本發(fā)明涉及混動(dòng)汽車(chē)變速器領(lǐng)域，具體涉及一種三段無(wú)縫驅(qū)動(dòng)混動(dòng)汽車(chē)變速器。

背景技術(shù)：

混動(dòng)汽車(chē)變速器是一套用來(lái)改變來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)等動(dòng)力輸出單元轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)能與動(dòng)力輸出單元工況完美匹配，能將動(dòng)力輸出單元高效平順地驅(qū)動(dòng)車(chē)輛正常行駛。

現(xiàn)有的混動(dòng)汽車(chē)變速器主要以豐田ecvt系統(tǒng)、通用evt系統(tǒng)、本田i-mmd系統(tǒng)、上汽榮威edu系統(tǒng)、比亞迪dmi和dmii系統(tǒng)等為代表。各家所用的混動(dòng)汽車(chē)變速器系統(tǒng)均以電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)相互配合，通過(guò)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)共同完成車(chē)輛啟動(dòng)、加速及正常行駛的駕駛要求。而各家所用系統(tǒng)均存在差異，多采用雙電機(jī)或雙離合器、多離合器、雙行星輪系等結(jié)構(gòu)。多存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動(dòng)力銜接不順暢，成本高或控制單元的軟件設(shè)定要求非常高，開(kāi)發(fā)難度大等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種三段無(wú)縫驅(qū)動(dòng)混動(dòng)汽車(chē)變速器，克服現(xiàn)有混動(dòng)汽車(chē)變速器存在的缺陷。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種三段無(wú)縫驅(qū)動(dòng)混動(dòng)汽車(chē)變速器，包括行星齒輪機(jī)構(gòu)、電機(jī)、電池組、電能管理控制機(jī)構(gòu)、單向軸承、單向軸承鎖止閥、動(dòng)力輸入機(jī)構(gòu)以及動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)；行星齒輪機(jī)構(gòu)包括太陽(yáng)輪、行星架、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)于行星架上的行星輪以及設(shè)于外側(cè)并由行星輪驅(qū)動(dòng)的行星外齒圈，其特征在于：所述單向軸承內(nèi)座圈套裝于所述行星外齒圈上與所述行星外齒圈連接，所述單向軸承外座圈上設(shè)置有所述單向軸承鎖止閥與所述單向軸承外座圈接合或彼此分離用于控制行星外齒圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)的動(dòng)力銜接和轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是：所述行星外齒圈一側(cè)收縮端口至適合大小并延長(zhǎng)適合長(zhǎng)度，收縮端口及延長(zhǎng)部分內(nèi)置軸承套裝于所述動(dòng)力輸出軸上。

本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是：所述行星外齒圈一側(cè)收縮端口至適合大小及延長(zhǎng)適合長(zhǎng)度，所述單向軸承內(nèi)座圈套裝于所述行星外齒較圈收縮端口的延長(zhǎng)部分。

本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是：所述單向軸承鎖止閥設(shè)于帶有活動(dòng)裝置的固定基座上，通過(guò)控制機(jī)構(gòu)操作能與所述單向軸承外座圈保持接合或彼此分離。

本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是：行車(chē)過(guò)程中，所述單向軸承鎖止閥于發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)所述輸入軸及所述行星架驅(qū)動(dòng)行星輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)速度超越所述電機(jī)帶動(dòng)輸出軸及太陽(yáng)輪驅(qū)動(dòng)行星輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)速度時(shí)，預(yù)先鎖止單向軸承，確保電機(jī)驅(qū)動(dòng)與發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力平順銜接和轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是：倒車(chē)過(guò)程中，所述單向軸承鎖止閥可預(yù)先解除單向軸承鎖止，確保倒車(chē)時(shí)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)太陽(yáng)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)及行星與行星外齒圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不被單向軸承鎖止。

本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是：所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述電機(jī)工作控制閥可相互聯(lián)動(dòng)，并在車(chē)輛高速行駛或制動(dòng)時(shí)電能管理系統(tǒng)回收動(dòng)能。

