[发明专利]一种双电机混合动力变速箱及控制方法

权利要求书

1.一种双电机混合动力变速箱，其特征在于，包括发动机、主驱动电机、副驱动电机、行星排、驻车离合器和发动机锁止离合器；所述行星排的外齿圈通过齿轮啮合连接主驱动电机和输出轴，所述行星排的行星架与发动机连接，所述行星排的太阳轮与副驱动电机连接，所述副驱动电机为ISG电机，所述主驱动电机输入轴通过齿轮啮合连接输出轴，所述输出轴通过齿轮啮合连接差速器；所述行星排的外齿圈上设有驻车离合器，所述驻车离合器锁止行星排的外齿圈实现车辆驻车需求；所述行星排的行星架和发动机输入轴上设有发动机锁止离合器，所述发动机锁止离合器锁止行星排的行星架和发动机输入轴实现发动机锁止功能。

2.根据权利要求1所述的一种双电机混合动力变速箱，其特征在于，所述驻车离合器包括离合器操纵蜗轮、第一双面贴片离合器摩擦片、第一离合器摩擦钢片、第一单面贴片离合器摩擦片和第一离合器片压紧板总成；所述行星排的外齿圈外固定有驻车锁止离合器壳，所述驻车锁止离合器壳内依次设有第一双面贴片离合器摩擦片、第一离合器摩擦钢片、第一单面贴片离合器摩擦片和第一离合器片压紧板总成；所述第一离合器片压紧板总成的执行接触处曲面朝向外侧，所述离合器操纵蜗轮设于第一离合器片压紧板总成的外侧，与第一离合器片压紧板总成紧贴的离合器操纵蜗轮的一轮辐上设有若干环形第一曲面槽，所述第一曲面槽与第一离合器片压紧板总成的执行接触处曲面相适配。

3.根据权利要求2所述的一种双电机混合动力变速箱，其特征在于，所述第一双面贴片离合器摩擦片和第一单面贴片离合器摩擦与驻车锁止离合器壳周向固定，轴向自由安装；所述第一离合器摩擦钢片与其对应的行星排外齿圈周向固定，轴向自由安装；所述驻车锁止离合器壳与变速箱壳体固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种双电机混合动力变速箱，其特征在于，所述发动机锁止离合器包括第二双面贴片离合器摩擦片、第二离合器摩擦钢片、第二单面贴片离合器摩擦片和第二离合器片压紧板总成；所述离合器片压紧板总成设于离合器操纵蜗轮的另一轮辐侧，与第二离合器片压紧板总成紧贴的另一轮辐上设有若干环形第二曲面槽，所述第二曲面槽与第二离合器片压紧板总成的执行接触处曲面相适配。

5.根据权利要求4所述的一种双电机混合动力变速箱，其特征在于，所述发动机锁止离合器还包括发动机锁止离合器壳，所述第二离合器片压紧板总成设于发动机锁止离合器壳内，所述第二离合器片压紧板总成与发动机锁止离合器壳之间依次设有第二单面贴片离合器摩擦片、第二离合器摩擦钢片和第二双面贴片离合器摩擦片；所述第二单面贴片离合器摩擦片和第二双面贴片离合器摩擦片与发动机锁止离合器壳周向固定，轴向自由安装；所述第二离合器摩擦钢片与其对应的行星排行星架周向固定，轴向自由安装；所述发动机锁止离合器壳与变速箱壳体固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种双电机混合动力变速箱，其特征在于，所述第一曲面槽和第二曲面槽均至少设置3组以上，所述第一曲面槽为由浅到深的曲面槽，所述第二曲面槽的槽深浅方向与第一曲面槽的槽深浅方向相反。

7.根据权利要求2所述的一种双电机混合动力变速箱，其特征在于，还包括离合器操纵蜗杆，所述离合器操纵蜗杆与离合器操纵蜗轮组成蜗轮蜗杆副，所述离合器操纵蜗杆与控制电机连接，所述控制电机控制离合器操纵蜗杆转动。

