專利名稱：一種混合動(dòng)力汽車用電助力傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛傳動(dòng)裝置，更具體的說(shuō)，是一種適用于混 合動(dòng)力汽車用的電助力傳動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的汽車傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域主要的變速器種類中，軸線固定式
手動(dòng)變速器(MT)傳動(dòng)效率高，制造加工方便，成本低、可靠性高， 因此一直是國(guó)內(nèi)車用變速器市場(chǎng)上的主流技術(shù)。但是MT在車輛操 作使用過(guò)程中存在一些問(wèn)題，相對(duì)其他類型變速器操作不方便，尤 其是在坡道起步等特殊行駛工況，換檔時(shí)機(jī)掌握不好會(huì)增加燃料消 耗和發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損，并增加駕駛員的操作負(fù)擔(dān)。已知技術(shù)中有提出 用自動(dòng)操縱換檔機(jī)構(gòu)來(lái)替代完成手動(dòng)換檔操縱，即所謂的自動(dòng)機(jī)械 變速器(AMT)。但是該技術(shù)仍存在起步、換檔品質(zhì)差等問(wèn)題，因此 推廣應(yīng)用受到限制。
在混合動(dòng)力車輛技術(shù)領(lǐng)域，已經(jīng)提出各種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形 式，通過(guò)增加電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電功率混合驅(qū)動(dòng)車輛的技術(shù)方案。
如發(fā)明專利(CN200580017789. 0 )所公開的傳動(dòng)元件，但是該 發(fā)明在結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)中難度很大，電機(jī)的功率容量受到空間的限制不能 增加，而且電機(jī)緊鄰發(fā)動(dòng)機(jī)，工作環(huán)境較惡劣，此外因?yàn)殡姍C(jī)引入后，現(xiàn)有離合器結(jié)構(gòu)不能直接采用，這增加了系統(tǒng)集成的難度。
專利CN02138754. O公開了一種混合動(dòng)力汽車用變速器，所提出 的變速器針對(duì)三軸變速器，但采用非單軸動(dòng)力合成，因此在整車使 用時(shí)空間布置難度很大。
綜合比較其他類似已知技術(shù)方案可見，現(xiàn)有混合動(dòng)力技術(shù)方案 對(duì)現(xiàn)有汽車動(dòng)力系統(tǒng)改動(dòng)量大，針對(duì)不同動(dòng)力配置需求靈活調(diào)整， 不利于整車的集成和開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種混合動(dòng)力汽車用 電助力傳動(dòng)裝置，該發(fā)明通過(guò)電機(jī)與定軸變速器的創(chuàng)新連接布置和 對(duì)離合器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一體化操縱控制，可以克服現(xiàn)有技術(shù)方案的 缺陷，在整車動(dòng)力系統(tǒng)集成難度基本保持不變的前提下，能有效提 高整車操控方便性能和燃料利用效率，能解決雙動(dòng)力輸入單動(dòng)力輸 出的動(dòng)力混合問(wèn)題，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能有效采用大功率容量電機(jī)，且 在整車使用時(shí)方便空間布置，提高燃料利用率和發(fā)動(dòng)機(jī)損耗，更好 地適應(yīng)混合動(dòng)力汽車整車所要求的利用電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛的純電動(dòng) 模式和電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)車輛的混合動(dòng)力工作模式。
本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
一種混合動(dòng)力汽車用電助力傳動(dòng)裝置，包括置于殼體內(nèi)的軸線 固定式齒輪變速器、離合器、離合器分離操縱機(jī)構(gòu)、電子控制單 元、檔位檢測(cè)/選擇單元，所述離合器主動(dòng)部分與所述發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪 連接，所述離合器從動(dòng)部分與所述變速器輸入軸連接，還包括一電
機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制單元，電機(jī)與所述變速器的輸入軸末端相連，電機(jī)
的轉(zhuǎn)子與輸入軸同軸連接，定子支撐在變速器殼體上；檔位檢測(cè)/ 選擇單元檢測(cè)到的信號(hào)輸入到電子控制單元，電子控制單元控制離 合器操縱機(jī)構(gòu)，并通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元控制所述電機(jī)輸出。
本發(fā)明還包括一加速踏板和一制動(dòng)踏板，其輸出踏板指令到電 子控制單元。
本發(fā)明所述電機(jī)轉(zhuǎn)子也可與輸入軸通過(guò)同步喑合機(jī)構(gòu)連接，對(duì) 于多軸軸線固定式齒輪變速器，電機(jī)還可構(gòu)造成與變速器的中間軸 末端相連，電機(jī)的轉(zhuǎn)子與中間軸同軸連接或通過(guò)同步嚙合結(jié)構(gòu)連 接，定子支撐在變速器殼體上，電機(jī)整體封裝在所述變速器殼體內(nèi)。
