CN113147380A - 一种电动辅助换挡变速器 - Google Patents

Abstract

本发明一种电动辅助换挡变速器，包括设置在变速器与发动机间的飞轮减震器、辅助电机、调速行星齿轮组、行星排前输入轴、第一输入轴、第二输入轴和至少一根输出轴，设置在输入轴和输出轴间的机械变速系统；还包括控制行星排前输入轴与第一输入轴间扭矩连接或中断的第一离合器，控制行星排前输入轴与第二输入轴间扭矩连接或中断的第二离合器；其益处在于，利用调速行星齿轮组和辅助电机的辅助作用，配合离合器协同蠕动、起步和换挡，解决现有变速器在蠕动和起步工况时传动效率低和变速器油温过高的问题以及多挡变速换挡时的动力波动、换挡冲击、换挡顿挫、换挡时传动效率低、低挡位区加速动力不足和中高挡位区换挡频繁的问题，提高变速器的可靠性。

Description

一种电动辅助换挡变速器

技术领域

本发明属于汽车变速器领域，特别是涉及一种自动换挡变速器。

背景技术

变速器是汽车三大关键部件之一，其性能直接决定了汽车的动力性能、传动效率、燃油经济性、换挡平顺性和舒适性。目前，自动变速器结构主要有机械式自动变速器AMT(Automated Mechanical Transmission)、双离合器变速器DCT(Double ClutchTransmission)、液力自动变速器AT(Automatic hydraulic Transmission)等多挡变速器以及无级自动变速器CVT(Continuously Variable Transmission)，这些变速器结构各自都有技术优势，同时也都存在各自的结构问题：比如在蠕动和起步工况时，由于车速低于发动机最低工作转速对应的行车速度，为了保证发动机正常工作以及汽车能够平顺行驶，需要变速器传递扭矩的同时与发动机保持一个满足需求的转速差，此时发动机的输出功率大于变速器的输出功率，这样就产生了过剩功率，需要变速器来吸收处理，为此，传统的AT和CVT结构都采用了液力变矩器，如专利文献CN 102449354 A所述专利就是其中一种，这类结构的原理是利用液力变矩器中泵轮带动液压油流动冲击涡轮时产生的冲击力和转速差满足蠕动和起步工况时扭矩传递和转速差的需求，同时利用液压油的冲击摩擦将过剩功率由动能转换成热能，再通过散热系统将热能散发到空气中，因此液力变矩器的传动效率非常低；也有些CVT以及DCT和AMT采用了离合器半联动(滑摩)的方式实现汽车蠕动和起步工况，如专利文献CN 103711891 B所述专利就是其中一种，这类结构的原理是利用滑动摩擦力和滑动转速差满足蠕动和起步工况时扭矩传递和转速差的需求，同时通过离合器摩擦片的滑动摩擦将过剩功率由动能转换成热能，再通过散热系统将热能散发到空气中，由于离合器滑摩会使离合器温度快速升高，会导致摩擦片烧蚀，存在可靠性差、传动效率降低的问题；因此变速器在蠕动和起步工况时传动效率低和变速器油温过高问题是变速器的一个技术难题。另外现有多挡变速器在换挡时会出现动力中断和换挡冲击问题，其中AMT在变速换挡时动力彻底中断，AT和DCT在变速换挡时宣称动力不中断，但是实际上换挡过程中是靠湿式离合器间的滑摩过度来尽量满足汽车的平顺性，换挡时必须适当降低发动机的输出扭矩，因此会产生动力的波动以及换挡冲击和换挡顿挫，同时也降低了此过程中的传动效率；因此，换挡时的动力波动、换挡冲击、换挡顿挫以及换挡时传动效率问题是多挡变速器的一个技术难题。

AMT、DCT和AT等多挡变速器在低挡位区，由于挡位间距较大，二挡三挡和四挡轮边驱动力都小于轮胎与地面间的最大静摩擦力，导致这些挡位加速时相对动力不足；为了提高换挡平顺性和传动效率，变速器挡位数越来越多，中高挡位区挡位间距越来越小，因此会出现频繁换挡问题，目前想提高加速动力性只能靠装配更大功率的发动机，但发动机功率越大系统效率越低，因此，低挡位区加速动力不足和中高挡位区换挡频繁问题是多挡变速器的技术难题。

发明内容

本发明一种电动辅助换挡变速器，将传统汽车动力系统中的启停电机和发电机合二为一的设置成辅助电机，通过设置的行星齿轮组与辅助电机的共同作用，解决了现有变速器在蠕动和起步工况时传动效率低和变速器油温过高的问题以及多挡变速换挡时的动力波动、换挡冲击、换挡顿挫、换挡过程中传动效率低、低挡位区加速动力不足和中高挡位区换挡频繁的问题，提高变速器的可靠性。

本发明提供一种电动辅助换挡变速器，包括设置在变速器与发动机间的飞轮减震器、辅助电机、调速行星齿轮组、行星排前输入轴、第一输入轴和第二输入轴以及至少一根输出轴，设置在输入轴和输出轴间的机械变速系统；还包括调速行星齿轮组中的齿圈、行星架和太阳轮，控制齿圈、行星架和太阳轮之间相对固定或转动并控制行星排前输入轴与第一输入轴间扭矩连接或中断的第一离合器，控制行星排前输入轴与第二输入轴间扭矩连接或中断的第二离合器；负责变速器动力输出的输出端或差速器。

本发明提供一种电动辅助换挡变速器，发动机输出端通过飞轮减振器、行星排前输入轴与调速行星齿轮组中的齿圈连接；集启动、驱动、调速和发电功能于一体的辅助电机与调速行星齿轮组中的太阳轮连接；第一输入轴与调速行星齿轮组中的行星架连接，并通过第一离合器控制其与行星排前输入轴间的固定或转动，第二输入轴通过轴承可旋转的与第一输入轴同心的设置，通过第二离合器控制其与行星排前输入轴间的固定或转动，所述机械变速系统中传动结构为平行轴齿轮组，包括与输入轴平行设置的倒挡惰轮轴和设置在各传动轴上的各挡传动齿轮和相应的爪式离合器。

本发明一种电动辅助换挡变速器的益处在于，将传统汽车设置在发动机上的启停电机和发电机合二为一集成在变速器内作为辅助电机，通过本发明一种电动辅助换挡变速器，在利用原有的启停电机在保证启动发动机和发电功能的同时，在汽车起步蠕动和换挡过程中提供辅助扭矩和辅助调速换挡，在不增加成本的情况下，利用调速行星齿轮组和辅助电机的辅助作用，配合离合器协同蠕动起步和换挡，解决现有变速器在蠕动和起步工况时传动效率低和变速器油温过高的问题以及多挡变速换挡时的动力波动、换挡冲击、换挡顿挫、换挡时传动效率低、低挡位区加速动力不足和中高挡位区换挡频繁的问题，提高变速器的可靠性，下面结合附图详细说明。

附图说明

图1为本发明第一实施例的结构示意图。

图2为本发明第二实施例的结构示意图。

图3为本发明第三实施例的结构示意图。

图4为本发明第四实施例的结构示意图。

图5为本发明第五实施例的结构示意图。

图6为本发明第六实施例的结构示意图。

图7为本发明第七实施例的结构示意图。

图8为本发明第八实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是本发明一种电动辅助换挡变速器第一实施例的结构示意图，如图所示，一种电动辅助换挡变速器，包括设置在变速器与发动机间的飞轮减震器J、辅助电机T、调速行星齿轮组X、行星排前输入轴SR、第一输入轴SR1、第二输入轴SR2和输出轴SC，设置在输入轴和输出轴间的机械变速系统C以及输出端SCD；还包括调速行星齿轮组X中的齿圈X1、行星架X2和太阳轮X3，控制齿圈、行星架和太阳轮之间相对固定或转动并控制行星排前输入轴SR与第一输入轴SR1间扭矩连接或中断的第一离合器K1，控制行星排前输入轴SR与第二输入轴SR2间扭矩连接或中断的第二离合器K2；机械变速系统C中，与输入轴平行设置的中间轴ZJ和倒挡惰轮轴RD，设置在第一输入轴SR1上的一挡二挡和倒挡主动齿轮12RZ、四挡主动齿轮4Z、八挡主动齿轮8Z和六挡主动齿轮6Z，设置在第二输入轴SR2上的驻车齿轮ZC、三挡主动齿轮3Z、七挡主动齿轮7Z和七挡五挡爪式离合器Z75，设置在中间轴ZJ上的一挡二挡从动齿轮12C、倒挡从动齿轮RC、四挡从动齿轮4C、八挡从动齿轮8C、六挡从动齿轮6C、三挡从动齿轮3C、七挡从动齿轮7C和中间轴输出齿轮ZS以及一挡二挡倒挡爪式离合器Z12R、四挡八挡爪式离合器Z48和六挡三挡爪式离合器Z63，设置在输出轴SC上的输出轴输入齿轮SCR和输出端SCD；也包括倒挡惰轮轴RD上的惰轮轴输入齿轮DS和惰轮轴输出齿轮DC。

