车用数控无级变速传动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆动力传动系统的设计方案的领域，还涉及车辆发电系统和辅助制动系统的设计方案的领域。
【背景技术】
[0002]现代车辆，包括现代汽车，所采用的发动机的转速范围都不能满足车辆行驶速度的需要。而且发动机的转速在一个不大的范围内才是处于最经济的。所以在发动机与驱动桥之间是必须设置变速器来改变发动机与驱动桥之间机械传输的速比。目前有MT手动变速器(通过多组齿轮组成不同速比的档位，驾驶员根据车速，路况人工挂档改变发动机与驱动桥之间机械传输的速比);CVT金属带无级变速器(通过金属带在主动轮和从动轮接触不同的半径形成不同的速比，电脑根据车速，发动机参数，油门增减改变金属带在主动轮和从动轮接触的半径而改变发动机与驱动桥之间机械传输的速比);AT自动变速器(通过多组圆柱行星齿轮排和离合器、制动器组成不同速比的档位，电脑根据车速，发动机参数，油门增减改变离合器、制动器的离合动作选择不同速比的档位，而改变发动机与驱动桥之间机械传输的速比);AMT半自动变速器(和手动变速器一样通过多组齿轮组成不同速比的档位，电脑根据车速，发动机参数，油门增减选择不同速比的档位，而改变发动机与驱动桥之间机械传输的速比)等多种形式的变速器。各有优缺点。MT手动变速器优点是结构比较简单，缺点是驾驶员操作比较复杂，要操作离合器，还要操作换档，采用机械摩擦离合器，是有级变速。CVT金属带无级变速器优点是驾驶员操作比较简单，不用操作离合器，也不用操作换档，是无级变速。缺点是结构比较复杂。同时金属带易磨损，效率不高，采用液力变扭离合器。AT自动变速器和AMT半自动变速器优点是驾驶员操作比较简单，不用操作离合器，也不用操作换档，是有级变速。缺点是结构比较复杂。采用液力变扭离合器。
[0003]另外，现有汽车的发电机一般均由发动机通过皮带驱动。与传动系统没有直接关联。车辆行驶制动过程中发电机不能把部分车辆动能转为电能储存而使车辆减速。车辆行驶制动过程完全靠行车制动器动作而使车辆减速。没有充分利用发动机的运转阻力矩和发电机的电磁阻力矩的辅助制动功能。
[0004]因此有必要设计一种车用数控无级变速传动系统，以克服上述问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种车用数控无级变速传动系统克服现有技术之缺陷。
[0006]本发明是这样实现的:
[0007]本发明所提供的一种车用数控无级变速传动系统:发动机直接(或经前传动轴)与数控无级变速器相连接，其输出轴直接(或经后传动轴)与驱动桥相连接。取消离合器。数控无级变速器装有变速器电控单元控制的伺服电机来改变发动机与驱动桥之间机械传输的速比，起到起步，加速，减速，巡航，爬坡，停车，倒车的相应作用。伺服电机还兼起动机作用。发电机也设置在传动系统中原离合器位置。车辆行驶制动过程中发电机在变速器电控单元的管理下加大发电量提高发电机的电磁阻力矩把部分车辆动能转为电能储存在蓄电池而使车辆减速起到辅助制动作用。同时车辆行驶制动过程中发动机也在变速器电控单元的统一管理控制下停止功率输出，转而利用发动机的运转阻力而使车辆减速起到辅助制动作用。
[0008]本发明具有以下有益效果:
[0009]为车辆提供一种新的简单实用的数控无级变速系统以取代变速器，离合器。伺服电机还兼起动机作用。达到简化结构，降低成本，简化驾驶员操作的效果。同时由于在车辆行驶制动过程中发动机和发电机在变速器电控单元的统一管理控制下起到辅助制动作用。减轻了行车制动器的负担，减少了行车制动器的发热和损耗，提高了行车安全。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0011]图1为本发明实施例提供的数控无级变速传动系统示意图。
[0012]图2为本发明实施例提供的数控无级变速器原理示意图。
[0013]图3为本发明实施例提供的数控无级变速器的剖视结构示意图。
[0014]标号说明:
[0015]1、发动机2、发动机电控单元3、转向桥4、蓄电池5、发电机6、油门踏板传感器7、行车制动踏板传感器8、驻车与前行倒车手柄传感器9、车速传感器10、变速器电控单元11、伺服电机12、蜗杆13、前传动轴14、数控无级变速器15、变速器输入轴16、变速器输出轴17、后传动轴18、驻车制动器19、驱动桥20、行星变速器壳体21、输入内齿圈22、输入行星排23、输出行星排24、行星轮25、输出内齿圈26、行星架27、蜗轮28、发动机启动按钮传感器29、巡航开关传感器。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]如图1所示:
