CN105952884B - 一种锁死电动汽车的系统、方法和电动汽车 - Google Patents

一种锁死电动汽车的系统、方法和电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明实施方式公开了一种锁死电动汽车的系统、方法和电动汽车。系统包括：整车控制器；用于检测驱动电机转速、驻车制动状态、档位输出信号和制动踏板深度位置；当驱动电机转速为零、驻车制动状态为工作、档位输出信号为空档，制动踏板深度位置大于预定深度门限值时，生成P档驱动指令，向减速器发送P档驱动指令；减速器，包含输入轴的输出齿轮、P档驱动电机和P档结构，其中P档结构作用于输入轴的输出齿轮；P档驱动电机基于P档驱动指令，驱动P档结构锁死输入轴的输出齿轮。本发明实施方式可以锁死车辆传动系统，防止车辆不期望的移动，提高驻车制动的安全性。

Description

一种锁死电动汽车的系统、方法和电动汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，更具体地，涉及一种锁死电动汽车的系统、方法和电动汽车。
背景技术
国家最新标准《汽车和挂车类型的术语和定义》(GB/T 3730.1-2001)中对汽车有如下定义：由动力驱动，具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆，主要用于：载运人员和(或)货物；牵引载运人员和(或)货物的车辆；特殊用途。能源短缺、石油危机和环境污染愈演愈烈，给人们的生活带来巨大影响，直接关系到国家经济和社会的可持续发展。世界各国都在积极开发新能源技术。
电动汽车作为一种降低石油消耗、低污染、低噪声的新能源汽车，被认为是解决能源危机和环境恶化的重要途径。混合动力汽车同时兼顾纯电动汽车和传统内燃机汽车的优势，在满足汽车动力性要求和续驶里程要求的前提下，有效地提高了燃油经济性，降低了排放，被认为是当前节能和减排的有效路径之一。
在现有的电动汽车中，基本上采用不带P档的单速比减速器，在驻车制动失效的情况下难以锁死车辆传动系统，可能会产生不期望的移动，从而降低了驻车制动的安全性。
发明内容
本发明的目的是提出一种锁死电动汽车的系统、方法和电动汽车，从而提高驻车制动的安全性。
根据本发明实施方式的一方面，一种锁死电动汽车的系统，包括：
整车控制器；用于检测驱动电机转速、驻车制动状态、档位输出信号和制动踏板深度位置；当所述驱动电机转速为零、所述驻车制动状态为工作、所述档位输出信号为空档，所述制动踏板深度位置大于预定深度门限值时，生成P档驱动指令，向减速器发送所述P档驱动指令；
减速器，包含输入轴的输出齿轮、P档驱动电机和P档结构，其中P档结构作用于所述输入轴的输出齿轮；所述P档驱动电机基于所述P档驱动指令，驱动所述P档结构锁死所述输入轴的输出齿轮。
优选地，
整车控制器，还用于当所述驱动电机转速不为零或所述驻车制动状态不为工作或所述档位输出信号不为空档或所述制动踏板深度位置不大于预定深度门限值时，生成P档不工作指令，向减速器发送所述P档不工作指令；
减速器中的所述P档驱动电机，还用于基于所述P档不工作指令，驱动所述P档结构释放对所述输入轴的输出齿轮的锁死。
优选地，
所述减速器还包括具有输出半轴的差速器。
优选地，
所述减速器还包括主减速齿轮、中间轴、中间轴输入齿轮和中间轴输出齿轮。
优选地，
该系统还包括驱动电机；
所述驱动电机，用于基于所述P档不工作指令，通过输入轴的输出齿轮与中间轴输入齿轮的啮合以及中间轴输出齿轮与主减速齿轮的啮合，经由差速器的输出半轴输出动力。
根据本发明实施方式的一方面，一种锁死电动汽车的方法，包括：
检测驱动电机转速信号、驻车制动状态、档位输出信号和制动踏板深度位置；
当所述驱动电机转速为零、所述驻车制动状态为工作、所述档位输出信号为空档，所述制动踏板深度位置大于预定深度门限值时，生成P档驱动指令，向减速器发送所述P档驱动指令，其中所述减速器包含输入轴的输出齿轮、P档驱动电机和P档结构，所述P档结构作用于所述输入轴的输出齿轮；
