一種電動汽車用兩擋機械自動變速器的制造方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
[0002] 本發明涉及動汽車用兩擋機械變速器，尤其是一種電動汽車用兩擋機械自動變速 器。
【背景技術】
[0003] 汽車是人類不可或缺的交通工具，但隨著環境污染的日益嚴重重，不可再生資源 的不斷減少，發展節能和新能源汽車已經成為世界各國的必然選擇。當前，我國的重點是推 進純電動汽車和插電式混合動力汽車產業化，以提升我國汽車產業整體技術水平。
[0004] 其中，電動汽車動力系統采用的變速方案主要有以下三種： 方案一是采用固定減速比，完全依靠電機實現變速的任務。根據電機的特性曲線，固定 減速比很難使電機保證動力性能的同時工作在高效區間，導致啟動、低速時電流大，耗電量 高，爬坡無力，高速動力性差，由于沒有空檔位，對于部分無能量回饋的電機，會造成下坡時 電機發電對控制器反沖電，使控制器損壞。
[0005] 方案二是采用傳統燃油車的變速系統。由于電機相對于內燃機本身具有高效率區 間較廣的特點，傳統變速器一般有四至六個檔位，對于純電動汽車顯得大材小用，同時使結 構變得復雜，成本升高。
[0006] 方案三是采用一個兩檔變速器；低速行駛時用大減速比，實現較好的起步性能，高 速行駛時用小減速比，滿足最大車速的要求。由于該方案的合理性，很多人在這方面做了成 功的探索。以下表一是相關發明的檢索結果： 表一：
? |ZUiZiUUaZ44. Λ_I一種屯明丨飛牛日明艾I荷_ 專利1和7采用液力變矩器配合固定減速比或行星齒輪機構提供更大范圍的變速以彌 補單一速比的不足，但液力變矩器本身的低效率及復雜結構阻礙其廣泛應用。
[0007] 專利2采用的是液壓裝置控制實現高低擋位的切換，液壓系統本身的復雜性及對 密封的要求，換擋力大小調節困難等使其優勢不如電動換擋機構。
[0008] 專利4針對電動汽車機械式變速器實現駐車制動，提出了一種新方案。
[0009] 專利3采用單排行星齒輪機構實現兩擋切換，專利5提供了一種采用多個離合器， 通過其分離吸合實現換檔的方案。上述方案均需要借助液壓控制系統完成換擋動作。專利 6公開了一種帶干式離合器的二檔機械自動變速器，離合器和傳統布置形式不同。操作離合 器和結合套能實現動力不中斷換檔。專利8公開的自動變速器采用的離合器總成內有主動 摩擦片、被動摩擦盤及離合器壓盤，通過電磁鐵控制主動摩擦片與被動摩擦盤的結合與分 離，由步進電機帶動撥叉進而帶動同步器接合套進行擋位的自動切換。上述方案均造成了 系統結構復雜度增加，控制難度加大。
【發明內容】
[0010] 針對電動汽車用兩擋機械變速器，本發明提出一種電動汽車用兩擋機械自動變速 器，僅設置高低兩個擋位，無需選擋裝置且沒有設置倒擋，取消離合器，利用電動汽車動力 電機配合調速完成換擋同步，設置一自動操縱機構實現自動換擋。本發明可在保證車輛相 關性能基礎上，實現變速器結構最簡化，降低車輛成本及自重。
[0011] 技術構思：針對電動汽車用兩擋機械變速器本身僅需要高低兩個擋位，利用電機 反轉可實現汽車倒向行駛，變速器無需倒擋，故其只需要設置換擋控制裝置而無需選擋裝 置。
[0012] 本發明的技術方案：一種電動汽車用兩擋機械自動變速器，包括兩擋機械變速 器、換擋操縱機構，其特征在于： 兩擋機械變速器的結構：在變速箱體內平行支撐有輸入軸、輸出軸，動力電機的輸出軸 直接驅動變速器輸入軸；變速箱體內設置有低速擋齒輪組和高速擋齒輪組及同步器，通過 換擋操縱機構控制同步器選擇低速擋或高速擋或空擋位； 所述換擋操縱機構是自動操縱機構，包括殼體、換擋軸、換擋撥頭構成的換擋執行機 構，在換擋軸一端布置一個自帶渦輪蝸桿減速機構的電機，渦輪蝸桿減速機構的渦輪與與 換擋軸一端呈傳動連接；換擋軸另一端設置有轉角位置傳感器，轉角位置傳感器與換擋軸 固定連接；轉角位置傳感器監測換擋位置并將信號傳給控制單元，以判斷換擋位置。
