用于混合动力汽车的手动变速器总成的制作方法

本实用新型涉及的是一种混合动力汽车变速器领域的技术，具体是一种用于混合动力汽车的手动变速器总成。

背景技术：

当前，大多数混合动力系统是在传统变速器的基础上进行混动化升级，即通过采用现有的自动变速器，在不同位置增加电机的方式，使其适用于混合动力驱动。但市场上少见手动变速器的混合动力化汽车，即使有这样的方案，也需要具备两个电机方能完成停车充电、制动能量回收等混动化所需的基本模式。

技术实现要素：

本实用新型针对现有双离合变速器整体效率降低、由于需要同步电机转子导致的同步时间长，挂挡困难以及无法只用一个电机实现停车充电或者纯电驱动时只有一半的原变速器挡位可以传递动力等缺陷，提出一种用于混合动力汽车的手动变速器总成，在现有的手动变速器中接入电机，并通过另外一套由驾驶员控制的操纵机构控制电机动力传递方向，而发动机动力仍由手动变速器进行传递，两种动力在传递的过程中可以做到单独操控，互不干涉，在需要的时候，亦可互相弥补。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型涉及一种用于混合动力汽车的手动变速器总成，包括：差速器、电机、挡位主动齿机构、挡位从动齿机构、同步机构、挂挡机构、平行设置的输入轴、中间轴和输出轴，其中：挡位主动齿机构设置于输入轴上，挡位从动齿机构设置于中间轴上并与挡位主动齿机构对应啮合，第一和第二同步机构分别设置于输入轴上，第三和第四同步机构分别设置于中间轴和输出轴上，输入轴依次连接离合器和发动机，差速器通过主减速齿轮与中间轴和输出轴相连，电机通过设置于输出轴上的挂挡机构与输出轴相连，挂挡机构通过输出轴上的同步机构挂入EV挡、充电挡或空置。

所述的挡位主动齿机构包括：依次设置的各挡位的主动齿轮。

所述的挡位从动齿机构包括：依次设置的各挡位的从动齿轮。

所述的第一、第二和第三同步机构包括：同步器齿毂、同步器齿套和两个同步环，其中：同步器齿毂固定设置于输入轴或中间轴上，用于轴向滑动挂档的同步器齿套与同步器齿毂通过花键连接，两个同步环分别位于同步器齿毂的两端。

所述的第四同步机构包括：同步器齿套、电机传动齿轮和两个同步器齿环，其中：同步器齿套穿过电机传动齿轮并通过间隙花键连接以实现轴向滑动，两个同步器齿环分别设置于同步器齿套及电机传动齿轮两端，同步器齿套滑动设置于输出轴中部，电机传动齿轮转动设置于输出轴上；当第四同步机构与EV挡结合齿啮合时，则挂入EV挡，与充电挡结合齿啮合时，则挂入充电挡，位于中位时，则为空挡。

所述的同步器齿套与电机传动齿轮轴向滑动连接且径向限位。

所述的挂挡机构包括：用于控制发动力动力传递的手动操纵机构以及用于控制电机动力传递的非手动操纵机构，其中：第一、第二和第三同步机构通过手动操纵机构控制，第四同步机构通过非手动操纵机构控制。

所述的非手动操纵机构优选通过电动操纵机构或电液操纵机构实现。

所述的手动操纵机构优选通过与整车手动换挡手柄相连的拉锁实现发动机动力在各挡位下的手动换挡输出。

所述的非手动操纵机构通过信号线与整车电动换挡手柄相连，实现电机动力输出至差速器或输入轴。

技术效果

与现有技术相比，本实用新型技术效果包括：

1)仅用一个电机就能够实现混合动力汽车的所有模式，以较低成本、较小变更实现手动车辆的混合动力化，增强动力性，提高了经济性；

2)可根据需求，驱动电机既能够与差速器部分闭合脱开，又能够与传统变速器的输入轴闭合脱开，使电机动力与发动机动力完全独立，互不影响，又可在需要时互相弥补；

3)电机所在挡位由驾驶员控制，并在自动调节电机转速后进行挡位啮合，不影响传统手动变速器各挡位挂挡性能的同时，避免了电机挂挡意图与驾驶者挂挡意图之间的冲突；

4)采用两个换挡手柄分别控制手动操纵机构和非手动操纵机构，实现了电机接入方式的人为操控，提供额外的手动混合动力车驾驶体验。

附图说明

图1为手动变速器总成示意图；

图2为输出轴的布置结构图；

图中：1发动机、2差速器、3电机、4输出轴、5电机输出齿轮、6输入轴、7传动齿轮、8充电齿轮、9离合器、10中间轴、11EV挡结合齿、12充电挡结合齿、13手动操纵机构、14非手动操纵机构、15输出轴同步器齿套、16输出轴主减速主动齿、17输出轴前轴承、18输出轴后轴承、19同步器齿环、A第一同步机构、B第二同步机构、C第三同步机构、D第四同步机构。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例为六挡变速器，包括：发动机1、离合器9、差速器2、电机3、挡位主动齿机构、挡位从动齿机构、第一至第四同步机构(A、B、C、D)、挂挡机构、平行设置的输入轴6、中间轴10和输出轴4，其中：挡位主动齿机构设置于输入轴6上，挡位从动齿机构与挡位主动齿机构对应啮合，并设置于中间轴10上，同步机构A、B设置于输入轴6上，同步机构C设置于中间轴10上，第四同步机构D设置于输出轴4上，输入轴6依次连接离合器9和发动机1，差速器2通过主减速齿轮与中间轴10和输出轴4相连，电机3通过挂挡机构与输出轴4相连，挂挡机构设置于输出轴4上，并通过第四同步机构D挂入EV挡、充电挡或空置。