发动机输出端通过飞轮减振器J、行星排前输入轴SR与调速行星齿轮组X中的齿圈X1连接；集启动、驱动、调速和发电功能于一体的辅助电机T设置在飞轮减震器J与机械变速系统C之间，辅助电机的转子与调速行星齿轮组X中的太阳轮X3连接；第一输入轴SR1是一根空心轴，它与第二输入轴SR2同心，通过与变速器壳体间的轴承可旋转的空套的设置在第二输入轴SR2的外侧，它与调速行星齿轮组X中的行星架X2连接，并通过第一离合器K1控制其与行星排前输入轴SR间的固定或转动，第二输入轴SR2是一根较长的轴，通过轴承可旋转的与第一输入轴SR1同心的设置，其前段穿过第一输入轴SR1的内侧与第二离合器K2外毂连接，通过第二离合器K2控制其与行星排前输入轴SR间的固定或转动，第一离合器K1设置在第二离合器K2外侧，输出轴SC与输入轴同心的设置在第二输入轴SR2的后侧；机械变速系统C中，中间轴ZJ与输入轴平行的设置，倒挡惰轮轴RD通过轴承可旋转的设置在变速器壳体上，它与第一输入轴SR1平行的设置，设置在第一输入轴SR1上的一挡二挡和倒挡主动齿轮12RZ、四挡主动齿轮4Z、八挡主动齿轮8Z和六挡主动齿轮6Z都与第一输入轴SR1固定连接，设置在第二输入轴SR2上的驻车齿轮ZC、三挡主动齿轮3Z和七挡五挡爪式离合器Z75都固定的设置在第二输入轴SR2后段，设置在第二输入轴SR2上的七挡主动齿轮7Z通过滚针轴承可旋转的设置在第二输入轴SR2上，它设置在三挡主动齿轮3Z和七挡五挡爪式离合器Z75之间；设置在中间轴ZJ上的一挡二挡从动齿轮12C、倒挡从动齿轮RC、四挡从动齿轮4C、八挡从动齿轮8C、六挡从动齿轮6C和三挡从动齿轮3C都通过滚针轴承可旋转的设置在中间轴ZJ上，设置在中间轴ZJ上的七挡从动齿轮7C和中间轴输出齿轮ZS以及一挡二挡倒挡爪式离合器Z12R、四挡八挡爪式离合器Z48和六挡三挡爪式离合器Z63都固定的设置在中间轴ZJ上，输出轴输入齿轮SCR固定的设置在输出轴SC的前端，输出端SCD固定的设置在输出轴SC的后端，倒挡惰轮轴RD上的惰轮轴输入齿轮DS和惰轮轴输出齿轮DC都与倒挡惰轮轴RD固定连接；其中：第二输入轴SR2上的七挡主动齿轮7Z通过七挡五挡爪式离合器Z75控制其与第二输入轴SR2间的固定或转动，它与中间轴ZJ上的七挡从动齿轮7C啮合，中间轴ZJ上的一挡二挡从动齿轮12C通过一挡二挡和倒挡爪式离合器Z12R控制其与中间轴ZJ间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的一挡二挡和倒挡主动齿轮12RZ啮合，倒挡惰轮轴RD上的惰轮轴输入齿轮DS也与第一输入轴SR1上的一挡二挡和倒挡主动齿轮12RZ啮合，中间轴上的倒挡从动齿轮RC也通过一挡二挡和倒挡爪式离合器Z12R控制其与中间轴ZJ间的固定或转动，它与倒挡惰轮轴RD上的惰轮轴输出齿轮DC啮合，中间轴上的四挡从动齿轮4C通过四挡八挡爪式离合器Z48控制其与中间轴ZJ间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的四挡主动齿轮4Z啮合，中间轴上的八挡从动齿轮8C也通过四挡八挡爪式离合器Z48控制其与中间轴ZJ间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的八挡主动齿轮8Z啮合，中间轴上的六挡从动齿轮6C通过六挡三挡爪式离合器Z63控制其与中间轴ZJ间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的六挡主动齿轮6Z啮合，中间轴ZJ上的三挡从动齿轮3C也通过六挡三挡爪式离合器Z63控制其与中间轴ZJ间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的三挡主动齿轮3Z啮合，中间轴ZJ上的中间轴输出齿轮ZS与输出轴SC上的输出轴输入齿轮SCR啮合；所述机械变速系统C中，变速器一挡二挡和倒挡共用一个主动齿轮12RZ和一个爪式离合器Z12R，一挡二挡共用一个从动齿轮12C，一挡时：一挡二挡倒挡爪式离合器Z12R与一挡二挡从动齿轮12C结合，其它离合器分离，利用辅助电机T的堵转扭矩控制太阳轮固定，通过齿圈输入行星架输出增大输出扭矩，形成一挡动力路径，此时一挡传动比＝(齿圈齿数+太阳轮齿数)/齿圈齿数×二挡传动比，一挡更多的是通过辅助电机T的辅助扭矩提高变速器驱动能力，此时一挡输出扭矩＝(辅助电机T的辅助扭矩+发动机输出扭矩)×二挡传动比，二挡时：在一挡动力路径的基础上第一离合器K1结合，形成二挡动力路径。

本发明一种电动辅助换挡变速器的驻车控制部分的控制方法，其进入条件：刹车踏板信号满足要求，车速为0，驻车信号启动(驾驶员将挡杆或换挡旋钮拨入驻车挡位置)；其控制方法和步骤是：a、检测六挡三挡爪式离合器Z63是否与三挡从动齿轮3C结合，如未结合则控制六挡三挡爪式离合器Z63与三挡从动齿轮3C结合，当检测到六挡三挡爪式离合器Z63与三挡从动齿轮3C结合后进入下一步，b、控制驻车结构工作将驻车齿轮ZC锁死，c、控制一挡二挡倒挡爪式离合器Z12R与一挡二挡从动齿轮12C结合进入驻车状态。

本发明一种电动辅助换挡变速器的发动机启动控制方法，其进入条件：刹车踏板信号满足要求，驻车信号工作(挡杆或换挡旋钮处于驻车挡位置)；其控制方法和步骤是：a、检测六挡三挡爪式离合器Z63是否与三挡从动齿轮3C结合，一挡二挡倒挡爪式离合器Z12R是否与一挡二挡从动齿轮12C结合，如未结合则控制六挡三挡爪式离合器Z63与三挡从动齿轮3C结合，一挡二挡倒挡爪式离合器Z12R与一挡二挡从动齿轮12C结合，b、控制驻车系统处于工作状态，用驻车制动力通过驻车齿轮ZC、第二输入轴SR2、三挡主动齿轮3Z、三挡从动齿轮3C、六挡三挡爪式离合器Z63、中间轴ZJ、一挡二挡倒挡爪式离合器Z12R、一挡二挡从动齿轮12C、一挡二挡和倒挡主动齿轮12RZ和第一输入轴SR1将行星架X2固定，c、控制辅助电机反向转动带动发动机快速达到启动转速，d控制发动机启动，e、控制辅助电机扭为零。

本发明一种电动辅助换挡变速器在实施启停功能时的控制方法，其进入条件：控制系统判断进入启停工况，刹车踏板信号满足要求，车速为0，挡杆或换挡旋钮处于前进挡位置；其控制方法和步骤是：a、检测六挡三挡爪式离合器Z63是否与三挡从动齿轮3C结合，一挡二挡倒挡爪式离合器Z12R是否与一挡二挡从动齿轮12C结合，如未结合则控制六挡三挡爪式离合器Z63与三挡从动齿轮3C结合，一挡二挡倒挡爪式离合器Z12R与一挡二挡从动齿轮12C结合，b、控制驻车系统工作，用驻车制动力通过驻车齿轮ZC、第二输入轴SR2、三挡主动齿轮3Z、三挡从动齿轮3C、六挡三挡爪式离合器Z63、中间轴ZJ、一挡二挡倒挡爪式离合器Z12R、一挡二挡从动齿轮12C、一挡二挡和倒挡主动齿轮12RZ和第一输入轴SR1将行星架固定，等待启动发动机信号(触发发动机启动条件)，c、收到发动机启动信号后，控制辅助电机T反向转动带动发动机快速达到启动转速，d控制发动机启动，e、发动机启动后控制辅助电机T扭矩为零，f、分开驻车齿轮，ɡ、根据驾驶意图进入蠕动工况或加速工况。

