專利名稱：混合動力驅動變速系統及應用其的混合動力驅動汽車的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車傳動技術領域，尤其涉及一種混合動力驅動變速系統及應用其的混合動力驅動汽車。
背景技術：
當發動機單獨驅動的汽車進行變速換擋時，需要先踩下離合器，切斷發動機至變速器的動力傳遞路徑，當變速器切換至相應的擋位時，松開離合器，發動機至變速器的動力傳遞路徑恢復，此過程存在發動機動力中斷的問題。為了解決該問題，現有技術提出了一種AMT(Automated Manual Transmission,自動化的手動變速)技術，其在現有變速器高速齒輪端增加一個摩擦片式輔助離合器，通過該輔助離合器的滑磨實現了變速換擋時發動機動力不中斷。但是，AMT技術在離合器控制 難度及離合器本身壽命上存在難以克服的缺陷。現有技術提出了一種使用混合動力驅動變速系統的混合動力驅動汽車，混合動力驅動變速系統中的驅動電機可以在變速換擋時，為變速器提供動力，控制方法簡單，不僅能保證變速換擋時動力不中斷，還能克服AMT技術存在的缺陷。該混合動力驅動變速系統如圖I所示，主要包括發動機11、電動機12、同軸向設置的兩個動力輸入軸(13，14)及與這兩個動力輸入軸(13，14)平行設置的中間軸15，在動力輸入軸14與中間軸15上設置有多個齒輪對，用于將發動機11的動力經由動力輸入軸14傳遞至中間軸15，在動力輸入軸13與中間軸15上也設置有多個齒輪對，用于將電動機12的動力經由動力輸入軸13傳遞至中間軸15，中間軸15的動力傳遞給差速器16，以驅動車輪。在該混合動力驅動變速系統中，兩個動力輸入軸同軸向設置，且實現不同速比的齒輪對沿該軸向相互平行設置，使得該混合動力驅動變速系統軸向排布的組件較多，導致軸向尺寸較大。
發明內容
本發明的實施例提供一種混合動力驅動變速系統及應用其的混合動力驅動汽車，解決了現有的混合動力驅動變速系統軸向排布的組件較多，導致軸向尺寸較大的問題。為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案一種混合動力驅動變速系統，包括發動機及差速器，還包括第一電機、第二電機、離合器、第一減速齒輪對、第二減速齒輪對、第一至第四擋位齒輪、第一同步裝置、第二同步裝置及相互平行的第一驅動軸和第二驅動軸；所述發動機的動力通過所述離合器傳遞至所述第一驅動軸；所述第一減速齒輪對的從動輪固定在所述第一驅動軸上，所述第一電機的動力通過第一減速齒輪對的主動輪和從動輪傳遞至所述第一驅動軸；所述第二減速齒輪對的從動輪固定在所述第二驅動軸上，所述第二電機的動力通過所述第二減速齒輪對的主動輪和從動輪傳遞至所述第二驅動軸；所述第一擋位齒輪及第二擋位齒輪套設在所述第一驅動軸上，所述第一擋位齒輪與所述差速器的第一齒圈嚙合，所述第二擋位齒輪與所述差速器的第二齒圈嚙合；所述第三擋位齒輪及第四擋位齒輪套設在所述第二驅動軸上，所述第三擋位齒輪與所述差速器的第一齒圈嚙合，所述第四擋位齒輪與所述差速器的第二齒圈嚙合；所述第一同步裝置固定在所述第一驅動軸上，用于將所述第一驅動軸的動力傳遞至所述第一擋位齒輪或者所述第二擋位齒輪；所述第二同步裝置固定在所述第二驅動軸上，用于將所述第二驅動軸的動力傳遞至所述第三擋位齒輪或者所述第四擋位齒輪。進一步地，所述混合動力驅動變速系統，還包括第一換擋電機和第二換擋電機；所述第一同步裝置由所述第一換擋電機控制，用于將所述第一驅動軸的動力傳遞至所述第一擋位齒輪或者所述第二擋位齒輪；所述第二同步裝置由所述第二換擋電機控制，用于將所述第二驅動軸的動力傳遞至所述第三擋位齒輪或者所述第四擋位齒輪。 進一步地，所述混合動力驅動變速系統，還包括電池組及控制器，所述電池組通過所述控制器與所述第一電機、第二電機、第一換擋電機及第二換擋電機連接。
