技术领域
[0001] 本
发明属于车辆技术领域，具体涉及一种混合动力车辆、一种混合动力驱动系统以及一种用于混合动力车辆的变速箱。
背景技术
[0002] 现代社会以石油为
燃料的传统车辆工业，在为人们提供快捷、舒适的交通工具的同时，增加了国民经济对化石
能源的依赖，加深了能源生产与消费之间的矛盾。随着资源与环境双重压力的持续增大，发展新能源车辆已成为未来车辆工业发展的方向。
[0003] 混合动力车辆作为新能源车辆的一个分支，具有排放污染低、续驶里程长、节约能源、不改变已有
基础设施的各方面优点，得到了广泛的应用。但现有的混合动力车辆
动力总成存在着占用空间大、双
电机成本高、
发动机和电机的配合效率低，燃油经济性差等缺点，因此通过改善混动系统动力总成架构，研发一套综合性能优越的混动系统，具有重要开发价值。
[0004] 在
专利文献CN107599818A中说明一种混合动力用双离合
变速器，其中，两个
输入轴通过双
离合器与发动机传动连接，电机动力可以利用原有
双离合变速器的所有挡位进行动力输出。这种变速器结构复杂，发动机和电机的协同工作是复杂的。
[0005] 在专利文献CN202283873U中说明一种混合动力
汽车传动系统，其中，发动机一挡位和二挡位被取消，并且通过电机挡位代替。在这种传动系统中，发动机和电机的协同工作是有问题的。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种混合动力车辆、一种混合动力驱动系统以及一种用于混合动力车辆的变速箱，其中，可有效减小变速箱并且从而具有该变速箱的混合动力驱动系统所占用的空间，降低成本，并且可提高发动机和电机的配合效率。
[0007] 按本发明的第一方面，提供一种用于混合动力车辆的变速箱，其特征在于，所述变速箱包括第一变速箱部分和第二变速箱部分，所述第一变速箱部分具有四个前进挡即一挡位至四挡位，或者具有五个前进挡即一挡位至五挡位，各前进挡能经由多个同步器的选择性的闭合而有选择地接通；
[0008] 所述第一变速箱部分包括正好一个输入轴和正好两个中间轴，所述输入轴构造成用于与发动机传动连接，在所述输入轴上设有一个第一主动
齿轮和一个第二主动齿轮，在所述两个中间轴的第一中间轴上设有一个与第一主动齿轮
啮合的第一被动齿轮和一个与第二主动齿轮啮合的第二被动齿轮，在所述两个中间轴的第二中间轴上设有一个与第一主动齿轮啮合的第三被动齿轮和一个与第二主动齿轮啮合的第四被动齿轮，所述第一至第四被动齿轮分别构成为套接齿轮，所述第一至第四被动齿轮分别与相应的主动齿轮形成所述四个前进挡或所述五个前进挡之中的一个挡位，在五个前进挡的情况下，一个另外的挡位通过一个设置在输入轴上的第三主动齿轮和一个设置在第一中间轴或第二中间轴上的第五被动齿轮形成，在第一中间轴上设有一个第一主
减速齿轮并且在第二中间轴上设有一个第二主减速齿轮，所述第一和第二主减速齿轮与一个共同的
输出轴耦合；并且[0009] 所述第二变速箱部分包括第三中间轴和所述两个中间轴之中的一个中间轴，所述第三中间轴构造成用于与电机传动连接，在所述第三中间轴上设有电机第一挡位主动齿轮，在所述一个中间轴上设有电机第一挡位被动齿轮；
[0010] 其中，所述输入轴、第一中间轴、第二中间轴和第三中间轴之中的每两个轴相互平行地错开地设置。
[0011] 可选地，所述第一主动齿轮可以是固接齿轮或套接齿轮；和/或所述第二主动齿轮可以是固接齿轮或套接齿轮。
[0012] 可选地，用于第一被动齿轮的同步器和用于第二被动齿轮的同步器构成为一个在第一中间轴上设置在第一被动齿轮与第二被动齿轮之间的第一双边同步器；和/或用于第三被动齿轮的同步器和用于第四被动齿轮的同步器构成为一个在第二中间轴上设置在第三被动齿轮与第四被动齿轮之间的第二双边同步器。
[0013] 可选地，所述第三主动齿轮和第五被动齿轮可以形成五挡位。作为替换，所述第三主动齿轮和第五被动齿轮也可以形成一挡位、二挡位、三挡位或四挡位。
[0014] 可选地，所述第一主动齿轮和第一被动齿轮形成一挡位，所述第一主动齿轮和第三被动齿轮形成三挡位，所述第二主动齿轮和第二被动齿轮形成二挡位，所述第二主动齿轮和第四被动齿轮形成四挡位。
[0015] 可选地，所述第一主动齿轮和第二主动齿轮在输入轴上由朝向所述发动机的一侧向远离所述发动机的一侧依次设置或者相反地设置；并且所述第三主动齿轮相对于第一主动齿轮和第二主动齿轮设置在朝向所述发动机的一侧或远离所述发动机的一侧，或者设置在第一主动齿轮与第二主动齿轮之间。
[0016] 可选地，所述输入轴构造成用于经由一个离合器或
液力变矩器与发动机传动连接。
[0017] 可选地，
差速器集成在所述变速箱中，其中，所述第一主减速齿轮和所述第二主减速齿轮与所述差速器的差速器齿轮啮合；或者
[0018] 所述输出轴构造成用于经由
传动轴与
主减速器或差速器传动连接。
[0019] 可选地，所述电机集成在所述变速箱中。
[0020] 可选地，所述第一变速箱部分具有倒挡。作为替换，所述第一变速箱部分不具有倒挡，因此，变速箱的倒挡可以仅通过电机的反转来实现。
[0021] 可选地，在所述输入轴上设有倒挡主动齿轮，在所述第一中间轴或者第二中间轴上设有倒挡被动齿轮，所述倒挡主动齿轮经由一个中间齿轮与倒挡被动
