CN109624685B - 一种汽车、变速器及其控制系统 - Google Patents

一种汽车、变速器及其控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109624685B
CN109624685B CN201710931075.5A CN201710931075A CN109624685B CN 109624685 B CN109624685 B CN 109624685B CN 201710931075 A CN201710931075 A CN 201710931075A CN 109624685 B CN109624685 B CN 109624685B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
transmission
driven
output
clutch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710931075.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109624685A (zh
Inventor
方伟荣
李金明
刘飞涛
徐旭初
雷太奇
张玉文
杨聪
张瑞
王瑾
裴晓瑞
乐胜年
李亚娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAIC Motor Corp Ltd
Original Assignee
SAIC Motor Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SAIC Motor Corp Ltd filed Critical SAIC Motor Corp Ltd
Priority to CN201710931075.5A priority Critical patent/CN109624685B/zh
Publication of CN109624685A publication Critical patent/CN109624685A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109624685B publication Critical patent/CN109624685B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/16—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of differential gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

本发明公开一种汽车、变速器及其控制系统，其中，该变速器包括传动单元、输出单元和差速器，所述传动单元与动力源相连，所述输出单元连接于所述传动单元与所述差速器之间；所述输出单元包括齿轮输出机构和带轮输出机构。本发明所提供变速器，其输出单元同时具有齿轮输出机构和带轮输出机构两套不同的输出机构，以便于根据车体运行的不同工况，切换不同的输出机构，从而可更大限度地发挥各输出机构的优势，保证车辆的运行及使用性能。

Description

一种汽车、变速器及其控制系统
技术领域
本发明涉及变速器技术领域，尤其涉及一种汽车、变速器及其控制系统。
背景技术
随着汽车技术的不断发展，市场上出现了各种形式的变速器，以改变汽车的动力传递方式。
例如，传统的手动变速器，其可通过平行轴之间的齿轮直接传递扭矩，这种变速器结构简单，且动力传递效率较高；混合动力变速器，其通过行星齿轮机构，可方便地实现双动力输入；带传动无级变速器，通过调节油缸的位置，能够调整传动比，以实现无级变速。
但是，上述各种类型的变速器基本都是采用单一的输出结构，即齿轮传动或带传动，无法综合利用多种输出结构的优势。
因此，如何提供一种同时具有带传动、齿轮传动两种输出结构的变速器，仍是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车、变速器及其控制系统，其中，该变速器同时具有带传动和齿轮传动两种输出结构。
为解决上述技术问题，本发明提供一种变速器，包括传动单元、输出单元和差速器，所述传动单元与动力源相连，所述输出单元连接于所述传动单元与所述差速器之间；所述输出单元包括齿轮输出机构和带轮输出机构。
本发明所提供变速器，其输出单元同时具有齿轮输出机构和带轮输出机构两套不同的输出机构，以便于根据车体运行的不同工况，切换不同的输出机构，从而可更大限度地发挥各输出机构的优势，保证车辆的运行及使用性能。
