一种集成驱动电机的手动变速器制造技术

本发明专利技术涉及一种集成驱动电机的手动变速器，分别连接内燃机和驱动轮，包括：输入轴，通过离合器与内燃机旋转驱动连接；输出轴，与驱动轮旋转驱动连接；齿轮变速机构，设置在输入轴与输出轴之间，且配置有至少两个速比；电机，可工作于电动或发电状态；耦合机构，与所述电机、输入轴和输出轴旋转驱动连接，包括用于实现电机与输入轴或输出轴连接的自动切换器；电子控制单元，分别连接电机和自动切换器连接，根据获得的驾驶员操作传感信号和内燃机信号控制所述自动切换器实现电机转矩输出路径切换，并控制电机转矩输出大小和方向。与现有技术相比，本发明专利技术具有适用范围广、操作方便等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种集成驱动电机的手动变速器
本专利技术涉及汽车传动
，尤其是涉及一种集成驱动电机的手动变速器。
技术介绍
在传统的汽车传动
主要的变速器种类中，手动变速器基于轴线固定式传动机构，传动效率高，适应车型广，制造加工方便，成本低、可靠性高，因此一直是国内车用变速器市场上的主流技术之一，与液力机械变速器(AT)和双离合器变速器(DCT)等自动变速器技术竞争发展，各有优势。具备发动机、电动机作为动力源的车辆即为混合动力汽车。在混合动力汽车
，已经提出各种动力驱动系统结构形式。其中，将各类自动变速器与电机配合实现机电功率混合是混合动力汽车动力系统的主要技术方案。特别地，对于基于轴线固定式变速器的机电耦合传动装置方案，如已授权的专利技术专利200910197054.0和申请公开的专利技术专利201210468223.1和201410060593.0所公示的方案，用自动操纵换挡机构来替代完成手动换挡操纵，即所谓的自动机械变速器(AMT)，再与电机集成构成机电耦合传动装置。该方案的电子控制单元通过电信号对主驱动电机控制单元、电控换挡操纵机构、同步机构操纵机构进行控制解决动力耦合和换挡过程动力中断问题。但是，基于AMT与电机集成的混合动力机电耦合传动装置方案适应车型仍有一定范围，受制于基于AT或者DCT变速器的竞争技术的制约。而极个别基于手动变速器的混合动力汽车动力系统，例如申请公开的专利201280006736.9和201280034788.7中的方案都只是将手动变速器与驱动电机简单集成，还有将电机在摩擦离合器和手动变速箱之前与发动机并联的申请公开的专利201110409270.4中的方案，都不能充分发挥二者的技术特点，效果不理想，不能得到推广应用。如何充分保持手动变速器的基本技术特点和操作习惯，但同时又能最大限度地实现混合动力的不同工作模式，实现整车节能减排的效果，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用范围广、操作方便的集成驱动电机的手动变速器及其应用。一种集成驱动电机的手动变速器，分别连接内燃机和驱动轮，包括：输入轴，通过离合器与内燃机旋转驱动连接；输出轴，与驱动轮旋转驱动连接；齿轮变速机构，设置在输入轴与输出轴之间，且配置有至少两个速比；所述齿轮变速机构通过一个换挡操纵手柄手动完成速比切换，并且，所述换挡操纵手柄设置有一个独立的“电动”挡位；电机，可工作于电动或发电状态；耦合机构，与所述电机、输入轴和输出轴旋转驱动连接，包括用于实现电机与输入轴或输出轴连接的自动切换器；电子控制单元，分别连接电机和自动切换器连接，根据获得的驾驶员操作传感信号和内燃机信号控制所述自动切换器实现电机转矩输出路径切换，并控制电机转矩输出大小和方向。所述输出轴通过差速器与驱动轮连接。所述齿轮变速机构包括多个变速传动齿轮副和相应的同步器。所述耦合机构包括多个切换传动齿轮副和相应的同步器，用于电机转矩输出路径切换，所述切换传动齿轮副与变速传动齿轮副部分重叠或相互独立；所述自动切换器通过切换传动齿轮副和相应的同步器控制电机与输入轴连接，或与输出轴连接，或不与任何部件连接。所述驾驶员操作传感信号包括离合器踏板信号、制动踏板信号、加速踏板信号和换挡操纵手柄信号。所述手动变速器还包括停车充电按钮，与电子控制单元连接。所述手动变速器的工作模式包括：(1)HEV-SO模式：换挡操纵手柄置于非“电动”挡位，齿轮变速机构具有确定的非空挡速比，电机与输出轴旋转驱动连接；(2)HEV-SI模式：换挡操纵手柄置于非“电动”挡位，齿轮变速机构具有确定的非空挡速比，电机与输入轴旋转驱动连接；(3)“电动”模式：换挡操纵手柄置于“电动”挡位，齿轮变速机构置于空挡，电机与输出轴旋转驱动连接；(4)“停车充电”模式：换挡操纵手柄置于空挡，电机与输入轴旋转驱动连接。一种带有所述集成驱动电机的手动变速器的车辆，该车辆包括所述手动变速器，还包括离合器踏板、制动踏板、加速踏板和换挡操纵手柄，其中，所述换挡操纵手柄设置有一个独立的“电动”挡位。