進一步地，所述第一同步裝置或所述第二同步裝置包括齒轂及齒套，所述齒套在所述齒轂上滑動；所述第一同步裝置的齒轂固定在所述第一驅動軸上；當所述第一同步裝置的齒套滑至與所述第一擋位齒輪嚙合或與所述第二擋位齒輪嚙合時，所述第一驅動軸的動力傳遞至所述第一擋位齒輪或者所述第二擋位齒輪；所述第二同步裝置的齒轂固定在所述第二驅動軸上；當所述第二同步裝置的齒套滑至與所述第三擋位齒輪嚙合或與所述第四擋位齒輪嚙合時，所述第二驅動軸的動力傳遞至所述第三擋位齒輪或者所述第四擋位齒輪。進一步地，所述第一換擋電機驅動所述第一同步裝置的齒套滑動；所述第二換擋電機驅動所述第二同步裝置的齒套滑動。進一步地，一種混合動力驅動汽車，設置有上述的混合動力驅動變速系統。本發明實施例提供的混合動力驅動變速系統及應用其的混合動力驅動汽車中，采用了如下結構兩根平行布置的驅動軸，其中第一驅動軸的一端通過離合器由發動機直接驅動，在這兩根驅動軸的另一端分別設置一個減速齒輪對，這個兩個減速齒輪對分別由一個電機直接驅動；另外，兩根驅動軸上分別套設有兩個擋位齒輪，且通過兩個同步裝置來實現換擋；進一步地，驅動軸上的兩個擋位齒輪分別與差速器的兩個齒圈直接嚙合以通過差速器驅動車輪；由于該結構中軸向排布的組件較少，因此具有較小的軸向尺寸，結構緊湊，有利于橫置動力總成的空間搭載。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現有混合動力驅動變速系統的結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的一種混合動力驅動變速系統的結構示意圖；圖3為本發明實施例提供的另一種混合動力驅動變速系統的結構不意圖；圖4為本發明實施例提供的又一種混合動力驅動變速系統的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明實施例提供了一種混合動力驅動變速系統，如圖2所示，包括發動機201、差速器202、第一電機203、第二電機204、離合器205、第一 減速齒輪對206、第二減速齒輪對207、第一至第四擋位齒輪(208a，208b，208c，208d)、第一同步裝置209a、第二同步裝置209b及相互平行的第一驅動軸210和第二驅動軸211。發動機201的動力通過離合器205傳遞至第一驅動軸210 ;第一減速齒輪對206的從動輪206a固定在第一驅動軸210上,第一電機203的動力通過第一減速齒輪對206的主動輪206b和從動輪206a傳遞至第一驅動軸210 ;第二減速齒輪對207的從動輪207a固定在第二驅動軸211上，第二電機204的動力通過第二減速齒輪對207的主動輪207b和從動輪207a傳遞至第二驅動軸211。第一擋位齒輪208a及第二擋位齒輪208b套設在第一驅動軸210上，第一擋位齒輪208a與差速器202的第一齒圈202a嚙合，第二擋位齒輪208b與差速器202的第二齒圈202b嚙合；第三擋位齒輪208c及第四擋位齒輪208d套設在第二驅動軸211上，第三擋位齒輪208c與差速器202的第一齒圈202a嚙合，第四擋位齒輪208d與差速器202的第二齒圈202b嚙合。第一同步裝置209a固定在第一驅動軸210上,用于將第一驅動軸210的動力傳遞至第一擋位齒輪208a或者第二擋位齒輪208b ;第二同步裝置209b固定在第二驅動軸211上，用于將第二驅動軸211的動力傳遞至第三擋位齒輪208c或者第四擋位齒輪208d。上述混合動力驅動變速系統可以工作于以下四種方式一、發動機單獨驅動；二、電機驅動；三、發動機、電機混合驅動；四、倒擋。下面對上述混合動力驅動變速系統的各種工作方式進行詳細說明。一、發動機單獨驅動的工作方式當離合器205處于接合狀態時，發動機201產生的動力經過離合器205傳遞到第一驅動軸210。由于第一擋位齒輪208a及第二擋位齒輪208b套設在第一驅動軸210上,第一同步裝置209a固定在第一驅動軸210上，且第一同步裝置209a用于將第一驅動軸210的動力傳遞至第一擋位齒輪208a或者第二擋位齒輪208b。這樣，發動機產生的動力可以傳遞至一擋位齒輪208a或者第二擋位齒輪208b。