本发明一种电动辅助换挡变速器在车辆行驶过程中车速低于发动机最低工作转速对应的行车速度进入蠕动工况时的控制方法，其进入条件：车辆行驶过程中车速低于发动机最低工作转速对应的行车速度，刹车踏板开度信号＞零；其控制方法和步骤是：a、检测刹车踏板开度和当前车速，b、根据刹车踏板开度和当前车速计算行车需求扭矩和刹车扭矩，c、控制辅助电机工作进入发电工况，同时根据刹车踏板信号控制辅助电机的发电扭矩，使辅助电机发电扭矩＝发动机输出扭矩-行车需求扭矩-刹车扭矩，进入下一步；d、检测刹车踏板开度，如信号＞零进入a，如刹车踏板开度信号为零油门踏板信号也为零进入下一步，如刹车踏板开度信号为零油门踏板信号＞零进入起步工况控制；e、控制辅助电机的发电扭矩和发动机输出扭矩使发电扭矩+发动机输出扭矩＝行车需求扭矩。

本发明一种电动辅助换挡变速器在车辆加速换挡过程的控制方法，其各挡换挡控制见下：

一挡起步加速、升二挡：根据模式状态(运动模式或非运动模式)进行控制，其进入条件：车辆行驶过程中车速低于发动机最低工作转速对应的行车速度，刹车踏板开度信号为零，油门踏板信号满足要求；当模式旋钮处于非运动模式时，发动机处于启动状态，刹车踏板信号满足要求，挡杆或换挡旋钮处于前进挡位置，一挡二挡倒挡爪式离合器Z12R与一挡二挡从动齿轮12C结合，其他离合器分离，读取到油门踏板信号；其控制方法和步骤是：a、检测模式状态和油门踏板开度信号，读取到油门踏板信号；其控制方法和步骤是：a、根据油门踏板信号计算需求扭矩(第一输入轴ZR1上应输出的扭矩)，b、当需求扭矩≤(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距时，根据需求扭矩控制发动机输出扭矩和辅助电机的扭矩，检测辅助电机转速，如辅助电机转速＝发动机转速时进入下一步；当需求扭矩≥(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距但≤(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距+第一离合器最大滑摩扭矩时，根据需求扭矩控制发动机输出扭矩和辅助电机的扭矩，同时通过控制第一离合器控制压力控制第一离合器滑摩扭矩，检测辅助电机转速，如辅助电机转速≥发动机转速的95％时进入下一步；当需求扭矩≥(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距+第一离合器最大滑摩扭矩时，控制辅助电机最大扭矩输出，第一离合器最大滑摩扭矩工作，根据需求扭矩控制发动机输出扭矩并通过控制第二离合器控制压力控制第二离合器滑摩扭矩(运动模式状态下直接控制，非运动模式状态下控制六挡三挡爪式离合器Z63与三挡从动齿轮3C结合后再通过控制第二离合器控制压力控制第二离合器滑摩扭矩)，检测辅助电机转速，如辅助电机转速≥发动机转速的90％时进入下一步；c、控制第一离合器结合，如第二离合器处于滑摩状态控制其分离，进入二挡行驶状态；d、检测电池电量，根据电池电量、发动机驱动扭矩和需求扭矩控制辅助电机辅助驱动或发电：

二挡以后加速升挡的控制方法是：进入条件：汽车处于加速状态，油门踏板信号符合条件，控制系统判定升挡，其控制方法和步骤是：a、根据当前车速确定相应的目标挡位并根据当前挡位主动齿轮位置和目标挡位主动齿轮位置进行相应控制，当当前挡位主动齿轮在第一输入轴SR1上，目标挡位主动齿轮在第二输入轴SR2上时，进入b1；当当前挡位主动齿轮在第一输入轴SR1上，目标挡位主动齿轮也在第一输入轴SR1上时，选择主动齿轮在第二输入轴SR2上的低于目标挡位的最接近挡位作为新的目标挡位，进入b1；当当前挡位主动齿轮在第二输入轴SR2上，目标挡位主动齿轮在第一输入轴SR1上时，进入b2；当当前挡位主动齿轮在第二输入轴SR2上，目标挡位主动齿轮也在第二输入轴SR2上时，选择主动齿轮在第一输入轴SR1上的低于目标挡位的最接近挡位作为新的目标挡位，进入b2；b1、根据油门踏板信号计算需求扭矩，当需求扭矩≤(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距时，根据需求扭矩控制发动机输出扭矩和辅助电机的扭矩，通过控制发动机输出扭矩＜(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距，增加辅助电机的转速，使发动机转速＝当前车速目标挡位对应的发动机转速，控制目标挡位对应的爪式离合器与目标挡位相应的齿轮结合，进入c1；当需求扭矩≥(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距时，控制目标挡位对应的爪式离合器与目标挡位相应的齿轮结合，控制第一离合器K1开始滑摩，根据需求扭矩控制发动机输出扭矩和辅助电机的扭矩，同时通过控制第二离合器控制压力控制第二离合器滑摩扭矩，第一离合器K1分离，控制发动机驱动扭矩＜(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距+第二离合器K2滑摩扭矩，检测发动机转速，发动机转速≥当前车速目标挡位对应的发动机转速的95％时进入c1；b2、控制辅助电机转速使太阳轮通过行星架调整第一输入轴SR1的转速＝当前车速目标挡位对应的转速，控制目标挡位相应的爪式离合器与目标挡位相应的齿轮结合进入c2；c1、控制第二离合器K2结合，换挡前挡位相应的爪式离合器与换挡前挡位相应齿轮分离，进入d；c2、控制第二离合器K2滑摩，控制辅助电机的辅助扭矩，第一离合器K1滑摩，第二离合器K2分离，第一离合器K1结合，换挡前挡位相应的爪式离合器与换挡前挡位相应齿轮Z7分离，进入d；d、检测挡位是否与当前车速相应挡位相符，相符进入e，不相符进入a；e、检测电池电量，根据电池电量、发动机驱动扭矩和需求扭矩控制辅助电机辅助驱动或发电；

进一步的，加速工况二挡升三挡的控制方法，进入条件：处于二挡加速状态，油门踏板信号符合条件，控制系统判定升挡，其控制方法和步骤是：a、根据油门踏板信号计算需求扭矩，b、当需求扭矩≤(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距时，根据需求扭矩控制发动机输出扭矩和辅助电机的扭矩，通过控制发动机输出扭矩＜(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距，增加辅助电机的转速，使发动机转速＝当前车速三挡时对应的发动机转速，检测六挡三挡爪式离合器Z63与三挡从动齿轮3C是否结合，如未结合控制使其结合，当六挡三挡爪式离合器Z63与三挡从动齿轮3C已结合同时发动机转速＝当前车速三挡时对应的发动机转速后进入下一步；当需求扭矩≥(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距时，检测六挡三挡爪式离合器Z63与三挡从动齿轮3C是否结合，如未结合控制使其结合，当六挡三挡爪式离合器Z63与三挡从动齿轮3C已结合后，控制第一离合器K1开始滑摩，根据需求扭矩控制发动机输出扭矩和辅助电机的扭矩，同时通过控制第二离合器控制压力控制第二离合器滑摩扭矩，第一离合器K1分离，控制发动机驱动扭矩＜(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距+第二离合器K2滑摩扭矩，检测发动机转速，发动机转速≥当前车速三挡时对应的发动机转速的95％时进入下一步；c、控制第二离合器K2结合，一挡二挡倒挡爪式离合器Z12R与一挡二挡从动齿轮12C分离，进入三挡行驶状态；d、检测电池电量，根据电池电量、发动机驱动扭矩和需求扭矩控制辅助电机辅助驱动或发电；

加速工况三挡升四挡的控制方法，进入条件：处于三挡加速状态，油门踏板信号符合条件，控制系统判定升挡，其控制方法和步骤是：a、控制辅助电机转速使太阳轮通过行星架调整第一输入轴SR1的转速＝当前车速四挡时对应的转速，控制四挡八挡爪式离合器Z48与四挡从动齿轮4C结合；b、控制第二离合器K2滑摩，控制辅助电机的辅助扭矩，第一离合器K1滑摩，第二离合器K2分离；c、第一离合器K1结合，六挡三挡爪式离合器Z63与三挡从动齿轮3C分离，进入四挡行驶状态，d、检测电池电量，根据电池电量、发动机驱动扭矩和需求扭矩控制辅助电机辅助驱动或发电；

