TW202015932A - 電動車變速裝置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一種電動車變速方法，其步驟包含有：檢測換檔指令；判斷該換檔指令是否衝突，若衝突，則回到該檢測換檔指令之步驟，若未衝突，則至下一步驟；至一同步位置，一撥叉帶動一同步器，以使該同步器由一原始檔位移動至一同步位置，該撥叉於一同步時間內不作動；以及至一目標檔位，該撥叉再次帶動該同步器，而使該同步器移動至該目標檔位。

Description

電動車變速裝置及其方法
一種電動車變速裝置及其方法，尤指一種能夠穩定換檔，並能消彌或降低換檔時所產生的振動之方法及其裝置。
現有的電動車或油電混合車因具有離合裝置，故於轉換檔位時，離合裝置會斷開動力源與變速裝置之間的耦接關係，當進入所轉換檔位後，動力源會與變速裝置再次耦接，所以駕駛不會感受到換檔不順感。
然現有的電動車大部分未具有多速變速系統或設置離合裝置，所以駕駛會感受到進檔時，檔位齒輪之間因非同步所產生的振盪，而使駕駛於行駛上有不順暢的感覺。此外，該振盪有時可能會造成檔位齒輪的毀損。
本發明提出的一種電動車變速裝置，其包含有：  一傳動源；  一傳動軸，其係耦接該傳動源；  一第一檔位齒輪，其係設於該傳動軸；  一第二檔位齒輪，其係設於該傳動軸；  一同步器，其係設於該傳動軸，該同步器係位於該第一檔位齒輪與該第二檔位齒輪之間；  一撥叉，其係耦接該同步器；  一撥叉驅動源，其係耦接該撥叉；以及  一控制單元，其係電性連接該傳動源與該撥叉驅動源；  其中，該撥叉係帶動該同步器，以使該同步器由一原始檔位移動至一同步位置後，該撥叉於一同步時間係不作動；該撥叉再次帶動該同步器，以使該同步器由該同步位置移動至一目標檔位；該原始檔位為該第一檔位齒輪或該第二檔位齒輪；該目標檔位為該第二檔位齒輪或該第一檔位齒輪。
本發明復提出的一種電動車變速方法，其步驟包含有：  檢測換檔指令；  判斷該換檔指令是否衝突，若衝突，則回到該檢測換檔指令之步驟，若未衝突，則至下一步驟；  至一同步位置，一撥叉帶動一同步器，以使該同步器由一原始檔位移動至該 同步位置，該撥叉於一同步時間內不作動；以及  至一目標檔位，該撥叉再次帶動該同步器，而使該同步器移動至該目標檔位。
請配合參考第1圖與第2圖，本發明係一種電動車變速裝置，其包含有一傳動源10、一傳動軸11、一第一檔位齒輪14、一同步器13、一第二檔為齒輪12、一撥叉15、一螺桿16、一撥叉動力源17與一控制單元18。
傳動源10為一馬達。傳動源10係耦接傳動軸11。傳動軸11係耦接第一檔位齒輪14、同步器13與第二檔位齒輪12。
撥叉15係耦接同步器13，以使撥叉15撥動同步器13。撥叉15係進一步耦接螺桿16。螺桿16係耦接撥叉動力源17。撥叉動力源17為一馬達。
同步器係在換擋中相互接合的齒輪實現同步的裝置。於換擋過程中，應當使準備嚙合的那一對齒輪的接合齒圈的圓周速度達到相等（即同步），才能平順地掛上擋。否則，兩齒輪齒間會發出衝擊和噪音，影響齒輪的壽命。同步器的基本原理，是靠同步環的錐面在兩個齒輪之間進行摩擦，使快的減慢，慢的加快。達到同步後，才能使齒輪接合。
請配合參考第5圖所示，同步器13具有一接合套130、一輪轂131、一第一同步環132、一第二同步環133、一第一磨擦環組138、一第二磨擦環組139、一第一錐面134、一第二錐面135、一第一壓蓋136與一第二壓蓋137。
接合套130之內部具有栓槽（圖中未示）。輪轂131之外部具有栓槽（圖中未示）。接合套130之栓槽可在輪轂131之栓槽上滑動。第一同步環132、第二同步環133、第一壓蓋136與第二壓蓋137之外部設有外齒，分別可與接合套130之栓槽相嚙合，並分別與第一磨擦環組138、第二磨擦環組139之第一錐面134、第二錐面135結合一體達成換檔位置。
