一种集成驱动电机的定轴式混合动力变速器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种汽车变速器，尤其是设及一种集成驱动电机的定轴式混合动力变 速器。
【背景技术】
[0002] 常见单电机定轴式并联混合动力汽车传动系主要包含2类，即P2及P3方案。在 P2方案中，电机位于变速器输入端，W此充分利用变速器速比实现高效传动。在P3方案中， 电机位于变速器输出端，W此实现车辆无动力中断换档。对于上述运2个方案而言，电机只 能通过数量有限的固定路径向轮边传递动力。目前有一类较为先进的单电机定轴式并联混 合动力汽车，其核屯、设计思想是使得电机具有可变的动力传递路径，即通过自动操纵机构 使得电机可选地与变速器的输入轴、输出轴或者中间轴旋转驱动连接，其优点是使得电机 能够最大限度地满足不同工况下车辆的行驶需求。
[0003] 申请号为200780053755. 6的中国专利公开了混合动力系统的操作方法W及具有 两辅助齿轮装置的混合动力系统，其核屯、设计思想就是通过空套在第一动力源输入轴上的 齿轮副，空套在输出轴上的齿轮副及分别位于上述两根轴上的同步器，运样一个呈H型布 置的4个空套齿轮及相应的两个同步器实现灵活的功率传输路径。该发明在实施过程中有 两个难点：
[0004] 1)切换和控制复杂，各同步器要有效配合才能完成速比组合和路径切换； 阳0化]2)相邻轴上轴向坐标相同的同步器会显著增加相邻轴的设计难度，工程实现上要 解决相邻轴上并排的4个空套齿轮和两个同步器的周向尺寸控制难题。
[0006] 对于动力系统前置且发动机横置的混合动力汽车而言，动力舱的空间十分有限， 特别是其横向空间的尺寸在很大程度上限制了变速箱的轴向长度。随着混合动力汽车混合 比的提高，电机所占空间逐步变大，为此要求动力系统能够为电机尽可能多地提供有效空 间。选择电机与变速箱平行布置可W充分利用变速箱径向空间，但电机的输出动力需经过 端部齿轮副和中间轴或输出轴禪合，同样对电机的轴向布置空间提出了较高要求。
[0007] 中国专利CN103786563A公开了一种混合动力车用有源传动装置，包括与发动机 通过离合器旋转驱动连接的I轴，与车轮通过固定速比旋转驱动连接的II轴，电机，与电机 通过固定速比旋转驱动连接的III轴；=端口组件，该=端口组件由两个输出元件、一个输入 元件、一个切换机构组成，两个输出元件可独立自由旋转且同轴布置，分别与I轴、II轴旋 转驱动连接，输入元件与III轴旋转驱动连接，切换机构用于实现输入元件与任一输出元件 的可选驱动连接。但是该专利需要设置一个结构较为复杂=端口组件来实现电机功率禪合 的路径切换，同时其输入轴与输出轴间不存在反向速比，更为关键的是相比于本发明，其电 机可用的轴向布置空间较小。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种集成驱动电机 的定轴式混合动力变速器，通过倒档轴同时作为电机扭矩、发动机正反扭矩、发动机反向扭 矩中间传递路径等技术创新，实现了电机布置轴向及径向空间的最大化。并且轴系及档位 切换逻辑简单，档位切换与模式切换完全独立，根据需要可采用两套完全独立的操纵机构 头施。
[0009] 本发明的目的可W通过W下技术方案来实现：
[0010] 一种集成驱动电机的定轴式混合动力变速器，包括：
[0011] 两根正向速比传动轴：包括与内燃机驱动连接的输入轴、通过差速器与车轮保持 旋转驱动连接的输出轴，由若干空套齿轮-同步器-固结齿轮副构成的输入轴和输出轴之 间互斥的正向速比；
[0012] 倒档轴：由倒档滑动齿轮副或倒档用空套齿轮-同步器-固结齿轮副构成可切断 的输入轴到输出轴的反向速比；
[0013] 电机：由若干齿轮副和同步切换机构将其与输入轴、输出轴和倒档轴驱动连接；
[0014] 所述的电机通过固定速比与倒档轴上的固结齿轮旋转驱动连接；
[0015] 在其中一根正向速比传动轴上至少布置一正向速比空套齿轮和一正向速比固结 齿轮；
[0016] 所述的倒档轴上布置两个可经由模式切换同步器切断和晒合的空套齿轮，其分别 与所述的正向速比传动轴上的空套齿轮和固结齿轮晒合。
