CN106641134B

CN106641134B - 一种双输入双输出无动力中断耦合器的换挡方法

Info

Publication number: CN106641134B
Application number: CN201611044037.XA
Authority: CN
Inventors: 郭洪强; 王振友; 孙群; 赵颖
Original assignee: Liaocheng University
Current assignee: Liaocheng University
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2023-07-14
Anticipated expiration: 2036-11-21
Also published as: CN106641134A

Abstract

本发明提供一种双输入双输出无动力中断耦合器的换挡方法，所述的双输入双输出无动力中断耦合器，包括电机A、电机B、两个太阳轮、六个行星齿轮、两个行星架、两个齿圈、十个常啮合齿轮、两个同步器、四个结合套。换挡方法可以实现无动力中断换挡，提供四种驱动模式，在四种驱动模式之间切换时，可保证有一个输出端输出不会中断，从而达到无动力中断换挡。换挡过程中，动力不会中断，减少能量损失，提高能源的利用率；减少动力中断对行驶的不利影响，提高安全性；减少了多个离合器同时使用，减少使用维护成本。

Description

一种双输入双输出无动力中断耦合器的换挡方法

技术领域

本发明涉及无动力中断耦合器，确切地说是一种双输入双输出无动力中断耦合器的换挡方法。

技术背景

目前汽车换挡的目的主要是通过换挡调节动力输出轴的转矩与转速，再结合汽车行驶速度，使汽车驱动力得到最佳利用，能量管理趋于最优化，减少能量损失和浪费。对于传统汽车，都是由离合器和变速箱结合使用，达到变速的效果，由于离合器的特性使得这一过程存在动力中断，动力中断不仅造成不必要的能量损失，而且对汽车行驶安全性造成影响，尤其在爬坡过程。

申请号为201210038899.7的专利中提出了一种无动力中断换档的自动变速驱动装置及其换挡控制方法，是通过三个离合器的交替分离实现换挡的，虽然实现换挡过程中的无动力中断，但是由于离合器的存在依然使动力源在变速时存在能量损失，而且三个离合器的存在也使得换挡控制较为复杂，使用寿命短。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种双输入双输出无动力中断耦合器的换挡方法。

本发明的双输入双输出无动力中断耦合器，包括：电机A、电机B、两个太阳轮、六个行星齿轮、两个行星架、两个齿圈、十个常啮合齿轮、四个个同步器、前结合套、后结合套；

所述前太阳轮、前行星齿轮、前行星架、前齿圈组成前行星齿轮机构；所述后太阳轮、后行星齿轮、后行星架、后齿圈组成后行星齿轮机构；

所述电机A、电机B分别与耦合器外壳连结；

所述电机A的两个输出轴分别与前太阳轮和后太阳轮键连；所述电机B的两个输出轴通过常啮合齿轮I和常啮合齿轮J与前、后行星齿轮机构的行星架啮合；

所述前结合套与前常啮合齿轮A、前常啮合齿轮B、前同步器A、前同步器B配合，前结合套与轴C键连，前常啮合齿轮A和前同步器A位于前结合套和前齿圈之间，前常啮合齿轮B和前同步器B位于前结合套外侧；

所述后结合套与后常啮合齿轮C、后常啮合齿轮D、后同步器C、后同步器D配合，后结合套与轴D键连，后常啮合齿轮C和后同步器C位于后结合套和后齿圈之间，后常啮合齿轮D和后同步器D位于后结合套外侧；

所述输出轴A与常啮合齿轮G、常啮合齿轮D键连，常啮合齿轮E与前常啮合齿轮B啮合，常啮合齿轮F与前常啮合齿轮A啮合；所述输出轴D与常啮合齿轮G、常啮合齿轮H键连，常啮合齿轮G与后常啮合齿轮D啮合，常啮合齿轮H与后常啮合齿轮C啮合。

本发明的双输入双输出无动力中断耦合器的换挡方法，包括四种驱动模式，四种模式间切换时无动力中断；所述四种驱动模式包括：驱动模式A、驱动模式B、驱动模式C、驱动模式D；所述驱动模式A为高速档，所述驱动模式D为低速档；所述驱动模式B和驱动模式C为中速档；

所述驱动模式A为：前结合套与前同步器A结合，后结合套与后同步器C结合，电机A与电机B发出的动力分别通过前、后行星齿轮结构将动力传递给轴C和轴D；轴C上的动力依次通过前结合套、前同步器A、前常啮合齿轮A和前常啮合齿轮F，传递给输出轴A；轴D上的动力依次通过后结合套、后同步器C、后常啮合齿轮C和常啮合齿轮H，传递给输出轴B；

