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CN110307302B - 一种两档混动变速箱及其换挡方法 - Google Patents

一种两档混动变速箱及其换挡方法 Download PDF

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CN110307302B
CN110307302B CN201910677775.5A CN201910677775A CN110307302B CN 110307302 B CN110307302 B CN 110307302B CN 201910677775 A CN201910677775 A CN 201910677775A CN 110307302 B CN110307302 B CN 110307302B
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shaft
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周用华
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Shanghai Yikong Power System Co ltd
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Abstract

本发明提供一种两档混动变速箱及其换挡方法，其中两档混动变速箱包括:输入轴，在输入轴上从左至右依次设置有一档主动齿轮、二档主动齿轮、第二离合器和第一离合器；一档主动齿轮与输入轴固定连接；二档主动齿轮与输入轴转动连接；第二离合器的内圈与输入轴固定连接。其中用于两档混动变速箱的换挡方法包括：S11、发动机不工作，驱动电机工作；S12、第一离合器开，第二离合器开且单向离合器锁止，S13、驱动电机将扭矩传递到输入轴；S14、通过一档主动齿轮和一档从动齿轮传动连接，将扭矩从输入轴传递到中间轴。本发明实现发动机驱动的两档驱动，并且在换挡时动力不中断。

Description

一种两档混动变速箱及其换挡方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车驱动系统技术领域，特别涉及一种两档混动变速箱及其换挡方法。
背景技术
目前，现有中国市场混动变速箱基本上为并联结构，P2.5构型技术含量不高，仅在普通的变速器基础上增加一个电机，且布置困难。
混联系统的驱动效果不佳主要原因有：
一、发动机驱动只有一档，导致在高速情况下发动机转速高，噪声及油耗表现不佳；
二、虽然发动机有两档但换挡需要动力中断。
发明内容
本发明目的之一在于提供一种两档混动变速箱，实现发动机驱动的两档驱动，并且在换挡时动力不中断。
本发明实施例提供的一种两档混动变速箱，包括:
输入轴，在所述输入轴上从左至右依次设置有一档主动齿轮、二档主动齿轮、第二离合器和第一离合器；所述一档主动齿轮与所述输入轴固定连接；所述二档主动齿轮与所述输入轴转动连接；所述第二离合器的内圈与所述输入轴固定连接；所述第一离合器的内圈与所述输入轴固定连接；所述输入轴与驱动电机的输出轴固定连接；所述第一离合器的外圈与辅助电机的输出轴连接；
中间轴，设置在所述输入轴旁，所述中间轴从左至右依次设置有单向离合器、一档从动齿轮、主减速主动齿轮和二档从动齿轮；所述单向离合器的内圈与所述中间轴固定连接；所述主减速主动齿轮与所述中间轴固定连接；所述二档从动齿轮与所述中间轴固定连接；所述一档从动齿轮与所述中间轴转动连接
主减速从动齿轮，与所述主减速主动齿轮啮合；
差速器，所述差速器的壳体与所述主减速从动齿轮通过螺栓固定连接；
其中，所述二档从动齿轮与所述二档主动齿轮啮合；所述第二离合器外圈与所述二档主动齿轮连接；所述单向离合器的外圈与所述一档从动齿轮连接；所述一档从动齿轮与所述一档主动齿轮啮合。
可选的，一档主动齿轮与所述输入轴通过花键固定连接。
可选的，单向离合器器具有锁止功能。
可选的，二档主动齿轮中间设置有轴承，所述输入轴套设在所述轴承内。
可选的，主减速主动齿轮与所述中间轴通过花键固定连接。
可选的，二档从动齿轮与所述中间轴通过花键固定连接。
本发明还提供一种用于上述任一两档混动变速箱的换挡方法，包括：
S11、发动机不工作，驱动电机工作；
S12、第一离合器开，第二离合器开且单向离合器锁止，
S13、驱动电机将扭矩传递到输入轴；
S14、通过一档主动齿轮和一档从动齿轮传动连接，将扭矩从输入轴传递到中间轴；
S15、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；
S16、当车速达到预设值时，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡；
S17、完成动力换挡后，驱动电机将扭矩传递到输入轴，通过二档主动齿轮和二档从动齿轮，将扭矩传递到中间轴；
