混合驱动专用变速器、驱动系统及车辆的制作方法

1.本公开涉及混合动力技术领域，具体地，涉及一种混合驱动专用变速器、驱动系统及车辆。


背景技术：

2.变速器是汽车动力传递系统上最重要的传动部件，变速器决定了汽车的动力传动效率和燃油经济性。随着混合动力汽车的发展，混合动力汽车主要采用的变速器为混合驱动专用变速器。
3.目前的混合驱动专用变速器的倒挡是通过电机反转实现，但是当整车电量低于特定值时，此时电机需要给电池充电，导致变速器无法实现倒挡功能，而如果需要实现倒挡，则需要在整车后桥位置额外增加电机，增加整车成本及重量。


技术实现要素：

4.本公开的目的是提供一种混合驱动专用变速器、驱动系统及车辆，能够避免出现单电机混动系统中由于电量过低无法倒挡的情况，不会增加整车成本及重量，同时可以实现挡位变换。
5.为了实现上述目的，本公开的一方面提供一种混合驱动专用变速器，包括：第一传动轴、第二传动轴、第一齿轮系、第二齿轮系、倒挡齿轮系和输出部件；
6.所述第一齿轮系用于与所述第一传动轴相连，所述第二齿轮系用于与所述第二传动轴相连；
7.所述倒挡齿轮系用于与所述第一齿轮系相连；
8.所述输出部件与所述第一齿轮系、所述第二齿轮系或所述倒挡齿轮系传动连接，所述输出部件用于输出动力。
9.可选地，所述倒挡齿轮系包括第一传动齿轮、倒挡堕轮、连接轴和第一同步器；
10.所述第一传动齿轮连接在所述连接轴上，所述第一传动齿轮用于与所述第一齿轮系传动连接，所述第一同步器连接在所述倒挡堕轮上，所述倒挡堕轮与所述输出部件传动连接，所述第一同步器用于连通或截断所述倒挡堕轮与所述第一传动齿轮之间的动力传输。
11.可选地，所述倒挡齿轮系包括第一传动齿轮、倒挡堕轮、连接轴和第一同步器；
12.所述第一传动齿轮连接在所述连接轴上，所述第一传动齿轮用于与所述第一齿轮系传动连接，所述第一同步器连接在所述连接轴上，所述第一同步器用于与所述倒挡堕轮相连或断开，所述倒挡堕轮与所述输出部件传动连接。
13.可选地，所述输出部件包括万向节、输出齿轮和形成在所述万向节上的输出轴；
14.所述输出齿轮与所述输出轴传动连接，所述输出轴用于输出动力，所述输出齿轮用于与所述第一齿轮系、所述第二齿轮系或所述倒挡齿轮系相连。
15.可选地，所述万向节上设置有驻车齿轮，所述驻车齿轮用于实现驻车。
16.可选地，所述第一传动轴为中空结构，所述第一传动轴套设在所述第二传动轴上。
17.可选地，所述混合驱动专用变速器还包括第三传动轴；
18.所述第一齿轮系用于与所述第一传动轴和所述第三传动轴连接，所述第二齿轮系用于与所述第二传动轴和所述第三传动轴连接，所述第三传动轴与所述输出部件连接。
19.可选地，所述第一齿轮系包括第一主动齿轮、第二主动齿轮、第一从动齿轮和第二从动齿轮；
20.所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮啮合，所述第二主动齿轮与所述第二从动齿轮啮合；
21.所述第一主动齿轮和所述第二主动齿轮连接在所述第一传动轴上，所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮转动套设在所述第三传动轴上；
22.所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮之间设置有第二同步器，所述第二同步器连接于所述第三传动轴，所述第二同步器用于与所述第一从动齿轮或所述第二从动齿轮相连，所述倒挡齿轮系与所述第一主动齿轮连接。
23.可选地，所述第二齿轮系包括第三主动齿轮、第四主动齿轮、第三从动齿轮和第四从动齿轮；