第一磨擦環組138、第二磨擦環組139分別具有襯套環及摩擦環(圖中未示)，第一錐面134與第二錐面135分別設置於襯套環之外部，摩擦環與傳動軸11緊密結合，第一壓蓋136與第二壓蓋137又分別與第一檔位齒輪14、第二檔為齒輪12相互固定，當接合套130分別與第一同步環132、第二同步環133、第一壓蓋136與第二壓蓋137接合時，可分別將第一同步環13與第一磨擦環組138上之襯套環及摩擦環，及第二同步環133與第二磨擦環組139上之襯套環及摩擦環結合一體，並將動力分別輸出至第一檔位齒輪14與第二檔為齒輪12上。
如第5圖所示，傳動軸11係依序穿過第一檔位齒輪14、第一磨擦環組138、第一同步環132、輪轂131、第二同步環133、第二磨擦環組139與第二檔位齒輪12，且該傳動軸11係以栓槽方式固定於輪轂131上，當接合套130未結合狀態時，傳動軸11係處於空轉狀態，未作動力輸出。
第一錐面134係耦接第一檔位齒輪14。第一壓蓋136係係設於第一錐面134，並且相鄰於第一檔位齒輪14。
接合套130係被撥叉15所撥動。接合套130係套設於輪轂131，並且接合套130的內部係嚙合輪轂131的外部。輪轂131的兩端分別耦接第一同步環132與第二同步環133。接合套130的內部係可選擇性嚙合第一同步環132的外部或第二同步環133的外部。
第二錐面134係耦接第二檔位齒輪12。第二壓蓋137係設於第二錐面134，並且相鄰於第二檔位齒輪12。接合套130的內部係可選擇性嚙合第二壓蓋137的外部或第一壓蓋136的外部。
控制單元18係電性連接傳動源10與撥叉動力源17。控制單元18更進一步電性連接一輪轉速感應器19。
請配合參考第3圖所示，本申請係一種電動車變速方法，其步驟包含有：
步驟S1，檢測換檔指令。控制單元18係檢測是否有一換檔指令產生。若控制單元18檢測有換檔指令產生，則至下一步驟S2。
步驟S2，判斷指令是否衝突。控制單元18依據換檔指令，並檢測檔位齒輪是否與換檔指令衝突。若未衝突，舉例而言，若換檔指令係切換至第一檔位齒輪14，然於此時點，如檔位不在第一檔位齒輪14時，則換檔指令未衝突，則回到下一步驟S3。若衝突，舉例而言，若換檔指令係切換至第一檔位齒輪14，然於此時點，如檔位在第一檔位齒輪14，則換檔指令為衝突，則回到上一步驟S1。步驟S1與步驟S2為一防呆步驟。
步驟S3，至一同步位置。請配合參考第6圖所示，控制單元18指示撥叉動力源17驅動螺桿16，螺桿16帶動撥叉15，以使同步器13脫離與其嚙合之檔位齒輪（原始檔位），並至一同步位置，並於一同步時間內不作動。舉例而言，若換檔指令係由第一檔位齒輪14換至第二檔位齒輪12。螺桿16帶動撥叉15，以使同步器13脫離與其嚙合之第一檔位齒輪14，並至一同步位置。
簡而言之，同步器13依據該換檔指令，並由原始檔位移動至一同步位置。若更進一步說明，撥叉15撥動接合套130，以使接合套130離開第一壓蓋136，並朝向第二壓蓋137方向移動，且接合套130係移動至一同步位置，同步位置A係同步器13之同步環（第一同步環132或第二同步環133）接觸磨擦環組（第一磨擦環組138或第二磨擦環組139）將嚙合之間的間隙，並且接合套130未與壓蓋（第一壓蓋136或第二壓蓋137）嚙合。
步驟S4，至一目標檔位。於同步時間後，螺桿16再次帶動撥叉15，以使同步器13嚙合換檔指令所指定的檔位齒輪（目標檔位）。舉例而言，若目標檔位為第一檔位齒輪14。於同步時間後，螺桿16再次帶動撥叉15，以使同步器13嚙合第一檔位齒輪14。簡而言之，於一同步時間後，同步器13由該同步位置A移動至一目標檔位。同步時間可為50ms~500ms。
