专利名称：智能amt变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车变速器，尤其是涉及一种自动机械式AMT变速器。
背景技术：
目前，随着汽车制造技术的发展，出现了许多性能各异的汽车变速器，例如全机 械传动的MT变速器、无级变速的CVT变速器、自动机械式AMT变速器以及手自 一体变速器 等，而自动机械式AMT变速器则最能兼顾成本、动力性以及经济性，但AMT变速器在换挡时 的冲击问题却一致无法得到有效地解决，其根本的原因就在于，和变速器相连的摩擦离合 器在换挡后其主动摩擦片和从动摩擦片的转速不一致，上述换挡时会产生冲击的缺陷制约 了 AMT变速器的发展。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在的换挡时会产生冲击的不足，提供一种能平顺 换挡、无需启动机即可启动发动机、可利用车辆制动时的动能惯性实现发电回馈制动，以及 车辆在怠速状态时发动机可对蓄电池进行充电的智能AMT变速器。 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种智能AMT变速器，包括AMT变 速箱、连接发动机曲轴和AMT变速箱的摩擦离合器、变速器控制单元TCU以及发动机控制 单元ECU,其特征是，在摩擦离合器和曲轴之间设有行星齿轮传动系统，所述行星齿轮传动 系统包括与主动摩擦片同轴连接的太阳轮、与曲轴同轴连接的行星架、与行星轮啮合的齿 圈，在所述齿圈外侧还设有电机，电机轴上设有与齿圈啮合传动的电机齿轮，在太阳轮转轴 上设有锁止机构，所述变速器还包括控制电机转速的电机控制器、发动机速度传感器以及 离合器速度传感器。摩擦离合器具有分离时能彻底切断动力、接合后能高效传递动力的优 点，由于接合时主动摩擦片和从动摩擦片之间有一个转速差，因此现有技术的AMT变速器 在换挡时会产生一个冲击，本发明的技术方案主要是利用现有技术的AMT变速箱并在摩擦 离合器和发动机曲轴之间增加一个行星齿轮传动系统，该传动系统的作用类似于第二个离 合器，在换挡后，通过控制电机的转速，最终使主动摩擦片和从动摩擦片的转速一致，此时 接合摩擦离合器，从而实现平稳无冲击的换挡由于本发明设有电机，因此发动机在启动时 无需启动机带动，由电机通过行星齿轮传动系统直接启动发动机转动；当发动机点火正常 运转后，通过控制电机的转速和转动方向，使主动摩擦片的转速为零，此时，手动由空挡挂 上前进一档，摩擦离合器接合，然后电机控制器控制电机转速使其慢慢过渡到零，而主动摩 擦片则慢慢开始由静止加速，从而将动力平稳地传递到AMT变速箱中；当车辆处于怠速状 态时，发动机的所有动力通过行星齿轮传动系统带动电机转动，此时电机发电对蓄电池进 行充电；当车辆降速或下坡运行时，可利用车辆的动能惯性来实现发电回馈制动，此时电机 产生一个制动性的电磁转矩，对车辆起制动作用，同时，运行于发电机状态的电机给蓄电池 充电。
因此，本发明具有如下有益效果(l)通过行星齿轮传动系统，实现无冲击的平顺换挡；(2)发动机由电机直接启动，省去了启动发动机用的启动机；(3)便于实现车辆制动 能量的回收和怠速发电，达到节能环保的效果。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的控制原理方框图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。 如图1 、图2所示的实施例中，本发明的智能AMT变速器，包括AMT变速箱1以及和 AMT变速箱1连接的摩擦离合器3，在摩擦离合器3和发动机曲轴2之间设置行星齿轮传动 系统，所述行星齿轮传动系统的太阳轮4与摩擦离合器3的主动摩擦片31同轴连接，其行 星架5则与发动机曲轴2同轴连接，在与行星轮6啮合的齿圈7外侧设置一个电机8，电机 8轴上设置与齿圈7啮合传动的电机齿轮9，电机齿轮9与齿圈7的传动比为1 : l，在太阳 轮4转轴上设置锁止机构10，另外，本发明的智能AMT变速器还包括控制电机8转速的电机 控制器11、用以控制整个变速器工作的变速器控制单元TCU12、用以处理发动机速度信号 的发动机控制单元ECU13、发动机速度传感器14以及离合器速度传感器15。
在本发明的传动系统中，我们将电机8的转速(即电机齿轮9的转速)设为Nm，主 动摩擦片31的转速(即太阳轮4的转速)设为Ng，发动机曲轴2的转速(即行星架5的转 速)设为K，太阳轮4的齿数设为Zs，齿圈7的齿数设为Zr，根据行星齿轮的传动关系可知， 上述三个转速之间的关系符合公式Nm+Ne(Zs/Zr) = (l+Zs/Zr)Ng，由公式可知，当电机8转 速Nm = 0时，齿圈7静止，发动机曲轴2的动力直接传递到主动摩擦片31上，当电机8运 转时，曲轴2和电机8的转速共同影响主动摩擦片31的转速。 当驾驶员转动车钥匙(即为图2中的驾驶员控制设备)发动汽车时，汽车发动机 的启动不再由传统的启动机带动，而是由电机8直接带动，变速器控制单元TCU12控制锁止 机构10将太阳轮4锁死，并向电机控制器11发出调速指令，电机控制器11当即启动电机 8，此时，电机8的转动直接通过电机齿轮9、齿圈7、行星轮6、行星架5传递到发动机曲轴 2，使发动机快速启动，由于和主动摩擦片31同轴连接的太阳轮4处于静止状态，即Ng = 0， 因此车辆不会起步。 