专利名称：双离合器混合动力汽车传动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车传动系统，特别是一种混合动力汽车传动系统。
背景技术：
随着世界能源紧张及人们环保意识的增强，安全、节能、环保成为汽车发展的主题，同时由于纯电动汽车、燃料电池汽车关键技术的瓶颈制约，混合动力汽车成为合乎时宜的选择，事实也证明这种选择能够取得较满意的结果。
目前国内混合动力汽车的开发主要集中在城市公交车和轿车的开发，将混合动力的开发渗透到其他中重型车辆中还未涉及。传统中重型车辆通常由于变速器速比范围大、档位多而结构复杂、占用空间大。将双离合器自动变速系统与混合动力汽车开发相结合，美国通用汽车公司做了这方面的研究，但所设计的混合动力汽车传动系统，工作模式虽多，但没有采用行星齿轮机构，使结构复杂不紧凑。北京理工大学在专利申请号为200310115399.X的专利中，提出了行星齿轮机构与其他变速器相结合的混合动力汽车驱动系统，但其结构不但复杂、而且行星齿轮机构简单连接。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单紧凑、档位数目多、控制简单、具有多种工作模式的中重型混合动力汽车传动系统。
本发明所涉及一种混合动力汽车传动系统，它包括内燃机、离合器2和3、四档双离合器自动变速器，其中四档双离合器自动变速器由轴9、轴13、轴18、一档齿轮11和22、二档齿轮12和21、三档齿轮10和24、四档齿轮16和19、常啮合齿轮15和17及同步器20和23，一档齿轮11和三档齿轮10与轴9相连，二档齿轮12和四档齿轮16与轴13相连，齿轮17和同步器20、23与轴18相连，齿轮15与输出端相连，其特征在于两离合器与轴9及轴13之间连接有行星齿轮机构，使内燃机通过离合器2与齿圈相连，齿圈与轴13相连；使内燃机通过离合器3与行星架相连，行星架与电机转子和轴9相连，太阳轮固定。
本发明所涉及的混合动力汽车用传动系统，在内燃机驱动模式下共有8个前进档位。其实现方式及部分工作模式见表1。档位设置按等比q设置，则齿圈与太阳轮齿数比β满足如下关系q=i1i2=i2i3=i3i4=......=i7i8=β+1β]]>
本发明利用传统汽车双离合器自动变速器(DCT)与单排行星齿轮机构的优点，结合混合动力汽车传动系统开发的需要，对行星齿轮机构的构件连接、双离合器自动变速器档位设置进行创新设计，使之满足中重型多档位混合动力汽车开发的需要，满足各种工况使用要求，克服目前混合动力汽车传动系统存在的不足。
表1附图1系统所涉及的部分工作模式
表中“√”表示离合器接合；“×”表示离合器分离。
本发明所涉及的附图2所示的混合动力汽车传动系统的结构特点是制动器27与轴13相连，太阳轮8、电机转子4和制动器26三者相连。其具体工作模式可以参照以上对附图1的工作模式进行类似分析，其工作模式见表2。
表2附图2工作模式
表中“√”表示离合器或制动器接合，“×”表示离合器或制动器分离；“in′”表示各自对应的工作模式中DCT的速比；“ne”为内燃机的转速，“no”为系统输出转速，“nm”为电机转子的转速。
在本发明所涉及的双离合器混合动力汽车传动系统中，通过控制离合器2和3以及双离合器自动变速器的档位状态使汽车具有前进档多，整体结构紧凑，并使整车具有内燃机驱动、纯电动驱动、混合驱动、再生制动等多种工作模式，适合多种类型的混合动力汽车动力系统。
图1为本发明所涉及的混合动力汽车传动系统的结构连接示意图。
图2为基于图1传动系统变形结构连接示意图。
图1～2中1-内燃机 2、3-离合器 4-电机转子 5-电机定子 6-齿圈 7-行星架 8-太阳轮 9、13、18-轴 10、24-三档齿轮 11、22-一档齿轮 12、21-二档齿轮 16、19-四档齿轮 14-输出端 15、17-常啮合齿轮 20-双离合器自动变速器二四档同步器 23-双离合器自动变速器一三档同步器 25-行星轮 26、27-制动器具体实施方式
结合附图1所示的混合动力汽车传动系统对本发明的各工作模式说明如下1).电机启动内燃机模式此时，不管是汽车处于驻车状态，还是纯电动行车状态，只要将离合器2或3接合，便可以电机为动力源启动内燃机。
