具有三離合自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種屬于混合動(dòng)力汽車(chē)和汽車(chē)變速器技術(shù)領(lǐng)域的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種具有三離合自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能、低排放等特點(diǎn)引起了汽車(chē)界的極大關(guān)注并成為汽車(chē)研究與開(kāi)發(fā)的一個(gè)重點(diǎn)?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中的變速器是保證發(fā)動(dòng)機(jī)以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在最佳輸出特性的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的關(guān)鍵部件。在混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型中，現(xiàn)有技術(shù)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的布置一般有兩種方式:一種是驅(qū)動(dòng)電機(jī)置于變速器之前，一種是驅(qū)動(dòng)電機(jī)置于變速器之后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的兩種不同位置對(duì)應(yīng)了兩種不同的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型，并各有優(yōu)缺點(diǎn)。
[0003]1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)置于變速器之前的構(gòu)型，具有以下優(yōu)點(diǎn):驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有可變減速比，當(dāng)電機(jī)工作在高轉(zhuǎn)速下時(shí)，通過(guò)改變減速比使其效率保持工作在較高的區(qū)域；但也有以下缺點(diǎn):在車(chē)輛的起步、加速、爬坡等需求功率較大時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、功率有可能受到變速器的最大承受能力的限制，最大功率及扭矩得不到充分發(fā)揮，存在功率浪費(fèi)問(wèn)題；
[0004]2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)置于變速器之后的構(gòu)型，具有以下優(yōu)點(diǎn):在車(chē)輛的起步、加速、爬坡等需求功率較大時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大驅(qū)動(dòng)扭矩以及功率不受變速器的最大承受能力所限制，不存在功率浪費(fèi)問(wèn)題；驅(qū)動(dòng)電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下效率高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)能得到充分的發(fā)揮；但也有以下缺點(diǎn):當(dāng)電機(jī)處于高轉(zhuǎn)速時(shí)，由于不經(jīng)過(guò)變速箱，沒(méi)有可變速比導(dǎo)致效率低下，提供給車(chē)輪的扭矩也會(huì)急劇下降。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)置于變速器之前的構(gòu)型和驅(qū)動(dòng)電機(jī)置于變速器之后的構(gòu)型沒(méi)有充分地利用發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的總功率或者沒(méi)有有效地控制在其最佳輸出特性的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中存在不能充分地利用發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的總功率或者驅(qū)動(dòng)電機(jī)不能始終運(yùn)行在其最佳輸出特性轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的問(wèn)題，提供了一種具有三離合自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