CN105840815A - 一种双输入功率合流变速器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双输入功率合流变速器及其控制方法，能够避免换挡过程中的动力中断问题，结构简单，设计合理。所述变速器包括分别设置在变速器壳体内的第一输入轴、输出轴和第二输入轴，以及用于分别给第一输入轴和第二输入轴提供动力的两个动力源；第一输入轴上设置选换挡机构和多个空套在轴上的输入档位齿轮，选换挡机构用于多个空套在轴上的输入档位齿轮的选择和切换；第二输入轴上设置一个与轴固联的输入轴档位齿轮；输出轴上分别固联设置有与所有输入轴档位齿轮一一对应啮合的输出轴档位齿轮。所述方法包括，控制与第二输入轴连接的动力源工作，实现动力持续输出的步骤；控制与第一输入轴连接的动力源工作，实现档位切换的步骤。

Description

一种双输入功率合流变速器及其控制方法

技术领域

本发明涉及变速器，具体为一种双输入功率合流变速器及其控制方法。

背景技术

车辆的行驶性能通常由加速时间、最高车速和爬坡能力予以评价，在电动汽车驱动系设计中，固有的电动机额定功率和传动装置参数是为了满足性能技术要求首要考虑的问题。所有这些参数设计基本上取决于电动机的转速-功率特性。具有大范围恒功率区域的电动机，其最大转矩能显著提高，因此车辆的加速和爬坡性能得意改善，而传动装置也可简化，否则必须采用多档(多于两档)传动装置。

对于多档变速器来说，由于换挡过程中必须切断输入轴的动力，所以在车辆上坡等工况，车速有明显的下降，导致车辆有顿挫感，影响驾驶性能。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种双输入功率合流变速器及其控制方法，能够避免换挡过程中的动力中断问题，结构简单，设计合理。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种双输入功率合流变速器，包括分别设置在变速器壳体内的第一输入轴、输出轴和第二输入轴，以及用于分别给第一输入轴和第二输入轴提供动力的两个动力源；第一输入轴上设置选换挡机构和多个空套在轴上的输入档位齿轮，选换挡机构用于多个空套在轴上的输入档位齿轮的选择和切换；第二输入轴上设置一个与轴固联的输入轴档位齿轮；输出轴上分别固联设置有与所有输入轴档位齿轮一一对应啮合的输出轴档位齿轮。

优选的，两个动力源均采用电动机。

进一步，两个电动机均由设置的电机控制器控制。

优选的，第一输入轴上设置有空套在轴上的输入轴1档齿轮和输入轴2档齿轮，以及设置在输入轴1档齿轮和输入轴2档齿轮之间的1/2档同步器作为选换挡机构；第二输入轴上设置有与轴固联的输入轴3档齿轮，输出轴上依次设置有与第一输入轴和第二输入轴上各输入档齿轮相啮合的输出轴1档齿轮、输出轴2档齿轮和输出轴3档齿轮。

进一步，1/2档同步器由设置的变速器控制器控制。

优选的，第一输入轴、输出轴和第二输入轴的前后两端分别通过滚动轴承设置在变速器壳体上。

优选的，输出轴的输出端设置有法兰盘。

一种双输入功率合流变速器的控制方法，基于本发明所述的变速器，其包括，控制与第二输入轴连接的动力源工作，使该动力源向输出轴传递动力，实现动力持续输出的步骤；控制与第一输入轴连接的动力源工作，使该动力源通过选换挡机构选择的输入轴档位齿轮向输出轴传递动力，实现档位切换的步骤。

优选的，包括控制第二输入轴连接的动力源停止工作，选换挡机构选择空挡位置，实现空挡的步骤。

优选的，包括控制与两个动力源提供反向动力，使与第二输入轴连接的动力源工作向输出轴传递方向动力，使与第一输入轴连接的动力源通过低档位的输入轴档位齿轮向输出轴传递动力方向动力，实现倒挡的步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明相比较传统的采用一个动力源的方案，其两个动力源同时输出，相同动力需求的情况下，双输入方案可使得动力源在选型上可配置尺寸更小的动力源，如小尺寸的电动机。利用两个动力源的动力分配，能够保持车辆在行驶过程中保证动力的持续供给，不会出现动力中断的问题，通过同一个输出轴的作用实现功率合流，能够满足车辆在不同情况下对动力的需求，提高了其操作感和驾驶性能，流畅的进行档位间的切换。

附图说明

图1为本发明实例中所述变速器的结构示意简图。

图2为本发明实例中所述变速器低档动力路线图。

图3为本发明实例中所述变速器高档动力路线图。

图中：1.变速器壳体，2.输出轴3档齿轮，3.第一输入轴，4.输入轴2档齿轮，5.1/2档同步器，6.输入轴1档齿轮，7.法兰盘，8.输出轴9.输出轴1档齿轮，10.输出轴2档齿轮11.第二输入轴，12.输入轴3档齿轮，13.M1动力源，14.M2动力源。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本优选实例如图1所示，有两个动力源，分别为M1动力源13、M2动力源14，动力源可配置为电动机。动力分别通过第一输入轴3、第二输入轴11输入。第一输入轴3上设置有空套在轴上的输入轴1档齿轮6、输入轴2档齿轮4，齿数分别为Z1、Z2，1/2档同步器5设置在输入轴1档齿轮、输入轴2档齿轮之间，同步器滑动齿套轴向移动实现与1、2档齿轮啮合；第二输入轴11上设置有与轴固联的输入轴3档齿轮12，齿数Z3；第一输入轴、第二输入轴前后两端分别通过滚动轴承设置在变速器壳体1上。输出轴8上从右向左依次设置有与第一输入轴、第二输入轴上各档齿轮相啮合的输出轴1档齿轮9、输出轴2档齿轮10、输出轴3档齿轮2，齿数分别为z1、z2、z3，输出轴各档齿轮与输出轴固联为一体，输出轴8前后两端分别通过滚动轴承设置在变速器壳体1上。

