一种混合动力无极变速装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种混合动力无极变速装置，包括变速箱输入轴、驱动电机、无级变速机构、行星齿轮组和变速箱输出轴，驱动电机通过行星齿轮组与变速箱输出轴连接，变速箱输入轴与无级变速机构连接，无级变速机构通过行星齿轮组与变速箱输出轴连接。还包括多个离合器，通过不同类型的离合器组合实现不同的工作模式。变速箱输入轴的一端通过扭转减振器与发动机连接，另一端通过C1离合器与无级变速机构的输入轴连接，无级变速机构的输出轴与行星齿轮组连接。本发明专利技术结构紧凑、兼顾多种工作模式，具有成本优势且易于控制，由于兼顾多种工作模式，与其它混动系统相比，能大幅降低整车综合工况油耗。本发明专利技术还公开了一种混合动力无极变速装置的控制方法。

A Hybrid Stepless Transmission and Its Control Method

The invention discloses a hybrid power infinitely variable transmission device, which comprises a transmission input shaft, a drive motor, a continuously variable transmission mechanism, a planetary gear set and a transmission output shaft. The drive motor is connected with the transmission output shaft through a planetary gear set, the transmission input shaft is connected with a continuously variable transmission mechanism, and the infinitely variable transmission mechanism is connected with the transmission output shaft through a planetary gear set. It also includes a number of clutches, through different types of clutch combination to achieve different working modes. One end of the input shaft of the gearbox is connected with the engine through a torsional shock absorber, the other end is connected with the input shaft of the CVT mechanism through a C1 clutch, and the output shaft of the CVT mechanism is connected with the planetary gear set. The invention has compact structure, takes into account multiple working modes, has cost advantages and is easy to control. Compared with other hybrid systems, the fuel consumption of the vehicle under comprehensive working conditions can be greatly reduced by taking into account multiple working modes. The invention also discloses a control method of a hybrid power infinitely variable speed device.

【技术实现步骤摘要】
一种混合动力无极变速装置及其控制方法
本专利技术属于混合动力
，涉及整车搭载混合动力变速箱领域，具体涉及一种混合动力无极变速装置及其控制方法。
技术介绍
