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原文传递一种混合动力DCT拖拉机及其自动换挡控制方法

专利名称：	一种混合动力DCT拖拉机及其自动换挡控制方法
摘要：	一种混合动力DCT拖拉机及其自动换挡控制方法，包括传动连接于发动机曲轴上的供动力输入的主输入轴、向中央传动部分输出动力的主输出轴、供负载输出动力的动力输出轴PTO、双离合器自动变速器、减速电机、动力耦合装置、中央传动部分、驱动轮毂；双离合器自动变速器包括与发动机输出轴传动连接的离合器外壳，控制重载一挡、中载一挡、运输一挡的离合器C1，控制重载二挡、轻载二挡、运输二挡的离合器C2，以及实心输入轴、空心输入轴；离合器C1、离合器C2的输入轴与输出轴的对应段之间均设有选换挡齿轮组。本发明增加了三种驱动作业模式，优化了发动机的工作区域，提高了能量的利用效率，能够实现拖拉机节能和环保作业的目标。
专利类型：	发明专利
申请人：	河南科技大学
发明人：	徐立友;李贤哲;刘孟楠;郭占正;闫祥海;张帅;张静云;康健健;邵风波
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T14:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T10:00:00+0805
申请号：	CN202010038286.8
公开号：	CN110978988A
代理机构：	洛阳公信知识产权事务所(普通合伙)
代理人：	王海龙
分类号：	B60K6/36;B60K6/54;B60K6/44;B60K6/38;F16H61/02;B;F;B60;F16;B60K;F16H;B60K6;F16H61;B60K6/36;B60K6/54;B60K6/44;B60K6/38;F16H61/02
申请人地址：	471000 河南省洛阳市涧西区西苑路48号
主权项：	1.一种混合动力DCT拖拉机，包括壳体，其特征在于：还包括传动连接于发动机（1）曲轴上的供动力输入的主输入轴、向中央传动部分（16）输出动力的主输出轴、供负载输出动力的动力输出轴PTO（24）、双离合器自动变速器、减速电机（13）、动力耦合装置（12）、中央传动部分（16）、驱动轮毂（15）；所述发动机（1）的输出端同轴连接双离合器自动变速器的输入端，发动机（1）的输出轴上设有两对用于不同转速农机具作业的低速PTO齿轮副（2）、高速PTO齿轮副（3），所述低速PTO齿轮副（2）、高速PTO齿轮副（3）同轴连接所述动力输出轴PTO（24），动力输出轴PTO（24）连接有位于低速PTO齿轮副（2）与高速PTO齿轮副（3）之间的动力输出轴同步器（25）；所述双离合器自动变速器包括与发动机（1）输出轴传动连接的离合器外壳，控制重载一挡、中载一挡、运输一挡的离合器C1（5），控制重载二挡、轻载二挡、运输二挡的离合器C2（4），以及实心输入轴、空心输入轴；所述离合器C1（5）、离合器C2（4）的输入轴与输出轴的对应段之间均设有选换挡齿轮组，所述空心输入轴上对应设有空心轴主动齿轮（6）、空心轴从动齿轮（23），所述空心输入轴上的选换挡齿轮组包括重载一挡齿轮副（18）、中载一挡齿轮副（22）、运输一挡齿轮副（20），所述实心输入轴上的选换挡齿轮组包括重载二挡齿轮副（11）、中载二挡齿轮副（7）、运输二挡齿轮副（9）。 2.根据权利要求1所述的一种混合动力DCT拖拉机，其特征在于：所述重载一挡齿轮副（18）与运输一挡齿轮副（20）成对排列且二者之间设有用于选择其中一个齿轮副与输出轴连接而另一个继续保持空套的重载一档及运输一档同步器（19），所述运输一挡齿轮副（20）与中载一挡齿轮副（22）成对排列且二者之间设有中载一挡同步器（21），中载一挡齿轮副（22）与空心轴从动齿轮（23）连接，重载一挡齿轮副（18）分别与变速器输出轴主动齿轮（14）、变速器输出轴从动齿轮（17）连接，变速器输出轴主动齿轮（14）、变速器输出轴从动齿轮（17）均连接在中央传动部分（16），中央传动部分（16）与驱动轮毂（15）相连。 