CN117162764A - 多模式混动变速箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多模式混动变速箱及其控制方法，多模式混动变速箱包括：输入轴、行星排、三联齿、换挡执行机构、输出轴和发电机，输入轴的一端与行星排的行星架相连，行星排的太阳轮与发电机相连，行星排的内齿圈与三联齿的主动齿轮连接，三联齿的输出齿轮与换挡执行机构的齿毂相连，换挡执行机构与齿圈锁止板结合齿以及输出轴结合齿配合实现动力传递，齿圈锁止板结合齿与齿圈锁止板相连，齿圈锁止板固定在箱体上；输出轴结合齿与输出轴的一端相连，输出轴的另一端与前桥差速器总成相连。本发明提供的多模式混动变速箱及其控制方法，能够实现纵置前驱混动车辆的四驱功能，结构紧凑，传动效率高；降低车辆成本，节约汽车底盘空间，便于电池布置。

Description

多模式混动变速箱及其控制方法

技术领域

本发明实施例涉及混合动力汽车驱动传动技术领域，尤其涉及多模式混动变速箱及其控制方法。

背景技术

目前的混动车辆为了实现车辆的四驱功能一般会在前桥额外加一个驱动电机，但是这种设置会使车辆存在一前一后两个驱动电机，此外还有一个发电机，导致车辆成本增加，同时影响整车空间布置。

发明内容

本发明的目的是要提供多模式混动变速箱及其控制方法，可以解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

根据本发明的第一个方面，提供了多模式混动变速箱，包括：输入轴、行星排、三联齿、换挡执行机构、输出轴和发电机，输入轴的一端与发动机的输出轴相连；输入轴的另一端与行星排的行星架相连，行星排的太阳轮与发电机相连，行星排的内齿圈与三联齿的主动齿轮连接，三联齿的输出齿轮与换挡执行机构的齿毂相连，换挡执行机构与齿圈锁止板结合齿以及输出轴结合齿配合实现动力传递，齿圈锁止板结合齿与齿圈锁止板相连，齿圈锁止板固定在箱体上；输出轴结合齿与输出轴的一端相连，输出轴的另一端与前桥差速器总成相连。

在一些实施方式中，输入轴上连接有减震器。

在一些实施方式中，行星排的行星架上连接有单相离合器。

在一些实施方式中，换挡执行机构包括同步器。

在一些实施方式中，行星排的太阳轮与行星齿轮啮合，行星排的内齿圈与行星齿轮啮合。

在一些实施方式中，前桥差速器总成设置在多模式混动变速箱箱体内。

根据本发明的第二个方面，提供了多模式混动变速箱的控制方法，应用前述任一一项的多模式混动变速箱，包括以下步骤：

接收来自驾驶员或车辆控制系统的换挡指令，根据换挡指令控制换挡执行机构进行动作；

当换挡执行机构既不挂入齿圈锁止板结合齿，也不挂入输出轴结合齿时，此时三联齿的输出齿轮空套在输出轴上，车轮与发动机和发电机均为断开状态，此时车辆进入滑行模式；

当换挡执行机构挂入齿圈锁止板结合齿时，齿圈锁止板结合齿与换挡执行机构的齿套相连，换挡执行机构的齿毂与三联齿的输出齿轮相连，三联齿的输出齿轮、三联齿的主动齿轮和行星排的内齿圈均被锁止，此时发动机输出的全部动能用于发电机发电，车辆进入增程发电模式；

当换挡执行机构挂入输出轴结合齿时，判断当前整车电量与第一预设值的大小关系；

若当前整车电量高于第一预设值，发动机将动力输入到行星架，发电机将动力输入到太阳轮，发动机和发电机的动力通过内齿圈输出给三联齿主动齿轮，并依次通过三联齿输出齿轮、换挡执行机构和输出轴结合齿传递到输出轴，此时车辆进入第一功率分流模式；

若当前整车电量不高于第一预设值，发动机将动力输入到行星架，并由内齿圈和太阳轮输出，输出给内齿圈的动能依次通过三联齿主动齿轮、三联齿输出齿轮、换挡执行机构和输出轴结合齿传递到输出轴，输出给太阳轮的动能用于发电机发电，此时车辆进入第二功率分流模式。

在一些实施方式中，当行星排的行星架上连接有单相离合器时，还包括以下步骤：

接收来自驾驶员或车辆控制系统对于单相离合器的操作指令，

若单相闭合器锁止行星架，则发电机通过太阳轮输入动能，内齿圈输出的动能依次通过三联齿主动齿轮、三联齿输出齿轮、换挡执行机构和输出轴结合齿传递到输出轴，此时车辆进入纯电驱动模式。

