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技术领域

本发明属于汽车传动领域，具体涉及一种换挡离合器后置的混合动力驱动装置及其换挡 控制方法。

背景技术

当今汽车工业面临着巨大压力。随着能源紧缺，空气污染问题的日益严重，各个汽车企 业都推出了节能环保的汽车。包括纯电动汽车和混合动力汽车。受到电池技术和充电技术的 制约，纯电动汽车的行驶里程无法满足远途行驶的需求，而且对于配套的基础设施如充电站 要求较高。

相对于纯电动汽车，混合动力汽车不需要改变基础设施，能够满足远途行驶的要求，污 染小，技术相对成熟，成为现阶段汽车企业解决能源环境问题的最佳选择。

中国专利《一种混合动力系统及其控制方法》(公开号：CN 101618718 B)中公开了一种 混合动力驱动装置及其控制方法，但是其存在不能既保证发动机与电动机都可以拥有多个档 位传递动力，又保证换挡过程中没有动力中断现象的问题。另外，中国专利《一种换档动力 补偿装置》(公开号：CN201391580)也存在换挡过程中动力中断的问题，而且还存在换挡离 合的滑磨损失的问题。

发明内容

本发明为了解决上述技术方案中所存在的问题，提供了一种换挡离合器后置的混合动力 驱动装置及其换挡控制方法，本发明可以为发动机提供六个档位，为电动机提供三个档位， 其主要包括：发动机1、电动机21、换挡离合器和5组相互啮合齿轮对，发动机1与输入轴 Ⅰ6连接，电动机21与输入轴Ⅱ20连接；其中，齿轮Ⅲ7与齿轮Ⅷ17构成纯电动模式下1档 齿轮对，齿轮Ⅳ9与齿轮Ⅶ16构成纯电动模式下2档齿轮对、齿轮Ⅴ11与齿轮Ⅵ15构成纯电 动模式下3档齿轮对，齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅹ19构成混合动力1档齿轮对，齿轮Ⅱ5与齿轮Ⅸ18 构成混合动力2档齿轮对；齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅱ5空套在输入轴Ⅰ6上，齿轮Ⅲ7与齿轮Ⅳ9空 套在输入轴Ⅱ20上，换挡离合器中的换挡离合器壳12空套在输入轴Ⅱ20上，换挡离合器摩 擦片13与输入轴Ⅱ20连接，齿轮Ⅴ11空套在换挡离合器壳12上，齿轮Ⅸ18和齿轮Ⅹ19与 输入轴Ⅱ20连接，齿轮Ⅵ15、齿轮Ⅶ16和齿轮Ⅷ17与输出轴14连接；结合套Ⅰ4、结合套 Ⅱ8和结合套Ⅲ10可以处于中间位置状态，向左滑动结合状态和向右滑动结合状态三种位置 状态；结合套Ⅰ4与输入轴Ⅰ6固连并位于齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅱ5之间；结合套Ⅱ8与输入轴Ⅱ 20固连并位于齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅳ9之间；结合套Ⅲ10与换挡离合器壳12固连，空套在输入轴 Ⅱ20上。

齿轮Ⅲ7与齿轮Ⅷ17构成纯电动模式下1档；齿轮Ⅳ9与齿轮Ⅶ16构成纯电动模式下2 档；齿轮Ⅴ11与齿轮Ⅵ15构成纯电动模式下3档。齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅹ19，齿轮Ⅲ7与齿轮Ⅷ 17构成混动模式下1-1档；齿轮Ⅱ5与齿轮Ⅸ18，齿轮Ⅲ7与齿轮Ⅷ17构成混合驱动模式下 1-2档；齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅹ19，齿轮Ⅳ9与齿轮Ⅶ16构成混合驱动模式下2-1档，齿轮Ⅱ5与 齿轮Ⅸ18，齿轮Ⅳ9与齿轮Ⅶ16构成混合驱动模式下2-2档；齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅹ19，齿轮Ⅴ11 与齿轮Ⅵ15构成混合驱动模式下3-1档，齿轮Ⅱ5与齿轮Ⅸ18，齿轮Ⅴ11与齿轮Ⅵ15构成混 合驱动模式下3-2档。

其进一步的改进为，扭转减震器2安装于发动机1上并与输入轴Ⅰ6连接。

通过调整结合套Ⅰ4、结合套Ⅱ8和结合套Ⅲ10的三种位置状态使其与对应的齿轮分离或 结合，以及对发动机1、电动机21的转速进行调节，实现纯电动1档、纯电动2档、纯电 动3档、混合驱动1-1档、混合驱动1-2档、混合驱动2-1档、混合驱动2-2档、混合驱动3-1 档和混合驱动3-2档9个档位和无动力中断换档。