[0018]发电机5设置在发动机I的飞轮上(没有离合器了)。
[0019]发动机I经发电机5、前传动轴13与变速器输入轴15相连接。其旋转运动经数控无级变速器14变速后由变速器输出轴16传输给后传动轴17再经驻车制动器18传输给驱动桥19带动整车运动。
[0020]数控无级变速器14的原理结构如图2所示，图3显示了它的一个剖视结构示意图。所示数控无级变速器14中有两组齿数完全相同的输入行星排22和输出行星排23，在行星变速器中间两端分别设置有输入轴15和输出轴16，在输入轴15和输出轴16上分别固定设置有输入行星排22的太阳轮和输出行星排23的太阳轮，所述输入行星排22和输出行星排23上共用一个行星架26，所述输入行星排22和输出行星排23上的行星轮24两两共轴，所述行星轮24套装在行星架26上，所述输出行星排23上的输出内齿圈25固定在行星变速器壳体20上，输入行星排22的输入内齿圈21上固定设置有一个蜗轮27，与蜗轮27嗤合的蜗杆12与伺服电机11相联接。
[0021]如图1所示，数控无级变速器14的伺服电机11的控制装置由变速器电控单元10、发动机电控单元2、油门踏板传感器6、行车制动踏板传感器7、驻车与前行倒车手柄传感器8、车速传感器9、发动机启动按钮传感器28和巡航开关传感器29等构成，所述相关物理量传感器分别把发动机转速参数、车速传感器参数、油门踏板状态参数、制动踏板状态参数、驻车与前行倒车手柄状态参数、发动机起动按钮状态参数、巡航开关状态参数，输送给变速器电控单元10，所述变速器电控单元10是一个微电脑，经变速器电控单元10运算，输出控制信号给伺服电机11、发动机电控单元2和发电机5控制其运转或运算。
[0022]进一步再分析说明数控无级变速器的工作原理。
[0023]如图2所示，发动机I的旋转运动以转速叫由输入轴15输入数控无级变速器14变成转速n2由输出轴16输出.则数控无级变速器14的传输速比i=n2/ni。
[0024]如图2所示，输入行星排22和输出行星排23是两组参数完全相同的行星排。这两个行星排的太阳轮分别固定在输入轴15和输出轴16上，所以输出轴16对输入轴15的速比也就是这两个行星排的太阳轮的速比。而这两个行星排共用一个行星架26，所述输入行星排22和输出行星排23上的行星轮24两两共轴，所述行星轮24套装在行星架26上，显然这种结构就造成这两个行星排的太阳轮速比取决于这两个行星排内齿圈的速比。而输出行星排23的输出内齿圈25是固定在行星变速器壳体20上。故输出内齿圈25的转速恒为O。而输入内齿圈21上固定设置有一个蜗轮27，与蜗轮27啮合的蜗杆12与伺服电机11相联接。若伺服电机11静止不转，蜗杆12静止不转，与其啮合的蜗轮27也静止不转，则输入内齿圈21也转速为O。此时这两个行星排的太阳轮和行星架26，行星轮24都将绕变速器的轴线同速旋转，η2=ηι。这两个行星排的太阳轮速比为I。也即数控无级变速器14的传输速比 I=Ii2Zn1=1
[0025]当因我们行驶需要改变传输速比的时候，相关物理量传感器把数字电信号输送给电控单元10，经电控单元10运算，输出控制信号给伺服电机11控制其运转。伺服电机11带动蜗杆12同速旋转，与蜗杆12啮合的蜗轮27则以比伺服电机11低得多的转速旋转，而输入内齿圈21则和蜗轮27同速旋转。此时输出行星排23的太阳轮则因输入内齿圈21的旋转而获得一个附加转速，这时两个行星排的太阳轮不再同速旋转，速比不再为I。当输出行星排23的太阳轮因输入内齿圈21的旋转而获得的附加转速与输入行星排22的太阳轮旋转方向相同时，输出行星排23的太阳轮的转速将高于输入行星排22的太阳轮的转速，即H2Sn1，也即数控无级变速器14的传输速比i=n2/ni> I。当输出行星排23的太阳轮因输入内齿圈21的旋转而获得的附加转速与输入行星排22的太阳轮旋转方向相反时，输出行星排23的太阳轮的转速将低于输入行星排22的太阳轮的转速，即n2 < n i，也即数控无级变速器14的传输速比I=Ii2Ai1 < 1而且随着伺服电机11转速增加，输出行星排的太阳轮的转速112逐渐降低直至为O。也即数控无级变速器14的传输速比i=0。随着伺服电机11转速再增加，将造成输出行星排的太