专利名称：混合动力汽车的一种新型驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及混合动力汽车的一种新型驱动系统，该系统使用了行星齿轮变速器，使内燃机和电动机实现协同工作。
背景技术：
能源的匮乏和内燃机汽车对大气的严重污染推动了混合动力驱动系统的发展。混合动力驱动系统综合了内燃机和电机驱动系统的优点，在大幅度改善能耗和排放的同时，获得内燃机汽车驱动系统同样的性能，极具市场化前景。
目前，公知的混合动力汽车驱动系统从结构上分为串联、并联和混联三种模式。串联混合动力驱动系统虽然使内燃机运行在稳定工况，却不允许内燃机或电动机单独驱动车辆，未能充分发挥内燃机和电动机优势。现有的并联和混联方式的混合动力汽车驱动系统结构复杂，部件较多，导致对内燃机和电机控制困难。附图2所示为目前先进的混合动力驱动系统，内燃机、电动机转矩通过常啮合齿轮对汇入变速箱直至两侧车轮，两传动轴转速比固定使内燃机和电动机转速相互影响，增大了内燃机和电动机控制难度。
发明内容
本发明目的是提供一种可应用于混合动力汽车的新型驱动系统，以克服目前混合动力汽车驱动系统存在的不足，改善混合动力汽车使用性能、燃油经济性和排放。本发明使用了行星齿轮变速器对内燃机和电动机进行动力合成，实现了双动力源协同工作。
本发明第一结构特点是内燃机经过第一个离合器和第一个制动器和行星齿轮变速器太阳轮相连，电动机经过第二个制动器和行星齿轮变速器齿圈相连。第一个制动器经过第一个变速器与行星齿轮变速器太阳轮相连。第二个制动器经过第二个变速器与行星齿轮变速箱齿圈相连，也经过第二个离合器与第二个变速器相连。第二个制动器通过一个中间轮和行星齿轮变速器齿圈相连。
本发明第二结构特点是内燃机经过第一个离合器和第一个制动器与行星齿轮变速器太阳轮相连。电机经过第二个制动器和行星齿轮变速器齿圈相连。行星齿轮变速器行星架经过第三个制动器和第三个离合器与主减速器相连。第一个制动器经过第一个变速器和行星齿轮太阳轮相连。第二个制动器经过第二个变速器与电机相连，也经过第二个离合器与第二个变速器相连。第二个制动器经过中间轮与行星齿轮变速器齿圈相连。行星齿轮变速器行星架通过第三个变速器与第三个制动器相连。
本发明采用单向离合器把内燃机和传动轴相连，该离合器输出轴经过的变速器与行星齿轮变速箱太阳轮相连，设计了可以锁止行星齿轮变速器太阳轮的制动器。电动机经过变速器、离合器、制动器、中间轮和行星齿轮变速器齿圈相连，设计了可以锁止行星齿轮变速器齿圈的制动器。电动机经过电机控制单元与电池组相连。行星齿轮变速器行星架经过变速器、制动器、离合器和主减速器相连，设计了可以锁止行星架的制动器。
本发明的工作原理为利用3个制动器对行星齿轮变速箱的3个传动轴进行锁止控制(同时只能完全锁止三个中的一个)，同时配合离合器的分离与结合，实现了多种传动方式。本发明简化了驱动系统的控制。能够把内燃机工况控制在一定区域，在循环工况中调节内燃机运行区域，改善燃油经济性和排放性能。同时控制循环工况始末电池组处于相同的荷电状态避免了降低续驶里程。
图1是本发明驱动结构示意图。图中1-发动机，2、6、15-离合器，3、7、12-制动器，4-电机控制单元，5-电池组，8-中间轮，9-齿圈，10-行星架，11、17、18-变速器，13-车轮，14-主减速器，16-太阳轮，19-电动机。
图2是目前一种使用常啮合齿轮作为动力合成装置的并联混合系统简要示意图。图中1-电动机，2、6-离合器，3、5-常啮合齿轮，4-变速器，7-发动机。
具体实施例方式
参照图1，本发明由内燃机1、电动机19、离合器2、离合器6、离合器15、制动器3、制动器7、制动器12、电池组5、电机控制单元4、变速器17、变速器18、变速器11、主减速器14、驱动车轮13、行星齿轮变速器(由太阳轮17、齿圈9和行星架10组成)、中间轮8组成。
本发明使用行星齿轮变速器作为内燃机和电动机动力合成装置。离合器2、6和15在需要时可以分开，切断动力。制动器3、7、12可分别对行星齿轮变速箱的太阳轮16、齿圈9和行星架10进行锁止，较好满足多种工况行驶要求。
