一种混合动力变速箱换挡装置及控制方法与流程

本发明涉及汽车动力，特别涉及一种混合动力变速箱换挡装置及控制方法。

背景技术：

1、通常所说的混合动力一般是指油电混合动力，即燃料(汽油，柴油等)和电能的混合。混合动力汽车是由电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。混合动力就是指汽车使用汽油驱动和电力驱动两种驱动方式。优点在于车辆启动停止时，只靠电机带动，不达到一定速度，发动机就不工作，因此，便能使发动机一直保持在最佳工况状态，动力性好，排放量很低。而且电能的来源都是发动机，只需加油即可，而变速箱，汽车配件之一，是变更转速比和运动方向的装置。用来按不同工作条件改变由主动轴传到从动轴上的扭矩、转速和运动方向。齿轮传动的变速箱一般由箱壳和若干齿轮对组成。

2、而目前的混动变速箱换挡采用带同步器换挡方案，而同步器的投入使用会变相增加使用成本较高，而在竞争日益激烈的市场环境下，采用无同步器的结合齿套方案成为更优的选择。

3、而目前采用无同步器的结合齿套方案中，换挡零部件简化，带来更低的成本，但该方案通常是通过转速差控制实现换挡，容易产生换挡冲击或换挡顿挫，特别是齿对齿的极端情况下容易导致换挡失败，降低使用者驾驶体验，且降低齿轮使用寿命。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种混合动力变速箱换挡装置及控制方法，用以解决现有技术中，采用无同步器的结合齿套方案，该方案通常是通过转速差控制实现换挡，容易产生换挡冲击或换挡顿挫，特别是齿对齿的极端情况下容易导致换挡失败，降低使用者驾驶体验，且降低齿轮使用寿命的问题。

2、根据本发明实施例的一种混合动力变速箱换挡装置，包括中间轴、串联在所述中间轴上的换挡组件、分别与所述换挡组件两侧联接的第一电机组件以及第二电机组件、设置在所述第一电机组件远离所述换挡组件一侧的第一旋转变压器以及设置在所述第二电机组件远离所述换挡组件一侧的第二旋转变压器；

3、所述换挡组件包括分别与所述第一电机组件及所述第一旋转变压器串联的一档换挡齿和二档换挡齿，以及分别与所述第二电机组件及所述第二旋转变压器串联的结合齿套，所述结合齿套位于所述一档换挡齿和所述二档换挡齿之间；

4、其中，所述第一旋转变压器可通过与其连接的第一电机组件实时获取所述一档换挡齿和所述二档换挡齿转速和转角，所述第二转速变压器可通过与其连接的所述第二电机组件实时获取所述结合齿套转速和转角。

5、进一步的，所述一档换挡齿远离所述二档换挡齿一侧固定连接有二档从动齿，所述二档换挡齿远离所述一档换挡齿一侧固定连接有一档从动齿。

6、进一步的，所述第一电机组件包括发动机、与所述发动机联接的输入轴、设置在所述输入轴上的第一齿轮组、与所述第一齿轮组联接的第二齿轮组以及依次与所述第二齿轮组联接的第一电机轴和第一电机。

7、进一步的，所述第一齿轮组包括用于联接所述第二齿轮组的第一输入齿轮、与所述二档从动齿联接的二档主动齿轮以及与所述一档从动齿联接的一档主动齿轮。

8、进一步的，所述第二齿轮组包括第一惰轮轴、设置在所述第一惰轮轴上且与所述第一输入齿轮联接的第一惰轮以及设置在所述第一电机轴上且与所述第一惰轮联接的第二输入齿轮。

9、进一步的，所述中间轴上位于所述一档从动齿一侧设置有用于联接所述第二电机组件的中间轴齿轮。

10、进一步的，所述第二电机组件包括与中间轴齿轮联接的第三齿轮组、与所述第三齿轮组远离所述中间轴齿轮一侧联接的第四齿轮组以及依次与所述第四齿轮组联接的第二电机轴和第二电机。

11、进一步的，所述第三齿轮组包括输出轴以及设置在所述输出轴上与所述中间轴齿轮联接的输出轴齿轮。

12、进一步的，所述第四齿轮组包括第二惰轮轴、设置在所述第二惰轮轴上且与所述输出轴齿轮联接的第二惰轮轴齿轮、设置在所述第二惰轮轴上远离所述第二惰轮轴齿轮一侧的第三惰轮轴齿轮、以及设置在所述第二电机轴上且与所述第三惰轮轴齿轮联接的输出齿轮。

13、根据本发明实施例的一种混合动力变速箱换挡装置控制方法，用于控制本发明中所述混合动力变速箱换挡装置，所述方法包括：

14、通过第一旋转变压器实时获取一档换挡齿和二档换挡齿的转速信息和转角信息，并确定为第一转速信息和转角信息；

15、通过第二旋转变压器实时获取结合齿套的转速信息和转角信息，并确定为第二转速信息和转角信息；

16、计算所述第一转速信息与所述第二转速信息差值得到转速差信息；

17、计算所述第一转角信息与所述第二转角信息差值得到转角差信息；

18、判断所述转速差信息和转角差信息是否满足阈值；

19、若是，则完成换挡操作；

20、若否，则对应调整所述第一转速信息和所述第二转速信息，以使所述第一转速信息与所述第二转速信息的所述转速差信息满足阈值，对应调整所述第一转角信息和所述第二转角信息，以使所述第一转角信息与所述第二转角信息的所述转角差信息满足阈值。