24.所述第三主动齿轮与所述第三从动齿轮啮合，所述第四主动齿轮与所述第四从动齿轮啮合；
25.所述第三主动齿轮和所述第四主动齿轮连接在所述第二传动轴上，所述第三从动齿轮和所述第四从动齿轮转动套设在所述第三传动轴上；
26.所述第三从动齿轮和所述第四从动齿轮之间设置有第三同步器，所述第三同步器连接于所述第三传动轴，所述第三同步器用于与所述第三从动齿轮或所述第四从动齿轮相连。
27.本公开的第二方面还提供一种驱动系统，包括发动机、电机、双离合器、输入轴和上述的混合驱动专用变速器；
28.所述双离合器包括第一离合器和第二离合器，所述第一离合器的一端和第二离合器的一端均与所述输入轴连接，所述第一离合器的另一端与所述第一传动轴连接，所述第二离合器的另一端与第二传动轴连接；
29.所述发动机的转动轴和所述电机的转子相连，所述电机的转子与所述输入轴连接，所述电机用于发电或输出动力。
30.可选地，所述驱动系统还包括第三离合器，所述第三离合器的两端分别与所述发动机的转动轴和所述电机的转子连接。
31.本公开的第三方面还提供一种车辆，包括上述的驱动系统。
32.通过上述技术方案，通过设置的倒挡齿轮系能够实现倒挡切换和动力输出，不需要现有的动力源电机进行反转倒挡，能够实现任何工况下的倒挡操作，另外避免了低电量出现需要增加倒挡电机来实现倒挡的情况，从而不会增加整车的重量和成本。本混合驱动专用变速器通过输出部件与第一齿轮系、第二齿轮系或倒挡齿轮系的分别连接，能够实现挡位变换以及倒挡选择，能够提高混合驱动时的燃油经济性和动力高扭矩需求。
33.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
34.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
35.图1是本公开的一种实施方式的混合驱动专用变速器的结构示意图；
36.图2是本公开的一种实施方式的驱动系统的结构示意图；
37.图3是本公开的一种实施方式的驱动系统处于1挡的动力传输路径示意图；
38.图4是本公开的一种实施方式的驱动系统处于2挡的动力传输路径示意图；
39.图5是本公开的一种实施方式的驱动系统处于3挡的动力传输路径示意图；
40.图6是本公开的一种实施方式的驱动系统处于4挡的动力传输路径示意图；
41.图7是本公开的一种实施方式的驱动系统处于倒挡的动力传输路径示意图。
42.附图标记说明
43.1、输入轴；2、双离合器；3、倒挡堕轮；4、第一同步器；5、第一传动齿轮；6、连接轴；7、第一传动轴；8、第二传动轴；9、第一主动齿轮； 10、第二主动齿轮；11、第三主动齿轮；12、第四主动齿轮；13、第一从动齿轮；14、第二同步器；15、第二从动齿轮；16、第三从动齿轮；17、第三同步器；18、第四从动齿轮；19、第二传动齿轮；20、输出齿轮；21、万向节；22、输出轴；23、电机；24、第三离合器；25、发动机；26、差速器； 27、第三传动轴。
具体实施方式
44.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
45.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是附图的图面的方向定义的，“内、外”是指相关零部件的内、外。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.在本公开的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