当发动机点火运转后，发动机速度传感器14将发动机转速信号反馈给发动机控 制单元ECU13，发动机控制单元ECU13再将上述信号处理后传送给变速器控制单元TCU12， 变速器控制单元TCU12根据预先设定的程序向电机控制器11发出调速指令，电机控制器11 随即将电机8的转速控制到Nm = -NjZ乂Zr)(等式右边的负号表示转速方向相反)，根据前 述的公式可知，此时的主动摩擦片31转速& = 0，即仍然保持静止状态，此时手动由空挡挂 上前进一档，则变速器控制单元TCU12通过AMT变速箱1的控制电磁阀控制其中的液压执 行机构进行换挡，此时，摩擦离合器3的主动摩擦片31和从动摩擦片32接合，此时的主动 摩擦片31转速& = 0，因此不会有冲击产生，换挡到位后，液压执行机构的位置传感器将换 挡到位的信号反馈给变速器控制单元TCU12，变速器控制单元TCU12立即向电机控制器11 发出调速指令，电机控制器11随即平稳地调整电机8的转速并使其从Nm = -NjZ乂Zr)变为Nm = 0，而主动摩擦片31的转速则从Ng = 0变为Ng = Ne Zs/(ZS+Zr)，使发动机的动力平 稳地传递到AMT变速箱1中，完成起步过程。 当车辆在行驶中换挡时，变速器控制单元TCU12首先通过AMT变速箱1的控制电 磁阀控制其中的液压执行机构使摩擦离合器3分离，从而断开了发动机传递到AMT变速箱 1的动力，接着，液压执行机构进行换挡，液压执行机构的位置传感器将换挡成功的信号反 馈给变速器控制单元TCU12，变速器控制单元TCU12随即将离合器速度传感器15反馈的主 动摩擦片31和从动摩擦片32的转速信息进行处理，然后向电机控制器11发出调速指令， 电机控制器11通过计算后对电机8进行调速，最终使主动摩擦片31的转速&(即太阳轮4 的转速)与从动摩擦片32的转速保持一致，当变速器控制单元TCU12确认离合器速度传感 器15反馈的主动摩擦片31和从动摩擦片32的转速相等时，即通过AMT变速箱1的控制电 磁阀控制其中的液压执行机构使摩擦离合器3接合，由于此时的主动摩擦片31和从动摩擦 片32转速一致，因此不会有冲击产生，随后变速器控制单元TCU12向电机控制器11发出调 速指令，电机控制器11再次将电机8转速调为Nm = 0，此时，发动机曲轴2和AMT变速箱1 之间恢复正常的动力传递，从而平稳地完成整个换挡程序。 当汽车降速或下坡运行时，AMT变速箱1需要从高档位换到低挡位，由于此时的 AMT变速箱1转化为一个负载，而车轮的转动成为一个动力源，因此，来自车辆的动能惯性 通过车轮反向传递到AMT变速箱1，并最终和发动机的动力一起通过行星齿轮传动系统共 同传递到电机8上，此时，变速器控制单元TCU12通过电机控制器11使电机8运行于发电 机状态，电机8产生的电能可对蓄电池进行充电，从而达到回收制动能量的效果。
当车辆在遇到红灯或其它情况需暂时停车时，发动机处于怠速状态，此时，变速器 控制单元TCU12控制锁止机构10将太阳轮4锁死，这样发动机的动力通过与曲轴2连接的 行星架5、行星轮6、齿圈7、电机齿轮9并最终带动电机8运转，此时电机8运行于发电状态 并给蓄电池充电，以达到节能的目的。
权利要求
一种智能AMT变速器，包括AMT变速箱(1)、连接发动机曲轴(2)和AMT变速箱(1)的摩擦离合器(3)、变速器控制单元TCU(12)以及发动机控制单元ECU(13)，其特征是，在摩擦离合器(3)和曲轴(2)之间设有行星齿轮传动系统，所述行星齿轮传动系统包括与主动摩擦片(31)同轴连接的太阳轮(4)、与曲轴(2)同轴连接的行星架(5)、与行星轮(6)啮合的齿圈(7)，在所述齿圈(7)外侧还设有电机(8)，电机(8)轴上设有与齿圈(7)啮合传动的电机齿轮(9)，在太阳轮(4)转轴上设有锁止机构(10)，所述变速器还包括控制电机(8)转速的电机控制器(11)、发动机速度传感器(14)以及离合器速度传感器(15)。
全文摘要
本发明公开了一种智能AMT变速器，主要是利用现有的AMT变速箱并在摩擦离合器和发动机曲轴之间设置行星齿轮传动系统，该行星齿轮传动系统包括与主动摩擦片同轴连接的太阳轮、与曲轴同轴连接的行星架、与行星轮啮合的齿圈，在齿圈外侧还设有电机，电机轴上设有与齿圈啮合传动的电机齿轮，在太阳轮转轴上设有锁止机构，所述变速器还包括变速器控制单元TCU、发动机控制单元ECU、电机控制器、发动机速度传感器以及离合器速度传感器。启动时，利用电机直接启动发动机，可省去传统的启动机；换挡时，通过控制电机转速，并最终使主动摩擦片和从动摩擦片的转速一致，以达到平稳换挡。本发明适用于作为中高档轿车的变速器使用。
文档编号F16H61/02GK101701625SQ20091030425
公开日2010年5月5日 申请日期2009年7月13日 优先权日2009年7月13日
发明者李书福, 杨健, 陈俊 申请人:浙江吉利控股集团有限公司