及控制方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:所述的具有三離合自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括第一功率變換器、啟動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、第四離合器、第四離合器輸出軸端齒輪、驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸端齒輪、變速器輸入軸端齒輪、差速器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、儲(chǔ)能裝置、第二功率變換器與三離合自動(dòng)變速器。
[0008]第一功率變換器的正極接線柱與負(fù)極接線柱依次和儲(chǔ)能裝置的正極接線柱與負(fù)極接線柱電線連接，第二功率變換器的正極接線柱與負(fù)極接線柱依次和儲(chǔ)能裝置的正極接線柱與負(fù)極接線柱電線連接；啟動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)的輸出端與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入端采用V型皮帶連接；第四離合器的主動(dòng)件與發(fā)動(dòng)機(jī)上的飛輪采用法蘭固定連接，第四離合器的從動(dòng)件通過(guò)花鍵副與第四離合器輸出軸的左端固定連接，發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪套裝在第四離合器輸出軸的右端為固定連接；驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸端齒輪套裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上為固定連接，變速器輸入軸端齒輪套裝在三離合自動(dòng)變速器中的變速器輸入軸的左端為固定連接，第四離合器輸出軸端齒輪、驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸端齒輪與變速器輸入軸端齒輪依次嗤合連接；啟動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)上的電機(jī)集成式接線插口與第一功率變換器的集成式接線輸入插口電連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的集成式接線插口與第二功率變換器上的集成式接線輸入插口電連接；所述的三離合自動(dòng)變速器中的變速器輸出軸與差速器的輸入端固定連接。
[0009]技術(shù)方案中所述的三離合自動(dòng)變速器包括第一離合器組、第一輸入軸、第二離合器組、倒擋軸、第二中間軸、輸出軸、第三離合器、第一中間軸、第二輸入軸、變速器輸入軸、I號(hào)圓柱滾子軸承、2號(hào)圓柱滾子軸承、3號(hào)圓柱滾子軸承、4號(hào)圓柱滾子軸承、5號(hào)圓柱滾子軸承、6號(hào)圓柱滾子軸承、7號(hào)圓柱滾子軸承與8號(hào)圓柱滾子軸承。變速器輸入軸采用I號(hào)圓柱滾子軸承安裝在變速器殼體的左殼體壁上為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，變速器輸入軸的右端與第一離合器組中的第一離合器主動(dòng)鼓的中心處固定連接，第一離合器組中的第一離合器從動(dòng)鼓的中心處與第一輸入軸的左端固定連接，第二離合器組的第二離合器主動(dòng)鼓與第一離合器組中的第一離合器主動(dòng)鼓固定連接，第二輸入軸采用軸承套裝在第一輸入軸的左側(cè)為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二輸入軸的左端與第二離合器組的第二離合器從動(dòng)鼓的中心處固定連接，第一輸入軸的右端采用第三離合器與變速器輸出軸的左端連接，變速器輸出軸的右端采用6號(hào)圓柱滾子軸承安裝在變速器殼體的右殼體壁上為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，變速器輸入軸、第一離合器組、第二離合器組、第二輸入軸、第一輸入軸與變速器輸出軸的回轉(zhuǎn)軸線共線。第一中間軸采用7號(hào)圓柱滾子軸承與8號(hào)圓柱滾子軸承安裝在變速箱殼體的下端為轉(zhuǎn)動(dòng)連接；第二中間軸采用3號(hào)圓柱滾子軸承、5號(hào)圓柱滾子軸承安裝在變速箱殼體的上端為轉(zhuǎn)動(dòng)連接；倒擋軸采用2號(hào)圓柱滾子軸承、4號(hào)圓柱滾子軸承安裝在變速箱殼體上為轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
