CN105904954B - 电动汽车的输入传动装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车的输入传动装置和控制方法，该输入传动装置具有第一输入轴(2)和第二输入轴(15)，所述第一输入轴(2)、第二输入轴(15)分别由第一驱动装置(1)和第二驱动装置(16)驱动；所述第一输入轴(2)上设置第一离合器(3)，该第一输入轴(2)的齿轮(5)直接与差速器(7)的主减速齿轮(6)啮合形成单级减速结构；所述第二输入轴(15)的齿轮(14)与电动汽车的中间输入轴(12)的输入齿轮(13)啮合，所述中间输入轴(12)上设置第二离合器(11)，电动汽车的中间输出轴(9)的输出齿轮(10)与所述差速器(7)的主减速齿轮(6)啮合形成双级减速结构。所述控制方法根据车辆状态参数控制所述第一离合器(3)和第二离合器(11)的接合或脱开状态、和/或所述第一驱动装置(1)和第二驱动装置(16)的驱动状态。本发明可以提高传动效率、减小能耗。

Description

电动汽车的输入传动装置和控制方法

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种电动汽车的输入传动装置和控制方法。

背景技术

目前所使用的电动汽车用减速箱的输入传动装置，一般是单电机双级减速结构，包括差速器，差速器的两侧分别设置有半轴，差速器连接主减速齿轮，主减速齿轮与中间轴输出齿轮啮合，然后再由驱动装置输入动力。

现有的这种技术方案的缺点是：电机需要在较大的转速范围工作，难以同时满足车辆最高车速及最大爬坡度和加速时间要求，能够满足要求的电机体积较大，在多数工况下不需要这么大的电机，电机的效率不高、能耗较大。当驱动电机失效时，车辆不能做主动移动，存在不安全因素。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车的输入传动装置和控制方法，以提高传动效率、减小能耗。

本发明提供的技术方案包括：

一种电动汽车的输入传动装置，所述输入传动装置包括：

差速器7，所述差速器7具有主减速齿轮6；

第一输入轴2，所述第一输入轴2具有第一齿轮5，所述第一齿轮5与所述差速器7的所述主减速齿轮6啮合形成单级减速结构；

第一驱动装置1，所述第一驱动装置1驱动所述第一输入轴2；

第一离合器3，所述第一离合器3设置于所述第一输入轴2上；

中间输入轴12，所述中间输入轴12具有输入齿轮13；

第二输入轴15，所述第二输入轴15具有第二齿轮14，所述第二齿轮14与所述中间输入轴12的所述输入齿轮13啮合；

中间输出轴9，所述中间输出轴9与所述中间输入轴12同轴连接，所述中间输出轴9具有输出齿轮10，所述输出齿轮10与所述差速器7的所述主减速齿轮6啮合形成双级减速结构；

第二离合器11，所述第二离合器11设置于所述中间输入轴12；

第二驱动装置16，所述第二驱动装置16驱动所述第二输入轴15。

在所述电动汽车的输入传动装置的再一种示意性的实施方式中，所述输入传动装置进一步包括：半轴8，所述半轴8将所述差速器7与车轮18连接。

在所述电动汽车的输入传动装置的再一种示意性的实施方式中，所述单级减速结构的传动比与所述双级减速结构的传动比不同。

在所述电动汽车的输入传动装置的再一种示意性的实施方式中，所述第一驱动装置1和所述第二驱动装置16分别安装在所述电动汽车的减速箱的相对两侧；所述第一输入轴2和所述第二输入轴15、所述第一离合器3和所述第二离合器11、所述差速器7、所述中间输入轴12和所述中间输出轴9安装在所述减速箱的箱体内。

一种电动汽车的控制方法，所述控制方法用于控制所述输入传动装置的任一种实施方式、并包括如下步骤：

步骤a1、接收所述电动汽车的车辆状态参数；

步骤a2、根据所述车辆状态参数控制所述第一离合器3和第二离合器11的接合或脱开状态、和/或所述第一驱动装置1和第二驱动装置16的驱动状态。

在所述电动汽车的控制方法的再一种示意性的实施方式中，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆起步加速、爬坡的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述第一离合器3和第二离合器11接合、并控制所述第一驱动装置1和第二驱动装置16输出大扭矩。