S18、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；
或，
S21、发动机启动，驱动电机工作；
S22、第一离合器合，第二离合器开且单向离合器锁止；
S23、驱动电机将扭矩传递到输入轴；发动机将扭矩传递辅助电机的输出轴；然后通过第一离合器将扭矩传递到输入轴；
S24、通过一档主动齿轮和一档从动齿轮传动连接，将扭矩从输入轴传递到中间轴；
S25、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；
S26、当车速达到预设值时，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡；
S27、完成动力换挡后，驱动电机将扭矩传递到输入轴；发动机将扭矩传递辅助电机的输出轴；然后通过第一离合器将扭矩传递到输入轴；通过二档主动齿轮和二档从动齿轮，将扭矩传递到中间轴；
S28、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；
或，
S31、发动机启动，驱动电机不工作；
S32、第一离合器合，第二离合器开且单向离合器锁止；
S33、发动机将扭矩传递辅助电机的输出轴；然后通过第一离合器将扭矩传递到输入轴；
S34、通过一档主动齿轮和一档从动齿轮传动连接，将扭矩从输入轴传递到中间轴；
S35、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；
S36、当车速达到预设值时，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡；
S37、完成动力换挡后，发动机将扭矩传递辅助电机的输出轴；然后通过第一离合器将扭矩传递到输入轴；通过二档主动齿轮和二档从动齿轮，将扭矩传递到中间轴；
S38、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮。
可选的，一档主动齿轮与一档从动齿轮之间的传动比大于二档主动齿轮与二档从动齿轮之间的传动比。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种两档混动变速箱的结构示意图；
图2为本发明实施例中一种两档混动变速箱的换挡方法的流程图；
图3为本发明实施例中又一种两档混动变速箱的换挡方法的流程图；
图4为本发明实施例中再一种两档混动变速箱的换挡方法的流程图。
图中：
1、发动机；2、辅助电机；3、第一离合器；4、二档主动齿轮；5、一档主动齿轮；6、输入轴；7、驱动电机；8、中间轴；9、单向离合器；10、一档从动齿轮；11、主减速主动齿轮；12、差速器；13、主减速从动齿轮；14、二档从动齿轮；15、第二离合器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种两档混动变速箱，包括:
输入轴6，在输入轴6上从左至右依次设置有一档主动齿轮5、二档主动齿轮4、第二离合器15和第一离合器3；一档主动齿轮5与输入轴6固定连接；二档主动齿轮4与输入轴6转动连接；第二离合器15的内圈与输入轴6固定连接；第一离合器3的内圈与输入轴6固定连接；输入轴6与驱动电机7的输出轴固定连接；第一离合器3的外圈与辅助电机2的输出轴连接；
中间轴8，设置在输入轴6旁，中间轴8从左至右依次设置有单向离合器9、一档从动齿轮10、主减速主动齿轮11和二档从动齿轮14；单向离合器9的内圈与中间轴8固定连接；主减速主动齿轮11与中间轴8固定连接；二档从动齿轮14与中间轴8固定连接；所述一档从动齿轮10与所述中间轴8转动连接；
主减速从动齿轮13，与主减速主动齿轮11啮合；
差速器12，差速器12的壳体与主减速从动齿轮13通过螺栓固定连接；
其中，二档从动齿轮14与二档主动齿轮4啮合；第二离合器15外圈与二档主动齿轮4连接；所述单向离合器9的外圈与所述一档从动齿轮10连接；所述一档从动齿轮10与所述一档主动齿轮5啮合。此外，发动机11与辅助电机22的转子直连。
上述技术方案的工作原理及有益效果：
纯电模式：发动机不工作，第一离合器开，第二离合器开且单向离合器锁止的情况下，驱动电机直接通过一档主动从动齿轮将扭矩传递到中间轴，再由中间轴传递扭矩到差速器，最终驱动车轮，如车速较高后，需要升档的时候，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡。
串联模式：发动机启动，第一离合器开，发动机直接带动辅助电机转子进行充电。驱动电机工作模式与纯电模式相同
并联模式：发动机启动，第一离合器合，第二离合器开且单向离合器锁止的情况下，发动机和驱动电机直接通过一档主动从动齿轮将扭矩传递到中间轴，再由中间轴传递扭矩到差速器，最终驱动车轮，如车速较高后，需要升档的时候，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡。
