CN109878320A - 一种基于amt的汽车混合动力结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于AMT的汽车混合动力结构，在变速器输入轴上设有主动齿、主从动结合齿和模式切换结合齿套，主动齿和主动结合齿固连在一起并空套在输入轴上，从动结合齿安装在输入轴上，模式切换结合齿套可在主动结合齿、从动结合齿上滑移以单独与主动结合齿或从动结合齿啮合或者同时啮合。输出轴上设有与输入轴类似的齿零件，且这些齿具有类似的连接关系。两模式切换结合齿套同步滑移，同步滑移时，两齿套要么只有一个齿套与从动结合齿和主动结合齿同时啮合，要么都没有同时啮合。电机驱动齿与输入轴主动齿啮合。本发明克服了AMT变速器换挡时动力中断问题，能自动在纯油模式、P2混动、P3混动模式间切换，满足不同行驶工况的需求。

Description

一种基于AMT的汽车混合动力结构

技术领域

本发明涉及新能源汽车，具体来讲涉及一种基于AMT的汽车混合动力结构，属于电动汽车技术领域。

背景技术

随着世界各国环保措施越来越严格，电动汽车由于其节能、低排放等特点成为汽车研究与开发的一个重点，并已经成功实现商业化。由于纯电动汽车在续航和充电技术上没有得到完全解决，所以目前还不能被消费者所普遍接受。而混合动力汽车兼顾了燃油车和电动车的优势，故目前混合动力汽车更具有市场前景。

常见的混合动力设置方式有：1、在发动机上增加48伏BSG电极代替传统发电机（简称P0）；其代表量产车型有Audi Q7、长安新逸动；2、将驱动电机集成于发动机和变速箱之间，用于驱动变速箱的输入轴（简称P2）。其代表量产车型有AUDI A3、艾瑞泽7；3、驱动电机与变速箱集成（在后桥增加驱动电机，用于驱动变速箱的输出轴）（简称P3）；其代表量产车型有比亚迪；4、发动机安装BSG电机，同时将驱动电机与自动变速箱集成于一体 （简称P0+P3）。

P2模式电机的输出转矩可以通过变速器放大调节，但换档时动力会中断；P3模式模式换档时可以消除动力中断，但是不能利用变速器来放大调节输出转矩。鉴于P2和P3模式的优缺点，为了扬长避短，将P2和P3模式的优点集成在一起，容易想到的解决办法是设置两套驱动电机，分别驱动输入轴和输出轴，这样不但成本大大提高，而且几乎没有安装空间，所以实际不可行。

变速器是汽车的三大件之一，汽车的变速器主要有手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、双离合变速器（DCT）、无极变速器（CVT）、自动机械式变速器（AMT）。目前适合混合动力的自动变速箱主要有液力机械式、CVT无极变速、DCT双离合器（大众为DSG）。

液力机械式自动变速箱是应用最广的一种变速箱，它实现了自动变矩变速的功能，随着档位的增多和电控技术的进步，这种变速箱的换档反映更加敏捷，动作也更平顺，但是它也有一些固有缺点：首先，依靠液体传递动力的液力变矩器自身体积较大、重量较重且油液传递效率不如齿轮传递效率高，会损耗一些能量，造成车辆的油耗高；其次，换档过程中需要锁止行星齿轮，在锁止动作中尤其是激烈驾驶时需要快速锁止时难免会产生一些换档冲击；第三，由于整套机构包括电控、液压、机械等装置，使其结构十分复杂，可靠性相对降低。

CVT的好处是变速过程极为平顺，完全没有其他变速箱所存在的换档冲击问题，而且行驶时能在发动机的转速不发生变化的情况下变化车速，这就使发动机能一直工作在最佳转速区间，同时也省去发动机在行使换档时转速不断的起起落落的过程，显著降低了油耗，同时CVT变速箱体积小、重量轻，也节省了空间。CVT受到钢带传动的限制，它只能配备在动力输出较低的发动机上，过高的动力输出会使钢带打滑，损坏钢带，因此CVT变速箱只能应用于中小排量的车型上，另外，由于CVT工作需要液压系统，故整体传动效率会受到较大影响。