3.根据权利要求1所述的一种混合动力DCT拖拉机，其特征在于：所述中载二挡齿轮副（7）与运输二挡齿轮副（9）成对排列且二者之间设有中载二挡同步器（8），所述运输二挡齿轮副（9）与重载二挡齿轮副（11）成对排列且二者之间设有运输二挡及重载二挡同步器（10），所述重载二挡齿轮副（11）与减速电机（13）的动力耦合装置（12）相连。 4.根据权利要求1所述的一种混合动力DCT拖拉机，其特征在于：所述实心输入轴为实心轴形式，空心输入轴为同轴套设在实心输入轴上的空心轴套形式，所述离合器C2（4）用于控制实心输入轴接合，所述离合器C1（5）用于控制空心输入轴接合。 5.根据权利要求1所述的一种混合动力DCT拖拉机，其特征在于：所述减速电机（13）的输出端同轴连接双离合器自动变速器的实心输入轴的末端；所述减速电机（13）包括输入轴、同步设在同一轴线的输出轴、内部集成设置的动力耦合装置（12）。 6.根据权利要求5所述的一种混合动力DCT拖拉机，其特征在于：所述动力耦合装置（12）为行星齿轮式转速耦合系统，其太阳轮与双离合器自动变速器的实心输入轴相连，内齿圈与减速电机（13）的输出轴相连，行星轮与重载二挡齿轮副（11）相连。 7.根据权利要求1所述的一种混合动力DCT拖拉机的自动换挡控制方法，其特征在于：该拖拉机还包括自动换挡控制系统，自动换挡控制系统包括自动变速箱控制单元TCU、传感器系统、信号处理部分和执行机构；该自动换挡控制方法，包括以下步骤： S1：在拖拉机负载动力输出轴PTO（24）工作时，自动变速箱控制单元TCU通过接收发动机（1）转速信号和PTO转速信号，控制动力输出轴同步器（25）选择合适的转速挡位，从而使PTO保持恒定的转速，输出稳定的动力； S2：自动变速箱控制单元TCU检测到拖拉机需要的驱动作业模式，传感器系统通过检测实心输入轴或空心输入轴的转速，控制离合器C1（5）和离合器C2（4）的断合，同时控制减速电机（13）的启停，各个同步器接合； S3：动力传递路线为：发动机（1）将动力通过主输入轴，一方面传递至高速PTO齿轮副（3）或低速PTO齿轮副（2），通过动力输出轴同步器（25）选择需求的转速挡位，再将转矩传递至动力输出轴PTO（24），至此，动力输出轴PTO（24）即可保持恒定的转速，向外输出稳定的动力；另一方面，动力经过输出端传递给之后的双离合器自动变速器，双离合器自动变速器通过离合器C1（5）、离合器C2（4）、对应的选换挡齿轮组和同步器，向动力输出轴PTO输出与对应的选换挡齿轮组挡位相同的转速，再通过动力输出轴PTO上的输出齿轮副传递转矩至中央传动部分（16），最终至拖拉机的驱动轮毂（15）以驱动拖拉机负载行驶。 8.根据权利要求7所述的一种混合动力DCT拖拉机的自动换挡控制方法，其特征在于：所述传感器系统包括转速传感器、压力传感器、温度传感器、位置传感器，传感器系统用来检测车速、变速器输入轴转速和输出轴转速、双离合器上的压力以及状态信号。 9.根据权利要求7所述的一种混合动力DCT拖拉机的自动换挡控制方法，其特征在于：所述步骤S2中的拖拉机的驱动作业模式包括：纯电驱动作业模式（EV）、混合动力驱动作业模式、发动机驱动作业模式；所述纯电驱动作业模式（EV）为：当混合动力双离合器自动变速器拖拉机为轻载作业且行驶速度不高时，单独由电机驱动拖拉机行驶作业；所述混合动力驱动作业模式为：当拖拉机在重载、中载挡位工作且需求功率大时，发动机（1）和电机同时驱动拖拉机行驶作业；所述发动机驱动作业模式为：当拖拉机在运输挡位工作且需求功率适宜时，发动机（1）在提供拖拉机作业功率的同时为电机提供额外的发电功率给电池组充电。
所属类别：	发明专利