一种混动三行星排无级变速机构及其变速方法技术

本发明专利技术公开了一种混动三行星排无级变速机构及其变速方法，属于无级变速器技术领域，包括第一行星排、第二行星排和第三行星排，第一行星排上的第一齿圈与第二行星排上的第二行星架连接，第二行星架通过连接轴与第三行星排上的第三太阳轮连接，第一行星排上的第一行星架与第二行星排上的第二齿圈和第三行星排上的第三齿圈连接；第一行星架、第二齿圈和第三齿圈的连接体和壳体之间设置有单向离合器F；第一连接轴和第二连接轴之间设置有离合器。本发明专利技术的混动三行星排无级变速机构中的发动机和第二电机进行动力的分段的输入，保证了发动机的功率可以一直保持在自己的工作高效区域，降低了能耗和排放，增加了燃油经济性，进而提高了续航里程。提高了续航里程。提高了续航里程。

【技术实现步骤摘要】
一种混动三行星排无级变速机构及其变速方法


[0001]本专利技术涉及无级变速器
，特别涉及一种混动三行星排无级变速机构及其变速方法。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的推广，我国已经成为全球最大的新能源汽车市场，混合动力汽车是指采用传统燃料的同时配以电动机或发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。
[0003]目前混合动力自动变速系统多为单电机配合发动机进行驱动的，有着综合效率低、能耗高、爬坡差等劣势，制约了新能源电动汽车的应用和推广。为了达到0
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120公里的时速，单靠电机调速来改变车速的话，高效工作区只占了一小部分，遇到复杂路况时耗能非常大。如果长时间大扭矩工作，电机寿命等各方面均会受到影响。因此设计一款使汽车具有更强的动力性和高速巡航能力，让整车动力性和经济性更上一个台阶的混合动力系统自动变速装置是非常必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决上述问题，设计了一种混动三行星排无级变速机构及其变速方法。
[0005]实现上述目的本专利技术的技术方案为一种混动三行星排无级变速机构，包括第一行星排、第二行星排和第三行星排，所述第一行星排上的第一齿圈与所述第二行星排上的第二行星架连接，所述第二行星架通过连接轴与所述第三行星排上的第三太阳轮连接，所述第一行星排上的第一行星架与所述第二行星排上的第二齿圈和所述第三行星排上的第三齿圈连接；所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的连接体和壳体之间设置有单向离合器F；所述第三行星排上的第三行星架上连接有输出部件，所述第一行星排上的第一太阳轮通过第一输入轴与第一电机连接，所述第二行星排上的第二太阳轮连接的第二输入轴穿过所述第一太阳轮、所述第一输入轴和所述第一电机与第二电机连接，所述第二电机通过所述第二连接轴和所述第一连接轴连接发动机，所述第一连接轴和第二连接轴之间设置有离合器C。
[0006]作为对本专利技术的进一步说明，所述第一太阳轮的外齿上啮合第一行星轮，所述第一行星轮安装在所述第一行星架上，所述第一行星轮啮合在所述第一齿圈的内圈齿上；
[0007]所述第二太阳轮的外齿上啮合第二行星轮，所述第二行星轮安装在所述第二行星架上，所述第二行星轮啮合在所述第二齿圈的内圈齿上；
[0008]所述第三太阳轮的外齿上啮合第三行星轮，所述第三行星轮安装在所述第三行星架上，所述第三行星轮啮合在所述第三齿圈的内圈齿上；
[0009]所述第一太阳轮、所述第一输入轴和所述第一电机均为贯穿中空式结构。
[0010]作为对本专利技术的进一步说明，所述单向离合器F用于限制所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转动方向，所述单向离合器F使所述第一行星架、所述第二齿圈和
所述第三齿圈的转动方向仅与所述第二电机或所述发动机的转向一致。
[0011]本专利技术还提供了一种基于混动三行星排无级变速机构的变速方法，第一电机和第一太阳轮通过第一输入轴连接，使所述第一电机的转速和所述第一太阳轮的转速相同；第二电机和第二太阳轮通过第二输入轴连接，使所述第二电机的转速和所述第二太阳轮的转速相同；发动机和所述第二电机通过第一连接轴、离合器C和第二连接轴连接，并在所述离合器C为接合的状态下，使所述发动机、所述第二电机和所述第二太阳轮的转速相同；第一行星架、第二齿圈和第三齿圈相连接，使所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速相同；第一齿圈、第二行星架和第三太阳轮相连接，使所述第一齿圈、所述第二行星架和所述第三太阳轮的转速相同；输出部件与第三行星架连接，使所述第三行星架和输出部件的转速相同；通过调节控制所述第一电机、所述第二电机和所述发动机的转速，实现所述输出部件的转速的无级连续变化，在此过程，速比也会相应发生变化。
