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混合动变速器

阅读:683发布:2020-05-13

专利汇可以提供混合动变速器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种混合动 力 用 变速器 ,包括: 输入轴 、两个中间轴、差速机构和 电动机 构,其中:输入轴通过 离合器 与 发动机 相连,输入轴上依次设有一/三挡主动 齿轮 、二/四挡主动齿轮、倒挡主动齿轮、第四同步器、EVI挡主动齿轮和EVII挡主动齿轮,第一中间轴上依次设有一挡从动齿轮、第一同步器、二挡从动齿轮、倒挡从动齿轮、EVI挡从动齿轮、第三同步器、EVII挡从动齿轮和第一主减速主动齿轮、第二中间轴上依次设有三挡从动齿轮、第二同步器、四挡从动齿轮、倒挡中间齿轮和第二主减速主动齿轮,本装置通过四个同步机构操纵发动机动力及 电机 动力的传递方向,包含五个发动机驱动挡、两个纯电驱动挡、一个发动机倒挡、一个驻车充电挡,本装置能够使发动机动力与电机动力在传递的过程中做到单独操控,互不干涉,同时在需要的时候,又可以互相弥补。,下面是混合动变速器专利的具体信息内容。

1.一种混合动变速器,其特征在于,包括:输入轴、两个中间轴、差速机构和电动机构,其中:输入轴通过离合器发动机相连,输入轴上依次设有一/三挡主动齿轮、二/四挡主动齿轮、倒挡主动齿轮、第四同步器、EVI挡主动齿轮和EVII挡主动齿轮,第一中间轴上依次设有一挡从动齿轮、第一同步器、二挡从动齿轮、倒挡从动齿轮、EVI挡从动齿轮、第三同步器、EVII挡从动齿轮和第一主减速主动齿轮、第二中间轴上依次设有三挡从动齿轮、第二同步器、四挡从动齿轮、倒挡中间齿轮和第二主减速主动齿轮,其中:差速机构中的齿轮同时与第一主减速主动齿轮和第二主减速主动齿轮相啮合,电动机构中的齿轮与EVII挡主动齿轮相啮合,一/三挡主动齿轮分别与一挡从动齿轮和三挡从动齿轮相啮合,二/四挡主动齿轮分别与二挡从动齿轮和四挡从动齿轮相啮合,倒挡主动齿轮、倒挡中间齿轮和倒挡从动齿轮依次啮合,EVI挡主动齿轮和EVI挡从动齿轮相啮合,EVII挡从动齿轮与EVII挡主动齿轮相啮合。
2.根据权利要求1所述的混合动力用变速器,其特征是,所述的第一至第四同步器两侧的齿轮均通过结合齿轮与同步器相连。
3.根据权利要求1所述的混合动力用变速器,其特征是,所述的EVI挡主动齿轮和EVII挡主动齿轮通过轴套同轴连接且套轴空套于输入轴上。
4.根据权利要求1所述的混合动力用变速器,其特征是,所述的电动机构包括:驱动电机以及设置于其电机轴上的电机齿轮,该电机齿轮通过惰轮机构与EVII挡主动齿轮相连。
5.根据权利要求4所述的混合动力用变速器,其特征是,所述的惰轮机构包括:惰轮轴及其惰轮齿轮。
6.根据权利要求1所述的混合动力用变速器,其特征是,所述的差速机构包括:差速器以及设置于其差速轴上的主减速从动齿轮,该主减速从动齿轮同时与第一主减速主动齿轮和第二主减速主动齿轮相连。
7.根据权利要求1所述的混合动力用变速器,其特征是,所述的三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、倒挡中间齿轮均空套于第二中间轴上,第二同步器、第二主减速主动齿轮固定于第二中间轴上。
8.根据权利要求1所述的混合动力用变速器,其特征是,所述的一/三挡主动齿轮、二/四挡主动齿轮、第四同步器均固定于输入轴上,倒挡主动齿轮、套轴均空套于输入轴上,并可以自由转动。
9.根据权利要求1所述的混合动力用变速器,其特征是,所述的一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、EVI挡从动齿轮、EVII挡从动齿轮均空套于第二中间轴上,第一同步器、第三同步器、第一主减速主动齿轮固定于第二中间轴上。
10.根据权利要求1所述的混合动力用变速器,其特征是,所述的第一至第四同步器采用液压换挡系统或电换挡系统控制,其中:发动机一挡、发动机二挡由第一同步器控制,发动机三挡、发动机四挡由第二同步器控制,发动机五挡由第四同步器、第三同步器共同控制;纯电一挡、纯电二挡由第三同步器控制;发动机倒挡及驻车充电挡均由第四同步器控制。
11.一种基于上述任一权利要求所述的混合动力用变速器的控制方法,其特征在于,包括:纯电动模式、纯发动机模式、混合动力模式、倒挡模式、驻车充电模式、停车启动发动机模式、纯电驱动中启动发动机模式、纯发动机驱动中充电模式、纯电驱动或混合动力驱动中的制动能量回收模式。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征是,在混合动力驱动的过程中,当需要进行电机挡位或者发动机挡位的升降,则需要保持另一动力所在挡位不变的情况下,进行所需要动力目标挡位的切换;
在纯电驱动或者纯发动机驱动的过程中,当需要进行电机挡位或者发动机挡位的升降,则需要先启动另一动力,切换到对应的混合动力驱动模式,再进行目标挡位升降,之后断开不需要的动力。