47.如图1所示，本公开的一方面提供一种混合驱动专用变速器，包括：第一传动轴7、第二传动轴8、第一齿轮系、第二齿轮系、倒挡齿轮系和输出部件。
48.第一齿轮系用于与第一传动轴7相连，第二齿轮系用于与第二传动轴8 相连，倒挡齿轮系用于与第一齿轮系相连，输出部件与第一齿轮系、第二齿轮系或倒挡齿轮系传动连接，输出部件用于输出动力。
49.其中，本实施方式中，动力源产生的动力能够传输至第一传动轴7或第二传动轴8，通过与第一齿轮系和第二齿轮系的配合，通过第一齿轮系或第二齿轮系与输出部件的连接能够实现挡位变换。其中，第一齿轮系能够将动力传输至倒挡齿轮系，通过倒挡齿轮系与输出部件的连接能够实现倒挡。从而通过动力源可直接进行倒挡，而不需要在电量不足时增加电机来进行发电进行倒挡。
50.上述技术方案中，通过设置的倒挡齿轮系能够实现倒挡切换和动力输出，不需要现有的动力源电机23进行反转倒挡，能够实现任何工况下的倒挡操作，另外避免了低电量
出现需要增加倒挡电机来实现倒挡的情况，从而不会增加整车的重量和成本。本混合驱动专用变速器通过输出部件与第一齿轮系、第二齿轮系或倒挡齿轮系的分别连接，能够实现挡位变换以及倒挡选择，能够提高混合驱动时的燃油经济性和动力高扭矩需求。
51.可选地，本公开的一种实施方式中，倒挡齿轮系包括第一传动齿轮5、倒挡堕轮3、连接轴6和第一同步器4；
52.第一传动齿轮5连接在连接轴6上，第一传动齿轮5用于与第一齿轮系传动连接，第一同步器4连接在倒挡堕轮3上，倒挡堕轮3与输出部件传动连接，第一同步器4用于连通或截断倒挡堕轮3与第一传动齿轮5之间的动力传输。
53.其中，本实施方式中，第一齿轮系能够将动力传输至第一传动齿轮5，第一同步器4能够将第一传动齿轮5与倒挡堕轮3进行同步转动，实现第一传动齿轮5与倒挡堕轮3之间的动力传输导通，能够实现倒挡。具体地，倒挡堕轮3转动套设在连接轴6上，通过连接轴6能够支撑倒挡堕轮3。
54.可以理解的是，当需要实现倒挡时，第一同步器4将第一传动齿轮5与倒挡堕轮3之间的动力传输导通，然后倒挡堕轮3将动力传输至输出部件，经输出部件传递是车轮，实现倒挡。当不需要实现倒挡时，第一同步器4将第一传动齿轮5与倒挡堕轮3之间的动力传输截断，此时倒挡堕轮3不会转动，而第一传动齿轮5进行空转。
55.可选地，本公开的另一种实施方式中，倒挡齿轮系包括第一传动齿轮5、倒挡堕轮3、连接轴6和第一同步器4；
56.第一传动齿轮5连接在连接轴6上，第一传动齿轮5用于与第一齿轮系传动连接，第一同步器4连接在连接轴6上，第一同步器4用于与倒挡堕轮 3相连或断开，倒挡堕轮3与输出部件传动连接。
57.其中，本实施方式中，第一同步器4连接在连接轴上，第一齿轮系将动力传输至第一传动齿轮5，当需要实现倒挡时，将第一同步器4与倒挡堕轮 3相连，动力能够经第一传动齿轮5、连接轴6、第一同步器4传递至倒挡堕轮3，当不需要实现倒挡时，将第一同步器4与倒挡堕轮3断开即可。
58.可选地，本公开的一种实施方式中，输出部件包括万向节21、输出齿轮 20和形成在万向节21上的输出轴22，输出齿轮20与输出轴22传动连接，输出轴22用于输出动力，输出齿轮20用于与第一齿轮系、第二齿轮系或倒挡齿轮系相连。
59.其中，本实施方式中，万向节21能够改变动力输出方向，输出轴22形成在万向节21的两端上，使得输出轴22与万向节21同轴转动，万向节21 两端的输出轴22能够传递动能。其中，万向节21为现有技术，在此不再过多赘述其结构。通过万向节21能够使得本混合驱动专用变速器具有多种输出方向，适用性更强。具体地，输出齿轮20与输出轴22同轴转动。