随着国家油耗法规的愈加严格，新能源电动车及混合动力系统车辆在国内乘用车市场占比逐年提升，国内各厂家都在不遗余力的开发混合动力系统，为了实现更好的混动节油效果，都在不断的进行结构和性能优化，基于CVT变速箱进行设计开发的单电机混合动力无极变速系统，相比于同类别其它混动系统，实现了更多的工作模式，拥有更佳的节油效能，具备更低的成本优势，在目前混动市场中，具备更广阔的应用前景。开发混合动力的主要目的是取得更佳的节油效果。但由于目前市场上的混合动力结构方案，多数是P2结构，而且可实现的工作模式又较少，P2结构的缺点是电机驱动力要经过变速机构内部，进而输出动力，在这一过程中由于变速箱传递效率的影响，电机动力损耗较多，电能转化率低；P2结构工作模式单一，大多数P2结构的变速系统无法实现纯发动机模式及怠速发电，因此一种工作模式多样，系统运行效率高的混动变速系统需求显得十分迫切。针对混动系统单电机、双电机方案的选择，基于结构布置、成本及性价比方面分析，双电机方案成本高昂，布置较困难，最重要的是双电机混动系统由于逻辑控制困难，电机运行效率区间限制等综合因素，在节油效果方面，也未能取得理想的结果，费效比不佳，ECVT系统受制于丰田专利技术的限制，ECVT的混动系统方案开发技术上无法逾越。基于以上分析，开发一种工作模式多样，系统节油效果明显，且具有成本优势，费效比高的混动系统将具有更广阔的前景和优势，这就是混合动力无极变速系统
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种结构紧凑、兼顾多种工作模式，具有成本优势且易于控制的混合动力无极变速装置；基于该混合动力无极变速装置，本专利技术还提供了一种混合动力无极变速装置的控制方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种混合动力无极变速装置，包括变速箱输入轴、驱动电机、无级变速机构、行星齿轮组和变速箱输出轴，所述驱动电机通过行星齿轮组与变速箱输出轴连接，变速箱输入轴与无级变速机构连接，无级变速机构通过行星齿轮组与变速箱输出轴连接。进一步的，所述变速箱输入轴的一端通过扭转减振器与发动机连接，变速箱输入轴的另一端通过C1离合器与无级变速机构的输入轴连接，无级变速机构的输出轴与行星齿轮组连接。进一步的，所述驱动电机包括电机转子、电机定子和电机输出轴，在驱动电机内部电机转子与电机输出轴连接，电机定子连接在驱动电机壳体上。进一步的，所述行星齿轮组包括太阳轮、行星轮、齿圈和行星支架，齿圈与电机输出轴连接，太阳轮与无级变速机构的输出轴连接，太阳轮通过行星轮与齿圈连接，行星支架与行星轮连接，行星支架与变速箱输出轴连接。进一步的，所述电机输出轴嵌套在变速箱输入轴的外缘，电机输出轴与变速箱输入轴之间为间隙配合且无相互干扰。进一步的，所述电机输出轴靠近发动机的一端通过C0离合器与变速箱输入轴连接，电机输出轴的另一端与行星齿轮组连接。进一步的，所述电机输出轴远离发动机的另一端设有齿轮，电机输出轴远离发动机的一端通过齿轮与行星齿轮组的齿圈连接。进一步的，所述无级变速机构的输出轴通过C2离合器与太阳轮上的转轴连接。进一步的，所述太阳轮与齿圈之间通过C3离合器连接，C3离合器的一半连接在太阳轮的转轴上，C3离合器的另一半连接在齿圈上，太阳轮通过C3离合器与齿圈固定连接。本专利技术还涉及一种混合动力无极变速装置的控制方法，所述控制方法包括：a)纯电动模式：C3离合器闭合，行星齿轮组中的齿圈与太阳轮固定，驱动电机的电机输出轴通过齿轮与齿圈连接，在电机动力驱动齿圈时进而推动行星支架转动，越过无级变速机构直接将驱动电机的电机动力输送到变速箱输出轴，此时，C2离合器分离，驱动电机的动力不受无极变速机构的反拖干扰；b)纯发动机模式：C1离合器闭合，变数箱输入轴与无极变速机构的输入轴连接，C2离合器闭合，无极变速机构的输出轴与行星齿轮组中的太阳轮连接，变数箱输入轴将发动机的动力经输入轴传递到无极变速机构上，由输出轴将动力经传递到行星齿轮组上，进而将发动机动力输送到变速箱输出轴；c)混动模式：C1离合器、C2离合器和C3离合器均闭合，发动机的动力经无级变速机构传递到太阳轮，驱动电机的动力经电机输出轴和齿轮传递到齿圈，C3离合器闭合时齿圈与太阳轮固定，发动机的动力和驱动电机的动力融合在一起经行星轮传递到行星支架上，进而输送到变速箱输出轴；d)怠速发电模式：C0离合器闭合，电机输出轴靠近发动机的一端通过C0离合器与变速箱输入轴连接，进而与发动机连接，发动机的动力经变速箱输入轴传递到电机输出轴，电机输出轴转动带动电机转子转动，电机转子相对于电机定子转动实现发电；e)行车发电模式：C1离合器、C2离合器和C0离合器均闭合，发动机产生的动力一部分经无极变速机构和行星齿轮组输送到变速箱输出轴驱动车辆行车，发动机产生的动力另一部分经变速箱输入轴传递到电机输出轴，电机输出轴转动带动电机转子转动进行发电。采用本专利技术技术方案的优点为：1、本专利技术中驱动电机布置在发动机和C0离合器之后，无级变速机构3输入端前，电机输出轴嵌套在变速箱输入轴的外缘，电机输出轴与变速箱输入轴之间为间隙配合且无相互干扰，驱动电机的布置方式为P1布置结构，空间布置性好，电机输出轴远离发动机的输出端跨过无极变速机构连接变速箱输出轴，实现了P3功能，该混合动力无极变速装置运行效率高，而且单电机方案，更具有成本优势。