齿轮传动连接。
[0022] 可选地，所述中间齿轮是一个电机挡位的主动齿轮，并且所述倒挡被动齿轮是所述一个电机挡位的被动齿轮；或者所述中间齿轮是
惰轮，并且所述倒挡被动齿轮是一个电机挡位的被动齿轮。在前一个方案中，可以省去单独的中间齿轮和倒挡被动齿轮；在后一个方案中，可以省去单独的倒挡被动齿轮。因此可以使得变速箱的结构更加紧凑。
[0023] 可选地，所述一个电机挡位是电机第一挡位或者电机第二挡位。可选地，所述中间齿轮是电机第一挡位主动齿轮，并且所述倒挡被动齿轮是电机第一挡位被动齿轮；或者所述中间齿轮是电机第二挡位主动齿轮，并且所述倒挡被动齿轮是电机第二挡位被动齿轮；或者所述中间齿轮是所述惰轮，并且所述倒挡被动齿轮是电机第一挡位被动齿轮或电机第二挡位被动齿轮。
[0024] 可选地，所述第三主动齿轮是套接齿轮，所述倒挡主动齿轮是套接齿轮，用于第三主动齿轮的同步器和用于倒挡主动齿轮的同步器构成为一个在输入轴上设置在第三主动齿轮与倒挡主动齿轮之间的第三双边同步器。
[0025] 可选地，在所述第三中间轴上设有电机第二挡位主动齿轮，在所述一个中间轴上设有电机第二挡位被动齿轮。
[0026] 可选地，所述电机第一挡位被动齿轮和所述电机第二挡位被动齿轮分别是套接齿轮，并且用于电机第一挡位被动齿轮的同步器和用于电机第二挡位被动齿轮的同步器构成为一个在所述一个中间轴上设置在电机第一挡位被动齿轮与电机第二挡位被动齿轮之间的第四双边同步器。
[0027] 可选地，参考输入轴的轴线，一个电机挡位的主动齿轮与所述第三主动齿轮设置在相同的轴向
位置上。
[0028] 可选地，参考输入轴的轴线，一个电机挡位的主动齿轮与所述倒挡主动齿轮设置在相同的轴向位置上。
[0029] 可选地，参考输入轴的轴线，电机挡位设置在朝向所述发动机的一侧，而各前进挡设置在远离所述发动机的一侧；或者个前进挡设置在朝向所述发动机的一侧，而电机挡位设置在远离所述发动机的一侧。
[0030] 可选地，所述电机的
转子轴与所述输入轴、第一中间轴、第二中间轴和第三中间轴之中的任一个轴相互平行地错开地设置。
[0031] 可选地，所述变速箱能在以下工作模式之中的任一个工作模式中运行：
[0032] 发动机驱动模式，其中，仅输入轴被发动机驱动；
[0033] 纯电动模式，其中，仅一个电动挡位被电机驱动；
[0034] 混合驱动模式，其中，不仅输入轴被发动机驱动，而且一个电动挡位被电机驱动；
[0036] 起动
内燃机模式，其中，电机驱动输入轴。
[0037] 可选地，所述充电模式包括：
[0038]
怠速充电模式，其中，从输入轴到电机的动力传递路径包括倒挡主动齿轮和一个电机挡位的主动齿轮；和
[0039] 行车充电模式，其中，从输入轴到电机的动力传递路径包括一个前进挡的主动齿轮和被动齿轮、第一和第二主减速齿轮以及一个电机挡位的被动齿轮和主动齿轮。
[0040] 可选地，所述混合驱动模式能通过任一个前进挡和任一个电机挡位实现。
[0041] 可选地，所述充电模式包括：怠速充电模式，其中，从输入轴到电机的动力传递路径包括倒挡主动齿轮和一个电机挡位的主动齿轮；和行车充电模式，其中，从输入轴到电机的动力传递路径包括一个前进挡的主动齿轮和被动齿轮、第一和第二主减速齿轮以及一个电机挡位的被动齿轮和主动齿轮。
[0042] 可选地，所述输入轴由朝向所述发动机的一侧向远离所述发动机的一侧依次固设有作为第一主动齿轮的一三挡位主动齿轮和作为第二主动齿轮的二四挡位主动齿轮；所述第一中间轴由朝向所述发动机的一侧向远离所述发动机的一侧依次设有第一主减速齿轮、作为第一被动齿轮的一挡位被动齿轮、第一双边同步器和作为第二被动齿轮的二挡位被动齿轮；所述第二中间轴由朝向所述发动机的一侧向远离所述发动机的一侧依次设有第二主减速齿轮、作为第三被动齿轮的三挡位被动齿轮、第二双边同步器、作为第四被动齿轮的四挡位被动齿轮和电机第一挡位被动齿轮；所述第三中间轴与所述电机传动连接，且所述第三中间轴设有电机第一挡位主动齿轮；所述输出轴设有差速器，所述差速器的差速器齿轮分别与所述第一主减速齿轮和所述第二主减速齿轮啮合。
[0043] 可选地，所述输入轴还设有第一同步器和倒挡主动齿轮，所述第一同步器能够与所述倒挡主动齿轮接合，且所述倒挡主动齿轮与所述电机第一挡位主动齿轮啮合。
[0044] 可选地，所述变速箱还包括倒挡惰轮轴和设于所述倒挡惰轮轴的惰轮，所述输入轴还设有第一同步器和倒挡主动齿轮；所述惰轮分别与所述倒挡主动齿轮和所述电机第一挡位被动齿轮啮合。
[0045] 可选地，所述输入轴还设有作为第三主动齿轮的五挡位主动齿轮，所述第一同步器为第三双边同步器的组成部分，并且所述第三双边同步器能分别与所述五挡位主动齿轮或所述倒挡主动齿轮接合；所述第一中间轴或所述第二中间轴设有与所述五挡位主动齿轮相适配的作为第五被动齿轮的五挡位被动齿轮。
[0046] 可选地，所述电机第一挡位被动齿轮为固设于所述第二中间轴的固接齿轮；或者所述电机第一挡位被动齿轮为套接于所述第二中间轴的套接齿轮，所述第二中间轴还设有用于所述第一挡位被动齿轮的第二同步器。