可选地，所述齿轮输出机构包括第一主动轴、主动齿轮、从动齿轮和从动轴，所述主动齿轮连接于所述第一主动轴，并与所述从动齿轮相啮合，所述从动齿轮连接于所述从动轴；所述第一主动轴通过第一离合器与传动单元相连，所述从动轴与所述差速器相连。
可选地，所述主动齿轮包括前进挡主动齿轮和倒挡主动齿轮，所述从动齿轮包括前进挡从动齿轮和倒挡从动齿轮，所述前进挡主动齿轮与所述前进挡从动齿轮相啮合，所述倒挡主动齿轮通过倒挡惰轮与所述倒挡从动齿轮相啮合；还包括同步器，所述前进挡从动齿轮和所述倒挡从动齿轮能够通过所述同步器与所述从动轴相连。
可选地，所述带轮输出机构包括第二主动轴、主动带轮和从动带轮，所述主动带轮与所述第二主动轴相连，并与所述从动带轮通过带连接，所述从动带轮连接于所述从动轴；所述第二主动轴通过第二离合器与所述传动单元相连。
可选地，所述第一主动轴与所述第二主动轴相套接。
可选地，所述动力源包括电机和/或发动机，所述电机具有电动模式和发电模式；处于电动模式时，所述电机能够将电能转化为机械能对外做工，处于发电模式时，所述电机能够将外界做工产生的机械能转化为电能。
可选地，所述传动单元包括行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括依次啮合的太阳轮、一级行星轮、二级行星轮和齿圈，所述一级行星轮、所述二级行星轮连接有行星架；所述齿圈通过第一离合器与所述齿轮输出机构相连，并能够通过第三离合器与所述行星架相连；所述行星架与所述电机相连，并能够通过第二离合器与所述带轮输出机构相连；所述太阳轮与所述发动机相连。
可选地，还包括锁止器，所述锁止器能够固定所述齿圈。
可选地，还包括第四离合器，所述发动机通过所述第四离合器与所述发动机相连。
本发明还提供一种变速器的控制系统，包括控制单元和上述的变速器，所述控制单元能够接收、并根据车辆的运行工况，控制所述变速器的输出单元在齿轮输出机构和带轮输出机构之间切换。
由于上述的变速器已具备如上的技术效果，那么，具有该变速器的控制系统亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。
可选地，所述运行工况包括起步工况、稳定运行工况和倒挡工况；处于起步工况或倒挡工况时，所述控制单元控制所述变速器的输出单元切换至齿轮输出机构；处于稳定运行工况时，所述控制单元控制所述变速器的输出单元切换至带轮输出机构。
可选地，所述动力源包括电机和发动机，所述电机具有发电模式和电动模式，所述运行工况还包括重载工况和发电工况；处于重载工况时，所述电机、所述发动机均与所述传动单元相连，且所述电机处于电动模式，所述控制单元控制所述变速器的输出单元切换至齿轮输出机构；处于发电工况时，所述电机、所述发动机均与所述传动单元相连，且所述电机处于发电模式，所述控制单元控制所述变速器的输出单元切换至带轮输出机构。
本发明还提供一种汽车，包括上述的变速器的控制系统。
由于上述的变速器的控制系统已具备如上的技术效果，那么，具有该控制系统的汽车亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。
附图说明
图1为本发明所提供变速器的一种具体实施方式的结构示意图。
图1中的附图标记说明如下：
1传动单元、11太阳轮、12一级行星轮、13二级行星轮、14齿圈、15行星架；
2输出单元；
21齿轮输出机构、211第一主动轴、212主动齿轮、212a前进挡主动齿轮、212b倒挡主动齿轮、213从动齿轮、213a前进挡从动齿轮、213b倒挡从动齿轮、214从动轴、215倒挡惰轮、216同步器、217齿轮轴；
22带轮输出机构、221第二主动轴、222主动带轮、223从动带轮；
3差速器、31主减速器从动齿轮；
4电机、5发动机、6锁止器；
C1第一离合器、C2第二离合器、C3第三离合器、C4第四离合器。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本文中所述“若干”是指数量不确定的多个，通常为两个以上。
本文中所述“第一”、“第二”、“一级”、“二级”等词仅是为了便于描述结构相同或相类似的两个以上的结构或部件，并不表示对顺序的某种特殊限定。
实施例1
请参考图1，图1为本发明所提供变速器的一种具体实施方式的结构示意图。
如图1所示，本发明提供一种变速器，包括传动单元1、输出单元2和差速器3，传动单元1与动力源相连，输出单元2连接于传动单元1与差速器3之间。
在车辆正常运行时，传动单元1能够接收来自电机4或发动机5等动力源的动力输入，并将该动力传递至输出单元2，然后再由输出单元2传递给差速器3，最终由差速器3驱动车辆的前后轮(或左右轮)以相应的转速转动，进而驱使车辆运行。
区别于现有技术，本发明所提供变速器，其输出单元2可以同时具有齿轮输出机构21和带轮输出机构22两套不同的输出机构，以便于根据车辆运行时的不同工况，切换不同的输出机构，从而可更大限度地发挥各输出机构的优势，保证车辆的运行及使用性能。
