[发明专利]多挡变速器及使用该变速器的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及一种多挡变速器，属于车辆传动装置，既适用于混合动力等多动力输入车辆系统，也适用于传统内燃机车辆的多挡变速。

背景技术

全球自然环境和政策环境对新能源汽车行业的不断推动，促使专业技术人士更加关注如何进一步提高混合动力系统的运行效率。无论是普通混合动力（HEV）还是插电式混合动力（PHEV）都需要发动机与电动机合理匹配以实现能量利用率最大化。目前有效的能量分配方式是将发动机和电动机选择性地与变速器相连，纯电驱动模式下通过变速器调整使电动机工作在高效转速区域，当发动机参与驱动时将发动机与变速器连接，通过变速器调整发动机工作在高效转速区域，电动机随之转动。通过上述协调匹配，混合动力车辆基本能够满足日常的行驶要求。但是实践中发现，混合动力车辆，尤其是电动机参与比例较大的插电式混合动力车辆，电动机较长时间单独驱动车辆，且在较大负载或者较长时间、较大坡度爬坡时会出现动力不足的现象，必须由电动机参与驱动，提供额外转矩，以满足动力性需求。这种发动机和电动机同时使用的现象在我国西南部地区工况比较常见，为了使新能源汽车得到广泛使用，混合动力车辆的设计和制造需要考虑到各种工况，以适应各种自然环境。现有混合动力系统设计中，由于发动机和电动机高效区处在不同的转速区域内，如图1和图2所示，发动机与驱动电机处于并联状态时，现有结构是发动机与驱动电机共用一个挡位，做动力输出，在低速时，发动机无法处于高效区，无法发挥出最大扭矩，在高速时，主电机无法发挥出最大扭矩，不在高效区。因此，理想的结构是，不论车速是多少，发动机与驱动电机都在高效区工作，达到最佳节能效果，又能输出较大的扭矩，这就对变速箱提出了更高的要求，要求能同时提供给两个动力源不同的挡位。又因两个动力源高效区有重叠，又要求变速箱能提供二者相同的挡位。

发明内容

本发明提供一种多挡变速器，具有至少两个输入轴10，11；中间轴20，动力通过所述输入轴输入轴10，11传递至所述中间轴20；输出轴30，动力通过所述中间轴中间轴20传递至所述输出轴输出轴30并输出；所述输入轴10，11，所述中间轴20，所述输出轴30彼此平行布置；多个传动机构101-103，201-203，301-303，所述多个传动机构布置于所述输入轴10，11、中间轴20以及所述输出轴30之间；动力切换机构C1，C2，C3，C4，所述动力切换机构能够使通过第一输入轴10和第二输入轴11输入的动力通过所述传动机构101-103，201-203，301-303在所述输入轴10，11、中间轴20、输出轴30之间以不同的传动比传递。所述切换机构C1，C2，C3，C4中至少有一个切换机构设置于第一输入轴10和第二输入轴11之间，将第一输入轴10和第二输入轴11分离或者断开。

所述第一输入轴10与所述第二输入轴11连接不同的动力源时，两动力源同时以不同的传动比输出。

所述第一输入轴10和所述第二输入轴11彼此同轴配置且能够相对旋转和移动。所述动力切换机构C1-C4是双向离合器。

本发明还提供一种混合动力车辆，具有发动机、电动机、上述变速器，所述发动机连接所述第一输入轴10，所述电动机连接所述第二输入轴11，所述输出轴30连接车轮。某一特定工况下，控制切换机构C1，C2，C3，C4以实现如下方式动力输出：先控制发动机的挡位，再根据所需补充的动力控制电动机的挡位，最后控制发动机和电动机同时以各自挡位输出。还包括发电机，一方面与所述发动机通过传动机构相连接，另一方面与车内电源相连接。或者，还包括发电机，通过传动机构连接于所述变速器输入轴。

本发明还提供一种传统车辆，具有发动机，变速器，后桥及车轮，其特征在于，上述变速器，所述发动机输出轴通过离合装置C0与所述变速箱输入轴10，11连接，所述输出轴30连接所述后桥及车轮。

附图说明

图1是传统电动机效率特性曲线示意图。

图2是传统发动机效率特性曲给示意图。

图3是本发明所提供的多挡变速器结构示意图。

图4是使用本发明变速器的混合动力系统电动机输入一挡能量传递路线。

图5是使用本发明变速器的混合动力系统发动机输入一挡能量传递路线。

图6是发动机一挡电动机四挡时各切换机构的状态示意图。

图7是发动机一挡电动机三挡时各切换机构的状态示意图。

图8是发动机一挡电动机二挡时各切换机构的状态示意图。

图9是发动机二挡电动机一挡时各切换机构的状态示意图。