專利名稱：一種車輛用混合動力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛用混合動力系統(tǒng)，尤其涉及一種利用液壓變量泵馬達(dá)和發(fā)動 機實現(xiàn)混合的車輛用混合動力系統(tǒng)。。
背景技術(shù)：
通常，把混合動力驅(qū)動裝置分為串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)四種結(jié)構(gòu)類型。串聯(lián)結(jié)構(gòu)因傳動 效率過低逐漸被淘汰。并聯(lián)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是傳動效率高，缺點是自身不能調(diào)整發(fā)動機的工作 轉(zhuǎn)速。混聯(lián)結(jié)構(gòu)克服了并聯(lián)和串聯(lián)的缺點，綜合性能較好。典型的混聯(lián)結(jié)構(gòu)一般由發(fā)動機、發(fā)電機、電動機、普通的行星齒輪機構(gòu)構(gòu)成，以行 星齒輪機構(gòu)作為動力耦合和分配裝置，為車輛提供純電動、混聯(lián)驅(qū)動兩種驅(qū)動模式，但這種 系統(tǒng)存在以下問題在進(jìn)行制動能量回饋時，由于電池性能限制，充電電流受到限制，尤其 時在緊急制動時，制動能量不能得到充分回收。解決上述問題，有助于進(jìn)一步提高混合動力車輛經(jīng)濟性，減少排放，節(jié)約能源。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種車輛用混合動力系統(tǒng)，基本構(gòu)思是將車輛 的行駛過程劃分成起步或倒車、中小負(fù)荷、高速小負(fù)荷、高速大負(fù)荷四種典型工況，采用一 種由行星齒輪機構(gòu)、制動器、離合器等組成動力耦合和分配裝置，用制動器和離合器改變行 星齒輪機構(gòu)的傳動方式，采用液壓變量泵/馬達(dá)代替電動機/發(fā)動機，通過控制器控制來實 現(xiàn)車輛純液壓馬達(dá)驅(qū)動、混聯(lián)驅(qū)動、純發(fā)動機驅(qū)動、并聯(lián)驅(qū)動四種驅(qū)動模式?？梢砸罁?jù)車輛 運行工況靈活選擇，充分吸收制動動能，從而提高了車輛的動力性、經(jīng)濟性和排放性。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明車輛用混合動力系統(tǒng)予以實現(xiàn)的技術(shù)方案是該 車輛用混合動力系統(tǒng)包括發(fā)動機、第一變量泵/馬達(dá)、液壓儲能器、第二變量泵/馬達(dá)、控制 器、動力耦合與分配裝置；所述動力耦合與分配裝置由太陽輪、行星架、齒圈、行星輪、制動 器、離合器，發(fā)動機輸出軸、第一輸出齒輪、第二輸出齒輪，動力輸出軸組成；所述制動器包 括固定部分和轉(zhuǎn)動部分；其中所述發(fā)動機輸出軸與所述行星架相連，所述第一變量泵/馬 達(dá)通過所述第一輸出齒輪與所述太陽輪相連，所述第二變量泵/馬達(dá)通過所述第二輸出齒 輪與所述齒圈相連，所述制動器用于所述行星架制動，所述離合器用于約束所述行星架和 所述太陽輪之間的轉(zhuǎn)動；所述制動器的固定部分連接動力耦合與分配裝置的殼體，所述制 動器的轉(zhuǎn)動部分連接所述行星架；所述離合器的一端連接所述行星架，所述離合器的另一 端連接所述太陽輪；所述動力輸出軸與所述齒圈相連用于輸出驅(qū)動力；所述控制器通過控 制所述發(fā)動機、所述第一變量泵/馬達(dá)、所述第一變量泵/馬達(dá)、制動器和離合器用以實現(xiàn) 以下四種驅(qū)動工作模式車輛在起步或倒車時以純液壓馬達(dá)模式驅(qū)動，低速中小負(fù)荷時車 輛以混聯(lián)模式驅(qū)動，高速小負(fù)荷時以純發(fā)動機驅(qū)動，高速大負(fù)荷時車輛以并聯(lián)模式驅(qū)動。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是一是以液壓變量泵/馬達(dá)代替發(fā)電機/電動機，電磁干擾較小，提高系統(tǒng)可靠性；二是提高制動能量回收，在車輛緊急制動時充分利用液壓儲能器的高功率密度優(yōu)勢，迅速 吸收制動動能；三是系統(tǒng)提供的四種驅(qū)動模式更好地適用車輛行駛工況，提高動力性和經(jīng) 濟性。