在所述电动汽车的控制方法的再一种示意性的实施方式中，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆中低速、中轻载荷的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述第二离合器11接合、控制所述第二驱动装置16进行驱动工作、控制所述第一离合器3脱开、以及控制所述第一驱动装置1停止驱动并锁止。

在所述电动汽车的控制方法的再一种示意性的实施方式中，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆中高速轻载荷的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述单级减速侧的第一离合器3接合、控制所述第一驱动装置1进行驱动工作、控制所述第二离合器11脱开、以及控制所述第二驱动装置16停止驱动。

在所述电动汽车的控制方法的再一种示意性的实施方式中，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆滑行的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述第一离合器3和第二离合器11脱开、并控制所述第一驱动装置1和第二驱动装置16锁止。

在所述电动汽车的控制方法的再一种示意性的实施方式中，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆制动的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述第一离合器3和第二离合器11接合。

与现有技术的方案相比，本发明具有两个驱动装置及两个输入轴，其中第一驱动装置对应的第一输入轴的齿轮与主减速齿轮相啮合形成单级减速结构，第二驱动装置对应的第二输入轴上的齿轮与中间输入轴上的大齿轮(即输入齿轮)相啮合，中间输出轴上的小齿轮(即输出齿轮)与主减速齿轮相啮合形成双级减速结构；差速器的两侧分别设置有半轴与车轮连接。由于采用了这种结构，本发明可以满足电动汽车各种工况动力需求，提高电动汽车传动装置的传动效率、减小能耗。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本发明所述电动汽车的输入传动装置的一种结构组成示意图。

图2为本发明所述电动汽车的输入传动装置增加整车控制器的一种结构示意图。

图3为本发明为所述电动汽车的整车控制器控制所述输入传动装置的一种控制方法的流程图。

标号说明：

1----第一驱动电机；

2----第一输入轴；

3----第一离合器；

4----第一离合器轴；

5----第一输入轴的齿轮；

6----主减速齿轮；

7----差速器；

8----半轴；

9----中间输出轴；

10----中间输出轴输出齿轮；

11----第二离合器；

12----中间输入轴；

13----中间输入轴输入齿轮；

14----第二输入轴的齿轮；

15----第二输入轴；

16----第二驱动电机；

17----减速箱体；

18----车轮；

19----整车控制器。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“一个”并不表示将本发明相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本发明相关部分的数量“多于一个”的情形。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

图1为本发明所述电动汽车的输入传动装置的一种结构组成示意图。参见图1，该输入传动装置应用在电动汽车的减速箱上。所述输入传动装置包括：

差速器7，所述差速器7具有主减速齿轮6；

第一输入轴2，所述第一输入轴2具有第一齿轮5，所述第一齿轮5与所述差速器7的所述主减速齿轮6啮合形成单级减速结构；

第一驱动装置1，所述第一驱动装置1驱动所述第一输入轴2；

第一离合器3，所述第一离合器3设置于所述第一输入轴2上；

中间输入轴12，所述中间输入轴12具有输入齿轮13；

第二输入轴15，所述第二输入轴15具有第二齿轮14，所述第二齿轮14与所述中间输入轴12的所述输入齿轮13啮合；

中间输出轴9，所述中间输出轴9与所述中间输入轴12同轴连接，所述中间输出轴9具有输出齿轮10，所述输出齿轮10与所述差速器7的所述主减速齿轮6啮合形成双级减速结构；

第二离合器11，所述第二离合器11设置于所述中间输入轴12；

第二驱动装置16，所述第二驱动装置16驱动所述第二输入轴15。

在一种优选实施方式中，所述第一驱动装置1和第二驱动装置16可以是驱动电机，也可以使其它驱动机构如液压马达等。

在一种优选实施方式中，所述输入传动装置进一步包括：半轴8，所述半轴8将所述差速器7与车轮18连接。具体的，所述差速器7的两侧分别设置有半轴8与车轮18连接，所述第一驱动装置1和第二驱动装置16的轴线平行，且与所述车轮18的轴线平行。

在一种优选实施方式中，所述单级减速结构的传动比与所述双级减速结构的传动比不同。

在一种优选实施方式中，所述第一驱动装置1和所述第二驱动装置16分别安装在减速箱的相对两侧；所述第一输入轴2和第二输入轴15、第一离合器3和第二离合器11、差速器7、中间输入轴12和中间输出轴9安装在减速箱的箱体内。

