CN102182798B

CN102182798B - 电动汽车的两挡自动变速箱

Info

Publication number: CN102182798B
Application number: CN201110129886.6A
Authority: CN
Inventors: 张毅; 郭进端; 米春亭; 秦大同
Original assignee: SUZHOU ANYUAN NEW ENERGY POWER CO Ltd
Current assignee: SUZHOU ANYUAN NEW ENERGY POWER CO Ltd
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2031-05-19
Also published as: CN102182798A

Abstract

本发明公开了一种电动汽车的两挡自动变速箱，包括箱体，箱体内设置有：输入轴上设置有第一齿轮、第二齿轮和同步器，同步器上连接设置有一拨叉杆，拨叉杆具有拨叉触头；凸槽轴具有一与拨叉触头相连设置的换挡槽，换挡槽具有第一挡部、第二挡部和空挡转角部，拨叉触头位于换挡槽的第一挡部时，同步器与第一齿轮相连；拨叉触头位于换挡槽的第二挡部时，同步器与第二齿轮相连；拨叉触头位于换挡槽的空挡转角部时，拨叉触头保持于平行于凸槽轴的轴线方向以使同步器处于空挡位置；输出轴上设置有分别与第一齿轮和第二齿轮相啮合的第三齿轮和第四齿轮；输出轴上还设置有一测量装置，测量装置的输出端与用于控制该两挡自动变速箱的微电机相连。

Description

电动汽车的两挡自动变速箱

技术领域

本发明涉及一种两挡自动变速箱，特别涉及一种电动汽车的两挡自动变速箱。

背景技术

纯电动车是一种可替代传统内燃机汽车的新能源交通工具。目前大部分电动车变速器只具备一个挡位。现有一挡电动车存在以下技术缺点：

a)一个挡位的速比难以保证汽车最大爬坡度，最高速度与最大加速度要求；

b)当汽车高速巡航时（时速大于100公里/小时），电动机与齿轮转速接近或超过每分钟一万转。如此高的转速对轴承与齿轮的制造精度要求很高。将大为提高制作成本；

c)电动机转速接近每分钟一万转时，效率与扭矩相对额定值大为降低，同时噪音大为提高，传动系统零部件寿命大为降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车的两挡自动变速箱，能够实现电动汽车的优化的动力性，节能性、平稳性和操控性。

为达到上述目的，本发明提供了一种电动汽车的两挡自动变速箱，它包括一箱体，所述箱体内设置有：由动力电机驱动旋转的输入轴、由一换挡控制电机驱动旋转的凸槽轴，所述输入轴上同轴设置有第一齿轮、第二齿轮和位于所述两个齿轮之间的同步器，所述同步器可沿平行于所述输入轴的轴线方向滑动，所述凸槽轴上具有一换挡槽，所述换挡槽中可移动地插有一拨叉杆的拨叉触头，该拨叉杆与同步器相连接并允许同步器相对其转动，所述换挡槽具有第一挡部、第二挡部和位于所述第一挡部和所述第二挡部之间的空挡转角部，所述拨叉触头位于所述换挡槽的第一挡部时，所述同步器与第一齿轮相连；所述拨叉触头位于所述换挡槽的第二挡部时，所述同步器与第二齿轮相连；所述拨叉触头位于所述换挡槽的空挡转角部时，所述拨叉触头保持于围绕凸槽轴的轴线的圆周方向以使同步器处于空挡位置；与所述箱体相转动连接的输出轴，所述输出轴上设置有分别与所述第一齿轮和所述第二齿轮相啮合的第三齿轮和第四齿轮；所述输出轴上还设置有一测量装置，所述测量装置的输出端与用于控制该两挡自动变速箱的控制器相连。