DCT双离合器既有手动档的动力输出直接、体积小、重量轻的优势，又实现了手动档无法完成的快速换档，所以DCT 长期用于赛车运动并被驾驶爱好者所追捧。由于DSG的结构比较复杂，制造成本也比较高。

尽管AMT具有结构简单，成本低廉，制造容易以及传动效率高等独有长处，但由于控制困难，特别是换挡时存在动力中断，驾乘舒适性差等固有缺陷，在混合动力车辆中很少采用。因此，如何将混合动力设置方式与自动机械式变速器（AMT）结合起来，以克服各自的不足，充分发挥两者各自优势，对于混合动力汽车的发展具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种基于AMT的汽车混合动力结构，本发明通过混合动力中驱动电机的设置很好地克服了AMT变速器换挡时动力中断问题，控制系统能自动在纯油模式、P2混动、P3混动模式间自动切换，满足混合动力车辆不同行驶工况的需求，且结构简单，成本低廉。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：

一种基于AMT的汽车混合动力结构，包括发动机、自动离合器、驱动电机、电机控制器和自动机械变速器，电机控制器的输出接驱动电机，自动机械变速器包括输入轴、设置在输入轴上的各档主动齿、输出轴和设置在输出轴上与各档主动齿对应的各档从动齿，发动机输出轴通过自动离合器接自动机械变速器的输入轴。

在自动机械变速器的输入轴上设有输入轴主动齿、输入轴主动结合齿、输入轴从动结合齿和输入轴模式切换结合齿套，输入轴主动齿和输入轴主动结合齿固连在一起并空套在输入轴上，输入轴从动结合齿安装在输入轴上并始终与输入轴同步转动，输入轴主动结合齿与输入轴从动结合齿相邻并具有相同的外径和齿结构；输入轴模式切换结合齿套内表面设有内齿，该内齿与输入轴主动结合齿、输入轴从动结合齿上的齿结构相对应而能够啮合；输入轴模式切换结合齿套可在输入轴主动结合齿、输入轴从动结合齿上滑移以单独与输入轴主动结合齿或输入轴从动结合齿啮合或者同时与输入轴主动结合齿、输入轴从动结合齿啮合；输入轴模式切换结合齿套的滑移由拨叉拨动实现，拨叉与拨叉控制电机连接以由拨叉控制电机驱动拨叉拨动。

在自动机械变速器的输出轴上设有输出轴从动齿、输出轴从动结合齿、输出轴主动结合齿和输出轴模式切换结合齿套，输出轴从动齿和输出轴主动结合齿固连在一起并空套在输出轴上；输出轴从动齿与输入轴主动齿啮合；输出轴从动结合齿安装在输出轴上并始终与输出轴同步转动，输出轴主动结合齿与输出轴从动结合齿相邻并具有相同的外径和齿结构；输出轴模式切换结合齿套内表面设有内齿，该内齿与输出轴主动结合齿、输出轴从动结合齿上的齿结构相对应而能够啮合；输出轴模式切换结合齿套可在输出轴主动结合齿、输出轴从动结合齿上滑移以单独与输出轴主动结合齿或输出轴从动结合齿啮合或者同时与输出轴主动结合齿、输出轴从动结合齿啮合；输出轴模式切换结合齿套由所述拨叉拨动以实现与输入轴模式切换结合齿套同步滑移。同步滑移时，两齿套要么只有一个齿套与对应的从动结合齿和主动结合齿同时啮合，要么都没有同时啮合，而不会同时啮合；即拨叉三个位置下，两齿套的位置及结合关系：位置一--输出轴主动结合齿和输出轴从动结合齿分开没有结合且输入轴主动结合齿和输入轴从动结合齿分开也没有结合；位置二--输入轴模式切换结合齿套将输入轴主动结合齿和输入轴从动结合齿结合，此时输出轴主动结合齿和输出轴从动结合齿分开没有结合；位置三--输出轴模式切换结合齿套将输出轴主动结合齿和输出轴从动结合齿结合，此时输入轴主动结合齿和输入轴从动结合齿分开没有结合。