本发明提供的多模式混动变速箱及其控制方法，通过设置三联齿和换挡执行机构，实现纵置前驱混动车辆的四驱功能；采用行星排进行传动，结构紧凑，传动效率高；整车只需要一个发电机和一个驱动电机就能够实现车辆的四驱功能，降低车辆成本，节约汽车底盘空间，便于电池布置。

另外，在本发明技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种多模式混动变速箱的结构示意图。

具体实施方式

本发明说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如包含了一系列的步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、系统、产品或设备固有的其他步骤或单元。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

参考说明书附图1，本发明实施例提供了多模式混动变速箱，包括：输入轴2、行星排、三联齿、换挡执行机构、输出轴15和发电机5。

其中，输入轴2的一端与发动机1的输出轴相连；输入轴2的另一端与行星排的行星架3相连，行星排的太阳轮4与发电机5相连，行星排的内齿圈6与三联齿的主动齿轮8连接，三联齿的主动齿轮8通过三联齿的惰轮9连接三联齿的输出齿轮10。

三联齿的输出齿轮10与换挡执行机构的齿毂11相连，换挡执行机构的齿套19与齿圈锁止板结合齿12以及输出轴结合齿13配合实现动力传递，齿圈锁止板结合齿12与齿圈锁止板14相连，齿圈锁止板14固定在箱体上；输出轴结合齿13与输出轴15的一端相连，输出轴15的另一端与前桥差速器总成16相连。

本发明提供的多模式混动变速箱，通过设置行星排、三联齿和换挡执行机构，实现纵置前驱混动车辆的四驱功能；采用行星排进行传动，结构紧凑，传动效率高；采用三联齿的设计，进一步节约轴向空间；采用换挡执行机构，实现内齿圈的锁止与自由旋转；整车只需要一个发电机和一个驱动电机就能够实现车辆的四驱功能，降低车辆成本，节约汽车底盘空间，便于电池布置。

具体的，换挡执行机构可以包括同步器。由此，同步器成本较低，进一步降低车辆的成本。

在可选的实施例中，输入轴2上连接有减震器17。

在可选的实施例中，行星排的行星架3上连接有单相离合器18。由此，当汽车整车电量及行驶条件满足纯电驱动条件时，驾驶人员或车辆控制系统能够通过控制单向离合器18锁止行星架3，使发电机5输出的全部动能用于驱动车辆，使汽车进入纯电驱动模式。

在可选的实施例中，行星排的太阳轮4与行星齿轮7啮合，行星排的内齿圈6与行星齿轮7啮合。

在可选的实施例中，前桥差速器总成16设置在多模式混动变速箱箱体内。由此，节约车辆底盘空间，使车辆底盘空间布局更加合理。

实施例2：

本发明实施例还提供了一种多模式混动变速箱的控制方法，应用上述实施例中任一多模式混动变速箱，包括以下步骤：

接收来自驾驶员或车辆控制系统的换挡指令，根据换挡指令控制换挡执行机构进行动作。

当换挡执行机构既不挂入齿圈锁止板结合齿，也不挂入输出轴结合齿时，此时三联齿的输出齿轮空套在输出轴上，车轮与发动机和发电机均为断开状态，此时车辆进入滑行模式，在滑行模式下，车辆滑行过程中只拖动输出轴旋转，不会拖动三联齿、发动机、发电机及行星排运转，能够有效降低拖曳力矩。

当换挡执行机构挂入齿圈锁止板结合齿时，齿圈锁止板结合齿与换挡执行机构的齿套相连，换挡执行机构的齿毂与三联齿的输出齿轮相连，三联齿的输出齿轮、三联齿的主动齿轮和行星排的内齿圈均被锁止，此时发动机输出的全部动能用于发电机发电，由后桥驱动电机驱动车辆，车辆进入增程发电模式；

当换挡执行机构挂入输出轴结合齿时，判断当前整车电量与第一预设值的大小关系；

若当前整车电量高于第一预设值，发动机将动力输入到行星架，发电机将动力输入到太阳轮，发动机和发电机的动力通过内齿圈输出给三联齿主动齿轮，并依次通过三联齿输出齿轮、换挡执行机构和输出轴结合齿传递到输出轴，此时车辆进入第一功率分流模式；