例如，齿轮输出机构21中，各齿轮之间为刚性的啮合关系，一旦上级齿轮转动，下级齿轮可立刻同步转动，动力传递极为迅速，传递效率高，可用于起步工况，以实现车辆的快速起步，且齿轮输出机构21还能够承受更大扭矩，不会出现带传动中的滑带、钢带磨损严重的现象，可用于重载或倒挡等扭矩要求较高的工况；带轮传动机构22中，各带轮之间为柔性连接，可有效缓和冲击和振动载荷，且通过带轮传动机构22还可容易地实现无级变速，以优化发动机5的运行状况，使得发动机5可处于最佳的工作状态，进而降低油耗。
上述齿轮输出机构21可以包括第一主动轴211、主动齿轮212、从动齿轮213和从动轴214，主动齿轮212可以连接于第一主动轴211，并与从动齿轮213相啮合，从动齿轮213可以连接于从动轴214，从动轴214直接与差速器3相连。
第一主动轴211与传动单元1之间可以通过第一离合器C1相连，以便控制传动单元1与齿轮输出机构21之间的通断。
具体地，主动齿轮212可以包括前进挡主动齿轮212a和倒挡主动齿轮212b，从动齿轮213可以包括前进挡从动齿轮213a和倒挡从动齿轮213b，前进挡主动齿轮212a与前进挡从动齿轮213a相啮合，倒挡主动齿轮212b通过倒挡惰轮215与倒挡从动齿轮213b相啮合。
齿轮输出机构21还可以包括同步器216，前进挡从动齿轮213a和倒挡从动齿轮213b能够通过同步器216与从动轴214相连。
以图1为视角，当通过齿轮输出机构21控制车辆前行时，同步器216可以左移与前进挡从动齿轮213a相啮合，以实现第一主动轴211-前进挡主动齿轮212a-前进挡从动齿轮213a-同步器216-从动轴214之间的动力传递，进而驱动车辆前行；当通过齿轮输出机构21控制车辆后退时，同步器216可以右移与倒挡从动齿轮213b相啮合，以实现第一主动轴211-倒挡主动齿轮212b-倒挡惰轮215-倒挡从动齿轮213b-同步器216-从动轴214之间的动力传递，其中，倒挡惰轮215的设置可改变倒挡从动齿轮213b及从动轴214的转动方向，进而实现车辆的后退。
上述带轮输出机构22可以包括第二主动轴221、主动带轮222和从动带轮223，主动带轮222可以与第二主动轴221相连，并与从动带轮223通过钢带连接，从动带轮223则可以与从动轴214相连。
第二主动轴221与传动单元1之间可以通过第二离合器C2相连，以便控制传动单元1与带轮输出机构22之间的通断。
当输出单元2切换至带轮输出机构22时，可实现第二主动轴221-主动带轮222-从动带轮223-从动轴214之间的动力传递，进而实现车辆的前进或后退。
重要地，在前述的齿轮输出机构21和带轮输出机构22中，分别作为二者输入轴的第一主动轴211和第二主动轴221可以相互套接，以使得输出单元2的安装结构可更为紧凑，进而缩小其占用空间。
如此，尽管本发明实施例所提供变速器的输出单元2具有两套输出机构，但其并不会占用过多的空间，对变速器在车体内部的安装影响较小，有利于在汽车领域的推广使用。
详细而言，第一主动轴211可以外套于第二主动轴221，以使得第一主动轴211具有较大外径，强度高，承载力强，可传递更大的扭矩。
请继续参考图1，本发明所提供变速器，其传动单元1可以包括行星齿轮机构，行星齿轮机构可以包括依次啮合的太阳轮11、一级行星轮12、二级行星轮13和齿圈14，一级行星轮12、二级行星轮13连接有行星架15。
发动机5运行时只能朝向一个方向转动，在发动机5与带轮输出机构22配合使用时，上述行星齿轮机构中设置的两级行星轮可改变发动机5输出的转动方向，从而方便地实现车辆的前行或后退。
齿圈14与行星架15之间可通过第三离合器C3相连，如此，当第三离合器C3接合时，齿圈14与行星架15可以固连，行星齿轮机构各部件之间无相对运动，整个行星齿轮机构将作为一个整体而旋转；而当第三离合器C3断开时，行星齿轮机构中各部件可恢复自由。
上述行星齿轮机构中，齿圈14可以通过第一离合器C1与第一主动轴211相连，而行星架15则可通过第二离合器C2与第二主动轴221相连。使用时，通过控制第一离合器C1、第二离合器C2的接合或断开，即可方便地实现不同输出单元2的切换。
上述连接关系中，也可以是齿圈14与第二主动轴221相连，而行星架15与第一主动轴211相连；但考虑到本发明实施例所使用行星齿轮机构为两级行星轮结构，其最大输出为齿圈14，故优选将其与齿轮输出机构21相连，以传递更大的扭矩。
上述行星齿轮机构还可以包括锁止器6，当锁止器6压紧时，其能够固定、锁紧齿圈14；而当锁止器6松开时，齿圈14恢复自由。通过锁止器6的控制，可方便地调整行星齿轮机构的输出转动方向。
本发明实施例所提供变速器，其动力源可以包括电机4和发动机5，上述行星齿轮机构还可分别与电机4、发动机5相连，以便根据需要切换不同的动力源。
