[发明专利]一种AMT变速器、混合动力总成结构及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车传动领域，尤其涉及一种汽车变速器的结构、混合动力系统的传动形式及运行时的控制方法。

背景技术

为了应对全球变暖、空气雾霾等环境污染日趋严重以及石油资源短缺等问题，世界各国针对汽车制定了越来越严格的油耗和排放标准法规。而传统的内燃机车在动力系统不做改变的条件下，油耗和排放性上已经没有进一步提升的空间。同时传统内燃机车在实际使用中，时常出现燃料利用率不高的情况：1.在城市道路中，汽车行驶经常会遇到交通拥堵，在这种工况下发动机频繁加速减速，且由于发动机启动响应较慢一般不会关闭发动机，所以发动机经常怠速中，这个过程中消耗的燃料但是并没有作有用功基本是浪费的；2.由发动机的特性可知，发动机存在高效工作转速区间，而在一般行驶工况中是转速是一直变化的，因而发动机也不能进行最高效的运行；3.在汽车运行过程中经常会有制动的操作，这个过程中汽车的动能转化为制动摩擦片产生的热能，这部分能量也是可以回收利用的。

针对这些不足，汽车厂商开发出了混合动力汽车，通过增加额外的驱动电机可以大幅改善汽车的油耗和排放性。其中驱动电机与发动机动力的耦合是最关键的技术，决定了整个动力系统的使用性能。目前应用较多的结构有两类，一类是 PS（Power Split，功率分流），一类是将驱动电机通过相关装置连接到传统汽车的动力传动系统中。PS结构由于存在专利封锁、结构和控制都很复杂且成本较高，因此，不利于实际应用；另一类结构为了最大程度减少对原有结构的改动，降低生产成本，一般在变速器处连接额外的驱动电机。

在变速器方面，一般应用的是DCT(Dual Clutch Transmission, 双离合器自动变速器)或 AT（Automatic Transmission，自动变速器）。其中DCT结构复杂可靠性不高，而AT传动效率不佳不利于油耗的改善，且这两者成本都较高。而电控机械式自动变速器（Automated Mechanical Transmission，ＡＭＴ）相对来说有着成本低、效率高、控制方便等众多优势，可以广泛应用。

而目前传统AMT也存在一些问题，如：蠕行功能不好，换挡时存在动力中断、换挡时间较长，导致驾驶舒适性不好，存在进一步提升的空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种基于AMT变速器的低成本汽车混合动力系统方案，提高汽车的燃油经济性和排放性，同时发挥混合动力系统的优点改善AMT变速器的使用性能。

为实现上述目的，本发明首先公开了一种AMT变速器，包括箱体、输入轴、输出轴、换挡机构和驱动/发电一体式电机，所述动力输入轴、动力输出轴与箱体枢接；

所述换挡机构包括一二挡换挡电机、一二挡同步器、第一滚珠丝杠、三四挡换挡电机、三四挡同步器、第二滚珠丝杠、五挡/倒挡换挡电机、第三滚珠丝杠和五挡/倒挡同步器；

所述第一滚珠丝杠的输入端与所述一二挡换挡电机的输出轴连接，输出端驱动所述一二挡同步器沿所述动力输出轴运动；

所述第二滚珠丝杠的输入端与所述三四挡换挡电机的输出轴连接，输出端驱动所述三四挡同步器沿所述动力输出轴运动；

所述第三滚珠丝杠的输入端与所述五挡/倒挡换挡电机的输出轴连接，输出端驱动所述五挡/倒挡同步器沿所述动力输出轴运动；

所述驱动/发电一体式电机与所述动力输出轴连接并相互传动。

本发明的AMT变速器采用全电式控制，选换挡通过电机控制执行机构来完成6个挡位的挂挡和退挡的操作，从而省去了选挡机构，也减少了整个换挡的时间；同时，针对混合动力结构，此变速器在输出轴上一个驱动/发电一体式电机，可以弥补换挡时的动力中断问题，一步提升整车燃油经济性。

进一步的，还包括中间轴、传动齿轮、中间齿轮、主动轮和从动轮，所述中间轴枢接在所述箱体内，所述传动齿轮设置在动力输出轴上，所述中间齿轮和从动轮安装在所述中间轴上且同步转动，所述主动轮安装在所述驱动/发电一体式电机的输出轴上并驱动所述从动轮转动。

进一步的，所述主动轮为主动链轮，所述从动轮为从动链轮，所述主动链轮与从动链轮通过共同啮合一链条相互传动，所述驱动/发电一体式电机设置在所述箱体的外侧。

然后，本发明公开了一种混合动力总成结构，包括上述方案所述的AMT变速器、离合器、发动机、差速器和汽车管理单元，其特征在于，所述AMT变速器的动力输入轴通过所述离合器与所述发动机连接，所述AMT变速器的动力输出轴的输出端与所述差速器的输入端连接。