60.可以理解的是，当车辆需要前进时，第一齿轮系或第二齿轮系能够与输出齿轮20连接，将动能传递至输出齿轮20，当车辆需要倒退时，倒挡齿轮系能够与输出齿轮20连接，将动能传递至倒挡齿轮系。
61.可选地，本公开的一种实施方式中，万向节21上设置有驻车齿轮，驻车齿轮用于实现驻车。
62.其中，本实施方式中，通过驻车齿轮能够实现锁止状态，实现驻车功能，当驻车齿轮锁止时，输出轴22停止转动，从而实现驻车。通过将驻车齿轮设置在万向节21上，减小混
合驱动专用变速器占用的纵向空间，从而减小了混合驱动专用变速器的大小和重量。
63.可选地，本公开的一种实施方式中，输出轴22远离输出齿轮20的一端还连接有差速器26，差速器26用于与车辆连接。
64.可选地，本公开的一种实施方式中，第一传动轴7为中空结构，第一传动轴7套设在第二传动轴8上。
65.其中，本实施方式中，第一传动轴7和第二传动轴8能够分别转动，通过将第一传动轴7套设在第二传动轴8上，能够方便第一传动轴7和第二传动轴8与动力源连接。具体地，第二传动轴8的一端延伸出第一传动轴7，能够与第二齿轮系连接，实现动能传递。
66.可选地，本公开的一种实施方式中，混合驱动专用变速器还包括第三传动轴27；
67.第一齿轮系用于与第一传动轴7和第三传动轴27连接，第二齿轮系用于与第二传动轴8和第三传动轴27连接，第三传动轴27与输出部件连接。
68.其中，本实施方式中，第三传动轴27与第一传动轴7和第二传动轴8 平行设置，从而能够利于第一齿轮系与第一传动轴7和第三传动轴27进行连接，利于第二齿轮系与第二传动轴8和第三传动轴27进行连接，同时能够使得混合驱动专用变速器结构紧凑，占用空间小。通过设置的第三传动轴 27能够方便将动力经第三传动轴27传递至输出部件。具体地，第三传动轴 27的一端上设置有第二传动齿轮19，第二传动齿轮19用于与上述实施方式的倒挡堕轮3和输出齿轮20啮合，并且第三传动轴27与第二传动齿轮19 同轴转动，方便动能传递输出。
69.可选地，本公开的一种实施方式中，第一齿轮系包括第一主动齿轮9、第二主动齿轮10、第一从动齿轮13和第二从动齿轮15。
70.第一主动齿轮9与第一从动齿轮13啮合，第二主动齿轮10与第二从动齿轮15啮合，第一主动齿轮9和第二主动齿轮10连接在第一传动轴7上，第一从动齿轮13和第二从动齿轮15转动套设在第三传动轴27上。
71.第一从动齿轮13和第二从动齿轮15之间设置有第二同步器14，第二同步器14连接于第三传动轴27，第二同步器14用于与第一从动齿轮13或第二从动齿轮15相连，倒挡齿轮系与第一主动齿轮9连接。
72.其中，本实施方式中，第一主动齿轮9和第二主动齿轮10能够跟随第一传动轴7进行转动，而第一从动齿轮13能够在第一主动齿轮9的带动下进行转动，第二从动齿轮15能够在第二主动齿轮10的带动下进行转动。具体地，第一主动齿轮9、第二主动齿轮10、第一从动齿轮13和第二从动齿轮15的齿比可根据实际需求进行设置。
73.其中，第一从动齿轮13和第二从动齿轮15为空套在第三传动轴27上，通过第二同步器14与第一从动齿轮13或第二从动齿轮15相连接时，第一从动齿轮13或第二从动齿轮15能够将动能传递至第三传动轴27上，实现动能输出。
74.可以理解的是，当第一传动轴7进行转动时，第一主动齿轮9、第二主动齿轮10、第一从动齿轮13和第二从动齿轮15均处于转动状态，当第二同步器14与第一从动齿轮13连接时，动能经第一主动齿轮9、第一从动齿轮 13传递至第三传动轴27，此时第二从动齿轮15处于空转状态。当第二同步器14与第二从动齿轮15连接时，动能经第二主动齿轮10、第二从动齿轮15传递至第三传动轴27，此时第一从动齿轮13处于空转状态。从而通过第一主动齿轮9、第二主动齿轮10、第一从动齿轮13、第二从动齿轮15和第二同步器14能够实现两挡变换。