当本发明以纯电动1档工作时，结合套Ⅰ4处于中间位置状态，结合套Ⅱ8处于向左滑动 结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12处于分 开状态；电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ17传递到输出 轴14上；

当本发明以纯电动2档工作时，结合套Ⅰ4处于中间位置状态，结合套Ⅱ8处于向右滑动 结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12处于分 开状态；电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传递到输出 轴14上；

当本发明以纯电动3档工作时，结合套Ⅰ4处于中间位置状态，结合套Ⅲ10处于向右滑 动结合状态，结合套Ⅱ8处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12处于 结合状态；电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、换挡离合器壳12、 结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上；

当本发明以混合驱动1-1档工作时，结合套Ⅰ4处于向左滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于 向左滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳 12处于分开状态；电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20，结合套Ⅱ8，齿轮Ⅲ7，齿轮Ⅷ17传 递到输出轴14上；发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿轮Ⅹ19、输 入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ17传递到输出轴14上；

当本发明以混合驱动1-2档工作时，结合套Ⅰ4处于向右滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于 向左滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳 12处于分开状态；电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ17传 递到输出轴14上；发动机1输出动力通过、输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅱ5、齿轮Ⅸ18、 输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ17传递到输出轴14上；

当本发明以混合驱动2-1档工作时，结合套Ⅰ4处于向左滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于 向右滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳 12处于分开状态；电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传 递到输出轴14上；发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿轮Ⅹ19、输 入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传递到输出轴14上；

当本发明以混合驱动2-2档工作时，结合套Ⅰ4处于向右滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于 向右滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳 12处于分开状态；电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传 递到输出轴14上；发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅱ5、齿轮Ⅸ18、输 入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传递到输出轴14上；

当本发明以混合驱动3-1档工作时，结合套Ⅰ4处于向左滑动结合状态，结合套Ⅲ10处 于向右滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳 12处于结合状态；电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、换挡离合器 壳12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上；发动机1输出动力通过输入 轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿轮Ⅹ19、输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、换挡离合器 壳12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上；

当本发明以混合驱动3-2档工作时，结合套Ⅰ4处于向右滑动结合状态，结合套Ⅲ10处 于向右滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳 12处于分开状态；电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、换挡离合器 壳12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上；发动机1输出动力通过输入 轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿轮Ⅹ19、输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、换挡离合器 壳12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上。

混合驱动模式下1-1档升入1-2档的换挡过程：

混合驱动模式下1-1档工作时，结合套Ⅰ4处于向左滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于向左 滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12处 于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ17传递到 输出轴14上。发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿轮Ⅹ19、输入轴 Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ17传递到输出轴14上。

当需要升入1-2档时，控制发动机1输出扭矩降为零，结合套Ⅰ4滑向中间位置，然后调 节发动机1转速，使得输入轴Ⅰ6的转速与齿轮Ⅱ5转速相同，结合套Ⅰ4向右滑动结合，发 动机1重新输出扭矩，至此完成混合驱动模式下1-1档升入1-2档的换挡过程。换挡过程中 电动机21驱动车辆行驶，没有动力中断现象发生。

混合驱动模式下1-2档升入2-1档时的换挡过程：

混合驱动模式下1-2档工作时，结合套Ⅰ4处于向右滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于向左 滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12处 于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ17传递到 输出轴14上。发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅱ5、齿轮Ⅸ18、输入轴 Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ17传递到输出轴14上。

当需要升入2-1档时，控制发动机1输出扭矩降为零，结合套Ⅰ4滑向中间位置。

结合套Ⅲ10向左滑动结合，然后换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12逐渐结合，电 动机21输出的一部分动力通过纯电动模式下1档动力传递路线传递到输出轴14上，另一部 分动力通过输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、换挡离合器壳12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅳ9和 齿轮Ⅶ16传递到输出轴14上。

随着换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12结合程度的增加，通过齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ 17传递的动力越来越少，通过齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传递的动力越来越多，当通过齿轮Ⅲ7和 齿轮Ⅷ17传递的动力减小到零时，结合套Ⅱ8滑向中间位置，然后换挡离合器摩擦片13与换 挡离合器壳12完全结合。