具体而言，行星架15可以与电机4相连，太阳轮11可以与发动机5相连；或者，也可以是行星架15与发动机5相连，而太阳轮11与电机4相连。但考虑到太阳轮11通常仅作为动力输入，而电机4可具有电动模式和发电模式，处于发电模式时，发动机5的一部分的动力将提供至电机4发电，此时，若由太阳轮11作为电机4的动力输入，发电效率较低，故而，本发明实施例优选太阳轮11与发动机5相连的方案。
基于上述的动力源、传动单元1、输出单元2的连接关系，当发动机5与带轮输出机构22配合使用，在行星齿轮机构中，太阳轮11作为输入，行星架15作为输出，此时，可固定齿圈14，根据双行星轮系的特征方程，行星架15转动方向与发动机5相反，而带传动不会改变转动方向，从动轴214及齿轮轴217的转动方向与发动机5相反，经过齿轮啮合，主减速器从动齿轮31的转动方向可与发动机5相同，以实现车辆的前行。如果仅采用一级行星轮结构，那么，主减速器从动齿轮31的转动方向则会与发动机5相反，车辆只能后退，不能前行，故而，本发明实施例采用上述的两级行星轮结构。
需要指出，本发明实施例采用两级行星轮结构仅是基于前述的行星齿轮机构与动力源、输出单元2的连接关系而确定的，其并非表示传动机构1一定要采用上述的两级行星轮结构，一级行星轮结构也可使得车辆前行，但适当地改变其动力源和/或输出单元2的连接关系。例如，对于一级行星轮结构，可固定行星架15，太阳轮11作为输入，齿圈14作为输出与带轮输出机构22相连，齿圈14的转动方向即与太阳轮11相反，同样可使得主减速器从动齿轮31与发动机5的转动方向相同，以实现车辆前行。
行星齿轮机构与各动力源之间还可以设置离合器，以方便地切换动力输入。仍如图1所示，发动机5与太阳轮11之间可设置第四离合器C4，以实现二者之间的通断。
通过上述各离合器的设置，本发明实施例所提供变速器，其动力源或输出单元2的切换过程更为平顺，车辆运行更为平稳，可使得驾驶人员或乘客获得更好的使用体验。
需要强调，以上所涉及的齿轮输出机构21、带轮输出机构22及传动单元1具体结构的描述，仅是本发明实施例的优选方案，并不能作为对本发明所提供变速器实施范围的限定；在满足使用效果的前提下，本领域的技术人员也可以根据实际安装使用需求，对上述各部件的具体结构进行适应性的调整。
针对上述各方案所涉及的变速器，在具体使用时，使用者可根据需要切换其动力源和/或输出单元2，使得车辆处于不同的工作模式下，以保证车辆时刻都可处于较佳的工作状态。以下本发明实施例将结合表1和表2，对不同动力源、输出单元2组合形成的不同工作模式下，变速器的工作状况进行分析。
其中，表1为车辆后退时各模式下变速器的工作状况分析，表2为车辆前行时各模式下变速器的工作状况分析，在表1、表2中，“X”表示接合、压紧，“O”表示松开、断开，“齿轮”是指齿轮输出机构21，“钢带”是指带轮输出机构22。
表1
Figure BDA0001428787560000091
如表1所示，在车辆后退时，变速器具有上述四种工作模式，其中所未提及的模式为“发动机-钢带”及“发动机+电动机-钢带”。这是因为发动机5只能朝向一个方向转动，而在本实施例中，发动机5的转动方向对应着车辆前行，故而，发动机5与带轮输出机构22的组合不能够实现车辆后退；当然，在必要时，也可通过设置变向齿轮等方案，实现发动机5与带轮输出机构22组合下车辆的后退行驶。
模式一为电机4与齿轮输出机构21组合的方案，此时，第四离合器C4断开，发动机5不启动，电机4作为动力输入；第一离合器C1接合，第二离合器C2断开，输出单元2切换至齿轮输出机构21；第三离合器C3接合，锁止器6松开。
这种模式可输出较大的扭矩，且为电力驱动，可实现零油耗、零排放。其具体的动力传递路径为：
电机4-行星架15-第三离合器C3-齿圈14-第一离合器C1-第一主动轴211-倒挡主动齿轮212b-倒挡惰轮215-倒挡从动齿轮213b-同步器216-从动轴214-齿轮轴217-主减速器从动齿轮31-差速器3。
由于从动轴214之后的各部件，在任何工作模式下其动力传递路径均是相同的，故在以下的描述中将不再赘述。
模式二为电机4与带轮输出机构22组合的方案，此时，第四离合器C4断开，发动机5不启动，电机4作为动力输入；第二离合器C2接合，第一离合器C1断开，输出单元2切换至带轮输出机构22；第三离合器C3断开，锁止器6松开。
由于车辆后退时，车速较低，变速器传递扭矩较大，这种模式会对钢带造成一定的磨损，这种模式仍可以实现零油耗、零排放。其具体的动力传递路径为：
电机4-行星架15-第二离合器C2-第二主动轴221-主动带轮222-从动带轮223-从动轴214。
模式三为发动机5与齿轮输出机构21组合的方案，此时，第四离合器C4结合，发动机5作为动力输入；第一离合器C1接合，第二离合器C2断开，输出单元2切换至齿轮输出机构21；第三离合器C3接合，锁止器6松开。
这种模式也可输出较大的扭矩，但为油力驱动，会增加排放。其具体的动力传递路径为：