2、本专利技术通过设置C0离合器，一是实现驱动电机的动力加载至变速箱输入轴和发动机输出端，实现发动机启动；二是C0离合器闭合，电机输出轴靠近发动机的一端通过C0离合器与变速箱输入轴连接，进而与发动机连接，发动机的动力经变速箱输入轴传递到电机输出轴，电机输出轴转动带动电机转子转动，电机转子相对于电机定子转动，实现怠速发电功能。3、本专利技术在纯电动模式下，C2离合器分离，驱动电机的动力将不受无极变速机构的反拖干扰；C3离合器的设置使太阳轮与齿圈固定连接在一起，然后推动行星支架转动，C3离合器使太阳轮与齿圈固定，可保证行星支架转动与齿圈的转动同步，避免太阳轮与齿圈未固定在一起时，太阳轮自身转动时对行星支架的转动造成干涉，出现星支架转动与齿圈的转动不同步的现象。4、本专利技术的混合动力无极变速装置结构紧凑、兼顾多种工作模式，具有成本优势且易于控制，由于本专利技术的混合动力无极变速装置兼顾多种工作模式，所以与其它混动系统相比，能大幅降低整车综合工况油耗。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1为混合动力无极变速装置的结构示意图。上述图中的标记分别为：1、变速箱输入轴；2、驱动电机；3、无级变速机构；4、行星齿轮组；5、变速箱输出轴；6、扭转减振器；70、C0离合器；71、C1离合器；72、C2离合器；73、C3离合器；8、发动机；9、差速器；10、电动泵。具体实施方式在本专利技术中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“平面方向”、“周向”等指示的方位或位置关系为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合动力无极变速装置，其特征在于：包括变速箱输入轴(1)、驱动电机(2)、无级变速机构(3)、行星齿轮组(4)和变速箱输出轴(5)，所述驱动电机(2)通过行星齿轮组(4)与变速箱输出轴(5)连接，变速箱输入轴(1)与无级变速机构(3)连接，无级变速机构(3)通过行星齿轮组(4)与变速箱输出轴(5)连接。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力无极变速装置，其特征在于：包括变速箱输入轴(1)、驱动电机(2)、无级变速机构(3)、行星齿轮组(4)和变速箱输出轴(5)，所述驱动电机(2)通过行星齿轮组(4)与变速箱输出轴(5)连接，变速箱输入轴(1)与无级变速机构(3)连接，无级变速机构(3)通过行星齿轮组(4)与变速箱输出轴(5)连接。2.如权利要求1所述的一种混合动力无极变速装置，其特征在于：所述变速箱输入轴(1)的一端通过扭转减振器(6)与发动机(8)连接，变速箱输入轴(1)的另一端通过C1离合器(71)与无级变速机构(3)的输入轴(31)连接，无级变速机构(3)的输出轴(32)与行星齿轮组(4)连接。3.如权利要求2所述的一种混合动力无极变速装置，其特征在于：所述驱动电机(2)包括电机转子(21)、电机定子(22)和电机输出轴(23)，在驱动电机(2)内部电机转子(21)与电机输出轴(23)连接，电机定子(22)连接在驱动电机壳体上。4.如权利要求3所述的一种混合动力无极变速装置，其特征在于：所述行星齿轮组(4)包括太阳轮(41)、行星轮(42)、齿圈(43)和行星支架(44)，齿圈(43)与电机输出轴(23)连接，太阳轮(41)与无级变速机构(3)的输出轴(32)连接，太阳轮(41)通过行星轮(42)与齿圈(43)连接，行星支架(44)与行星轮(42)连接，行星支架(44)与变速箱输出轴(5)连接。5.如权利要求4所述的一种混合动力无极变速装置，其特征在于：所述电机输出轴(23)嵌套在变速箱输入轴(1)的外缘，电机输出轴(23)与变速箱输入轴(1)之间为间隙配合且无相互干扰。6.如权利要求5所述的一种混合动力无极变速装置，其特征在于：所述电机输出轴(23)靠近发动机(8)的一端通过C0离合器(70)与变速箱输入轴(1)连接，电机输出轴(23)的另一端与行星齿轮组(4)连接。7.如权利要求6所述的一种混合动力无极变速装置，其特征在于：所述电机输出轴(23)远离发动机(8)的另一端设有齿轮(24)，电机输出轴(23)远离发动机(8)的一端通过齿轮(24)与行星齿轮组(4)的齿圈(43)连接。8.如权利要求7所述的一种混合动力无极变速装置，其特征在于：所述无级变速机构(3)的输出轴(32)通过C2离合器(72)与太阳轮(41)上的转轴(411)连接。9.如权利要求8所述的一种混合动力无极变速装置，其特征在于：所述太阳轮(41)与齿圈(43)...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴潇，吴建中，杨二亮，朱琛琦，任国清，刘鹏飞，胡俊军，
申请(专利权)人：大乘汽车有限公司，江苏金坛大迈汽车工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32