[發明專利]一種撥叉換擋方法、變速箱、新能源車動力總成和車輛

在審

• 申請號: 202010510722.7
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN111609127A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 劉東曉
• 申請（專利權）人: 重慶永發工業有限公司
• 主分類號: F16H63/32
• 分類號: F16H63/32;F16H61/40;F16H63/34;F16H61/02;F16H61/04;F16H61/18;F16H3/44;F16H57/023
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 劉代春

本發明公開了一種撥叉換擋方法、變速箱、新能源車動力總成和車輛，換擋方法利用動力輸出信號控制三位置氣缸驅動撥叉換擋機構移動，實現兩個擋位之間的自動切換；并巧妙利用三位置氣缸的中間位置在摘擋與掛擋中間形成緩沖。變速箱采用單級行星撥叉換擋結構，換擋驅動氣缸采用三位置氣缸，并進一步設有磁力推桿助力掛擋；動力總成具有前述變速箱，且驅動電機采用雙冷銅轉子交流異步電機，雙冷中的油冷采用絕緣油傳熱冷卻方式對轉子和定子進行冷卻；新能源車含有前述動力總成。本發明的有益效果是，換擋方法減小了換擋沖擊和噪聲；變速箱為降低換擋沖擊和噪音提供了保障；動力總成和新能源車具有前述變速箱相同的有益效果。

技術領域

本發明涉及車輛變速箱換擋控制技術，特別是一種撥叉換擋方法、變速箱、新能源車動力總成和車輛。

背景技術

隨著國際上對能源安全和環境保護問題的重視不斷提升，各國對汽車排放污染物要求越來越嚴格。純電動汽車利于減少能源消耗，已成為當今汽車業發展的趨勢。純電動車的傳統變速方式是通過對電機的調速實現高低速行駛，但這種模式下，電機低速運行時，發熱大，轉換率低，能耗大。為此，通過配置變速箱進行換擋變速以使電機保持高速運行，降低能耗，提高能源利用率。由于電動車技術起點高，故自動變速箱對于電動車而言，已屬于標準配置。由于電控氣動換擋控制的控制邏輯和氣動元件結構相對簡單，該方法在車輛換擋控制領域得到越來越廣泛的應用。為充分發揮電機與變速箱各自的優勢，現有電動車大多采用結構緊湊的兩擋行星變速箱。由于這種變速箱通常不設置空擋位，但這種變速箱的擋位切換從摘擋到掛擋過程中，同步器必然存在與兩個傳動構件都不形成傳動連接關系的狀態，該狀態無動力輸出，其實質為瞬時空擋狀態，但該狀態在采用常規控制方式和普通單作用氣缸的傳統控制中被忽略，導致換擋沖擊大，換擋噪聲大，進而容易導致變速箱早期損壞。為此，需要進行改進。

發明內容

本發明的第一目的就是針對現有電動車用兩擋行星變速箱換擋沖擊大、噪音大的缺陷，提供一種撥叉換擋控制方法，該方法利用行程自動調節氣缸，使氣缸形成三個工作位置，以利用中間位置使換擋的摘擋與掛擋之間形成換擋緩沖，從而減小換擋沖擊和噪聲，進而減小或消除變速箱早期損壞隱患。本發明的第二目的是提供一種變速箱，該變速箱呈兩擋行星自動變速結構，其換擋驅動氣缸呈三位置氣缸結構，以利用中間位置使換擋的摘擋與掛擋之間形成換擋緩沖，從而減小換擋沖擊和噪聲，進而消除或降低變速箱早期損壞隱患。本發明的第二目的是提供一種具有前述變速箱的動力總成。本發明的第四目的是提供一種具有前述動力總成的車輛。

為實現第一目的，本發明采用如下技術方案。

一種撥叉換擋控制方法，用于撥叉換擋的兩擋行星變速系統，通過動力輸出信號控制撥叉換擋機構移動，實現兩個擋位之間的自動切換；所述撥叉換擋機構由三位置氣缸驅動移動；所述動力輸出信號由扭矩信號和轉速信號組成；擋位切換按以下順序依次完成；在一個信號出現時，等待另一個信號；在兩個信號均出現時，三位置氣缸首先驅動撥叉移動執行摘擋，利用三位置氣缸的中間位置使撥叉停頓或降低撥叉移動速度，以形成換擋緩沖。

采用前述方案的本發明方法，通過轉速和扭矩信號實現自動換擋控制，適用于由氣缸驅動撥叉移動換擋的兩擋行星變速系統，巧妙利用三位置氣缸的中間位置，強制延長瞬時空擋狀態持續時間，使擋位切換過程的從摘擋到掛擋之間形成無動力輸出的虛擬空擋擋位，從而形成換擋緩沖，使換擋過程變成摘擋、虛擬空擋和掛擋三個階段，從而減小換擋沖擊，降低噪聲，消除或降低變速箱早期損壞隱患。也可以從三位置氣缸的中間位置開始，降低氣缸活塞的移動速度形成換擋緩沖。

優選的，所述撥叉換擋機構還利用電磁力協助掛擋。以通過電磁推力和活塞的氣壓推力形成掛擋合力，確保掛擋順利完成，提高換擋可靠性，特別適用于切換到掛擋阻力大、掛擋相對困難的擋位。

為實現第二目的，本發明采用如下技術方案。