8.一种利用权利要求1至7任一项所述变速箱的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、混合动力车辆控制单元即HCU将车辆当前行驶状态、驾驶员请求、车辆实际需求发送至变速箱控制单元即TCU，电池管理系统即BMS将当前电池SOC状态和温度状态发送至变速箱控制单元即TCU，TCU根据接收的状态参数判断变速箱的工作情况，并且控制变速箱执行机构工作，达到变速箱工作模式切换的工作；

步骤二、TCU根据HCU和BMS发过来的信号，判断车辆处于何种状态：

S1、当车辆处于启动状态时且电池SOC大于最低阈值，车辆先进入单电机工作状态，所述单电机工作状态为在车辆较低速行驶或行驶功率要求不高的状态下，由主驱动电机驱动车辆前行，此时发动机锁止离合器处于锁止状态，行星架及发动机输入轴、发动机被锁住；车辆启动后进入行驶模式；若电池SOC小于最低阈值，则发动机自行启动并驱动车辆行驶；

S2、当TCU判断车辆不处于启动状态时，判断车辆是处于停车状态还是行驶状态，依据行驶过程中需求扭矩不同，变速箱执行机构和动力源进行对应动作满足行车需求；根据电池SOC状态，当电池SOC小于最低阈值时，TCU控制变速箱进入混动驱动状态，所述混动驱动状态为驻车离合器、发动机锁止离合器处于放开状态，发动机、副驱动电机即ISG电机、主驱动电机都处于工作状态；其中发动机永远工作在其最佳效率工作区间；在一定的车速下，发动机保持相对稳定的输出功率、扭矩、转速运行；ISG电机的发电扭矩要与发动机的输出扭矩相适应，并随发动机的输出扭矩变化而变化；车辆的加减速由主驱动电机通过其驱动扭矩或发电扭矩来实现；即主驱动电机的驱动或发电扭矩随加速踏板及制动踏板的深度而实时控制；或在发动机高效率工作区间将ISG电机发出来的电能不通过电池储存，而是直接用于主驱动电机驱动使用，主驱动电机也只是将ISG电机发出来的电能全部消耗，并不从电池取电，实现电驱辅助下的发动机直驱功能；发动机的输出功率则随车辆行驶需求即加速踏板的深度而实时控制；由发动机单独提供驱动力驱动车辆；

S21、若电池SOC大于最低阈值，TCU控制变速箱进入混动驱动状态，判断车辆行驶需求扭矩；若需求扭矩小于主驱动电机最大扭矩，则主驱动电机单独驱动车辆，发动机驱动发电机给主驱动电机供电，多余电量给电池充电；若需求扭矩小于主驱动电机和辅助电极的最大扭矩之和，TCU控制变速箱进入双电机驱动状态，所述双电机驱动状态为当车辆车速较高或车辆行驶需要较高功率时，由两个电机共同驱动车辆前行，此时发动机锁止离合器处于锁止状态，行星架及发动机输入轴、发动机被锁住；若需求扭矩小于发动机、主驱动电机和副驱动电机的最大扭矩之和，TCU控制变速箱进入混动驱动状态，若以上都不满足TCU控制变速箱维持最大扭矩输出，降低车速，发出报警信号至HCU；当驾驶员发出加速请求时，TCU控制变速箱工作同步骤S2中一致；

S3、当TCU判断车辆停止包含驻车，当电池SOC小于最高阈值时，TCU控制变速箱进入发动机启动或低功率发电状态，所述发动机启动或低功率发电状态为驻车离合器处于锁止状态，由副驱动电机启动发动机运行，发动机处于怠速运转或低功率运行状态，副驱动电机启动发动机后，处于空转或低扭矩发电状态；

S4、当TCU判断车辆处于完全停车状态，此时驻车离合器将行星排外齿圈锁止，发动机、行星架、行星排太阳轮及辅助电机输入轴处于放空状态，输出轴、主驱动电机及主驱动电机输入轴、差速器由行星排外齿圈一起锁止，此时车辆也被锁止。