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术所述的集成驱动电机的手动变速器，在硬件上对手动变速箱改动较少，可靠耐用，成本低，能适应混合动力汽车或纯电动汽车所要求的各种行驶工况；(2)本专利技术所述的集成驱动电机的手动变速器，具有手动换挡效率高和混合动力工况适应性好等双重节油效果，最大限度降低整车的能耗；(3)本专利技术所述的集成驱动电机的手动变速器的操纵方式，与手动换挡的传统汽车的操纵基本一样，只是增加了“电动”挡的手柄位置以及用于停车充电的充电按钮，驾驶员操作上易于接受。附图说明图1为本专利技术实施例1中变速器的结构示意图；图2为本专利技术实施例2中变速器的结构示意图；图3为本专利技术实施例2中变速器的局部示意图；图4为本专利技术实施例3中变速器的结构示意图；图5为本专利技术实施例4中变速器的结构示意图。图中：1-输入轴III挡齿轮、2-输入轴II挡齿轮、3-输入轴I挡齿轮、4-输出轴I挡齿轮、5-差速器壳体、6-I/II挡惯性同步器、7-输出轴II挡齿轮、8-输出轴III挡齿轮、9-III/IV挡惯性同步器、10-输入轴IV挡齿轮、11-输出轴IV挡齿轮、12-输出轴V挡齿轮、13-输入轴V挡齿轮、14-V挡单边惯性同步器、15-电机至输出轴传动的从动齿轮、16-电机至输出轴传动的中间齿轮、17-电机至输入轴传动的从动齿轮、18-变速箱体、19-电机至输出轴传动的主动齿轮、20-切换电机动力的惯性同步器、21-电机至输入轴传动的主动齿轮、22-电机降速传动从动齿轮、23-电机齿轮轴、24-主减速主动齿轮、25-第一轴常啮合齿轮、26-左箱体、27-中间轴常啮合传动齿轮、28-中间轴、29-中间轴III挡齿轮、30-中间轴II挡齿轮、31-中间轴I挡齿轮、32-中间轴V挡齿轮、33-右箱体、34-电机至中间轴传动从动齿轮、35-电机至输入轴传动中间齿轮。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1如图1所示，本实施例提供一种横置式集成驱动电机的手动变速器，包括输入轴SI、输出轴SO、齿轮变速机构MT、电机MG、耦合机构SC和电子控制单元ECU，输入轴SI通过离合器CL与内燃机ICE旋转驱动连接，离合器可通过驾驶员操纵离合器踏板CP结合和分离；输出轴SO通过可选的差速器与驱动轮旋转驱动连接；齿轮变速机构MT设置至少两个以上速比，可通过换挡操纵手柄SL手动操纵切换速比；电机MG可根据控制工作于电动或发电状态；耦合机构SC与电机、输入轴和输出轴旋转驱动连接，具备自动切换机构SW实现电机输出转矩与输入轴SI或输出轴SO可控旋转驱动连接；电子控制单元ECU，根据获得的驾驶员操作传感信号(离合器踏板CP信号P3、制动踏板BP信号P2、加速踏板AP信号P1和换挡操纵手柄SL信号P4)和内燃机信号，进而控制所述自动切换机构SW实现电机转矩输出路径切换，并控制电机转矩输出大小和方向。耦合机构SC与所述齿轮变速机构MT共用一个箱体并重用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成驱动电机的手动变速器，分别连接内燃机和驱动轮，其特征在于，包括：输入轴，通过离合器与内燃机旋转驱动连接；输出轴，与驱动轮旋转驱动连接；齿轮变速机构，设置在输入轴与输出轴之间，且配置有至少两个速比；所述齿轮变速机构通过一个换挡操纵手柄手动完成速比切换，并且，所述换挡操纵手柄设置有一个独立的“电动”挡位；电机，可工作于电动或发电状态；耦合机构，与所述电机、输入轴和输出轴旋转驱动连接，包括用于实现电机与输入轴或输出轴连接的自动切换器；电子控制单元，分别连接电机和自动切换器连接，根据获得的驾驶员操作传感信号和内燃机信号控制所述自动切换器实现电机转矩输出路径切换，并控制电机转矩输出大小和方向。

【技术特征摘要】
1.一种集成驱动电机的手动变速器，分别连接内燃机和驱动轮，包括：输入轴，通过离合器与内燃机旋转驱动连接；输出轴，与驱动轮旋转驱动连接；齿轮变速机构，设置在输入轴与输出轴之间，且配置有至少两个速比；所述齿轮变速机构通过一个换挡操纵手柄手动完成速比切换，并且，所述换挡操纵手柄设置有一个独立的“电动”挡位；电机，可工作于电动或发电状态；其特征在于，还包括：耦合机构，与所述电机、输入轴和输出轴旋转驱动连接，包括用于实现电机与输入轴或输出轴连接的自动切换器；电子控制单元，分别连接电机和自动切换器连接，根据获得的驾驶员操作传感信号和内燃机信号控制所述自动切换器实现电机转矩输出路径切换，并控制电机转矩输出大小和方向。2.根据权利要求1所述的一种集成驱动电机的手动变速器，其特征在于，所述输出轴通过差速器与驱动轮连接。3.根据权利要求1所述的一种集成驱动电机的手动变速器，其特征在于，所述齿轮变速机构包括多个变速传动齿轮副和相应的同步器。4.根据权利要求3所述的一种集成驱动电机的手动变速器，其特征在于，所述耦合机构包括多个切换传动齿轮副和相应的同步器，用于电机转矩输出路径切换，所述切换传动齿轮副与变速传动齿轮副部分重叠或相互独立；所述自动切换器通过切换传动齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟再敏，余卓平，陈辛波，王春现，江尚，陈雪平，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31