说明书全文

混合动变速器

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种汽车变速器领域的技术,具体是一种混合动力用变速器。

背景技术

[0002] 机械式自动变速器的设计原理和生产工艺、技术经过长时间的发展已经成熟稳定,但在换挡过程中存在发动机的动力丢失,驱动电机的加入,可以很好的弥补机械式自动变速器的这一缺陷,同时又可以充分利用机械式变速器的高效率低成本优势,是很多混合动力车型的所选方案。已有的在机械式自动变速器基础上改进的混合动力变速器,均具有以下某个缺陷:1)纯发动机驱动车辆时电机无法脱开,致使变速器的整体效率降低;2)纯发动驱动挡位偏少或无发动机倒挡功能;3)无法只用一个电机兼顾停车充电、纯电驱动等混合动力变速器的所有功能;4)轴向尺寸大,整车布置困难。

发明内容

[0003] 本发明针对现有技术存在的上述不足,提出一种混合动力用变速器,利用输入轴外部增加套轴及平行布置双中间轴结构,并通过一个同步器机构实现套轴与输入轴之间动力的通断,三个同步机构实现档位控制的巧妙布局,操纵发动机动力及电机动力的传递方向,实现五个发动机驱动挡、两个纯电驱动挡、一个发动机倒挡、一个驻车充电挡的结构布置,能够使发动机动力与电机动力在传递的过程中做到单独操控,互不干涉,在需要的时候,又可以互相弥补。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的:
[0005] 本发明包括:输入轴、两个中间轴、差速机构和电动机构,其中:输入轴通过离合器与发动机相连,输入轴上依次设有一/三挡主动齿轮、二/四挡主动齿轮、倒挡主动齿轮、第四同步器、EVI挡主动齿轮和EVII挡主动齿轮,第一中间轴上依次设有一挡从动齿轮、第一同步器、二挡从动齿轮、倒挡从动齿轮、EVI挡从动齿轮、第三同步器、EVII挡从动齿轮和第一主减速主动齿轮、第二中间轴上依次设有三挡从动齿轮、第二同步器、四挡从动齿轮、倒挡中间齿轮和第二主减速主动齿轮,其中:差速机构中的齿轮同时与第一主减速主动齿轮和第二主减速主动齿轮相啮合,电动机构中的齿轮与EVII挡主动齿轮相啮合,一/三挡主动齿轮分别与一挡从动齿轮和三挡从动齿轮相啮合,二/四挡主动齿轮分别与二挡从动齿轮和四挡从动齿轮相啮合,倒挡主动齿轮、倒挡中间齿轮和倒挡从动齿轮依次啮合,EVI挡主动齿轮和EVI挡从动齿轮相啮合,EVII挡从动齿轮与EVII挡主动齿轮相啮合。
[0006] 所述的第一至第四同步器两侧的齿轮均通过结合齿轮与同步器相连。
[0007] 所述的EVI挡主动齿轮和EVII挡主动齿轮通过轴套同轴连接且套轴空套于输入轴上。
[0008] 所述的电动机构包括:驱动电机以及设置于其电机轴上的电机齿轮,该电机齿轮通过惰轮机构与EVII挡主动齿轮相连接。
[0009] 所述的惰轮机构包括:惰轮轴及其惰轮齿轮。
[0010] 所述的差速机构包括:差速器以及设置于其差速轴上的主减速从动齿轮,该主减速从动齿轮同时与第一主减速主动齿轮和第二主减速主动齿轮相啮合。
[0011] 所述的三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、倒挡中间齿轮均空套于第二中间轴上,可以自由转动,第二同步器、第二主减速主动齿轮固定于第二中间轴上。
[0012] 所述的一/三挡主动齿轮、二/四挡主动齿轮、第四同步器均固定于输入轴上,倒挡主动齿轮、套轴均空套于输入轴上,并可以自由转动。
[0013] 所述的一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、EVI挡从动齿轮、EVII挡从动齿轮均空套于第二中间轴上,可以自由转动,第一同步器、第三同步器、第一主减速主动齿轮固定于第二中间轴上。
[0014] 所述的第一至第四同步器采用液压换挡系统或电换挡系统控制,其中:发动机一挡、发动机二挡由第一同步器控制,发动机三挡、发动机四挡由第二同步器控制,发动机五挡由第四同步器、第三同步器共同控制;纯电一挡、纯电二挡由第三同步器控制;发动机倒挡及驻车充电挡均由第四同步器控制。技术效果
[0015] 与现有技术相比,本发明规避了各种技术缺陷,只需单电机即实现了混合动力汽车的所有模式,以较低成本实现机械式自动变速器车型的混合动力化并兼有以下优势;当纯发动机驱动时(不包括五挡),可以断开驱动电机,当纯电驱动时可以断开发动机,实现动力在变速器内部的高效传递;当发动机换挡或者电机换挡时,可以有另一种动力进行弥补,实现动力换挡,提高整车驾驶感受;具有电机反转倒挡、发动机倒挡、或者两者共同倒挡的功能;通过第四同步器D可以实现驻车充电、及纯电行驶中启动发动机;发动机五个挡位、电机两个挡位的结构,能够兼顾任意车速下的发动机及电机均在高效区工作;较短的变速器轴向尺寸能够满足传统车的前舱布置需求。附图说明
[0016] 图1为本发明结构示意图;
[0017] 图2为实施例混动变速箱轴系结构图;
[0018] 图3为隐藏图2中第二中间轴系的混动变速箱俯视图;
[0019] 图4为仅显示图2中第二中间轴系和差速机构的混动变速箱仰视图;
[0020] 图中:一/三挡主动齿轮1、二/四挡主动齿轮2、EVI挡主动齿轮3、EVII挡主动齿轮4、差速器5、差速器轴承6、一挡从动齿轮7、二挡从动齿轮8、三挡从动齿轮9、四挡从动齿轮
10、EVI挡从动齿轮11、EVII挡从动齿轮12、倒挡主动齿轮13、套轴14、倒挡从动齿轮15、倒挡中间齿轮16、第二中间轴17、第二轴承18、第二主减速主动齿轮19、第一轴承20、第一主减速主动齿轮21、电机齿轮22、电机轴23、惰轮齿轮24、惰轮两端轴承25、惰轮轴26、离合器27、驱动电机28、输入轴29、输入轴轴承30、主减速从动齿轮31、发动机32、第一中间轴33、第一同步器A、第二同步器B、第三同步器C、第四同步器D。