由于第一擋位齒輪208a與差速器202的第一齒圈202a卩齒合,這樣,第一擋位齒輪208a能將動力傳遞至差速器202以驅動車輪。由于第二擋位齒輪208b與差速器202的第二齒圈202b嚙合，這樣，第二擋位齒輪208b也能將動力傳遞到差速器202以驅動車輪。因此，在發動機單獨驅動的工作方式下，發動機的動力可以以兩種不同的速比輸出至車輪，從而實現兩個擋位的變換。二、電機驅動的工作方式當離合器205處于斷開狀態時，或者發動機201不工作時，該工作方式又可細分為第一電機203單獨驅動；第二電機204單獨驅動及第一電機203和第二電機204共同驅動三種情況。I、第一電機203單獨驅動第一電機203驅動第一減速齒輪對206的主動輪206b轉動，主動輪206b帶動從動輪206a轉動，從動輪206a固定在第一驅動軸210上，這樣，第一電機203產生的動力經過第一減速齒輪對206的主動輪206b和從動輪206a傳遞至第一驅動軸210。由于第一擋位齒輪208a及第二擋位齒輪208b套設在第一驅動軸210上，第一同步裝置209a固定在第一驅動軸210上，且第一同步裝置209a用于將第一驅動軸210的動力傳遞至第一擋位齒輪208a或者第二擋位齒輪208b,這樣,第一電機203產生的動力可以傳遞至第一擋位齒輪208a或者第二擋位齒輪208b。由于第一擋位齒輪208a與差速器202的第一齒圈202a卩齒合,這樣,第一擋位齒輪208a能將動力傳遞至差速器202以驅動車輪。由于第二擋位齒輪208b與差速器202的第 二齒圈202b嚙合，這樣，第二擋位齒輪208b也能將動力傳遞到差速器202以驅動車輪。2、第二電機204單獨驅動同理，第二電機204驅動第二減速齒輪對207的主動輪207b轉動，主動輪207b帶動從動輪207a轉動，從動輪207a固定在第二驅動軸211上，這樣，第二電機204產生的動力經過第二減速齒輪對207的主動輪207b和從動輪207a傳遞至第二驅動軸211。由于第三擋位齒輪208c及第四擋位齒輪208d套設在第二驅動軸211上，第二同步裝置209b固定在第二驅動軸211上，且第二同步裝置209b用于將第二驅動軸211的動力傳遞至第三擋位齒輪208c或者第四擋位齒輪208d，這樣，第二電機204產生的動力可以傳遞至第三擋位齒輪208c或者第四擋位齒輪208d。由于第三擋位齒輪208c與差速器202的第一齒圈202a嚙合，這樣，第三擋位齒輪208c能將動力傳遞至差速器202以驅動車輪。由于第四擋位齒輪208d與差速器202的第二齒圈202b嚙合，這樣，第四擋位齒輪208d也能將動力傳遞到差速器202以驅動車輪。3、第一電機203和第二電機204共同驅動 根據汽車運行時的動力需求，第一電機203和第二電機204可以共同向差速器202輸出動力以驅動車輪。在共同驅動時，每個電機的換擋方式及動力的傳遞路線與上述第一電機203或第二電機204單獨驅動時一樣，在此不再贅述。因此，在電機驅動的工作方式下，第一電機203和第二電機204的動力分別能以兩種不同的速比輸出至車輪，從而能實現四個擋位的變換。在第一同步裝置209a進行換擋操作的過程中，即第一驅動軸210的動力在第一擋位齒輪208a與第二擋位齒輪208b之間進行切換的過程中，第二電機204可以繼續向差速器202輸出動力，從而保證換擋過程中動力不中斷；在第二同步裝置20%進行換擋操作的過程中，即第二驅動軸211的動力在第三擋位齒輪208c與第四擋位齒輪208d之間進行切換的過程中，第一電機203可以繼續向差速器202輸出動力，從而保證換擋過程中動力不中斷。三、發動機、電機混合驅動的工作方式該工作方式又可細分為串聯模式驅動和并聯模式驅動兩種情況。I、串聯模式驅動
