[發明專利]智能化兩擋自動變速電動輪轂

有效

• 申請號: 200710093128.7
• 申請日: 2007-12-13
• 公開（公告）號: CN101456348A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 薛榮生;林毓培;郝允志
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: B60K7/00
• 分類號: B60K7/00;B60K1/00;H02K7/116
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及一種機動車或機械動力設備的變速器，特別涉及一種智能化兩 擋自動變速電動輪轂。

背景技術

現有技術中，電動汽車、電動摩托車、電動自行車基本上都是通過調速手 柄或加速踏板直接控制電流控制速度，或采用手控機械自動變速機構方式實現 變速。手柄或加速踏板的操作完全取決于駕駛人員的操作，常常會造成操作與 車行狀況不匹配，致使電機運行不穩定，出現堵轉現象。

電動車需要實現對電流的智能化控制，而負荷、扭矩或轉速是重要的參數。 對這個指標的測量普遍采用多種傳感器分別獲得相關參數，再進行判斷。專利 號為ZL200510009329.0、名稱為“摩托車霍爾差動式自適應傳動傳感裝置”的 實用新型專利公開了一種自適應傳動傳感裝置，該裝置能在直接參與傳動的同 時，同步檢測扭矩和速度信號，為摩托車控制器提供數據，使控制系統具備了 自適應的功能。但是，這種裝置不具備自動換擋功能。并且，將傳動傳感系統 和自動換擋系統組合，將增大變速器體積，不適合在小型摩托車和電動車上應 用。

其他由乘騎者在不知曉行駛阻力的情況下，僅根據經驗操作控制的變速裝 置，難免存在以下問題：1.在啟動、上坡和大負載時、由于行駛阻力增加，迫使 電機轉速下降在低效率區工作，造成電池增大供電電流工況下，電機堵轉、發熱、 甚至停止轉動。2.由于沒有機械變速器調整扭矩和速度，只能在平原地區推廣 使用，不能滿足山區、丘陵和重負荷條件下使用，縮小了使用范圍；3.驅動輪處 安裝空間小，安裝了電機后很難再容納自動變速器和其它新技術；4.不具備自 適應的功能，不能自動檢測、修正和排除駕駛員的操作錯誤；5.在車速變化突 然時，會使電機處于非穩態工況下運轉，必然造成電機功率與行駛阻力難以匹 配。6.續行距離短、爬坡能力差，適應范圍小。

因此，需要一種自動變速器，能自適應隨行駛阻力變化不切斷驅動力的情 況下自動進行換擋變速，解決電動機扭矩-轉速變化小不能滿足復雜條件下道 路使用的問題，并且安裝所需空間小。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種智能化兩擋自動變速電動輪轂，能根 據行駛阻力檢測驅動扭矩-轉速以及行駛阻力-車速信號，使電機輸出功率與 車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態，實現車輛驅動力矩與綜合行駛阻力的平 衡控制；能夠在不需要切斷驅動力的情況下自適應隨行駛阻力變化自動進行換 擋變速，能滿足山區、丘陵和重負荷條件下使用，車速變化穩緩；傳感機構將 驅動扭矩-轉速以及行駛阻力一車速信號轉換成電子信號輸給ECU，為優化控制 車輛驅動扭矩-阻力矩和機械動力設備牽引力-負荷的智能平衡控制提供了計 算和控制依據；同時，本發明的變速器體積小、重量輕、結構緊湊，適合于輪 轂處安裝。

本發明的智能化兩擋自動變速電動輪轂，包括左輪轂架、右輪轂架、箱體、 電機、傳動軸、車輪和設置在傳動軸上的剎車裝置，所述左輪轂架或右輪轂架 與箱體固定連接，電機位于箱體內設置在傳動軸外圓周，定子與箱體相對固定， 傳動軸設置在箱體內與其轉動配合，傳動軸的一部分伸出箱體與車輪固定配合， 左輪轂架和右輪轂架分列車輪左右兩側，還包括設置在齒輪軸上的齒輪變速機 構和設置在傳動軸上的自適應自動換擋變速總成，齒輪軸設置于箱體內并與傳 動軸平行；

a.齒輪變速機構包括設置在箱體內與其轉動配合的齒輪軸、并列套在齒輪 軸上與齒輪軸徑向固定配合的一級變速齒輪和二級變速齒輪，所述二級變速齒 輪公稱直徑小于一級變速齒輪；

b.自適應自動換擋變速總成包括快擋凸輪頂桿式離合器、慢擋超越離合器 和變速彈簧自適應圓環體端面波輪機構；

I.快擋凸輪頂桿式離合器包括與一級變速齒輪嚙合的快擋離合齒圈、傳 動軸、至少一個快擋頂桿、與頂桿數量相同的快擋嚙合滾柱和間隙配合套在傳 動軸上的快擋嚙合滾柱撥環；

所述傳動軸外圓周上均布加工有與快擋頂桿數量相同的圓周方向由高到低 的快擋徑向凸輪槽，快擋徑向凸輪槽由高到低的方向與傳動軸旋轉方向相同； 快擋嚙合滾柱撥環圓周上均布加工有與快擋頂桿數量相同的快擋嚙合通孔，快 擋嚙合滾柱通過快擋嚙合通孔放入傳動軸的快擋徑向凸輪槽中，快擋頂桿穿入 快擋嚙合滾柱撥環上的快擋嚙合通孔，頂住快擋嚙合滾柱，快擋頂桿外端面和 快擋離合齒圈內圓保證一定的粗糙度，快擋頂桿外端面和快擋離合齒圈內圓保 持分開或緊密貼合狀態；快擋離合齒圈與電機轉子徑向固定配合；