電動汽車的輸入傳動裝置和控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種電動汽車的輸入傳動裝置和控制方法，該輸入傳動裝置具有第一輸入軸(2)和第二輸入軸(15)，所述第一輸入軸(2)、第二輸入軸(15)分別由第一驅動裝置(1)和第二驅動裝置(16)驅動；所述第一輸入軸(2)上設置第一離合器(3)，該第一輸入軸(2)的齒輪(5)直接與差速器(7)的主減速齒輪(6)嚙合形成單級減速結構；所述第二輸入軸(15)的齒輪(14)與電動汽車的中間輸入軸(12)的輸入齒輪(13)嚙合，所述中間輸入軸(12)上設置第二離合器(11)，電動汽車的中間輸出軸(9)的輸出齒輪(10)與所述差速器(7)的主減速齒輪(6)嚙合形成雙級減速結構。所述控制方法根據車輛狀態參數控制所述第一離合器(3)和第二離合器(11)的接合或脫開狀態、和/或所述第一驅動裝置(1)和第二驅動裝置(16)的驅動狀態。本發明可以提高傳動效率、減小能耗。
【專利說明】
電動汽車的輸入傳動裝置和控制方法
技術領域
[0001]本發明涉及汽車制造技術領域，尤其涉及一種電動汽車的輸入傳動裝置和控制方法。
【背景技術】
[0002]目前所使用的電動汽車用減速箱的輸入傳動裝置，一般是單電機雙級減速結構，包括差速器，差速器的兩側分別設置有半軸，差速器連接主減速齒輪，主減速齒輪與中間軸輸出齒輪嚙合，然后再由驅動裝置輸入動力。
[0003]現有的這種技術方案的缺點是:電機需要在較大的轉速范圍工作，難以同時滿足車輛最高車速及最大爬坡度和加速時間要求，能夠滿足要求的電機體積較大，在多數工況下不需要這么大的電機，電機的效率不高、能耗較大。當驅動電機失效時，車輛不能做主動移動，存在不安全因素。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種電動汽車的輸入傳動裝置和控制方法，以提高傳動效率、減小能耗。
[0005]本發明提供的技術方案包括:
[0006]—種電動汽車的輸入傳動裝置，所述輸入傳動裝置包括:
[0007]差速器7，所述差速器7具有主減速齒輪6 ；
[0008]第一輸入軸2，所述第一輸入軸2具有第一齒輪5，所述第一齒輪5與所述差速器7的所述主減速齒輪6嚙合形成單級減速結構；
[0009]第一驅動裝置I，所述第一驅動裝置I驅動所述第一輸入軸2 ;
[0010]第一離合器3，所述第一離合器3設置于所述第一輸入軸2上；
[0011]中間輸入軸12，所述中間輸入軸12具有輸入齒輪13 ；
[0012]第二輸入軸15，所述第二輸入軸15具有第二齒輪14，所述第二齒輪14與所述中間輸入軸12的所述輸入齒輪13嚙合；
[0013]中間輸出軸9，所述中間輸出軸9與所述中間輸入軸12同軸連接，所述中間輸出軸9具有輸出齒輪10，所述輸出齒輪10與所述差速器7的所述主減速齒輪6嚙合形成雙級減速結構；
[0014]第二離合器11，所述第二離合器11設置于所述中間輸入軸12 ;
[0015]第二驅動裝置16，所述第二驅動裝置16驅動所述第二輸入軸15。
[0016]在所述電動汽車的輸入傳動裝置的再一種示意性的實施方式中，所述輸入傳動裝置進一步包括:半軸8，所述半軸8將所述差速器7與車輪18連接。
[0017]在所述電動汽車的輸入傳動裝置的再一種示意性的實施方式中，所述單級減速結構的傳動比與所述雙級減速結構的傳動比不同。
[0018]在所述電動汽車的輸入傳動裝置的再一種示意性的實施方式中，所述第一驅動裝置I和所述第二驅動裝置16分別安裝在所述電動汽車的減速箱的相對兩側；所述第一輸入軸2和所述第二輸入軸15、所述第一離合器3和所述第二離合器11、所述差速器7、所述中間輸入軸12和所述中間輸出軸9安裝在所述減速箱的箱體內。
[0019]—種電動汽車的控制方法，所述控制方法用于控制所述輸入傳動裝置的任一種實施方式、并包括如下步驟:
[0020]步驟al、接收所述電動汽車的車輛狀態參數；
[0021 ] 步驟a2、根據所述車輛狀態參數控制所述第一離合器3和第二離合器11的接合或脫開狀態、和/或所述第一驅動裝置I和第二驅動裝置16的驅動狀態。
[0022]在所述電動汽車的控制方法的再一種示意性的實施方式中，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛起步加速、爬坡的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述第一離合器3和第二離合器11接合、并控制所述第一驅動裝置I和第二驅動裝置16輸出大扭矩。