[0010]技術(shù)方案中所述的三離合自動(dòng)變速器還包括有倒擋軸上輸出端主動(dòng)齒輪、倒擋從動(dòng)齒輪、第四同步器、4擋從動(dòng)齒輪、第三同步器、倒擋軸輸入端從動(dòng)齒輪、3擋從動(dòng)齒輪、第二中間軸輸出端齒輪、變速器輸出軸從動(dòng)齒輪、第一中間軸輸出端齒輪、第一中間軸、3擋主動(dòng)齒輪、I擋/倒擋擋位主動(dòng)齒輪、I擋從動(dòng)齒輪、第一同步器、4擋主動(dòng)齒輪、2擋從動(dòng)齒輪、2擋主動(dòng)齒輪、第二同步器、第二輸入軸、變速器輸入軸與變速器殼體。一擋/倒擋主動(dòng)齒輪與三擋主動(dòng)齒輪安裝在第一輸入軸的右側(cè)；二擋主動(dòng)齒輪與四擋主動(dòng)齒輪安裝在第二輸入軸上，所有主動(dòng)齒輪均采用花鍵和第一輸入軸與第二輸入軸固定連接；1擋從動(dòng)齒輪、2擋從動(dòng)齒輪、第一中間軸輸出端齒輪、第一同步器與第二同步器安裝在第一中間軸上；第一同步器、第二同步器與第一中間軸采用花鍵副固定連接；I擋從動(dòng)齒輪、2擋從動(dòng)齒輪采用軸承與第一中間軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。3擋從動(dòng)齒輪、4擋從動(dòng)齒輪、倒擋二級(jí)從動(dòng)齒輪、第三同步器、第四同步器安裝在第二中間軸上；第三同步器、第四同步器與第二中間軸采用花鍵副固定連接；3擋從動(dòng)齒輪、4擋從動(dòng)齒輪與倒擋二級(jí)從動(dòng)齒輪采用軸承和第二中間軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接；倒擋一級(jí)從動(dòng)齒輪與倒擋二級(jí)主動(dòng)齒輪安裝在倒擋軸上；倒擋一級(jí)從動(dòng)齒輪與倒擋二級(jí)主動(dòng)齒輪采用花鍵副和倒擋軸固定連接。
[0011]技術(shù)方案中所述的第一中間軸位于第一輸入軸正下方，第一輸入軸與第一中間軸的回轉(zhuǎn)中心線相互平行地處于水平狀態(tài)，并處在同一個(gè)垂直平面內(nèi)，第一輸入軸與第一中間軸的回轉(zhuǎn)中心線的距離為變速器輸出軸從動(dòng)齒輪的半徑與第一中間軸輸出端齒輪的半徑之和，第二中間軸位于第一輸入軸的右側(cè)，第二中間軸與第一輸入軸的回轉(zhuǎn)中心線相互平行地處于同一水平面內(nèi)，第二中間軸與第一輸入軸的回轉(zhuǎn)中心線的距離為變速器輸出軸從動(dòng)齒輪的半徑與第二中間軸輸出端齒輪的半徑之和，倒擋軸位于第一輸入軸與第二中間軸的上方，倒擋軸的回轉(zhuǎn)中心線和第一輸入軸與第二中間軸的回轉(zhuǎn)中心線平行，倒擋軸的回轉(zhuǎn)中心線與第一輸入軸的回轉(zhuǎn)中心線的距離為I擋/倒擋擋位主動(dòng)齒輪的半徑與倒擋軸上輸入端從動(dòng)齒輪的半徑之和，倒擋軸的回轉(zhuǎn)中心線與第二中間軸的回轉(zhuǎn)中心線的距離為倒擋軸上輸出端主動(dòng)齒輪的半徑與倒擋從動(dòng)齒輪的半徑之和。
[0012]技術(shù)方案中所述的一擋/倒擋主動(dòng)齒輪與I擋從動(dòng)齒輪、二擋主動(dòng)齒輪與2擋從動(dòng)齒輪、三擋主動(dòng)齒輪與3擋從動(dòng)齒輪、四擋主動(dòng)齒輪與4擋從動(dòng)齒輪、一擋/倒擋主動(dòng)齒輪與倒擋一級(jí)從動(dòng)齒輪和倒擋軸上輸出端主動(dòng)齒輪與倒擋從動(dòng)齒輪都處于常嚙合連接；第二中間軸從動(dòng)齒輪、變速器輸出軸從動(dòng)齒輪與第一中間軸從動(dòng)齒輪依次處于常嚙合連接。
[0013]—種具有三離合自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的三離合自動(dòng)變速器的控制方法，其步驟如下:
[0014]I)所述的整車(chē)控制器根據(jù)車(chē)速、加速踏板行程、制動(dòng)踏板行程與電池SOC利用所述的整車(chē)控制策略得到整車(chē)需求扭矩、所需三離合自動(dòng)變速器傳動(dòng)比，輸出驅(qū)動(dòng)模式、所需擋位Gears即I一4擋或者倒擋給變速器控制器；
[0015]2)變速器控制器根據(jù)整車(chē)控制器發(fā)來(lái)的整車(chē)驅(qū)動(dòng)模式Mode、車(chē)速、所需擋位確定具體傳遞路線，其步驟為:
[0016](I)當(dāng)整車(chē)車(chē)速小于某一特定速度值Vmin且驅(qū)動(dòng)模式Mode為純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)或者混合驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，則選擇第一條動(dòng)力傳動(dòng)路線