75.其中，第一主动齿轮9还与上述实施方式中的第一传动齿轮5啮合，使得第一主动齿轮9的动能能够经第一传动齿轮5传递至倒挡堕轮3上。
76.可选地，本公开的一种实施方式中，第二齿轮系包括第三主动齿轮11、第四主动齿轮12、第三从动齿轮16和第四从动齿轮18。
77.第三主动齿轮11与第三从动齿轮16啮合，第四主动齿轮12与第四从动齿轮18啮合，第三主动齿轮11和第四主动齿轮12连接在第二传动轴8 上，第三从动齿轮16和第四从动齿轮18转动套设在第三传动轴27上。
78.第三从动齿轮16和第四从动齿轮18之间设置有第三同步器17，第三同步器17连接于第三传动轴27，第三同步器17用于与第三从动齿轮16或第四从动齿轮18相连。
79.其中，本实施方式中，第三主动齿轮11和第四主动齿轮12能够跟随第二传动轴8进行转动，而第三从动齿轮16能够在第三主动齿轮11的带动下进行转动，第四从动齿轮18能够在第四主动齿轮12的带动下进行转动。具体地，第三主动齿轮11、第四主动齿轮12、第三从动齿轮16和第四从动齿轮18的齿比可根据实际需求进行设置。
80.其中，第三从动齿轮16和第四从动齿轮18为空套在第三传动轴27上，通过第三同步器17与第三从动齿轮16或第四从动齿轮18相连接时，第三从动齿轮16或第四从动齿轮18能够将动能传递至第三传动轴27上，实现动能输出。需要说明的，第三从动齿轮16、第四从动齿轮18以及上述实施方式中的第一从动齿轮13和第二从动齿轮15以第三传动轴27为轴线同轴设置。
81.可以理解的是，当第二传动轴8进行转动时，第三主动齿轮11、第四主动齿轮12、第三从动齿轮16和第四从动齿轮18均处于转动状态，当第三同步器17与第三从动齿轮16连接时，动能经第三主动齿轮11、第三从动齿轮 16传递至第三传动轴27，此时第四从动齿轮18处于空转状态。当第三同步器17与第四从动齿轮18连接时，动能经第四主动齿轮12、第四从动齿轮 18传递至第三传动轴27，此时第三从动齿轮16处于空转状态。从而通过第三主动齿轮11、第四主动齿轮12、第三从动齿轮16、第四从动齿轮18和第三同步器17能够实现两挡变换，从而加上上述实施方式中两挡变换一共可实现四挡动力变换。
82.如图2-图7所示，本公开的另一方面还提供一种驱动系统，包括发动机25、电机23、双离合器2、输入轴1和上述的混合驱动专用变速器。
83.双离合器2包括第一离合器和第二离合器，第一离合器的一端和第二离合器的一端均与输入轴1连接，第一离合器的另一端与第一传动轴7连接，第二离合器的另一端与第二传动轴8连接。
84.发动机25的转动轴和电机23的转子相连，电机23的转子与输入轴1 连接，电机23用于发电或输出动力。
85.其中，发动机25能够带动电机23的转子进行转动，能够通过电机23 进行发电，能够将机械能转换为电能。其中，当动能需要传递至第一传动轴 7时，将第一离合器接合，将第二离合器断开。当动能需要传递至第二传动轴8时，将第二离合器接合，将第一离合器断开。
86.可选地，本公开的一种实施方式中，驱动系统还包括第三离合器24，第三离合器24的两端分别与发动机25的转动轴和电机23的转子连接。
87.其中，本实施方式中，第三离合器24能够将发动机25的转动轴与电机 23的转子之
