[發(fā)明專利]基于電機與AMT集成化的電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)及驅(qū)動方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310547301.1
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103552448A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張利鵬;李亮;田陽;王永忠;翁福建
• 申請（專利權(quán)）人: 聊城清科汽車電控有限公司;清華大學
• 主分類號: B60K1/00
• 分類號: B60K1/00;B60K17/08;B60L15/28
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

1.基于電機與AMT集成化的電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是：

包括驅(qū)動電機及驅(qū)動電機控制器、變速器傳動總成、選換擋執(zhí)行機構(gòu)及選換擋執(zhí)行機構(gòu)控制器；

所述驅(qū)動電機為直流無刷電機；該驅(qū)動電機的輸出軸設(shè)有內(nèi)花鍵，記為電機內(nèi)花鍵輸出軸；

所述變速器傳動總成包括變速器箱體、變速器輸入軸、一擋主動齒輪、二擋主動齒輪、三擋主動齒輪、四擋主動齒輪、變速器輸出軸、一擋從動齒輪、二擋從動齒輪、三擋從動齒輪、四擋從動齒輪、第一-二擋換擋撥叉、第三-四換擋撥叉、第一-二擋接合套、第三-四擋接合套、第一-二擋花鍵轂、第三-四擋花鍵轂、輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器、變速器選換擋軸、主減速器及差速器組成；

驅(qū)動電機的殼體與所述變速器箱體一體化通過固定銷定位后用細牙螺釘直接相連，電機內(nèi)花鍵輸出軸位于電機內(nèi)，所述變速器輸入軸直接插入電機內(nèi)與電機內(nèi)花鍵輸出軸連接；

所述變速器輸入軸的兩端通過圓錐滾子軸承支承在所述變速器箱體上，所述二擋主動齒輪、一擋主動齒輪、四擋主動齒輪、三擋主動齒輪設(shè)置在所述變速器輸入軸上并為一體化結(jié)構(gòu)；

所述第三-四擋花鍵轂和第一–二擋花鍵轂與所述變速器輸出軸花鍵過盈配合；所述第三-四擋花鍵轂和第一–二擋花鍵轂的外花鍵分別與所述的第三-四擋接合套和第一-二擋接合套配合；

所述一擋從動齒輪、二檔從動齒輪上均制有與第一-二擋接合套配合的接合齒圈；所述三擋從動齒輪、四擋從動齒輪上均制有與第三-四擋接合套配合的接合齒圈；

所述一擋～五擋從動齒輪分別通過尼龍滾針軸承套裝在所述變速器輸出軸上，并通過軸肩和卡簧軸向定位；

所述選換擋執(zhí)行機構(gòu)固定在所述變速箱體上；選換擋執(zhí)行機構(gòu)包括：殼體、選擋傳感器、殼體選擋密封蓋、選擋電機接板，選擋電機、選擋軸，選檔蝸輪齒扇，選擋蝸桿；換擋傳感器、殼體換擋密封蓋、換擋電機接板，換擋電機，換擋軸、換擋蝸輪扇齒、換擋蝸桿、換擋齒輪、換擋齒扇、選檔撥塊、選檔撥指、變速器選換擋軸；

所述選擋傳感器固定在殼體選擋密封蓋上并與選擋軸配合；所述選擋電機通過選擋電機接板與殼體緊固，所述選擋電機與選擋蝸桿通過聯(lián)軸器相聯(lián)，所述選擋蝸桿與選擋蝸輪齒扇嚙合，所述選擋蝸輪齒扇與選擋軸通過平鍵緊聯(lián)接，所述選擋軸與選檔撥指通過銷緊固聯(lián)接；選檔撥指包括指體和凸輪，所述凸輪一端設(shè)置安裝孔并通過該安裝孔安裝在選檔軸上，所述凸輪的另一端固設(shè)指體；指體為一圓柱體且軸線與所述安裝孔軸線平行；所述選擋撥指與選擋撥塊配合聯(lián)動，所述選檔撥塊包括兩個同軸線設(shè)置的套輪和設(shè)置在兩套輪之間的套管；兩個套輪與套管設(shè)置有同心孔；所述套輪的外輪廓面為相互對稱的兩個平面和相互對稱的兩個弧面順次連接而成；所述選擋撥指的指體位于兩套輪之間并位于套管一側(cè)；選擋撥塊與變速器選換擋軸緊固聯(lián)接；