本發(fā)明的有益效果在于，通過(guò)將行星架與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸入軸連接，電機(jī)及太陽(yáng)輪均與動(dòng)力輸出軸連接，行星外齒圈與所述單向軸承及單向軸承控制閥連接，不再需要使用液力變矩器、離合器等部件，僅用發(fā)動(dòng)機(jī)和單臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，便可實(shí)現(xiàn)插電或非插電油電混動(dòng)的駕駛模式，節(jié)省了成本，提高了可靠性、耐用性和穩(wěn)定性，也將更加節(jié)能環(huán)保。通過(guò)將所述行星外齒圈與所述單向軸承連接，并所述單向軸承與所述單向軸承控制閥在不同狀態(tài)下相互接合或彼此分離用于控制行星外齒圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)的動(dòng)力銜接和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)初始加速，油電雙驅(qū)中途加速，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)高速行駛的無(wú)縫銜接與動(dòng)力轉(zhuǎn)換。動(dòng)力銜接與轉(zhuǎn)換不再需要離合器配合軟件程序進(jìn)行控制，可降低控制單元的軟件復(fù)雜程度，減少零部件，提高駕駛平順性，降低成本，從而縮短研發(fā)周期，且便于推廣運(yùn)用。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是本發(fā)明的混動(dòng)汽車(chē)變速器總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的混動(dòng)汽車(chē)變速器行星輪系結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的混動(dòng)汽車(chē)變速器單向軸承位置關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)，則套裝于行星外齒圈上的單向軸承為順時(shí)針鎖止單向軸承，對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施案例作詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1-3所示，本發(fā)明的三段無(wú)縫驅(qū)動(dòng)混動(dòng)汽車(chē)變速器，包括動(dòng)力輸入軸1、行星輪系2、單向軸承機(jī)構(gòu)3、電機(jī)4、動(dòng)力輸出軸5、電能管理控制機(jī)構(gòu)6和電池組7構(gòu)成，所述行星齒輪系2包括太陽(yáng)輪21、行星架22、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)于行星架22上的行星輪23以及設(shè)于外側(cè)并由行星輪23驅(qū)動(dòng)的行星外齒圈24；所述單向軸承機(jī)構(gòu)3包括單向軸承內(nèi)座圈31、單向軸承外座圈32、單向軸承鎖止閥33。所述行星架22與所述動(dòng)力輸入軸1連接，所述太陽(yáng)輪21與所述電機(jī)4均與動(dòng)力輸出軸5連接，所述行星外齒圈24與所述單向軸承內(nèi)座圈31連接，所述單向軸承外座圈32與所述單向軸承鎖止閥33連接。通過(guò)將行星架22與所述動(dòng)力輸入軸1連接，太陽(yáng)輪21與所述電機(jī)4均與動(dòng)力輸出軸5連接，行星外齒圈24與所述單向軸承機(jī)構(gòu)3連接，不再需要使用液力變矩器、離合器等部件，僅用發(fā)動(dòng)機(jī)和單臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，便可實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)初始加速---油電雙驅(qū)中途加速---發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)高速行行駛的插電或非插電油電混動(dòng)駕駛模式，節(jié)省了成本，提高了可靠性、耐用性和穩(wěn)定性，也將更加節(jié)能環(huán)保。通過(guò)將所述行星外齒圈24與所述單向軸承機(jī)構(gòu)3連接，所述單向軸承外座圈32與所述單向軸承控制閥33在不同狀態(tài)下相互接合或彼此分離用于控制行星外齒圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)的動(dòng)力銜接和轉(zhuǎn)換，動(dòng)力銜接和轉(zhuǎn)換不再需要離合器配合軟件程序進(jìn)行控制，可降低控制單元的軟件復(fù)雜程度，減少零部件，提高駕駛平順性，降低成本，從而縮短研發(fā)周期，且便于推廣運(yùn)用。

如圖1-3所示，為進(jìn)一步達(dá)到高效節(jié)能且結(jié)構(gòu)緊湊的目的，所述行星外齒圈24一側(cè)收縮端口至適合大小并延長(zhǎng)適合長(zhǎng)度，收縮端口及延長(zhǎng)部分內(nèi)置軸承套裝于所述動(dòng)力輸出軸5上。所述單向軸承內(nèi)座圈31套裝于所述行星外齒圈24收縮端口的延長(zhǎng)部分。所述單向軸承鎖止閥33通過(guò)控制機(jī)構(gòu)與所述單向軸承外座圈32保持接合或彼此分離，用于控制行星外齒圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)的動(dòng)力銜接和轉(zhuǎn)換，并通過(guò)電能管理控制機(jī)構(gòu)6協(xié)助，在車(chē)輛啟動(dòng)及低速階段由電機(jī)高效驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，中速階段由發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，高速階段由發(fā)動(dòng)機(jī)高效驅(qū)動(dòng)車(chē)輛并給電池組7充電。三段驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)的動(dòng)力達(dá)到無(wú)縫銜接和轉(zhuǎn)換，在滿(mǎn)足動(dòng)力需求的同時(shí)，達(dá)到高效節(jié)能目的。