所述驱动模式D为：前结合套与前同步器B结合，后结合套与后同步器D结合，电机A与电机B发出的动力分别通过前、后行星齿轮结构将动力传递给轴C和轴D；轴C上的动力依次通过前结合套、前同步器B、前常啮合齿轮B和常啮合齿轮E，传递给输出轴A；轴D上的动力依次通过后结合套、后同步器、后常啮合齿轮D和常啮合齿轮G，传递给输出轴B；

所述中速档为：以汽车后轴为主驱动轴的驱动模式B或者以汽车前轴为主驱动轴的驱动模式C；

所述驱动模式B为：将前结合套与前同步器B结合，后结合套与后同步器C结合，电机A与电机B发出的动力分别通过前、后行星齿轮结构将动力传递给轴C和轴D；轴C上的动力依次通过前结合套、前同步器B、前常啮合齿轮B和常啮合齿轮E，传递给输出轴A；轴D上的动力依次通过后结合套、后同步器C、后常啮合齿轮C和常啮合齿轮H，传递给输出轴B；

所述驱动模式C为：将前结合套与前同步器A结合，后结合套与后同步器D结合，电机A与电机B发出的动力分别通过前、后行星齿轮结构将动力传递给轴C和轴D；轴C上的动力依次通过前结合套、前同步器A、前常啮合齿轮A和常啮合齿轮F，传递给输出轴A；轴D上的动力依次通过后结合套、后同步器D、后常啮合齿轮D和常啮合齿轮G，传递给输出轴B。

本发明的双输入双输出无动力中断耦合器的换挡方法，换挡过程中，动力不会中断，减少能量损失，提高能源的利用率；减少动力中断对行驶的不利影响，提高安全性；减少了多个离合器同时使用，减少使用维护成本。

附图说明

图1 为本发明的耦合器结构示意图。

图2 为耦合器在整车中的安装结构示意图。

图3为本发明换档过程示意图。

其中，1－电机A、2－电机B、17－常啮合齿轮I、18－常啮合齿轮J、11－前太阳轮、21－后太阳轮、12－前行星齿轮、22－后行星齿轮、14－前行星架、24－后行星架、13－前齿圈、23－后齿圈、15－前结合套、16－后结合套、111－前常啮合齿轮A、112－前常啮合齿轮B、211－后常啮合齿轮C、212－后常啮合齿轮D、121－前同步器A、122－前同步器B、221－后同步器C、222－后同步器D、31－常啮合齿轮E、32－常啮合齿轮F、41－常啮合齿轮G、42－常啮合齿轮H、3－输出轴A、4－输出轴B。

实施方式

现结合附图，对本实施例进行进一步说明。

本实施例的双输入双输出无动力中断耦合器如图1、图2所示，由电机A 1、电机B2、常啮合齿轮I 17、常啮合齿轮J 18、前太阳轮20、后太阳轮21、前行星齿轮12、后行星齿轮22、前行星架14、后行星架24、前齿圈13、后齿圈23、前结合套15、后结合套16、前常啮合齿轮A 111、前常啮合齿轮B 112、后常啮合齿轮C 211、后常啮合齿轮D 212、前同步器A 121、前同步器B 122、后同步器C 221、后同步器D 222、常啮合齿轮E 31、常啮合齿轮F 32、常啮合齿轮G 41、常啮合齿轮H 42、输出轴A 3、输出轴B 4组成。

前太阳轮20、前行星齿轮12、前行星架14、前齿圈13组成前行星齿轮12机构；后太阳轮21、后行星齿轮22、后行星架24、后齿圈23组成后行星齿轮22机构。

电机A 1、电机B 2分别与耦合器外壳连结；电机A 1的两个输出轴分别与前太阳轮20和后太阳轮21键连；电机B 2的两个输出轴通过常啮合齿轮I 17和常啮合齿轮J 18与前、后行星齿轮22机构的行星架啮合。

前结合套15与前常啮合齿轮A 111、前常啮合齿轮B 112、前同步器A 121、前同步器B 122配合，前结合套15与轴C键连，前常啮合齿轮A 111和前同步器A 121位于前结合套15和前齿圈13之间，前常啮合齿轮B 112和前同步器B 122位于前结合套15外侧；后结合套16与后常啮合齿轮C 211、后常啮合齿轮D 212、后同步器C 221、后同步器D 222配合，后结合套16与轴D键连，后常啮合齿轮C 211和后同步器C 221位于后结合套16和后齿圈23之间，后常啮合齿轮D 212和后同步器D 222位于后结合套16外侧。