具体实施方式

[0021] 如图1所示,本实施例具体涉一种混合动力用变速器,其中包含:一/三挡主动齿轮1、二/四挡主动齿轮2、EVI挡主动齿轮3、EVII挡主动齿轮4、差速器5、差速器轴承6、一挡从动齿轮7、二挡从动齿轮8、三挡从动齿轮9、四挡从动齿轮10、EVI挡从动齿轮11、EVII挡从动齿轮12、倒挡主动齿轮13、套轴14、倒挡从动齿轮15、倒挡中间齿轮16、第二中间轴17、第二轴承18、第二主减速主动齿轮19、第一轴承20、第一主减速主动齿轮21、电机齿轮22、电机轴
23、惰轮齿轮24、惰轮两端轴承25、惰轮轴26、离合器27、驱动电机28、输入轴29、输入轴轴承
30、主减速从动齿轮31、发动机32、第一中间轴33、第一同步器A、第二同步器B、第三同步器C、第四同步器D。
[0022] 如图2~图4所示,本实施例变速器的优选尺寸参数包括:
[0023] i.输入轴与第一中间轴的中心距为93.7mm,输入轴与第二中间轴的中心距为84.4mm;
[0024] ii.第一中间轴与第二中间轴间的中心距为125mm,第一中间轴与差速机构中的中心距为141.2mm;
[0025] iii.第二中间轴与差速机构中心的中心距为160.5mm;
[0026] iv.惰轮轴与输入轴间的中心距为99mm,惰轮轴与电机轴间的中心距为67mm。
[0027] 通过上述优选尺寸能够保证各轴弯曲强度的同时,能够合理设定各档位齿轮的齿数和直径,以达到在整车档位顺序切换过程中,确保输出扭矩的平顺性。
[0028] 本实施例变速器的混动档位组合方式以及速比如下:
[0029] 本实施例涉及上述装置的控制方法,包括:纯电动模式、纯发动机模式、混合动力模式、倒挡模式、驻车充电模式、停车启动发动机模式、纯电驱动中启动发动机模式、纯发动机驱动中充电模式和纯电驱动或混合动力驱动中的制动能量回收模式。
[0030] 所述的纯电动模式具体为:EVI挡动力流:第三同步器C往左拨动,则驱动电机的动力通过电机轴输出后,依次经过电机齿轮、惰轮齿轮、EVII挡主动齿轮、套轴、EVI挡主动齿轮、带结合齿轮的EVI挡从动齿轮、第三同步器C、第一中间轴、第一主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器,传递到车轮驱动车辆。
[0031] EVII挡动力流:第三同步器C往右拨动,则驱动电机的动力通过电机轴输出后,依次经过电机齿轮、惰轮齿轮、EVII挡主动齿轮、带结合齿轮的EVII挡从动齿轮、第三同步器C、第一中间轴、第一主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器,传递到车轮驱动车辆。
[0032] 所述的纯发动机模式具体为:发动机一挡动力流:第一同步器A往左拨动,闭合离合器,则发动机的动力通过离合器传递到输入轴,并依次通过一/三挡主动齿轮、带结合齿轮的一挡从动齿轮、第一同步器A、第一中间轴、第一主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器,传递到车轮驱动车辆。
[0033] 发动机二挡动力流:第一同步器A往右拨动,闭合离合器,则发动机的动力通过离合器传递到输入轴,并依次通过二/四挡主动齿轮、带结合齿轮的二挡从动齿轮、第一同步器A、第一中间轴、第一主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器,传递到车轮驱动车辆。
[0034] 发动机三挡动力流:第二同步器B往左拨动,闭合离合器,则发动机的动力通过离合器传递到输入轴,并依次通过一/三挡主动齿轮、带结合齿轮的三挡从动齿轮、第二同步器B、第二中间轴、主减速主动齿轮2、主减速从动齿轮、差速器,传递到车轮驱动车辆。