所述換擋傳感器固定在殼體選擋密封蓋上并與換擋軸配合；所述換擋電機通過換擋電機接板與殼體緊固，所述換擋電機與換擋蝸桿通過聯(lián)軸器相聯(lián)，所述換擋蝸桿與換擋蝸輪齒扇嚙合，所述換擋蝸輪齒扇與換擋軸通過平鍵緊聯(lián)接，所述換擋軸與換擋齒輪通過鍵緊固聯(lián)接，所述換擋齒輪與換擋齒扇嚙合，換擋齒扇內(nèi)花鍵與變速器選換擋軸的外花鍵間隙配合。

2.基于權(quán)利要求1所述的基于電機與AMT集成化的電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方法,包括以下步驟：

1）選換擋執(zhí)行機構(gòu)控制器通過檢測車輛啟動開關(guān)信號和前進擋開關(guān)信號，判斷車輛是否準備前進起步，

選換擋執(zhí)行機構(gòu)控制器檢測駕駛員是否觸發(fā)倒擋開關(guān)或手動模式開關(guān)，

如果同時檢測到車輛啟動開關(guān)信號和前進擋開關(guān)信號，并檢測到觸發(fā)倒擋開關(guān)或手動模式開關(guān)，則進入步驟2），

如果同時檢測到車輛啟動開關(guān)信號和前進擋開關(guān)信號，但并未觸發(fā)倒擋開關(guān)或手動模式開關(guān)，則跳入步驟3），即自動換擋模式；

2）變速器換擋執(zhí)行機構(gòu)按照手動模式換擋；

3）選換擋執(zhí)行機構(gòu)控制器通過與驅(qū)動電機控制器通訊，獲取驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速N_in，通過輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器獲取輸出軸轉(zhuǎn)速N_out，采集加速踏板位置信號和制動踏板位置信號或變速器操縱機構(gòu)信號；

根據(jù)加速踏板位置信號和制動踏板位置信號或變速器操縱機構(gòu)信號，選換擋執(zhí)行機構(gòu)控制器判斷變速器是否進行換擋，如果換擋則進入步驟4），否則選換擋執(zhí)行機構(gòu)控制器繼續(xù)檢測加速踏板位置信號和制動踏板位置信號或變速器操縱機構(gòu)信號；

4）選換擋執(zhí)行機構(gòu)工作，將待換擋位之間的接合套撥至空擋位置；選換擋執(zhí)行機構(gòu)控制器通過選擋傳感器采集目標擋位信號；

5）選換擋執(zhí)行機構(gòu)控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速N_in和目標擋位的傳動比i_g得到目標齒輪轉(zhuǎn)速N_g；

6）選換擋執(zhí)行機構(gòu)控制器計算目標齒輪轉(zhuǎn)速N_g、待換擋位之間的接合套的轉(zhuǎn)速N_out的轉(zhuǎn)速差ΔN，并取絕對值，即ΔN=|N_g-N_out|；

7）根據(jù)每個擋位的從動齒輪的接合齒圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)和實驗標定，確定允許換擋的從動齒輪轉(zhuǎn)速和接合套轉(zhuǎn)速差的一個轉(zhuǎn)速差范圍[ΔN_min，ΔN_max]，選換擋執(zhí)行機構(gòu)控制器判斷只要轉(zhuǎn)速差處于這一范圍就驅(qū)動選換擋執(zhí)行機構(gòu)實施換擋動作；否則進入步驟8）；

8）選換擋執(zhí)行機構(gòu)控制器對驅(qū)動電機控制器輸出命令，使驅(qū)動電機控制器控制驅(qū)動電機開始調(diào)速，實現(xiàn)對目標齒輪轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，再次轉(zhuǎn)入步驟5）。