加速工况四挡升五挡的控制方法，进入条件：处于四挡加速状态，油门踏板信号符合条件，控制系统判定升挡，其控制方法和步骤是：a、根据油门踏板信号计算需求扭矩，b、当需求扭矩≤(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距时，根据需求扭矩控制发动机输出扭矩和辅助电机的扭矩，通过控制发动机输出扭矩＜(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距，增加辅助电机的转速，使发动机转速＝当前车速五挡时对应的发动机转速，控制七挡五挡爪式离合器Z75与输出轴上的输出轴输入齿轮SCR结合，进入下一步；当需求扭矩≥(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距时，控制七挡五挡爪式离合器Z75与输出轴上的输出轴输入齿轮SCR结合，控制第一离合器K1开始滑摩，根据需求扭矩控制发动机输出扭矩和辅助电机的扭矩，同时通过控制第二离合器控制压力控制第二离合器滑摩扭矩，第一离合器K1分离，控制发动机驱动扭矩＜(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距+第二离合器K2滑摩扭矩，检测发动机转速，发动机转速≥当前车速五挡时对应的发动机转速的95％时进入下一步；c、控制第二离合器K2结合，四挡八挡爪式离合器Z48与四挡从动齿轮4C分离，进入五挡行驶状态；d、检测电池电量，根据电池电量、发动机驱动扭矩和需求扭矩控制辅助电机辅助驱动或发电；

加速工况五挡升六挡的控制方法，进入条件：处于五挡加速状态，油门踏板信号符合条件，控制系统判定升挡，其控制方法和步骤是：a、控制辅助电机转速使太阳轮通过行星架调整第一输入轴SR1的转速＝当前车速六挡时对应的转速，控制六挡三挡爪式离合器Z63与六挡从动齿轮6C结合；b、控制第二离合器K2滑摩，控制辅助电机的辅助扭矩，第一离合器K1滑摩；第二离合器K2分离；c、第一离合器K1结合，七挡五挡爪式离合器Z75与输出轴上的输出轴输入齿轮SCR分离，进入六挡行驶状态，d、检测电池电量，根据电池电量、发动机驱动扭矩和需求扭矩控制辅助电机辅助驱动或发电；

加速工况六挡升七挡的控制方法，进入条件：处于六挡加速状态，油门踏板信号符合条件，控制系统判定升挡，其控制方法和步骤是：a、根据油门踏板信号计算需求扭矩，b、当需求扭矩≤(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距时，根据需求扭矩控制发动机输出扭矩和辅助电机的扭矩，通过控制发动机输出扭矩＜(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距，增加辅助电机的转速，使发动机转速＝当前车速七挡时对应的发动机转速，控制七挡五挡爪式离合器Z75与七挡主动齿轮7Z结合，进入下一步；当需求扭矩≥(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距时，控制七挡五挡爪式离合器Z75与七挡主动齿轮7Z结合，控制第一离合器K1开始滑摩，根据需求扭矩控制发动机输出扭矩和辅助电机的扭矩，同时通过控制第二离合器控制压力控制第二离合器滑摩扭矩，第一离合器K1分离，控制发动机驱动扭矩＜(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距+第二离合器K2滑摩扭矩，检测发动机转速，发动机转速≥当前车速五挡时对应的发动机转速的95％时进入下一步；c、控制第二离合器K2结合，六挡三挡爪式离合器Z63与六挡从动齿轮6C分离，进入七挡行驶状态；d、检测电池电量，根据电池电量、发动机驱动扭矩和需求扭矩控制辅助电机辅助驱动或发电；

加速工况七挡升八挡的控制方法，进入条件：处于五挡加速状态，油门踏板信号符合条件，控制系统判定升挡，其控制方法和步骤是：a、控制辅助电机转速使太阳轮通过行星架调整第一输入轴SR1的转速＝当前车速八挡时对应的转速，控制四挡八挡爪式离合器Z48与八挡从动齿轮8C结合；b、控制第二离合器K2滑摩，控制辅助电机的辅助扭矩，第一离合器K1滑摩，第二离合器K2分离；c、第一离合器K1结合，七挡五挡爪式离合器Z75与七挡主动齿轮Z7分离，进入八挡行驶状态，d、检测电池电量，根据电池电量、发动机驱动扭矩和需求扭矩控制辅助电机辅助驱动或发电；

本发明一种电动辅助换挡变速器在车辆减速时换挡的控制方法，进入条件：油门踏板开度信号为零，汽车汽车减速行驶，当前挡位高于当前车速相应的挡位；其控制方法和步骤是：a、检测刹车踏板信号，当刹车踏板信号为零时判断为滑行工况，按就低原则选择与当前车速相适应的挡位作为目标挡位进入b；

当刹车踏板信号＞零时判断为刹车减速工况，此时辅助电机进入能量回收发电工况，检测刹车踏板开度信号变化情况，当刹车踏板开度减少时按驾驶模式为非运动模式时选择与当前车速相适应的挡位低一挡的挡位作为目标挡位驾驶模式为非运动模式时选择与当前车速相适应的挡位低两挡的挡位作为目标挡位(最低目标挡位为二挡)，辅助电机退出能量回收发电工况，进入b；b、所有离合器分离；c、目标挡位相应爪式离合器与目标挡位相应齿轮结合；d判断检测油门踏板信号，油门踏板开度信号为零进入a，油门踏板开度信号＞零进入e；e、当目标挡位主动齿轮在第一输入轴上时控制第一离合器K1结合，进入f；当目标挡位主动齿轮在第二输入轴上时控制第二离合器K2结合，进入f；f，根据油门踏板信号控制发动机驱动，检测电池电量，根据电池电量、发动机驱动扭矩和需求扭矩控制辅助电机辅助驱动或发电；纯电驱动控制方法是本发明一种电动辅助换挡变速器在纯电驱动工况的控制方法，进入条件：当前挡位处于二挡动力路径，控制系统发出纯电驱动命令；其控制方法和步骤是：a、控制驻车齿轮ZC锁定，同时控制保证驻车齿轮与输出轴间动力路径切断(相应爪式离合器分离)；b、控制第二离合器K2结合；c、根据油门踏板开度或控制器辅助电机扭矩命令控制辅助电机驱动扭矩，通过锁定的驻车齿轮ZC、第二输入轴SR2、第二离合器K2将齿圈X1固定，辅助电机带动太阳轮X3驱动，行星架X2带动第一输入轴SR1通过二挡动力路径输出，其传动比为(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数*二挡传动比。

通过上述结构和控制方法使本发明具备以下特点：

第一，通过将汽车原有的发电机和起动机合二为一作为辅助电机设置在飞轮减震器J与机械变速系统C之间，利用辅助电机将多余能量发电的方法，在成本不增加的情况下，彻底解决了现有液力变矩器结构和离合器滑摩起动结构在汽车蠕行工况传动效率低和温度过高的问题。

第二，在换挡过程中，通过辅助电机的调速和增扭作用减少了换挡时间，减少了发动机扭矩波动，减少了离合器滑摩扭矩和滑摩时间，解决了现有的AT、DCT和AMT等多挡变速器换挡时的动力波动、换挡冲击、换挡顿挫以及换挡时传动效率问题，提高了离合器的可靠性和使用寿命，提高了换挡时的动力性能。

第三，在加速过程中，通过辅助电机的辅助驱动扭矩提高轮边驱动扭矩，在不增加成本的情况下，解决了现有多挡变速器结构低挡区加速动力不足问题。

第四，在匀速过程中，当遇到上坡、加速等需求扭矩增加，并且需求扭矩增加的量＜当前挡位发动机能够提供的扭矩增加量+辅助电机的辅助扭矩的工况时通过辅助电机的辅助驱动扭矩+发动机增加扭矩的方式提高驱动扭矩避免降挡操作，当遇到下坡切判断当前工况为电池充电有助于整体运行经济性提升时，控制辅助电机发电，提高发动机燃油经济性避免升挡操作，因此，通过辅助电机的辅助作用解决了多挡变速器中高挡位区换挡频繁问题。

