CN108202592A - 混合动力自动变速器、混合动力驱动系统及混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

一种混合动力自动变速器，包括第一输入轴总成、输出轴总成、第二输入轴总成以及同步器，第一输入轴上设置六个主动齿轮，输出轴上设置六个从动齿轮和一个主在、输出齿轮，第二输入轴上设置高速和低速两个齿轮，其中高速齿轮与低速齿轮共用输出轴上的两个被动齿轮，通过同步器的调节切换到相应的档位。在发动机换挡时，第二输入轴通过高速齿轮或低速齿轮将高速电机的动力持续传送到输出轴上，解决发动机换挡时动力中断的问题。

Description

混合动力自动变速器、混合动力驱动系统及混合动力汽车

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，具体是一种混合动力自动变速器、混合动力驱动系统及混合动力汽车。

背景技术

随着中国2020-2025年油耗法规的实施，纯发动机汽车的生产制造成本将提升，而纯电动汽车却受限与电池的充电能力和快速充电设施建设的滞后，纯电动汽车也不能完全普及，因此混合动力汽车在最近一段时期还会有较大的发展空间。

作为混合动力汽车重要组成部分的变速器是衡量混合动力汽车性能的重要指标。传统的混合动力汽车在换档过程中，会出现换档时动力中断的问题，现有的解决动力中断大多采用空心轴同轴设置，但空心轴布置方案会且导致布置困难，且空心轴制作精度要求高，结构复杂。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种无动力中断且结构简单可靠的混合动力自动变速器。

一种混合动力自动变速器，包括第一输入轴总成、输出轴总成、第二输入轴总成以及同步器；

所述第一输入轴总成包括第一输入轴及沿轴向依次布置在所述第一输入轴上的一档主动齿轮、二档主动齿轮、六档主动齿轮、四档主动齿轮、五档主动齿轮、三档主动齿轮；

所述第二输入轴总成包括电驱主动齿轮、第二输入轴及布置在所述第二输入轴上的电驱从动齿轮、高速挡齿轮及低速挡齿轮，所述电驱主动齿轮与所述电驱从动齿轮啮合；

所述输出轴总成包括输出轴及沿轴向依次布置在所述输出轴上并与所述一档主动齿轮啮合的一档被动齿轮、与所述二档主动齿轮啮合的二档被动齿轮、与所述六档主动齿轮啮合的六档被动齿轮、与所述四档主动齿轮啮合的四档被动齿轮、与所述五档主动齿轮啮合的五档被动齿轮、与所述三档主动齿轮啮合的三被动齿轮，同时所述高速挡齿轮还与所述五档被动齿轮相啮合，所述低速挡齿轮还与所述三档被动齿轮相啮合；

所述同步器包括设置在所述第一输入轴或所述输出轴上的一二档同步器，四六档同步器、三五档同步器以及设置在所述第二输入轴上的高低速同步器；

所述第一输入轴、所述第二输入轴以及所述第二输入轴均平行设置。

在其中一个实施例中，所述一二档同步器设置于所述一档主动齿轮及所述二档主动齿轮之间或设置于所述一档被动齿轮及所述二档被动齿轮之间；所述四六档同步器设置于所述六档主动齿轮及四档主动齿轮之间；所述三五档同步器设置于所述五档主动齿轮与所述三档主动齿轮之间。

在其中一个实施例中，所述一二档同步器设置于所述一档主动齿轮及所述二档主动齿轮之间或设置于所述一档被动齿轮及所述二档被动齿轮之间；所述四六档同步器设置于所述六档被动齿轮与所述四档被动齿轮之间；所述三五档同步器设置于所述五档主动齿轮与所述三档主动齿轮之间。

在其中一个实施例中，所述混合动力自动变速器还包括主减差速器总成，所述输出轴总成还包括布置在所述输出轴上且靠近所述第一被动齿轮的主输出齿轮，所述主输出齿轮与所述主减差速器总成相啮合。

在其中一个实施例中，还包括倒档总成，所述倒档总成包括倒档轴、设置于所述倒档轴上的倒档输出齿轮、倒档惰轮以及倒档同步器，所述倒挡输出齿轮与所述主减差速器总成相啮合，所述倒挡惰轮与所述第一被动齿轮相啮合。