若当前整车电量不高于第一预设值，发动机将动力输入到行星架，并由内齿圈和太阳轮输出，输出给内齿圈的动能依次通过三联齿主动齿轮、三联齿输出齿轮、换挡执行机构和输出轴结合齿传递到输出轴，输出给太阳轮的动能用于发电机发电，此时车辆进入第二功率分流模式。

在可选的实施方式中，当行星排的行星架上连接有单相离合器时，还包括以下步骤：

接收来自驾驶员或车辆控制系统对于单相离合器的操作指令，

若单相闭合器锁止行星架，则发电机通过太阳轮输入动能，内齿圈输出的动能依次通过三联齿主动齿轮、三联齿输出齿轮、换挡执行机构和输出轴结合齿传递到输出轴，此时车辆进入纯电驱动模式。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的，对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (8)

1.多模式混动变速箱，其特征在于，包括：

输入轴、行星排、三联齿、换挡执行机构、输出轴和发电机，

所述输入轴的一端与发动机的输出轴相连；

所述输入轴的另一端与所述行星排的行星架相连，

所述行星排的太阳轮与所述发电机相连，

所述行星排的内齿圈与所述三联齿的主动齿轮连接，

所述三联齿的输出齿轮与所述换挡执行机构的齿毂相连，

所述换挡执行机构与齿圈锁止板结合齿以及输出轴结合齿配合实现动力传递，

所述齿圈锁止板结合齿与齿圈锁止板相连，所述齿圈锁止板固定在箱体上；

所述输出轴结合齿与所述输出轴的一端相连，所述输出轴的另一端与前桥差速器总成相连。

2.根据权利要求1所述的多模式混动变速箱，其特征在于，所述输入轴上连接有减震器。

3.根据权利要求1所述的多模式混动变速箱，其特征在于，所述行星排的行星架上连接有单相离合器。

4.根据权利要求1所述的多模式混动变速箱，其特征在于，所述换挡执行机构包括同步器。

5.根据权利要求1所述的多模式混动变速箱，其特征在于，所述行星排的太阳轮与行星齿轮啮合，所述行星排的内齿圈与行星齿轮啮合。

6.根据权利要求1所述的多模式混动变速箱，其特征在于，所述前桥差速器总成设置在多模式混动变速箱箱体内。

7.多模式混动变速箱的控制方法，应用权利要求1-6任一项所述的多模式混动变速箱，其特征在于，包括以下步骤：

接收来自驾驶员或车辆控制系统的换挡指令，根据换挡指令控制换挡执行机构进行动作；

当换挡执行机构既不挂入齿圈锁止板结合齿，也不挂入输出轴结合齿时，此时三联齿的输出齿轮空套在输出轴上，车轮与发动机和发电机均为断开状态，此时车辆进入滑行模式；

当换挡执行机构挂入齿圈锁止板结合齿时，齿圈锁止板结合齿与换挡执行机构的齿套相连，换挡执行机构的齿毂与三联齿的输出齿轮相连，三联齿的输出齿轮、三联齿的主动齿轮和行星排的内齿圈均被锁止，此时发动机输出的全部动能用于发电机发电，车辆进入增程发电模式；

当换挡执行机构挂入输出轴结合齿时，判断当前整车电量与第一预设值的大小关系；

若当前整车电量高于第一预设值，发动机将动力输入到行星架，发电机将动力输入到太阳轮，发动机和发电机的动力通过内齿圈输出给三联齿主动齿轮，并依次通过三联齿输出齿轮、换挡执行机构和输出轴结合齿传递到输出轴，此时车辆进入第一功率分流模式；

若当前整车电量不高于第一预设值，发动机将动力输入到行星架，并由内齿圈和太阳轮输出，输出给内齿圈的动能依次通过三联齿主动齿轮、三联齿输出齿轮、换挡执行机构和输出轴结合齿传递到输出轴，输出给太阳轮的动能用于发电机发电，此时车辆进入第二功率分流模式。

8.根据权利要求7所述的多模式混动变速箱的控制方法，其特征在于，当所述行星排的行星架上连接有单相离合器时，还包括以下步骤：

接收来自驾驶员或车辆控制系统对于单相离合器的操作指令，

若单相闭合器锁止行星架，则发电机通过太阳轮输入动能，内齿圈输出的动能依次通过三联齿主动齿轮、三联齿输出齿轮、换挡执行机构和输出轴结合齿传递到输出轴，此时车辆进入纯电驱动模式。