2).内燃机驱动模式I.内燃机一、五档驱动在本发明所涉及的混合动力汽车用传动系统中，控制离合器2接合、离合器3分离，同步器23接合齿轮22(或齿轮24)。此时，行星排起减速作用，速比为q。动力传递路线为内燃机-离合器2-齿圈-行星架-轴9-DCT一档齿轮11、22(或DCT三档齿轮10、24)-同步器23-轴18-齿轮17、15-输出端。
II.内燃机二、六档驱动在内燃机一档(或五档)驱动模式中，控制离合器2分离、离合器3接合，其他元件状态不变，此时，行星排不起减速作用。动力传递路线为内燃机-离合器3-行星架-轴9-DCT一档齿轮11、22(或DCT三档齿轮10、24)-同步器23-轴18-齿轮17、15-输出端。
III.内燃机三、七档驱动在本发明所涉及的混合动力汽车用传动系统中，控制离合器2接合、离合器3分离，同步器20接合齿轮21(或齿轮20)。此时，行星排不起减速作用。动力传递路线为内燃机-离合器2-齿圈-轴13-DCT三档齿轮12、21(或DCT四档齿轮16、19)-同步器20-轴18-齿轮17、15-输出端。
IV.内燃机四、八档驱动在内燃机三档(或七档)驱动模式中，控制离合器3接合，离合器2分离，其他元件状态不变。此时，行星起增速作用，速比为q-1。动力传递路线为内燃机-离合器3-行星架-齿圈-轴13-DCT三档齿轮12、21(或DCT四档齿轮16、19)-同步器20-轴18-齿轮17、15-输出端。
3).纯电动驱动模式I.前进档纯电动工作模式在本发明所涉及混合动力汽车用传动系统中，离合器2、3分离。双离合器自动变速器有四个档位，选择其中的一、三档，纯电动行驶对应有两个档位。动力传递路线均为电机转子-行星架-轴9-DCT一档齿轮11、22(或DCT三档齿轮10、24)-同步器23-轴18-齿轮17、15-输出端。
II.纯电动倒车工作模式在本发明所涉及的混合动力汽车传动系统中，各元件状态和动力传递路线同前进纯电动一档工作模式，只是此时电机反转。
4).内燃机、电机混合驱动模式在以上各内燃机驱动模式中，控制电机由空转状态进入电动状态即可实现混合驱动模式。
5).行车发电模式在以上各内燃机驱动模式中，控制电机由空转状态进入发电状态即可实现行车发电模式。
6).停车发电模式在本发明所涉及的混合动力汽车用传动系统中。在电池电量过低或者某些意外情况下需要电功率输出时，可以利用内燃机为动力源进行发电。此时，离合器3接合、离合器2分离，变速器处于空档。动力传递路线为内燃机-离合器3-行星架-电机转子，后经逆变器至车载电池。
权利要求
1.一种双离合器混合动力汽车传动系统，包括内燃机(1)、离合器(2)和(3)、四档双离合器自动变速器，其中四档双离合器自动变速器由轴(9)、轴(13)、轴(18)、一档齿轮(11)和(22)、二档齿轮(12)和(21)、三档齿轮(10)和(24)、四档齿轮(16)和(19)、常啮合齿轮(15)和(17)及同步器(20)和(23)，一档齿轮(11)和三档齿轮(10)与轴(9)相连，二档齿轮(12)和四档齿轮(16)与轴(13)相连，齿轮(17)和同步器(20)、(23)与轴(18)相连，齿轮(15)与输出端(14)相连，其特征在于两离合器与轴(9)及轴(13)之间连接有行星齿轮机构，使内燃机(1)通过离合器(2)与齿圈(6)相连，齿圈(6)与轴(13)相连；使内燃机(1)通过离合器(3)与行星架(7)相连，行星架(7)与电机转子(4)和轴(9)相连，太阳轮(8)固定。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车传动系统，其特征在于制动器(27)与轴(13)相连，太阳轮(8)、电机转子(4)和制动器(26)三者相连。
全文摘要
一种双离合器混合动力汽车传动系统。它由内燃机1、离合器2和3、电机转子4、电机定子5、四档双离合器自动变速器、单行星排机构及输出端组成。其特征在于内燃机1通过离合器2与齿圈6相连，齿圈6与轴13相连，内燃机1通过离合器3与行星架7相连，行星架7与电机转子4和轴9相连，太阳轮8固定。本发明采用单排行星齿轮机构与四档双离合器自动变速器相结合，在不增加控制元件的基础上实现档位数量翻倍，并使之具有内燃机驱动、电动、混合驱动、再生制动等多种工作模式，适合中重型混合动力汽车的动力传动系统。
文档编号F16H61/32GK101021244SQ20071007829
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月15日 优先权日2007年3月15日
发明者游国平, 胡建军, 秦大同 申请人:重庆大学