第五，本发明一种电动辅助换挡变速器在不增加成本的情况下还具备短程低速的纯电动驱动功能，特别适用于小区域自动驾驶和自动驻车工况，提升了系统效率和系统功能，降低了噪音和有害气体对环境的影响，并且具有能量反馈功能；所述电动辅助换挡变速器结构还具有升级空间，当适当增加电机和功率后，直接升级为轻混、中混或强混。

图2是本发明一种电动辅助换挡变速器第二实施例的结构示意图，与第一实施例的区别是第一离合器K1设置在太阳轮X3与行星架X2之间，当第一离合器K1结合后通过太阳轮X3与行星架X2的锁定使行星齿轮组X被锁定为一体，来自于发动机的动力通过齿圈X1行星架X2传递到第一输入轴SR1上，在动力的传递过程中必须经过齿圈、行星轮、行星架、太阳轮上和第一离合器K1共同作用才能传递扭矩，而第一实施例当第一离合器K1结合后直接将输入轴SR和第一输入轴SR1连接，来自于发动机的动力通过第一离合器K1传递到第一输入轴SR1上，在动力的传递过程中不经过齿圈、行星轮、行星架和太阳轮，可以减少行星排的磨损，降低传递噪音，因此第一实施例是优先方案。

图3是本发明一种电动辅助换挡变速器第三实施例的结构示意图，与第一实施例的区别在于，第一离合器K1设置在第二离合器K2的前侧，而第一实施例的第一离合器K1设置在第二离合器K2外侧，其他结构和所有控制方法都相同。

图4为本发明一种电动辅助换挡变速器第四实施例的结构示意图，与第一实施方式不同的是：第一，第一离合器K1设置在第二离合器K2的后侧，而第一实施例的第一离合器K1设置在第二离合器K2外侧，第二，机械变速系统C中，取消了中间轴ZJ，采用输出轴与输入轴平行的布置，所述一种电动辅助换挡变速器，包括设置在变速器与发动机间的飞轮减震器J、辅助电机T、调速行星齿轮组X、行星排前输入轴SR、第一输入轴SR1、第二输入轴SR2、输出轴SC；还包括调速行星齿轮组X中的齿圈X1、行星架X2和太阳轮X3，行星排前输入轴SR与第一输入轴SR1间的第一离合器K1，行星排前输入轴SR与第二输入轴SR2间的第二离合器K2；机械变速系统C中设置在第一输入轴SR1上的至少一个传动齿轮，设置在第二输入轴上SR2的至少一个传动齿轮，设置在输出轴SC上的至少两个传动齿轮以及对应的爪式离合器，设置在输出轴SC后端的输出端SCD。发动机输出端通过飞轮减振器J、行星排前输入轴SR与调速行星齿轮组X中的齿圈X1连接；集启动、驱动、调速和发电功能于一体的辅助电机T设置在变速器的前端，并与调速行星齿轮组X中的太阳轮X3连接；第二输入轴SR2与行星排前输入轴SR同心设置在行星排前输入轴SR后侧，通过第二离合器K2控制其与行星排前输入轴SR间的固定或转动；第一输入轴SR1是一根空心轴，它与第二输入轴SR2同心，通过轴承可旋转的空套的设置在第二输入轴SR2的外侧，它与调速行星齿轮组X中的行星架X2连接，通过第一离合器K1控制其与行星排前输入轴SR间的固定或转动；输出轴SC与输入轴平行的设置；机械变速系统C中设置在输出轴SC上的齿轮都与输入轴上的一个对应的齿轮啮合，在对应啮合的两个齿轮中，一个齿轮与所在的轴固定连接，另一个齿轮通过滚针轴承可旋转的设置在所在轴上，通过爪式离合器控制与所在轴的转动或固定。进一步的在所述械变速系统C中，设置在第一输入轴SR1上的一挡二挡和倒挡主动齿轮12RZ、六挡主动齿轮6Z、八挡主动齿轮8Z和四挡主动齿轮4Z都与第一输入轴SR1固定连接，设置在第二输入轴SR2上的驻车齿轮ZC、七挡主动齿轮7Z、五挡主动齿轮5Z和三挡主动齿轮3Z都固定的设置在第二输入轴SR2后段；设置在输出轴SC上的一挡二挡从动齿轮12C、倒挡从动齿轮RC、六挡从动齿轮6C、八挡从动齿轮8C、四挡从动齿轮4C、七挡从动齿轮7C、五挡从动齿轮5C、和三挡从动齿轮3C都通过滚针轴承可旋转的设置在输出轴SC上，设置在输出轴SC上的一挡二挡倒挡爪式离合器Z12R、六挡八挡爪式离合器Z68、四挡七挡爪式离合器Z47和五挡三挡爪式离合器Z53以及输出端SCD都固定的设置在输出轴SC上，倒挡惰轮轴RD上的惰轮轴输入齿轮DS和惰轮轴输出齿轮DC都与倒挡惰轮轴RD固定连接；其中：输出轴SC上的一挡二挡从动齿轮12C通过一挡二挡和倒挡爪式离合器Z12R控制其与中间轴ZJ间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的一挡二挡和倒挡主动齿轮12RZ啮合，倒挡惰轮轴RD上的惰轮轴输入齿轮DS也与第一输入轴SR1上的一挡二挡和倒挡主动齿轮12RZ啮合，输出轴SC上的倒挡从动齿轮RC也通过一挡二挡和倒挡爪式离合器Z12R控制其与中间轴ZJ间的固定或转动，它与倒挡惰轮轴RD上的惰轮轴输出齿轮DC啮合，输出轴SC上的六挡从动齿轮6C通过六挡八挡爪式离合器Z68控制其与输出轴SC间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的六挡主动齿轮6Z啮合，输出轴SC上的八挡从动齿轮8C也通过六挡八挡爪式离合器Z68控制其与输出轴SC间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的八挡主动齿轮8Z啮合，四挡从动齿轮4C通过四挡七挡爪式离合器Z47控制其与输出轴SC间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的四挡主动齿轮4Z啮合，输出轴SC上的七挡从动齿轮7C也通过四挡七挡爪式离合器Z47控制其与输出轴SC间的固定或转动，它与第二输入轴SR2上的七挡主动齿轮7Z啮合，输出轴SC上的五挡从动齿轮5C通过五挡三挡爪式离合器Z53控制其与输出轴SC间的固定或转动，它与第二输入轴SR2上的五挡主动齿轮5Z啮合，输出轴SC上的三挡从动齿轮3C也通过五挡三挡爪式离合器Z53控制其与输出轴SC间的固定或转动，它与第二输入轴SR2上的三挡主动齿轮3Z啮合；

图5为本发明一种电动辅助换挡变速器第五实施例的结构示意图，与第一实施方式不同的是机械变速系统C中，采用双输出轴的布置，所述一种电动辅助换挡变速器，包括设置在变速器与发动机间的飞轮减震器J、辅助电机T、调速行星齿轮组X、行星排前输入轴SR、第一输入轴SR1、第二输入轴SR2、第一输出轴SC1和第二输出轴SC2，设置在输入轴和输出轴间的机械变速系统C以及差速器；还包括调速行星齿轮组X中的齿圈X1、行星架X2和太阳轮X3，行星排前输入轴SR与第一输入轴SR1间的第一离合器K1，行星排前输入轴SR与第二输入轴SR2间的第二离合器K2；机械变速系统C中设置在第一输入轴SR1上的至少一个传动齿轮，设置在第二输入轴上SR2的至少一个传动齿轮，设置在第一输出轴SC1上的至少一个传动齿轮以及对应的爪式离合器，设置在第二输出轴SC2上的至少一个齿轮和相应的爪式离合器；也包括第一输出轴SC1上的主减速器第一主动齿轮Z1Z、第二输出轴SC2上的主减速器第二主动齿轮Z2Z、差速器上的主减速器从动齿轮ZC。发动机输出端通过飞轮减振器J、行星排前输入轴SR与调速行星齿轮组X中的齿圈X1连接；集启动、驱动、调速和发电功能于一体的辅助电机T设置在变速器的前端，并与调速行星齿轮组X中的太阳轮X3连接；第二输入轴SR2与行星排前输入轴SR同心设置在行星排前输入轴SR后侧，通过第二离合器K2控制其与行星排前输入轴SR间的固定或转动；第一输入轴SR1是一根空心轴，它与第二输入轴SR2同心，通过轴承可旋转的空套的设置在第二输入轴SR2的外侧，它与调速行星齿轮组X中的行星架X2连接，通过第一离合器K1与行星排前输入轴SR连接，并通过第一离合器K1控制其与行星排前输入轴SR间的固定或转动；第一输出轴SC1和第二输出轴SC2与第一输入轴SR1平行的设置；机械变速系统C中设置在输出轴上的齿轮都与输入轴上的一个对应的齿轮啮合，其中一个齿轮与所在的轴固定连接，另一个齿轮与所在的轴通过相应的爪式离合器控制转动或固定；驻车齿轮ZC，所述驻车齿轮固定的设置在第二输入轴SR2上。