[0035] 发动机四挡动力流:第二同步器B往右拨动,闭合离合器,则发动机的动力通过离合器传递到输入轴,并依次通过二/四挡主动齿轮、带结合齿轮的四挡从动齿轮、第二同步器B、第二中间轴、主减速主动齿轮2、主减速从动齿轮、差速器,传递到车轮驱动车辆。
[0036] 发动机五挡动力流:第四同步器D往右拨动,同时第三同步器C往右拨动,闭合离合器,则发动机的动力通过离合器传递到输入轴,并依次通过第四同步器D、带结合齿轮的套轴、EVII挡主动齿轮、带结合齿轮的EVII挡从动齿轮、第三同步器C、第一中间轴、第一主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器,传递到车轮驱动车辆。
[0037] 所述的混合动力模式具体为:组合方式有EVI挡/发动机一挡、EVI挡/发动机二挡、EVI挡/发动机三挡、EVII挡/发动机三挡、EVII挡/发动机四挡、EVII挡/发动机五挡。
[0038] 所述的倒挡模式具体为:
[0039] 纯电动倒挡:驱动电机反转,则电机动力经过EVI挡的动力流反向驱动车辆。
[0040] 发动机倒挡:第四同步器D往左拨动,闭合离合器,则发动机的动力通过离合器传递到输入轴,并依次通过第四同步器D、带结合齿轮的倒挡主动齿轮、倒挡中间齿轮、倒挡从动齿轮、第一中间轴、第一主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器,传递到车轮反向驱动车辆。
[0041] 电机倒挡与发动机倒挡同时驱动,则实现混动倒挡。
[0042] 所述的驻车充电模式具体为:第四同步器D往右拨动,闭合离合器,则发动机的动力通过离合器传递到输入轴,并依次通过第四同步器D、带结合齿轮的套轴、EVII挡主动齿轮、惰轮齿轮、电机齿轮,输入到驱动电机,进行发电。
[0043] 所述的停车启动发动机模式具体为:驱动电机输出动力,并将驻车充电的动力流反向传递,则实现停车启动发动机模式。
[0044] 所述的纯电驱动中启动发动机模式具体为:在EVI挡驱动车辆,或者EVII挡驱动车辆的过程中,当需要启动发动机,则第四同步器D往右拨动,闭合离合器,电机动力驱动车辆的同时,经过第四同步器D、输入轴、离合器,进行发动机启动。
[0045] 所述的纯发动机驱动中充电模式具体为:第四同步器D往右拨动,则发动机驱动车辆的同时,动力依次通过第四同步器D、带结合齿轮的套轴、EVII挡主动齿轮、惰轮齿轮、电机齿轮,输入到驱动电机,进行发电。
[0046] 所述的纯电驱动或混合动力驱动中的制动能量回收模式具体为:车轮制动过程中的动力,动力流经过啮合中的纯电挡位,同时反向,输入到驱动电机,实现制动发电。
[0047] 所述的控制方法进一步包括在混合动力驱动的过程中,当需要进行电机挡位或者发动机挡位的升降,则需要保持另一动力所在挡位不变的情况下,进行所需要动力目标挡位的切换,以及:
[0048] 在纯电驱动或者纯发动机驱动的过程中,当需要进行电机挡位或者发动机挡位的升降,则需要先启动另一动力,切换到对应的混合动力驱动模式,再进行目标挡位升降,之后断开不需要的动力。
[0049] 上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整,本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限,在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。
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