发动机驱动模式：发动机启动，第一离合器合，第二离合器开且单向离合器锁止的情况下，发动机直接通过一档主动从动齿轮将扭矩传递到中间轴，再由中间轴传递扭矩到差速器，最终驱动车轮，如车速较高后，需要升档的时候，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡。整个过程电机不充电也不出扭矩。
为实现一档主动齿轮5与输入轴6的固定连接，在一个实施例中，一档主动齿轮5与输入轴6通过花键固定连接。
在一个实施例中，单向离合器9器具有锁止功能。
为实现二档主动齿轮4与输入轴6的转动连接，在一个实施例中，二档主动齿轮4中间设置有轴承，输入轴6套设在轴承内。
为实现主减速主动齿轮11与中间轴8的固定连接；在一个实施例中，主减速主动齿轮11与中间轴8通过花键固定连接。
为实现二档从动齿轮14与中间轴8的固定连接，在一个实施例中，二档从动齿轮14与中间轴8通过花键固定连接。
本发明还提供一种用于上述任一两档混动变速箱的换挡方法，包括：
S11、发动机不工作，驱动电机工作；
S12、第一离合器开，第二离合器开且单向离合器锁止，
S13、驱动电机将扭矩传递到输入轴；
S14、通过一档主动齿轮和一档从动齿轮传动连接，将扭矩从输入轴传递到中间轴；
S15、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；，
S16、当车速达到预设值时，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡；
S17、完成动力换挡后，驱动电机将扭矩传递到输入轴，通过二档主动齿轮和二档从动齿轮，将扭矩传递到中间轴；
S18、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；
或，
S21、发动机启动，驱动电机工作；
S22、第一离合器合，第二离合器开且单向离合器锁止；
S23、驱动电机将扭矩传递到输入轴；发动机将扭矩传递辅助电机的输出轴；然后通过第一离合器将扭矩传递到输入轴；
S24、通过一档主动齿轮和一档从动齿轮传动连接，将扭矩从输入轴传递到中间轴；
S25、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；
S26、当车速达到预设值时，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡；
S27、完成动力换挡后，驱动电机将扭矩传递到输入轴；发动机将扭矩传递辅助电机的输出轴；然后通过第一离合器将扭矩传递到输入轴；通过二档主动齿轮和二档从动齿轮，将扭矩传递到中间轴；
S28、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；
或，
S31、发动机启动，驱动电机不工作；
S32、第一离合器合，第二离合器开且单向离合器锁止；
S33、发动机将扭矩传递辅助电机的输出轴；然后通过第一离合器将扭矩传递到输入轴；
S34、通过一档主动齿轮和一档从动齿轮传动连接，将扭矩从输入轴传递到中间轴；
S35、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；
S36、当车速达到预设值时，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡；
S37、完成动力换挡后，发动机将扭矩传递辅助电机的输出轴；然后通过第一离合器将扭矩传递到输入轴；通过二档主动齿轮和二档从动齿轮，将扭矩传递到中间轴；
S38、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮。
上述技术方案的工作原理及有益效果：
纯电模式：发动机不工作，第一离合器开，第二离合器开且单向离合器锁止的情况下，驱动电机直接通过一档主动从动齿轮将扭矩传递到中间轴，再由中间轴传递扭矩到差速器，最终驱动车轮，如车速较高后，需要升档的时候，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡。
串联模式：发动机启动，第一离合器开，发动机直接带动辅助电机转子进行充电。驱动电机工作模式与纯电模式相同
并联模式：发动机启动，第一离合器合，第二离合器开且单向离合器锁止的情况下，发动机和驱动电机直接通过一档主动从动齿轮将扭矩传递到中间轴，再由中间轴传递扭矩到差速器，最终驱动车轮，如车速较高后，需要升档的时候，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡。
发动机驱动模式：发动机启动，第一离合器合，第二离合器开且单向离合器锁止的情况下，发动机直接通过一档主动从动齿轮将扭矩传递到中间轴，再由中间轴传递扭矩到差速器，最终驱动车轮，如车速较高后，需要升档的时候，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡。整个过程电机不充电也不出扭矩。