发动机5-第四离合器C4-太阳轮11-一级行星轮12-二级行星轮13-齿圈14-第一离合器C1-第一主动轴211-倒挡主动齿轮212b-倒挡惰轮215-倒挡从动齿轮213b-同步器216-从动轴214。
模式四为电机4、发动机5与齿轮输出机构21组合的方案，此时，第四离合器C4结合，电机4、发动机5同时作为动力输入；第一离合器C1接合，第二离合器C2断开，输出单元2切换至齿轮输出机构21；第三离合器C3断开，锁止器6松开。
这种模式采用双动力输入，可输出更大的扭矩，但会存在一定的排放。其具体的动力传输路径为：
Figure BDA0001428787560000111
-二级行星轮13-齿圈14-第一离合器C1-第一主动轴211-倒挡主动齿轮212b-倒挡惰轮215-倒挡从动齿轮213b-同步器216-从动轴214。
表2
Figure BDA0001428787560000112
如表2所示，在车辆前行时，变速器具有上述六种工作模式。
模式五为电机4与齿轮输出机构21组合的方案，此时，第四离合器C4断开，发动机5不启动，电机4作为动力输入；第一离合器C1接合，第二离合器C2断开，输出单元2切换至齿轮输出机构21；第三离合器C3接合，锁止器6松开。
由于齿轮输出机构21中，各齿轮之间为刚性的啮合关系，动力传递更为迅速，传递效率高，这种模式可用于车辆起步，以实现快速起步；且为电力驱动，可实现零油耗、零排放。其具体的动力传递路径为：
电机4-行星架15-第三离合器C3-齿圈14-第一离合器C1-第一主动轴211-前进挡主动齿轮212a-前进挡从动齿轮213a-同步器216-从动轴214。
模式六为电机4与带轮输出机构22组合的方案，此时，第四离合器C4断开，发动机5不启动，电机4作为动力输入；第一离合器C1断开，第二离合器C2接合，输出单元2切换至带轮输出机构22；第三离合器C3断开，锁止器6松开。
这种模式可用于车辆稳定运行时，通过带轮输出机构22可保持较宽的转速、转矩输出范围，实现无级变速；且为电力驱动，可实现零油耗、零排放。其具体的动力传递路径为：
电机4-行星架15-第二离合器C2--第二主动轴221-主动带轮222-从动带轮223-从动轴214。
模式七为发动机5与带轮输出机构22组合的方案，此时，第四离合器C4闭合，发动机5作为动力输入；第一离合器C1断开，第二离合器C2接合，输出单元2切换至带轮输出机构22；第三离合器C3断开，锁止器6压紧。
这种模式也可用于车辆稳定运行时，通过带轮输出机构22可保持较宽的转速、转矩输出范围，实现无级变速，同时，还可使得发动机5处于最佳的工作状态，降低油耗；但是会产生一定的排放。其具体的动力传递路径为：
发动机5-第四离合器C4-太阳轮11-一级行星轮12-行星架15-第二离合器C2-第二主动轴221-主动带轮222-从动带轮223-从动轴214。
模式八为发动机5与齿轮输出机构21组合的方案，此时，第四离合器C4接合，发动机5作为动力输入；第一离合器C1接合，第二离合器C2断开，输出单元2切换至齿轮输出机构21；第三离合器C3接合，锁止器6松开。
这种模式也可用于车辆起步，以实现快速起步，但发动机5从启动到稳定转动需要一定的时间，较之模式五，其起步速度稍慢；且为油力驱动，会产生一定的排放。其具体的动力传递路径为：
发动机5-第四离合器C4-太阳轮11-一级行星轮12-二级行星轮13-齿圈14-第一离合器C1-第一主动轴211-前进挡主动齿轮212a-前进挡从动齿轮213a-同步器216-从动轴214。
模式九为电机4、发动机5与齿轮输出机构21组合的方案，此时，第四离合器C4闭合，电机4、发动机5同时作为动力输入；第一离合器C1接合，第二离合器C2断开，输出单元2切换至齿轮输出机构21；第三离合器C3断开，锁止器6松开。
这种模式可用于车辆重载的情况，电机4与发动机5同时作为动力输入，以产生更大的驱动力；同时，还可使得电机4的输出扭矩和发动机5的输出扭矩保持一定的比例，使用时保持发动机5输出扭矩不变，使得发动机5平稳输出，并维持在最佳油耗区域范围内，而通过调整电机4的转速以实现车辆速度变化。其具体的动力传递路径为：
Figure BDA0001428787560000131
-二级行星轮13-齿圈14-第一离合器C1-第一主动轴211-前进挡主动齿轮212a-前进挡从动齿轮213a-同步器216-从动轴214。
模式十为电机4、发动机5与带轮输出机构22组合的方案，此时，第四离合器C4闭合，发动机5作为动力输入；第一离合器C1断开，第二离合器C2闭合，输出单元2切换至带轮输出机构22；第三离合器C3断开，锁止器6压紧；发动机5所产生的动力一部分用于驱动车辆前行，另一部分可通过行星架15作用电机4，并驱动电机4发电，为蓄电池充电。
这种模式可用于对车辆的蓄电池充电，以使得蓄电池能够处于正常的荷电状态。其具体的动力传递路径为：