在位置一状态下，由于输出轴主动结合齿和输出轴从动结合齿分开没有结合且输入轴主动结合齿和输入轴从动结合齿分开也没有结合，因此输入轴主动齿和输入轴主动结合齿只能在输入轴上空转，同样地，输出轴从动齿和输出轴主动结合齿也只能在输出轴上空转，驱动电机的输出不能传递给输入轴，也不能传递给输出轴，故位置一状态下，系统处于电机解耦纯油驱动模式。

在位置二状态下，驱动电机的输出通过中间传动齿传递给输入轴主动齿，由于输入轴主动齿和输入轴主动结合齿固连在一起，并且输入轴模式切换结合齿套将输入轴主动结合齿和输入轴从动结合齿结合，即输入轴主动齿能够依次通过输入轴主动结合齿、输入轴模式切换结合齿套、输入轴从动结合齿将电机转动传递给输入轴，此时输入轴也跟着输入轴主动齿转动，即电机驱动变速器的输入轴转动；由于输入轴主动齿和输出轴从动齿啮合，故输出轴从动齿也跟着转动；由于输出轴从动齿和输出轴主动结合齿固连在一起，此时输出轴主动结合齿和输出轴从动结合齿分开没有结合，因此在输出轴上，输出轴从动齿和输出轴主动结合齿仅仅空转而已，不会带动输出轴转动。故位置二状态下，系统处于P2混动模式。

在位置三状态下，驱动电机的输出通过中间传动齿传递给输入轴主动齿，由于输入轴主动齿和输入轴主动结合齿固连在一起，此时输入轴主动结合齿和输入轴从动结合齿分开没有结合，因此在输入轴上，输入轴主动齿和输入轴主动结合齿仅仅空转而已，不会带动输入轴转动。由于输入轴主动齿和输出轴从动齿啮合，故输出轴从动齿也跟着转动；由于输出轴从动齿和输出轴主动结合齿固连在一起，并且输出轴模式切换结合齿套将输出轴主动结合齿和输出轴从动结合齿结合，即输出轴从动齿能够依次通过输出轴主动结合齿、输出轴模式切换结合齿套、输出轴从动结合齿将电机转动传递给输出轴，此时输出轴也跟着输出轴从动齿转动，即电机驱动变速器的输出轴转动；故位置三状态下，系统处于P3混动模式。

驱动电机的输出轴上设有电机驱动齿，电机驱动齿与输入轴主动齿啮合。

在输入轴模式切换结合齿套外表面和输出轴模式切换结合齿套外表面均设有环状的凹槽，所述拨叉一端与拨叉控制电机相连，拨叉另一端分开形成两拨头，两拨头各自插入输入轴模式切换结合齿套和输出轴模式切换结合齿套的凹槽内，以由拨叉的拨动使输入轴模式切换结合齿套和输出轴模式切换结合齿套同步滑移。

所述拨叉上设有套孔，拨叉通过套孔套设于导杆上；在导杆上设有辅助用定位槽，定位槽为弧形槽；每个定位槽对应拨叉拨动到的一个位置，当拨叉控制电机驱动拨叉移动到某个定位槽时，表明拨叉将模式切换结合齿套拨动到某个对应的模式。

所述拨叉上设有仅一端开口的弹簧容置孔，弹簧容置孔通过开口端与套孔相通并朝向套孔中心；在弹簧容置孔内设有压簧和钢球，压簧一端与弹簧容置孔孔底部相抵接，另一端与钢球接触，钢球在压簧弹力作用下始终与导杆抵接。理论上，拨叉的移动距离和方向系统会预先设置，即使没有凹槽和钢球结构，也能准确到达下一个位置。但本结构的设置，钢球在压簧作用下，当到达定位槽时，会有明显的到位感并伴随钢球冲击定位槽的声音，到位更准确可靠。

所述电机驱动齿通过中间传动齿与输入轴主动齿啮合。增设中间传动齿，可以实现驱动电机到输入轴主动齿之间的减速作用，同时便于将驱动电机与变速器集成在同一套外壳内。

所述拨叉控制电机的输入接车辆控制器的一路输出，车辆控制器的另一路输出接电机控制器的输入。驱动电机的工作（是切入进入纯电模式、混动模式还是退出进入纯油模式）以及拨叉控制电机的工作（拨叉什么时候动作，动作到哪个位置）由车辆控制器根据车辆行驶时所采集的各种内外部参数来决定，从而使车辆在每个时刻处于最佳的工况。

