[發明專利]電控調速無級變速系統與控制方法

有效

• 申請號: 201310280454.4
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103335075A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 何耀華
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F16H3/76
• 分類號: F16H3/76;F16H59/06;F16H61/32
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍

1.一種電控調速無級變速系統，主要包括調速電機、與調速電機輸出軸連接的減速齒輪、與減速齒輪嚙合的行星齒輪機構、行星齒輪機構行星架中心軸上設置的倒檔齒輪機構、與倒檔齒輪機構的倒檔從動齒輪相連接的輸出軸，以及用于切換檔位的三個嚙合套組件；

其特征在于：行星齒輪機構主要由太陽輪軸、太陽輪、行星架、行星齒輪和齒圈組成，太陽輪通過軸承支承在太陽輪軸上，太陽輪軸也即輸入軸與行星架中心軸在同一直線上間隔分布；太陽輪與行星架行星軸上的行星齒輪嚙合，行星齒輪與齒圈內齒圈嚙合；行星架中心軸通過軸承支承在齒圈中心孔中；行星齒輪機構通過齒圈外齒圈與減速齒輪嚙合；齒圈通過軸承支承在無級變速系統的殼體上；減速齒輪與調速電機的輸出軸相連；

倒檔齒輪機構中，倒檔從動齒輪通過軸承支承在輸出軸上，主體為帶有內齒圈的內齒輪，內齒輪中心軸孔左側設置一圈外嚙合的換擋嚙合齒；主體內齒輪通過一個倒檔過橋齒輪與倒檔主動齒輪嚙合；倒檔從動齒輪內齒輪中心軸孔的左側、輸出軸上設置一號嚙合套組件，一號嚙合套組件由嚙合套齒轂和套設在嚙合套齒轂上的嚙合套組成，嚙合套上的內嚙合齒與嚙合套齒轂上的外嚙合齒嚙合，且嚙合套能夠在嚙合套齒轂上左右自由滑動，與倒檔從動齒輪的換擋嚙合齒嚙合或脫離；嚙合套齒轂固定在輸出軸上；輸出軸和行星架中心軸在同一直線上間隙設置，當一號嚙合套組件中的嚙合套與嚙合套齒轂嚙合并脫離倒檔從動齒輪的換擋嚙合齒時，行星架與輸出軸相互獨立；

行星架中心軸穿過齒圈中心孔后的后端依次裝有二號嚙合套組件、倒檔主動齒輪、以及行星架外嚙合齒；倒檔主動齒輪通過軸承支承在行星架中心軸上，主體為外嚙合齒輪，主體左側為一圈外嚙合的換擋嚙合齒；倒檔主動齒輪通過軸承支承在行星架中心軸上，位于二號嚙合套組件和行星架外嚙合齒之間；二號嚙合套組件由中部的嚙合套齒轂和套設在外部的嚙合套二部分組成，嚙合套齒轂固定在行星架中心軸上；嚙合套上的內嚙合齒與嚙合套齒轂上的外嚙合齒嚙合，且嚙合套能夠在嚙合套齒轂上自由左右滑動與倒檔主動齒輪的換擋嚙合齒輪嚙合或脫離；行星架外嚙合齒固聯在行星架中心軸的末端，一號嚙合套組件的嚙合套左右自由移動時，能夠與行星架外嚙合齒脫離或嚙合；

在太陽輪左側，太陽輪軸上安裝有三號嚙合套組件，三號嚙合套組件由嚙合套齒轂和套設在嚙合套齒轂上的嚙合套組成，嚙合套上的內嚙合齒與嚙合套齒轂上的外嚙合齒嚙合，嚙合套齒轂固定在太陽輪軸上；太陽輪主體為外嚙合齒，主體左側為一圈直徑較小用于外嚙合的換擋嚙合齒；嚙合套能夠在嚙合套齒轂上左右自由滑動與太陽輪的換擋嚙合齒輪嚙合或脫離。

2.根據權利要求1所述的無級變速系統，其特征在于：三個嚙合套組件的結構相同，且各自的嚙合套齒轂通過鍵或花鍵固定在相應軸上。

3.一種采用權利要求1或2所述變速系統的變速控制方法，通過控制三個嚙合套組件的移動位置，實現變速系統在空擋、前進擋和倒檔之間的自由切換；其特征在于：

1）空檔控制：斷開調速電機的電源，調速電機處與非工作狀態，將三號嚙合套組件外部的嚙合套左移使之脫離與太陽輪左側的換擋嚙合齒的嚙合，此時二號嚙合套組件和三號嚙合套組件均只與自身的嚙合套齒轂嚙合；空擋控制檔位下，輸入軸或太陽輪軸在太陽輪中心空轉；

2）前進檔包括最低檔和無極調速檔：將三號嚙合套組件外部的嚙合套右移使之與太陽輪左側的換擋嚙合齒嚙合，向左移動一號嚙合套組件外部的嚙合套使之與行星架外嚙合齒嚙合；利用電機控制器將調速電機置于制動狀態也即最低檔，此時電控調速無級變速系統的傳動比最大；解除調速電機的制動，利用電機控制器調節調速電機的轉速，電控調速無級變速系統的傳動比隨之無級變化，即進入無級調速狀態；在此檔位控制中，二號嚙合套組件僅與自身的嚙合套齒轂嚙合；

3）倒檔：同時向右移動二號嚙合套組件和一號嚙合套組件外部的嚙合套，使各嚙合套分別與各自嚙合套右側緊鄰的換擋嚙合齒嚙合，利用電機控制器將調速電機置于制動狀態；此時，三號嚙合套組件與太陽輪的換擋嚙合齒嚙合。