[0023]在所述電動汽車的控制方法的再一種示意性的實施方式中，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛中低速、中輕載荷的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述第二離合器11接合、控制所述第二驅動裝置16進行驅動工作、控制所述第一離合器3脫開、以及控制所述第一驅動裝置I停止驅動并鎖止。
[0024]在所述電動汽車的控制方法的再一種示意性的實施方式中，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛中高速輕載荷的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述單級減速側的第一離合器3接合、控制所述第一驅動裝置I進行驅動工作、控制所述第二離合器11脫開、以及控制所述第二驅動裝置16停止驅動。
[0025]在所述電動汽車的控制方法的再一種示意性的實施方式中，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛滑行的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述第一離合器3和第二離合器11脫開、并控制所述第一驅動裝置I和第二驅動裝置16鎖止。
[0026]在所述電動汽車的控制方法的再一種示意性的實施方式中，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛制動的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述第一離合器3和第二離合器11接合。
[0027]與現有技術的方案相比，本發明具有兩個驅動裝置及兩個輸入軸，其中第一驅動裝置對應的第一輸入軸的齒輪與主減速齒輪相嚙合形成單級減速結構，第二驅動裝置對應的第二輸入軸上的齒輪與中間輸入軸上的大齒輪(即輸入齒輪)相嗤合，中間輸出軸上的小齒輪(即輸出齒輪)與主減速齒輪相嚙合形成雙級減速結構；差速器的兩側分別設置有半軸與車輪連接。由于采用了這種結構，本發明可以滿足電動汽車各種工況動力需求，提高電動汽車傳動裝置的傳動效率、減小能耗。
【附圖說明】
[0028]以下附圖僅對本發明做示意性說明和解釋，并不限定本發明的范圍。
[0029]圖1為本發明所述電動汽車的輸入傳動裝置的一種結構組成示意圖。
[0030]圖2為本發明所述電動汽車的輸入傳動裝置增加整車控制器的一種結構示意圖。
[0031]圖3為本發明為所述電動汽車的整車控制器控制所述輸入傳動裝置的一種控制方法的流程圖。
[0032]標號說明:
[0033]I――第一驅動電機；
[0034]2----第一輸入軸；
[0035]3——第一離合器；
[0036]4----第一離合器軸；
[0037]5——第一輸入軸的齒輪；
[0038]6----主減速齒輪；
[0039]7 差速器；
[0040]8----半軸；
[0041]9——中間輸出軸；
[0042]10——中間輸出軸輸出齒輪；
[0043]11——第二離合器；
[0044]12——中間輸入軸；
[0045]13——中間輸入軸輸入齒輪；
[0046]14——第二輸入軸的齒輪；
[0047]15——第二輸入軸；
[0048]16----第二驅動電機；
[0049]17——減速箱體；
[0050]18——車輪；
[0051]19——整車控制器。
【具體實施方式】
[0052]為了對發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照【附圖說明】本發明的【具體實施方式】，在各圖中相同的標號表不相同的部分。
[0053]在本文中，“示意性”表示“充當實例、例子或說明”，不應將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實施方式解釋為一種更優選的或更具優點的技術方案。
[0054]為使圖面簡潔，各圖中的只示意性地表示出了與本發明相關部分，而并不代表其作為產品的實際結構。另外，以使圖面簡潔便于理解，在有些圖中具有相同結構或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個，或僅標出了其中的一個。