所述输入轴从动结合齿通过花键安装在输入轴上；输出轴从动结合齿通过花键安装在输出轴上。作为一种成熟而简单的同步转动实现方式，花键连接工作可靠，实现容易。

本混动方案结构简单，成本低廉，易于工程化，能满足混合动力车辆不同行驶工况的需求。可以纯电驱动（纯电驱动下，拨叉或者齿套处于和混动相同的位置，只是内燃机不参与驱动）或电机解耦纯油驱动；可以P2混动、利用变速器的不同档位来调节放大电机的输出转矩；在AMT换档时利用电机调速同步便于换档、缩短换档时间；可以P3混动、利用电机驱动车辆消除AMT换档时固有的动力中断缺陷，让AMT的性能得到根本提升；可以回收制动能量，也可以启停，从而提高整车的燃油经济性；驱动电机还可以启动发动机、停车时由发动机驱动发电为动力电池充电。

附图说明

图1-本发明工作于电机解耦纯油驱动模式下的结构示意图。

图2-本发明工作于P2混动模式下的示意图。

图3-本发明工作于P3混动模式下的示意图。

图4-本发明立体结构图。

图中，1-电机驱动齿；2-中间传动齿；3-中间传动齿轴；4-轴承；5-输入轴主动齿；6-输入轴主动结合齿；7-输入轴从动结合齿；8-输入轴模式切换结合齿套；9-拨叉；10-输出轴从动结合齿；11-输出轴主动结合齿；12-输出轴从动齿；13-输入轴后轴承；14-输出轴后轴承；15-四档从动齿；16-四档主动齿；17-三档从动齿；18-三档主动齿；19-二档从动齿；20-二档主动齿；21-一档从动齿；22-输出轴中轴承；23-输出轴前轴承；24-输出轴；25-一档主动齿；26-输入轴前轴承；27-输入轴；28-输出轴模式切换结合齿套；29-驱动电机；30-导杆；31-辅助用定位槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1-图4，从图上可以看出，本发明基于AMT的汽车混合动力结构，包括发动机、自动离合器、驱动电机29、电机控制器和自动机械变速器，电机控制器的输出接驱动电机，自动机械变速器包括输入轴27、设置在输入轴上的各档主动齿、输出轴24和设置在输出轴上与各档主动齿对应的各档从动齿，发动机输出轴通过自动离合器接自动机械变速器的输入轴27。本发明的改进在工作模式切换上，发动机、离合器和电机控制器等属于现有技术，故图上没有示出。

在自动机械变速器的输入轴27上设有输入轴主动齿5、输入轴主动结合齿6、输入轴从动结合齿7和输入轴模式切换结合齿套8，输入轴主动齿5和输入轴主动结合齿6固连在一起并空套在输入轴27上，输入轴从动结合齿7安装在输入轴27上并始终与输入轴27同步转动，输入轴主动结合齿6与输入轴从动结合齿7相邻并具有相同的外径和齿结构；输入轴模式切换结合齿套8内表面设有内齿，该内齿与输入轴主动结合齿6、输入轴从动结合齿7上的齿结构相对应而能够啮合；输入轴模式切换结合齿套8可在输入轴主动结合齿6、输入轴从动结合齿7上滑移以单独与输入轴主动结合齿6或输入轴从动结合齿7啮合或者同时与输入轴主动结合齿6、输入轴从动结合齿7啮合；输入轴模式切换结合齿套8的滑移由拨叉9拨动实现，拨叉9与拨叉控制电机连接以由拨叉控制电机驱动拨叉拨动。

