[发明专利]混合动力汽车的机械式变速动力传动系统及其控制系统

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车传动系统技术领域，具体涉及一种用于混合动力汽车的机械式变速动力传动系统。

背景技术

电动汽车包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。其驱动电机常采用交流感应电机和交流永磁电机。

这两种电机都可以采用变频技术，实现无级调速，因而在工业机械上一般不要求变速传动装置。但对于车速要求高，而同时又要求爬坡能力强的车辆，这种配置则难以满足车辆的行驶要求。采用可变速比齿轮变速传动装置可以满足最高车速的行驶要求，并提高车轮爬坡能力。

可变速比齿轮变速传动系统一般由离合器和齿轮式变速器组成。变速器换档结构型式有三种，即直齿滑动齿轮方式、啮合套方式，同步器换档方式。直齿滑动齿轮方式、啮合套方式在换档时，会造成换档或结合冲击的问题，易造成啮合齿轮损坏。而现有的同步器摩擦力矩调节困难，同步时间较长，且摩擦表面易损坏。

中国专利申请CN200910061844公开了一种电动汽车电机自动变速驱动系统，其包括可调速电机、齿轮式变速器、控制系统，可调速电机的电机轴与齿轮式变速器的第一轴为同一轴。可调速电机的输出端的电机壳体直接与齿轮式变速器的变速器机体固定连接；其去掉了电机与齿轮式变速器之间的离合器，取消了传统变速器中的同步器，采用啮合套式换档结构；利用电机的调速功能，实现换档过程中的待啮合齿轮等转速、同相位控制，利用气压(或液压)操纵机构完成换档，实现系统的自动控制。但在车辆运行过程中，还容易造成乱档、错档、打齿轮的现象，换档不顺畅，产生故障。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于混合动力汽车的机械式变速动力传动系统，不仅取消了电动汽车变速器的同步器，还可避免乱档、错档、打齿轮的现象，具有换挡顺畅可靠的优点。

本发明的技术解决方案是：用于混合动力汽车的机械式变速动力传动系统，包括离合器、内燃发动机、车用电机和齿轮变速箱，齿轮变速箱包括壳体，动力输入轴，动力输出轴，至少一个中间轴，至少一个气缸或液压缸；动力输入轴、动力输出轴、中间轴上设有齿轮，气缸或液压缸通过活塞与拨叉连接，拨叉与相应的齿轮连接；车用电机输出轴与变速箱输入轴制成同一轴或固定连接。车用电机后端盖侧设有由轴套、分离叉、拨杆、分离臂、分离轴承座构成的驱动离合装置；分离臂与设置在电机上的气缸联接；变速箱上设有由顶杆、顶杆两侧的定位钢球、拨叉构成的换档互锁装置；拨叉上设有与定位钢球配合的定位槽。

优选的，上述机械式变速动力传动系统中的变速箱采用凹型壳体，变速箱凹型壳体上设有多个档位感应开关，在变速箱输入轴、输出轴、中间轴中可根据控制需要安装转速传感器和编码器，以对控制系统提供转速信号，变速箱安装的气缸为两个，变速箱输出轴上装有两齿轮，两个气缸分别通过拨叉与两齿轮对应连接。

优选的，在变速箱壳体上加工有一深孔，从而使两拨叉杆所在位置的行程装配孔贯穿，档位互锁装置时锁住的是拨叉杆，也就是互锁后两个拨叉杆只能有一个可以动作，其顶杆、钢球、钢球安装在两拨叉杆之间的深孔内。安装顺序为拨叉杆、钢球、顶杆、钢球、拨叉杆且五者的配合关系为紧配合。

优选的，所述机械式变速动力传动系统，车用电机机座内设有冷却水道及进、出水口，车用电机尾端装有由定子和转子构成的磁阻旋转变压器。

优选的，所述机械式变速动力传动系统，其车用电机为车用变频调速三相交流异步电机。

优选的，所述机械式变速动力传动系统，其车用电机为变频调速三相交流永磁同步电机。

本发明同时提供一种机械式变速动力传动系统的控制系统；包括电机控制器、整车控制器、变速箱、电机、高压配电柜、电磁阀组、档位感应开关、光电编码器、霍尔传感器。整车控制器在进行自动换挡控制时，同时控制换档互锁装置动作，使变速箱不能同时挂入两个档位。