由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有效解決了雙動(dòng)力 輸入單動(dòng)力輸出的問(wèn)題，在整車使用時(shí)方便地進(jìn)行空間布置，更好 地適應(yīng)混合動(dòng)力汽車整車所要求的各種工況。本發(fā)明還具有以下技 術(shù)效果
1) 新型的電機(jī)結(jié)構(gòu)布置形式保證了轉(zhuǎn)矩傳遞路線短，控制精度高， 為主動(dòng)同步換檔控制提供了可能；
2) 新型的電機(jī)結(jié)構(gòu)布置形式還為增大電機(jī)容量提供了保證，為通過(guò) 采用大功率電機(jī)實(shí)現(xiàn)更靈活的動(dòng)力系統(tǒng)配置創(chuàng)造了條件；
3 )通過(guò)采用集成的一體化設(shè)計(jì)和控制為適應(yīng)各種車用操縱控制模式 提供了條件，減小了整車動(dòng)力系統(tǒng)集成的技術(shù)難度； 4)系統(tǒng)簡(jiǎn)單適用，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)兼容性好，可以充分采用現(xiàn)有零部 件，具有突出的可推廣應(yīng)用價(jià)值。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
其中1汽車發(fā)動(dòng)機(jī)；2離合器；3軸線固定式變速器；4電機(jī) 殼體；5主減速齒輪機(jī)構(gòu)；6差速齒輪機(jī)構(gòu)連接；7萬(wàn)向節(jié)；8變 速器殼體；9輸入軸；IO電機(jī)定子；11電機(jī)轉(zhuǎn)子；12同步器換檔 變速機(jī)構(gòu)；13動(dòng)力輸出軸；14汽車的驅(qū)動(dòng)輪；15離合器分離操縱 機(jī)構(gòu)；16電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元；17電子控制單元；18制動(dòng)踏板；19 加速踏板；20檔位檢測(cè)/選擇單元。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖作進(jìn)一步描述
如圖1所示， 一種混合動(dòng)力汽車用電助力傳動(dòng)裝置，包括置于 殼體8內(nèi)的軸線固定式齒輪變速器3、離合器2、離合器分離操縱機(jī) 構(gòu)l5、電子控制單元17、檔位檢測(cè)/選擇單元20,離合器2主動(dòng)部 分與車用發(fā)動(dòng)機(jī)l飛輪連接，從動(dòng)部分與變速器3輸入軸連接，本 實(shí)施例中變速器3輸出軸通過(guò)主減速齒輪機(jī)構(gòu)5、差速齒輪機(jī)構(gòu)6 及萬(wàn)向節(jié)7與汽車的驅(qū)動(dòng)輪14連接，在汽車電助力傳動(dòng)裝置中可不 裝備主減速齒輪機(jī)構(gòu)和差速齒輪機(jī)構(gòu)，而將其安裝在整個(gè)傳動(dòng)裝置 以夕卜，多個(gè)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及同步器換檔變速機(jī)構(gòu)12連接變速器3輸 入軸、變速器3輸出軸，通過(guò)結(jié)合不同檔位，可以改變所述各轉(zhuǎn)動(dòng) 軸之間的傳動(dòng)比，并具有至少一個(gè)空檔能夠切斷輸入軸與輸出軸的 動(dòng)力傳遞；可選的l個(gè)或多個(gè)中間軸，與輸入軸通過(guò)固定傳動(dòng)比的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，與輸出軸通過(guò)可變傳動(dòng)比的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連
接；變速器殼體8內(nèi)有一電機(jī)，與變速器3的輸入軸或中間軸的末 端連接，電機(jī)的轉(zhuǎn)子11與輸入軸或中間軸同軸連接或通過(guò)同步嚙合
結(jié)構(gòu)連接，定子10支撐在變速器殼體8上，電機(jī)可以通過(guò)該傳動(dòng)裝 置中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元16接受電子控制單元17的控制。如圖2 所示，檔位檢測(cè)/選擇單元20檢測(cè)到的信號(hào)輸入到電子控制單元17， 加速踏板19和制動(dòng)踏板18輸出踏板指令到電子控制單元17 ，電子 控制單元17控制離合器操縱機(jī)構(gòu)15，并通過(guò)電才幾驅(qū)動(dòng)控制單元16 控制電機(jī)輸出。下面具體描述車輛的操作控制過(guò)程
一、 車輛的起步控制
(1)首先發(fā)動(dòng)機(jī)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)；
(2 )駕駛員操縱桂入前進(jìn)檔，檔位檢測(cè)/選擇單元20檢測(cè)到該動(dòng)作 并把信號(hào)發(fā)給電子控制單元17;
(3 )駕駛員踩加速踏板19，電子控制單元17檢測(cè)到踏板指令；
(4 )電子控制單元17控制離合器分離操縱機(jī)構(gòu)15使膜片離合器分 離；
(5) 電子控制單元17通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元16控制電機(jī)，車輛起 步行駛，進(jìn)入所述的電動(dòng)工作模式；
(6) 當(dāng)車速達(dá)到預(yù)定速度時(shí)，結(jié)合膜片離合器并通過(guò)電子控制單元 17啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)入所述的混合工作模式，車輛起步控制過(guò)程完 成。
