一种基于行星传动的液压式混合动力车辆传动系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105667292A(43)申请公布日2016.06.15(21)申请号201610129943.3B60K17/02(2006.01)(2006.01)(22)申请日2016.03.08B60K17/04B60K17/34(2006.01)清华大学(71)申请人B60L7/10(2006.01)100084北京市海淀区清华园1号地址B60T13/12(2006.01)(72)发明人罗禹贡秦兆博张东好李克强张书玮陈龙解来卿李升波连小珉王建强郑四发杨殿阁(74)专利代理机构北京尚德技研知识产权代理事务所(普通合伙)11378代理人严勇刚(51)Int.Cl.B60K6/12(2006.01)B60K6/36(2007.01)B60K6/38(2007.01)B60K6/44(2007.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称一种基于行星传动的液压式混合动力车辆传动系统(57)摘要本发明公开一种基于行星传动的液压式混合动力车辆传动系统，解决了双输出控制和三机械自由度控制。它包括三组液压泵/马达，一个发动机，前、后两个输出轴，三排行星齿轮机构，两个离合器，一个制动器。发动机，液压泵/马达，前、后输出轴分布连接在三排行星齿轮机构中，其中发动机与前、后输出轴不通过行星齿轮机构直接连接，前、后输出轴之间也不通过行星齿轮机构直接连接，前、后输出轴与制动器之间也不直接连接。本发明采用三排行星齿轮机构，三组液压泵/马达均可以实现驱动或制动，通过协调控制实现系统的混联驱动及启动发动机等功能，同时可以调节发动机的工作点，提供车辆附件所需的功率，实现了系统控制的结构和功能集成。CN105667292ACN105667292A权利要求书1/2页1.一种基于行星传动的液压式混合动力车辆传动系统，其特征在于：它包括蓄能器(1)，液压泵/马达，发动机(3)，前、后输出轴(4,5)，行星齿轮机构，第一、第二离合器(7,8)，制动器(9)；所述液压泵/马达有三组，包括第一组液压泵/马达(21)、第二组液压泵/马达(22)、第三组液压泵/马达(23)，所述行星齿轮机构有三排，包括第一排行星齿轮机构(61)、第二排行星齿轮机构(62)、第三排行星齿轮机构(63)；其中，所述发动机(3)的输出轴与第一排行星齿轮机构(61)的齿圈(R1)传动连接，第一组液压泵/马达(21)的输出轴与第一排行星齿轮机构(61)的行星架(C1)传动连接，第二组液压泵/马达(22)的输出轴与第一排行星齿轮机构(61)的太阳轮(S1)传动连接，第一排行星齿轮机构(61)的行星架(C1)与第二排行星齿轮机构(62)的齿圈(R2)传动连接，第三组液压泵/马达(23)的输出轴与第二排行星齿轮机构(62)的太阳轮(S2)传动连接，前输出轴(4)和后输出轴(5)中的一个与第二排行星齿轮机构(62)的行星架(C2)传动连接，第二排行星齿轮机构(62)的齿圈(R2)与第三排行星齿轮机构(63)的行星架(C3)通过第一离合器(7)传动连接，第二排行星齿轮机构(62)的太阳轮(S2)与第三排行星齿轮机构(63)的太阳轮(S3)传动连接，第三排行星齿轮机构(63)的齿圈(R3)与后输出轴(5)和前输出轴(4)中的另一个传动连接，第三排行星齿轮机构(63)的行星架(C3)与制动器(9)通过第二离合器(8)传动连接。2.根据权利要求1所述的基于行星传动的液压式混合动力车辆传动系统，其特征在于：在所述发动机(3)与所述行星齿轮机构之间，所述液压泵/马达与所述行星齿轮机构之间，所述前、后输出轴(4，5)与所述行星齿轮机构之间的任一组连接结构中接有减速机构；以及每一排所述行星齿轮机构中的齿圈与太阳轮的齿数比，所述发动机的转矩，所述液压泵/马达的转动惯量、力矩和角加速度，都根据车辆需求输出的功率联合匹配。3.根据权利要求1或2所述的基于行星传动的液压式混合动力车辆传动系统，其特征在于：所述传动系统的动力学方程为：设R1、R2、R3、S1、S2、S3分别为所述第一、第二、第三排行星齿轮机构(61,62,63)的齿圈半径及太阳轮半径，Ie、IF、IR、Ipm分别为发动机(3)、前输出轴(4)、后输出轴(5)及各组液压泵/马达的转动惯量，忽略行星排自身转动惯量，Teng、Tf_out、Tr_out、Tpm分别为发动机(3)、前输出轴(4)、后输出轴(5)及各组液压泵/马达的力矩，分别为发动机(3)、前输出轴(4)、后输出轴(5)及各组液压泵/马达的角加速度，F1、F2、F3分别为第一、第二、第三排行星齿轮机构(61,62,63)的内力，则：在低速大转矩模式下，第一离合器(7)断开，第二离合器(8)闭合，其动力学方程为：2CN10566729