所述P档驱动电机基于所述P档驱动指令，驱动所述P档结构锁死所述输入轴的输出齿轮。
优选地，该方法还包括：
当所述驱动电机转速不为零或所述驻车制动状态不为工作或所述档位输出信号不为空档或所述制动踏板深度位置不大于预定深度门限值时，生成P档不工作指令，向减速器发送所述P档不工作指令；
减速器中的所述P档驱动电机还基于所述P档不工作指令，驱动所述P档结构释放对所述输入轴的输出齿轮的锁死。
优选地，所述减速器还包括驱动电机、具有输出半轴的差速器、主减速齿轮、中间轴、中间轴输入齿轮和中间轴输出齿轮；该方法还包括：
所述驱动电机用于基于所述P档不工作指令，通过输入轴的输出齿轮与中间轴输入齿轮的啮合以及中间轴输出齿轮与主减速齿轮的啮合，经由差速器的输出半轴输出动力。
根据本发明实施方式的一方面，一种电动汽车，包括如上所述的锁死电动汽车的系统。
优选地，所述电动汽车包括：纯电动汽车、混合动力汽车或燃料电池汽车。
从上述技术方案可以看出，在本发明实施方式中，锁死电动汽车的系统包括：整车控制器；用于检测驱动电机转速、驻车制动状态、档位输出信号和制动踏板深度位置；当驱动电机转速为零、驻车制动状态为工作、档位输出信号为空档，制动踏板深度位置大于预定深度门限值时，生成P档驱动指令，向减速器发送P档驱动指令；减速器，包含输入轴的输出齿轮、P档驱动电机和P档结构，其中P档结构作用于输入轴的输出齿轮；P档驱动电机基于P档驱动指令，驱动P档结构锁死输入轴的输出齿轮。可见，鉴于现有技术中电动汽车不带P档结构的缺陷，在本发明实施方式中，采用带P档结构的减速器，可以完全锁死车辆机械传动系统，使车辆不会产生不期望的移动，从而提高驻车制动的安全性。
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为根据本发明实施方式的锁死电动汽车的系统结构图。
图2为根据本发明实施方式带P档结构的减速器的结构图。
图3为图2中的A向局部视图。
图4为根据本发明实施方式带P档结构的P档控制方法流程图。
图5为根据本发明实施方式的锁死电动汽车的方法流程图。
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。
为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。
鉴于现有技术中电动汽车不带P档结构的缺陷，在本发明实施方式中，采用带P档结构的减速器，可以完全锁死车辆机械传动系统，使车辆不会产生不期望的移动。
图1为根据本发明实施方式的锁死电动汽车的系统结构图。
如图1所示，该系统包括：
整车控制器101；用于检测驱动电机转速、驻车制动状态、档位输出信号和制动踏板深度位置；当驱动电机转速为零、驻车制动状态为工作、档位输出信号为空档，制动踏板深度位置大于预定深度门限值时，生成P档驱动指令，向减速器102发送P档驱动指令；
减速器102，包含输入轴的输出齿轮、P档驱动电机和P档结构，其中P档结构作用于输入轴的输出齿轮；P档驱动电机基于P档驱动指令，驱动P档结构锁死输入轴的输出齿轮。
整车控制器101是混合动力/纯电动汽车动力系统的总成控制器，负责协调发动机、驱动电机、变速箱、动力电池等各部件的工作，提高汽车的经济性、动力性、安全性并降低排放污染。
在本发明实施方式中，当驱动电机转速为零、驻车制动状态为工作、档位输出信号为空档，制动踏板深度位置大于预定深度门限值时，即同时满足以下条件：(1)、驱动电机转速为零；(2)、档位在空档；(3)、驻车制动处于工作状态、(4)、司机踩下刹车踏板，而且踏板深度超过深度门限值(比如三分之二时)。当同时满足上述四个条件时，整车控制器101判定车辆需要驻车制动进入P档状态。P档用作停车之用，它是利用机械装置去锁紧电动汽车的转动部分，使电动汽车不能移动。整车控制器101生成P档驱动指令，向减速器102发送P档驱动指令。
