专利名称：一种混合动力汽车用有源传动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种混合动力汽车用有源传动装置。
背景技术：
在传统的汽车传动技术领域主要的变速器种类中，轴线固定式手动变速器(MT)传动效率高，制造加工方便，成本低、可靠性高，因此一直是国内车用变速器市场上的主流技术。但是MT在车辆操作使用过程中存在一些问题，尤其是在坡道起步等特殊行驶工况，相对其他类型变速器操作不方便；此外，换档时机掌握不好会增加燃料消耗和发动机的磨损，驾驶员的操作负担重。已知技术中有提出用自动操纵换档机构来替代完成手动换档操纵，即所谓的自动机械变速器(AMT)。但是该技术在起步、换档品质、换档动力中断等方面具有较明显的性能缺陷。在混合动力车辆技术领域，已经提出各种动力驱动系统结构形式，通过增加电机实现机电功率混合驱动车辆的技术方案。申请号为03811785.1的专利公开了一种混合动力传动装置，该混合动力传动装置基于双离合器的原理思想，通过设置两个能够交替向输出轴传递扭矩的独立中间轴解决了变速器换档过程中动力中断的问题。本实用新型在以下两点上与其有本质区别(1)上述专利多处强调，两个独立中间轴分别与输出轴分别建立的两条动力传递路径以及两个中间轴之间建立的动力传递路径是两两独立的，即可以同时建立上述三条动力传递路径中的任意两条。而在本实用新型中，姑且将本实用新型实施例结构中的输入轴A1作为第一独立中间轴，将电机转子作为第二独立中间轴，当发动机通过固定速比IM1，1 6以及电机输入锁止同步机构Smi与输出轴建立动力传递路径时，电机转子便无法与变速箱输入轴建立动力传递路径；(2)上述专利是一种三轴式结构，而本实用新型本质上是一种两轴式结构。参见此专利的英文版专利说明书，根据其权利要求1的描述，所述独立中间轴中的任何一个与所述输出轴之间只能通过一对齿轮传递转矩，这一点可以作为甄别所述独立中间轴的依据。由此，本实用新型实施例结构中的输入轴A1均可以作为此发明两个独立中间轴中的一个，但均无法找到符合上述甄别要求的第二个独立中间轴。因此，本实用新型的原理以及说明书中提到的实施例结构均不在申请号为03811785.1的专利的保护范围内。申请号为201110280754. 3的专利公开了一种适用于横置前驱车辆的混合动力传动装置。该专利实施例结构I中通过齿轮组(有齿轮6，30，10，3，8，2构成)以及两个单向锁止同步机构(由齿轮11以及5构成)，使得电机I可选地与输入轴23或输出轴13之一建立动力传递路径。其存在的不足是第一，上述专利实现的只是一个4档变速器。第二，上述专利实施例结构I中的齿轮3用于直接传递电机输出的动力，但是显然其悬臂长度较大，不利于相关齿轮副啮合传动。第三，上述专利实施例结构I中两个单向锁止同步机构位于壳体7边缘，不利于相关执行机构的布置。
发明内容[0006]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种结构紧凑、便于布置更多档位的混合动力汽车用有源传动装置。本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现一种混合动力汽车用有源传动装置，其具有—电机M, —与发动机E/离合器C旋转驱动连接的输入轴A1,—通过固定速比主减速器Itl与差速器D和车轮W旋转驱动连接的输出轴Ay所述输入轴A1与所述输出轴Atj之间具有至少两个不同速比且由锁止同步机构进行选择的动力传递路径，构成至少两个档位。所述电机M与输出轴Atj之间具有可通过锁止同步机构Sm。建立或切断的第一固定速比动力传递路径(IM4，IM5, IM6) S0。所述电机M与输入轴A1之间具有可通过锁止同步机构Smi建立或切断的第二固定速比动力传递路径(IM1，Im2) SI。