CN109501579A - 混合动力汽车自动变速器传动系统 - Google Patents

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CN109501579A CN201710873121.0A CN201710873121A CN109501579A CN 109501579 A CN109501579 A CN 109501579A CN 201710873121 A CN201710873121 A CN 201710873121A CN 109501579 A CN109501579 A CN 109501579A
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Abstract

混合动力汽车自动变速器传动系，有3种驱动模式；第1种是：发动机驱动模式能够实现6个前进档和1个倒档，第2种是：纯电动驱动模式能够实现低速档和中速档和低速倒档，第3种是：混合动力驱动模式能够实现低速档、中速档、高速档，在纯电动中速档行驶中转换为混合动力低速档时只需要释放B2制动器，在混合动力低速档转换为中速档时只需要联接K2离合器，在混合动力中速档转换为高速档时只需要释放K1离合器，每次转换过程只需要1个工作元件动作，没有重叠换档的过程，因此能实现平顺换档。在混合动力低速档行驶中是无级变速，混合动力中速档是平顺过渡低速档转高速档的过程，在混合动力高速档行驶中是无级变速，并且能够传递大扭矩。

Description

混合动力汽车自动变速器传动系统
技术领域
本发明涉及混合动力汽车技术领域，具体是一种混合动力汽车自动变速器传动系统。
背景技术
目前：有很多种类型的双转子电机的中国发明专利在理论上设计用于混合动力汽车技术领域，双转子电机虽然在理论上设计有些优点，但是；从理论上分析也是会发现缺点比优点多，例如：缺点1；双转子电机有內转子和外转子，这两个转子重叠起来就会增加径向尺寸和体积，大体积的电机不适合安装在小型汽车上，缺点2；需要解决双转子电机的內转子和外转子的动平衡技术问题，缺点3；需要解决双转子电机的內转子线圈的供电技术问题，缺点4；需要解决双转子电机的內转子线圈的散热技术问题，以本人申请的中国发明专利为例，专利号为201310335923.8，在实施过程中就发现了双转子电机实施困难的技术问题。
发明内容
本发明的目的是针对；双转子电机在混合动力汽车自动变速器技术领域中实施困难的技术问题，在专利号为201310335923.8原设计的基础上通过改进传动结构和控制程序，从而使该专利技术更加完善。本发明已改进的技术方案有三点，第一点；减少了1个电动机转子，只保留1个电动机转子就能够达到代替双转子电动机的传动优点，第二点；优化传动结构在原设计的传动路线上减少了1个传动轴，就能达到原设计的传动效果，第三点；改进了控制程序从而使变速转换更加平顺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
所述的混合动力汽车自动变速器传动系统包括：缓冲联轴器、单向离合器、轴承、输入轴、磁钢转子输出轴、第一行星轮、第一太阳轮、中间传动轴、第二行星轮、第二太阳轮、第二行星架、第三行星轮、第三太阳轮、输出轴、第三行星架、第三内齿圈、B3制动器、B2制动器、第二内齿圈、K2离合器、K1离合器、B1制动器、第一内齿圈、第一行星架、传动系统壳体、电动机定子线圈、磁钢转子壳体。
所述的缓冲联轴器是安装在汽车发动机的飞轮上，缓冲联轴器和单向离合器的外圈相连接，单向离合器的内圈和输入轴前端相连接。
所述的输入轴上设有轴承，轴承上设有磁钢转子输出轴，磁钢转子输出轴上设有磁钢转子壳体，磁钢转子输出轴和第一内齿圈相连接。
所述的输入轴上设有第一太阳轮，输入轴后端和K1离合器前端相连接，K1离合器后端和K2离合器前端相连接。
