用于混合动力汽车的手动变速器总成及其控制方法技术

一种用于混合动力汽车的手动变速器总成及其控制方法，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，本发明专利技术在保留手动变速器原有操纵性能的同时接入电机动力，使车辆混合动力化，提高经济性。

Manual transmission assembly and control method for hybrid electric vehicle

【技术实现步骤摘要】
用于混合动力汽车的手动变速器总成及其控制方法
本专利技术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及其控制方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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及其控制方法，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。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术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。本专利技术涉及一种基于上述手动变速器总成的控制方法，通过电机基于整车传来的数据调节电机的转子的转速范围，由输出轴上的由非手动操纵机构控制的同步机构进行挂挡：当手动操纵机构控制的同步机构置于空挡时，非手动操纵机构控制的同步机构左移与EV挡结合齿啮合，则车辆进入纯电动模式，右移与充电挡结合齿啮合，则车辆进入驻车充电模式，当手动操纵机构控制所需挡位的同步机构啮合时，输出轴上的同步机构置于空挡，则车辆进入纯发动机模式，同步机构左移与EV挡结合齿啮合或者右移与充电挡结合齿啮合，则车辆进入混动模式。所述的整车传来的数据是指整车向电机和非手动操纵机构告知车速或发动机转速，并由电机将其换算到合适的电机转子转速，完成电机转子调速后，将其告知非手动操纵机构，由非手动操纵机构完成挂档动作。当手动操纵机构挂入挡位，则行车启动发动机；在驻车充电模式下，驱动电机同时具有启动发动机的功能技术效果与现有技术相比，本专利技术技术效果包括：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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于混合动力汽车的手动变速器总成，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种用于混合动力汽车的手动变速器总成，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的手动变速器总成，其特征是，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。3.根据权利要求1所述的手动变速器总成，其特征是，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。4.根据权利要求3所述的手动变速器总成，其特征是，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。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：高彬，陈洁婧，曾东子，
申请(专利权)人：上海汽车变速器有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31