通过所述锁止同步机构Smi还可以建立输入轴A1至输出轴Aq的可断开动力传递路径(IM1，IM6) S1-H，动力传递路径S1-H与动力传递路径SI和SO共享至少一个齿轮传动副。具体地，在电机M上设置有电机输入轴主动齿轮；在电机M与变速器输入轴A1之间设置电机惰轮轴，在电机惰轮轴上设置电机输出轴主动齿轮和电机输出锁止同步机构Sm。，并空套电机输入轴惰齿轮；在变速器输入轴A1上空套有电机输入轴从动齿轮和电机输出轴惰轮，并在它们之间设置电机输入锁止同步机构Smi ;在变速器输出轴k0上设置电机输出从动齿轮；其中电机输入轴主动齿轮、电机输入轴惰齿轮和电机输入轴从动齿轮依次哨合，电机输出轴主动齿轮、电机输出轴惰轮和电机输出从动齿轮依次哨合；所述第一固定速比动力传递路径(IM4，IM5, IM6) SO是由电机输入轴主动齿轮、电机输入轴惰轮、电机输出轴主动齿轮、电机输出轴惰轮、电机输出从动齿轮以及电机输出锁止同步机构Snro构成，其中电机输出锁止同步机构Sm。将电机输入轴惰轮与电机惰轮轴进行锁止连接；所述第二固定速比动力传递路径(IM1，Im2) SI是由电机输入轴主动齿轮、电机输入轴惰轮、电机输入轴从动齿轮以及电机输入锁止同步机构Smi构成，其中电机输入锁止同步机构sMi将电机输入轴从动齿轮与变速器输入轴A1进行锁止连接；所述动力传递路径(IM1，IM6)SI_H是由电机输入锁止同步机构Sm1、电机输出轴惰轮和电机输出从动齿轮构成，其中电机输入锁止同步机构Smi将电机输出轴惰轮与输入轴A1锁止连接。所述输入轴A1与所述输出轴K0之间的锁止同步机构SpS2、S3、S4可选部分或全部布置于输入轴A1或输出轴A。。所述锁止同步机构SM1、SM。、SpS2、S3、S4可选为定轴齿轮传动用惯性同步器、齿套。所述锁止同步机构SM1、SM。、Sp S2、S3、S4可由圆柱凸轮机构操纵。所述电机输入锁止同步机构SMi和所述电机输出轴锁止同步机构SM。共用一个圆柱凸轮机构，所述锁止同步机构S1、S2、S3、S4共用一个圆柱凸轮机构；在所述两个圆柱凸轮机构之间设有旋转位置互锁机构，以此实现由固定速比Ip 12、13、I4和相应的锁止同步机构S1、S2、S3、S4构成的输入轴A1至输出轴Aq动力传递路径与由固定速比IM1，Im6以及电机输入锁止同步机构Smi构成的输入轴A1至输出轴K0动力传递路径在同一时间互斥。本实用新型通过齿轮组(由电机输入轴主动齿轮、电机输入轴惰轮、电机输出轴主动齿轮、电机输入轴从动齿轮、电机输出轴惰轮和电机输出从动齿轮构成)，一个单向锁止同步机构Sm。以及一个双向锁止同步机构SMi，不仅实现了使得电机M可选地与输入轴A1或输出轴Ao之一建立动力传递路径,而且通过齿轮组(由电机输出轴惰轮和电机输出从动齿轮构成)以及锁止同步机构SMi可选地增加了一个输入轴A1与输出轴Atj之间的速比，即动力传递路径S1-H，从发动机的角度看，本实用新型实现的是一个5档变速器。另外，本实用新型中由电机输入轴主动齿轮传递电机输出的动力，显然其悬臂长度较短，相关齿轮副啮合传动状况得到很大的改善。同时，单向锁止同步机构SM。以及双向锁止同步机构SMi的布置位置远离壳体的边缘，为相关执行机构的布置留下了足够的空间。综上所述，本与申请号为201110280754. 3的专利相比，在不增加旋转部件的数量的前提下，增加了新的功能，改善了结构，具有较大的创新性。
图1为发明的原理图；图2为实施例的结构示意图。图1中E —发动机、C 一尚合器、M —电动机、W —车轮、D —差速器、I。一主减速器、I1^ 12、13、I4表示档位齿轮啮合副、S:、S2, S3> S4表示档位锁止同步机构、IM1，IM2, IM3，IM4, I15以及Im6表示电机减速齿轮啮合副、SMi表示电机输入锁止同步机构、SM。表示电机输出锁止同步机构、A1表不变速器输入轴、Aq表不变速器输出轴。图2中M —电机、I 一电机输入轴主动齿轮、2 —电机输入轴惰轮、3 —电机输出轴主动齿轮、SM。—电机输出锁止同步机构、4 —电机惰轮轴、5 —右箱体、SMi —电机输入锁止同步机构、 6 —电机输入轴从动齿轮、7 —电机输出轴惰轮、8 -1II/IV档锁止同步机构、9 -电机输出轴从动齿轮、10 -1V档从动齿轮、Atj —输出轴、11 -1II档从动齿轮、12 -1I档从动齿轮、13 -1/II档锁止同步机构、14 -1档从动齿轮、15 —主箱体、D 一差速器总成(集成主减速器从动齿轮)、16 —输出半轴、17 —左箱体、18 —主减速器主动齿轮、A1 —输入轴、19 -1档主动齿轮、20 -1I档主动齿轮、21 -1II档主动齿轮、22 -1V档主动齿轮、23 一档位操纵凸轮、24 —电机动力切换操纵凸轮。图1中的档位锁止同步机构Sp S2, S3> S4在图2中通过I/II档锁止同步机构13以及III/IV档锁止同步机构8实施。
具体实施方式
下面结合图1和图2和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实用新型结构原理参见图1，其具有—电机M, —与发动机E/离合器C旋转驱动连接的输入轴A1,—通过固定速比主减速器Itl与差速器D和车轮W旋转驱动连接的输出轴Ay在所述输入轴A1与所述输出轴Atj之间具有四个不同速比(I。12、13、I4)且由锁止同步机构(S1、S2、S3、S4)进行选择的四条动力传递路径，构成一档、二档、三档和四档。在所述电机M与输出轴K0之间具有可通过锁止同步机构Snro建立或切断的第一固定速比动力传递路径(IM4，I 5,116) SO。在所述电机M与输入轴A1之间具有可通过锁止同步机构Snii建立或切断的第二固定速比动力传递路径(IM1，1 2) SI。通过所述锁止同步机构Smi还可以建立输入轴A1至输出轴Aq的可断开第五条动力传递路径(IM1，IM6)S1-H，动力传递路径S1-H与动力传递路径SI和SO共享至少一个齿轮传动副。以上原理的一种具体实现结构参见图2 本实施例设置输入轴A1和输出轴A。,发动机(图2中未表不)输出动力通过离合器(图2中未表示)传递至输入轴A”通过设置在输入轴A1与输出轴k0之间的I档齿轮副(由I档主动齿轮19与I档从动齿轮14构成)，II档齿轮副(由II档主动齿轮20与II档从动齿轮12构成)，III档齿轮副(由III档主动齿轮21与III档从动齿轮11构成)以及IV档齿轮副(由IV档主动齿轮22与IV档从动齿轮10构成)中的一个，可以以可变速比构成输入轴A1到输出轴Aq之间的四条动力传递路径。为了分别构成电机M与输入轴A1以及输出轴Atj的动力传递路径，本实施例还有如下结构布置在电机上设置有电机输入轴主动齿轮I ;在电机与变速器输入轴之间设置电机惰轮轴4，在电机惰轮轴上设置电机输出锁止同步机构SM。和电机输出轴主动齿轮3，并空套电机输入轴惰轮2 ;在变速器输入轴A1上空套有电机输入轴从动齿轮6、电机输出轴惰轮7，并在它们之间设置电机输入锁止同步机构SMi ;在变速器输出轴Ao上设置电机输出轴从动齿轮9。其中电机输入轴主动齿轮1、电机输入轴惰轮2和电机输入轴从动齿轮6依次哨合，电机输出轴主动齿轮3、电机输出轴惰轮7和电机输出从动齿轮9依次啮合。这样，当电机输入锁止同步机构SMi将电机输入轴从动齿轮6与变速器输入轴A1进行锁止连接，通过电机输入轴主动齿轮I，电机输入轴惰轮2,电机输入轴从动齿轮6以及电机输入锁止同步机构SMi以固定速比可选地构成电机M与输入轴A1之间的转矩传递路径，即第二固定速比动力传递路径(IM1，1 2) SI。当电机输出锁止同步机构SM。将电机输入轴惰轮2与电机惰轮轴4进行锁止连接，通过电机输入轴主动齿轮1，电机输入轴惰轮2，电机输出轴主动齿轮3，电机输出轴惰轮7，电机输出轴从动齿轮9以及电机输出锁止同步机构SM。以固定速比可选地构成电机M与输出轴k0之间的转矩传递路径，即第一固定速比动力传递路径(IM4，IM5, IM6) SO ；需要特别说明的是，当电机输入锁止同步机构SMi将电机输出轴惰轮7与输入轴24锁止连接，同时撤销上述I档、II档、In档以及IV档齿轮副建立的输入轴A1与输出轴Aq之间的动力传递路径，那么对于发动机而言电机输出轴惰轮7以及电机输出从动齿轮9将构成V档齿轮副齿轮副，即新增 加了一个档位，这是本实用新型的一个突出创新点。本实施例采用惯性同步器或齿套作为锁止同步机构，同时采用圆柱凸轮机构作为锁止同步机构的执行机构。电机输出锁止同步机构SM。与电机输入锁止同步机构SMi由电机动力切换操纵圆柱凸轮机构24控制。1/II档、III/IV档锁止同步机构13、8由档位操纵圆柱凸轮机构23控制。圆柱凸轮机构的侧面加工有凸轮槽,通过旋转所述圆柱凸轮机构,可以沿变速箱轴向方向前后移动拨叉轴(图2中未表示)运动，进而操纵惯性同步器的接合套或齿套前后移动。通过圆柱凸轮机构操纵电机(图2中未表示)旋转驱动蜗杆(附图2中未表示)，进而旋转驱动与圆柱凸轮机构固结的蜗轮，可旋转驱动所述圆柱凸轮机构。车辆在正常行驶情况下，电机M与输入轴A1建立动力传递路径，并与发动机共同驱动车辆前进。当企图将变速箱啮合档位切换至1、I1、II1、IV档中的一个时，首先撤销电机M输出的转矩，通过旋转驱动圆柱凸轮机构24断开电机M与输入轴A1之间的转矩传递路径，并且建立电机M与输出轴Atj之间的动力传递路径。其次，通过分离离合器，撤销输入轴A1上传递的扭矩，通过旋转驱动圆柱凸轮机构23完成档位切换动作。然后，通过结合离合器，恢复输入轴A1上传递的扭矩，同时撤销电机M输出的转矩，通过旋转圆柱凸轮机构24断开电机M与输出轴Atj之间的转矩传递路径，并且建立电机M与输入轴A1之间的转矩传递路径。通过上述过程一定程度上弥补定轴齿轮传动机构在换档过程中存在的车辆动力中断问题。除上述无动力中断换档功能外，本实施例还具有停车充电、车辆巡航行驶中充电、回馈制动、电机/发动机共同驱动车辆前进、纯电动行驶、发动机单独驱动车辆前进、电机助力起步等功能。
权利要求1.一种混合动力汽车用有源传动装置，其具有一电机M,一与发动机E和离合器C旋转驱动连接的变速器输入轴A1,一通过固定速比主减速器Itl与差速器D和车轮W旋转驱动连接的变速器输出轴k0, 所述变速器输入轴A1与所述变速器输出轴Acj之间具有至少两条不同速比且由锁止同步机构进行选择的动力传递路径，构成至少两个档位；其特征在于所述电机M与变速器输出轴Atj之间具有可通过电机输出锁止同步机构Snro建立或切断的第一固定速比动力传递路径(IM4，I 5, I16) SO ；所述电机M与输入轴A1之间具有可通过电机输入锁止同步机构Smi建立或切断的第二固定速比动力传递路径(IM1，Im2) SI ；通过所述电机输入锁止同步机构Smi还建立输入轴A1至输出轴k0的可断开动力传递路径(IM1，IM6) S1-H，动力传递路径S1-H与第一、第二固定速比动力传递路径SO和SI共享至少一个齿轮传动副。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车用有源传动装置，其特征在于在电机M上设置有电机输入轴主动齿轮(I);在电机M与变速器输入轴A1之间设置电机惰轮轴(4),在电机惰轮轴(4)上设置电机输出轴主动齿轮(3)和电机输出锁止同步机构Sm。