本优选实例中共设置两个档位，分别为低速档和高速档。

如图2所示，车辆启动及低速行驶时，即低速挡。变速器控制器(AMT)拨动1/2档同步器滑套向右滑动，第一输入轴上输入轴1档齿轮啮合，动力通过第一输入轴传递至输入轴1档齿轮，再传递至输出轴1档齿轮后，通过输出轴传递给法兰盘7。假设动力源M1转速为N1，法兰盘的转速为：

$n1=N*\frac{Z1}{z1}$

此时为了增加动力输出，获得更高的加速性能或爬坡能力，动力源M2输出动力。电机控制器根据当前车速计算动力源M2所需的转速及转矩，为了与动力源M1匹配，M2的输出转速为：

$n{1}^{\′}=N*\frac{Z1}{z1}*\frac{z3}{Z3}$

动力通过第二输入轴传递至输入轴3档齿轮，再传递至输出轴3档齿轮后，通过输出轴传递给法兰盘，实现功率合流。

如图3所示，车辆高速行驶时，即高速档。动力源M1断开，动力源M2正常工作，此时动力通过第二输入轴传递至输入轴3档齿轮，再传递至输出轴3档齿轮后，通过输出轴传递给法兰盘。假设动力源M2转速为N2，法兰盘的转速为：

$n2=N2*\frac{Z3}{z3}$

变速器控制器电机拨动1/2档同步器滑套向左滑动，第一输入轴上输入轴2档齿轮啮合，动力源M1输出动力。电机控制器根据当前车速计算动力源M1所需的转速及转矩，为了与动力源M2匹配，此时M1的输出转速为：

$n{2}^{\′}=N2*\frac{Z3}{z3}*\frac{z2}{Z2}$

动力通过第二输入轴传递至输入轴3档齿轮，再传递至输出轴3档齿轮后，通过输出轴传递给法兰盘，实现功率合流。

从低速挡升高速档整个过程中，法兰盘始终由动力源M2提供动力，达到升档过程无动力中断的目的。相反当需要将变速器从高速档降低速档时，动力源M1断开，动力源M2正常工作，变速器控制器电机拨动1/2档同步器滑套向右滑动，第一输入轴上输入轴1档齿轮啮合，动力源M1再输出动力，降档过程也实现无动力中断。

本优选实例进行空挡及倒挡行驶时。

当1/2档同步器滑套处于中间位置，动力源M2不输出动力，即空挡。

如前所述，变速器处于低速档，动力源M1、M2反向输入动力，即实现倒挡。

Claims (10)

1.一种双输入功率合流变速器，其特征在于，包括分别设置在变速器壳体(1)内的第一输入轴(3)、输出轴(8)和第二输入轴(11)，以及用于分别给第一输入轴(3)和第二输入轴(11)提供动力的两个动力源；

第一输入轴(3)上设置选换挡机构和多个空套在轴上的输入档位齿轮，选换挡机构用于多个空套在轴上的输入档位齿轮的选择和切换；第二输入轴(11)上设置一个与轴固联的输入轴档位齿轮；输出轴(8)上分别固联设置有与所有输入轴档位齿轮一一对应啮合的输出轴档位齿轮。

2.根据权利要求1所述的一种双输入功率合流变速器，其特征在于，两个动力源均采用电动机。

3.根据权利要求2所述的一种双输入功率合流变速器，其特征在于，两个电动机均由设置的电机控制器控制。

4.根据权利要求1所述的一种双输入功率合流变速器，其特征在于，第一输入轴(3)上设置有空套在轴上的输入轴1档齿轮(6)和输入轴2档齿轮(4)，以及设置在输入轴1档齿轮(6)和输入轴2档齿轮(4)之间的1/2档同步器(5)作为选换挡机构；第二输入轴(11)上设置有与轴固联的输入轴3档齿轮，输出轴(8)上依次设置有与第一输入轴(3)和第二输入轴(11)上各输入档齿轮相啮合的输出轴1档齿轮(9)、输出轴2档齿轮(10)和输出轴3档齿轮(2)。

5.根据权利要求4所述的一种双输入功率合流变速器，其特征在于，1/2档同步器(5)由设置的变速器控制器控制。

6.根据权利要求1所述的一种双输入功率合流变速器，其特征在于，第一输入轴(3)、输出轴(8)和第二输入轴(11)的前后两端分别通过滚动轴承设置在变速器壳体(1)上。

7.根据权利要求1所述的一种双输入功率合流变速器，其特征在于，输出轴(8)的输出端设置有法兰盘(7)。

8.一种双输入功率合流变速器的控制方法，基于如权利要求1所述的变速器，其特征在于，包括，

控制与第二输入轴(11)连接的动力源工作，使该动力源向输出轴(8)传递动力，实现动力持续输出的步骤；

控制与第一输入轴(11)连接的动力源工作，使该动力源通过选换挡机构选择的输入轴档位齿轮向输出轴(8)传递动力，实现档位切换的步骤。

9.根据权利要求8所述的一种双输入功率合流变速器的控制方法，其特征在于，包括控制第二输入轴(11)连接的动力源停止工作，选换挡机构选择空挡位置，实现空挡的步骤。

10.根据权利要求8所述的一种双输入功率合流变速器的控制方法，其特征在于，包括控制与两个动力源提供反向动力，使与第二输入轴(11)连接的动力源工作向输出轴(8)传递方向动力，使与第一输入轴(11)连接的动力源通过低档位的输入轴档位齿轮向输出轴(8)传递动力方向动力，实现倒挡的步骤。