若更進一步說明，於一同步時間後，接合套130由同步位置A朝向目標檔位移動，並且嚙合目標檔位之壓蓋，如第7圖所示，目標檔位為第二檔位齒輪12，壓蓋為第二壓蓋137，所以接合套130於同步時間後，由同步位置A朝向第二檔位齒輪12方向移動，並且嚙合第二壓蓋137。
請配合參考第4圖所示，若欲由第二檔位齒輪12換至第一檔位齒輪14。時間t0~t1之間一換檔指令被控制單元18接收。撥叉15帶動同步器13，以使同步器13與第二檔位齒輪12不在嚙合。此時同步器13由原始檔位移動到空檔（空檔，如第4圖所標示之位置），同步器13之移動時間係t1~t2。撥叉15持續帶動同步器13，以使同步器13由空檔移動至同步位置，同步器13之移動時間為t2~t3。
同步器13進入同步位置（如第4圖所標示之位置，其係位於第一檔位與空檔之間），並於時間t3~t4，同步器13停止作動，此時間係上述之同步時間。同步器13再由同步位置移動到一上檔的位置，同步器13之移動時間為t4~t5。過了時間t5後，同步器13嚙合第一檔位齒輪14。如第4圖所示之t3~t4為同步時間。
步驟S5，判斷是否安全，即由轉訴判斷是否在正確之檔位。輪轉速感應器19係感應輪胎轉速，並將輪胎轉速傳送給控制單元18。若安全，則輪胎轉速為其所對應目標檔位之檔位齒輪所產生的轉速，則控制單元18不作動，並至步驟S1。
若不安全，則輪胎轉速不為其所對應目標檔位之檔位齒輪所產生的轉速，則控制單元18係使撥叉15帶動同步器13，以使同步器13脫離與其嚙合目標檔位之檔位齒輪，並至步驟S6。
步驟S6，判斷回報次數是否已達一設定次數，即判斷機件是否異常。若回報給控制單元18之次數未達設定次數，則回到步驟S3。若回報給控制單元18之次數已達設定次數，則至步驟S7。
該回報為輪胎轉速不為其所對應目標檔位之檔位齒輪所產生的轉速，並且該同步器13脫離與其嚙合目標檔位之檔位齒輪之訊息。該設定次數為至少一次或二~十次。
步驟S7，警示駕駛人。控制單元18發出一警示，以提醒駕駛人，輪胎轉速仍不為其所對應之檔位齒輪所產生的轉速。該警示可為聲音、燈光、無線訊息。
綜合上述，本申請之電動車變速裝置及其方法，其利用同步器與同步時間，而消彌或降低換檔時所產生的振動。
另外，本申請之電動車變速方法的步驟S3~S4可視為一開放迴路，再藉由步驟S5之封閉迴路的檢測，而使本申請形成一種開放迴路之換檔方法，以及半開放迴路之換檔及其檢測方法。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:傳動源11:傳動軸12:第二檔位齒輪13:同步器130:接合套131:輪轂132:第一同步環133:第二同步環134:第一錐面135:第二錐面136:第一壓蓋137:第二壓蓋138:第一磨擦環組139:第二磨擦環組14:第一檔位齒輪15:撥叉16:螺桿17:撥叉動力源18:控制單元S1~S7:步驟
第1圖係本發明之一種電動車變速裝置之示意圖。  第2圖係本發明之一種電動車變速裝置之又一示意圖。  第3圖係本發明之一種電動車變速方法之流程圖。  第4圖係本發明之一種電動車變速方法之時間示意圖。  第5圖係一同步器位於空檔之示意圖。  第6圖係一接合套位於一同步位置之示意圖。  第7圖係一接合套嚙合一壓蓋（第二壓蓋）之示意圖。
S1~S7:步驟

Claims (20)