[0047] 可选地，所述第三中间轴还设有电机第二挡位主动齿轮，所述第二中间轴设有电机第二挡位被动齿轮；所述第二同步器为第四双边同步器的组成部分，并且所述第四双边同步器位于所述电机第一挡位被动齿轮和所述电机第二挡位被动齿轮之间。
[0048] 可选地，所述第三中间轴与所述电机通过齿轮或
链轮实现传动。
[0049] 在一种特别有利的实施方式中，所述变速箱具有以下技术特征：
[0050] 所述输入轴由朝向所述发动机的一侧向远离所述发动机的一侧依次设有：构成为套接齿轮的倒挡主动齿轮、第三双边同步器、构成为套接齿轮的作为第三主动齿轮的五挡位主动齿轮、作为第一主动齿轮的一三挡位主动齿轮和作为第二主动齿轮的二四挡位主动齿轮；
[0051] 所述第一中间轴由朝向所述发动机的一侧向远离所述发动机的一侧依次设有：第一主减速齿轮、电机第二挡位被动齿轮、第四双边同步器、电机第一档位被动齿轮、作为第一被动齿轮的一挡位被动齿轮、第一双边同步器和作为第二被动齿轮的二挡位被动齿轮；
[0052] 所述第二中间轴由朝向所述发动机的一侧向远离所述发动机的一侧依次设有：第二主减速齿轮、作为第五被动齿轮的五挡位被动齿轮、作为第三被动齿轮的三挡位被动齿轮、第二双边同步器、作为第四被动齿轮的四挡位被动齿轮；
[0053] 所述第三中间轴与所述电机传动连接，且所述第三中间轴由朝向所述发动机的一侧向远离所述发动机的一侧依次设有：电机第一挡位主动齿轮、电机第一挡位主动齿轮；
[0054] 所述输出轴设有差速器，所述差速器的差速器齿轮分别与所述第一主减速齿轮和所述第二主减速齿轮啮合。
[0055] 按本发明的第二方面，提供一种混合动力驱动系统，其包括发动机和电机以及按本发明第一方面的用于混合动力车辆的变速箱。
[0056] 按本发明的第三方面，提供一种混合动力车辆，其包括上述混合动力驱动系统。
[0057] 在一种优选方案中，为解决上述技术问题，本发明提供一种车辆的混合动力驱动系统，其包括发动机、电机和变速箱，所述变速箱包括相互平行设置的输入轴、第一中间轴、第二中间轴、第三中间轴和输出轴；所述输入轴通过离合器与所述发动机连接，所述输入轴由朝向所述发动机的一侧向远离所述发动机的一侧依次固设有一三挡位主动齿轮和二四挡位主动齿轮；所述第一中间轴由朝向所述发动机的一侧向远离所述发动机的一侧依次设有第一主减速齿轮、一挡位被动齿轮、第一双边同步器和二挡位被动齿轮；所述第二中间轴由朝向所述发动机的一侧向远离所述发动机的一侧依次设有第二主减速齿轮、三挡位被动齿轮、第二双边同步器、四挡位被动齿轮和电机第一挡位被动齿轮；所述第三中间轴与所述电机传动连接，且所述第三中间轴设有电机第一挡位主动齿轮；所述输出轴设有差速器，所述差速器的差速器齿轮能够分别与所述第一主减速齿轮和所述第二主减速齿轮啮合。
[0058] 可选地，所述输入轴还设有第一同步器和倒挡主动齿轮，所述第一同步器能够与所述倒挡主动齿轮接合，且所述倒挡主动齿轮与所述电机第一挡位主动齿轮啮合。
[0059] 可选地，所述变速箱还包括倒挡惰轮轴和设于所述倒挡惰轮轴的惰轮，所述输入轴还设有第一同步器和倒挡主动齿轮；所述惰轮分别与所述倒挡主动齿轮和所述电机第一挡位被动齿轮啮合。
[0060] 可选地，所述输入轴还设有五挡位主动齿轮，所述第一同步器为第三双边同步器的组成部分，并且所述第三双边同步器能分别与所述五挡位主动齿轮或所述倒挡主动齿轮接合；所述第一中间轴或所述第二中间轴设有与所述五挡位主动齿轮相适配的五挡位被动齿轮。
[0061] 可选地，所述电机第一挡位被动齿轮为固设于所述第二中间轴的固接齿轮。
[0062] 可选地，所述电机第一挡位被动齿轮为套接于所述第二中间轴的套接齿轮，所述第二中间轴还设有可与所述套接齿轮固接的第二同步器。
[0063] 可选地，所述第三中间轴还设有电机第二挡位主动齿轮，所述第二中间轴设有电机第二挡位被动齿轮；所述第二同步器为第四双边同步器的组成部分，并且所述第四双边同步器位于所述套接齿轮和所述电机第二挡位被动齿轮之间。
[0064] 可选地，所述第三中间轴与所述电机通过齿轮或链轮实现传动。
[0065] 本发明所提供的混合动力车辆及其混合动力驱动系统能够通过挡位的构型设计使变速箱以及
混合动力系统的结构简单、紧凑；通过不同的挡位传递路线能够满足纯发动机、纯电动、混动行驶的要求；通过发动机挡位和电机挡位的配合，合理双源动力输入和分配，可以改善整车动力性及燃油经济性；并通过电机和发动机的交替工作及离合器的开合控制，可以完全解决自动变速箱换挡时动力中断的问题。
附图说明
[0066] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体
实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0067] 图1是按本发明第一种实施例的用于车辆的混合动力驱动系统的结构示意图；
[0068] 图2是按本发明第二种实施例的用于车辆的混合动力驱动系统的结构示意图；
[0069] 图3是按本发明第三种实施例的用于车辆的混合动力驱动系统的结构示意图；
[0070] 图4是按本发明第四种实施例的用于车辆的混合动力驱动系统的结构示意图；
[0071] 图5是按本发明第五种实施例的用于车辆的混合动力驱动系统的结构示意图；