當離合器205處于結合狀態時，發動機201產生的動力經過離合器205傳遞到第一驅動軸210。使第一同步裝置209a處于中位，既不向第一擋位齒輪208a傳遞動力，也不向第二擋位齒輪208b傳遞動力。這時，第一驅動軸210的動力傳遞到第一減速齒輪對206的從動輪206a，從動輪206a帶動主動輪206b轉動，主動輪206b驅動第一電機203轉動，此時，第一電機203工作在發電模式進行發電，產生的電能供給第二電機204工作用。第二電機204的換擋方式及動力的傳遞路線與上述第二電機204單獨驅動時一樣，在此不再贅述。2、并聯模式驅動當離合器205處于結合狀態時，發動機201產生的動力經過離合器205傳遞到第一驅動軸210。使第一同步裝置209a處于工作狀態，向第一擋位齒輪208a傳遞動力或向第二擋位齒輪208b傳遞動力。
這時，第一驅動軸210的動力通過第一擋位齒輪208a或第二擋位齒輪208b傳遞到差速器202以驅動車輪。此過程中，可通過調整發動機201輸出負載使其工作在經濟模式下。根據汽車運行時的動力需求，如果發動機201單獨驅動時的動力多余時，可以使第一電機203工作在發電模式,多余的動力通過第一驅動軸210、第一減速齒輪對206驅動電機，從而使第一電機203發電以產生電能。根據汽車運行時的動力需求，如果發動機201單獨驅動時的動力不足時，使第一電機203和/或第二電機204產生動力，從而使傳遞至差速器202的動力能達到該動力需求。四、倒擋的工作方式當離合器205處于斷開狀態時，或者發動機201不工作時，使第一電機203和/或第二電機204反轉，則第一電機203和/或第二電機204的動力能傳遞至差速器202的齒圈，使齒圈反向旋轉，從而實現倒擋。其中，使第一電機203和第二電機204同時反轉，能增大倒擋時的輸出動力。本發明實施例提供的混合動力驅動變速系統中，采用了如下結構兩根平行布置的驅動軸，其中第一驅動軸的一端通過離合器由發動機直接驅動，在這兩根驅動軸的另一端分別設置一個減速齒輪對，這個兩個減速齒輪對分別由一個電機直接驅動；另外，兩根驅動軸上分別套設有兩個擋位齒輪，且通過兩個同步裝置來實現換擋；進一步地，驅動軸上的兩個擋位齒輪分別與差速器的兩個齒圈直接嚙合以通過差速器驅動車輪；該結構中軸向排布的組件較少，因此具有較小的軸向尺寸，結構緊湊，有利于橫置動力總成的空間搭載。上述實施例中，混合動力驅動變速系統如圖3所示，還可以包括第一換擋電機31和第二換擋電機32 ;第一同步裝置209a由第一換擋電機31控制,用于將第一驅動軸210的動力傳遞至第一擋位齒輪208a或者第二擋位齒輪208b ;第二同步裝置209b由第二換擋電機32控制，用于將第二驅動軸211的動力傳遞至第三擋位齒輪208c或者第四擋位齒輪208d。通過設置換擋電機對同步裝置的換擋過程進行控制，可以實現換擋過程的自動控制。需要說明的是圖3與圖2中相同的組件具有相同的附圖標記。
上述實施例中，混合動力驅動變速系統如圖4所示，還可以包括電池組41及控制器42，電池組41通過控制器42與第一電機203、第二電機204、第一換擋電機31及第二換擋電機32連接。由于設有電池組41及控制器42，第一電機203與第二電機204工作于發電模式下產生的電能可由控制器控制存儲于該電池組中。且控制器能實現電池組41、第一電機203、第二電機204、第一換擋電機31及第二換擋電機32配合工作，從而能更好地實現換擋過程的自動化。需要說明的是圖4與圖3中相同的組件具有相同的附圖標記。上述實施例中，如圖3所示,第一同步裝置209a或第二同步裝置209b包括齒轂A及齒套B，齒套B在齒轂A上滑動；第一同步裝置209a的齒轂A固定在第一驅動軸210上；當第一同步裝置209a的齒套B滑至與第一擋位齒輪208a嚙合或與第二擋位齒輪208b嚙合時，第一驅動軸210的動力傳遞至第一擋位齒輪208a或者第二擋位齒輪208b ;第二同步 裝置209b的齒轂A固定在第二驅動軸211上；當第二同步裝置209b的齒套B滑至與第三擋位齒輪208c嚙合或與第四擋位齒輪208d嚙合時，第二驅動軸211的動力傳遞至第三擋位齒輪208c或者第四擋位齒輪208d。采用由齒轂A及齒套B構成的同步裝置，能使得動力傳遞效率顯著提高。上述實施例中，第一換擋電機31驅動第一同步裝置209a的齒套B滑動；第二換擋電機32驅動第二同步裝置209b的齒套B滑動。本發明實施例還提供了一種混合動力驅動汽車，設置有上述實施例描述的的混合動力驅動變速系統。