减速器102包含输入轴的输出齿轮、P档驱动电机和P档结构，其中P档结构作用于输入轴的输出齿轮。当减速器102接收到P档驱动指令后，P档驱动电机基于P档驱动指令，驱动P档结构锁死输入轴的输出齿轮，从而彻底锁死车辆传动系统，避免电动汽车产生不期望的移动，从而提高驻车制动的安全性。
在一个实施方式中：
整车控制器101，还用于当驱动电机转速不为零或驻车制动状态不为工作或档位输出信号不为空档或制动踏板深度位置不大于预定深度门限值时，生成P档不工作指令，向减速器102发送P档不工作指令；
减速器102中的P档驱动电机，还用于基于P档不工作指令，驱动P档结构释放对输入轴的输出齿轮的锁死。
在本发明实施方式中，当驱动电机转速不为零、或驻车制动状态不为工作、或档位输出信号不为空档或制动踏板深度位置大于预定深度门限值时，即满足以下至少一个条件：(1)、驱动电机转速不为零；(2)、档位不在空档；(3)、驻车制动不处于工作状态；(4)、司机踩下刹车踏板，而且踏板深度不超过深度门限值(比如三分之二时)；(4)、司机没有踩下刹车踏板。此时，整车控制器101判定车辆需要不需进入P档状态。整车控制器101生成P档不工作指令，向减速器102发送P档不工作指令。
减速器102中的P档驱动电机，还用于基于P档不工作指令，驱动P档结构释放对输入轴的输出齿轮的锁死。而且，减速器102中的P档驱动电机，只要没有收到P档驱动指令，即不驱动P档结构锁死输入轴的输出齿轮。
在一个实施方式中，减速器102还包括具有输出半轴的差速器。而且，减速器102还可以包括主减速齿轮、中间轴、中间轴输入齿轮和中间轴输出齿轮。
在一个实施方式中，系统还包括驱动电机；
驱动电机，用于基于P档不工作指令，通过输入轴的输出齿轮与中间轴输入齿轮的啮合以及中间轴输出齿轮与主减速齿轮的啮合，经由差速器的输出半轴输出动力。
下面示范性描述带P档结构的减速器。
图2为根据本发明实施方式带P档结构的减速器的结构图。
如图2所示，减速器包括：壳体1；主减速齿轮2；差速器3；输出半轴4；中间轴输入齿轮5；中间轴输出齿轮6；中间轴7；输入轴输出齿轮8；驱动电机9；输入轴10；P档机构11；P档驱动电机12。
P档结构11设置在减速器壳体1内，作用于输入轴输出齿轮8。在电动车辆行驶时，P档结构11不工作。整车控制器发出指令，电机控制器驱动电机9通过输入轴10上的输出齿轮8与中间轴7上的输入齿轮5啮合，中间轴7的输出齿轮6与主减速齿轮2啮合，从而通过差速器3以及输出半轴4输出动力驱动车轮行驶。
当电动汽车停止行驶时，整车控制器采集驱动电机转速信号、驻车制动工作信号、档位输出信号、制动踏板位置信号。只有当驱动电机转速为0，驻车制动工作，档位为空挡、制动踏板深度大于门限值(比如2/3)时，整车控制器才会向减速器发出P档驱动指令，减速器中的P档驱动电机12接收整车控制器发出的P档驱动指令开始工作，驱动P档机构11机械锁死输入轴输出齿轮8，从而彻底锁死车辆传动系统。
图3为图2中的A向局部视图。
在图3中，P档结构12包括：P档机构轴16；蜗轮15；蜗杆14。蜗杆14具有一个或几个螺旋齿，并且与蜗轮15啮合而组成交错轴齿轮副的齿轮。蜗杆14的分度曲面可以是圆柱面，圆锥面或圆环面。蜗杆14具体可以实施为：阿基米德蜗杆；法向直廓蜗杆；渐开线蜗杆；锥面包络圆柱蜗杆，等等。
在一种情形中，在彻底锁死车辆传动系统之后，当整车控制器判定驻车制动状态变为不工作时，生成P档不工作指令，向减速器发送P档不工作指令。减速器中的P档驱动电机12接收整车控制器发出的P档不工作指令，驱动P档机构11释放对输入轴输出齿轮8的机械锁死。
在一种情形中，在彻底锁死车辆传动系统之后，当整车控制器判定档位输出信号变为不是空档时，生成P档不工作指令，向减速器发送P档不工作指令。减速器中的P档驱动电机12接收整车控制器发出的P档不工作指令，驱动P档机构11释放对输入轴输出齿轮8的机械锁死。