21、与现有技术相比：本发明提出一种混合动力变速箱换挡装置及控制方法，通过第一旋转变压器可实时获取一档换挡齿和二档换挡齿在输出过程中的转速信息和转角信息，以及通过第二旋转变压器可实时获取到与其串联的结合齿套在输出过程中的转速信息和转角信息，而在换挡过程中可结合以上两组转速信息进行差值计算，得到转速差数值，并保证该转速差在50r/min以内，在换挡过程中可结合以上两组转角差值计算，得到转角差数值，并保证该转角差在2°以内，且在该转速差值和转角差值范围内，可以是实现无冲击换挡，若未达到相应转速差范围或相应的转角差，则控制第一电机实现电机轴速度变化或转动，以使当前一档换挡齿和二档换挡齿与结合齿套之间的相对转速直至满足转速差在50r/min以内，以使当前一档换挡齿和二档换挡齿与结合齿套之间的相对转角直至满足转角差在2°以内，最终实现换挡过程中齿轮的相互位置对齐做到无冲击的进行快速换挡，另外在不增加硬件成本的前提下，通过控制算法的优化，实现更好的换挡品质，解决了目前采用无同步器的结合齿套方案，该方案通常是通过转速差控制实现换挡，容易产生换挡冲击或换挡顿挫，特别是齿对齿的极端情况下容易导致换挡失败，降低使用者驾驶体验，且降低齿轮使用寿命的问题。

技术特征：

1.一种混合动力变速箱换挡装置，其特征在于，包括中间轴、串联在所述中间轴上的换挡组件、分别与所述换挡组件两侧联接的第一电机组件以及第二电机组件、设置在所述第一电机组件远离所述换挡组件一侧的第一旋转变压器以及设置在所述第二电机组件远离所述换挡组件一侧的第二旋转变压器；

2.根据权利要求1所述的混合动力变速箱换挡装置，其特征在于，所述一档换挡齿远离所述二档换挡齿一侧固定连接有二档从动齿，所述二档换挡齿远离所述一档换挡齿一侧固定连接有一档从动齿。

3.根据权利要求2所述的混合动力变速箱换挡装置，其特征在于，所述第一电机组件包括发动机、与所述发动机联接的输入轴、设置在所述输入轴上的第一齿轮组、与所述第一齿轮组联接的第二齿轮组以及依次与所述第二齿轮组联接的第一电机轴和第一电机。

4.根据权利要求3所述的混合动力变速箱换挡装置，其特征在于，所述第一齿轮组包括用于联接所述第二齿轮组的第一输入齿轮、与所述二档从动齿联接的二档主动齿轮以及与所述一档从动齿联接的一档主动齿轮。

5.根据权利要求4所述的混合动力变速箱换挡装置，其特征在于，所述第二齿轮组包括第一惰轮轴、设置在所述第一惰轮轴上且与所述第一输入齿轮联接的第一惰轮以及设置在所述第一电机轴上且与所述第一惰轮联接的第二输入齿轮。

6.根据权利要求2所述的混合动力变速箱换挡装置，其特征在于，所述中间轴上位于所述一档从动齿一侧设置有用于联接所述第二电机组件的中间轴齿轮。

7.根据权利要求6所述的混合动力变速箱换挡装置，其特征在于，所述第二电机组件包括与中间轴齿轮联接的第三齿轮组、与所述第三齿轮组远离所述中间轴齿轮一侧联接的第四齿轮组以及依次与所述第四齿轮组联接的第二电机轴和第二电机。

8.根据权利要求7所述的混合动力变速箱换挡装置，其特征在于，所述第三齿轮组包括输出轴以及设置在所述输出轴上与所述中间轴齿轮联接的输出轴齿轮。

9.根据权利要求8所述的混合动力变速箱换挡装置，其特征在于，所述第四齿轮组包括第二惰轮轴、设置在所述第二惰轮轴上且与所述输出轴齿轮联接的第二惰轮轴齿轮、设置在所述第二惰轮轴上远离所述第二惰轮轴齿轮一侧的第三惰轮轴齿轮、以及设置在所述第二电机轴上且与所述第三惰轮轴齿轮联接的输出齿轮。

10.一种混合动力变速箱换挡装置控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1至9中任一项所述的混合动力变速箱换挡装置，所述方法包括：

技术总结
本发明提供一种混合动力变速箱换挡装置及控制方法，包括中间轴、串联在中间轴上的换挡组件、分别与换挡组件两侧联接的第一电机组件以及第二电机组件、设置在第一电机组件远离换挡组件一侧的第一旋转变压器以及设置在第二电机组件上的第二旋转变压器，换挡组件包括分别与第一电机组件及第一旋转变压器串联的一档换挡齿和二档换挡齿，以及分别与第二电机组件及第二旋转变压器串联的结合齿套，通过第一旋转变压器可获取一档换挡齿和二档换挡齿在输出过程中的转速信息和转角信息，以及通过第二旋转变压器获取到结合齿套在输出过程中的转速信息和转角信息，并根据差速信息调整一档换挡齿和二档换挡齿与结合齿套转速，以实现无冲击换挡。

技术研发人员：罗宏亮,王雷,刘石生,金辉辉,欧阳佳雪,陶其乐,邹伟,胡绪佳,陈孟,曹青云
受保护的技术使用者：麦格纳动力总成（江西）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15