进一步地，在所述机械变速系统C中，设置在第一输出轴SC1上的一挡二挡和四挡爪式离合器Z124和五挡三挡爪式离合器Z53都与第一输出轴SC1固定连接，一挡二挡从动齿轮12C、四挡从动齿轮4C、五挡从动齿轮5C和三挡从动齿轮3C都通过滚针轴承可旋转的设置在第一输出轴SC1上；其中，一挡二挡从动齿轮12C通过一挡二挡和四挡爪式离合器Z124控制其与第一输出轴SC1间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的一挡二挡和倒挡主动齿轮12RZ啮合、四挡从动齿轮4C也通过一挡二挡和四挡爪式离合器Z124控制其与第一输出轴SC1间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的四挡主动齿轮4Z啮合；五挡从动齿轮5C通过五挡三挡爪式离合器Z53控制其与第一输出轴SC1间的固定或转动，它与第二输入轴SR2上的五挡七挡主动齿轮57Z啮合，三挡从动齿轮3C也通过五挡三挡爪式离合器Z53控制其与第一输出轴SC1间的固定或转动，它与第二输入轴SR2上的三挡主动齿轮3Z啮合；第二输出轴SC2上的倒挡爪式离合器ZD、六挡八挡爪式离合器Z68和七挡爪式离合器Z7都与第二输出轴SC2固定连接，倒挡从动齿轮RC、六挡从动齿轮6C、八挡从动齿轮8C和七挡从动齿轮7C都通过滚针轴承可旋转的设置在第二输出轴SC2上；其中，倒挡从动齿轮RC通过倒挡爪式离合器ZD控制其与第二输出轴SC2间的固定或转动，它与倒挡惰轮DL啮合并通过倒挡惰轮DL与第一输入轴SR1上的一挡二挡和倒挡主动齿轮12RZ啮合，六挡从动齿轮6C通过六挡八挡爪式离合器Z68控制其与第二输出轴SC2间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的六挡主动齿轮6Z啮合，八挡从动齿轮8C也通过六挡八挡爪式离合器Z68控制其与第二输出轴SC2间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的八挡主动齿轮8C啮合，七挡从动齿轮7C通过七挡爪式离合器Z7控制其与第二输出轴SC2间的固定或转动，它与第二输入轴SR2上的五挡七挡主动齿轮57Z啮合。

图6为本发明一种电动辅助换挡变速器第六实施例的结构示意图，与第五实施方式不同的是辅助电机T、调速行星齿轮组X和第一离合器K1都设置在变速器后端，一种电动辅助换挡变速器，包括设置在变速器与发动机间的飞轮减震器J、设置在变速器后端的辅助电机T和调速行星齿轮组X、设置在飞轮减震器J与调速行星齿轮组X间的行星排前输入轴SR、第一输入轴SR1、第二输入轴SR2、第一输出轴SC1和第二输出轴SC2，设置在输入轴和输出轴间的机械变速系统C以及差速器；还包括调速行星齿轮组X中的齿圈X1、行星架X2和太阳轮X3，行星排前输入轴SR与第一输入轴SR1间的第一离合器K1，行星排前输入轴SR与第二输入轴SR2间的第二离合器K2；机械变速系统C中设置在第一输入轴SR1上的至少一个传动齿轮，设置在第二输入轴上SR2的至少一个传动齿轮，设置在第一输出轴SC1上的至少一个传动齿轮以及对应的爪式离合器，设置在第二输出轴SC2上的至少一个齿轮和相应的爪式离合器；也包括第一输出轴SC1上的主减速器第一主动齿轮Z1Z、第二输出轴SC2上的主减速器第二主动齿轮Z2Z、差速器上的主减速器从动齿轮ZC。发动机输出端通过飞轮减振器J、行星排前输入轴SR与调速行星齿轮组X中的齿圈X1连接；集启动、驱动、调速和发电功能于一体的辅助电机T设置在变速器的后端，并与调速行星齿轮组X中的太阳轮X3连接；第一输入轴SR1是一根空心轴，它与行星排前输入轴SR同心，通过轴承可旋转的空套的设置在行星排前输入轴SR后段的外侧，位于第二输入轴SR2与调速行星齿轮组X之间，它与调速行星齿轮组X中的行星架X2连接，通过第一离合器K1与行星排前输入轴SR连接，并通过第一离合器K1控制其与行星排前输入轴SR间的固定或转动；第二输入轴SR2与行星排前输入轴SR同心，设置在飞轮减震器J与第一输入轴SR1之间行星排前输入轴SR前段，通过轴承可旋转的空套的设置在行星排前输入轴SR前段的外侧，通过第二离合器K2控制其与行星排前输入轴SR间的固定或转动；第一输出轴SC1和第二输出轴SC2与第一输入轴SR1平行的设置；机械变速系统C中设置在输出轴上的齿轮都与输入轴上的一个对应的齿轮啮合，其中一个齿轮与所在的轴固定连接，另一个齿轮与所在的轴通过相应的爪式离合器控制转动或固定；驻车齿轮ZC，所述驻车齿轮固定的设置在第二输入轴SR2上。

进一步地，在所述机械变速系统C中，设置在第一输出轴SC1上的一挡二挡和四挡爪式离合器Z124和五挡三挡爪式离合器Z53都与第一输出轴SC1固定连接，一挡二挡从动齿轮12C、四挡从动齿轮4C、五挡从动齿轮5C和三挡从动齿轮3C都通过滚针轴承可旋转的设置在第一输出轴SC1上；其中，一挡二挡从动齿轮12C通过一挡二挡和四挡爪式离合器Z124控制其与第一输出轴SC1间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的一挡二挡和倒挡主动齿轮12RZ啮合；四挡从动齿轮4C也通过一挡二挡和四挡爪式离合器Z124控制其与第一输出轴SC1间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的四挡主动齿轮4Z啮合；五挡从动齿轮5C通过五挡三挡爪式离合器Z53控制其与第一输出轴SC1间的固定或转动，它与第二输入轴SR2上的五挡七挡主动齿轮57Z啮合，三挡从动齿轮3C也通过五挡三挡爪式离合器Z53控制其与第一输出轴SC1间的固定或转动，它与第二输入轴SR2上的三挡主动齿轮3Z啮合；第二输出轴SC2上的倒挡爪式离合器ZD、六挡八挡爪式离合器Z68和七挡爪式离合器Z7都与第二输出轴SC2固定连接，倒挡从动齿轮RC、六挡从动齿轮6C、八挡从动齿轮8C和七挡从动齿轮7C都通过滚针轴承可旋转的设置在第二输出轴SC2上；其中，倒挡从动齿轮RC通过倒挡爪式离合器ZD控制其与第二输出轴SC2间的固定或转动，它与倒挡惰轮DL啮合并通过倒挡惰轮DL与第一输入轴SR1上的一挡二挡和倒挡主动齿轮12RZ啮合，六挡从动齿轮6C通过六挡八挡爪式离合器Z68控制其与第二输出轴SC2间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的六挡主动齿轮6Z啮合，八挡从动齿轮8C也通过六挡八挡爪式离合器Z68控制其与第二输出轴SC2间的固定或转动，它与第一输入轴SR1上的八挡主动齿轮8C啮合，七挡从动齿轮7C通过七挡爪式离合器Z7控制其与第二输出轴SC2间的固定或转动，它与第二输入轴SR2上的五挡七挡主动齿轮57Z啮合。