所述的中间传动轴上设有第二太阳轮和第三太阳轮。
所述的第一太阳轮和第一行星轮相啮合，第一行星轮和第一内齿圈相啮合，第一行星轮设在第一行星架上。
所述的第二太阳轮和第二行星轮相啮合，第二行星轮和第二内齿圈相啮合，第二行星轮设在第二行星架上。
所述的第三太阳轮和第三行星轮相啮合，第三行星轮和第三内齿圈相啮合，第三行星轮设在第三行星架上。
所述的第一行星架和第二内齿圈相连接。
所述的第二行星架和第三内齿圈相连接。
所述的第三行星架和输出轴相连接。
所述的K1离合器能够和中间传动轴联接。
所述的K2离合器能够和第二行星架联接。
所述的B1制动器，B2制动器，B3制动器都是设在传动系统壳体上。
所述的B1制动器能够制动磁钢转子壳体和磁钢转子输出轴和第一内齿圈。
所述的B2制动器能够制动第一行星架和第二内齿圈。
所述的B3制动器能够制动第二行星架和第三内齿圈。
所述的电动机定子线圈设在传动系统壳体前端。
附图说明
图1为本发明的混合动力汽车自动变速器传动系统示意图；其中；1为缓冲联轴器；2为单向离合器；3为轴承；4为输入轴；5为磁钢转子输出轴；6为第一行星轮；7为第一太阳轮；8为中间传动轴；9为第二行星轮；10为第二太阳轮；11为第二行星架；12为第三行星轮；13为第三太阳轮；14为输出轴；15为第三行星架；16为第三内齿圈；17为B3制动器；18为B2制动器；19为第二内齿圈；20为K2离合器；21为K1离合器；22为B1制动器；23为第一内齿圈；24为第一行星架；25为传动系统壳体；26为电动机定子线圈；27为磁钢转子壳体。
图2为纯电动驱动模式前进低速档和倒档的动力传动路线图。
图3为纯电动驱动模式前进中速档的动力传动路线图。
图4为混合动力驱动模式前进低速档的动力传动路线图。
图5为混合动力驱动模式前进中速档的动力传动路线图。
图6为混合动力驱动模式前进高速档的动力传动路线图。
具体实施方式
如说明书附图1所示，所述的混合动力汽车自动变速器传动系统，包括：缓冲联轴器1、单向离合器2、轴承3、输入轴4、磁钢转子输出轴5、第一行星轮6、第一太阳轮7、中间传动轴8、第二行星轮9、为第二太阳轮10、第二行星架11、第三行星轮12、第三太阳轮13、输出轴14、第三行星架15、第三内齿圈16、B3制动器17、B2制动器18、第二内齿圈19、K2离合器20、K1离合器21、B1制动器22、第一内齿圈23、第一行星架24、传动系统壳体25、电动机定子线圈26、磁钢转子壳体27。
如说明书附图1所示，所述的缓冲联轴器1是安装在汽车发动机的飞轮上，缓冲联轴器1和单向离合器2的外圈相连接，单向离合器2的内圈和输入轴4前端相连接。
如说明书附图1所示，所述的输入轴4上设有轴承3，轴承3上设有磁钢转子输出轴5，磁钢转子输出轴5上设有磁钢转子壳体27，磁钢转子输出轴5和第一内齿圈23相连接。
如说明书附图1所示，所述的输入轴4上设有第一太阳轮7，输入轴4后端和K1离合器21前端相连接，K1离合器21后端和K2离合器20前端相连接。
如说明书附图1所示，所述的中间传动轴8上设有第二太阳轮10和第三太阳轮13。
如说明书附图1所示，所述的第一太阳轮7和第一行星轮6相啮合，第一行星轮6和第一内齿圈23相啮合，第一行星轮6设在第一行星架24上。
如说明书附图1所示，所述的第二太阳轮10和第二行星轮9相啮合，第二行星轮9和第二内齿圈19相啮合，第二行星轮9设在第二行星架11上。
如说明书附图1所示，所述的第三太阳轮13和第三行星轮12相啮合，第三行星轮12和第三内齿圈16相啮合，第三行星轮12设在第三行星架15上。
如说明书附图1所示，所述的第一行星架24和第二内齿圈19相连接。
如说明书附图1所示，所述的第二行星架11和第三内齿圈16相连接。
如说明书附图1所示，所述的第三行星架15和输出轴14相连接。
如说明书附图1所示，所述的K1离合器21能够和中间传动轴8联接。
如说明书附图1所示，所述的K2离合器20能够和第二行星架11联接。