本发明工作模式包括纯电动工况在启动时或对排放要求严格的城区行驶时使用纯电动模式。此时内燃机1关闭，制动器3锁止传动轴，制动器7、12不作用，离合器6、15均结合。动力传递路线为电动机19-变速器18-离合器16-中间轮8-齿圈9-行星架10-变速器11-离合器15-主减速器14-车轮13。
混合驱动工况在加速或爬坡需求功率较大时，内燃机1和电动机19实现混合驱动。此时离合器2、6、15均结合，制动器3、7、12均不起作用。动力传动路线为两条一是电动机19-变速器18-离合器16-中间轮8-齿圈9-行星架10-变速器11-离合器15-主减速器14-车轮13；二是内燃机1-离合器2-变速器17-太阳轮16-齿圈9-行星架10-变速器11-离合器15-主减速器14-车轮13。
内燃机驱动工况在高速工况下，由内燃机1单独驱动车辆。此时，电动机19关闭，制动器7锁止传动轴，制动器3、12不起作用，离合器2、15结合。动力传递路线为内燃机1-离合器2-变速器17-太阳轮16-齿圈9-行星架10-变速器11-离合器15-主减速器14-车轮13。
电机启动内燃机工况可以使用电动机启动内燃机，避免常规启动发动机引起油耗和排放的恶化。
驻车发电工况电池组电量不够时，制动器12锁止传动轴，制动器3、7不工作，离合器2，6结合。此时，内燃机1通过电动机19(此时工作在发电状态)向电池组充电。
再生制动工况车辆减速或制动时，离合器2断开，制动器3锁止传动轴，制动器7、12不工作，离合器6、15结合，车辆动能经过车轮13-主减速器14-变速器11-行星架10-齿圈9-中间轮8-变速器18-电动机19，向电池组5充电。
权利要求
1.混合动力汽车的一种新型驱动系统，行星齿轮变速器作为动力合成装置，实现内燃机和电动机协同工作，其特征是内燃机1经过离合器2、制动器3与行星齿轮变速器的太阳轮16相连，电动机经过制动器7与行星齿轮变速器齿圈9相连。
2.根据权利要求1所述混合动力汽车的一种新型驱动系统，其特征在于制动器3经过变速器17和行星齿轮变速器太阳轮16相连。
3.根据权利要求1所述混合动力汽车的一种新型驱动系统，其特征在于制动器7经过变速器18和电动机19相连。
4.根据权利要求3，其特征在于制动器7经过离合器6和变速器18相连，制动器7经过中间轮8和齿圈9相连。
5.根据权利要求1所述混合动力汽车的一种新型驱动系统，其特征在于内燃机1经过离合器2、制动器3与行星齿轮变速器太阳轮16相连，电动机19经过制动器7与行星齿轮变速箱齿圈9相连，行星齿轮变速器行星架经过制动器12、离合器15与主减速器14相连。
6.根据权利要求5，其特征在于制动器3经过变速器17与行星齿轮变速箱太阳轮相连。
7.根据权利要求5，其特征在于制动器7经过变速箱18与电动机19相连。
8.根据权利要求1或5，其特征在于制动器7经过离合器6与变速箱18相连，制动器7经过中间轮8与行星齿轮变速箱齿圈9相连。
全文摘要
一种可应用于混合动力汽车的新型驱动系统，以克服目前混合动力汽车驱动系统存在的不足，改善混合动力汽车使用性能、燃油经济性和排放。本发明使用了行星齿轮变速箱作为内燃机和电动机的动力合成装置。它由内燃机1、电动机19、离合器2、离合器6、离合器15、制动器3、制动器7、制动器12、电池组5、电机控制单元4、变速器17、变速器18、变速器11、主减速器14、驱动车轮13、行星齿轮变速器(由太阳轮17、齿圈9和行星架10组成)、中间轮8组成。其特征在于内燃机1经过离合器2、制动器3与行星齿轮变速器太阳轮16相连，电动机19经过制动器7与行星齿轮变速箱齿圈9相连，行星齿轮变速器行星架经过制动器12、离合器15与主减速器14相连。
文档编号B60K6/36GK1618643SQ200310115399
公开日2005年5月25日 申请日期2003年11月21日 优先权日2003年11月21日
发明者Antoni.Szumanowski, 孙逢春, 何洪文, 常玉华, 邹渊 申请人:北京理工大学