双电机混合动力用机械式自动变速器的制作方法

本实用新型涉及的是一种混合动力汽车领域的技术，具体是一种双电机混合动力用机械式自动变速器。

背景技术：

机械式自动变速器在换档过程中存在发动机的动力丢失情况，驱动电机的加入，可以很好的弥补机械式自动变速器的这一缺陷，同时又可以充分利用机械式变速器的高效率低成本优势，是很多混合动力车型的所选方案。现有技术在机械式自动变速器基础上改进的双电机混合动力变速器具有以下某个缺陷：纯发动机驱动车辆时至少有一个电机无法脱开，致使变速器的整体效率降低；纯发动驱动档位偏少；轴向尺寸大，整车布置困难。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种双电机混合动力用机械式自动变速器，在原有机械式自动变速器结构的基础上，巧妙接入发电机和驱动电机，通过同步机构操纵发动机动力、电机动力以及驱动电机动力的传递方向，能够使发动机动力、发电机动力以及驱动电机动力在传递的过程中做到单独操控，互不干涉，同时在需要的时候，又可以互相弥补。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型包括：输入轴、中间轴和过渡轴，其中：充电挡主动齿轮、第四同步器、第一主动齿轮、第二主动齿轮、第二同步器、第三主动齿轮、第四主动齿轮、第一同步器和第五主动齿轮依次设置于与发动机相连的输入轴上，中间齿轮、第二至第五从动齿轮以及减速主动齿轮依次设置于中间轴上，第一从动齿轮、过渡齿轮、第六从动齿轮、第三同步器和第七从动齿轮依次设置于过渡轴上。

所述的第二至第五主动齿轮分别与对应的第二至第五从动齿轮相啮合；所述的中间齿轮分别与第一主动齿轮和第一从动齿轮相啮合；所述的第四从动齿轮分别与第四主动齿轮和第六从动齿轮相啮合；所述的第五从动齿轮分别与第五主动齿轮和第七从动齿轮相啮合。

所述的充电挡主动齿轮通过第一惰轮机构与发电机相连。

所述的过渡齿轮通过第二惰轮机构与驱动电机相连。

所述的减速主动齿轮通过减速从动齿轮与差速器相连。

技术效果

与现有技术相比，本实用新型通过合理的电机布置方式，实现了双电机混合动力汽车所需的所有模式，以较低成本实现了机械式自动变速器车型的双电机混合动力化；在不包括一挡和四挡的纯发动机驱动时，可以断开发电机及驱动电机，当纯电驱动时，可以断开发动机及发电机，实现驱动力在变速器内部的高效传递；当发动机换挡或者驱动电机换挡时，可以有另一种动力进行弥补，实现动力换挡，提高整车驾驶感受；具有整车串联驱动以及并联驱动的所有功能；通过第四同步器可以实现驻车充电，以及在纯电行驶中启动发动机；六个发动机挡位、两个驱动电机挡位、一个发电机挡位的结构，能够兼顾任意车速下的发动机及驱动电机均在高效区工作；较短的变速器轴向尺寸能够满足传统车的前舱布置需求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：输入轴1、中间轴2、过渡轴3、第一至第四同步器A～D、发电机4、第一电机齿轮5、第一惰轮齿轮6、中间齿轮7、过渡齿轮8、发动机9、主动齿轮10、从动齿轮11、第二惰轮齿轮12、第二电机齿轮13、驱动电机14、差速器15、充电挡主动齿轮101、过渡挡主动齿轮102、三挡主动齿轮103、六挡主动齿轮104、二挡主动齿轮105、五挡主动齿轮106、减速主动齿轮107、过渡挡从动齿轮111、三挡从动齿轮112、六挡从动齿轮113、二挡从动齿轮114、五挡从动齿轮115、减速从动齿轮116、混合动力一挡从动齿轮117、混合动力二挡从动齿轮118。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括平行设置的：输入轴1、中间轴2和过渡轴3，其中：充电挡主动齿轮101、第四同步器D、过渡挡主动齿轮102、三挡主动齿轮103、第二同步器B、六挡主动齿轮104、二挡主动齿轮105、第一同步器A和五挡主动齿轮106依次设置于与发动机9相连的输入轴1上，中间齿轮7、三挡从动齿轮112、六挡从动齿轮113、二挡从动齿轮114、五挡从动齿轮115和减速主动齿轮107依次设置于中间轴2上，过渡挡从动齿轮111、过渡齿轮8、混合动力一挡从动齿轮117、第三同步器C和混合动力二挡从动齿轮118依次设置于过渡轴3上。