结合套Ⅱ8向右滑动结合，结合套Ⅲ10滑向中间位置，换挡离合器摩擦片13与换挡离合 器壳12逐渐分开。调节发动机1转速，使得输入轴Ⅰ6的转速与齿轮Ⅰ3转速相同，结合套 Ⅰ4向左滑动结合，发动机1重新输出扭矩，至此完成混合驱动模式下1-2档升入2-1档的换 挡过程。换挡过程中电动机21驱动车辆行驶，没有动力中断现象发生。

混合驱动模式下2-1档升入2-2档时的换挡过程：

混合驱动模式下2-1档工作时，结合套Ⅰ4处于向左滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于向右 滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12处 于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传递到 输出轴14上。发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿轮Ⅹ19、输入轴 Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传递到输出轴14上。

当需要升入2-2档时，控制发动机1输出扭矩降为零，结合套Ⅰ4滑向中间位置，然后调 节发动机1转速，使得输入轴Ⅰ6的转速与齿轮Ⅱ5转速相同，结合套Ⅰ4向右滑动结合，发 动机1重新输出扭矩，至此完成混合驱动模式下1-1档升入1-2档的换挡过程。换挡过程中 电动机21驱动车辆行驶，没有动力中断现象发生。

混合驱动模式下2-2档升入3-1档时的换挡过程：

混合驱动模式下2-2档工作时，结合套Ⅰ4处于向右滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于向右 滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12处 于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传递到 输出轴14上。发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅱ5、齿轮Ⅸ18、输入轴 Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传递到输出轴14上。

当需要升入3-1档时，控制发动机1输出扭矩降为零，结合套Ⅰ4滑向中间位置。

结合套Ⅲ10向右滑动结合，然后换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12逐渐结合，电 动机21输出的一部分动力通过纯电动模式下2档动力传递路线传递到输出轴14上，另一部 分动力通过输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、换挡离合器壳12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11 和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上。

随着换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12结合程度的增加，通过齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ 16传递的动力越来越少，通过齿轮Ⅴ11齿轮Ⅵ15传递的动力越来越多，当通过齿轮Ⅳ9和齿 轮Ⅶ16传递的动力减小到零时，结合套Ⅱ8滑向中间位置，然后换挡离合器摩擦片13与换挡 离合器壳12完全结合。

调节发动机1转速，使得输入轴Ⅰ6的转速与齿轮Ⅰ3转速相同，结合套Ⅰ4向左滑动结 合，发动机1重新输出扭矩，至此完成混合驱动模式下2-2档升入3-1档的换挡过程。换挡 过程中电动机21驱动车辆行驶，没有动力中断现象发生。

混合驱动模式下3-1档升入3-2档的换挡过程：

混合驱动模式下3-1档工作时，结合套Ⅰ4处于向左滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于向 右滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12 处于结合状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、换挡离合器壳 12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上。发动机1输出动力通过输入轴 Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿轮Ⅹ19、输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、换挡离合器壳 12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上。

当需要升入3-2档时，控制发动机1输出扭矩降为零，结合套Ⅰ4滑向中间位置，然后调 节发动机1转速，使得输入轴Ⅰ6的转速与齿轮Ⅱ5转速相同，结合套Ⅰ4向右滑动结合，发 动机1重新输出扭矩，至此完成混合驱动模式下3-1档升入3-2档的换挡过程。换挡过程中 电动机21驱动车辆行驶，没有动力中断现象发生。