下面结合附图1详细介绍本发明所述电动汽车的输入传动装置的各个部件及结构。

本发明所述的电动汽车的输入传动装置，是一种双输入传动装置，具有两个输入轴，即第一输入轴2和第二输入轴15，所述两个输入轴分别由第一驱动电机1和第二驱动电机16驱动，其中由第一驱动电机1驱动的第一输入轴2上设置第一离合器3，第一输入轴2的输出齿轮5(在第一离合器轴4上)直接与电动汽车的差速器7的主减速齿轮6啮合形成单级减速结构；第二输入轴15由第二驱动电机16驱动，该第二输入轴15的齿轮14与电动汽车的中间输入轴12的输入齿轮13啮合，在所述中间输入轴12上设置第二离合器11，而在中间输出轴9的输出齿轮10与主减速齿轮6啮合形成双级减速结构，与主减速齿轮6连接在一起的差速器7输出两根半轴8分别驱动两个车轮18。所述的第一驱动电机1和第二驱动电机16分别安装于减速箱的箱体17的两侧。

在一种优选方案中，所述第一驱动电机1和第二驱动电机16也可以由液压马达代替，均属于本发明的保护范畴。

在一种优选方案中，第一输入轴2的输出齿轮5与主减速齿轮6的啮合点、和中间输出轴9输出齿轮10与主减速齿轮6的啮合点，这两个啮合点将主减速齿轮6的圆周平分。

上述的电动汽车用双驱动装置输入减速箱，其结构简单、使用方便。其将一个定比传动齿轮机构集成于减速箱壳体内，主减速齿轮上有两个啮合齿轮用于动力输入，两个驱动装置安装于减速箱壳体两侧，与两个驱动装置同轴线有两个齿轮同时与主减速齿轮相啮合将动力输入，此结构在动力传动系统中改善了主减速齿轮受力状态。

本发明的驱动装置输出的动力经输入传动装置传递到车轮驱动车辆行驶。主减速齿轮可以由两个驱动装置同时驱动，也可以分别由一个驱动装置驱动，根据车辆动力需求控制两个驱动装置的工作状态。

图2为本发明所述电动汽车的输入传动装置增加整车控制器的一种结构示意图。参见图2，该传动装置进一步包括整车控制器19，用于接收电动汽车的车辆状态参数，根据所述车辆状态参数控制所述第一离合器3和第二离合器11的接合或脱开状态，以及控制所述第一驱动装置1和第二驱动装置16的驱动状态。

所述整车控制器19具体可以接收相应的传感机构传来的信号，再根据预先设置的各种车辆状态参数与信号的对应关系，判断出所接收到的信号是何种车辆状态参数。所述向整车控制器19传送信号的传感机构例如包括：加速踏板(根据踏板开度，用于传输动力需求信号)、制动踏板(根据踏板开度，用于传输制动能量回馈信号)等。

所述整车控制器19与所述第一离合器3、第二离合器11、第一驱动装置1以及第二驱动装置16之间的连接控制机构可以采用现有的连接控制机构，图2中只是示意性地以虚线标出。

图3为本发明为所述电动汽车的整车控制器控制所述输入传动装置的一种控制方法的流程图。参见图3，该控制方法主要包括如下步骤：

步骤a1、接收所述电动汽车的车辆状态参数；

步骤a2、根据所述车辆状态参数控制所述第一离合器3和第二离合器11的接合或脱开状态、和/或所述第一驱动装置1和第二驱动装置16的驱动状态。

在一种优选实施例中，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆起步加速、爬坡的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述第一离合器3和第二离合器11接合、并控制所述第一驱动装置1和第二驱动装置16输出大扭矩。从而可以保证加速时间和爬坡度要求。

在一种优选实施例中，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆中低速、中轻载荷的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述第二离合器11接合、控制所述第二驱动装置16进行驱动工作、控制所述第一离合器3脱开、以及控制所述第一驱动装置1停止驱动并锁止。

在一种优选实施例中，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆中高速轻载荷的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述单级减速侧的第一离合器3接合、控制所述第一驱动装置1进行驱动工作、控制所述第二离合器11脱开、以及控制所述第二驱动装置16停止驱动。