在自动机械变速器的输出轴24上设有输出轴从动齿12、输出轴从动结合齿10、输出轴主动结合齿11和输出轴模式切换结合齿套28，输出轴从动齿12和输出轴主动结合齿11固连在一起并空套在输出轴24上；输出轴从动齿12与输入轴主动齿5啮合；输出轴从动结合齿10安装在输出轴24上并始终与输出轴24同步转动，输出轴主动结合齿11与输出轴从动结合齿10相邻并具有相同的外径和齿结构；输出轴模式切换结合齿套28内表面设有内齿，该内齿与输出轴主动结合齿11、输出轴从动结合齿10上的齿结构相对应而能够啮合；输出轴模式切换结合齿套28可在输出轴主动结合齿11、输出轴从动结合齿10上滑移以单独与输出轴主动结合齿11或输出轴从动结合齿10啮合或者同时与输出轴主动结合齿11、输出轴从动结合齿10啮合；输出轴模式切换结合齿套28由所述拨叉9拨动以实现与输入轴模式切换结合齿套8同步滑移。同步滑移时，两齿套要么只有一个齿套与对应的从动结合齿和主动结合齿同时啮合，要么都没有同时啮合，而不会同时啮合；即拨叉三个位置下，两齿套的位置及结合关系如下：位置一--输出轴主动结合齿11和输出轴从动结合齿10分开没有结合且输入轴主动结合齿6和输入轴从动结合齿7分开也没有结合；位置二--输入轴模式切换结合齿套8将输入轴主动结合齿6和输入轴从动结合齿7结合，此时输出轴主动结合齿11和输出轴从动结合齿10分开没有结合；位置三--输出轴模式切换结合齿套28将输出轴主动结合齿11和输出轴从动结合齿10结合，此时输入轴主动结合齿6和输入轴从动结合齿7分开没有结合。

在位置一状态下，由于输出轴主动结合齿11和输出轴从动结合齿10分开没有结合且输入轴主动结合齿6和输入轴从动结合齿7分开也没有结合，因此输入轴主动齿5和输入轴主动结合齿6只能在输入轴27上空转，同样地，输出轴从动齿12和输出轴主动结合齿11也只能在输出轴24上空转，驱动电机29的输出不能传递给输入轴27，也不能传递给输出轴24，故位置一状态下，系统处于电机解耦纯油驱动模式（即图1模式）。

在位置二状态下，驱动电机29的输出通过中间传动齿2传递给输入轴主动齿5，由于输入轴主动齿5和输入轴主动结合齿6固连在一起，并且输入轴模式切换结合齿套8将输入轴主动结合齿6和输入轴从动结合齿7结合，即输入轴主动齿5能够依次通过输入轴主动结合齿6、输入轴模式切换结合齿套8、输入轴从动结合齿7将电机转动传递给输入轴27，此时输入轴27也跟着输入轴主动齿5转动，即驱动电机29驱动变速器的输入轴27转动；由于输入轴主动齿5和输出轴从动齿12啮合，故输出轴从动齿12也跟着转动；由于输出轴从动齿12和输出轴主动结合齿11固连在一起，此时输出轴主动结合齿11和输出轴从动结合齿10分开没有结合，因此在输出轴24上，输出轴从动齿12和输出轴主动结合齿11仅仅空转而已，不会带动输出轴24转动。故位置二状态下，系统处于P2混动模式（即图2模式）。

在位置三状态下，驱动电机29的输出通过中间传动齿2传递给输入轴主动齿5，由于输入轴主动齿5和输入轴主动结合齿6固连在一起，此时输入轴主动结合齿6和输入轴从动结合齿7分开没有结合，因此在输入轴27上，输入轴主动齿5和输入轴主动结合齿6仅仅空转而已，不会带动输入轴27转动。由于输入轴主动齿5和输出轴从动齿12啮合，故输出轴从动齿12也跟着转动；由于输出轴从动齿12和输出轴主动结合齿11固连在一起，并且输出轴模式切换结合齿套28将输出轴主动结合齿11和输出轴从动结合齿10结合，即输出轴从动齿12能够依次通过输出轴主动结合齿11、输出轴模式切换结合齿套28、输出轴从动结合齿10将电机转动传递给输出轴24，此时输出轴24也跟着输出轴从动齿12转动，即驱动电机29驱动变速器的输出轴24转动；故位置三状态下，系统处于P3混动模式（即图3模式）。