[0055]在本文中，“一個”并不表示將本發明相關部分的數量限制為“僅此一個”，并且“一個”不表示排除本發明相關部分的數量“多于一個”的情形。
[0056]在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等僅用于表示相關部分之間的相對位置關系，而非限定這些相關部分的絕對位置。
[0057]在本文中，“第一”、“第二”等僅用于彼此的區分，而非表示重要程度及順序、以及互為存在的如提等。
[0058]圖1為本發明所述電動汽車的輸入傳動裝置的一種結構組成示意圖。參見圖1，該輸入傳動裝置應用在電動汽車的減速箱上。所述輸入傳動裝置包括:
[0059]差速器7，所述差速器7具有主減速齒輪6 ；
[0060]第一輸入軸2，所述第一輸入軸2具有第一齒輪5，所述第一齒輪5與所述差速器7的所述主減速齒輪6嚙合形成單級減速結構；
[0061 ] 第一驅動裝置I，所述第一驅動裝置I驅動所述第一輸入軸2 ;
[0062]第一離合器3，所述第一離合器3設置于所述第一輸入軸2上；
[0063]中間輸入軸12，所述中間輸入軸12具有輸入齒輪13 ；
[0064]第二輸入軸15，所述第二輸入軸15具有第二齒輪14，所述第二齒輪14與所述中間輸入軸12的所述輸入齒輪13嚙合；
[0065]中間輸出軸9，所述中間輸出軸9與所述中間輸入軸12同軸連接，所述中間輸出軸9具有輸出齒輪10，所述輸出齒輪10與所述差速器7的所述主減速齒輪6嚙合形成雙級減速結構；
[0066]第二離合器11，所述第二離合器11設置于所述中間輸入軸12 ;
[0067]第二驅動裝置16，所述第二驅動裝置16驅動所述第二輸入軸15。
[0068]在一種優選實施方式中，所述第一驅動裝置I和第二驅動裝置16可以是驅動電機，也可以使其它驅動機構如液壓馬達等。
[0069]在一種優選實施方式中，所述輸入傳動裝置進一步包括:半軸8，所述半軸8將所述差速器7與車輪18連接。具體的，所述差速器7的兩側分別設置有半軸8與車輪18連接，所述第一驅動裝置I和第二驅動裝置16的軸線平行，且與所述車輪18的軸線平行。
[0070]在一種優選實施方式中，所述單級減速結構的傳動比與所述雙級減速結構的傳動比不同。
[0071]在一種優選實施方式中，所述第一驅動裝置I和所述第二驅動裝置16分別安裝在減速箱的相對兩側；所述第一輸入軸2和第二輸入軸15、第一離合器3和第二離合器11、差速器7、中間輸入軸12和中間輸出軸9安裝在減速箱的箱體內。
[0072]下面結合附圖1詳細介紹本發明所述電動汽車的輸入傳動裝置的各個部件及結構。
[0073]本發明所述的電動汽車的輸入傳動裝置，是一種雙輸入傳動裝置，具有兩個輸入軸，即第一輸入軸2和第二輸入軸15，所述兩個輸入軸分別由第一驅動電機I和第二驅動電機16驅動，其中由第一驅動電機I驅動的第一輸入軸2上設置第一離合器3，第一輸入軸2的輸出齒輪5(在第一離合器軸4上)直接與電動汽車的差速器7的主減速齒輪6嗤合形成單級減速結構；第二輸入軸15由第二驅動電機16驅動，該第二輸入軸15的齒輪14與電動汽車的中間輸入軸12的輸入齒輪13嚙合，在所述中間輸入軸12上設置第二離合器11，而在中間輸出軸9的輸出齒輪10與主減速齒輪6嚙合形成雙級減速結構，與主減速齒輪6連接在一起的差速器7輸出兩根半軸8分別驅動兩個車輪18。所述的第一驅動電機I和第二驅動電機16分別安裝于減速箱的箱體17的兩側。
[0074]在一種優選方案中，所述第一驅動電機I和第二驅動電機16也可以由液壓馬達代替，均屬于本發明的保護范疇。
[0075]在一種優選方案中，第一輸入軸2的輸出齒輪5與主減速齒輪6的嗤合點、和中間輸出軸9輸出齒輪10與主減速齒輪6的嚙合點，這兩個嚙合點將主減速齒輪6的圓周平分。
[0076]上述的電動汽車用雙驅動裝置輸入減速箱，其結構簡單、使用方便。其將一個定比傳動齒輪機構集成于減速箱殼體內，主減速齒輪上有兩個嚙合齒輪用于動力輸入，兩個驅動裝置安裝于減速箱殼體兩側，與兩個驅動裝置同軸線有兩個齒輪同時與主減速齒輪相嚙合將動力輸入，此結構在動力傳動系統中改善了主減速齒輪受力狀態。
[0077]本發明的驅動裝置輸出的動力經輸入傳動裝置傳遞到車輪驅動車輛行駛。主減速齒輪可以由兩個驅動裝置同時驅動，也可以分別由一個驅動裝置驅動，根據車輛動力需求控制兩個驅動裝置的工作狀態。
[0078]圖2為本發明所述電動汽車的輸入傳動裝置增加整車控制器的一種結構示意圖。參見圖2，該傳動裝置進一步包括整車控制器19，用于接收電動汽車的車輛狀態參數，根據所述車輛狀態參數控制所述第一離合器3和第二離合器11的接合或脫開狀態，以及控制所述第一驅動裝置I和第二驅動裝置16的驅動狀態。