[0072] 图6是按本发明一种实施例的在混合动力驱动系统中第三中间轴与电机通过链轮传动的结构示意图；并且
[0073] 图7是按一种实施方式的混合驱动挡位组合简图。
具体实施方式
[0074] 图1是按本发明第一种实施例的用于车辆的混合动力驱动系统的结构示意图。该混合动力驱动系统包括内燃机或者说发动机7、电机33以及变速箱。发动机7可以与变速箱的输入轴14传动连接，例如可以经由一个单个的离合器8或者未示出的液力变矩器与输入轴14传动连接。必要时，也可以在发动机7与输入轴14之间设置扭振
减振器。电机23可以与变速箱集成在一起，也可以作为一个单独的模
块安装在变速箱的壳体上。
[0075] 在图1中显示的用于混合动力车辆的变速箱包括第一变速箱部分和第二变速箱部分，所述第一变速箱部分具有五个前进挡即一挡位至五挡位，各前进挡能经由多个同步器的选择性的闭合而有选择地接通。
[0076] 在此，所述第一变速箱部分包括正好一个输入轴14和正好两个中间轴6、25，所述输入轴14构造成用于与发动机7传动连接，在所述输入轴14上设有一个第一主动齿轮9和一个第二主动齿轮10以及一个第三主动齿轮11。在第一中间轴6上设有一个与第一主动齿轮9啮合的第一被动齿轮2和一个与第二主动齿轮10啮合的第二被动齿轮4以及一个与第三主动齿轮11啮合的第五被动齿轮。在第二中间轴25上设有一个与第一主动齿轮9啮合的第三被动齿轮19和一个与第二主动齿轮10啮合的第四被动齿轮21，所述第一至第四被动齿轮2、4、19、21分别构成为套接齿轮，所述第一至第四被动齿轮2、4、19、21分别与相应的主动齿轮形成所述五个前进挡之中的一个挡位，第三主动齿轮11和第五被动齿轮5形成另一个前进挡。
[0077] 在图1所示的实施方式中，第一主动齿轮9和第一被动齿轮2形成一挡位，第一主动齿轮9和第三被动齿轮19形成三挡位，第二主动齿轮10和第二被动齿轮4形成二挡位，第二主动齿轮10和第四被动齿轮21形成四挡位，第三主动齿轮11和第五被动齿轮5形成五挡位。在此，第一主动齿轮9可以称为一三挡位主动齿轮，第二主动齿轮可以称为二四挡位主动齿轮，并且第三主动齿轮可以称为五挡位主动齿轮。
[0078] 原则上，第一变速器部分的各个前进挡可以任意地组合。例如也可能的是，第一主动齿轮9与第一被动齿轮2和第三被动齿轮19形成一挡位和五挡位，第二主动齿轮10与第二被动齿轮4和第四被动齿轮21形成二挡位和四挡位，第三主动齿轮11和第五被动齿轮5形成三挡位。
[0079] 在此，各主动齿轮9、10、11在输入轴14上的顺序可以根据需要来选择。例如，也可能的是，在图1中显示的第一主动齿轮9连同第一被动齿轮2和第三被动齿轮19可以与第二主动齿轮10连同第二被动齿轮4和第四被动齿轮21交换轴向位置；也可能的是，第三主动齿轮11连同第五被动齿轮5沿轴向设置在第一主动齿轮9与第二主动齿轮10之间。
[0080] 在图1中，第一主动齿轮9和第二主动齿轮10分别是固接齿轮。作为替换，也可能的是，第一主动齿轮9和第二主动齿轮10之一或两者可以是套接齿轮，从而在发动机驱动时不必两个主动齿轮9、10始终被同时驱动。
[0081] 在图1中，多个齿轮构成为套接齿轮。套接齿轮可以设有同步器，该同步器在接合时可以使得套接齿轮与相应的轴无相对转动地连接。同步器可以理解为一个切换元件，其具有打开状态和闭合状态，在打开状态中，套接齿轮可以相对于相应的轴转动，在闭合状态中，套接齿轮与相应的轴无相对转动地连接，从而共同地转动。同步器例如可以是摩擦
锁合的或形锁合的切换元件。两个相邻的同步器可以组合成一个双边同步器，因此可以使得同步器以及相应的操纵机构不仅在结构上简化并且在数量上减少。
[0082] 第一变速箱部分可以具有至少一个倒挡、优选正好一个倒挡。为此，在图1所示的实施方式中，在输入轴14上设有倒挡主动齿轮13，在第二中间轴上设有倒挡被动齿轮，倒挡主动齿轮13经由一个中间齿轮与倒挡被动齿轮传动连接。在此，电机第一档位的被动齿轮24用作为倒挡被动齿轮，并且电机第一档位的主动齿轮30用作为中间齿轮。作为替换，也可能的是，设有单独的倒挡被动齿轮和单独的中间齿轮。例如，单独的倒挡被动齿轮可以设置在第一中间轴6上。在图1中，倒挡主动齿轮13与电机第一挡位主动齿轮30的啮合用一条虚线示意性地表示。
[0083] 在图1中，在第一中间轴6上设有一个第一主减速齿轮1并且在第二中间轴25上设有一个第二主减速齿轮18，所述第一和第二主减速齿轮与一个共同的输出轴26耦合，更具体地，与差速器27的差速器齿轮17啮合(在图1中通过一条虚线示意性地表示)，输出轴26包括两个半轴。在此，差速器27集成到变速箱中或者与变速箱永久地连接。作为替换，也可能的是，差速器27是一个单独的模块，变速器的输出轴可以经由传动轴与差速器传动连接，该输出轴的齿轮与两个主减速齿轮1、18啮合。在此，主减速齿轮1、18设置在相应的中间轴的朝向发动机7的一侧上。原则上，主减速齿轮可以设置在任意的轴向位置上，例如也可以设置在相应的中间轴的远离发动机7的一侧上。