附圖是本發(fā)明車輛用混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意簡圖。圖中1—發(fā)動機2——發(fā)動機輸出軸3——制動器4——第一變量泵/馬達(dá)5——第一輸出齒輪6——液壓儲能器7——第二輸出齒輪 8——第二變量泵/馬達(dá)9——動力輸出軸10——行星架11——齒圈12——行星輪13——太陽輪14——離合器15——控制器
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。如附圖所示，作為實現(xiàn)本發(fā)明車輛用混合動力系統(tǒng)基本構(gòu)思的技術(shù)方案是包括 發(fā)動機1、第一變量泵/馬達(dá)4、液壓儲能器6、第二變量泵/馬達(dá)8、控制器15、動力耦合 與分配裝置；所述動力耦合與分配裝置由太陽輪13、行星架10、齒圈11、行星輪12、制動器 (3)、離合器14，發(fā)動機輸出軸2、第一輸出齒輪5、第二輸出齒輪7，動力輸出軸9組成；所述 制動器C3)包括固定部分和轉(zhuǎn)動部分，；其中所述發(fā)動機輸出軸2與所述行星架(10)相 連，所述第一變量泵/馬達(dá)4通過所述第一輸出齒輪5與所述太陽輪(1 相連，所述第二 變量泵/馬達(dá)8通過所述第二輸出齒輪7與所述齒圈11相連，所述制動器3用于所述行星 架(10)制動，所述離合器14用于約束所述行星架10和所述太陽輪13之間的轉(zhuǎn)動；所述制 動器3的固定部分連接動力耦合與分配裝置的殼體，所述制動器3的轉(zhuǎn)動部分連接所述行 星架(10)；所述離合器14的一端連接所述行星架10，所述離合器14的另一端連接所述太 陽輪13 ；所述動力輸出軸9與所述齒圈11相連用于輸出驅(qū)動力；所述控制器15通過控制 所述發(fā)動機1、所述第一變量泵/馬達(dá)4、所述第一變量泵/馬達(dá)8、制動器3和離合器14用 以實現(xiàn)以下四種驅(qū)動工作模式車輛在起步或倒車時以純液壓馬達(dá)模式驅(qū)動；在起步或倒車時，車輛以液壓馬達(dá) 模式運行，所述制動器3鎖止，所述離合器13松開，所述第一變量泵/馬達(dá)和第二變量泵/ 馬達(dá)都以液壓馬達(dá)方式工作，共同驅(qū)動車輛。低速中小負(fù)荷時車輛以混聯(lián)模式驅(qū)動；在中、小負(fù)荷時，車輛以混聯(lián)驅(qū)動模式運 行，所述制動器3松開，所述離合器14松開，所述第一變量泵/馬達(dá)4以液壓泵方式工作， 所述第二變量泵/馬達(dá)8以液壓馬達(dá)方式工作，所述發(fā)動機1的動力大部分以機械方式直 接驅(qū)動車輛，另外小部分動力由所述第一變量泵/馬達(dá)4以液壓泵方式工作產(chǎn)生高壓，輸送 到所述液壓儲能器6，再由所述第二變量泵/馬達(dá)8以液壓馬達(dá)方式工作輸出動力同發(fā)動機 輸出的動力耦合后驅(qū)動車輛，形成無極變速傳動。高速小負(fù)荷時以純發(fā)動機驅(qū)動在高速小負(fù)荷時，所述制動器3松開，所述離合器 14結(jié)合，所述第一變量泵/馬達(dá)4和所述第二變量泵/馬達(dá)8不工作，所述發(fā)動機動力直接輸出驅(qū)動車輛。高速大負(fù)荷時車輛以并聯(lián)模式驅(qū)動在高速大負(fù)荷時，車輛以并聯(lián)驅(qū)動模式運行， 所述制動器3松開，所述離合器14松開，除所述發(fā)動機1驅(qū)動車輛外，所述第一變量泵/馬 達(dá)4和所述第二變量泵/馬達(dá)8都能夠以液壓馬達(dá)方式工作一同參與驅(qū)動車輛。在車輛減速或者制動時，所述第二變量泵/馬達(dá)8以液壓泵模式工作，向液壓蓄能 器儲能。上述實施方式實現(xiàn)了不同工況下兩個變量泵/馬達(dá)同時作為馬達(dá)驅(qū)動車輛和純 發(fā)動機動力驅(qū)動車輛，同時在車輛減速或者制動時高效地回收制動動能，提高車輛動力性 和經(jīng)濟性。以上示意性地對本發(fā)明的內(nèi)容及工作原理進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖 中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之例，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的技 術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，采用其它形式，設(shè)計出的與本發(fā)明類 似的結(jié)構(gòu)及實施例，也屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種車輛用混合動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機(1)、第一變量泵/馬達(dá)G)、液壓儲能器 (6)、第二變量泵/馬達(dá)(8)、控制器(1 、動力耦合與分配裝置；其特征在于所述動力耦合與分配裝置由太陽輪(1 、行星架(10)、齒圈(11)、行星輪(1 、制動器 ⑶、離合器(14)，發(fā)動機輸出軸(2)、第一輸出齒輪(5)、第二輸出齒輪(7)，動力輸出軸(9) 組成；所述制動器C3)包括固定部分和轉(zhuǎn)動部分，；其中所述發(fā)動機輸出軸( 與所述行星架(10)相連，所述第一變量泵/馬達(dá)(4)通過所 述第一輸出齒輪( 與所述太陽輪(1 相連，所述第二變量泵/馬達(dá)(8)通過所述第二輸 出齒輪(7)與所述齒圈(11)相連，所述制動器C3)用于所述行星架(10)制動，所述離合器 (14)用于約束所述行星架(10)和所述太陽輪(13)之間的轉(zhuǎn)動；所述制動器(3)的固定部分連接動力耦合與分配裝置的殼體，所述制動器(3)的轉(zhuǎn)動 部分連接所述行星架(10)；所述離合器(14)的一端連接所述行星架(10)，所述離合器(14)的另一端連接所述太 陽輪(13)；所述動力輸出軸(9)與所述齒圈(11)相連用于輸出驅(qū)動力；所述控制器(1 通過控制所述發(fā)動機(1)、所述第一變量泵/馬達(dá)G)、所述第一變量 泵/馬達(dá)⑶、制動器⑶和離合器(14)用以實現(xiàn)以下四種驅(qū)動工作模式車輛在起步或倒車時以純液壓馬達(dá)模式驅(qū)動，低速中小負(fù)荷時車輛以混聯(lián)模式驅(qū)動， 高速小負(fù)荷時以純發(fā)動機驅(qū)動，高速大負(fù)荷時車輛以并聯(lián)模式驅(qū)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述車輛用混合動力系統(tǒng)，其特征在于在起步或倒車時，所述制動 器3鎖止，所述離合器(1 松開，所述第一變量泵/馬達(dá)(4)和第二變量泵/馬達(dá)(8)均 以液壓馬達(dá)方式工作，共同驅(qū)動車輛；在中、小負(fù)荷時，所述制動器(3)松開，所述離合器(14)松開，所述第一變量泵/馬達(dá) (4)以液壓泵方式工作，所述第二變量泵/馬達(dá)(8)以液壓馬達(dá)方式工作，所述發(fā)動機(1) 的動力大部分以機械方式直接驅(qū)動車輛，另外小部分動力由所述第一變量泵/馬達(dá)以 液壓泵方式工作產(chǎn)生高壓，輸送到所述液壓儲能器(6)，再由所述第二變量泵/馬達(dá)(8)以 液壓馬達(dá)方式工作輸出動力同發(fā)動機輸出的動力耦合后驅(qū)動車輛，形成無極變速傳動。在高速小負(fù)荷時，所述制動器C3)松開，所述離合器(14)結(jié)合，所述第一變量泵/馬達(dá) (4)和所述第二變量泵/馬達(dá)(8)不工作，所述發(fā)動機動力直接輸出驅(qū)動車輛。在高速大負(fù)荷時，所述制動器C3)松開，所述離合器(14)松開，除所述發(fā)動機(1)驅(qū)動 車輛外，所述第一變量泵/馬達(dá)(4)和所述第二變量泵/馬達(dá)(8)都能夠以液壓馬達(dá)方式 工作一同參與驅(qū)動車輛；在車輛減速或者制動時，所述第二變量泵/馬達(dá)(8)以液壓泵模式工作，向液壓蓄能器 (6)儲能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車輛用混合動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機，發(fā)動機輸出軸，制動器，離合器，第一變量泵/馬達(dá)，第一輸出齒輪，液壓儲能器，第二輸出齒輪，第二變量泵/馬達(dá)，動力輸出軸，行星架，齒圈，行星輪，太陽輪，控制器；發(fā)動機輸出軸與行星架相連，第一變量泵/馬達(dá)通過所述第一輸出齒輪與所述太陽輪相連，第二變量泵/馬達(dá)通過第二輸出齒輪與齒圈相連，制動器用于行星架制動，離合器用于約束行星架和太陽輪之間的轉(zhuǎn)動；本發(fā)明以一種混合動力系統(tǒng)實現(xiàn)純液壓馬達(dá)驅(qū)動，發(fā)動機和液壓馬達(dá)混聯(lián)模式驅(qū)動，純發(fā)動機驅(qū)動，發(fā)動機和液壓馬達(dá)并聯(lián)驅(qū)動模式驅(qū)動。
文檔編號B60K6/08GK102139626SQ201110047079
公開日2011年8月3日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者于潮, 史廣奎, 孔治國, 張林濤, 王仁廣, 王斌, 蔡群英, 趙航, 鄒玉飛, 陳紅濤 申請人:中國汽車技術(shù)研究中心