一种混合动力驱动系统，包括上述的混合动力自动变速器及与所述第一输入轴连接的离合器。

在其中一个实施例中，还包括发动机，所述离合器设置于所述发动机及所述第一输入轴之间，用于耦连所述发动机及所述第一输入轴。

在其中一个实施例中，还包括高速电机，所述高速电机与所述电驱主动齿轮连接，所述高速电机驱动所述电驱主动齿轮旋转。

一种混合动力汽车，包括上述的混合动力驱动系统。

本申请的混合动力自动变速器保持了原有发动机档位变换的同时，高速挡齿轮还与五档被动齿轮相啮合，低速挡齿轮还与三档被动齿轮相啮合，使得五档被动齿轮、三档被动齿轮能既为发动机的五档、三档传动也能为电机的高速档、低速档传动。在发动机换档时，第二输出轴总成持续输出动力到整车，弥补换档时发动机无法提供动力的不足，从而解决动力中断的问题。本申请所有的齿轮及轴均采用常规零件，零部件简单制造成本低，同时使得自动变速器整体结构更加简单可靠。

附图说明

图1为本发明第一个实施例中的混合动力驱动系统的结构示意图；

图2为本发明第二个实施例中的混合动力驱动系统的结构示意图；

图3为本发明第三个实施例中的混合动力驱动系统的结构示意图；

图4为本发明第四个实施例中的混合动力驱动系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在两者之间的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在两者之间的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1所示，一种混合动力驱动系统100，包括混合动力自动变速器10、离合器20、发动机30以及高速电机40。

混合动力自动变速器10包括第一输入轴总成、输出轴总成、第二输入轴总成以及同步器。第一输入轴总成包括第一输入轴111及沿轴向依次布置在第一输入轴111上的一档主动齿轮112、二挡主动齿轮113、六档主动齿轮114、四档主动齿轮115、五档主动齿轮116、三挡主动齿轮117。

第二输入轴总成包括电驱主动齿轮131、第二输出轴132及依次布置在第二输入轴132上的电驱从动齿轮133、高速挡齿轮134及低速挡齿轮135，其中电驱主动齿轮131与电驱从动齿轮133相啮合。

输出轴总成包括输出轴121及沿输出轴121轴线方向依次布置在输出轴121上并与一档主动齿轮112啮合的一档被动齿轮122、与二档主动齿轮113啮合的二档被动齿轮123、与六档主动齿轮114啮合的六档被动齿轮124、与四档主动齿轮115啮合的四档被动齿轮125、与五档主动齿轮116啮合的五档被动齿轮126、与三档主动齿轮117啮合的三档被动齿轮127。同时五档被动齿轮126还与高速挡齿轮134相啮合，三挡被动齿轮127还与低速挡齿轮135相啮合。

同步器包括设置在第一输入轴111或输出轴121上的一二档同步器141，四六档同步器142、三五挡同步器143以及设置在第二输入轴132上的高低速同步器144。其中，一二档同步器141，四六档同步器142、三五挡同步器143用来将第一输出轴111传递出来的动力切换到1-6个档位然后由对应档位的对应从动齿轮带动输出轴121进行动力输出；高低速同步器144用来将第二输入轴132传递出来的动力切换到高速挡、低速挡然后由五档被动齿轮126或三挡被动齿轮127带动输出轴121进行动力输出。

本实施例中，第一输入轴111传递的是来自发动机30的动力，第二输入轴132传递的是来自高速电机40的动力，输出轴121传递来自第一输入轴111和/或第二输入轴132的动力。在布置关系上第一输入轴111、第二输入轴132以及输出轴121均平行设置。

当采用混合动力源时保持了原有发动机档位变换的同时，高速挡齿轮134还与五档被动齿轮相啮合126，低速挡齿轮135还与三档被动齿轮127相啮合，使得五档被动齿轮126、三档被动齿轮127能既为发动机30的五档、三档传动也为高速电机40的高速档、低速档传动。

本发明采用混合动力时，发动机30作为主要动力源，高速电机40作为辅助动力源。以下以四档换五档为例说明混合动力自动变速器10无动力中断换挡的动力传递过程。

发动机30在四档状态下运行，分离发动机30与第一输入轴111之间的离合器20，然后拨动第一输入轴111上的三五档同步器143，使三五挡同步器143与五档主动齿轮116连接，从而完成换挡的过程。发动机30在四档换五挡的过程中，高速电机40驱动电驱主动齿轮131将动力传递到电驱从动齿轮133，高低速同步器144与低速挡齿轮135连接，低速挡齿轮135与三挡被动齿轮127啮合，将高速电机40动力传递到输出轴121，从而弥补发动机30在换挡时不足的动力，从而实现混合动力自动变速器10在发动机换挡时的无动力中断换挡。