[0079]所述整車控制器19具體可以接收相應的傳感機構傳來的信號，再根據預先設置的各種車輛狀態參數與信號的對應關系，判斷出所接收到的信號是何種車輛狀態參數。所述向整車控制器19傳送信號的傳感機構例如包括:加速踏板(根據踏板開度，用于傳輸動力需求信號)、制動踏板(根據踏板開度，用于傳輸制動能量回饋信號)等。
[0080]所述整車控制器19與所述第一離合器3、第二離合器11、第一驅動裝置I以及第二驅動裝置16之間的連接控制機構可以采用現有的連接控制機構，圖2中只是示意性地以虛線標出。
[0081]圖3為本發明為所述電動汽車的整車控制器控制所述輸入傳動裝置的一種控制方法的流程圖。參見圖3，該控制方法主要包括如下步驟:
[0082]步驟al、接收所述電動汽車的車輛狀態參數；
[0083]步驟a2、根據所述車輛狀態參數控制所述第一離合器3和第二離合器11的接合或脫開狀態、和/或所述第一驅動裝置I和第二驅動裝置16的驅動狀態。
[0084]在一種優選實施例中，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛起步加速、爬坡的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述第一離合器3和第二離合器11接合、并控制所述第一驅動裝置I和第二驅動裝置16輸出大扭矩。從而可以保證加速時間和爬坡度要求。
[0085]在一種優選實施例中，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛中低速、中輕載荷的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述第二離合器11接合、控制所述第二驅動裝置16進行驅動工作、控制所述第一離合器3脫開、以及控制所述第一驅動裝置I停止驅動并鎖止。
[0086]在一種優選實施例中，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛中高速輕載荷的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述單級減速側的第一離合器3接合、控制所述第一驅動裝置I進行驅動工作、控制所述第二離合器11脫開、以及控制所述第二驅動裝置16停止驅動。
[0087]在一種優選實施例中，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛滑行的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述第一離合器3和第二離合器11脫開、并控制所述第一驅動裝置I和第二驅動裝置16鎖止。
[0088]在一種優選實施例中，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛制動的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述第一離合器3和第二離合器11接合。這種情況下，兩個驅動裝置可以高效回收制動能量，從而可以較好地解決電動汽車的動力傳動和制動能量回收問題。
[0089]另外，在其中一個驅動裝置失效的情況下，所述另一個驅動裝置可以單獨驅動，其對應的離合器結合，從而可以由另一個驅動裝置單獨驅動車輛駛離危險區域或進入維修區域，提尚彳丁駛安全性。
[0090]應當理解，雖然本說明書是按照各個實施方式描述的，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
[0091]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施方式的具體說明，而并非用以限制本發明的保護范圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施方案或變更，如特征的組合、分割或重復，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種電動汽車的輸入傳動裝置，其特征在于，所述輸入傳動裝置包括: 差速器(7)，所述差速器(7)具有主減速齒輪(6); 第一輸入軸(2)，所述第一輸入軸(2)具有第一齒輪(5)，所述第一齒輪(5)與所述差速器(7)的所述主減速齒輪(6)嚙合形成單級減速結構； 