本发明换挡过程中采用相邻档位助力方式，在保证换挡过程中无动力中断的情况下，换 挡离合器壳12与换挡离合器摩擦片13的转速差小，因此换挡过程中滑磨损失小。

本发明的有益效果：

1.通过齿轮传动，无液力变矩器，传动效率高。

2.换挡过程中无动力中断，动力性舒适性好。

3.可以为电动机提供三个档位，使得电动机能够工作在高效区间。

4.可以回收制动能量，通过电动机1转换为电能，存储在电池中。

5.结构简单，制造成本低。

6.换挡过程中换档离合器滑磨损失小。

附图说明

图1为本发明的主体结构；

图2为纯电动模式下1档下动力传递路线；

图3为纯电动模式下2档下动力传递路线；

图4为纯电动模式下3档下动力传递路线；

图5为混合驱动模式下1-1档动力传递路线；

图6为混合驱动模式下1-2档动力传递路线；

图7为混合驱动模式下2-1档动力传递路线；

图8为混合驱动模式下2-2档动力传递路线；

图9为混合驱动模式下3-1档动力传递路线；

图10为混合驱动模式下3-2档动力传递路线；

图11为换挡过程动力传递路线1；

图12为换挡过程动力传递路线2；

图13为换挡过程动力传递路线3；

图14为1档制动时动力传递路线；

图15为2档制动时动力传递路线；

图16为3档制动时动力传递路线。

具体实施方式

下面以实施例的方式结合说明书附图具体说明本发明技术方案。

如图1所示，本发明可以为发动机提供六个档位，为电动机提供三个档位，其主要包括： 发动机1、电动机21、换挡离合器和5组相互啮合齿轮对，发动机1与输入轴Ⅰ6连接，电 动机21与输入轴Ⅱ20连接。其中，齿轮Ⅲ7与齿轮Ⅷ17构成纯电动模式下1档齿轮对，齿 轮Ⅳ9与齿轮Ⅶ16构成纯电动模式下2档齿轮对、齿轮Ⅴ11与齿轮Ⅵ15构成纯电动模式下3 档齿轮对，齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅹ19构成混合动力1档齿轮对，齿轮Ⅱ5与齿轮Ⅸ18构成混合动 力2档齿轮对；齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅱ5空套在输入轴Ⅰ6上，齿轮Ⅲ7与齿轮Ⅳ9空套在输入轴 Ⅱ20上，换挡离合器中的换挡离合器壳12空套在输入轴Ⅱ20上，换挡离合器摩擦片13与输 入轴Ⅱ20连接，齿轮Ⅴ11空套在换挡离合器壳12上，齿轮Ⅸ18和齿轮Ⅹ19与输入轴Ⅱ20 连接，齿轮Ⅵ15、齿轮Ⅶ16和齿轮Ⅷ17与输出轴14连接；结合套Ⅰ4、结合套Ⅱ8和结合套 Ⅲ10可以处于中间位置状态，向左滑动结合状态和向右滑动结合状态三种位置状态；结合套 Ⅰ4与输入轴Ⅰ6固连并位于齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅱ5之间；结合套Ⅱ8与输入轴Ⅱ20固连并位于 齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅳ9之间；结合套Ⅲ10与换挡离合器壳12固连，空套在输入轴Ⅱ20上。扭转 减震器2安装于发动机1上并与输入轴Ⅰ6连接。

齿轮Ⅲ7与齿轮Ⅷ17构成纯电动模式下1档；齿轮Ⅳ9与齿轮Ⅶ16构成纯电动模式下2 档；齿轮Ⅴ11与齿轮Ⅵ15构成纯电动模式下3档。齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅹ19，齿轮Ⅲ7与齿轮Ⅷ 17构成混动模式下1-1档；齿轮Ⅱ5与齿轮Ⅸ18，齿轮Ⅲ7与齿轮Ⅷ17构成混合驱动模式下 1-2档；齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅹ19，齿轮Ⅳ9与齿轮Ⅶ16构成混合驱动模式下2-1档，齿轮Ⅱ5与 齿轮Ⅸ18，齿轮Ⅳ9与齿轮Ⅶ16构成混合驱动模式下2-2档；齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅹ19，齿轮Ⅴ11 与齿轮Ⅵ15构成混合驱动模式下3-1档，齿轮Ⅱ5与齿轮Ⅸ18，齿轮Ⅴ11与齿轮Ⅵ15构成混 合驱动模式下3-2档。

下面对本发明中各档位的传动关系进行具体说明。

如图2所示，当本发明以纯电动1档工作时，结合套Ⅰ4处于中间位置状态，结合套Ⅱ8 处于向左滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合 器壳12处于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ 17传递到输出轴14上。

如图3所示、当本发明以纯电动2档工作时，结合套Ⅰ4处于中间位置状态，结合套Ⅱ8 处于向右滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合 器壳12处于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ 16传递到输出轴14上。

如图4所示，当本发明以纯电动3档工作时，结合套Ⅰ4处于中间位置状态，结合套Ⅲ 10处于向右滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合 器壳12处于结合状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20，换挡离合器摩擦片13，换挡离 合器壳12，结合套Ⅲ10，齿轮Ⅴ11，齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上。

如图5所示，当本发明以混合驱动1-1档工作时，结合套Ⅰ4处于向左滑动结合状态，结 合套Ⅱ8处于向左滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换 挡离合器壳12处于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和 齿轮Ⅷ17传递到输出轴14上。发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿 轮Ⅹ19、输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ17传递到输出轴14上。