，并空套电机输入轴惰齿轮(2);在变速器输入轴A1上空套有电机输入轴从动齿轮(6)和电机输出轴惰轮(7),并在它们之间设置电机输入锁止同步机构Smi ;在变速器输出轴Ao上设置电机输出从动齿轮(9)；其中电机输入轴主动齿轮(I)、电机输入轴惰齿轮(2)和电机输入轴从动齿轮(6)依次啮合，电机输出轴主动齿轮(3)、电机输出轴惰轮(7)和电机输出从动齿轮(9)依次啮合； 所述第一固定速比动力传递路径(IM4, IM5, IM6)S0是由电机输入轴主动齿轮(I)、电机输入轴惰轮(2)、电机输出轴主动齿轮(3)、电机输出轴惰轮(7)、电机输出从动齿轮(9)以及电机输出锁止同步机构Sm。构成，其中电机输出锁止同步机构SM。将电机输入轴惰轮(2)与电机惰轮轴(4)进行锁止连接；所述第二固定速比动力传递路径(IM1，Im2) SI是由电机输入轴主动齿轮(I)、电机输入轴惰轮(2 )、电机输入轴从动齿轮(6 )以及电机输入锁止同步机构Smi构成,其中电机输入锁止同步机构SMi将电机输入轴从动齿轮(6)与变速器输入轴(A1)进行锁止连接；所述动力传递路径(IM1，1 6) S1-H是由电机输入锁止同步机构Sm1、电机输出轴惰轮(7) 和电机输出从动齿轮(9)构成,其中电机输入锁止同步机构Smi将电机输出轴惰轮(7)与输入轴A1锁止连接。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车用有源传动装置，其特征在于所述变速器输入轴A1与所述变速器输出轴Acj之间设置有四条不同速比Ip 12、13、I4，且由锁止同步机构Sp S2, S3、S4进行选择的动力传递路径，分别构成一档、二档、三档和四档。
4.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车用有源传动装置，其特征在于所述输入轴A1与所述输出轴K0之间的锁止同步机构部分或全部布置于输入轴A1或输出轴kQO
5.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车用有源传动装置，其特征在于所述锁止同步机构为定轴齿轮传动用惯性同步器或齿套。
6.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车用有源传动装置，所述锁止同步机构可由圆柱凸轮机构操纵。
7.根据权利要求3所述的混合动力汽车用有源传动装置，所述电机输入锁止同步机构 SMi和所述电机输出轴锁止同步机构SM。共用一个圆柱凸轮机构，所述锁止同步机构Sp S2, s3、S4共用一个圆柱凸轮机构；在所述两个圆柱凸轮机构之间设有旋转位置互锁机构，以此实现由固定速比12、I3、I4和相应的锁止同步机构S1、S2、S3、S4构成的输入轴A1至输出轴Atj动力传递路径与由固定速比IM1，Im6以及电机输入锁止同步机构Smi构成的输入轴A1 至输出轴Aq动力传递路径在同一时间互斥。
专利摘要一种混合动力汽车用有源传动装置，具有电机M、与发动机E/离合器C旋转驱动连接的输入轴AI、通过固定速比主减速器I0与差速器D和车轮W旋转驱动连接的输出轴AO，输入轴AI与输出轴AO之间具有至少两个不同速比且由锁止同步机构进行选择的动力传递路径。本实用新型改善了电机输入轴主动齿轮的受力状况，方便了锁止同步机构Smi以及Smo执行机构的布置，同时增加了输入轴AI与输出轴AO之间的速比数量。
文档编号B60K6/54GK202879229SQ20122061278
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者胡松, 钟再敏, 陈辛波, 浦会力, 吴海康, 陈嗣国 申请人:重庆青山工业有限责任公司