[0012]作为对本专利技术的进一步说明，设定：所述第一太阳轮的转速为N1，所述第二太阳轮的转速为N2，所述第一齿圈、所述第二行星架和所述第三太阳轮的转速为N3，所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速为N4，所述第三行星架和所述输出部件的转速为N5，当所述N1、N2、N3、N4和N5中的任意两个数值确定时，另外三个数值可以通过矢量图中线段的比例关系计算得出；其中，当所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速N4为0时，设定所述第一太阳轮的转速N1和第二太阳轮的转速N2的比值为P，通过调节控制所述第一电机、所述第二电机和所述发动机的转速，使所述输出部件的输出状态包括状态A、状态B、状态C、状态D和状态E。
[0013]作为对本专利技术的进一步说明，在纯电动模式下，所述离合器C分离，所述第一电机驱动所述第一太阳轮的转速为N1；所述第二电机驱动所述第二太阳轮的转速为N2；通过控制所述第一太阳轮的转速N1和所述第二太阳轮的转速N2的大小、方向和增减速快慢程度，实现所述输出部件的转速N5的无级连续变化；
[0014]在混动模式下，所述离合器C接合，所述第一电机驱动所述第一太阳轮的转速为N1，所述发动机驱动所述第二太阳轮的转速为N2，所述第二电机的转子被所述发动机带动空转；维持所述发动机的转速在最高效转速区间，通过控制所述第一电机驱动所述第一太阳轮的转速N1的大小、方向和增减速快慢程度，实现所述输出部件的转速N5的无级连续变化。
[0015]作为对本专利技术的进一步说明，在所述状态A中，所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速N4为0，所述第一电机驱动所述第一太阳轮的转速为N1，转向为反向，控制所述离合器C分离或接合，所述第二电机或所述发动机驱动所述第二太阳轮的转速为N2，转向为正向，此时所述第一太阳轮的转速N1和所述第二太阳轮的转速N2的比值为P，使所述输出部件的转速N5的转向为正向，此状态下的传动比最大。
[0016]作为对本专利技术的进一步说明，在所述状态B中，所述第一行星架、所述第二齿圈和所述第三齿圈的转速N4不为0，转向为正向，所述第一电机驱动所述第一太阳轮的转速为N1，转向为反向，控制所述离合器C分离或接合，所述第二电机或所述发动机驱动所述第二太阳轮的转速为N2，转向为正向，此时所述第一太阳轮的转速N1和所述第二太阳轮的转速N2的比值小于P，使所述输出部件的转速N5的转向为正向。
[0017]作为对本专利技术的进一步说明，在所述状态C中，所述第一电机驱动所述第一太阳轮的转速N1从反向转动逐渐降低为0，控制所述离合器C分离或接合，所述第二电机或所述发
动机驱动所述第二太阳轮的转速为N2，转向为正向，使所述输出部件的转速N5增大，转向为正向。
[0018]作为对本专利技术的进一步说明，在所述状态D中，所述第一电机驱动所述第一太阳轮的转速N1逐渐从0增大，转向为正向，控制所述离合器C分离或接合，所述第二电机或所述发动机驱动所述第二太阳轮的转速为N2，转向为正向，使所述输出部件的转速N5增大，转向为正向，若此状态下所述第一太阳轮的转速N1和所述第二太阳轮的转速N2相同，则此时的传动比为1。
[0019]作为对本专利技术的进一步说明，在所述状态E中，所述第一电机驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混动三行星排无级变速机构，其特征在于，包括第一行星排(1)、第二行星排(2)和第三行星排(3)，所述第一行星排(1)上的第一齿圈(103)与所述第二行星排(2)上的第二行星架(202)连接，所述第二行星架(202)通过连接轴与所述第三行星排(3)上的第三太阳轮(301)连接，所述第一行星排(1)上的第一行星架(102)与所述第二行星排(2)上的第二齿圈(203)和所述第三行星排(3)上的第三齿圈(303)连接；所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的连接体和壳体之间设置有单向离合器F(4)；所述第三行星排(3)上的第三行星架(302)上连接有输出部件(11)，所述第一行星排(1)上的第一太阳轮(101)通过第一输入轴(8)与第一电机连接，所述第二行星排(2)上的第二太阳轮(201)连接的第二输入轴(9)穿过所述第一太阳轮(101)、所述第一输入轴(8)和所述第一电机与第二电机连接，所述第二电机通过所述第二连接轴(7)和所述第一连接轴(5)连接发动机，所述第一连接轴(5)和第二连接轴(7)之间设置有离合器C(6)。