如图6所示，当本发明以混合驱动1-2档工作时，结合套Ⅰ4处于向右滑动结合状态，结 合套Ⅱ8处于向左滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换 挡离合器壳12处于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和 齿轮Ⅷ17传递到输出轴14上。发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅱ5、齿 轮Ⅸ18、输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ17传递到输出轴14上。

如图7所示，当本发明以混合驱动2-1档工作时，结合套Ⅰ4处于向左滑动结合状态，结 合套Ⅱ8处于向右滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换 挡离合器壳12处于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和 齿轮Ⅶ16传递到输出轴14上。发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿 轮Ⅹ19、输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传递到输出轴14上。

如图8所示，当本发明以混合驱动2-2档工作时，结合套Ⅰ4处于向右滑动结合状态，结 合套Ⅱ8处于向右滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换 挡离合器壳12处于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和 齿轮Ⅶ16传递到输出轴14上。发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅱ5、齿 轮Ⅸ18、输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传递到输出轴14上。

如图9所示，当本发明以混合驱动3-1档工作时，结合套Ⅰ4处于向左滑动结合状态，结 合套Ⅲ10处于向右滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换 挡离合器壳12处于结合状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、 换挡离合器壳12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上。发动机1输出动 力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿轮Ⅹ19、输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、 换挡离合器壳12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上。

如图10所示，当本发明以混合驱动3-2档工作时，结合套Ⅰ4处于向右滑动结合状态， 结合套Ⅲ10处于向右滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与 换挡离合器壳12处于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、 换挡离合器壳12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上。发动机1输出动 力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿轮Ⅹ19、输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、 换挡离合器壳12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上。

下面结合说明书附图进一步对本发明所涉及的换挡过程进行具体说明。

混合驱动模式下1-1档升入1-2档的换挡过程：

混合驱动模式下1-1档工作时，结合套Ⅰ4处于向左滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于向左 滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12处 于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ17传递到 输出轴14上。发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿轮Ⅹ19、输入轴 Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ17传递到输出轴14上，如图5所示。

当需要升入1-2档时，控制发动机1输出扭矩降为0，结合套Ⅰ4滑向中间位置，然后调 节发动机1转速，使得输入轴Ⅰ6的转速与齿轮Ⅱ5转速相同，结合套Ⅰ4向右滑动结合，发 动机1重新输出扭矩，如图6所示，至此完成混合驱动模式下1-1档升入1-2档的换挡过程。 换挡过程中电动机21驱动车辆行驶，没有动力中断现象发生。

混合驱动模式下1-2档升入2-1档时的换挡过程：

混合驱动模式下1-2档工作时，结合套Ⅰ4处于向右滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于向左 滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12处 于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ17传递到 输出轴14上。发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅱ5、齿轮Ⅸ18、输入轴 Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅲ7和齿轮Ⅷ17传递到输出轴14上，如图6所示。

当需要升入2-1档时，控制发动机1输出扭矩降为0，结合套Ⅰ4滑向中间位置。

结合套Ⅲ10向左滑动结合，然后换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12逐渐结合，电 动机21输出的一部分动力通过纯电动模式下1档动力传递路线传递到输出轴14上，另一部 分动力通过输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、换挡离合器壳12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅳ9和 齿轮Ⅶ16传递到输出轴14上，如图11所示。

随着换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12结合程度的增加，通过齿轮Ⅲ7齿轮和Ⅷ 17传递的动力越来越少，通过齿轮Ⅳ9齿轮Ⅶ16传递的动力越来越多，当通过齿轮Ⅲ7和齿 轮Ⅷ17传递的动力减小到零时，结合套Ⅱ8滑向中间位置，然后换挡离合器摩擦片13与换挡 离合器壳12完全结合，如图13所示。

结合套Ⅱ8向右滑动结合，结合套Ⅲ10滑向中间位置，换挡离合器摩擦片13与换挡离合 器壳12逐渐分开。调节发动机1转速，使得输入轴Ⅰ6的转速与齿轮Ⅰ3转速相同，结合套 Ⅰ4向左滑动结合，发动机1重新输出扭矩，至此完成混合驱动模式下1-2档升入2-1档的换 挡过程。换挡过程中电动机21驱动车辆行驶，没有动力中断现象发生。

混合驱动模式下2-1档升入2-2档时的换挡过程：

混合驱动模式下2-1档工作时，结合套Ⅰ4处于向左滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于向右 滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12处 于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传递到 输出轴14上。发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿轮Ⅹ19、输入轴 Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传递到输出轴14上，如图7。