二、 車輛的電動(dòng)工作模式換檔控制
(l)車輛處于初始檔位，運(yùn)行于所述的電動(dòng)工作模式；
(2 )檔位檢測(cè)/選擇單元20檢測(cè)到駕駛員的換檔動(dòng)作；
(3 )電子控制單元17通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元16控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 為0;
(4)完成摘檔動(dòng)作；
(5 )電子控制單元17通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元16控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速 跟隨輸出軸轉(zhuǎn)速和目標(biāo)檔位，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)同步控制；
(6 )電子控制單元17通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元16控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 為0;
(7) 完成掛檔動(dòng)作；
(8) 車輛在新的檔位下行駛，進(jìn)入新檔位下的電動(dòng)工作模式，純電 動(dòng)模式換檔控制完成。
三、車輛的混合動(dòng)力模式換檔控制
(l)車輛處于初始檔位，運(yùn)行于所述的混合動(dòng)力^=莫式；
(2 )檔位檢測(cè)/選擇單元20檢測(cè)到駕駛員的換檔動(dòng)作；
(3)電子控制單元17通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元16控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩
為0;
(4 )電子控制單元17控制離合器分離操縱機(jī)構(gòu)使15膜片離合器分 離；
(5 )完成摘檔動(dòng)作；
(6 )電子控制單元17通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元16控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速 跟隨輸出軸轉(zhuǎn)速和目標(biāo)檔位，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)同步控制；
(7 )電子控制單元17通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元16控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 為0;
(8)完成掛檔動(dòng)作；
(9 )電子控制單元17控制離合器分離操縱機(jī)構(gòu)15使膜片離合器結(jié) 合；
(10)車輛在新的檔位下行駛，混合動(dòng)力模式換檔控制完成。
四、 混合動(dòng)力模式車輛起步控制
(1)車輛處于空檔位置，運(yùn)行于所述的充電工作模式； (2 )檔位檢測(cè)/選擇單元20檢測(cè)到駕駛員的換檔動(dòng)作； (3)電子控制單元17通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元16控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 為0;
(4 )電子控制單元17控制離合器分離操縱機(jī)構(gòu)15使膜片離合器分 離；
(5 )電子控制單元17通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元16控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速 為0;
(6 )完成掛檔動(dòng)作；
(7 )根據(jù)加速踏板19輸入，電子控制單元17控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的 同時(shí)控制離合器分離操縱機(jī)構(gòu)15使膜片離合器的滑動(dòng)結(jié)合；
(8)離合器完全結(jié)合后，混合動(dòng)力模式車輛起步控制完成，車輛處 于所述的混合工作模式。
五、 車輛靜止啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制 (1)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，離合器結(jié)合；
(2 )檔位檢測(cè)/選擇單元20檢測(cè)到車輛處于非空檔位置，則啟動(dòng)過(guò) 程終止，否則繼續(xù)；
(3) 駕駛員通過(guò)點(diǎn)火鑰匙啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；
(4) 電子控制單元17通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元16控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn) 矩，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入噴油點(diǎn)火轉(zhuǎn)速，完成啟動(dòng)過(guò)程；
(5) 車輛進(jìn)入所述的充電工作模式 六、車輛制動(dòng)控制
(1)車輛工作于所述的電動(dòng)或混合工作模式；
(2 )電子控制單元17檢測(cè)到駕駛員制動(dòng)踏板18的輸入；