驱动电机29的输出轴上设有电机驱动齿1，电机驱动齿1与输入轴主动齿5啮合。

因为同一套电机不能既接入变速器输入轴，又在需要时接入输出轴，所以现有技术如果要实现P2混动模式或者P3混动模式，就需要两套驱动电机，这样不但结构复杂，而且布置起来非常困难，成本也增加很多。本发明通过输入轴和输出轴上齿套的设计，在需要工作于P2混动模式时，输入轴上的齿套动作，通过输入轴上主动结合齿和从动结合齿的传递，最终将电机与输入轴连接起来。同样地，在需要工作于P3混动模式时，输出轴上的齿套动作，通过输出轴上主动结合齿和从动结合齿的传递，最终将电机与输出轴连接起来。如果需要电机解耦工作于纯油驱动模式，两齿套同时脱开对主动结合齿和从动结合齿的结合，这样电机解耦，即可工作于纯油驱动模式。一旦通过拨叉切换到相应工作模式，车辆即可在该模式下工作，此为现有技术，在此不赘述。本发明的改进就在于怎么切换，至于输出轴输入轴上主从动齿、倒挡齿的设计则完全可以采用现有变速器结构，至于前进档是四档、五档还是六档等，都可以适用。本发明提供的附图为四档结构，标号与各档具体对应关系为：一档主动齿25、一档从动齿21、二档主动齿20、二档从动齿19、三档主动齿18、三档从动齿17、四档主动齿16、四档从动齿15。为了便于安装输入轴和输出轴，还包括各种轴承，如输入轴后轴承13、输入轴前轴承26、输出轴后轴承14、输出轴中轴承22和输出轴前轴承23。

为实现拨叉对两齿套的同步拨动，在输入轴模式切换结合齿套外表面和输出轴模式切换结合齿套外表面均设有环状的凹槽，所述拨叉一端与拨叉控制电机相连，拨叉另一端分开形成两拨头，两拨头各自插入输入轴模式切换结合齿套和输出轴模式切换结合齿套的凹槽内，这样拨叉拨动时，就能够使输入轴模式切换结合齿套和输出轴模式切换结合齿套同步滑移。

所述拨叉上设有套孔，拨叉通过套孔套设于导杆30上；在导杆30上设有辅助用定位槽31，定位槽31为弧形槽；每个定位槽对应拨叉需要拨动到的一个位置，当拨叉控制电机驱动拨叉移动到某个定位槽时，表明拨叉将模式切换结合齿套拨动到某个对应的模式。

所述拨叉上设有仅一端开口的弹簧容置孔，弹簧容置孔通过开口端与套孔相通并朝向套孔中心；在弹簧容置孔内设有压簧和钢球，压簧一端与弹簧容置孔孔底部相抵接，另一端与钢球接触，钢球在压簧弹力作用下始终与导杆抵接。理论上，拨叉的移动距离和方向系统会预先设置，即使没有凹槽和钢球结构，也能准确到达下一个位置。但本结构的设置，钢球在压簧作用下，当到达定位槽时，会有明显的到位感并伴随钢球冲击定位槽的声音，到位更准确可靠。

所述电机驱动齿1通过中间传动齿2与输入轴主动齿5啮合，中间传动齿2通过轴承4安装在中间传动齿轴3上。增设中间传动齿2，可以实现驱动电机29到输入轴主动齿5之间的减速作用，同时便于将驱动电机与变速器集成在同一套外壳内并使外壳体积更加紧凑。

所述拨叉控制电机的输入接车辆控制器的一路输出，车辆控制器的另一路输出接电机控制器的输入。驱动电机的工作（是切入进入纯电模式、混动模式还是退出进入纯油模式）以及拨叉控制电机的工作（拨叉什么时候动作，动作到那个位置）由车辆控制器根据车辆行驶时所采集的各种内外部参数来决定，从而使车辆在每个时刻处于最佳的工况。