1)发动机5-第四离合器C4-太阳轮11-一级行星轮12-行星架15-第二离合器C2-第二主动轴221-主动带轮222-从动带轮223-从动轴214；
2)发动机5-第四离合器C4-太阳轮11-一级行星轮12-行星架15-电机4-蓄电池。
需要指出，在模式十下，发动机5所产生的动力也可以全部用于电机4发电，即上述动力传递路径可以仅存在第2条路径，此时，电机4的发电效率更高，蓄电池充电更快；或者，模式十也可以为双动力驱动带轮的方案，但这种方案会导致钢带的磨损加大。
应当知晓，电动机与发电机的结构是相类似的，二者的区别在于：电动机将电能转换为机械能对外做功，而发电机则是将外界做工所产生的机械能转换为电能，在必要时，电动机通过增加三相开关电压表和三相电容器等部件即可转换为发电机，为便于描述，在本发明实施例将之统称为电机4，其可以具有电动模式和发电模式；在电动模式下，电机4作为电动机使用，即上述的变速器处于模式一到模式九时，在发电模式下，电机4作为发电机使用，及即上述的变速器处于模式十时。
实施例2
基于实施例1中的变速器及该变速器所具有的十种工作模式，本发明还可以提供针对该变速器的控制系统，以根据车辆不同的运行工况，切换变速器的工作模式。
具体地，该控制系统可以包括控制单元和上述各方案中的变速器，控制单元能够接收、并根据车辆的运行工况，控制变速器切换相应的动力源和输出单元2，进而改变变速器的工作模式。上述控制单元可以集成于ECU(Electronic Control Unit，即电子控制单元)中，也可以单独设置。
结合车辆行驶过程中的各种情况，上述运行工况基本可以包括倒挡工况、起步工况、稳定运行工况、重载工况及发电工况。
处于倒挡工况时，车辆的速度较低，变速器需要提供较大的扭矩，为避免钢带的过度磨损，控制单元可控制变速器的输出单元2切换至齿轮输出机构21；同时，为降低油耗，控制单元还可切换至电机4作为动力源。
故而，倒挡工况下，控制单元可控制变速器切换至模式一进行工作。
处于起步工况时，变速器需要提供较大的扭矩，为避免钢带的过度磨损，可以选用齿轮输出机构21作为输出单元2，且在齿轮输出机构21中，各齿轮之间为刚性的啮合关系，动力传递更为迅速，传递效率高，可实现快速起步；同时，电机4较之发动机5，其转速稳定更快，选用电机4作为动力源，更有利于保证快速起步。
故而，在起步工况下，控制单元可控制变速器切换至模式五进行工作。
处于稳定运行工况时，输出单元2可切换至带轮输出机构22，以便保证较宽的转速、扭矩输出范围，实现无级变速；动力源可以选择电机4，以节省油耗，也可以选择发动机5，当为发动机5时，带轮输出机构22还可使得发动机5处于最佳的工作状态，以降低油耗。
故而，在稳定运行工况下，控制单元可控制变速器切换至模式六或模式七进行工作。
处于重载工况时，可使用电机4、发动机5同时作为动力源，以保障变速器具有足够的动力输出；由于传递扭矩较大，可采用齿轮输出机构21作为输出单元2，以保证动力传递的效率，同时，也可避免钢带的过度磨损。
故而，在重载工况下，控制单元可控制变速器切换至模式九进行工作。
处于发电工况时，蓄电池处于亏电状态，电机4不能作为动力源输入，此时，电机4可以处于发电模式，作为发电机使用，发动机5作为动力源输入，且发动机5所传递动力一部分用于驱使车辆前行，另一部分则可通过电机4为蓄电池充电。
故而，在发电工况下，控制单元可控制变速器切换至模式十进行工作。
实际上，处于发电工况时，车辆也可以不运行，即发动机5所产生的动力也可以供给给电机4发电，如此，发电效率更高，蓄电池充电更快。
需要说明，上述车辆稳定运行工况通常是指车辆正常负重、并在平缓的路面上行驶时的工况，而重载工况则是指车辆负重较大或者爬坡行驶时的工况。
实施例3
本发明还提供一种汽车，包括实施例2中所涉及变速器的控制系统。
由于上述的变速器的控制系统已具备如上的技术效果，那么，具有该控制系统的汽车亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种变速器的控制系统，其特征在于，包括控制单元和变速器，所述变速器包括传动单元(1)、输出单元(2)和差速器(3)，所述传动单元(1)与动力源相连，所述输出单元(2)连接于所述传动单元(1)与所述差速器(3)之间，所述输出单元(2)包括齿轮输出机构(21)和带轮输出机构(22)，所述控制单元能够接收、并根据车辆的运行工况，控制所述变速器的输出单元(2)在齿轮输出机构(21)和带轮输出机构(22)之间切换；
所述动力源包括电机(4)和发动机(5)，所述电机(4)具有发电模式和电动模式，所述运行工况还包括重载工况和发电工况；
处于重载工况时，所述电机(4)、所述发动机(5)均与所述传动单元(1)相连，且所述电机(4)处于电动模式，所述控制单元控制所述变速器的输出单元(2)切换至齿轮输出机构(21)；
