fù)荷較低時，啟用電機(jī)以發(fā)電模式工作，為蓄電池充電。在不同的驅(qū)動模式下，行車發(fā)電模式實施方式見表3。

純電動驅(qū)動時，在電機(jī)驅(qū)動減速1檔和電機(jī)驅(qū)動減速2檔時接合離合器C1，啟用電機(jī)M1為發(fā)電機(jī)，電機(jī)M2的一部分能量分流至電機(jī)M1轉(zhuǎn)化為電能存儲至蓄電池中。

發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動時，在發(fā)動機(jī)驅(qū)動減速1檔和發(fā)動機(jī)驅(qū)動減速2檔時接合離合器C1，啟用電機(jī)M1為發(fā)電機(jī)；直接檔和超速2檔時接合離合器C1和離合器C4，啟用電機(jī)M1和電機(jī)M2為發(fā)電機(jī)；超速1檔時接合離合器C4，啟用電機(jī)M2為發(fā)電機(jī)。發(fā)動機(jī)E的一部分能量分流至電機(jī)M1或(和)M2，轉(zhuǎn)化為電能存儲至蓄電池中。

聯(lián)合驅(qū)動時，接合離合器C1，啟用電機(jī)M1為發(fā)電機(jī)，發(fā)動機(jī)E和電機(jī)M2一部分能量分流至電機(jī)M1，轉(zhuǎn)化為電能存儲至蓄電池中。

表3行車發(fā)電模式電機(jī)工作狀態(tài)

實施例6：

利用實施例1提供的一種油電混合動力自動變速器，其再生制動模式實施方式如下：

中等制動強(qiáng)度及長下坡制動時，接合離合器C1和離合器C4，啟用電機(jī)M1與電機(jī)M2為發(fā)電機(jī)，將制動剎車產(chǎn)生的能量通過電機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)化為電能存儲至蓄電池中。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通過閱讀本實用新型的說明書而對本實用新型技術(shù)方案采取的任何等效變換，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。