当需要升入2-2档时，控制发动机1输出扭矩降为零，结合套Ⅰ4滑向中间位置，然后调 节发动机1转速，使得输入轴Ⅰ6的转速与齿轮Ⅱ5转速相同，结合套Ⅰ4向右滑动结合，发 动机1重新输出扭矩，如图8，至此完成混合驱动模式下1-1档升入1-2档的换挡过程。换挡 过程中电动机21驱动车辆行驶，没有动力中断现象发生。

混合驱动模式下2-2档升入3-1档时的换挡过程：

混合驱动模式下2-2档工作时，结合套Ⅰ4处于向右滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于向右 滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12处 于分开状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传递到 输出轴14上。发动机1输出动力通过输入轴Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅱ5、齿轮Ⅸ18、输入轴 Ⅱ20、结合套Ⅱ8、齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ16传递到输出轴14上，如图8。

当需要升入3-1档时，控制发动机1输出扭矩降为0，结合套Ⅰ4滑向中间位置。

结合套Ⅲ10向右滑动结合，然后换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12逐渐结合，电 动机21输出的一部分动力通过纯电动模式下2档动力传递路线传递到输出轴14上，另一部 分动力通过输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、换挡离合器壳12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11 和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上，如图12。

随着换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12结合程度的增加，通过齿轮Ⅳ9和齿轮Ⅶ 16传递的动力越来越少，通过齿轮Ⅴ11齿轮Ⅵ15传递的动力越来越多，当通过齿轮Ⅳ9和齿 轮Ⅶ16传递的动力减小到零时，结合套Ⅱ8滑向中间位置，然后换挡离合器摩擦片13与换挡 离合器壳12完全结合，如图4。

调节发动机1转速，使得输入轴Ⅰ6的转速与齿轮Ⅰ3转速相同，结合套Ⅰ4向左滑动结 合，发动机1重新输出扭矩，如图9，至此完成混合驱动模式下1-1档升入1-2档的换挡过程。 换挡过程中电动机21驱动车辆行驶，没有动力中断现象发生。

混合驱动模式下3-1档升入3-2档的换挡过程：

混合驱动模式下3-1档工作时，结合套Ⅰ4处于向左滑动结合状态，结合套Ⅲ10处于向 右滑动结合状态，结合套Ⅱ8处于中间位置状态，换挡离合器摩擦片13与换挡离合器壳12 处于结合状态。电动机21输出动力通过输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、换挡离合器壳 12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上。发动机1输出动力通过输入轴 Ⅰ6、结合套Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿轮Ⅹ19、输入轴Ⅱ20、换挡离合器摩擦片13、换挡离合器壳 12、结合套Ⅲ10、齿轮Ⅴ11和齿轮Ⅵ15传递到输出轴14上，如图9。

当需要升入3-2档时，控制发动机1输出扭矩降为零，结合套Ⅰ4滑向中间位置，然后调 节发动机1转速，使得输入轴Ⅰ6的转速与齿轮Ⅱ5转速相同，结合套Ⅰ4向右滑动结合，发 动机1重新输出扭矩，如图10，至此完成混合驱动模式下3-1档升入3-2档的换挡过程。换 挡过程中电动机21驱动车辆行驶，没有动力中断现象发生。

从上面换挡过程可以看出，换挡过程中采用相邻档位助力方式，在保证换挡过程中无动 力中断的情况下，换挡离合器壳12与换挡离合器摩擦片13的转速差小，因此换挡过程中滑 磨损失小。

当车辆制动时，一部分制动能量可以回收。

当车辆1档制动时，动力通过输出轴14传入，通过齿轮Ⅷ17、齿轮Ⅲ7、结合套Ⅱ8和 输入轴Ⅱ20传递到电动机21，通过电动机21发电，如图14。

当车辆2档制动时，动力通过输出轴14传入，通过齿轮Ⅶ16、齿轮Ⅳ9、结合套Ⅱ8和 输入轴Ⅱ20传递到电动机21，通过电动机21发电，如图15。

当车辆3档制动时，动力通过输出轴14传入，通过齿轮Ⅵ15、齿轮Ⅴ11、结合套Ⅲ10、 换挡离合器壳12、换挡离合器摩擦片13和输入轴Ⅱ20，传递到电动机21，通过电动机21发 电，如图16。