CN110107684B - 电动汽车三挡手动变速器换挡方法 - Google Patents

Abstract

电动汽车三挡手动变速器换挡方法如下，实现3挡变速的功能首先要解决两个挡位之间的切换，如1、2挡之间的切换，2、3挡之间的切换，每两个挡位之间的切换作为一个基本的高低挡换挡单元，再对两个基本高低挡换挡单元进行切换，从而实现3挡变速的功能，对传统手动变速器挡位操纵机构的进行改造，1挡位置不变、2挡改在传统变速器的3挡处、3挡改在传统变速器的5挡处、挂挡手柄1挡位到空挡的运行通道中靠近空挡处装一个开关K3用来切换1、2挡换挡单元和2、3挡换挡单元。

Description

电动汽车三挡手动变速器换挡方法

技术领域

本发明属于电动汽车手动变速器的控制系统及挡位操纵机构的部分装置。

背景技术

现有电动汽车的变速器大多是单一的减速器或两挡自动变速器，在爬坡或高速行驶时电动机效率不高，本发明通过3档手动变速的功能来提高电动机的效率。

发明内容

本方案通过对传统手动变速器挡位操纵机构的改造来实现电动汽车三挡手动变速器的功能，由于电动汽车驱动电机的转速很高、变速器换挡时仅仅通过同步器被动的调整待啮合齿轮的转速来与花键轴同步的方式已无法实现换挡的同步功能、本方案通过增加调速电机的方式来调节待啮合齿轮减速与花键轴同步，本方案中有一个调速电机以及控制调速电机加减速的能量回收电路和动力输出电路，调速电机与变速器的动力输入轴相联，挂挡手柄从低挡挂位向高挡位时调速电机接入能量回收电路使高挡位的待啮合齿轮减速与花键轴同步、挂挡手柄从高挡位挂向低挡位时调速电机接入动力输出电路使低挡位的待啮合齿轮加速与花键轴同步。本方案实现3挡变速的功能首先要解决两个挡位之间的切换，如1、2挡之间的切换，2、3挡之间的切换，每两个挡位之间的切换作为一个基本的高低挡换挡单元，再对两个基本高低挡换挡单元进行切换，从而实现3挡变速的功能。挂挡手柄在1、2挡之间来回切换时有一个独立、封闭的同步控制电路使调速电机在能量回收电路与动力输出电路之间来回切换，挂挡手柄离开1挡时此同步控制电路使调速电机接入能量回收电路使2挡位的待啮合齿轮减速与花键轴同步、当挂挡手柄离开2挡时此同步控制电路使调速电机接入动力输出电路使1挡位的待啮合齿轮加速与花键轴同步。挂挡手柄在2、3挡之间来回切换时另有一个独立、封闭的同步控制电路使调速电机在能量回收电路与动力输出电路之间来回切换，挂挡手柄从2挡离开时此同步控制电路使调速电机接入能量回收电路使3挡位的待啮合齿轮减速与花键轴同步，当挂挡手柄从3挡离开时此同步控制电路使调速电机接入动力输出电路使2挡位的待啮合齿轮加速与花键轴同步。调速电机通过一组开关分别与1、2挡之间的同步控制系统和2、3挡之间的同步控制系统相连，当挂挡手柄在1、2挡之间运动时此组开关使调速电机与1、2挡之间的同步控制电路相连并使调速电机与2、3挡之间的同步控制电路断开，当挂挡手柄挡在2、3挡之间运动时此组开关使调速电机与1、2挡之间的同步控制电路断开并使调速电机与2、3挡之间的同步控制电路相连，当挂挡手柄从3挡越级挂向1挡时此组开关使调速电机与2、3挡之间的同步控制电路断开而和1、2挡之间的同步控制电路相连、相当于2挡位切换到1挡位使1挡位的待啮合齿轮减速与花键轴同步，挂挡手柄在1、2、3挡之间任意切换时调速电机根据需求在1、2挡之间的同步控制系统和2、3挡之间的同步控制系统之间自动切换。

传统的手动变速器挂挡手柄通过操纵系统顶盖从2挡或3挡位挂向其他挡位时难以实现同步控制系统在1、2挡和在2、3挡之间的自动切换、如挂挡手柄离开2挡或3挡时同步控制系统就无法判别挂挡手柄是在1、2挡之间运行还是要在2、3挡之间运行，解决方案如下：挂挡手柄离开2挡位时同步控制系统优先调节3挡位的待啮合齿轮转速、挂挡手柄离开3挡位时同步控制系统优先调节2挡位的待啮合齿轮转速，如果需要从2、3挡位挂向1挡位、1挡位和空挡之间可设置一个开关KB来切换1、2挡和在2、3挡之间同步控制系统，挂挡手柄从1挡位挂向2挡位时使开关KB接通但被屏蔽1、2挡的同步控制系统正常工作2、3挡之间同步控制系统断开、当挂挡手柄到达2挡位时屏蔽取消此开关恢复正常使2、3挡之间同步控制系统工作1、2挡的同步控制系统断开则挂挡手柄离开2挡位时同步控制系统优先调节3挡位的待啮合齿轮转速、当挂挡手柄从2、3挡返回到1挡位时系统初始化则开关KB又被屏蔽，通过改变手动变速器挂挡手柄运行通道的结构可实现挂挡手柄在1、2、3挡之间任意切换时调速电机根据需求在1、2挡之间的同步控制系统和2、3挡之间的同步控制系统之间自动切换。