[0013] 有益效果：本發明充分利用了動力電機的特性實現了自動起步、無極變速，并配合 兩擋變速器及控制裝置完成自動換擋，換擋迅速，無離合器滑磨損耗；利用發揮了動力電機 及變速器的性能，擴展了轉速和扭矩范圍，以最簡單的結構和最低成本，實現了低速大扭矩 和高速行駛兩方面的需求；對于有能量反饋的電機，還可實現能量回收，對于無能量反饋功 能的電機，可利用空擋完成滑行；所述變速器結構簡單，與現有機械變速器相比，結構無太 多變化，生產延續性好，所配換擋電機及轉角位置傳感器方案，可靠且有效，相比原有的采 用開關量信號或在電機上集成傳感器檢測擋位信號，該方案直接測量換擋軸，更為準確，排 除了電機與換擋軸之間傳動間隙等干擾因素，能更有效完成換擋過程中對換擋力矩的調節 與控制。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明中兩擋機械變速器的結構示意圖； 圖2是本發明中換擋操縱機構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 結合圖1、圖2所示，進一步描述本發明如下：一種電動汽車用兩擋機械自動變速 器，包括兩擋機械變速器、換擋操縱機構， 兩擋機械變速器的結構：在變速箱體1內平行支撐有輸入軸3、輸出軸5,動力電機1的 輸出軸直接驅動輸入軸3 ;變速箱體1內設置有低速擋齒輪組7和高速擋齒輪組4及同步 器6,通過換擋操縱機構控制同步器6選擇低速擋或高速擋或空擋位； 所述換擋操縱機構是自動操縱機構，包括殼體12、換擋軸11、換擋撥頭14構成的換擋 執行機構，在換擋軸11 一端布置一個自帶渦輪蝸桿減速機構9的電機8，渦輪蝸桿減速機構 9的渦輪9-1與與換擋軸11 一端呈傳動連接10 ;換擋軸另一端設置有轉角位置傳感器13， 轉角位置傳感器13與換擋軸11固定連接；轉角位置傳感器13監測換擋位置并將信號傳給 控制單元，以判斷換擋位置。
[0016] 上述的自帶渦輪蝸桿減速機構9的電機8及轉角位置傳感器13均為現有技術成 熟產品，選配時應充分考慮電機功率、轉角位置傳感器檢測范圍等指標。
[0017] 如圖2所示，渦輪9-1與與換擋軸11 一端呈傳動連接10的具體結構為：呈花鍵副 配合或齒形鍵配合。傳動連接也可是其它結構，只要能實現傳動即可，如：聯軸器等。
[0018] 本發明中所述兩擋機械變速器與換擋操縱機構的結合是常規技術，在此不詳細 描述。
【主權項】
1. 一種電動汽車用兩擋機械自動變速器，包括兩擋機械變速器、換擋操縱機構，其特 征在于： 兩擋機械變速器的結構：在變速箱體內平行支撐有輸入軸、輸出軸，動力電機的輸出軸 直接驅動變速器輸入軸；變速箱體內設置有低速擋齒輪組和高速擋齒輪組及同步器，通過 換擋操縱機構控制同步器選擇低速擋或高速擋或空擋位； 所述換擋操縱機構是自動操縱機構，包括殼體、換擋軸、換擋撥頭構成的換擋執行機 構，在換擋軸一端布置一個自帶渦輪蝸桿減速機構的電機，渦輪蝸桿減速機構的渦輪與與 換擋軸一端呈傳動連接；換擋軸另一端設置有轉角位置傳感器，轉角位置傳感器與換擋軸 固定連接；轉角位置傳感器監測換擋位置并將信號傳給控制單元，以判斷換擋位置。2. 根據權利要求1所述的一種電動汽車用兩擋機械自動變速器，其特征在于所述渦輪 蝸桿減速機構的渦輪與與換擋軸一端呈傳動連接的具體結構：呈呈花鍵副配合或齒形鍵配 合。
【專利摘要】本發明提出了一種電動汽車用兩擋機械自動變速器,包括兩擋機械變速器、換擋操縱機構，核心在于所述換擋操縱機構是自動操縱機構，包括殼體、換擋軸、換擋撥頭構成的換擋執行機構，在換擋軸一端布置一個自帶渦輪蝸桿減速機構的電機，渦輪蝸桿減速機構的渦輪與換擋軸一端呈傳動連接；換擋軸另一端設置有轉角位置傳感器，轉角位置傳感器與換擋軸固定連接；轉角位置傳感器監測換擋位置并將信號傳給控制單元，以判斷換擋位置。本發明完成自動換擋，換擋迅速，無離合器滑磨損耗；其結構簡單，所配換擋電機及轉角位置傳感器方案，可靠且有效，該方案直接測量換擋軸，更為準確，排除了電機與換擋軸之間傳動間隙等干擾因素，能更有效完成換擋過程中對換擋力矩的調節與控制。
【IPC分類】F16H3/08, F16H63/30, F16H61/32
【公開號】CN105020349
【申請號】CN201510445174
【發明人】羅永革, 劉成武, 劉珂路, 劉曉燕, 佘建強, 石振東, 姚勝華, 金陽, 呂科
【申請人】湖北汽車工業學院
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月27日