具有三離合自動變速器的混合動力驅動系統及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種屬于混合動力汽車和汽車變速器技術領域的驅動系統，更確切地說，本發明涉及一種具有三離合自動變速器的混合動力驅動系統及控制方法。
【背景技術】
[0002]混合動力驅動系統的節能、低排放等特點引起了汽車界的極大關注并成為汽車研究與開發的一個重點。混合動力傳動系統中的變速器是保證發動機以及驅動電機工作在最佳輸出特性的轉速范圍內的關鍵部件。在混合動力驅動系統構型中，現有技術中驅動電機的布置一般有兩種方式:一種是驅動電機置于變速器之前，一種是驅動電機置于變速器之后，驅動電機的兩種不同位置對應了兩種不同的混合動力驅動系統構型，并各有優缺點。
[0003]1、驅動電機置于變速器之前的構型，具有以下優點:驅動電機具有可變減速比，當電機工作在高轉速下時，通過改變減速比使其效率保持工作在較高的區域；但也有以下缺點:在車輛的起步、加速、爬坡等需求功率較大時，發動機以及驅動電機的驅動轉矩、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揮，存在功率浪費問題；
[0004]2、驅動電機置于變速器之后的構型，具有以下優點:在車輛的起步、加速、爬坡等需求功率較大時，驅動電機的最大驅動扭矩以及功率不受變速器的最大承受能力所限制，不存在功率浪費問題；驅動電機在低轉速下效率高、響應速度快等優點能得到充分的發揮；但也有以下缺點:當電機處于高轉速時，由于不經過變速箱，沒有可變速比導致效率低下，提供給車輪的扭矩也會急劇下降。
[0005]現有技術中，驅動電機置于變速器之前的構型和驅動電機置于變速器之后的構型沒有充分地利用發動機、驅動電機的總功率或者沒有有效地控制在其最佳輸出特性的轉速范圍內。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是克服現有混合動力驅動系統中存在不能充分地利用發動機、驅動電機的總功率或者驅動電機不能始終運行在其最佳輸出特性轉速范圍內的問題，提供了一種具有三離合自動變速器的混合動力驅動系統及控制方法。
[0007]為解決上述技術問題，本發明是采用如下技術方案實現的:所述的具有三離合自動變速器的混合動力驅動系統包括第一功率變換器、啟動/發電一體機、發動機、第四離合器、第四離合器輸出軸端齒輪、驅動電機輸出軸端齒輪、變速器輸入軸端齒輪、差速器、驅動電機、儲能裝置、第二功率變換器與三離合自動變速器。
[0008]第一功率變換器的正極接線柱與負極接線柱依次和儲能裝置的正極接線柱與負極接線柱電線連接，第二功率變換器的正極接線柱與負極接線柱依次和儲能裝置的正極接線柱與負極接線柱電線連接；啟動/發電一體機的輸出端與發動機的輸入端采用V型皮帶連接；第四離合器的主動件與發動機上的飛輪采用法蘭固定連接，第四離合器的從動件通過花鍵副與第四離合器輸出軸的左端固定連接，發動機齒輪套裝在第四離合器輸出軸的右端為固定連接；驅動電機輸出軸端齒輪套裝在驅動電機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、驅動電機輸出軸端齒輪與變速器輸入軸端齒輪依次嗤合連接；啟動/發電一體機上的電機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，驅動電機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]技術方案中所述的三離合自動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號圓柱滾子軸承、2號圓柱滾子軸承、3號圓柱滾子軸承、4號圓柱滾子軸承、5號圓柱滾子軸承、6號圓柱滾子軸承、7號圓柱滾子軸承與8號圓柱滾子軸承。