本發(fā)明的三段無(wú)縫驅(qū)動(dòng)混動(dòng)汽車(chē)變速器運(yùn)用行星輪系內(nèi)部各齒輪具有多維轉(zhuǎn)向特性和功率分流與合成傳動(dòng)的原理，結(jié)合單向軸承的單向轉(zhuǎn)動(dòng)特性，增加單向軸承鎖止閥功能，使發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)動(dòng)力輸出有機(jī)結(jié)合，達(dá)到功率不間斷平穩(wěn)輸出，輸出轉(zhuǎn)速連續(xù)提高達(dá)到最佳行駛時(shí)速的效果。

如圖1-3所示，太陽(yáng)輪21與電機(jī)4均與動(dòng)力輸出軸5連接，在車(chē)輛啟動(dòng)及低速階段，首先啟動(dòng)設(shè)于動(dòng)力輸出軸5上的電機(jī)4，電機(jī)4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)車(chē)輛啟動(dòng)，通過(guò)主減速器的減速增扭驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前行，此時(shí)，尚不需發(fā)動(dòng)機(jī)參與驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力輸入軸1及動(dòng)力輸入軸1連接的行星架22靜止不動(dòng)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)4帶動(dòng)動(dòng)力輸出軸5及太陽(yáng)輪21順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)輪21推動(dòng)行星輪23逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的行星輪23推動(dòng)行星外齒圈24逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，套裝于行星外齒圈24上的單向軸承內(nèi)座圈31隨同行星外齒圈24逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，單向軸承不起鎖止作用；隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速提高車(chē)速加快，可適時(shí)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并同時(shí)啟動(dòng)單向軸承鎖止閥33鎖止單向軸承外座圈32，此時(shí)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)動(dòng)力輸入軸1和設(shè)于動(dòng)力輸入軸1上的行星架22順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的行星架22推動(dòng)原來(lái)電機(jī)4及太陽(yáng)輪21驅(qū)動(dòng)的正在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的行星輪23和逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的行星外齒圈24順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，原來(lái)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的行星輪23和逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的行星外齒圈24逆時(shí)針轉(zhuǎn)速下降，由于太陽(yáng)輪21的齒數(shù)與行星外齒圈24的齒數(shù)比決定了太陽(yáng)輪21與行星架22的速比大于1，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高，由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)行星架22驅(qū)動(dòng)行星輪23順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與由電機(jī)4帶動(dòng)太陽(yáng)輪21驅(qū)動(dòng)行星輪23逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的速度達(dá)到平衡并最終轉(zhuǎn)變?yōu)轫樳M(jìn)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于單向軸承3的順時(shí)針鎖止作用，在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)與電機(jī)4驅(qū)動(dòng)行星輪23和行星外齒圈24的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)和順進(jìn)針轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到平衡時(shí)，行星外齒圈24受到單向軸承3的順時(shí)針鎖止作用不能作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，行星輪23在順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的行星架22的推動(dòng)下繼續(xù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并推動(dòng)太陽(yáng)輪21順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)4共同驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)輪21及動(dòng)力輸出軸5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)車(chē)輛繼續(xù)加速前行。當(dāng)車(chē)輛行駛速度達(dá)到設(shè)定時(shí)速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入高效能轉(zhuǎn)速區(qū)間，通過(guò)電能管理控制機(jī)構(gòu)6控制電機(jī)4的動(dòng)力輸出，并切換功能由電機(jī)4輸出電能給電池組7充電。發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)輸入軸1和行星架22順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的行星架22通過(guò)行星輪23驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)輪21和動(dòng)力輸出軸5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，繼續(xù)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛高速行駛。這一過(guò)程同時(shí)完成了驅(qū)動(dòng)力由單純電機(jī)4驅(qū)到電機(jī)4和發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)，再到電機(jī)4和發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)切換到發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)換過(guò)程。這一過(guò)程不需要程序軟件的精確控制，只需預(yù)先通過(guò)單向軸承鎖止閥鎖止單向軸承，同時(shí)將電機(jī)控制器與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，便能控制車(chē)輛從啟動(dòng)到整個(gè)加速和高速行駛及電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力轉(zhuǎn)換過(guò)程。

倒車(chē)過(guò)程，預(yù)先解除單向軸承鎖止功能，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)需啟動(dòng)，輸入軸1及行星輪架22靜止不動(dòng)，由電機(jī)4帶動(dòng)太陽(yáng)輪21和動(dòng)力輸出軸5逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)主減速器減速增扭驅(qū)動(dòng)車(chē)輛逆向行駛。同時(shí)，隨電機(jī)4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)輪21帶動(dòng)行星輪23順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的行星輪23帶動(dòng)行星外齒圈24順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，預(yù)先解除單向軸承鎖止的行星外齒圈24不再受單向軸承的鎖止而作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上實(shí)施案例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以對(duì)上述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而所有這些修改和替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。