[發明專利]帶有聯動換擋執行機構的電動車變速箱及其換擋控制方法

有效

• 申請號: 201610988542.3
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN106321813B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 高炳釗;岳漢奇;陳虹;林志斌
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F16H63/30
• 分類號: F16H63/30;F16H61/32
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 劉程程

技術領域

本發明屬于電動汽車傳動技術領域，具體涉及帶有聯動換擋執行機構的電動車變速箱及其換擋控制方法。

背景技術

如何降低對石油的依賴是現代汽車工業的重要發展方向。近兩年我國純電動汽車的發展迅速，多個企業已經在市場上推出純電動汽車，純電動汽車已經進入產業化。

純電動汽車的驅動機構有多種，例如無擋位的電機直驅方案，電動機直接通過一級減速裝置驅動車輪，這種電機直驅方案平順性好，但是對電機電池的性能要求很高，車輛動力性較差。電機加電控機械式自動變速箱的傳動方案降低了車輛對電機電池的要求，提升了車輛的低速爬坡能力和高速行駛能力，提高了電動機運行效率。但是，傳統電控機械式自動變速箱換擋過程存在動力中斷，影響車輛行駛的平順性。同時不同于內燃機，電動機對變速箱擋位數量的需求不是很多，但是對變速箱的傳動效率要求很高。因此，開發出專門應用于電動車的簡單、高效且無動力中斷的專用換擋變速箱十分重要。

專利CN105864368A提出了一種新的電動車變速箱傳動方案，該方案通過可控單向軸承實現一擋與二擋之間的切換，并能夠實現換擋過程中無動力中斷，同時還避免了倒擋過程出現動力干涉的問題。但是該技術方案仍存在諸多缺陷，其一，該方案采用的可控單向軸承結構復雜，生產制造成本較高，限制了其推廣應用；其二，該方案無法實現一擋行駛過程中的制動能量回收，車輛行駛過程中能耗較高；其三，該方案只能實現二擋狀態下掛倒擋動作，限制了車輛的倒擋行駛能力。

發明內容

為了解決現有電動車變速箱結構復雜，制造成本高，換擋過程中存在動力中斷的問題，本發明提供了帶有聯動換擋執行機構的電動車變速箱及其換擋控制方法。結合說明書附圖，本發明的技術方案如下：

帶有聯動換擋執行機構的電動車變速箱，所述電動車變速箱由兩擋齒輪對傳動機構、片式離合器、倒擋控制組件，以及聯動換擋執行機構組成；

兩擋齒輪對傳動機構由變速箱輸入軸1、一擋齒輪對、二擋齒輪對和變速箱輸出軸25組成；一擋主動齒輪2與二擋主動齒輪3前后平行固定安裝在變速箱輸入軸1上；二擋從動齒輪4空套在變速箱輸出軸25上，一擋從動齒輪27通過單向軸承26安裝在變速箱輸出軸25上；

所述片式離合器安裝在變速箱輸入軸1或變速箱輸出軸25上；

所述倒擋控制組件與一擋從動齒輪配合安裝，由倒擋壓盤30、倒擋轂31、折疊彈簧28、擺塊29和圓柱銷32組成；倒擋轂31與倒擋壓盤30均滑動安裝在變速箱輸出軸25上；在倒擋轂31的端面上均勻開有擺塊安裝孔，與擺塊安裝孔位置相對應的一擋從動齒輪27的端面上也開有擺塊卡槽，擺塊29通過圓柱銷32安裝在擺塊安裝孔內，在擺塊29與倒擋轂31之間安裝有折疊彈簧28，在倒擋壓盤30軸向壓力下，擺塊29繞圓柱銷32擺動，使擺塊29一端卡進或滑出一擋從動齒輪27端面上的擺塊卡槽，實現倒擋轂31與一擋從動齒輪27的結合或分離；

所述聯動換擋執行機構有兩個執行端實現聯動換擋動作，其第一執行端與片式離合器外側連接，控制離合器的離合，第二執行端與倒擋壓盤30外側連接，控制倒擋轂31與一擋從動齒輪27的離合。

帶有聯動換擋執行機構的電動車變速箱，其中，所述聯動換擋執行機構由執行電機22、執行輸入軸23、執行主動齒輪24、執行從動齒輪21、滾珠絲杠螺桿13、滾珠絲杠螺母20、滑圈Ⅰ14、螺旋彈簧Ⅰ15、離合器杠桿11、倒擋杠桿16、推力軸承Ⅱ17、滑圈Ⅱ18和螺旋彈簧Ⅱ19組成；

執行電機22與執行輸入軸23同軸連接，執行主動齒輪24固定安裝在執行輸入軸23上，執行從動齒輪21與滾珠絲杠螺母20固連為一體式結構，并套裝在滾珠絲杠螺桿13上，滾珠絲杠螺桿13左半段有螺紋，右半段為光桿，滾珠絲杠螺桿13光桿部分設有兩凸起；

螺旋彈簧Ⅰ15與滑圈Ⅰ14空套在一凸起一側，倒擋杠桿16兩端分別與滑圈Ⅱ18和倒擋壓盤30外側的推力軸承Ⅱ連接，倒擋杠桿16中部與變速箱箱體鉸接；螺旋彈簧Ⅱ19與滑圈Ⅱ18空套在另一凸起一側，離合器杠桿11兩端分別與滑圈Ⅱ18和離合器外側的推力軸承Ⅰ8連接，離合器杠桿11中部與變速箱箱體鉸接；

螺旋彈簧Ⅱ19的剛度大于螺旋彈簧Ⅰ15的剛度。

帶有聯動換擋執行機構的電動車變速箱，其中，所述片式離合器為雙片離合器。

帶有聯動換擋執行機構的電動車變速箱的換擋控制方法，具體控制過程如下：

電動車一擋升至二擋的控制過程為：