如图1所示，在第一个实施例中，一二档同步器141设置于输出轴121上，同时设置于一档被动齿轮122及二档被动齿轮123之间。四六档同步器142设置于第一输入轴111上，同时设置于六档主动齿轮114及四档主动齿轮115之间。三五档同步器143设置于五档主动齿轮116与三档主动齿轮117之间。

如图2所示，在第二个实施例中，一二档同步器141设置于输入轴111上，同时设置于一档主动齿轮112及二档主动齿轮113之间。四六档同步器142设置于输出轴121上，同时设置于六档被动齿轮124及四档被动齿轮125之间。三五档同步器143设置于五档主动齿轮116与三档主动齿轮117之间。

如图3所示，在第三个实施例中，一二档同步器141设置于输入轴111上，同时设置于一档主动齿轮112及二档主动齿轮113之间。四六档同步器142设置于输出轴111上，同时设置于六档主动齿轮114及四档主动齿轮115之间。三五档同步器143设置于五档主动齿轮116与三档主动齿轮117之间。

如图4所示，在第四个实施例中，一二档同步器141设置于输出轴121上，同时设置于一档被动齿轮122及二档被动齿轮123之间。四六档同步器142设置于输出轴121上，同时设置于六档被动齿轮124及四档被动齿轮125之间。三五档同步器143设置于五档主动齿轮116与三档主动齿轮117之间。

本发明给出的四种实施例，因为发动机30的五档、三挡与高速电机20的高速挡、低速挡共用五档被动齿轮126及三挡被动齿轮127，为了防止齿轮之间出现干扰现象，故将三五挡同步器143的位置限制在五档主动齿轮116和三档主动齿轮117之间，而一二档同步器141及四六档同步器142则可以任意设置在第一输入轴111或输出轴121上。

可以理解的是，高速挡主动齿轮134与低速挡主动齿轮135可以与发动机的六、四档共用六档被动齿轮124、四档被动齿轮125。此时四六档同步器142仅设置在第一输入轴111上，而一二档同步器141与三五挡同步器143则可以设置第一输入轴111或输出轴121上。类似这种，同步器位置的变换都属于本发明所要保护的范围。

混合动力自动变速器10还包括主减差速器总成15，输出轴总成还包括布置在输出轴121上且靠近第一被动齿轮122的主输出齿轮128，主输出齿轮128与主减差速器总成15相啮合，将来自输出轴121的动力通过逐渐差速器15总成输出到整车。

混合动力自动变速器10还包括倒挡总成，倒挡总成包括倒挡轴161、设置于倒挡轴161上的倒挡输出齿轮162、倒挡惰轮163以及倒挡同步器164，其中倒挡惰轮163与第一被动齿轮122相啮合，从而将发动机30输出的动力通过一档主动齿轮112、一档被动齿轮122、倒挡惰轮163，传递到倒挡总成16。倒挡输出齿轮162与主减差速器总成15相啮合，从而将倒挡总成的动力通过主减差速器总成15输出。

一种混合动力驱动系统100，包括离合器20及发动机30，离合器20一端与第一输入轴111连接，离合器20另一端与发动机30通过发动机轴连接，即离合器20设置于发动机30及第一输入轴111之间，用于耦连发动机30及第一输入轴111。

一种混合动力驱动系统100，还包括高速电机40，本发明由于设计了电驱主动齿轮131及电驱从动齿轮133，本发明中电驱主动齿轮131与电驱从动齿轮133为减速齿轮，即通过电驱主动齿轮131与电驱从动齿轮133的啮合关系能够将高速电机40的高速旋转适当降低转速，进而本发明即使在采用高速电机40驱动也能满足驱动要求，本发明采用高速电机40能够减小电机体积，降低制造成本。

本发明还提供一种混合动力汽车，该混合动力汽车包括上述的混合动力驱动系统100。

本发明提供的混合动力自动变速器10至少有如下有益效果：

(1)通过发动机30、高速电机40的动力耦合输出，实现了自动变速器10换挡过程中无动力中断。

(2)混合动力自动变速器10通过多档位齿轮副本发明有六个前进档位，使得调速范围变大，能够使发动机30和高速电机49始终工作在经济转速范围内，使发动机30和高速电机40能够发挥其最佳性能，在保证整车NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能的前提下，通过系统设计提升混合动力自动变速器10的传动效率。

