[發明專利]復合行星輪系輪內兩擋自動變速機構及其換擋控制方法

在審

• 申請號: 202010532760.2
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111677824A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 高炳釗;孟德樂;曲婷;田萌健
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F16H3/56
• 分類號: F16H3/56;F16H3/58
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉程程

本發明提供了一種復合行星輪系輪內兩擋自動變速機構及其無動力中斷換擋控制方法,變速機構中，雙聯行星齒輪上的一擋行星輪和二擋行星輪內側分別與一擋太陽輪和二擋太陽輪相嚙合，二擋行星輪外側與齒圈內側嚙合，主動齒輪嚙合于齒圈外側，雙聯行星齒輪安裝在行星架上；平面卡爪式可控超越離合器中，兩組離合器內圈分別與兩個太陽輪連接，兩組控制環分別對應控制兩組離合器內圈與固定的離合器外圈之間實現鎖止或相對自由旋轉，進而實現車輛一擋前進、二擋前進、一擋或二擋倒退以及空擋。本發明在滿足高速電機輪內傳動所需傳動比的同時，實現輪內兩擋自動變速，并結合豐富的電機及換擋執行機構的控制，實現無動力中斷換擋。

技術領域

本發明屬于純電動車輛輪邊傳動技術領域，針對輸出轉速高、轉矩小、能量密度高的高速電機，具體涉及復合行星輪系輪內兩擋自動變速機構及其換擋控制方法。

背景技術

純電動汽車，相對燃油汽車而言，主要差別(異)在于四大部件：驅動電機、調速控制器、動力電池、車載充電器。其相比傳統燃油車具有環境友好、能源利用率高，便于實現豐富的動力學控制及實現自動駕駛等優點，已成為汽車行業發展主要方向。

根據驅動系統結構布置的不同，電動汽車可分為兩種：單電機集中驅動型式電動汽車(簡稱集中驅動式電動汽車)和多電機分布驅動型式電動汽車(簡稱分布式驅動電動汽車)。集中驅動式電動汽車與燃油汽車驅動結構類似，分布式驅動電動汽車按照動力系統的組織構型不同可分為兩種：電機與減速器組合驅動型式，輪邊電機或輪轂電機驅動型式。相比之下，輪邊電機減速(變速)驅動機構在各方面的綜合性能較優異，已成為電動汽車驅動方式的主要發展方向。

雖然目前集中驅動型式占電動汽車驅動系統的主流，但分布式驅動型式作為新興的驅動系統，在動力學控制、整車結構設計、能量效率及其它性能方面均有很多優點，因此研究分布式驅動電動汽車技術有助于電動汽車的發展及推廣。輪邊電機減速(變速)驅動型式在實現分布式驅動型式中可顯著降低簧下質量，便于采用高速電機。此外，考慮汽車駕駛感受，不希望汽車存在換擋時動力中斷現象，因此，如何實現換擋無動力中斷，也是自動變速機構研究重點方向之一。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明提供了一種復合行星輪系輪內兩擋自動變速機構及其換擋控制方法，在滿足高速電機輪內傳動所需傳動比的同時，實現輪內兩擋自動變速，并結合豐富的電機及換擋執行機構的控制，實現無動力中斷換擋。結合說明書附圖，本發明的技術方案如下：

復合行星輪系輪內兩擋自動變速機構，由雙聯行星齒輪復合輪系機構和平面卡爪式可控超越離合器組成；

所述雙聯行星齒輪復合輪系機構中，雙聯行星齒輪上依次分別設有一擋行星輪和二擋行星輪，一擋行星輪和二擋行星輪內側依次分別與一擋太陽輪和二擋太陽輪相嚙合，二擋行星輪外側與齒圈內側嚙合，主動齒輪嚙合連接于齒圈外側，雙聯行星齒輪通過行星輪銷軸安裝在行星架上；

平面卡爪式可控超越離合器由一擋控制組件和二擋控制組件組成，其中：

一擋離合器內圈與一擋太陽輪同軸連接，二擋離合器內圈與二擋太陽輪同軸連接，兩組控制環分別對應控制一擋離合器內圈或二擋離合器內圈與固定的離合器外圈之間實現鎖止或相對自由旋轉，進而與雙聯行星齒輪復合輪系機構配合實現車輛一擋前進、二擋前進、一擋或二擋倒退以及空擋。

進一步地，所述一擋控制組件為雙向可控超越離合器結構，二擋控制組件為單向可控超越離合器結構，以實現倒擋。

進一步地，所述一擋控制組件由一擋離合器內圈、一擋控制環、一擋離合器外圈、卡爪和復位彈簧組成；

所述一擋控制環上開有與卡爪組相匹配的控制窗口組，一擋控制環正向或反向旋轉，使卡爪組中的一個卡爪與控制窗口組內的一個控制窗口相對應，卡爪被復位彈簧彈出，并穿過控制窗口卡止在二擋離合器內圈端面的卡爪卡槽內，實現一擋離合器內圈與一擋離合器外圈鎖止；