优选地，所述转动轴上套设有一花键套，所述花键套上并排设置有第一齿轮和第二齿轮，所述花键套上位于所述第一齿轮和所述第二齿轮之间位置设置有所述同步器。

优选地，所述输出轴上设置有一测速轮，所述测速轮与所述测速装置相连接。

优选地，所述输入轴的轴线与所述凸槽轴的轴线相平行。

优选地，所述换挡槽的第一挡部包括第一挡位置和位于所述第一挡位置与所述空挡转角部之间的第一挡坡，该第一挡坡对应换挡槽的第一转角。

优选地，所述换挡槽的第二挡部包括第二挡位置和位于所述第二挡位置与所述空挡转角部之间的第二挡坡，该第二挡坡对应换挡槽的第二转角。

优选地，所述输出轴的轴线与所述输入轴的轴线相平行。

优选地，所述自动换挡装置具有处于第一挡部和第二挡部之间的空挡转角部以使同步器在换挡过程中处于空档位置，对动力电机进行调速控制，使其速度与下一个挡位齿轮同步，从而优化换挡快捷性与平稳性，并且大为降低同步器磨损，大幅提高同步器寿命。

附图说明

附图1是本发明的结构剖视图。

附图2是本发明的换挡槽的节线展开图。

附图中：1、输入轴；11、第一齿轮；12、第二齿轮；13、同步器；14、拨叉杆；141、拨叉触头；2、凸槽轴；21、换挡槽；3、花键套；4、第一挡部；41、第一挡位置；42、第一挡坡；43、第一转角；5、第二挡部；51、第二挡位置；52、第二挡坡；53、第二转角；6、空挡转角部；61、空挡转角；7、箱体；8、输出轴；81、第三齿轮；82、第四齿轮；9、测速轮。

具体实施方式

下面结合附图1-2之一对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。

如附图1所示，一种电动汽车的两挡自动变速箱，它包括一箱体7，所述箱体7内设置有：由动力电机驱动旋转的输入轴1和由一换挡控制电机驱动旋转的凸槽轴2，所述输入轴1上同轴设置有第一齿轮11、第二齿轮12和位于所述第一齿轮11和所述第二齿轮12之间的同步器13，所述同步器13可沿平行于所述输入轴1的轴线方向滑动，所述凸槽轴2上具有一换挡槽21，所述换挡槽21中可移动地插有一拨叉杆14的拨叉触头141，该拨叉杆14与同步器13相连接并允许同步器13相对其转动，所述换挡槽21具有第一挡部4、第二挡部5和位于所述第一挡部4和所述第二挡部5之间的空挡转角部6，所述拨叉触头141位于所述换挡槽21的第一挡部4时，所述同步器13与第一齿轮11相连；所述拨叉触头141位于所述换挡槽21的第二挡部5时，所述同步器13与第二齿轮12相连；所述拨叉触头141位于所述换挡槽21的空挡转角部6时，所述拨叉触头141保持于围绕凸槽轴2的圆周方向以使同步器13处于空挡位置；与所述箱体7相转动连接的输出轴8，所述输出轴8上设置有分别与所述第一齿轮11和所述第二齿轮12相啮合的第三齿轮81和第四齿轮82；所述输出轴8上还设置有一测量装置，所述测量装置的输出端与用于控制该两挡自动变速箱的控制器相连。

所述转动轴上套设有一花键套3，所述花键套3上并排设置有第一齿轮11和第二齿轮12，所述花键套3上位于所述第一齿轮11和所述第二齿轮12之间位置设置有所述同步器13。

所述输入轴1的轴线与所述凸槽轴2的轴线相平行。

所述换挡槽21的第一挡部4包括第一挡位置41和位于所述第一挡位置41与所述空挡转角部6之间的第一挡坡42，该第一挡坡42对应换挡槽21的第一转角43。

所述换挡槽21的第二挡部5包括第二挡位置51和位于所述第二挡位置51与所述空挡转角部6之间的第二挡坡52，该第二挡坡52对应换挡槽21的第二转角53。

所述输出轴8的轴线与所述输入轴1的轴线相平行。

本发明设计的电动汽车自动变速器具有两个挡位，一个挡位是用于汽车正常，另一个挡位是用于爬坡、加速和起步。两个挡位的减速比是针对电机的输出特性和汽车的动力特性进行优化而选定的，这样就解决了电动汽车爬坡时加速性能不够与正常行驶时电机转速过余的问题，从而优化换挡快捷性与平稳性，并且大为降低同步器磨损，大幅提高同步器寿命。