(3 )電子控制單元17控制通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元16控制電機(jī)輸出
轉(zhuǎn)矩負(fù)轉(zhuǎn)矩，并控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩小于獲等于0，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)模式
或混合模式的制動(dòng)；
(4 )對(duì)于混合工作模式，如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于正常穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速， 電子控制單元17控制離合器操縱機(jī)構(gòu)15使膜片離合器分離；
(5)車輛進(jìn)入所述的電動(dòng)工作模式，電機(jī)仍輸出負(fù)轉(zhuǎn)矩；
本發(fā)明中的實(shí)施例僅對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求 范圍的限制，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以想到的其他實(shí)質(zhì)上的替代，均 在本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種混合動(dòng)力汽車用電助力傳動(dòng)裝置，包括置于殼體內(nèi)的軸線固定式齒輪變速器、離合器、離合器分離操縱機(jī)構(gòu)、電子控制單元、檔位檢測(cè)/選擇單元，所述離合器主動(dòng)部分與車用發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪連接，所述離合器從動(dòng)部分與所述變速器輸入軸連接，其特征在于還包括一電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制單元，電機(jī)與所述變速器的輸入軸末端相連，電機(jī)的轉(zhuǎn)子與輸入軸同軸連接，定子支撐在變速器殼體上；檔位檢測(cè)/選擇單元檢測(cè)到的信號(hào)輸入到電子控制單元，電子控制單元控制離合器操縱機(jī)構(gòu)，并通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元控制所述電機(jī)輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合汽車用電助力傳動(dòng)裝置，其特征在 于還包括一加速踏板和一制動(dòng)踏板，其輸出踏板指令到電子控制單 元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混合汽車用電助力傳動(dòng)裝置，其特征在 于所述的電機(jī)還可構(gòu)造成與變速器的中間軸末端相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混合動(dòng)力汽車用電助力傳動(dòng)裝置，其特 征在于所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)子也可與輸入軸通過(guò)同步嚙合機(jī)構(gòu)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種混合汽車用電助力傳動(dòng)裝置，其特征在 于所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子與中間軸同軸或通過(guò)同步嚙合機(jī)構(gòu)連接，定子支 撐在變速器殼體上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2、 4或5所述的一種混合汽車用電助力傳動(dòng)裝置，其 特征在于電機(jī)整體封裝在所述變速器殼體內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種混合動(dòng)力汽車用電助力傳動(dòng)裝置，包括置于殼體內(nèi)的軸線固定式齒輪變速器、離合器、離合器分離操縱機(jī)構(gòu)、電子控制單元、檔位檢測(cè)/選擇單元，離合器主動(dòng)部分與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪連接，離合器從動(dòng)部分與變速器輸入軸連接，還包括一電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制單元，電機(jī)與變速器的輸入軸末端相連；檔位檢測(cè)/選擇單元檢測(cè)到的信號(hào)輸入到電子控制單元，電子控制單元控制離合器操縱機(jī)構(gòu)，并通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元控制所述電機(jī)輸出。本發(fā)明解決了固定軸式變速器的簡(jiǎn)化操控和雙動(dòng)力輸入單動(dòng)力輸出兩方面問(wèn)題，有效采用大功率容量電機(jī)，且在整車集成時(shí)方便空間布置，提高燃料利用率和減小發(fā)動(dòng)機(jī)損耗，更好適應(yīng)混合動(dòng)力汽車整車所要求各種工況。
文檔編號(hào)B60K17/12GK101342867SQ20081004207
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者余卓平, 寧國(guó)寶, 王心堅(jiān), 王陽(yáng)陽(yáng), 桐 章, 鐘再敏, 陳辛波 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)