2.根据权利要求1所述的混动三行星排无级变速机构，其特征在于，所述第一太阳轮(101)的外齿上啮合第一行星轮，所述第一行星轮安装在所述第一行星架(102)上，所述第一行星轮啮合在所述第一齿圈(103)的内圈齿上；所述第二太阳轮(201)的外齿上啮合第二行星轮，所述第二行星轮安装在所述第二行星架(202)上，所述第二行星轮啮合在所述第二齿圈(203)的内圈齿上；所述第三太阳轮(301)的外齿上啮合第三行星轮，所述第三行星轮安装在所述第三行星架(302)上，所述第三行星轮啮合在所述第三齿圈(303)的内圈齿上；所述第一太阳轮(101)、所述第一输入轴(8)和所述第一电机均为贯穿中空式结构。3.根据权利要求1所述的混动三行星排无级变速机构，其特征在于，所述单向离合器F(4)用于限制所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转动方向，所述单向离合器F(4)使所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转动方向仅与所述第二电机或所述发动机的转向一致。4.一种基于混动三行星排无级变速机构的变速方法，其特征在于，第一电机和第一太阳轮(101)通过第一输入轴(8)连接，使所述第一电机的转速和所述第一太阳轮(101)的转速相同；第二电机和第二太阳轮(201)通过第二输入轴(9)连接，使所述第二电机的转速和所述第二太阳轮(201)的转速相同；发动机和所述第二电机通过第一连接轴(5)、离合器C(6)和第二连接轴(7)连接，并在所述离合器C(6)为接合的状态下，使所述发动机、所述第二电机和所述第二太阳轮(201)的转速相同；第一行星架(102)、第二齿圈(203)和第三齿圈(303)相连接，使所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转速相同；第一齿圈(103)、第二行星架(202)和第三太阳轮(301)相连接，使所述第一齿圈(103)、所述第二行星架(202)和所述第三太阳轮(301)的转速相同；输出部件(11)与第三行星架(302)连接，使所述第三行星架(302)和输出部件(11)的转速相同；通过调节控制所述第一电机、所述第二电机和所述发动机的转速，实现所述输出部件(11)的转速的无级连续变化，在此过程，速比也会相应发生变化。5.根据权利要求4所述的基于混动三行星排无级变速机构的变速方法，其特征在于，设定：所述第一太阳轮(101)的转速为N1，所述第二太阳轮(201)的转速为N2，所述第一齿圈(103)、所述第二行星架(202)和所述第三太阳轮(301)的转速为N3，所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转速为N4，所述第三行星架(302)和所述输出
部件(11)的转速为N5，当所述N1、N2、N3、N4和N5中的任意两个数值确定时，另外三个数值可以通过矢量图中线段的比例关系计算得出；其中，当所述第一行星架(102)、所述第二齿圈(203)和所述第三齿圈(303)的转速N4为0时，设定所述第一太阳轮(101)的转速N1和第二太阳轮(201)的转速N2的比值为P，通过调节控制所述第一电机、所述第二电机和所述发动机的转速，使所述输出部件(11)的输出状态包括状态A、状态B、状态C、状态D和状态E。6.根据权利要求5所述的基于混动三行星排无级变速机构的变速方法，其特征在于，在纯电动模式下，所述离合器C(6)分离，所述第一电机驱动所述第一太阳轮(101)的转速为N1；所述第二电机驱动所述第二太阳轮(201)的转速为N2；通过控制所述第一太阳轮(101)的转速N1和所述第二太阳轮(201)的转速N2的大小、方向和增减速快慢程度，实现所述输出部件(11)的转速N5的无级连续变化；在混动模式下，所述离合器C(6)接合，所述第一电机驱动所述第一太阳轮(101)的转速为N1，所述发动机驱动所述第二太阳轮(201)的转速为N2，所述第二电机的转子被所述发动机带动空转；维持所述发动机的转速在最高效转速区间，通过控制所述第一电机驱动所述第一太阳轮(101)的转速N1的大小、方向和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欣，吴志先，张权，甘宗尚，
申请(专利权)人：清驰汽车江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：