在一种情形中，在彻底锁死车辆传动系统之后，当整车控制器判定制动踏板被踩下且深度位置不大于预定深度门限值时，生成P档不工作指令，向减速器发送P档不工作指令。减速器中的P档驱动电机12接收整车控制器发出的P档不工作指令，驱动P档机构11释放对输入轴输出齿轮8的机械锁死。
在一种情形中，在彻底锁死车辆传动系统之后，当整车控制器判定制动踏板没有被踩下时，生成P档不工作指令，向减速器发送P档不工作指令。减速器中的P档驱动电机12接收整车控制器发出的P档不工作指令，驱动P档机构11释放对输入轴输出齿轮8的机械锁死。
以上以图2所示带P档结构的减速器为实例，对减速器进行示范性描述。本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是对减速器的举例描述，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。
图4为根据本发明实施方式带P档结构的P档控制方法流程图。
如图4所示，整车控制器采集驱动电机输出信号(比如，转速)、驻车制动输出信号、档位输出信号和制动踏板输出信号，只有当驱动电机转速为0，驻车制动工作，档位为空挡、制动踏板深度大于门限值(比如2/3)时，整车控制器才会向减速器发出P档驱动指令，减速器中的P档驱动电机接收整车控制器发出的P档驱动指令开始工作，驱动P档机构机械锁死输入轴输出齿轮，从而彻底锁死车辆传动系统。
基于上述分析，本发明还提出了一种锁死电动汽车的方法。
图5为根据本发明实施方式的锁死电动汽车的方法流程图。
如图5所示，该方法包括：
步骤501：整车控制器检测驱动电机转速信号、驻车制动状态、档位输出信号和制动踏板深度位置。
步骤502：当驱动电机转速为零、驻车制动状态为工作、档位输出信号为空档，制动踏板深度位置大于预定深度门限值时，生成P档驱动指令，整车控制器向减速器发送P档驱动指令，其中减速器包含输入轴的输出齿轮、P档驱动电机和P档结构，P档结构作用于所述输入轴的输出齿轮。
步骤503：P档驱动电机基于P档驱动指令，驱动P档结构锁死输入轴的输出齿轮。
在一个实施方式中，该方法还包括：
当驱动电机转速不为零或驻车制动状态不为工作或档位输出信号不为空档或制动踏板深度位置不大于预定深度门限值时，整车控制器生成P档不工作指令，向减速器发送P档不工作指令；
减速器中的P档驱动电机还基于P档不工作指令，驱动P档结构释放对输入轴的输出齿轮的锁死。
在一个实施方式中，减速器还包括驱动电机、具有输出半轴的差速器、主减速齿轮、中间轴、中间轴输入齿轮和中间轴输出齿轮；该方法还包括：
驱动电机用于基于所述P档不工作指令，通过输入轴的输出齿轮与中间轴输入齿轮的啮合以及中间轴输出齿轮与主减速齿轮的啮合，经由差速器的输出半轴输出动力。
可以将本发明实施方式提出的锁死电动汽车的方法和系统应用到各种类型的电动汽车中，包括纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(PHEV)或燃料电池汽车(FCEV)，等等。
综上所述，在本发明实施方式中，锁死电动汽车的系统包括：整车控制器；用于检测驱动电机转速、驻车制动状态、档位输出信号和制动踏板深度位置；当驱动电机转速为零、驻车制动状态为工作、档位输出信号为空档，制动踏板深度位置大于预定深度门限值时，生成P档驱动指令，向减速器发送P档驱动指令；减速器，包含输入轴的输出齿轮、P档驱动电机和P档结构，其中P档结构作用于输入轴的输出齿轮；P档驱动电机基于P档驱动指令，驱动P档结构锁死输入轴的输出齿轮。可见，鉴于现有技术中电动汽车不带P档结构的缺陷，在本发明实施方式中，采用带P档结构的减速器，可以完全锁死车辆机械传动系统，使车辆不会产生不期望的移动，从而提高驻车制动的安全性。
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 (8)