本發明實施例提供的混合動力驅動汽車中，由于混合動力驅動變速系統具有較小的軸向尺寸，因此，可以節約動力驅動變速系統在汽車站所占用的空間，且能降低成本，同時還可以實現換擋過程中動力不中斷，及換擋過程的自動控制。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種混合動力驅動變速系統，包括發動機及差速器，其特征在于，還包括第一電機、第二電機、離合器、第一減速齒輪對、第二減速齒輪對、第一至第四擋位齒輪、第一同步裝置、第二同步裝置及相互平行的第一驅動軸和第二驅動軸； 所述發動機的動力通過所述離合器傳遞至所述第一驅動軸；所述第一減速齒輪對的從動輪固定在所述第一驅動軸上，所述第一電機的動力通過第一減速齒輪對的主動輪和從動輪傳遞至所述第一驅動軸；所述第二減速齒輪對的從動輪固定在所述第二驅動軸上，所述第二電機的動力通過所述第二減速齒輪對的主動輪和從動輪傳遞至所述第二驅動軸； 所述第一擋位齒輪及第二擋位齒輪套設在所述第一驅動軸上，所述第一擋位齒輪與所述差速器的第一齒圈嚙合，所述第二擋位齒輪與所述差速器的第二齒圈嚙合；所述第三擋位齒輪及第四擋位齒輪套設在所述第二驅動軸上，所述第三擋位齒輪與所述差速器的第一齒圈嚙合，所述第四擋位齒輪與所述差速器的第二齒圈嚙合； 所述第一同步裝置固定在所述第一驅動軸上，用于將所述第一驅動軸的動力傳遞至所述第一擋位齒輪或者所述第二擋位齒輪；所述第二同步裝置固定在所述第二驅動軸上，用于將所述第二驅動軸的動力傳遞至所述第三擋位齒輪或者所述第四擋位齒輪。
2.根據權利要求I所述的混合動力驅動變速系統，其特征在于，還包括第一換擋電機和第二換擋電機； 所述第一同步裝置由所述第一換擋電機控制，用于將所述第一驅動軸的動力傳遞至所述第一擋位齒輪或者所述第二擋位齒輪；所述第二同步裝置由所述第二換擋電機控制，用于將所述第二驅動軸的動力傳遞至所述第三擋位齒輪或者所述第四擋位齒輪。
3.根據權利要求2所述的混合動力驅動變速系統，其特征在于，還包括電池組及控制器，所述電池組通過所述控制器與所述第一電機、第二電機、第一換擋電機及第二換擋電機連接。
4.根據權利要求2或3所述的混合動力驅動變速系統，其特征在于，所述第一同步裝置或所述第二同步裝置包括齒轂及齒套，所述齒套在所述齒轂上滑動； 所述第一同步裝置的齒轂固定在所述第一驅動軸上；當所述第一同步裝置的齒套滑至與所述第一擋位齒輪嚙合或與所述第二擋位齒輪嚙合時，所述第一驅動軸的動力傳遞至所述第一擋位齒輪或者所述第二擋位齒輪； 所述第二同步裝置的齒轂固定在所述第二驅動軸上；當所述第二同步裝置的齒套滑至與所述第三擋位齒輪嚙合或與所述第四擋位齒輪嚙合時，所述第二驅動軸的動力傳遞至所述第三擋位齒輪或者所述第四擋位齒輪。
5.根據權利要求4所述的混合動力驅動變速系統，其特征在于，所述第一換擋電機驅動所述第一同步裝置的齒套滑動；所述第二換擋電機驅動所述第二同步裝置的齒套滑動。
6.一種混合動力驅動汽車，其特征在于，設置有權利要求1-5任一項所述的混合動力驅動變速系統。
全文摘要
本發明實施例公開了一種混合動力驅動變速系統及應用其的混合動力驅動汽車，涉及汽車傳動技術領域，解決了現有的混合動力驅動變速系統軸向排布的組件較多，導致軸向尺寸較大的問題。本發明實施例中，采用了如下結構兩根平行布置的驅動軸，其中第一驅動軸的一端通過離合器由發動機直接驅動，在這兩根驅動軸的另一端分別設置一個減速齒輪對，這個兩個減速齒輪對分別由一個電機直接驅動；另外，兩根驅動軸上分別套設有兩個擋位齒輪，且通過兩個同步裝置來實現換擋；進一步地，驅動軸上的兩個擋位齒輪分別與差速器的兩個齒圈直接嚙合以通過差速器驅動車輪；該結構中軸向排布的組件較少，因此具有較小的軸向尺寸。
文檔編號F16H3/12GK102878255SQ20121037446
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者王一博, 鄭立朋, 王征 申請人:長城汽車股份有限公司