在一种优选实施例中，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆滑行的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述第一离合器3和第二离合器11脱开、并控制所述第一驱动装置1和第二驱动装置16锁止。

在一种优选实施例中，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆制动的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述第一离合器3和第二离合器11接合。这种情况下，两个驱动装置可以高效回收制动能量，从而可以较好地解决电动汽车的动力传动和制动能量回收问题。

另外，在其中一个驱动装置失效的情况下，所述另一个驱动装置可以单独驱动，其对应的离合器结合，从而可以由另一个驱动装置单独驱动车辆驶离危险区域或进入维修区域，提高行驶安全性。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动汽车的输入传动装置，其特征在于，所述输入传动装置包括：

差速器(7)，所述差速器(7)具有主减速齿轮(6)；

第一输入轴(2)，所述第一输入轴(2)具有第一齿轮(5)，所述第一齿轮(5)与所述差速器(7)的所述主减速齿轮(6)啮合形成单级减速结构；

第一驱动装置(1)，所述第一驱动装置(1)驱动所述第一输入轴(2)；

第一离合器(3)，所述第一离合器(3)设置于所述第一输入轴(2)上；

中间输入轴(12)，所述中间输入轴(12)具有输入齿轮(13)；

第二输入轴(15)，所述第二输入轴(15)具有第二齿轮(14)，所述第二齿轮(14)与所述中间输入轴(12)的所述输入齿轮(13)啮合；

中间输出轴(9)，所述中间输出轴(9)与所述中间输入轴(12)同轴连接，所述中间输出轴(9)具有输出齿轮(10)，所述输出齿轮(10)与所述差速器(7)的所述主减速齿轮(6)啮合形成双级减速结构；

第二离合器(11)，所述第二离合器(11)设置于所述中间输入轴(12)，并且所述第二离合器(11)位于所述输出齿轮(10)与所述输入齿轮(13)之间；

第二驱动装置(16)，所述第二驱动装置(16)驱动所述第二输入轴(15)。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的输入传动装置，其特征在于，所述输入传动装置进一步包括：

半轴(8)，所述半轴(8)将所述差速器(7)与车轮(18)连接。

3.根据权利要求1所述的电动汽车的输入传动装置，其特征在于，所述单级减速结构的传动比与所述双级减速结构的传动比不同。

4.根据权利要求1所述的电动汽车的输入传动装置，其特征在于，所述第一驱动装置(1)和所述第二驱动装置(16)分别安装在所述电动汽车的减速箱的相对两侧；所述第一输入轴(2)和所述第二输入轴(15)、所述第一离合器(3)和所述第二离合器(11)、所述差速器(7)、所述中间输入轴(12)和所述中间输出轴(9)安装在所述减速箱的箱体内。

5.一种电动汽车的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于控制如权利要求1至4中任意一项所述的输入传动装置、并包括如下步骤：

步骤a1、接收所述电动汽车的车辆状态参数；

步骤a2、根据所述车辆状态参数控制所述第一离合器(3)和第二离合器(11)的接合或脱开状态、和/或所述第一驱动装置(1)和第二驱动装置(16)的驱动状态；

其中，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆滑行的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述第一离合器(3)和第二离合器(11)脱开、并控制所述第一驱动装置(1)和第二驱动装置(16)锁止。

6.根据权利要求5所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆起步加速、爬坡的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述第一离合器(3)和第二离合器(11)接合、并控制所述第一驱动装置(1)和第二驱动装置(16)输出大扭矩。

7.根据权利要求5所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆中低速、中轻载荷的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述第二离合器(11)接合、控制所述第二驱动装置(16)进行驱动工作、控制所述第一离合器(3)脱开、以及控制所述第一驱动装置(1)停止驱动并锁止。

8.根据权利要求5所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆中高速轻载荷的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述单级减速侧的第一离合器(3)接合、控制所述第一驱动装置(1)进行驱动工作、控制所述第二离合器(11)脱开、以及控制所述第二驱动装置(16)停止驱动。

9.根据权利要求5所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，所述步骤a1接收的所述车辆状态参数为车辆制动的状态参数时，所述步骤a2包括：控制所述第一离合器(3)和第二离合器(11)接合。