1.一种锁死电动汽车的系统，其特征在于，包括：
整车控制器；用于检测驱动电机转速、驻车制动状态、档位输出信号和制动踏板深度位置；当所述驱动电机转速为零、所述驻车制动状态为工作、所述档位输出信号为空档，所述制动踏板深度位置大于预定深度门限值时，生成P档驱动指令，向减速器发送所述P档驱动指令；
减速器，包含输入轴的输出齿轮、P档驱动电机和P档结构，其中P档结构作用于所述输入轴的输出齿轮；所述P档驱动电机基于所述P档驱动指令，驱动所述P档结构锁死所述输入轴的输出齿轮；
整车控制器，还用于当所述驱动电机转速不为零或所述驻车制动状态不为工作或所述档位输出信号不为空档或所述制动踏板深度位置不大于预定深度门限值时，生成P档不工作指令，向减速器发送所述P档不工作指令；
减速器中的所述P档驱动电机，还用于基于所述P档不工作指令，驱动所述P档结构释放对所述输入轴的输出齿轮的锁死。
2.根据权利要求1所述的锁死电动汽车的系统，其特征在于，所述减速器还包括具有输出半轴的差速器。
3.根据权利要求2所述的锁死电动汽车的系统，其特征在于，所述减速器还包括主减速齿轮、中间轴、中间轴输入齿轮和中间轴输出齿轮。
4.根据权利要求3所述的锁死电动汽车的系统，其特征在于，该系统还包括驱动电机；
所述驱动电机，用于基于所述P档不工作指令，通过输入轴的输出齿轮与中间轴输入齿轮的啮合以及中间轴输出齿轮与主减速齿轮的啮合，经由差速器的输出半轴输出动力。
5.一种锁死电动汽车的方法，其特征在于，包括：
整车控制器检测驱动电机转速信号、驻车制动状态、档位输出信号和制动踏板深度位置；
当所述驱动电机转速为零、所述驻车制动状态为工作、所述档位输出信号为空档，所述制动踏板深度位置大于预定深度门限值时，整车控制器生成P档驱动指令，向减速器发送所述P档驱动指令，其中所述减速器包含输入轴的输出齿轮、P档驱动电机和P档结构，所述P档结构作用于所述输入轴的输出齿轮；
所述P档驱动电机基于所述P档驱动指令，驱动所述P档结构锁死所述输入轴的输出齿轮；
该方法还包括：
当所述驱动电机转速不为零或所述驻车制动状态不为工作或所述档位输出信号不为空档或所述制动踏板深度位置不大于预定深度门限值时，生成P档不工作指令，向减速器发送所述P档不工作指令；
减速器中的所述P档驱动电机还基于所述P档不工作指令，驱动所述P档结构释放对所述输入轴的输出齿轮的锁死。
6.根据权利要求5所述的锁死电动汽车的方法，其特征在于，所述减速器还包括驱动电机、具有输出半轴的差速器、主减速齿轮、中间轴、中间轴输入齿轮和中间轴输出齿轮；该方法还包括：
所述驱动电机用于基于所述P档不工作指令，通过输入轴的输出齿轮与中间轴输入齿轮的啮合以及中间轴输出齿轮与主减速齿轮的啮合，经由差速器的输出半轴输出动力。
7.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1所述的锁死电动汽车的系统。
8.根据权利要求7所述的电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括：纯电动汽车、混合动力汽车或燃料电池汽车。
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Denomination of invention: Electric vehicle locking system, electric vehicle locking method and electric vehicle

Effective date of registration: 20190513

Granted publication date: 20180522

Pledgee: Suzhou Trust Co., Ltd.

Pledgor: BEIJING CHANGCHENG HUAGUAN AUTOMOBILE TECHNOLOGY CO., LTD.

Registration number: 2019990000418