本实施例中，当爬坡、加速或起步时，两对齿轮中减速比较大的一对相啮合，即电动汽车在附图1中的第一齿轮11和第三齿轮81相啮合的第一挡情况下行驶。当汽车正常行驶过程中，两对齿轮中减速比较小的一对相啮合，即电动汽车在附图1中的第二齿轮12和第四齿轮82相啮合的第二挡情况下行驶。

本发明设计的两挡自动变速箱通过微电机实现自动换挡的，不存在操作不方便的问题。换挡的选择和换挡过程都由控制器优化控制，从而实现最优化的动力性，节能性、平稳性和操纵性。

所述输出轴8上设置有一测速轮9，所述测速轮9与所述测速装置相连接。设置在输出轴8上的测量轮9伴随输出轴8旋转，测量装置通过测速轮9测算出输出轴8的转速。

测速装置从测速轮9上获取输出轴8的转速，此转速由汽车的控制器处理后转化为车辆的速度，此速度显示在速度显示表上，并且给汽车的控制器提供数据以控制电动汽车。当符合换挡条件时，控制器就会操控同步器13以实现升挡或者降挡操作。

本发明所述电动车变速器同步控制原理如下所述：

升挡，汽车在第一挡运行时，拨叉触头141处于第一挡位置41，所述同步器13与第一齿轮11相连，输入轴1通过相啮合的第一齿轮11和第三齿轮81给予输出轴8输出动力，收到升挡指示后，换挡控制电机带动凸槽轴2转动，在0.2秒左右拨叉触头141处于第一挡坡42的底部，此时变速器处于空挡位置，同时换挡电机带动换挡凸槽轴2继续旋转。

因为设有空挡转角部6，拨叉触头141保持于平行于凸槽轴2的轴线方向，电动汽车仍然处于空挡位置，在凸槽轴2转过空挡转角61的时间内，通过对动力电动加载控制使输入轴1的转速降低至目标转速，然后拨叉触头141在控制电机带动下沿着第二挡坡52到达第二档位置51，所述同步器13与第二齿轮12相连，输入轴1通过相啮合的第二齿轮12和第三齿轮82给予输出轴8输出动力，实现升挡，剩余的少许转速差在第二挡坡52的第二转角53内由同步器13同步。

降挡基本相同，汽车在第二挡运行时，拨叉触头141处于第二挡位置51，所述同步器13与第二齿轮12相连，输入轴1通过相啮合的第二齿轮12和第三齿轮82给予输出轴8输出动力，收到降挡指示后，换挡控制电机带动凸槽轴2转动，在0.2秒左右拨叉触头141处于第二挡坡52的底部，此时变速器处于空挡位置，同时换挡电机带动换挡凸槽轴2继续旋转。

因为设有空挡转角部6，拨叉触头141保持于平行于凸槽轴2的轴线方向，电动汽车仍然处于空挡位置，在凸槽轴2转过空挡转角61的时间内，通过对动力电机加以电压控制使输入轴1的转速升至目标转速，然后拨叉触头141在控制电机带动下沿着第一挡坡42到达第一挡位置41，所述同步器13与第一齿轮11相连，输入轴1通过相啮合的第一齿轮11和第三齿轮81给予输出轴8输出动力，实现降挡，剩余的少许转速差在第一挡坡42的第一转角43内由同步器13同步。

所述输入轴1的轴线与所述凸槽轴2的轴线相平行。所述输出轴8的轴线与所述输入轴1的轴线相平行。

所述换挡槽21的第一挡部4包括第一挡位置41和位于所述第一挡位置41与所述空挡转角部6之间的第一挡坡42，该第一挡坡42对应换挡槽21的轴线的第一转角43。所述换挡槽21的第二挡部5包括第二挡位置51和位于所述第二挡位置51与所述空挡转角部6之间的第二挡坡52，该第二挡坡52对应换挡槽21的第二转角53。

