[发明专利]具有液力变矩器的混合驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及驱动系统技术领域，特别涉及车辆混合驱动系统技术领域，具体是指一种具 有液力变矩器的混合驱动系统，尤其适用于重型车辆。

背景技术

近年来，采用混合驱动系统的城市公交客车等重型车辆已越来越多地投入使用。在主要 作为生产工具使用的重型车辆上采用的混合驱动系统必须具有较高的动力性，以提高车辆的 生产效能并能够在各种地形上使用，例如，在具有较多坡路，而且坡路较长、坡度较大的山 地城市中使用。具体而言，高的起步加速性和爬坡能力(包括最大爬坡度和持续爬坡能力) 是对重型车辆混合驱动系统的基本要求。

例如，中国专利200720006546.3公开了一种混合电动车辆，采用的混合驱动系统包括发 动机、主离合器、驱动电机、通过皮带与发动机曲轴相连接的发电机、电机控制器和蓄电装 置。此外，中国专利200910106080.8公开了一种混合驱动系统，包括发动机、安装在发动机 曲轴上的发电机、主离合器、驱动电机、电机控制器和蓄电装置。其工作原理为，车辆由驱 动电机启动并加速到主离合器接合车速时，主离合器接合，发动机开始参与驱动车辆。

在上述混合驱动系统中，取消了变速箱，采用主离合器作为发动机和驱动电机之间的动 力耦合装置。在车辆起步加速或者爬坡时，主离合器分离，发动机处于怠速状态，只带动发 电机发电提供电能，而不向驱动轮提供输出转矩。因此，车速低于主离合器接合车速时，车 辆的动力性完全取决于驱动电机的最大转矩。特别地，车辆的最大爬坡度受到驱动电机的最 大转矩的限制。

另一方面，如果坡路较长而且坡度较大，蓄电装置难以提供持续时间足够长的电功率以 支持车辆快速通过该路段，导致车辆在爬坡的过程中出现动力不足的问题。此外，倒车时车 辆的最大爬坡度也取决于，而且只取决于驱动电机的最大转矩。

因此，采用主离合器作为动力耦合装置的混合驱动系统具有明显的性能缺陷，而且对驱 动电机和蓄电装置提出了较高的要求。上述混合驱动系统不能满足作为生产工具使用的重型 车辆的高动力性要求，特别地，不适合在山地城市中使用。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供一种具有液力变矩器的混合驱动 系统，能够在车辆起步加速或者爬坡时提供较大的输出转矩，降低对驱动电机系统和蓄电装 置的要求，满足作为生产工具使用的重型车辆的高动力性要求，适合在山地城市中使用。

本发明提供了一种具有液力变矩器的混合驱动系统，其包括：发动机，其包含曲轴；液 力变矩器，所述液力变矩器的泵轮连接所述曲轴，所述液力变矩器的涡轮通过所述液力变矩 器的闭锁离合器连接所述泵轮；行星排，所述行星排的太阳轮连接所述涡轮；行星架离合器， 所述行星排的行星架通过所述行星架离合器连接所述行星排的齿圈；行星架制动器，其被设 置成用于制动所述行星架；以及驱动电机，所述驱动电机的转子轴连接所述齿圈。

较佳地，所述的具有液力变矩器的混合驱动系统还包括驱动电机控制器和蓄电装置，所 述蓄电装置通过所述驱动电机控制器连接所述驱动电机。

较佳地，所述的具有液力变矩器的混合驱动系统还包括混合动力控制器，所述混合动力 控制器连接所述驱动电机控制器、所述发动机、所述蓄电装置、所述闭锁离合器、所述行星 架离合器和所述行星架制动器的控制装置。

根据该混合驱动系统的结构，以太阳轮为主动件，齿圈为从动件，当行星架离合器接合， 行星架制动器分离时，行星排为正号机构，传动比为+1；当行星架离合器分离，行星架制动 器接合时，行星排为负号减速机构，传动比为-K，其中K为行星排特征参数；以及当行星架 离合器和行星架制动器同时接合时，行星排锁止，可提供变速器侧的驻车制动功能。

根据该混合驱动系统的结构，在混合驱动模式下，当车辆驻车时，发动机启动后处于怠 速状态，闭锁离合器处于分离状态，液力变矩器处于液力传动工况，行星架离合器处于接合 状态，行星架制动器处于接合状态，行星排处于锁止状态，驱动电机处于空转模式。

根据该混合驱动系统的结构，在混合驱动模式下，当车辆倒车时，发动机工作在某一油 门开度下，液力变矩器处于液力传动工况，行星架离合器分离，行星架制动器处于接合状态， 行星排工作在负号机构状态下，驱动电机工作在反转电动模式下，发动机的动力通过液力变 矩器传递到行星排，反向后输出到驱动电机转子轴，耦合驱动电机的动力后共同驱动车辆倒 退。