[0084] 第二变速箱部分包括第三中间轴31和所述两个中间轴6、25之中的一个中间轴(在此为第二中间轴25)。第三中间轴31构造成用于与电机33传动连接，变速箱可以包括一个或多个电机挡位。在图1所示的实施方式中存在两个电机挡位，其中，在第三中间轴31上设有电机第一挡位主动齿轮30和电机第二挡位主动齿轮29，在第二中间轴25上设有电机第一挡位被动齿轮24和电机第二挡位被动齿轮22。在此，电机第一挡位被动齿轮24和电机第二挡位被动齿轮22分别构成为套接齿轮，并且配设有一个双边同步器23。电机第一挡位主动齿轮30和电机第二挡位主动齿轮29分别构成为固接齿轮。作为替换，有可能的是，电机第一挡位主动齿轮30和电机第二挡位主动齿轮29之一或两者构成为套接齿轮并且配设有相应的同步器。各个电机挡位的轴向顺序可以是任意的。
[0085] 在一种有利的实施方式中，电机第一挡位主动齿轮30构成为套接齿轮，从而在倒挡主动齿轮13与电机第一挡位被动齿轮24或者说倒挡被动齿轮形成倒挡时，电机33不被倒挡主动齿轮13驱动。在混合倒挡的情况下，电机第一挡位主动齿轮30的同步器接合，电机33反转，电机33也驱动电机第一挡位被动齿轮24或者说倒挡被动齿轮，以提供附加的倒挡力矩。
[0086] 在图1中，输入轴14、第一中间轴6、第二中间轴25和第三中间轴31以及电机的转子轴34之中的每两个轴相互平行地错开地设置。电机33通过第一传动齿轮32和第二传动齿轮28与第三中间轴31传动连接。作为替换，电机33的转子轴34也可以通过链传动、皮带传动或其他传动方式与第三中间轴传动连接。例如在电机33具有集成的减速机构的情况下，电机的输出轴也可以与第三中间轴31同轴地布置。
[0087] 在图1中，用于第一被动齿轮2的同步器和用于第二被动齿轮4的同步器构成为一个在第一中间轴6上设置在第一被动齿轮2与第二被动齿轮4之间的第一双边同步器3。用于第三被动齿轮19的同步器和用于第四被动齿轮21的同步器构成为一个在第二中间轴25上设置在第三被动齿轮19与第四被动齿轮21之间的第二双边同步器20。用于第三主动齿轮11的同步器和用于倒挡主动齿轮13的同步器构成为一个在输入轴14上设置在第三主动齿轮11与倒挡主动齿轮13之间的第三双边同步器12。用于电机第一挡位被动齿轮24的同步器和用于电机第二挡位被动齿轮22的同步器构成为一个在第二中间轴上设置在电机第一挡位被动齿轮24与电机第二挡位被动齿轮22之间的第四双边同步器23。通过图1所示的布置结构可以实现特别紧凑的变速器。
[0088] 另外有利的是，两个电机挡位之一(在此为电机第二挡位)与第三主动齿轮11具有相同的轴向位置，两个电机挡位之中的另一个(在此为电机第一挡位)与倒挡主动齿轮具有相同的轴向位置。因此可以使得变速箱的结构更加紧凑。
[0089] 在一种未描述的实施方式中，在图1中所示的第三主动齿轮11和倒挡主动齿轮13可以被一个共同的主动齿轮代替，第五被动齿轮5和中间齿轮(在此为电机第一挡位主动齿轮30)与这一个共同的主动齿轮啮合，并且第五被动齿轮5由固接齿轮
修改为套接齿轮。
[0090] 图2至图5示出的实施方式与图1示出的实施方式类似。下面说明他们之间的主要区别。在参考对图1的实施方式的具体说明的情况下，图2至图5的实施方式参照相应的附图是容易理解的。
[0091] 图2是按本发明第二种实施例的用于车辆的混合动力驱动系统的结构示意图。按图2的实施例与按图1的实施例的主要区别在于，按图1的变速箱具有五挡位，而按图2的变速箱没有五挡位。在其他方面，可以参考上述说明。在此，倒挡被动齿轮通过电机第一挡位被动齿轮24实现。作为替换，倒挡被动齿轮也可以通过电机第二挡位被动齿轮22实现。
[0092] 图3是按本发明第三种实施例的用于车辆的混合动力驱动系统的结构示意图。按图3的实施例与按图1的实施例的主要区别在于，按图1的变速箱具有两个电机挡位，而按图3的变速箱具有正好一个电机挡位；并且第一变速箱部分的倒挡的实施方式不同，在图3中，倒挡的中间齿轮和倒挡被动齿轮通过惰轮16和电机第一挡位被动齿轮24实现。
[0093] 在图3所示的实施方式中，电机第一挡位主动齿轮30和电机第一挡位被动齿轮24分别是固接齿轮。作为替换，也可能的是，电机第一挡位主动齿轮30和电机第一挡位被动齿轮24之一或两者是套接齿轮。
[0094] 图4是按本发明第四种实施例的用于车辆的混合动力驱动系统的结构示意图。按图4的实施例与按图1的实施例的主要区别在于，第一变速箱部分的倒挡的实施方式不同，在图4中，倒挡的中间齿轮和倒挡被动齿轮通过惰轮16和电机第一挡位被动齿轮24实现。
[0095] 图5是按本发明第五种实施例的用于车辆的混合动力驱动系统的结构示意图。按图5的实施例与按图1的实施例的主要区别在于，变速箱的各个挡位的布置顺序是不同的。在图5中，参考输入轴14的轴线，从朝向发动机7的一侧到远离发动机7的一侧在输入轴14上依次设置倒挡主动齿轮13、第三主动齿轮11、第一主动齿轮9和第二主动齿轮10。在第一和第二中间轴6、25上的各个被动齿轮的轴向位置相应地发生变化。电机第二挡位与倒挡主动齿轮13具有相同的轴向位置，并且电机第二挡位主动齿轮29形成中间齿轮，电机第二挡位被动齿轮22形成倒挡被动齿轮。电机第一挡位与第三主动齿轮11具有相同的轴向位置。在此，第二变速箱部分包括第一中间轴，相反，在图1至图4所示的实施方式中，第二变速箱部分包括第二中间轴。在一种未示出的变型方案中，电机第一挡位和电机第二挡位的轴向位置可以交换，因此，倒挡主动齿轮13与电机第一挡位组合，电机第二挡位与第一主动齿轮11处于相同的轴向位置上。