处于发电工况时，所述电机(4)、所述发动机(5)均与所述传动单元(1)相连，且所述电机(4)处于发电模式，所述控制单元控制所述变速器的输出单元(2)切换至带轮输出机构(22)；
所述传动单元(1)包括行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括依次啮合的太阳轮(11)、一级行星轮(12)、二级行星轮(13)和齿圈(14)，所述一级行星轮(12)、所述二级行星轮(13)连接有行星架(15)；所述齿圈(14)通过第一离合器(C1)与所述齿轮输出机构(21)相连，并能够通过第三离合器(C3)与所述行星架(15)相连；所述行星架(15)与所述电机(4)相连，并能够通过第二离合器(C2)与所述带轮输出机构(22)相连；所述太阳轮(11)与所述发动机(5)相连；
还包括第四离合器(C4)，所述发动机(5)通过所述第四离合器(C4)与所述太阳轮(11)相连。
2.根据权利要求1所述变速器的控制系统，其特征在于，所述齿轮输出机构(21)包括第一主动轴(211)、主动齿轮(212)、从动齿轮(213)和从动轴(214)，所述主动齿轮(212)连接于所述第一主动轴(211)，并与所述从动齿轮(213)相啮合，所述从动齿轮(213)连接于所述从动轴(214)；
所述第一主动轴(211)通过第一离合器(C1)与传动单元(1)相连，所述从动轴(214)与所述差速器(3)相连。
3.根据权利要求2所述变速器的控制系统，其特征在于，所述主动齿轮(212)包括前进挡主动齿轮(212a)和倒挡主动齿轮(212b)，所述从动齿轮(213)包括前进挡从动齿轮(213a)和倒挡从动齿轮(213b)，所述前进挡主动齿轮(212a)与所述前进挡从动齿轮(213a)相啮合，所述倒挡主动齿轮(212b)通过倒挡惰轮(215)与所述倒挡从动齿轮(213b)相啮合；
还包括同步器(216)，所述前进挡从动齿轮(213a)和所述倒挡从动齿轮(213b)能够通过所述同步器(216)与所述从动轴(214)相连。
4.根据权利要求2所述变速器的控制系统，其特征在于，所述带轮输出机构(22)包括第二主动轴(221)、主动带轮(222)和从动带轮(223)，所述主动带轮(222)与所述第二主动轴(221)相连，并与所述从动带轮(223)通过带连接，所述从动带轮(223)连接于所述从动轴(214)；
所述第二主动轴(221)通过第二离合器(C2)与所述传动单元(1)相连。
5.根据权利要求4所述变速器的控制系统，其特征在于，所述第一主动轴(211)与所述第二主动轴(221)相套接。
6.根据权利要求1-5中任一项所述变速器的控制系统，其特征在于，还包括锁止器(6)，所述锁止器(6)能够固定所述齿圈(14)。
7.根据权利要求1-5中任一项所述变速器的控制系统，其特征在于，所述运行工况包括起步工况、稳定运行工况和倒挡工况；
处于起步工况或倒挡工况时，所述控制单元控制所述变速器的输出单元(2)切换至齿轮输出机构(21)；
处于稳定运行工况时，所述控制单元控制所述变速器的输出单元(2)切换至带轮输出机构(22)。
8.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述变速器的控制系统。
CN201710931075.5A 2017-10-09 2017-10-09 一种汽车、变速器及其控制系统 Active CN109624685B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710931075.5A CN109624685B (zh) 2017-10-09 2017-10-09 一种汽车、变速器及其控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710931075.5A CN109624685B (zh) 2017-10-09 2017-10-09 一种汽车、变速器及其控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109624685A CN109624685A (zh) 2019-04-16
CN109624685B true CN109624685B (zh) 2022-04-26

Family

ID=66050804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710931075.5A Active CN109624685B (zh) 2017-10-09 2017-10-09 一种汽车、变速器及其控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109624685B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204547733U (zh) * 2015-03-07 2015-08-12 合肥工业大学 单驱动电机的插电式混合动力汽车的两挡变速驱动系统