所述的挡位主动齿机构包括：依次设置的1挡至6挡各挡位的主动齿轮和相应的同步器。

所述的挡位从动齿机构包括：依次设置的1挡至6挡各挡位的从动齿轮和相应的同步器。

所述的挂挡机构包括：依次设置的EV挡结合齿11、传动齿轮7和带充电挡结合齿12的充电齿轮8。

所述的第四同步机构D设置于传动齿轮7上。

所述的第四同步机构D与EV挡结合齿11啮合时，则挂入EV挡，与充电挡结合齿12啮合时，则挂入充电挡，位于中位时，则为空挡。

所述的电机3连有电机输出齿轮5，电机输出齿轮5与传动齿轮7啮合。

所述的充电齿轮8与中间轴10上的1挡位从动齿轮啮合。

所述的输入轴6上的同步机构分别位于5挡主动齿轮与6挡主动齿轮之间、3挡主动齿轮与4挡主动齿轮之间，中间轴10上的同步机构位于1挡从动齿轮与2挡从动齿轮之间。

所述的第一至第三同步机构A、B、C通过手动操纵机构13控制，第四同步机构D通过非手动操纵机构14控制。

所述的非手动操纵机构14为电动操纵机构或电液操纵机构。

所述的手动操纵机构13通过拉锁与整车手动换挡手柄相连，实现发动机1动力在各挡位下的手动换挡输出。

所述的非手动操纵机构14通过信号线与整车电动换挡手柄相连，实现电机3动力输出至差速器2或输入轴6。

本实施例涉及上述系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤1、整车向输出轴4上的同步机构告知车速或发动机1转速，并由...将其换算到目标结合齿的转速，将得到的数据传送至电机3，从而驱动电机3根据目标结合齿的转速调节电机3的转子到合适的转速范围，通过由非手动操纵机构14控制的第四同步机构D进行挂挡。

步骤2、当手动操纵机构13控制的第一至第三同步机构A、B、C置于空挡时，第四同步机构D左移，与EV挡结合齿11啮合，则车辆进入纯电动模式，第四同步机构D右移，与充电挡结合齿12啮合，则车辆进入驻车充电模式，当手动操纵机构13控制所需挡位的同步机构A、B或C啮合时，第四同步机构D置于空挡，车辆进入纯发动机模式，第四同步机构D左移与EV挡结合齿11啮合、右移与充电挡结合齿12啮合，则车辆进入混动模式。

在纯电动模式下，第四同步机构D与EV挡结合齿11啮合，此时电机3动力由输出轴4传递至差速器2并驱动车辆，电机3反转，则实现倒车行驶。

所述的车辆在纯电动模式下，驱动电机3可同时进行制动能量回收，手动操纵机构13挂入挡位，则能够进行行车启动发动机1。

所述的车辆在纯发动机模式下，发动机1动力由挡位主动齿机构和挡位从动齿机构的各挡位齿轮传递到差速器2并驱动车辆。

所述的车辆在混动模式下，非手动操纵机构14控制第四同步机构D左移与EV挡结合齿11啮合时，实现发动机1动力由各挡位齿轮传递到差速器2，电机3动力由输出轴4传递到差速器2，共同驱动车辆，并且电机3能够进行各挡位切换时发动机1动力丢失的补偿，第四同步机构D右移与充电挡结合齿12啮合时，实现发动机1动力和电机3动力同时由各挡位齿轮传递到差速器2以驱动车辆。

混动模式下，驱动电机3同时具有行车充电和驱动助力的功能，以此调整发动机1的最优工作区间，提高发动机1的能源利用效率，驱动电机3同时也可以进行制动能量回收。

所述的车辆在驻车充电模式下，第四同步机构D右移与充电挡结合齿12啮合，实现发动机1动力经过充电挡齿轮进行整车充电，驱动电机3同时具有启动发动机1的功能。

所述的手动操纵机构13置于空挡，非手动操纵机构14置于EV挡时，手动变速器总成具有电机3驱动、倒车、制动能量回收功能，非手动操纵机构14置于充电挡时，手动变速器总成具有怠速充电、停车启动发动机1功能。

所述的手动操纵机构13置于各挡，非手动操纵机构14置于EV挡时，手动变速器总成具有行车充电、行车启动发动机1、弥补手动换挡动力补偿、电机3助力、调整发动机1工作在最优区间的功能。

本实施例通过操控一个第四同步机构D，来分别实现电机3与差速器2、电机3与发动机1动力传递链的开合，且不影响传统手动变速器的动力传递及换挡功能。

本实施例中电机3既能够与差速器2部分闭合脱开，又能够与传统变速器的输入轴6闭合脱开，使电机3动力与发动机1动力完全独立，互不影响，又可在需要时互相弥补。

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。