[0096] 在此需要说明的是，在本
申请的各个实施方式中的技术特征可以相互组合，只要这种组合不是相互矛盾的。
[0097] 按本发明的变速箱能在以下工作模式之中的任一个工作模式中运行：
[0098] 发动机驱动模式，其中，仅输入轴14被发动机7驱动；
[0099] 纯电动模式，其中，仅一个电动挡位被电机33驱动；
[0100] 混合驱动模式，其中，不仅输入轴14被发动机驱动，而且一个电动挡位被电机33驱动，其中，所述混合驱动模式能通过任一个前进挡和任一个电机挡位实现；
[0101] 充电模式，其中，输入轴14驱动电机33，优选充电模式包括怠速充电模式和行车充电模式；
[0102] 起动内燃机模式，其中，电机33驱动输入轴14；和
[0103] 倒挡模式，所述倒挡模式包括：单纯经由发动机的倒挡模式、单纯经由电机的倒挡模式以及不仅经由发动机而且经由电机的混合倒挡模式。
[0104] 在特别有利的实施方式中，提供一种混合动力驱动系统以及一种包括这样的混合动力驱动系统的混合动力车辆，其中，该混合动力驱动系统包括发动机7、电机33和变速箱，变速箱包括在空间呈平行设置的输入轴14、第一中间轴6、第二中间轴25、第三中间轴31和输出轴26。输入轴14通过离合器8与发动机7连接，该输入轴14由朝向发动机7的一侧向远离发动机7的一侧依次固设有一三挡位主动齿轮(第一主动齿轮9)和二四挡位主动齿轮(第二主动齿轮10)；第一中间轴6由朝向发动机7的一侧向远离发动机7的一侧依次设有第一主减速齿轮1、一挡位被动齿轮(第一被动齿轮2)、第一双边同步器3和二挡位被动齿轮(第二被动齿轮4)；第二中间轴25由朝向发动机7的一侧向远离发动机7的一侧依次设有第二主减速齿轮18、三挡位被动齿轮(第三被动齿轮19)、第二双边同步器20、四挡位被动齿轮(第四被动齿轮21)和电机第一挡位被动齿轮24；第三中间轴31与电机33传动连接，且第三中间轴31设有电机第一挡位主动齿轮30；输出轴26设有差速器27，差速器27的差速器齿轮17能够分别与第一主减速齿轮1和第二主减速齿轮18啮合。
[0105] 在该混合动力驱动系统中，包括由发动机7作为动力源的四个挡位和由电机33作为动力源的一个挡位，其中，上述一挡位、二挡位、三挡位、四挡位和电机第一挡位的描述中，是为区分各挡位的所做的描述，而不是用于对具体挡位结构的限制。
[0106] 具体各挡位动力传递路线如下：
[0107] 发动机一挡位：拨动第一中间轴6上的第一双边同步器3，使之与空套在第一中间轴6上的一挡位被动齿轮接合，离合器8闭合，发动机7输出的动力依次通过输入轴14、一三挡位主动齿轮、一挡位被动齿轮、第一中间轴6、第一主减速齿轮1和差速器齿轮17，经由差速器27并最终由输出轴26输出。
[0108] 发动机二挡位：拨动第一中间轴6上的第一双边同步器3，使之与空套在第一中间轴6上的二挡位被动齿轮接合，离合器8闭合，发动机7输出的动力依次通过输入轴14、二四挡位主动齿轮、二挡位被动齿轮、第一中间轴6、第一主减速齿轮1和差速器齿轮17，经由差速器27并最终由输出轴26输出。
[0109] 发动机三挡位：拨动第二中间轴25上的第二双边同步器20，使之与空套在第二中间轴25上的三挡位被动齿轮19接合，离合器8闭合，发动机7输出的动力通过输入轴14、一三挡位主动齿轮、三挡位被动齿轮、第二中间轴25、第二主减速齿轮18和差速器齿轮17，经由差速器27并最终由输出轴26输出。
[0110] 发动机四挡位：拨动第二中间轴25上的第二双边同步器20，使之与空套在第二中间轴25上的四挡位被动齿轮接合，离合器8闭合，发动机7输出的动力通过输入轴14、二四挡位主动齿轮、四挡位被动齿轮、第二中间轴25、第二主减速齿轮18和差速器齿轮17，经由差速器27并最终由输出轴26输出。
[0111] 电机第一挡位动力传递路线：电机33输出的动力依次通过第三中间轴31、电机第一挡位主动齿轮30、电机第一挡位被动齿轮24、第二中间轴25、第二主减速齿轮18和差速器齿轮17，经由差速器27并最终由输出轴26输出。
[0112] 发动机7和电机33作为混合动力源时，在电机第一挡位的动力传递路线的基础上，耦合发动机一挡位～发动机四挡位之一的动力传递路线，可实现车辆前进的四种混合动力工况。
[0113] 在该特别有利的实施例中，能够满足纯发动机驱动、纯电机驱动以及混合动力行驶的要求。在此，仅设置一个电机33作为电动动力源，成本较低，且在满足挡位需求的情况下，可减小该混合动力驱动系统的整体体积，进而减小其所占用的空间，便于车辆的混合动力驱动系统的安装。同时，通过电机33和发动机7的交替工作及离合器8的开合控制，挡位切换自如，在换挡过程中可有效避免发生动力中断的问题。同时，挡位数量较多，发动机7和电机33的驱动效率高，多个挡位之间的动力匹配更好，进而能够改善整车的动力性及燃油经济性。
[0114] 在该实施例中，在纯电机驱动的情况下，倒挡可与上述电机第一挡位动力传递路线相同，控制电机33反向转动即可。而在纯发动机驱动的情况下，若要实现倒挡功能可通过以下两种方案：