CN106379156A (zh) * 2016-10-31 2017-02-08 奇瑞汽车股份有限公司 混合动力传动系统及混合动力汽车

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201133458Y (zh) * 2007-08-25 2008-10-15 马彦频 液压双离合器无极变速器
CN201202787Y (zh) * 2007-12-11 2009-03-04 山东交通学院 复合式汽车变速器
US9371896B2 (en) * 2012-05-23 2016-06-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power transmission unit for vehicle
CN102878267B (zh) * 2012-10-19 2016-01-20 联合汽车电子有限公司 混合式无级变速装置
CN203318133U (zh) * 2013-06-06 2013-12-04 安徽工程大学 一种混合动力汽车的动力耦合器
CN104179921B (zh) * 2014-08-02 2016-08-17 山东交通学院 一种复合式汽车自动变速器的电控装置
KR101683489B1 (ko) * 2014-09-25 2016-12-07 현대자동차 주식회사 차량용 변속장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204547733U (zh) * 2015-03-07 2015-08-12 合肥工业大学 单驱动电机的插电式混合动力汽车的两挡变速驱动系统
CN106379156A (zh) * 2016-10-31 2017-02-08 奇瑞汽车股份有限公司 混合动力传动系统及混合动力汽车

Also Published As

Publication number Publication date
CN109624685A (zh) 2019-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8287412B2 (en) Hybrid power train of vehicle
CN107697061B (zh) 混合动力驱动系统及混合动力汽车
EP2351661B1 (en) Hybrid power driving system and gear position operation method thereof
US8597146B2 (en) Powertrain with two planetary gear sets, two motor/generators and multiple power-split operating modes
CN106427547B (zh) 车辆混合动力驱动系统及混合动力车辆
US20110172046A1 (en) Dual mode evt with input split reverse mode
CN108116218B (zh) 基于行星轮系的多档位混联驱动系统
CN101535075A (zh) 混合动力输出装置
CN111114284B (zh) 功率分流混合动力耦合系统及车辆
CN203032364U (zh) 一种采用行星齿轮两挡变速器的增程式电动汽车动力系统
CN111114278B (zh) 混合动力驱动系统及车辆
JP6244481B2 (ja) 動力伝達装置及び車両、並びに、動力伝達制御方法
CN104648113A (zh) 混合电动车辆的动力传输系统
CN111055672A (zh) 两挡混合动力耦合系统及车辆
CN210174606U (zh) 混合动力汽车及其传动系统
CN112757886B (zh) 一种双离合变速的电动汽车电机-飞轮混合动力传动装置
CN114043866A (zh) 动力传动系统及具有其的车辆
CN112440720B (zh) 混合动力装置和车辆
CN210174608U (zh) 混合动力汽车及其动力系统和传动系统
CN111376700B (zh) 混合动力耦合系统及车辆
CN111332113A (zh) 一种电动车双电机行星轮系无级变速电驱动系统
CN109624685B (zh) 一种汽车、变速器及其控制系统
CN112440714B (zh) 混合动力装置和车辆
CN210174609U (zh) 混合动力汽车及其动力系统和传动系统
CN209888643U (zh) 混合动力驱动系统及车辆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant