本实用新型属于汽车自动变速器的
技术领域：
。更具体地，本实用新型涉及一种并联式混动变速器。
背景技术：
：混合动力车型一般有发动机和电动机两种动力转换装置，通过传动系统驱动车轮；目前国内有若干家自动变速箱已经量产，但4AT、5AT在技术上已经落后；6AT、8AT、CVT和DCT也要考虑如何使用新能源，优化传动结构，才能在油耗、效率等方面进一步提升。技术实现要素：本实用新型提供一种并联式混动变速器，其目的是获得更多的档位并获得新的功能。为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：本实用新型的并联式混动变速器，包括前排行星齿轮系统、后排行星齿轮系统及离合器系统；所述的后排行星齿轮系统设有第二后排太阳轮；所述的变速器将电机定子固定在变速器壳体上，将电机转子与第二后排太阳轮相连接。所述的变速器还包括：第一制动器、第二制动器、第一离合器、第二离合器、第三离合器、单向离合器、前排行星架、第一后排行星架、第二后排行星架、前排齿圈、第一后排齿圈、第二后排齿圈、前排太阳轮、第一后排太阳轮、第二后排太阳轮；发动机经过变矩器后连接到前排齿圈，第一离合器连接前排行星架和第二后排太阳轮，第二离合器连接前排齿圈和第一后排行星架；第三离合器连接前排行星架和第一后排太阳轮；第一制动器固定第一后排太阳轮；第二制动器和单向离合器用于固定第一后排行星架；前排太阳轮与壳体固定连接；所述的第一后排行星架与第二后排齿圈连接；所述的第一后排齿圈与第二后排行星架连接后输出，经主减、差速器后驱动车轮。为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本实用新型还提供了以上所述的并联式混动变速器的控制方法，其技术方案是：所述的控制方法实现以下三种模式的动力传递路线：1、发动机模式；2、电动模式，3、混动模式。在所述的发动机模式下，电机不工作，可实现六个前进档位和一个倒档。在所述的电动模式下，发动机不工作，仅仅靠电机驱动车辆；在制动和滑行时，可通过电机进行能量回收；通过对换挡元件的控制，如通过只接合第二制动器以固定第一后排行星架，控制电机正转即可实现电动1档，此时，不接合任何离合器和制动器，仅靠单向离合器自动运转也可实现电动1档，但是没有发动机制动；同上，只接合第二制动器以固定第一后排行星架，控制电机反转即可实现电动倒档；因此，电动倒档与电动1档速比相同；通过只接合第一制动器以固定第一后排太阳轮，可实现电动2档。在所述的混动模式下，发动机和电机协同工作；由于变速器变成了两个输入源，每个档位都有各自的发动机速比和电机速比；各档位的发动机速比与变速器相同。该控制方法的控制策略包括以下步骤：开始；步骤501、按照基本换档线确定目标档位；步骤502、判断电机是否处于可用区间，如果是，则进入步骤503；如果否，则返回步骤501；步骤503、判断是否有发电需求，如果是，则进入步骤504；如果否，则进入步骤505；步骤504、进行发电控制；然后返回步骤501；步骤505、判断是否有助力需求，如果是，则进入步骤506；如果否，则进入步骤步骤507；步骤506、进行助力控制；然后返回步骤501；步骤507、判断是否有能量回收需求，如果是，则进入步骤508；如果否，则进入步骤509；步骤508、进行能量回收控制；然后返回步骤501；步骤509、判断是否有扭矩分配需求，如果是，则进入步骤510；如果否，则返回步骤501。本实用新型采用上述技术方案，可以实现不同的工作模式，使发动机和电机协同工作，动力性可大大提升；通过对发动机和电机不同的控制方式，可实现发电、助力、能量回收和扭矩分配等功能；结构简单、紧凑、成本较低。附图说明附图所示内容及图中的标记作简要说明：图1为现有技术的自动变速器传动简图；图2为本实用新型的自动变速器传动简图；图3为本实用新型在纯电动模式下的速度线图；图4为本实用新型在混动模式下的速度线图；图5为本实用新型的并联式混动变速器的控制策略逻辑框图。图中标记为：B1、第一制动器，B2、第二制动器，C1、第一离合器，C2、第二离合器，C3、第三离合器，F1、单向离合器，K1、前排行星架，K2、第一后排行星架，K3、第二后排行星架，R1、前排齿圈，R2、第一后排齿圈，R3、第二后排齿圈，S1、前排太阳轮，S2、第一后排太阳轮，S3、第二后排太阳轮。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。如图2所示本实用新型的结构，为一种并联式混动变速器，包括前排行星齿轮系统、后排行星齿轮系统及离合器系统，所述的后排行星齿轮系统设有第二后排太阳轮S3。图1是某款自动变速器传动简图，主要由前后排行星齿轮系统及离合器系统组成。为了克服其缺陷，实现获得更多的档位并获得新的功能的发明目的，本实用新型采取的技术方案为：如图2所示，本实用新型的并联式混动变速器，所述的变速器将电机定子固定在壳体上，将电机转子与第二后排太阳轮S3相连接。本实用新型是将AT自动变速器改造成并联式混动变速器的方案。本实用新型的并联式混动变速器的改造方法是在原6AT变速器中，将电机定子固定在变速器的壳体上，将电机转子与S3相连，将电机安装在变速器中，得到了三种模式下的若干种动力传递路线、更多的档位并获得了新的功能。本实用新型的结构方案是：所述的变速器还包括：第一制动器B1、第二制动器B2、第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3、单向离合器F1、前排行星架K1、第一后排行星架K2、第二后排行星架K3、前排齿圈R1、第一后排齿圈R2、第二后排齿圈R3、前排太阳轮S1、第一后排太阳轮S2、第二后排太阳轮S3；发动机经过变矩器后连接到前排齿圈R1，第一离合器C1连接前排行星架K1和第二后排太阳轮S3，第二离合器C2连接前排齿圈R1和第一后排行星架K2；第三离合器C3连接前排行星架K1和第一后排太阳轮S2；第一制动器B1固定第一后排太阳轮S2；第二制动器B2和单向离合器F1用于固定第一后排行星架K2；前排太阳轮S1与壳体固定连接；所述的第一后排行星架K2与第二后排齿圈R3连接；所述的第一后排齿圈R2与第二后排行星架K3连接后输出，经主减、差速器后驱动车轮。本实用新型的上述技术方案的优点是：1、结构简单、紧凑、成本较低；2、完全保留了原变速器在发动机模式下的所有功能，还实现了电动模式和混动模式；3、可实现发电、助力、能量回收和扭矩分配功能。为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本实用新型还提供了以上所述的并联式混动变速器的控制方法，其技术方案如图2所示：所述的控制方法实现以下三种模式的动力传递路线：1、发动机模式；2、电动模式，3、混动模式。1、在所述的发动机模式下，电机不工作，可实现六个前进档位和一个倒档。发动机模式，完全保留了原变速器的功能。2、在所述的电动模式下，发动机不工作，仅仅靠电机驱动车辆；实现0油耗；在制动和滑行时，可通过电机进行能量回收，实现能量回收功能。速度线图如图3所示。通过对换挡元件的控制，如通过只接合第二制动器B2以固定第一后排行星架K2，控制电机正转即可实现电动1档，此时，不接合任何离合器和制动器，仅靠单向离合器F1自动运转也可实现电动1档，但是没有发动机制动；同上，只接合第二制动器B2以固定第一后排行星架K2，控制电机反转即可实现电动倒档；因此，电动倒档与电动1档速比相同；通过只接合第一制动器B1以固定第一后排太阳轮S2，可实现电动2档。这样，实现了电动倒档、电动1档和电动2档。电动1档和电动2档的速比计算如下：iev1＝(ZR3/ZS3+1)：1＝3.048；iev2＝(ZR3/ZS3+1+ZR2/ZS2)：(1+ZR2/ZS2)＝1.714。3、如图4所示，在所述的混动模式下，发动机和电机协同工作；由于变速器变成了两个输入源，每个档位都有各自的发动机速比和电机速比；各档位的发动机速比与变速器相同。实现了混动模式下的6种动力传递路线，电机和发动机可以共同驱动车辆。各档位的电机速比计算如下：im1＝(ZR3/ZS3+1)：1＝3.048；im2＝(ZR3/ZS3+1+ZR2/ZS2)：(1+ZR2/ZS2)＝1.714；im3＝1；im4＝ZR1×(ZR1/ZS3+1)/ZS1：(ZR1×(ZR1/ZS3+1)/ZS1+ZR3/ZS3)＝0.728；im5＝ZR3/ZS3：(1+ZR2/ZS2+ZR2×ZR1/ZS2/ZS1)+1＝1.329；im6＝ZR3/ZS3：(1+ZR2/ZS2)+1＝1.714。混动模式使发动机和电机协同工作，动力性可大大提升；由于多了一个动力输入源，通过对发动机和电机不同的控制方式，就可实现发电、助力、能量回收和扭矩分配等功能。如图5所示，该控制方法的控制策略包括发电控制策略、助力控制策略、能量回收控制策略和扭矩分配控制策略。该控制方法的控制策略包括以下步骤：开始；步骤501、按照基本换档线确定目标档位；步骤502、判断电机是否处于可用区间，如果是，则进入步骤503；如果否，则返回步骤501；步骤503、判断是否有发电需求，如果是，则进入步骤504；如果否，则进入步骤505；步骤504、进行发电控制；然后返回步骤501；步骤505、判断是否有助力需求，如果是，则进入步骤506；如果否，则进入步骤步骤507；步骤506、进行助力控制；然后返回步骤501；步骤507、判断是否有能量回收需求，如果是，则进入步骤508；如果否，则进入步骤509；步骤508、进行能量回收控制；然后返回步骤501；步骤509、判断是否有扭矩分配需求，如果是，则进入步骤510；如果否，则返回步骤501。以下结合图5，对上述控制策略进行详细分析。步骤501，按照双换挡参数方法确定基本的换挡线。双换挡参数方法是用车速和油门踏板开度来确定目标档位，属于现有技术，在此不做赘述。步骤502，确定电机的可用区间。具体的，从表1可以看出，由于是基于原变速器上的改造，各档位发动机速比变化是很合理的，但电机速比只是在1、2、3、4档之间比较合理，在5、6档时反而异常上升；因此，需要在软件进行相应限制。在应用例中，发动机最大转速Nmax和电机最大转速基本相等；在5、6档时，发动机转速超过上限值Nlim5、Nlim6时，电机也会超过最大转速，因此需要提前关断电机。在进行4档升5档或4档升6档时，发动机转速超过上限值Nlim45和Nlim46时，换挡完成后电机也会超过最大转速，因此也需要在换挡过程中关断电机。转速上限值的计算如下：Nlim5＝Nmax×i5/im5＝Nmax×0.851/1.329＝0.64NmaxNlim6＝Nmax×i6/im6＝Nmax×0.672/1.714＝0.39NmaxNlim45＝Nmax×i4/im5＝Nmax×1.142/1.329＝0.86NmaxNlim46＝Nmax×i4/im6＝Nmax×1.142/1.714＝0.67Nmax表1变速器挡位发动机速比i电机速比im14.4593.04822.5081.71431.556141.1420.72850.8511.32960.6721.714步骤503～504，检测到电池电量SOC＜5％时，可通过电机消耗发动机扭矩进行发电。车辆静止时，若检测到换挡杆处于P档位置或者制动踏板被踹下，通过控制离合器C1接合，发动机即可带动电机发电。根据SOC和发动机转速查表(此MAP由实际标定得到)得到目标发电扭矩Tgen；电机的请求扭矩即为Tgen，而发动机请求扭矩为怠速扭矩加上Tgen。而车辆行驶时，则根据档位、车速和发动机扭矩查表(MAP由实际标定得到)得到目标发电扭矩Tgen。步骤505～506，检测到油门踏板开度＞90％时，可通过电机产生正扭矩实现助力功能来弥补发动机外特性不足的缺点。根据发动机外特性曲线，通过发动机转速查表即可得到当前工况下发动机能达到的最大扭矩，可将此最大扭矩做为发动机请求扭矩。再根据当前的电机转速查表得到当前工况下电机能提供的最大扭矩作为电机请求扭矩。步骤507～508，检测到制动踏板被踹下或油门踏板开度为0时，可通过电机进行能量回收。根据制动主缸压力和车速查表(MAP由实际标定得到)，得到目标回收扭矩Tcyc作为电机的请求扭矩。步骤509～510，在没有其他功能需求时，执行扭矩分配功能。根据pedalmap曲线，通过油门踏板信号和发动机转速查表即可得到需求扭矩。而根据发动机万有特性曲线，通过油门踏板信号和发动机转速查表即可得到当前工况下燃油效率最高时的发动机扭矩，可将此最大扭矩做为发动机请求扭矩；发动机请求扭矩与需求扭矩相比，不够的部分则作为电机请求扭矩，以此实现最佳的燃油经济性。上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 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