[0115] 方案一，如图1所示，输入轴14设有第一同步器和倒挡主动齿轮13，第一同步器(双边同步器12的在图1中处于右侧的组成部分)能够与倒挡主动齿轮13接合，且倒挡主动齿轮13能够与电机第一挡位主动齿轮30啮合，此种方案下的发动机倒挡，先拨动输入轴14上的第一同步器，使之与空套在输入轴14上的倒挡主动齿轮13接合，发动机7输出的动力依次通过输入轴14、倒挡主动齿轮13、电机第一挡位主动齿轮30、电机第一挡位被动齿轮24、第二中间轴25、第二主减速齿轮18和差速器齿轮17，经由差速器27并最终由输出轴26输出。
[0116] 方案二，可参考图2-4，该混合动力驱动系统还包括倒挡惰轮轴15和设于该倒挡惰轮轴15的惰轮16，并且输入轴14设有第一同步器(图2中用附图标记35表示)和倒挡主动齿轮13，惰轮16分别与倒挡主动齿轮13和电机第一挡位被动齿轮24啮合，此种方案下的发动机倒挡，先拨动输入轴14上的第一同步器，使之与空套在输入轴14上的倒挡主动齿轮13接合，发动机7输出的动力依次通过输入轴14、倒挡主动齿轮13、设于倒挡惰轮轴15的惰轮16、电机第一挡位被动齿轮24、第二中间轴25、第二主减速齿轮18和差速器齿轮17，经由差速器27并最终由输出轴26输出。
[0117] 上述两个方案均是将动力从倒挡主动齿轮13传递至电机第一挡位被动齿轮24进而传输至第二中间轴25，以实现倒挡功能，其中，方案一中仅通过设于输入轴14的倒挡主动齿轮13与电机第一挡位主动齿轮30啮合，并进一步通过电机第一挡位主动齿轮30与设于第二中间轴25的电机第一挡位被动齿轮24之间的啮合传动实现倒挡，相对于方案二来说，整体结构较为简单。方案二中，通过设置倒挡惰轮轴15和倒挡惰轮16实现倒挡主动齿轮13和电机第一挡位被动齿轮24之间的动力传递，进而实现车辆倒挡，其相对于方案一来说，可降低对倒挡主动齿轮30与电机第一挡位主动齿轮30的空间设置要求，即降低输入轴14与第三中间轴31的空间相对位置。上述方案一和方案二均可实现发动机驱动情况下的倒挡功能，具体可根据需要进行选择。
[0118] 发动机7和电机33作为混合动力源时，在纯电机驱动的倒挡的动力传递路线的基础上，耦合纯发动机倒挡的动力路线，可实现车辆倒退的混动情况。
[0119] 另外，通过发动机7和电机33之间的动力交互作用，该车辆的混合动力驱动系统可以还具有怠速充电工况、行车充电工况和电机起动发动机工况。
[0120] 怠速充电工况：在
电池电量较低时，发动机7可向电机33提供动力并驱动电机33对电池进行反向充电。拨动输入轴14上的第一同步器使其与倒挡主动齿轮13接合，离合器8闭合，发动机7输出的动力依次通过输入轴14、倒挡主动齿轮13、电机第一挡位主动齿轮30(倒挡主动齿轮13与电机第一挡位主动齿轮30直接传动或者经由惰轮16和电机第一挡位被动齿轮24传动连接)、第三中间轴31，并最终将动力传输给电机33使其对电池进行反向充电。
[0121] 行车充电工况：在行车过程中，电池电量较低时，发动机7可向电机33提供动力，驱动电机33对电池进行反向充电，通过挡位切换可以完成各混合动力工况下的行车充电，以发动机一挡位、电机第一挡位为例，拨动第一中间轴6上的第一双边同步器3，使之与空套在第一中间轴6上的一挡位被动齿轮接合，离合器8闭合，发动机7输出的动力依次通过输入轴14、一三挡位主动齿轮、一挡位被动齿轮、第一中间轴6、第一主减速齿轮1和差速器齿轮17，其中，一部分动力经由差速器27并最终由输出轴26输出；另一部分动力依次通过第二主减速齿轮18、第二中间轴25、电机第一挡位被动齿轮24、电机第一挡位主动齿轮30、第三中间轴31，并最终将动力传输给电机33使其对电池进行反向充电。
[0122] 电机33起动发动机7动力工况：车辆起动或者车辆从纯电机驱动的工况切换到混动工况时，电机33可以作为发动机7的
起动电机，通过挡位切换，可通过电机33的挡位和发动机7的挡位起动发动机7。以电机第一挡位和发动机一挡位为例，拨动第一中间轴6上的第一双边同步器3，使之与空套在第一中间轴6上的一挡位被动齿轮接合，离合器8闭合，电机33输出的动力依次通过第三中间轴31、电机第一挡位主动齿轮30、电机第一挡位被动齿轮
24、第二中间轴25、第二主减速齿轮18和差速器齿轮17，其中，一部分动力经由差速器27并最终由输出轴26输出；另一部分动力依次通过第一主减速齿轮1、第一中间轴6、一挡位被动齿轮、一三挡位主动齿轮、输入轴14和离合器8，并最终将动力传输给发动机7，起动发动机
7。
[0123] 在上述实施例中的基础上，输入轴14可以还设有五挡位主动齿轮(第三主动齿轮11)，第一中间轴6或第二中间轴25可以设有与五挡主动齿轮相适配的五挡被动齿轮(第五被动齿轮5)，也就是说，发动机7作为动力源时，可具有五个挡位，此时，第一同步器可以为第三双边同步器12的组成部分，并且该第三双边同步器12可以可选择性地与五挡位主动齿轮或倒挡主动齿轮13接合。当发动机7作为动力源具有四个挡位时，第一同步器可以为单边同步器35，其可与倒挡主动齿轮13接合。