本发明一种电动辅助换挡变速器中的机械变速系统C中传动结构也可采用其他结构解决相应结构变速器在蠕动和起步工况时传动效率低和变速器油温过高的问题以及低挡位区加速动力不足问题，图7为本发明一种电动辅助换挡变速器第七实施例的结构示意图，与第一实施方式不同的是机械变速系统C中传动结构采用了行星齿轮组传动(AT换挡结构)，由于第一离合器K1直接连接AT换挡结构的输入轴SR1，所以与第一实施例比还少了第二离合器和第二输入轴；图8为本发明一种电动辅助换挡变速器第八实施例的结构示意图，与第一实施方式不同的是机械变速系统C中传动结构采用了无级变速传动(CVT换挡结构)，由于第一离合器K1直接连接CVT换挡结构的输入轴SR1，所以与第一实施例比也还少了第二离合器和第二输入轴；一种电动辅助换挡变速器，包括设置在变速器与发动机间的飞轮减震器J、辅助电机T、调速行星齿轮组X、行星排前输入轴SR、输入轴SR1和输出轴SC，设置在输入轴和输出轴间的机械变速系统C以及差速器；还包括调速行星齿轮组X中的齿圈X1、行星架X2和太阳轮X3，设置在输入轴SR1前端与行星排前输入轴SR间的第一离合器K1；机械变速系统C中传动结构为行星齿轮组传动(AT换挡结构)或无级变速传动(CVT换挡结构)；发动机输出端通过飞轮减振器J、行星排前输入轴SR与调速行星齿轮组X中的齿圈X1连接；集启动、驱动、调速和发电功能于一体的辅助电机T与调速行星齿轮组X中的太阳轮X3连接；输入轴SR1与行星排前输入轴SR同心，设置在行星排前输入轴SR的后端，它与调速行星齿轮组X中的行星架X2连接，通过第一离合器K1控制其与行星排前输入轴SR间的固定或转动。

本发明一种电动辅助换挡变速器的蠕动工况控制方法是在车辆行驶过程中车速低于发动机最低工作转速对应的行车速度进入蠕动工况时的控制方法，其进入条件：车辆行驶过程中车速低于发动机最低工作转速对应的行车速度，刹车踏板开度信号＞零；其控制方法和步骤是：a、检测刹车踏板开度和当前车速，b、根据刹车踏板开度和当前车速计算行车需求扭矩和刹车扭矩，c、控制辅助电机工作进入发电工况，同时根据刹车踏板信号控制辅助电机的发电扭矩，使辅助电机发电扭矩＝发动机输出扭矩-行车需求扭矩-刹车扭矩，进入下一步；d、检测刹车踏板开度，如信号＞零进入a，如刹车踏板开度信号为零油门踏板信号也为零进入下一步，如刹车踏板开度信号为零油门踏板信号＞零进入起步工况控制；e、控制辅助电机的发电扭矩和发动机输出扭矩使发电扭矩+发动机输出扭矩＝行车需求扭矩。

本发明一种电动辅助换挡变速器的起步控制方法是在车辆起步过程的控制方法，其进入条件：车辆行驶过程中车速低于发动机最低工作转速对应的行车速度，油门踏板开度信号＞零；其控制方法和步骤是：a、检测油门踏板开度和当前车速，b、根据油门踏板开度和目标车速计算辅助电机发电扭矩和发动机驱动扭矩，c、当目标车速低于发动机最低工作转速对应的行车速度时，根据油门踏板开度和目标车速控制辅助电机发电扭矩和发动机驱动扭矩使汽车按驾驶意图行驶，进入a；当目标车速高于发动机最低工作转速对应的行车速度且需求扭矩≤(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距*60％时，根据需求扭矩控制发动机输出扭矩和辅助电机的扭矩，检测辅助电机转速，如辅助电机转速＝发动机转速时进入d；当目标车速高于发动机最低工作转速对应的行车速度且需求扭矩＞(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数×辅助电机最大扭距*60％时，根据需求扭矩控制发动机输出扭矩和辅助电机的扭矩，第一离合器进入滑摩状态并控制滑摩扭矩，检测辅助电机转速，如辅助电机转速＝发动机转速时进入d；d、控制第一离合器结合，根据电池电量和目标车速控制发动机驱动扭矩并控制辅助电机辅助驱动或发电。

本发明一种电动辅助换挡变速器的加速工况控制方法是在车辆加速过程的控制方法，其进入条件：车辆处于加速过程中；其控制方法和步骤是：a、检测车辆是否处于加速换挡状态，否进入b1，是进入b2；b1、计算需求扭矩，当需求扭矩≤当前挡位发动机最大驱动扭矩时，发动机按需求扭矩驱动进入c1；当需求扭矩＞当前挡位发动机最大驱动扭矩≤当前挡位发动机最大驱动扭矩+辅助电机最大驱动扭矩时，控制发动机驱动扭矩+辅助电机驱动扭矩＝需求扭矩进行驱动，进入c1；当需求扭矩＞当前挡位发动机最大驱动扭矩+辅助电机最大驱动扭矩时，控制发动机按最大驱动扭矩，辅助电机按最大驱动扭矩进行驱动，进入c1；b2、判断是否需要辅助电机辅助工作和第一离合器辅助滑摩工作，是进入c2；否进入c3；c1判断是否进入匀速行驶状态，否进入a；是进入d；c2控制辅助电机转速以及第一离合器的辅助滑摩扭矩进行辅助换挡，换挡完成后进入b1；c3、直接按需求进行换挡控制，换挡完成后进入b1；d、判断是否需要换挡，否进入e；是进行相应换挡操作进入相应挡位后进入e；e、按驾驶意图控制汽车行驶。

通过本发明第七和第八实施例结构及控制方法使本发明具备以下特点：

第一，通过将汽车原有的发电机和起动机合二为一设置在飞轮减震器J与机械变速系统C之间，替代原有的液力变矩器，利用辅助电机将多余能量发电的方法，在成本不增加变速器基本结构变化不大的情况下，彻底解决了现有AT和CVT结构在汽车蠕行工况传动效率低和温度过高的问题；

第二，在加速过程中，通过辅助电机的调速和增扭作用增加变速器驱动扭矩，提高现有AT和CVT结构加速动力性能。

上述实施例及实施方案示例只是用以对本发明的说明，并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、更改添加或替换也应属于本发明保护范围。

Claims (8)

1.一种电动辅助换挡变速器，其特征在于：包括设置在变速器与发动机间的飞轮减震器、辅助电机、调速行星齿轮组、行星排前输入轴、第一输入轴和第二输入轴以及至少一根输出轴，设置在输入轴和输出轴间的机械变速系统，还包括调速行星齿轮组中的齿圈、行星架和太阳轮，控制齿圈、行星架和太阳轮之间相对固定或转动并控制行星排前输入轴与第一输入轴间扭矩连接或中断的第一离合器，控制行星排前输入轴与第二输入轴间扭矩连接或中断的第二离合器，负责变速器动力输出的输出端或差速器。

2.根据权利要求1所述一种电动辅助换挡变速器，其特征在于：发动机输出端通过飞轮减振器、行星排前输入轴与调速行星齿轮组中的齿圈连接；集启动、驱动、调速和发电功能于一体的辅助电机与调速行星齿轮组中的太阳轮连接；第一输入轴与调速行星齿轮组中的行星架连接，并通过第一离合器控制其与行星排前输入轴间的固定或转动，第二输入轴通过轴承可旋转的与第一输入轴同心的设置，通过第二离合器控制其与行星排前输入轴间的固定或转动，所述机械变速系统中传动结构为平行轴齿轮组，还包括与输入轴平行设置的倒挡惰轮轴和设置在各传动轴上的各挡传动齿轮和相应的爪式离合器。

3.根据权利要求1或权利要求2所述一种电动辅助换挡变速器，其特征在于：所述机械变速系统中，包括与输入轴平行设置的中间轴，设置在第一输入轴上的一挡二挡和倒挡主动齿轮、四挡主动齿轮、八挡主动齿轮和六挡主动齿轮，设置在第二输入轴上的驻车齿轮、三挡主动齿轮、七挡主动齿轮和七挡五挡爪式离合器，设置在中间轴上的一挡二挡从动齿轮、倒挡从动齿轮、四挡从动齿轮、八挡从动齿轮、六挡从动齿轮、三挡从动齿轮、七挡从动齿轮和中间轴输出齿轮以及一挡二挡倒挡爪式离合器、四挡八挡爪式离合器和六挡三挡爪式离合器，设置在输出轴上的输出轴输入齿轮和输出端；也包括倒挡惰轮轴上的惰轮轴输入齿轮和惰轮轴输出齿轮；