如说明书附图1所示，所述的B1制动器22，B2制动器18，B3制动器17都是设在传动系统壳体25上。
如说明书附图1所示，所述的B1制动器22能够制动磁钢转子壳体27和磁钢转子输出轴5和第一内齿圈23。
如说明书附图1所示，所述的B2制动器18能够制动第一行星架24和第二内齿圈19。
如说明书附图1所示，所述的B3制动器17能够制动第二行星架11和第三内齿圈16。
如说明书附图1所示，所述的电动机定子线圈26设在传动系统壳体25前端。
以下是：传动工作元件表
本人申请的专利号为201110005525.0的说明书中已经公开了说明了发动机驱动模式的六个前进档和一个倒档的工作原理，在本说明书中就不必要再重复说明发动机驱动模式的六个前进档和一个倒档的工作原理。
附图2至附图6中带有箭头的粗实线表示为动力传动路线，没有箭头的粗实线表示为已经被制动后停止的路线。
结合附图2分两步详细说明：纯电动驱动模式前进低速档的动力传动路线，第一步；当驾驶员用按键开关起动、纯电动前进低速档的驱动模式时，自动变速器电脑控制系统就起动了电动油泵，同时电脑控制的电磁阀输出油压推动B3制动器17和K2离合器20同时工作，因此；输入轴4、第一太阳轮7、K1离合器21、K2离合器20、第二行星架11、第三内齿圈16都同时被B3制动器17制动，如附图2所示。
第二步；当驾驶员放松手刹车、并且踩油门踏板时，自动变速器电脑控制的电控系统就供电给电动机定子线圈26、电动机定子线圈26产生磁场驱动磁钢转子壳体27逆时针转动并且将动力传递到磁钢转子输出轴5、磁钢转子输出轴5就逆时针转动并且将动力传递到第一内齿圈23、第一内齿圈23逆时针转动并且将动力传递到第一行星轮6、第一行星轮6就围绕第一太阳轮7逆时针转动并且将动力传递到第一行星架24、第一行星架24就逆时针转动并且将动力传递到第二内齿圈19、第二内齿圈19就逆时针转动并且将动力传递到第二行星轮9、第二行星轮9就在第二行星架11上逆时针转动并且将动力传递到第二太阳轮10、第二太阳轮10就顺时针转动并且将动力传递到中间传动轴8、中间传动轴8就顺时针转动并且将动力传递到第三太阳轮13、第三太阳轮13顺时针转动并且将动力传递到第三行星轮12、第三行星轮12就在第三内齿圈16内逆时针转动并且将动力传递到第三行星架15、第三行星架15顺时针转动并且将动力传递到输出轴14、输出轴14顺时针转动输出动力，因此；纯电动驱动模式前进低速档的动力传动路线成立。
再次结合附图2详细说明；纯电动驱动模式倒档的动力传动路线，同样是采用附图2的动力传动路线，所不同的是：当驾驶员用按键开关起动纯电动倒档的驱动模式时，自动变速器电脑控制的电控系统就改变了直流电的电流方向，从而使电动机定子线圈26的磁力驱动磁钢转子壳体27顺时针转动，注意：在以上前进低速档的磁钢转子壳体27是逆时针转动，而倒档的磁钢转子壳体27改变为顺时针转动，从而在附图2同样能实现、纯电动驱动模式的倒档动力传动路线成立。
结合附图3分两步详细说明；纯电动驱动模式前进中速档的动力传动路线，第一步：当汽车还在纯电动驱动模式前进低速档行驶时，当驾驶员想要再提速就用按键开关起动纯电动中速档的驱动模式，自动变速器电脑控制的电磁阀就释放了B3制动器17和K2离合器20的油压，与此同时电脑控制电磁阀输出的油压推动B2制动器18和K1离合器21同时工作，因此；B2制动器18制动了第一行星架24和第二内齿圈19，与此同时K1离合器21联接了中间传动轴8，如附图3所示。
第二步：当驾驶员再踩油门踏板时，自动变速器电脑控制的电控系统就供电给电动机定子线圈26，电动机定子线圈26产生磁场驱动磁钢转子壳体27逆时针转动并且将动力传递到磁钢转子输出轴5、磁钢转子输出轴5就逆时针转动并且将动力传递到第一内齿圈23、第一内齿圈23就逆时针转动并且将动力传递到第一行星轮6、第一行星轮6就在第一行星架24上逆时针转动并且将动力传递到第一太阳轮7、第一太阳轮7就改变为顺时针转动并且将动力传递到输入轴4、输入轴4的前端连接着单向离合器2的内圈，单向离合器2的内圈顺时针转动就会打滑，因此输入轴4就能够顺时针转动、并且将动力传递到K1离合器21的前端，由于K1离合器21已经联接了中间传动轴8，中间传动轴8就顺时针转动并且将动力传递到第二太阳轮10和第三太阳轮13，至此就产生了两条传动路线。
第1条传动路线是：第二太阳轮10顺时针转动并且将动力传递到第二行星轮9、第二行星轮9就在第二内齿圈19内逆时针转动并且将动力传递到第二行星架11、第二行星架11就顺时针转动并且将动力传递到第三内齿圈16，第三内齿圈16顺时针转动并且将动力传递到第三行星轮12。
第2条传动路线是：第三太阳轮13顺时针转动并且将动力传递到第三行星轮12，由于第1条传动路线和第2条传动路线都是将动力传递到第三行星轮12并且都是顺时针转动，因此第三行星轮12就能够叠加两条传动路线的驱动力、并且将动力传递到第三行星架15、第三行星架15就顺时针转动并且将动力传递到输出轴14、输出轴14就顺时针转动并且输出动力，因此；纯电动驱动模式前进中速档的动力传动路线成立。
结合附图4详细说明：混合动力低速档的动力传动路线，当汽车还在纯电动驱动模式的中速档行驶时，当驾驶员想采用混合动力驱动模式提速，驾驶员就用按键开关起动混合动力低速档的驱动模式，发动机就开始起动，与此同时自动变速器电脑控制的电磁阀就释放了B2制动器18的油压，因此混合动力低速档驱动模式就产生了4条传动路线，如附图4所示。
第1条传动路线是：发动机飞轮顺时针转动并且将动力传递到缓冲联轴器1、缓冲联轴器1将动力传递到单向离合器2、单向离合器2将动力传递到输入轴4、输入轴4将动力传递到第一太阳轮7和K1离合器21，由于K1离合器21已经联接了中间传动轴8，中间传动轴8就顺时针转动并且将动力传递到第二太阳轮10和第三太阳轮13，因此在第1条传动路线中就产生了另外2条传动路线。
第3条传动路线是：输入轴4上的第一太阳轮7已经顺时针转动并且将动力传递到第一行星轮6。
第2条传动路线是：电动机定子线圈26供电产生磁场推动磁钢转子壳体27改变为顺时针转动、并且将动力传递到磁钢转子输出轴5和第一内齿圈23、第一内齿圈23顺时针转动并且将动力传递到第一行星轮6，由于第3条传动路线和第2条传动路线都是将动力传递到第一行星轮6、并且都是顺时针转动，因此第一行星轮6能够叠加两条传动路线的驱动力、并且将动力传递到第一行星架24、第一行星架24就顺时针转动并且将动力传递到第二内齿圈19、第二内齿圈19顺时针转动并且将动力传递到第二行星轮9，与此同时第1条传动路线的动力已经传递到中间传动轴8、中间传动轴8顺时针转动并且将动力传递到第二太阳轮10和第三太阳轮13，至此；就产生了第4条传动路线。
第4条传动路线是：第二太阳轮10顺时针转动并且将动力传递到第二行星轮9、第二行星轮9就能够叠加第二内齿圈19和第二太阳轮10的转速，并且将动力传递到第二行星架11、第二行星架11就顺时针转动并且将动力传递到第三内齿圈16、第三内齿圈16顺时针转动并且将动力传递到第三行星轮12，与此同时第三太阳轮13已经顺时针转动并且将动力传递到第三行星轮12，第三行星轮12就能够叠加第三内齿圈16和第三太阳轮13的转速、并且将动力传递到第三行星架15、第三行星架15就顺时针转动并且将动力传递到输出轴14、输出轴14就顺时针转动并且输出动力，因此；混合动力低速档的传动路线成立。
结合附图5详细说明：混合动力中速档的动力传动路线，当汽车还在混合动力低速档行驶时，当驾驶员想再次提速就用按键开关起动混合动力中速档的驱动模式，自动变速器电脑控制的电磁阀就输出油压推动K2离合器20联接了第二行星架11，第二行星架11就顺时针转动并且将动力传递到第三内齿圈16，因此；就产生了3条传动路线，如附图5所示。
第1条传动路线是：发动机飞轮顺时针转动并且将动力传递到缓冲联轴器1、缓冲联轴器1将动力传递到单向离合器2、单向离合器2将动力传递到输入轴4、输入轴4将动力传递到第一太阳轮7和K1离合器21，和K2离合器20，至此传动力1分为2条传动路线，由于K1离合器21已经联接了中间传动轴8，中间传动轴8就顺时针转动并且将动力传递到第二太阳轮10和第三太阳轮13。
第2条传动路线是：由于K2离合器20已经联接了第二行星架11和第三内齿圈16，第三内齿圈16就顺时针转动并且将动力传递到第三太阳轮13。至此；由于第1条传动路线上的第三太阳轮13和第2条传动路线的第三内齿圈16是同向、同速，因此第三行星轮12在第三行星架15上停止转动、并且将动力传递到第三行星架15，第三行星架15就顺时针转动、并且将动力传递到输出轴14，输出轴14顺时针转动并且输出动力。
第3条传动路线是：电动机定子线圈26供电产生磁场推动磁钢转子壳体27顺时针转动、并且将动力传递到磁钢转子输出轴5和第一内齿圈23、第一内齿圈23顺时针转动并且将动力传递到第一行星轮6，由于第1条传动路线和第2条传动路线是同向同速，因此第一行星轮6和第一行星架24就是同步，所以第3条传动路线上的第一内齿圈23的驱动力只能够辅助第一行星轮6顺时针同步转动，通常这样的同步传动都是在很短的时间内平顺过渡高速与低速之间的转换，因此；混合动力中速档的动力传动路线成立。
结合附图6详细说明：混合动力高速档的动力传动路线，当汽车还在混合动力的中速档行驶时，当驾驶员想再次提速就用按键开关起动混合动力高速档的驱动模式，自动变速器电脑控制的电磁阀就释放了K1离合器21的油压，K1离合器21就放松联接中间传动轴8，因此混合动力高速档就产生了两条传动路线，如附图6所示。
第1条传动路线是：发动机飞轮顺时针转动并且将动力传递到缓冲联轴器1、缓冲联轴器1将动力传递到单向离合器2、单向离合器2将动力传递到输入轴4、输入轴4将动力传递到第一太阳轮7和K1离合器21，和K2离合器20，由于K2离合器20已经联接了第二行星架11，因此第二行星架11就顺时针转动并且将动力传递到第二行星轮9和第三内齿圈16，第三内齿圈16就顺时针转动并且将动力传递到第三行星轮12，与此同时第二行星架11顺时针转动并且将动力传递到第二行星轮9，第二行星轮9的转动方向取决于第二行星架11和第二内齿圈19的转速，因此就产生了3种传动转速。
第2条传动路线是：电动机定子线圈26供电产生磁场推动磁钢转子壳体27顺时针转动、并且将动力传递到磁钢转子输出轴5、磁钢转子输出轴5将动力传递到第一内齿圈23、第一内齿圈23将动力传递到第一行星轮6、并且都是顺时针转动，与此同时第1条传动路线的第一太阳轮7已经顺时针转动并且将动力传递到第一行星轮6、至此；第一行星轮6就能够叠加两条不同转速的动力、并且将动力传递到第一行星架24、第一行星架24就顺时针转动并且将动力传递到第二内齿圈19、第二内齿圈19就顺时针转动。
第1种传动转速是：如果第1条传动路线的转速和第2条传动路线的转速是同向、同速，第二行星架11和第二内齿圈19的转速就同向、同速，最后传动结果是同步传动，通常这样的同步传动都是在很短的时间内平顺过渡高速与低速之间的转换，因此；混合动力高速档内的同步传动路线成立。
第2种传动转速是：如果第二行星架11的转速快，第二内齿圈19的转速慢，第二行星轮9就在第二行星架11上逆时针转动并且驱动第二太阳轮10顺时针转动、第二太阳轮10顺时针转动并且将动力传递到中间传动轴8、中间传动轴8顺时针转动并且将动力传递到第三太阳轮13、第三太阳轮13顺时针转动并且将动力传递到第三行星轮12、与此同时第1条传动路线上的第三内齿圈16已经顺时针转动、并且将动力传递到第三行星轮12，至此；第三行星轮12就能够叠加两种不同转速的动力、并且将动力传递到第三行星架15、第三行星架15就超速顺时针转动并且将动力传递到输出轴14、输出轴14就超速顺时针转动并且输出动力，因此混合动力高速档内的超速传动成立。
第3种传动转速是：如果第二行星架11的转速慢，第二内齿圈19的转速快，第二行星轮9就在第二行星架11上时顺针转动并且驱动第二太阳轮10逆时针转动、第二太阳轮10逆时针转动并且将动力传递到中间传动轴8、中间传动轴8逆时针转动并且将动力传递到第三太阳轮13、第三太阳轮13逆时针转动并且将动力传递到第三行星轮12、与此同时第1条传动路线上的第三内齿圈16已经顺时针转动、并且将动力传递到第三行星轮12，至此；第三行星轮12就能够叠加两种不同转速的动力、并且将动力传递到第三行星架15、第三行星架15就減速顺时针转动并且将动力传递到输出轴14、输出轴14就減速顺时针转动并且输出动力，因此混合动力高速档内的減速传动成立。
总结以上3种传动转速，第1种是；同步，第2种是；超速，第3种是；减速，这3种传动转速都是在混合动力高速档的变速范围内实现变速的，在第2种传动转速的范围内能够实现无级变速，在第3种传动转速的范围内能够实现无级变速，其中主要是依靠第1条传动路线的转速和第2条传动路线的转速变化、配合就能实现无级变速，因此；混合动力高速档的动力传动路线成立。

Claims (1)

1.混合动力汽车自动变速器传动系统，包括：缓冲联轴器(1)、单向离合器(2)、轴承(3)、输入轴(4)、磁钢转子输出轴(5)、第一行星轮(6)、第一太阳轮(7)、中间传动轴(8)、第二行星轮(9)、第二太阳轮(10)、第二行星架(11)、第三行星轮(12)、第三太阳轮(13)、输出轴(14)、第三行星架(15)、第三内齿圈(16)、B3制动器(17)、B2制动器(18)、第二内齿圈(19)、K2离合器(20)、K1离合器(21)、B1制动器(22)、第一内齿圈(23)、第一行星架(24)、传动系统壳体(25)、电动机定子线圈(26)、磁钢转子壳体(27)，
所述的缓冲联轴器(1)是安装在汽车发动机的飞轮上，缓冲联轴器(1)和单向离合器(2)的外圈相连接，单向离合器(2)的内圈和输入轴(4)前端相连接，
所述的输入轴(4)上设有轴承(3)，轴承(3)上设有磁钢转子输出轴(5)，磁钢转子输出轴(5)上设有磁钢转子壳体(27)，磁钢转子输出轴(5)和第一内齿圈(23)相连接，
所述的输入轴(4)上设有第一太阳轮(7)，输入轴(4)后端和K1离合器(21)前端相连接，K1离合器(21)后端和K2离合器(20)前端相连接，
所述的中间传动轴(8)上设有第二太阳轮(10)和第三太阳轮(13)，
所述的第一太阳轮(7)和第一行星轮(6)相啮合，第一行星轮(6)和第一内齿圈(23)相啮合，第一行星轮(6)设在第一行星架(24)上，
所述的第二太阳轮(10)和第二行星轮(9)相啮合，第二行星轮(9)和第二内齿圈(19)相啮合，第二行星轮(9)设在第二行星架(11)上，
所述的第三太阳轮(13)和第三行星轮(12)相啮合，第三行星轮(12)和第三内齿圈(16)相啮合，第三行星轮(12)设在第三行星架(15)上，
所述的第一行星架(24)和第二内齿圈(19)相连接，
所述的第二行星架(11)和第三内齿圈(16)相连接，
所述的第三行星架(15)和输出轴(14)相连接，
所述的K1离合器(21)能够和中间传动轴(8)联接，
所述的K2离合器(20)能够和第二行星架(11)联接，
所述的B1制动器(22)，B2制动器(18)，B3制动器(17)都是设在传动系统壳体(25)上，
所述的B1制动器(22)能够制动磁钢转子壳体(27)和磁钢转子输出轴(5)和第一内齿圈(23)，
所述的B2制动器(18)能够制动第一行星架(24)和第二内齿圈(19)，
所述的B3制动器(17)能够制动第二行星架(11)和第三内齿圈(16)，
所述的电动机定子线圈(26)设在传动系统壳体(25)前端。
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