本发明由于仅设置有两挡位置，因此不需要像传统的汽车设置升挡坡和退挡坡，更加简化了结构，降低了加工生产的难度。

本发明从技术上根本解决了目前电动车变速器存在的技术问题，具有如下优点：

1）电动汽车动力匹配问题：

根据本发明设计的自动变速器具有两个挡位，一个用于汽车正常行驶，另一个用于爬坡，加速和起步。两个挡位的齿轮比针对电机输出特性和汽车动力性能进行优化而选定。这样就可以解决电动车爬坡，加速性能不够，与正常驾驶时电机转速过高的问题；

2）换挡操作与平稳性问题：

根据本发明设计的电动车自动变速器，通过微电机实现自动换挡，操作方便。换挡点的选择与换挡过程都由控制器优化控制，从而实现最优化的动力性，节能性与平顺性。汽车的驾驶与一般自动汽车基本相同；

3）成本问题：

本专利设计的变速器用最少的零部件实现电动车变速器的各项技术性能，与现有的电动车变速器相比，性价比优势明显；

4）尺寸安装条件：

因针对电机输出条件与特性而设计，本专利设计的电动车变速器实现了尺寸与安装条件的优化。

以上对本发明的特定实施例结合图示进行了说明，很明显，在不离开本发明的范围和精神的基础上，可以对现有技术和工艺进行很多修改。在本发明的所属技术领域中，只要掌握通常知识，就可以在本发明的技术要旨范围内，进行多种多样的变更。

Claims

1.一种电动汽车的两挡自动变速箱，其特征在于：它包括一箱体，所述箱体内设置有：

由动力电机驱动旋转的输入轴、由一换挡控制电机驱动旋转的凸槽轴，所述输入轴上同轴设置有第一齿轮、第二齿轮和位于所述两个齿轮之间的同步器，所述同步器可沿平行于所述输入轴的轴线方向滑动，所述凸槽轴上具有一换挡槽，所述换挡槽中可移动地插有一拨叉杆的拨叉触头，该拨叉杆与同步器相连接并允许同步器相对其转动，所述换挡槽具有第一挡部、第二挡部和位于所述第一挡部和所述第二挡部之间的空挡转角部，所述拨叉触头位于所述换挡槽的第一挡部时，所述同步器与第一齿轮相连；所述拨叉触头位于所述换挡槽的第二挡部时，所述同步器与第二齿轮相连；所述拨叉触头位于所述换挡槽的空挡转角部时，所述拨叉触头保持于围绕凸槽轴的轴线的圆周方向以使同步器处于空挡位置；

与所述箱体相转动连接的输出轴，所述输出轴上设置有分别与所述第一齿轮和所述第二齿轮相啮合的第三齿轮和第四齿轮；

所述输出轴上还设置有一测量装置，所述测量装置的输出端与用于控制该两挡自动变速箱的控制器相连。

2.根据权利要求1所述的两挡自动变速箱，其特征在于：所述转动轴上套设有一花键套，所述花键套上并排设置有第一齿轮和第二齿轮，所述花键套上位于所述第一齿轮和所述第二齿轮之间位置设置有所述同步器。

3.根据权利要求1所述的两挡自动变速箱，其特征在于：所述输出轴上设置有一测速轮，所述测速轮与所述测速装置相连接。

4.根据权利要求1所述的两挡自动变速箱，其特征在于：所述输入轴的轴线与所述凸槽轴的轴线相平行。

5.根据权利要求1所述的两挡自动变速箱，其特征在于：所述换挡槽的第一挡部包括第一挡位置和位于所述第一挡位置与所述空挡转角部之间的第一挡坡，该第一挡坡对应换挡槽的第一转角。

6.根据权利要求1所述的两挡自动变速箱，其特征在于：所述换挡槽的第二挡部包括第二挡位置和位于所述第二挡位置与所述空挡转角部之间的第二挡坡，该第二挡坡对应换挡槽的第二转角。

7.根据权利要求1所述的两挡自动变速箱，其特征在于：所述输出轴的轴线与所述输入轴的轴线相平行。