變速器輸入軸采用I號圓柱滾子軸承安裝在變速器殼體的左殼體壁上為轉動連接，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鼓的中心處固定連接，第一離合器組中的第一離合器從動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鼓與第一離合器組中的第一離合器主動鼓固定連接，第二輸入軸采用軸承套裝在第一輸入軸的左側為轉動連接，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號圓柱滾子軸承安裝在變速器殼體的右殼體壁上為轉動連接，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軸線共線。第一中間軸采用7號圓柱滾子軸承與8號圓柱滾子軸承安裝在變速箱殼體的下端為轉動連接；第二中間軸采用3號圓柱滾子軸承、5號圓柱滾子軸承安裝在變速箱殼體的上端為轉動連接；倒擋軸采用2號圓柱滾子軸承、4號圓柱滾子軸承安裝在變速箱殼體上為轉動連接。
[0010]技術方案中所述的三離合自動變速器還包括有倒擋軸上輸出端主動齒輪、倒擋從動齒輪、第四同步器、4擋從動齒輪、第三同步器、倒擋軸輸入端從動齒輪、3擋從動齒輪、第二中間軸輸出端齒輪、變速器輸出軸從動齒輪、第一中間軸輸出端齒輪、第一中間軸、3擋主動齒輪、I擋/倒擋擋位主動齒輪、I擋從動齒輪、第一同步器、4擋主動齒輪、2擋從動齒輪、2擋主動齒輪、第二同步器、第二輸入軸、變速器輸入軸與變速器殼體。一擋/倒擋主動齒輪與三擋主動齒輪安裝在第一輸入軸的右側；二擋主動齒輪與四擋主動齒輪安裝在第二輸入軸上，所有主動齒輪均采用花鍵和第一輸入軸與第二輸入軸固定連接；1擋從動齒輪、2擋從動齒輪、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擋從動齒輪、2擋從動齒輪采用軸承與第一中間軸轉動連接。3擋從動齒輪、4擋從動齒輪、倒擋二級從動齒輪、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擋從動齒輪、4擋從動齒輪與倒擋二級從動齒輪采用軸承和第二中間軸轉動連接；倒擋一級從動齒輪與倒擋二級主動齒輪安裝在倒擋軸上；倒擋一級從動齒輪與倒擋二級主動齒輪采用花鍵副和倒擋軸固定連接。
[0011]技術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中心線相互平行地處于水平狀態，并處在同一個垂直平面內，第一輸入軸與第一中間軸的回轉中心線的距離為變速器輸出軸從動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，第二中間軸與第一輸入軸的回轉中心線相互平行地處于同一水平面內，第二中間軸與第一輸入軸的回轉中心線的距離為變速器輸出軸從動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，倒擋軸的回轉中心線和第一輸入軸與第二中間軸的回轉中心線平行，倒擋軸的回轉中心線與第一輸入軸的回轉中心線的距離為I擋/倒擋擋位主動齒輪的半徑與倒擋軸上輸入端從動齒輪的半徑之和，倒擋軸的回轉中心線與第二中間軸的回轉中心線的距離為倒擋軸上輸出端主動齒輪的半徑與倒擋從動齒輪的半徑之和。
[0012]技術方案中所述的一擋/倒擋主動齒輪與I擋從動齒輪、二擋主動齒輪與2擋從動齒輪、三擋主動齒輪與3擋從動齒輪、四擋主動齒輪與4擋從動齒輪、一擋/倒擋主動齒輪與倒擋一級從動齒輪和倒擋軸上輸出端主動齒輪與倒擋從動齒輪都處于常嚙合連接；第二中間軸從動齒輪、變速器輸出軸從動齒輪與第一中間軸從動齒輪依次處于常嚙合連接。
[0013]—種具有三離合自動變速器的混合動力驅動系統中的三離合自動變速器的控制方法，其步驟如下:
[0014]I)所述的整車控制器根據車速、加速踏板行程、制動踏板行程與電池SOC利用所述的整車控制策略得到整車需求扭矩、所需三離合自動變速器傳動比，輸出驅動模式、所需擋位Gears即I一4擋或者倒擋給變速器控制器；
[0015]2)變速器控制器根據整車控制器發來的整車驅動模式Mode、車速、所需擋位確定具體傳遞路線，其步驟為:
[0016](I)當整車車速小于某一特定速度值Vmin且驅動模式Mode為純電動驅動或者混合驅動模式時，則選擇第一條動力傳動路線