输出轴A 3与常啮合齿轮G 41、常啮合齿轮D键连，常啮合齿轮E 31与前常啮合齿轮B 112啮合，常啮合齿轮F 32与前常啮合齿轮A 111啮合；所述输出轴D与常啮合齿轮G41、常啮合齿轮H 42键连，常啮合齿轮G 41与后常啮合齿轮D啮合，常啮合齿轮H 42与后常啮合齿轮C啮合。

本实施例的双输入双输出无动力中断耦合器的换挡方法，包括驱动模式A、驱动模式B、驱动模式C、驱动模式D，四种驱动模式；所述驱动模式A为高速档，所述驱动模式D为低速档；所述驱动模式B和驱动模式C为中速档；驱动模式B是以汽车后轴为主驱动轴，驱动模式C是以汽车前轴为主驱动轴。

如图3所示，汽车以低速档行驶，当需要增档时，汽车若处于上坡路况，将后结合套16左移，使之与后常啮合齿轮D 212分离，与后常啮合齿轮C 211啮合，此时耦合器为驱动模式B，此时汽车以后轴为主驱动轴，增强汽车爬坡能力；若继续加速，则将前结合套15右移，使之与前常啮合齿轮B 112分离，与前常啮合齿轮A 111啮合，此时耦合器档位为驱动模式A；汽车处于长期转弯路况，则在驱动模式D的基础上将前结合套15左移，使之与前常啮合齿轮B 112分离，与前常啮合齿轮A 111啮合，此时耦合器为驱动模式C，以前轴为主驱动轴，可以提高汽车的行驶稳定性；若继续加速，则将后结合套16左移，使之与后常啮合齿轮D 212分离，与后常啮合齿轮C 211啮合，此时耦合器档位为驱动模式A。

当汽车以高速档行驶，需要减档时，汽车若处于上坡路况，将前结合套15左移，使之与前常啮合齿轮A 111分离，与前常啮合齿轮B 112啮合，此时耦合器为驱动模式B，此时汽车以后轴为主驱动轴，增强汽车爬坡能力；若继续减速，则将后结合套16右移，使之与后常啮合齿轮C 211分离，与后常啮合齿轮D 212啮合，此时耦合器档位为驱动模式D；汽车处于长期转弯路况，则在驱动模式A的基础上将后结合套16左移，使之与后常啮合齿轮C 211分离，与后常啮合齿轮D 212啮合，此时耦合器为驱动模式C，以前轴为主驱动轴，可以提高汽车的行驶稳定性；若继续减速，则将前结合套15左移，使之与前常啮合齿轮A 111分离，与前常啮合齿轮B 112啮合，此时耦合器档位为驱动模式D。

本实施例的双输入双输出无动力中断耦合器的换挡方法，换挡过程中，动力不会中断，减少能量损失，提高能源的利用率；减少动力中断对行驶的不利影响，提高安全性；减少了多个离合器同时使用，减少使用维护成本。