为实现换挡后的动力的提升，可选的，一档主动齿轮与一档从动齿轮之间的传动比大于二档主动齿轮与二档从动齿轮之间的传动比。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种两档混动变速箱的换挡方法，其特征在于，所述两档混动变速箱包括：
输入轴，在所述输入轴上从左至右依次设置有一档主动齿轮、二档主动齿轮、第二离合器和第一离合器；所述一档主动齿轮与所述输入轴固定连接；所述二档主动齿轮与所述输入轴转动连接；所述第二离合器的内圈与所述输入轴固定连接；所述第一离合器的内圈与所述输入轴固定连接；所述输入轴与驱动电机的输出轴固定连接；所述第一离合器的外圈与辅助电机的输出轴连接；
中间轴，设置在所述输入轴旁，所述中间轴从左至右依次设置有单向离合器、一档从动齿轮、主减速主动齿轮和二档从动齿轮；所述单向离合器的内圈与所述中间轴固定连接；所述主减速主动齿轮与所述中间轴固定连接；所述二档从动齿轮与所述中间轴固定连接；所述一档从动齿轮与所述中间轴转动连接；
主减速从动齿轮，与所述主减速主动齿轮啮合；
差速器，所述差速器的壳体与所述主减速从动齿轮通过螺栓固定连接；
其中，所述二档从动齿轮与所述二档主动齿轮啮合；所述第二离合器外圈与所述二档主动齿轮连接；所述单向离合器的外圈与所述一档从动齿轮连接；所述一档从动齿轮与所述一档主动齿轮啮合；
所述换挡方法包括三种换挡模式，分别为：
第一种换挡模式：
S11、发动机不工作，驱动电机工作；
S12、第一离合器开，第二离合器开且单向离合器锁止，
S13、驱动电机将扭矩传递到输入轴；
S14、通过一档主动齿轮和一档从动齿轮传动连接，将扭矩从输入轴传递到中间轴；
S15、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；
S16、当车速达到预设值时，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡；
S17、完成动力换挡后，驱动电机将扭矩传递到输入轴，通过二档主动齿轮和二档从动齿轮，将扭矩传递到中间轴；
S18、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；
第二种换挡模式：
S21、发动机启动，驱动电机工作；
S22、第一离合器合，第二离合器开且单向离合器锁止；
S23、驱动电机将扭矩传递到输入轴；发动机将扭矩传递辅助电机的输出轴；然后通过第一离合器将扭矩传递到输入轴；
S24、通过一档主动齿轮和一档从动齿轮传动连接，将扭矩从输入轴传递到中间轴；
S25、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；
S26、当车速达到预设值时，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡；
S27、完成动力换挡后，驱动电机将扭矩传递到输入轴；发动机将扭矩传递辅助电机的输出轴；然后通过第一离合器将扭矩传递到输入轴；通过二档主动齿轮和二档从动齿轮，将扭矩传递到中间轴；
S28、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；
第三种换挡模式：
S31、发动机启动，驱动电机不工作；
S32、第一离合器合，第二离合器开且单向离合器锁止；
S33、发动机将扭矩传递辅助电机的输出轴；然后通过第一离合器将扭矩传递到输入轴；
S34、通过一档主动齿轮和一档从动齿轮传动连接，将扭矩从输入轴传递到中间轴；
S35、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮；
S36、当车速达到预设值时，首先单向离合器解除锁止，然后合上第二离合器，完成动力换挡；
S37、完成动力换挡后，发动机将扭矩传递辅助电机的输出轴；然后通过第一离合器将扭矩传递到输入轴；通过二档主动齿轮和二档从动齿轮，将扭矩传递到中间轴；
S38、通过主减速主动齿轮和主减速从动齿轮传动连接，将扭矩从中间轴传递到差速器；通过差速器的输出轴驱动车车轮。
2.如权利要求1所述的一种两档混动变速箱的换挡方法，其特征在于，所述一档主动齿轮与所述输入轴通过花键固定连接。
3.如权利要求1所述的一种两档混动变速箱的换挡方法，其特征在于，所述单向离合器器具有锁止功能。
4.如权利要求1所述的一种两档混动变速箱的换挡方法，其特征在于，所述二档主动齿轮中间设置有轴承，所述输入轴套设在所述轴承内。
5.如权利要求1所述的一种两档混动变速箱的换挡方法，其特征在于，所述主减速主动齿轮与所述中间轴通过花键固定连接。
6.如权利要求1所述的一种两档混动变速箱的换挡方法，其特征在于，所述二档从动齿轮与所述中间轴通过花键固定连接。
7.如权利要求1所述的一种两档混动变速箱的换挡方法，其特征在于，一档主动齿轮与一档从动齿轮之间的传动比大于二档主动齿轮与二档从动齿轮之间的传动比。
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