[0124] 其中，该五挡位被动齿轮设于第一中间轴6或第二中间轴25均可，在本实施例中，如图1、图3和图4所示，以将五挡位被动齿轮设于第一中间轴6为例，拨动输入轴14上的第三双边同步器12，使之与空套在输入轴14上的五挡位主动齿轮接合，离合器8闭合，发动机7输出的动力依次通过输入轴14、五挡位主动齿轮、五挡位被动齿轮、第一中间轴6、第一主减速齿轮1和差速器齿轮17，经由差速器27并最终由输出轴26输出。
[0125] 此种情况下，发动机7作为动力源时可具有五个挡位，发动机7和电机33作为混合动力源时，在电机第一挡位的动力传递路线的基础上，耦合发动机一挡位～发动机五挡位之一的动力传递路线，可实现车辆前进的五种混合动力工况。挡位增多可更好地实现发动机7和电机33的动力匹配，可进一步改善整车动力性及燃油经济性。
[0126] 在上述实施例中，对于电机第一挡位被动齿轮24可包括以下两种设置情况，第一种设置情况是电机第一挡位被动齿轮24为固设于第二中间轴25的固连齿轮；第二设置种情况是电机第一挡位被动齿轮24为套接于第二中间轴25的套接齿轮，第二中间轴25还设有可与套接齿轮固接的第二同步器。其中，第一种设置情况可简化整体结构，第二种设置情况的设置方式较为灵活，两种设置情况均可实现电机第一挡位的动力传递。
[0127] 上述第二种设置情况较为灵活，在此基础上，第三中间轴31还可设有电机第二挡位主动齿轮29，相应的，第二中间轴25设有电机第二挡位被动齿轮22，此时，第二同步器为第四双边同步器23的组成部分，并且第四双边同步器23位于电机第一挡位被动齿轮24和电机第二挡位被动齿轮22之间。也就是说，纯电机驱动包括两个挡位，如图1、图2和图4所示，拨动第二中间轴25上的第四双边同步器23，使之与空套在第二中间轴25上的电机第一挡位被动齿轮24接合，动力传动路线如上所述；对于电机第二挡位，拨动第二中间轴25上的第四双边同步器23，使之与空套在第二中间轴25上的电机第二挡位被动齿轮22接合，电机33输出的动力依次通过第三中间轴31、电机第二挡位主动齿轮29、电机第二挡位被动齿轮22、第二中间轴25、第二主减速齿轮18和差速器齿轮17，经由差速器27并最终由输出轴26输出。
[0128] 此种情况下，电机33作为动力源时可具有两个挡位，发动机7和电机33作为混合动力源时，在电机第一挡位的动力传递路线和电机第二挡位的动力传递路线的基础上，耦合发动机挡位动力传递路线，可实现车辆前进的八种(纯发动机驱动有四个挡位时)或十种(纯发动机驱动有五个挡位时)混合动力工况。挡位增多可更好地实现发动机7和电机33的动力匹配，可进一步改善整车动力性及燃油经济性。
[0129] 本实施例中，纯电机驱动的情况下，倒挡也可以与上述电机第二挡位动力传递路线相同，控制电机33反向转动即可，即纯电机驱动时的两个倒挡均可以与发动机倒挡动力路线耦合，实现车辆倒退的两种混合动力工况。
[0130] 在发动机7作为动力源具有五个挡位且电机33作为动力源具有两个挡位时，五挡位被动齿轮可以设于第一中间轴6上。
[0131] 在上述各个实施例中，输出轴26与差速器齿轮17或者说输出轴齿轮是永久地连接的。也可能的是，差速器齿轮17或者说输出轴齿轮构成为套接齿轮并且配设有同步器。例如在发动机7经由差速器齿轮17或者说输出轴齿轮驱动电机33用以发电时，该同步器脱开，输出轴26不被发动机7驱动。在电机33经由差速器齿轮17或者说输出轴齿轮驱动输入轴14并且从而起动发动机7时，该同步器脱开，因此电机33可以不同时承担驱动车辆的功能。
[0132] 在上述各实施例中，第三中间轴31与电机33传动连接，具体地，二者之间可通过齿轮或链条实现传动。例如，如图1-4所示，电机33的转子轴34设有第一传动齿轮32，第三中间轴31设有与第一传动齿轮32相适配的第二传动齿轮28，电机33的转子轴34与第三中间轴31通过齿轮啮合实现传动连接，电机33的动力依次经转子轴34、第一传动齿轮32、第二传动齿轮28并将动力传递至第三中间轴31。例如，如图5所示，电机33可以通过更多的传动齿轮与第三中间轴31传动连接。例如，如图6所示，电机33的转子轴34设有第一驱动链轮38，第三中间轴设有第二驱动链轮37，第一驱动链轮38和第二驱动链轮37通过链条39实现电机33的转子轴34与第三中间轴31之间的传动连接。此时，电机33的动力依次经转子轴34、第一驱动链轮38、第二驱动链轮37并将动力传递至第三中间轴31。而在充电工况下，动力从第三中间轴31反向传递至电机33，使其对电池进行充电。
[0133] 图7是按一种实施方式的混合驱动挡位组合简图。按图1、图3、图4和图5的实施方式的变速箱可以适用这样的混合驱动挡位组合简图。在图7中，用符号ICE表示内燃机或者说发动机7，用符号EM表示电机33。在此，发动机7可以具有五个前进挡即一挡位至五挡位和一个倒挡，电机33可以具有两个电机挡位。每一条
连接线表示一个发动机挡位与一个电机挡位的组合。由图7可见，任意一个发动机挡位可以与任意一个电机挡位组合，因此得到总共十种混合驱动模式和两种混合倒挡模式。不言而喻，其他数量的发动机挡位和其他数量的电机挡位的任意组合也是可以考虑的。
[0134] 以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应落在本发明的保护范围之内。