发动机输出端通过飞轮减振器、行星排前输入轴与调速行星齿轮组中的齿圈连接；集启动、驱动、调速和发电功能于一体的辅助电机设置在飞轮减震器与机械变速系统之间，辅助电机的转子与调速行星齿轮组中的太阳轮连接；第一输入轴是一根空心轴，它与第二输入轴同心，通过与变速器壳体间的轴承可旋转的空套的设置在第二输入轴的外侧，它与调速行星齿轮组中的行星架连接，并通过第一离合器控制其与行星排前输入轴间的固定或转动，第二输入轴是一根较长的轴，通过轴承可旋转的与第一输入轴同心的设置，其前段穿过第一输入轴的内侧与第二离合器外毂连接，通过第二离合器控制其与行星排前输入轴间的固定或转动，输出轴与输入轴同心的设置在第二输入轴的后侧；机械变速系统中，中间轴与输入轴平行的设置，倒挡惰轮轴通过轴承可旋转的设置在变速器壳体上，它与第一输入轴平行的设置，设置在第一输入轴上的一挡二挡和倒挡主动齿轮、四挡主动齿轮、八挡主动齿轮)和六挡主动齿轮都与第一输入轴固定连接，设置在第二输入轴上的驻车齿轮、三挡主动齿轮和七挡五挡爪式离合器都固定的设置在第二输入轴后段，设置在第二输入轴上的七挡主动齿轮通过滚针轴承可旋转的设置在第二输入轴上，它设置在三挡主动齿轮和七挡五挡爪式离合器之间；设置在中间轴上的一挡二挡从动齿轮、倒挡从动齿轮、四挡从动齿轮、八挡从动齿轮、六挡从动齿轮和三挡从动齿轮都通过滚针轴承可旋转的设置在中间轴上，设置在中间轴上的七挡从动齿轮和中间轴输出齿轮以及一挡二挡倒挡爪式离合器、四挡八挡爪式离合器和六挡三挡爪式离合器都固定的设置在中间轴上，输出轴输入齿轮固定的设置在输出轴的前端，输出端固定的设置在输出轴的后端，倒挡惰轮轴上的惰轮轴输入齿轮和惰轮轴输出齿轮都与倒挡惰轮轴固定连接；其中：第二输入轴上的七挡主动齿轮通过七挡五挡爪式离合器控制其与第二输入轴间的固定或转动，它与中间轴上的七挡从动齿轮啮合，中间轴上的一挡二挡从动齿轮通过一挡二挡和倒挡爪式离合器控制其与中间轴间的固定或转动，它与第一输入轴上的一挡二挡和倒挡主动齿轮啮合，倒挡惰轮轴上的惰轮轴输入齿轮也与第一输入轴上的一挡二挡和倒挡主动齿轮啮合，中间轴上的倒挡从动齿轮也通过一挡二挡和倒挡爪式离合器控制其与中间轴间的固定或转动，它与倒挡惰轮轴上的惰轮轴输出齿轮啮合，中间轴上的四挡从动齿轮通过四挡八挡爪式离合器控制其与中间轴间的固定或转动，它与第一输入轴上的四挡主动齿轮啮合，中间轴上的八挡从动齿轮也通过四挡八挡爪式离合器控制其与中间轴间的固定或转动，它与第一输入轴上的八挡主动齿轮啮合，中间轴上的六挡从动齿轮通过六挡三挡爪式离合器控制其与中间轴间的固定或转动，它与第一输入轴上的六挡主动齿轮啮合，中间轴上的三挡从动齿轮也通过六挡三挡爪式离合器控制其与中间轴间的固定或转动，它与第一输入轴上的三挡主动齿轮啮合，中间轴上的中间轴输出齿轮与输出轴上的输出轴输入齿轮啮合；所述机械变速系统中，变速器一挡二挡和倒挡共用一个主动齿轮和一个爪式离合器，一挡二挡共用一个从动齿轮，一挡时：一挡二挡倒挡爪式离合器与一挡二挡从动齿轮结合其它离合器分离，利用辅助电机的堵转扭矩控制太阳轮固定，通过齿圈输入行星架输出增大输出扭矩，形成一挡动力路径，此时一挡传动比＝(齿圈齿数+太阳轮齿数)/齿圈齿数×二挡传动比，或通过辅助电机的辅助扭矩提高变速器驱动能力，此时一挡输出扭矩＝(辅助电机的辅助扭矩+发动机输出扭矩)×二挡传动比，二挡时：在一挡动力路径的基础上第一离合器结合，形成二挡动力路径。

4.根据权利要求1或根据权利要求2所述一种电动辅助换挡变速器，其特征在于：所述机械变速系统中，设置在第一输入轴上的至少一个传动齿轮，设置在第二输入轴上的至少一个传动齿轮，设置在输出轴上的至少两个传动齿轮以及对应的爪式离合器，设置在输出轴后端的输出端；第二输入轴与行星排前输入轴同心设置在行星排前输入轴后侧，通过第二离合器控制其与行星排前输入轴间的固定或转动；第一输入轴是一根空心轴，它与第二输入轴同心，通过轴承可旋转的空套的设置在第二输入轴的外侧，它与调速行星齿轮组中的行星架连接，通过第一离合器控制其与行星排前输入轴间的固定或转动；输出轴与输入轴平行的设置；机械变速系统中设置在输出轴上的齿轮都与输入轴上的一个对应的齿轮啮合，在对应啮合的两个齿轮中，一个齿轮与所在的轴固定连接，另一个齿轮通过滚针轴承可旋转的设置在所在轴上，通过爪式离合器控制与所在轴的转动或固定，以及固定的设置在第二输入轴上的驻车齿轮。

5.根据权利要求1或根据权利要求2所述一种电动辅助换挡变速器，其特征在于：机械变速系统中设置在第一输入轴上的至少一个传动齿轮，设置在第二输入轴上的至少一个传动齿轮，设置在第一输出轴上的至少一个传动齿轮以及对应的爪式离合器，设置在第二输出轴上的至少一个齿轮和相应的爪式离合器；也包括第一输出轴上的主减速器第一主动齿轮、第二输出轴上的主减速器第二主动齿轮、差速器上的主减速器从动齿轮。发动机输出端通过飞轮减振器、行星排前输入轴与调速行星齿轮组中的齿圈连接；机械变速系统中设置在输出轴上的齿轮都与输入轴上的一个对应的齿轮啮合，其中一个齿轮与所在的轴固定连接，另一个齿轮与所在的轴通过相应的爪式离合器控制转动或固定；以及固定的设置在第二输入轴上的驻车齿轮。

6.根据权利要求5所述一种电动辅助换挡变速器，其特征在于：集启动、驱动、调速和发电功能于一体的辅助电机设置在变速器的前端，并与调速行星齿轮组中的太阳轮连接；第二输入轴与行星排前输入轴同心设置在行星排前输入轴后侧，通过第二离合器控制其与行星排前输入轴间的固定或转动；第一输入轴是一根空心轴，它与第二输入轴同心，通过轴承可旋转的空套的设置在第二输入轴的外侧，它与调速行星齿轮组中的行星架连接，通过第一离合器与行星排前输入轴连接，并通过第一离合器控制其与行星排前输入轴间的固定或转动；第一输出轴和第二输出轴与第一输入轴平行的设置。

7.根据权利要求5所述一种电动辅助换挡变速器，其特征在于：集启动、驱动、调速和发电功能于一体的辅助电机T设置在变速器的后端，并与调速行星齿轮组中的太阳轮连接；第一输入轴是一根空心轴，它与行星排前输入轴同心，通过轴承可旋转的空套的设置在行星排前输入轴后段的外侧，位于第二输入轴与调速行星齿轮组之间，它与调速行星齿轮组中的行星架连接，通过第一离合器与行星排前输入轴连接，并通过第一离合器控制其与行星排前输入轴间的固定或转动；第二输入轴与行星排前输入轴同心，设置在飞轮减震器与第一输入轴之间行星排前输入轴前段，通过轴承可旋转的空套的设置在行星排前输入轴前段的外侧，通过第二离合器控制其与行星排前输入轴间的固定或转动；第一输出轴和第二输出轴与第一输入轴平行的设置，以及固定的设置在第二输入轴上的驻车齿轮。

8.一种电动辅助换挡变速器，其特征在于：包括设置在变速器与发动机间的飞轮减震器、辅助电机、调速行星齿轮组、行星排前输入轴、输入轴和输出轴，设置在输入轴和输出轴间的机械变速系统以及差速器；还包括调速行星齿轮组中的齿圈、行星架和太阳轮，设置在输入轴前端与行星排前输入轴间的第一离合器；机械变速系统中传动结构为行星齿轮组传动(AT换挡结构)或无级变速传动(CVT换挡结构)；发动机输出端通过飞轮减振器、行星排前输入轴与调速行星齿轮组中的齿圈连接；集启动、驱动、调速和发电功能于一体的辅助电机与调速行星齿轮组中的太阳轮连接；输入轴与行星排前输入轴同心，设置在行星排前输入轴的后端，它与调速行星齿轮组中的行星架连接，通过第一离合器控制其与行星排前输入轴间的固定或转动。

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