具体实现方法如下

改变传统手动变速器操纵系统挂挡手柄运行通道的结构(如图1)，(1)是挂挡手柄在1挡的位置，(2)是挂挡手柄在2挡的位置，(3)是挂挡手柄在3挡的位置，(4)是挂挡手柄在空挡的位置，1挡向下再向右连通到空挡之间的通道为一通道(5)，2挡到空挡之间的通道为二通道(6)，空挡向右再向上连通到三挡位的通道为三通道(7)，1挡和2挡的拨块相连共用一个换挡拨叉及同步器，一通道内部靠近空挡处装一个开关K3(8)用来切换1、2挡和2、3挡的同步控制电路，当挂挡手柄从1挡位向右移动经过K3时开关K3接通、当挂挡手柄从空挡位向左移动经过开关K3时K3断开，当挂挡手柄从1挡位向右移动经过K3时开关K3接通但暂时不起作用无法切换1、2挡和2、3挡的同步控制电路、只有挂挡手柄到达2挡位时开关K3才起作用使调速电机与2、3挡的同步控制电路接通同时使调速电机与1、2挡的同步控制电路断开，挂挡手柄在1挡和2挡之间的运行通道设计成非直线通道是为了便于开关K3的安装以及在换挡时能适应同步控制系统的工作时间。

挂挡手柄从1挡位向右移动到空挡时开关K3接通但被屏蔽、只有到达2挡位时屏蔽取消K3才能发挥作用的方法如下，挂挡手柄在1挡位时控制一个开关K1、挂挡手柄挂在1挡位开关K1断开离开1挡位开关K1导通，挂挡手柄在2挡位时控制一个开关K2、挂挡手柄挂在2挡位开关K2断开离开2挡位开关K2导通，由开关K1、K2、双稳态触发器、晶体管开关VT1、继电器KA4等部件组成一个控制电路(如图2)、K1串接双稳态触发器的电源、K2接双稳态触发器的SD端口、双稳态触发器的Q端接晶体管开关VT1的基极、继电器KA4的电流输入端串联接入晶体管开关VT1的集电极、继电器KA4的开关端当作一个等效开关K4，当挂挡手柄离开1挡位未到2挡位时开关K1导通、K2导通、双稳态触发电路(如图2)使开关K4断开、当挂挡手柄到达2挡位时K2断开则K4导通、当挂挡手柄离开2挡位时K2导通、基于基本RS触发器反馈线的信号耦合作用K4维持导通状态、当挂挡手柄回到1挡位时双稳态控制电路初始化，由一个信号源、开关K3、K4、晶体管开关VT2、继电器KA5、KA6等部件组成一个控制电路(如图3)、信号源、开关K3、K4串联接入晶体管开关VT2的基极、继电器KA5、KA6的电流输入端并联后再串联接入晶体管开关VT2的集电极、继电器KA5、KA6的开关端形成两个相反状态的等效开关K5、K6，晶体管开关VT2截止时K5导通K6断开、晶体管开关VT2导通时K6导通K5断开，调速电机一路通过K5接入1、2挡同步控制系统一路通过K6接入2、3挡同步控制系统(如图4)，当挂挡手柄从1挡位向右移动到空挡时开关K3接通、由于K4断开使K5导通K6断开则调速电机接入1、2挡同步控制系统同时与2、3挡同步控制系统断开，当挂挡手柄到达2挡位时由于K4接通使晶体管开关VT2导通使K6导通K5断开则调速电机接入2、3挡同步控制系统同时与1、2挡同步控制系统断开、当挂挡手柄离开2挡位时K4维持接通状态则K6K5的状态维持不变、当挂挡手柄到达3挡位时K4维持接通状态则K6K5的状态维持不变，当挂挡手柄从2挡或3挡挂向1挡经过K3时K3断开则K5导通K6断开则调速电机接入1、2挡同步控制系统同时与2、3挡同步控制系统断开。