(3)采用高速电机40，高度电机40体积小能够集中设计到混合动力驱动系统100中，提高混合动力驱动系统100集成度且降低整个混合动力驱动系统100的成本。

(4)传动结构、零部件简单，都是常规生产制造能完成的，因此制造成本低。

(5)当整车需要更大扭矩时，发动机30通过第一输入轴111、输出轴121持续输出动力到整车；高速电机40通过第二输入轴132及高低速同步器144连接相应的三档被动齿轮127、五档被动齿轮126，增加输出轴121的输出扭矩，实现高速高扭矩输出，可匹配B/B+(中型车)级车型，满足更广的动力输出需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种混合动力自动变速器，其特征在于，包括第一输入轴总成、输出轴总成、第二输入轴总成以及同步器；

所述第一输入轴总成包括第一输入轴及沿轴向依次布置在所述第一输入轴上的一档主动齿轮、二档主动齿轮、六档主动齿轮、四档主动齿轮、五档主动齿轮、三档主动齿轮；

所述第二输入轴总成包括电驱主动齿轮、第二输入轴及依次布置在所述第二输入轴上的电驱从动齿轮、高速挡齿轮及低速挡齿轮，所述电驱主动齿轮与所述电驱从动齿轮啮合；

所述输出轴总成包括输出轴及沿轴向依次布置在所述输出轴上并与所述一档主动齿轮啮合的一档被动齿轮、与所述二档主动齿轮啮合的二档被动齿轮、与所述六档主动齿轮啮合的六档被动齿轮、与所述四档主动齿轮啮合的四档被动齿轮、与所述五档主动齿轮啮合的五档被动齿轮、与所述三档主动齿轮啮合的三被动齿轮，同时所述高速挡齿轮还与所述五档被动齿轮相啮合，所述低速挡齿轮还与所述三档被动齿轮相啮合；

所述同步器包括设置在所述第一输入轴或所述输出轴上的一二档同步器，四六档同步器、三五档同步器以及设置在所述第二输入轴上的高低速同步器；

所述第一输入轴、所述第二输入轴以及所述输出轴均平行设置。

2.根据权利要求1所述的混合动力自动变速器，其特征在于，所述一二档同步器设置于所述一档主动齿轮及所述二档主动齿轮之间或设置于所述一档被动齿轮及所述二档被动齿轮之间；所述四六档同步器设置于所述六档主动齿轮及四档主动齿轮之间；所述三五档同步器设置于所述五档主动齿轮与所述三档主动齿轮之间。

3.根据权利要求1所述的混合动力自动变速器，其特征在于，所述一二档同步器设置于所述一档主动齿轮及所述二档主动齿轮之间或设置于所述一档被动齿轮及所述二档被动齿轮之间；所述四六档同步器设置于所述六档被动齿轮与所述四档被动齿轮之间；所述三五档同步器设置于所述五档主动齿轮与所述三档主动齿轮之间。

4.根据权利要求1所述的混合动力自动变速器，其特征在于，所述混合动力自动变速器还包括主减差速器总成，所述输出轴总成还包括布置在所述输出轴上且靠近所述第一被动齿轮的主输出齿轮，所述主输出齿轮与所述主减差速器总成相啮合。

5.根据权利要求4所述的混合动力自动变速器，其特征在于，还包括倒档总成，所述倒档总成包括倒档轴、设置于所述倒档轴上的倒档输出齿轮、倒档惰轮以及倒档同步器，所述倒挡输出齿轮与所述主减差速器总成相啮合，所述倒挡惰轮与所述第一被动齿轮相啮合。

6.一种混合动力驱动系统，其特征在于，包括如权利要求1-5所述的混合动力自动变速器及与所述第一输入轴连接的离合器。

7.根据权利要求6所述的混合动力驱动系统，其特征在于，还包括发动机，所述离合器设置于所述发动机及所述第一输入轴之间，用于耦连所述发动机及所述第一输入轴。

8.根据权利要求6所述的混合动力驱动系统，其特征在于，还包括高速电机，所述高速电机与所述电驱主动齿轮连接，所述高速电机驱动所述电驱主动齿轮旋转。

9.一种混合动力汽车，其特征在于，包括如权利要求6-8所述的混合动力驱动系统。