Claims

1.一种双输入双输出无动力中断耦合器的换挡方法，所述的耦合器的包括电机 A（1）、电机 B（2）、啮合齿轮、输出轴，前太阳轮（11）、前行星齿轮（12）、前行星架（14）、前齿圈（13）组成前行星齿轮机构，后太阳轮（21）、后行星齿轮（22）、后行星架（24）、后齿圈（23）组成后行星齿轮机构，电机 A 的两个输出轴分别与前太阳轮（11）和后太阳轮（21）键连，电机 B 的两个输出轴通过常啮合齿轮 I（17）和常啮合齿轮 J（18）与前、后行星齿轮机构的行星架啮合；前结合套（15）与前常啮合齿轮 A（111）、前常啮合齿轮 B（112）、前同步器A（121）、前同步器 B（122）配合，前结合套（15）与轴 C（131）键连，前常啮合齿轮 A（111）和前同步器 A（121）位于前结合套（15）和前齿圈（13）之间，前常啮合齿轮 B （112）和前同步器 B（122）位于前结合套（15）外侧；后结合套（16）与后常啮合齿轮 C （211）、后常啮合齿轮D（212）、后同步器 C（221）、后同步器 D（222）配合，后结合套（16）与轴 D（231）键连，后常啮合齿轮 C（211）和后同步器 C（221）位于后结合套（16）和后齿圈（14）之间，后常啮合齿轮 D（212）和后同步器 D（222）位于后结合套（16）外侧；常啮合齿轮 G（31）、常啮合齿轮 D（32）与输出轴（3）键连，常啮合齿轮 E（31）与前常啮合齿轮 B（112）啮合，常啮合齿轮 F（32）与前常啮合齿轮 A（111）啮合；常啮合齿轮 G（41）、常啮合齿轮 H（42）与输出轴（4）与键连，常啮合齿轮 G（41）与前常啮合齿轮 D（212）啮合，常啮合齿轮 H（42）与前常啮合齿轮 C（211）啮合；其特征在于：所述的换挡方法，包括四种驱动模式，四种模式间切换时无动力中断；所述四种驱动模式包括：驱动模式 A、驱动模式 B、驱动模式 C、驱动模式 D，驱动模式 A 为高速档、驱动模式 D 为低速档、驱动模式 B 和驱动模式 C 为中速档；所述驱动模式 A 为：前结合套（15）与前同步器 A（121）结合，后结合套（16）与后同步器 C（221）结合，电机 A 与电机 B 发出的动力分别通过前、后行星齿轮结构将动力传递给轴 C(131)和轴 D(231)；轴 C(131)上的动力依次通过前结合套（15）、前同步器 A（121）、前常啮合齿轮 A（111）和前常啮合齿轮 F(32)，传递给输出轴 A（3）；轴 D(231)上的动力依次通过后结合套（16）、后同步器 C（221）、后常啮合齿轮 C（211）和常啮合齿轮 H(42)，传递给输出轴 B（4）；所述驱动模式 D 为：前结合套（15）与前同步器 B（122）结合，后结合套（16）与后同步器 D（222）结合，电机 A 与电机 B 发出的动力分别通过前、后行星齿轮结构将动力传递给轴 C(131)和轴 D(231)；轴 C(131)上的动力依次通过前结合套（15）、前同步器 B（122）、 2 前常啮合齿轮 B（112）和常啮合齿轮 E(31)，传递给输出轴 A（3）；轴 D(231)上的动力依次通过后结合套（16）、后同步器（222）、后常啮合齿轮 D（212）和常啮合齿轮 G（41)，传递给输出轴 B（4）；所述驱动模式 B 为：将前结合套（15）与前同步器 B（122）结合，后结合套（16）与后同步器 C（221）结合，电机 A 与电机 B 发出的动力分别通过前、后行星齿轮结构将动力传递给轴 C(131)和轴 D(231)；轴 C(131)上的动力依次通过前结合套（15）、前同步器 B（122）、前常啮合齿轮 B（112）和常啮合齿轮 E(31)，传递给输出轴 A（3）；轴 D(231)上的动力依次通过后结合套（16）、后同步器 C（221）、后常啮合齿轮 C（211）和常啮合齿轮 H(42)，传递给输出轴 B（4）；所述驱动模式 C 为：将前结合套（15）与前同步器 A（121）结合，后结合套（16）与后同步器 D（222）结合，电机 A 与电机 B发出的动力分别通过前、后行星齿轮结构将动力传递给轴 C(131)和轴 D（231)；轴 C(131)上的动力依次通过前结合套（15）、前同步器 A（121）、前常啮合齿轮 A（111）和常啮合齿轮 F(32)，传递给输出轴 A（3）；轴 D(231)上的动力依次通过后结合套（16）、后同步器 D（222）、后常啮合齿轮 D（212）和常啮合齿轮 G(41)，传递给输出轴 B（4）；所述中速档包括以汽车后轴为主驱动轴的驱动模式 B 和以汽车前轴为主驱动轴的驱动模式 C。

2.根据权利要求 1 所述的双输入双输出无动力中断耦合器的换挡方法，其特征在于：从驱动模式 A 转换到驱动模式 D 是减档过程，减档过程的实现要经过驱动模式 B 或驱动模式 C；从驱动模式 D 转换到驱动模式 A 是增档过程，增档过程的实现要经过驱动模式 B 或驱动模式 C；所述经过驱动模式 B 或驱动模式 C，是通过汽车行驶状态决定的，驱动模式 B 以后轴为主输出轴，可以提高汽车的加速能力；驱动模式 C 以前轴为主输出轴，可以提高汽车的行驶平稳性。