第一驅動裝置(I)，所述第一驅動裝置(I)驅動所述第一輸入軸(2); 第一離合器(3)，所述第一離合器(3)設置于所述第一輸入軸(2)上； 中間輸入軸(12)，所述中間輸入軸(12)具有輸入齒輪(13); 第二輸入軸(15)，所述第二輸入軸(15)具有第二齒輪(14)，所述第二齒輪(14)與所述中間輸入軸(12)的所述輸入齒輪(13)嚙合； 中間輸出軸(9)，所述中間輸出軸(9)與所述中間輸入軸(12)同軸連接，所述中間輸出軸(9)具有輸出齒輪(10)，所述輸出齒輪(10)與所述差速器(7)的所述主減速齒輪(6)嚙合形成雙級減速結構； 第二離合器(11)，所述第二離合器(11)設置于所述中間輸入軸(12); 第二驅動裝置(16)，所述第二驅動裝置(16)驅動所述第二輸入軸(15)。2.根據權利要求1所述的電動汽車的輸入傳動裝置，其特征在于，所述輸入傳動裝置進一步包括: 半軸(8)，所述半軸(8)將所述差速器(7)與車輪(18)連接。3.根據權利要求1所述的電動汽車的輸入傳動裝置，其特征在于，所述單級減速結構的傳動比與所述雙級減速結構的傳動比不同。4.根據權利要求1所述的電動汽車的輸入傳動裝置，其特征在于，所述第一驅動裝置(I)和所述第二驅動裝置(16)分別安裝在所述電動汽車的減速箱的相對兩側；所述第一輸入軸(2)和所述第二輸入軸(15)、所述第一離合器(3)和所述第二離合器(11)、所述差速器(7)、所述中間輸入軸(12)和所述中間輸出軸(9)安裝在所述減速箱的箱體內。5.一種電動汽車的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于控制如權利要求1至4中任意一項所述的輸入傳動裝置、并包括如下步驟: 步驟al、接收所述電動汽車的車輛狀態參數； 步驟a2、根據所述車輛狀態參數控制所述第一離合器(3)和第二離合器(11)的接合或脫開狀態、和/或所述第一驅動裝置(I)和第二驅動裝置(16)的驅動狀態。6.根據權利要求5所述的電動汽車的控制方法，其特征在于，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛起步加速、爬坡的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述第一離合器(3)和第二離合器(11)接合、并控制所述第一驅動裝置⑴和第二驅動裝置(16)輸出大扭矩。7.根據權利要求5所述的電動汽車的控制方法，其特征在于，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛中低速、中輕載荷的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述第二離合器(11)接合、控制所述第二驅動裝置(16)進行驅動工作、控制所述第一離合器(3)脫開、以及控制所述第一驅動裝置(I)停止驅動并鎖止。8.根據權利要求5所述的電動汽車的控制方法，其特征在于，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛中高速輕載荷的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述單級減速側的第一離合器(3)接合、控制所述第一驅動裝置(I)進行驅動工作、控制所述第二離合器(11)脫開、以及控制所述第二驅動裝置(16)停止驅動。9.根據權利要求5所述的電動汽車的控制方法，其特征在于，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛滑行的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述第一離合器(3)和第二離合器(11)脫開、并控制所述第一驅動裝置(I)和第二驅動裝置(16)鎖止。10.根據權利要求5所述的電動汽車的控制方法，其特征在于，所述步驟al接收的所述車輛狀態參數為車輛制動的狀態參數時，所述步驟a2包括:控制所述第一離合器(3)和第二離合器(11)接合。
【文檔編號】B60K17/08GK105904954SQ201510621628
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年9月25日
【發明人】王克堅, 張偉建, 欒寶國, 陳寧川, 宋微, 趙森, 曹洋, 李明明
【申請人】北京長城華冠汽車科技股份有限公司