[0017] 优选地，输入轴上至少布置一正向速比空套齿轮和一正向速比固结齿轮。
[0018] 优选地，输出轴上至少布置一正向速比空套齿轮和一正向速比固结齿轮。
[0019] 优选地，倒档用的空套齿轮和同步器布置在输入轴上，倒档用的固结齿轮布置在 倒档轴上，该固结齿轮将电机与倒档轴进行驱动连接。
[0020] 更加优选地，倒档用的固结齿轮置于倒档轴的最外侧。
[0021] 更加优选地，倒档用的固结齿轮为双联齿轮。
[0022] 所述的输入轴与内燃机之间经由固定速比常晒合齿轮副相互连接。
[0023] 所述的输出轴与差速器之间经由常晒合齿轮副相互连接。
[0024] 所述的模式切换同步器的操作独立于其它同步器。
[00巧]优选地，模式切换同步器由控制器自动操作，其它同步器为手动操作。
[00%] 与现有技术相比，本发明具有W下优点：
[0027] 1)轴系简单，采用倒档轴作为模式切换中间轴，仅需增加必要的惰轮轴连接电机 输出轴和倒档轴即可实现有效的功率禪合和路径切换，实现了齿轴的简化，对于减少体积、 降低重量均有现实的好处；
[0028] 2)因为输入轴、输出轴和倒档轴在常规变速箱中均存在，故而继承性好，可最大限 度地利用既有产品/技术的数据和产品积累，降低开发投入和风险，提高开发速度；
[0029] 3)发动机和电机均有灵活的至轮边的功率传递路径，保留独立的机械倒档，工况 适应性好；
[0030] 4)因为倒档轴与电机轴向重叠，电机端部仅需布置轴向长度受控的惰轮，实现了 电机轴向及径可用空间的最大化。
[0031] 5)发明原理通用性好，适用于不同倒档结构，并且同时适用于横置和纵置变速器 布置方案；
[0032] 6)发动机到输出轴的正向/反向"速比切换同步器"与电机到输出轴的"模式切 换同步器"可完全独立操作。特别地，在需要的情况下，可W保持"速比切换同步器"为由驾 驶员手动操作，而"模式切换同步器"自动操作，提供更灵活的整车操作效果。
[0033] 本发明具备的上述优点为其在插电式及增程式混合动力汽车中的应用提供了一 定的优势。W插电式混合动力汽车为例，在电量维持模式下，通过对档位使用及动力源转矩 分配进行综合优化，可W优化发动机工作区间，同时当发动机需要换档时，电机可通过输出 轴向轮边持续提供动力。在电量消耗模式下，具备较大输出功率的电机可通过输入轴利用 发动机档位，有效实现其与整车动力性需求的匹配。在动力电池电量不足等极端工况下，可 充分利用正向速比提高同等车速下电机的工作转速，从而提高发电和回馈制动功率，为动 力电池充电。
【附图说明】
[0034] 图1为实施例1中本发明的结构示意图；
[0035]图2为实施例2中本发明的结构示意图；
[0036] 图3为实施例2中本发明的轴系布置图；
[0037] 图4为实施例3中本发明的结构示意图；
[0038] 图5为实施例4中本发明的结构示意图；
[0039]图6为实施例5中本发明的结构示意图；
[0040] 图7为实施例5中本发明的轴系布置图；
[0041] 图8为实施例6中本发明的结构示意图；
[0042] 图9为实施例7中本发明的结构示意图；
[0043] 图10为实施例8中本发明的结构示意图。 W44] 图中，1-电机、2-电机减速主动齿轮、3-电机惰轮、4-5档主动齿轮、5-5档同步 器、6-倒档主动齿轮、7-5档从动齿轮、8-4档从动齿轮、9-3档从动齿轮、10-电机动力禪合 齿轮、11-电机输出轴齿轮、12-模式切换同步器、13-2档从动齿轮、14-电机输入轴齿轮、 15-1/2档同步器、16-1档从动齿轮、17-驱动轴、18-差速器、19-主减速器从动齿轮、20-主 减速器主动齿轮、21-1档主动齿轮、22-2档主动齿轮、23-3档主动齿轮、24-3/4档同步器、 25-4档主动齿轮、26-倒档从动齿轮、27-倒档滑动齿轮、28-倒档同步器、29-5/倒档同步 器、30-发动机减速从动齿轮、31-发动机减速主动齿轮、32-倒档空套齿轮、33-独立倒档从 动齿轮、A-输入轴、B-输出轴、C-倒档轴、D-电机惰轮轴、M-电机轴。
【具体实施方式】
[0045] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0046]