附图说明

图1是手动变速器操纵系统挂挡手柄运行通道的俯视图,(1)是挂挡手柄在1挡的位置，(2)是挂挡手柄在2挡的位置，(3)是挂挡手柄在3挡的位置，(4)是挂挡手柄在空挡的位置，1挡向下再向右连通到空挡之间的通道为一通道(5)，2挡到空挡之间的通道为二通道(6)，空挡向右再向上连通到三挡位的通道为三通道(7)，1挡和2挡的拨块相连共用一个拨叉及一个同步器，(8)是一通道内部靠近空挡处装一个开关K3的示意图、挂挡手柄在一通道内运行时会触发开关K3通断。

图2是由开关K1、K2、双稳态触发器、晶体管开关VT1、继电器KA4等部件组成一个控制电路形成屏蔽开关K4的电路图。

图3是由开关K3、K4、晶体管开关VT2、继电器KA5、KA6等部件组成一个控制电路对开关K3实现屏蔽功能的电路图。

图4是调速电机分别与1、2挡同步控制系统2、3挡同步控制系统的连接图。

Claims (2)

1.一种电动汽车手动变速器操纵系统挂挡手柄运行通道的结构，其特征是：1是挂挡手柄在1挡的位置，2是挂挡手柄在2挡的位置，3是挂挡手柄在3挡的位置，4是挂挡手柄在空挡的位置，5是挂挡手柄从1挡位向下再向右到空挡的运行通道，6是挂挡手柄从2挡位到空挡的运行通道，7是挂挡手柄从空挡向右再向上连通到3挡位的运行通道，1挡和2挡的拨块相连共用一个换挡拨叉及同步器，8是一个控制调速电机在1、2挡同步控制电路和2、3挡同步控制电路之间进行切换的开关K3，开关K3装在挂挡手柄在1挡位和空挡位之间的运行通道内、且靠近空挡处，挂挡手柄在1挡位和空挡位之间运行时会触发开关K3通断。

2.一种电动汽车手动变速器换挡时，挂挡手柄在运行中控制调速电机在1、2挡同步控制电路和2、3挡同步控制电路之间进行切换的方法，其特征是：挂挡手柄在1挡位时控制一个开关K1，挂挡手柄在1挡位时开关K1断开、离开1挡位时开关K1导通，挂挡手柄在2挡位时控制一个开关K2，挂挡手柄在2挡位时开关K2断开、离开2挡位时开关K2导通；挂挡手柄从1挡位到空挡位的运行通道中、且靠近空挡处，装一个用来切换1、2挡和2、3挡同步控制电路的开关K3，挂挡手柄从1挡位向右移动经过开关K3时K3接通，挂挡手柄从空挡向左移动经过开关K3时K3断开；由开关K1、K2、双稳态触发器、晶体管开关VT1、继电器KA4组成一个控制电路，K1串接双稳态触发器的电源，K2接双稳态触发器的SD端口，双稳态触发器的Q端接晶体管开关VT1的基极，继电器KA4的电流输入端串联接入晶体管开关VT1的集电极，继电器KA4的开关端当做一个等效开关K4，当挂挡手柄离开1挡位未到2挡位时开关K1导通、K2导通，双稳态触发电路使开关K4断开，当挂挡手柄到达2挡位时K2断开则K4导通、当挂挡手柄离开2挡位时K2导通、基于基本RS触发器反馈线的信号耦合作用K4维持导通状态，当挂挡手柄回到1挡位时双稳态触发电路初始化；由一个信号源、开关K3、开关K4、晶体管开关VT2、继电器KA5、继电器KA6组成一个控制电路，信号源、开关K3、开关K4串联接入晶体管开关VT2的基极，继电器KA5、继电器KA6的电流输入端并联后再串联接入晶体管开关VT2的集电极，继电器KA5和继电器KA6的开关端形成两个开关状态相反的等效开关K5和K6，晶体管开关VT2截止时K5接通K6断开，晶体管开关VT2导通时K5断开K6接通；调速电机一路通过K5接入1、2挡之间的同步控制电路，一路通过K6接入2、3挡之间的同步控制电路；当挂挡手柄从1挡位向右移动到空挡时开关K3接通，由于K4断开使晶体管开关VT2截止使K5导通K6断开则调速电机维持接入1、2挡同步控制电路的状态同时与2、3挡同步控制电路断开，当挂挡手柄到达2挡位时由于K4接通使晶体管开关VT2导通使K6导通K5断开则调速电机接入2、3挡同步控制电路同时与1、2挡同步控制电路断开，当挂挡手柄离开2挡位时K4维持接通状态则K6、K5的状态维持不变，当挂挡手柄到达3挡位时K4维持接通状态则K6、K5的状态维持不变，当挂挡手柄从2挡或3挡挂向1挡时触发K3断开则K5导通K6断开则调速电机接入1、2挡同步控制电路同时与2、3挡同步控制电路断开。