所述的第一至第四同步器A～D、三挡从动齿轮112、六挡从动齿轮113、二挡从动齿轮114、五挡从动齿轮115、减速主动齿轮107、过渡挡从动齿轮111和过渡齿轮8均固定设置于轴上；所述的充电挡主动齿轮101、过渡挡主动齿轮102、三挡主动齿轮103、六挡主动齿轮104、二挡主动齿轮105、五挡主动齿轮106、中间齿轮7、混合动力一挡从动齿轮117和混合动力二挡从动齿轮118均空套设置于轴上。

所述的三挡主动齿轮103、六挡主动齿轮104、二挡主动齿轮105和五挡主动齿轮106分别与对应的从动齿轮11相啮合；中间齿轮7分别与过渡挡主动齿轮102和过渡挡从动齿轮111相啮合；二挡从动齿轮114分别与二挡主动齿轮105和混合动力一挡从动齿轮117相啮合；五挡从动齿轮115分别与五挡主动齿轮106和混合动力二挡从动齿轮118相啮合。

所述的差速器15设有减速从动齿轮116，该齿轮与减速主动齿轮107相啮合。

所述的充电挡主动齿轮101通过第一惰轮齿轮6和发电机4相连的第一电机齿轮5相啮合。

所述的过渡齿轮8通过第二惰轮齿轮12和与驱动电机14相连的第二电机齿轮13相啮合。

所述的混合动力一挡为电机一挡与发动机一挡混合。

所述的混合动力二挡为电机二挡与发动机四挡混合。

所述的输入轴1、中间轴2、过渡轴3、差速器15以及带有惰轮齿轮的惰轮轴的两端均设有轴承。

所述的充电挡主动齿轮101、过渡挡主动齿轮102、三挡主动齿轮103、六挡主动齿轮104、二挡主动齿轮105、五挡主动齿轮106、混合动力一挡从动齿轮117和混合动力二挡从动齿轮118均带有结合齿。

所述的第一至第四同步器A～D为由液压换挡系统或电换挡系统控制。

如图1所示，所述的混合动力变速器有六个发动机驱动挡、两个纯电驱动挡和一个充电挡。

上述各挡位通过以下方式控制：发动机二挡和发动机五挡由第一同步器A控制，发动机三挡和发动机六挡由第二同步器B控制，发动机一挡和发动机四挡由第四同步器D和第三同步器C共同控制，纯电一挡和纯电二挡由第三同步器C控制，充电挡由第四同步器D控制。

本实用新型的双电机混合动力用变速器可以实现多种工作模式：

纯电动模式：

电机一挡动力传输过程：第三同步器C左移，动力经第二电机齿轮13、第二惰轮齿轮12、过渡齿轮8、过渡轴3、第三同步器C、电机一挡主动齿轮、二挡从动齿轮114、第一中间轴2、减速主动齿轮107传递至差速器15，驱动车辆。

电机二挡动力传输过程：第三同步器C右移，动力经第二电机齿轮13、第二惰轮齿轮12、过渡齿轮8、过渡轴3、第三同步器C、电机二挡主动齿轮105、五挡从动齿轮115、第一中间轴2、减速主动齿轮107传递至差速器15，驱动车辆。

纯发动机模式：

发动机一挡动力传输过程：第四同步器D右移，同时第三同步器C左移，动力经输入轴1、第四同步器D、过渡挡主动齿轮102、中间齿轮7、过渡挡从动齿轮111、过渡轴3、第三同步器C、电机一挡主动齿轮、二挡从动齿轮114、第一中间轴2、减速主动齿轮107、减速从动齿轮116传递至差速器15，驱动车辆。

发动机二挡动力传输过程：第一同步器A左移，动力经输入轴1、第一同步器A、二挡主动齿轮105、二挡从动齿轮114、第一中间轴2、减速主动齿轮107、减速从动齿轮116传递至差速器15，驱动车辆。

发动机三挡动力传输过程：第二同步器B左移，动力经输入轴1、第二同步器B、三挡主动齿轮103、三挡从动齿轮112、第一中间轴2、减速主动齿轮107、减速从动齿轮116传递至差速器15，驱动车辆。

发动机四挡动力传输过程：第四同步器D右移，同时第三同步器C右移，动力经输入轴1、第四同步器D、过渡挡主动齿轮102、中间齿轮7、过渡挡从动齿轮111、过渡轴3、第三同步器C、电机二挡主动齿轮105、五挡从动齿轮115、第一中间轴2、减速主动齿轮107、减速从动齿轮116传递至差速器15，驱动车辆。

发动机五挡动力传输过程：第一同步器A右移，动力经输入轴1、第一同步器A、五挡主动齿轮106、五挡从动齿轮115、第一中间轴2、减速主动齿轮107、减速从动齿轮116传递至差速器15，驱动车辆。

发动机六挡动力传输过程：第二同步器B右移，动力经输入轴1、第二同步器B、六挡主动齿轮104、六挡从动齿轮113、第一中间轴2、减速主动齿轮107、减速从动齿轮116传递至差速器15，驱动车辆。

混合动力模式：

组合方式有：电机一挡分别与发动机一挡、二挡、三挡组合，电机二挡分别与发动机三挡、四挡、五挡、六挡组合。

充电模式：

动力传输过程：第四同步器D左移，动力经输入轴1、第四同步器D、充电挡主动齿轮101、第一惰轮齿轮6、第一电机齿轮5传递至发电机4，进行发电。此过程可以实现停车充电以及发动机9驱动过程中同步充电，平衡调控整车电量，使发动机9处于效率最优的工作区域。

启动发动机模式：

发电机4输出动力，并将驻车充电的动力反向传递，实现启动发动机9功能。此过程可以实现停车启动发动机9以及纯电行驶中启动发动机9，还不影响差速器15持续动力输出。

纯电驱动或混合动力驱动中的制动能量回收模式：

车轮制动过程中的动力传输过程：纯电挡位或充电挡位传递至对应的驱动电机14或发电机4，实现制动发电。

倒挡模式：

纯电动倒挡：驱动电机14反转，电机动力经电机一挡反向驱动车辆。

串联模式：

第四同步器D左移，同时第三同步器C左移，动力经输入轴1、第四同步器D、充电挡主动齿轮101、第一惰轮齿轮6、第一电机齿轮5传递至发电机4，进行发电，电能经过外置高压系统传递到驱动电机14，驱动电机14输出的动力经第二电机齿轮13、第二惰轮齿轮12、过渡齿轮8、过渡轴3、第三同步器C、电机一挡主动齿轮、二挡从动齿轮114、第一中间轴2、减速主动齿轮107、减速从动齿轮116传递至差速器15，驱动车辆。此过程适用于整车倒车，但驱动电机14需要反向转动。

动力换挡：

在混合动力驱动的过程中，如果需要电机挡位或者发动机挡位的升降，则需要保持另一动力所在挡位不变的情况下，进行所需要动力目标挡位的切换。

在纯电驱动或者纯发动机驱动的过程中，如果需要电机挡位或者发动机挡位的升降，则需要先启动另一动力，切换到对应的混合动力驱动模式，再进行目标挡位升降，再断开不需要的动力。

具体的工作模式见下表：

注：L-同步机构左移，R-同步机构右移，0-同步机构中位。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本实用新型原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本实用新型的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本实用新型之约束。