所述输入轴从动结合齿通过花键安装在输入轴上；输出轴从动结合齿通过花键安装在输出轴上。作为一种成熟而简单的同步转动实现方式，花键连接工作可靠，实现容易。

为了尽量减小减速器壳体的体积，所述输入轴与输出轴其中一端端面平齐，输入轴和输出轴上的主从动齿、主动结合齿、从动结合齿和齿套就安装在对应轴该平齐的一端。输入轴另一端就接发动机。为了使齿套在三个位置更方便迅速的转换，本发明将电机解耦纯油驱动模式对应的位置一设于另两个模式（P2混动模式和P3混动模式）对应的位置二和位置三中间，这样在纯油驱动模式下，拨叉往其中一边拨动，即进入P2混动模式，拨叉往另一边拨动，进入P3混动模式。反过来，在P2混动模式和P3混动模式下，拨叉往中间拨动，就进入纯油驱动模式，这样的切换方式也正是实际对应的切换方式，这样可以缩短拨叉移动距离，提高切换反应时间。为了实现这样的切换思想，就需要在中间位置使两齿套都没有将主动结合齿和从动结合齿结合，往两边中任意一边拨动齿套时，其中一个轴上的齿套将主动结合齿和从动结合齿结合，另一个轴上主动结合齿和从动结合齿还是处于分开状态，没有结合，为此，在输入轴主动结合齿、输出轴主动结合齿的设计上，就不是彼此正对，同样的，输入轴从动结合齿和输出轴从动结合齿也不是彼此正对，而是在轴上相互错开一定距离，具体地，输入轴从动结合齿相比输出轴从动结合齿宽度要窄一些，在输入轴从动结合齿和输出轴从动结合齿外侧面大致对齐的情况下，输入轴从动结合齿内侧面就与输出轴从动结合齿内侧面形成一个空位，该空位正好由输入轴主动结合齿靠拢而补上。在输出轴模式切换结合齿套只与输出轴从动结合齿啮合时（此时输出轴模式切换结合齿套位于输出轴从动结合齿最左端），由于输入轴模式切换结合齿套与输出轴模式切换结合齿套等宽且并排正对，而齿套的宽度与空位的宽度匹配，此时输入轴模式切换结合齿套只与输入轴主动结合齿啮合（此时输入轴模式切换结合齿套位于输入轴主动结合齿最右端），此时两个齿套都只与一个齿啮合，处于电机解耦纯油驱动模式。当拨叉将两齿套往左侧拨动一个位置时，输入轴模式切换结合齿套仍然只与输入轴主动结合齿啮合（输入轴模式切换结合齿套宽度小于输入轴主动结合齿），此时输出轴模式切换结合齿套同时与输出轴从动结合齿和输出轴主动结合齿啮合（由于输出轴从动结合齿和输出轴主动结合齿相邻布置，间隙很小，理论上，只要齿套往输出轴主动结合齿方向移动一点，就能够与之啮合，实际齿套移动距离要比这大以保证与输出轴从动结合齿和输出轴主动结合齿可靠啮合），处于P3混动模式。当在电机解耦纯油驱动模式下拨叉将两齿套往右侧拨动一个位置时，输出轴模式切换结合齿套仍然只与输出轴从动结合齿啮合（输出轴模式切换结合齿套宽度小于输出轴从动结合齿），此时输入轴模式切换结合齿套同时与输入轴从动结合齿和输入轴主动结合齿啮合，处于P2混动模式。同样的道理，输入轴模式切换结合齿套移动距离，即拨叉移动距离要保证输入轴模式切换结合齿套同时与输入轴从动结合齿和输入轴主动结合齿可靠啮合。

本混动方案结构简单，成本低廉，易于工程化，能满足混合动力车辆不同行驶工况的需求。可以纯电驱动或电机解耦纯油驱动；可以P2混动、利用变速器的不同档位来调节放大电机的输出转矩；在AMT换档时利用电机调速同步便于换档、缩短换档时间；可以P3混动、利用电机驱动车辆消除AMT换档时固有的动力中断缺陷，让AMT的性能得到根本提升；可以回收制动能量，也可以启停，从而提高整车的燃油经济性；驱动电机还可以启动发动机、停车时由发动机驱动发电为动力电池充电。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种基于AMT的汽车混合动力结构，包括发动机、自动离合器、驱动电机、电机控制器和自动机械变速器，电机控制器的输出接驱动电机，自动机械变速器包括输入轴、设置在输入轴上的各档主动齿、输出轴和设置在输出轴上与各档主动齿对应的各档从动齿，发动机输出轴通过自动离合器接自动机械变速器的输入轴，其特征在于：