间的动能传递连通或截断。可以理解的是，当只需要电机23启动时，可将第三离合器24断开，减少发动机25的负载，提高驱动效率。当需要发动机25和电机23共同驱动时，可将第三离合器24接合。
88.可以理解的是，本驱动系统能够具有发动机直驱模式、电机直驱的纯电模式、发动机和电机共同驱动的混动模式以及怠速原地发电模式。其中发动机直驱模式、电机直驱的纯电模式以及发动机和电机共同驱动的混动模式这三种模式均能够实现四挡动力变换以及倒挡驱动。
89.具体地，在发动机直驱模式时，第三离合器24接合，发动机25启动，电机23关闭，由于发动机25经电机23的转子带动输入轴1转动。
90.在电机直驱的纯电模式时，第三离合器24断开，发动机25关闭，电机 23启动，由电机23的转子带动输入轴1转动。
91.在发动机和电机共同驱动的混动模式时，第三离合器24接合，电机23 启动，发动机25启动，由于发动机25和电机23共同带动输入轴1转动。
92.在怠速原地发电模式时，第三离合器24接合、电机23启动，发动机25 启动，第一离合器和第二离合器均断开，使得发动机25带动电机23的转子转动进行发电，而输入轴1由于双离合器2均处于断开状态，不能将动能传输至第一传动轴7或第二传动轴8上。
93.为便于理解，如图3-图7所示，本驱动系统的四挡动力变换以及倒挡的具体路径如下。
94.如图3所示，在1挡时，第一离合器接合，第二离合器断开，第一同步器4不带动第一传动齿轮5和倒挡堕轮3同步转动，第二同步器14与第一从动齿轮13相连，此时动能传递的路径依次为输入轴1、第一离合器、第一传动轴7、第一主动齿轮9、第一从动齿轮13、第二同步器14、第三传动轴 27、第二传动齿轮19、输出齿轮20以及输出轴22。
95.如图4所示，在2挡时，第一离合器断开，第二离合器接合，第三同步器17与第三从动齿轮16相连，此时动能传递的路径依次为输入轴1、第二离合器、第二传动轴8、第三主动齿轮11、第三从动齿轮16、第三同步器 17、第三传动轴27、第二传动齿轮19、输出齿轮20以及输出轴22。
96.如图5所示，在3挡时，第一离合器接合，第二离合器断开，第一同步器4不带动第一传动齿轮5和倒挡堕轮3同步转动，第二同步器14与第二从动齿轮15相连，此时动能传递的路径依次为输入轴1、第一离合器、第一传动轴7、第二主动齿轮10、第二从动齿轮15、第二同步器14、第三传动轴27、第二传动齿轮19、输出齿轮20以及输出轴22。
97.如图6所示，在4挡时，第一离合器断开，第二离合器接合，第三同步器17与第四从动齿轮18相连，此时动能传递的路径依次为输入轴1、第二离合器、第二传动轴8、第四主动齿轮12、第四从动齿轮18、第三同步器 17、第三传动轴27、第二传动齿轮19、输出齿轮20以及输出轴22。
98.如图7所示，在倒挡时，第一离合器接合，第二离合器断开，第一同步器4带动第一传动齿轮5和倒挡堕轮3同步转动，第二同步器14不与第一从动齿轮13或第二从动齿轮15相连，此时动能传递的路径依次为输入轴1、第一离合器、第一传动轴7、第一主动齿轮9、第一传动齿轮5、第一同步器 4、倒挡堕轮3、第二传动齿轮19、输出齿轮20以及输出轴22。
99.本公开的第三方面还提供一种车辆，包括如上述的驱动系统。
100.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
101.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
102.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。