在自动机械变速器的输入轴上设有输入轴主动齿、输入轴主动结合齿、输入轴从动结合齿和输入轴模式切换结合齿套，输入轴主动齿和输入轴主动结合齿固连在一起并空套在输入轴上，输入轴从动结合齿安装在输入轴上并始终与输入轴同步转动，输入轴主动结合齿与输入轴从动结合齿相邻并具有相同的外径和齿结构；输入轴模式切换结合齿套内表面设有内齿，该内齿与输入轴主动结合齿、输入轴从动结合齿上的齿结构相对应而能够啮合；输入轴模式切换结合齿套可在输入轴主动结合齿、输入轴从动结合齿上滑移以单独与输入轴主动结合齿或输入轴从动结合齿啮合或者同时与输入轴主动结合齿、输入轴从动结合齿啮合；输入轴模式切换结合齿套的滑移由拨叉拨动实现，拨叉与拨叉控制电机连接以由拨叉控制电机驱动拨叉拨动；

在自动机械变速器的输出轴上设有输出轴从动齿、输出轴从动结合齿、输出轴主动结合齿和输出轴模式切换结合齿套，输出轴从动齿和输出轴主动结合齿固连在一起并空套在输出轴上；输出轴从动齿与输入轴主动齿啮合；输出轴从动结合齿安装在输出轴上并始终与输出轴同步转动，输出轴主动结合齿与输出轴从动结合齿相邻并具有相同的外径和齿结构；输出轴模式切换结合齿套内表面设有内齿，该内齿与输出轴主动结合齿、输出轴从动结合齿上的齿结构相对应而能够啮合；输出轴模式切换结合齿套可在输出轴主动结合齿、输出轴从动结合齿上滑移以单独与输出轴主动结合齿或输出轴从动结合齿啮合或者同时与输出轴主动结合齿、输出轴从动结合齿啮合；输出轴模式切换结合齿套由所述拨叉拨动以实现与输入轴模式切换结合齿套同步滑移；同步滑移时，两齿套要么只有一个齿套与对应的从动结合齿和主动结合齿同时啮合，要么都没有同时啮合，而不会同时啮合；

驱动电机的输出轴上设有电机驱动齿，电机驱动齿与输入轴主动齿啮合。

2.根据权利要求1所述的基于AMT的汽车混合动力结构，其特征在于：在输入轴模式切换结合齿套外表面和输出轴模式切换结合齿套外表面均设有环状的凹槽，所述拨叉一端与拨叉控制电机相连，拨叉另一端分开形成两拨头，两拨头各自插入输入轴模式切换结合齿套和输出轴模式切换结合齿套的凹槽内，以由拨叉的拨动使输入轴模式切换结合齿套和输出轴模式切换结合齿套同步滑移。

3.根据权利要求1所述的基于AMT的汽车混合动力结构，其特征在于：所述拨叉上设有套孔，拨叉通过套孔套设于导杆上；在导杆上设有辅助用定位槽，定位槽为弧形槽；每个定位槽对应拨叉拨动到的一个位置，当拨叉控制电机驱动拨叉移动到某个定位槽时，表明拨叉将模式切换结合齿套拨动到某个对应的模式。

4.根据权利要求3所述的基于AMT的汽车混合动力结构，其特征在于：所述拨叉上设有仅一端开口的弹簧容置孔，弹簧容置孔通过开口端与套孔相通并朝向套孔中心；在弹簧容置孔内设有压簧和钢球，压簧一端与弹簧容置孔孔底部相抵接，另一端与钢球接触，钢球在压簧弹力作用下始终与导杆抵接。

5.根据权利要求1所述的基于AMT的汽车混合动力结构，其特征在于：所述电机驱动齿通过中间传动齿与输入轴主动齿啮合。

6.根据权利要求1所述的基于AMT的汽车混合动力结构，其特征在于：所述拨叉控制电机的输入接车辆控制器的一路输出，车辆控制器的另一路输出接电机控制器的输入。

7.根据权利要求1所述的基于AMT的汽车混合动力结构，其特征在于：所述输入轴从动结合齿通过花键安装在输入轴上；输出轴从动结合齿通过花键安装在输出轴上。