  1. 一種電動車變速裝置，其包含有：        一傳動源；        一傳動軸，其係耦接該傳動源；         一第一檔位齒輪，其係設於該傳動軸；         一第二檔位齒輪，其係設於該傳動軸；         一同步器，其係設於該傳動軸，該同步器係位於該第一檔位齒輪與該第二檔位齒輪之間；         一撥叉，其係耦接該同步器；         一撥叉驅動源，其係耦接該撥叉；以及         一控制單元，其係電性連接該傳動源與該撥叉驅動源；          其中，該撥叉係帶動該同步器，以使該同步器由一原始檔位移動至一同步位置後，該撥叉於一同步時間係不作動；該撥叉再次帶動該同步器，以使該同步器由該同步位置移動至一目標檔位；該原始檔位為該第一檔位齒輪或該第二檔位齒輪；該目標檔位分別為該第二檔位齒輪或該第一檔位齒輪。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電動車變速裝置，其中該撥叉動力源係耦接一螺桿，該螺桿係耦接該撥叉。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電動車變速裝置，其中該撥叉動力源與該動力源為一馬達。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電動車變速裝置，其中該同步器具有一接合套、一輪轂、一第一同步環、一第二同步環、一第一錐面、一第二錐面、一第一壓蓋與一第二壓蓋，該傳動軸係依序穿過該第一檔位齒輪、該第一錐面、該第一同步環、該輪轂、該第二同步環與該第二錐面；該第一壓蓋係設於該第一錐面；該第二壓蓋係設於該第二錐面；該接合套係套設於該輪轂。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電動車變速裝置，其中該接合套的內部係嚙合該輪轂的外部；該輪轂的兩端係耦接該第一同步環與該第二同步環；該接合套的內部係嚙合該第一同步環的外部或該第二同步環的外部；該接合套的內部係嚙合該第二壓蓋的外部或該第一壓蓋的外部。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電動車變速裝置，其中該同步器更具有一第一摩擦環組與一第二摩擦環組；該第一磨擦環組與該第二摩擦環分別具有襯套環及摩擦環；該第一錐面與該第二錐面分別設置於該些襯套環之外部，該些摩擦環與該傳動軸緊密結合。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之電動車變速裝置，其中該同步位置為一同步環接觸一磨擦環組將嚙合之間的間隙，並且該接合套未與一壓蓋嚙合；該同步環為該第一同步環或該第二同步環；該摩擦環組為該第一磨擦環組或該第二磨擦環組；該壓蓋為該第一壓蓋或該第二壓蓋。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之電動車變速裝置，其中該接合套之內部具有栓槽；該輪轂之外部具有栓槽，該接合套之該栓槽在該輪轂之該栓槽上滑動。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之電動車變速裝置，其中該第一同步環、該第二同步環、該第一壓蓋與該第二壓蓋之外部設有外齒，分別與該接合套之該栓槽相嚙合。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電動車變速裝置，其中該同步時間為50ms~500ms。
  11. 一種電動車變速方法，其步驟包含有：         檢測換檔指令；         判斷該換檔指令是否衝突，若衝突，則回到該檢測換檔指令之步驟，若未衝突，則至下一步驟；         至一同步位置，一撥叉帶動一同步器，以使該同步器由一原始檔位移動至該同步位置，該撥叉於一同步時間內不作動；以及         至一目標檔位，該撥叉再次帶動該同步器，而使該同步器移動至該目標檔位。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電動車變速方法，其更具有一判斷是否安全之步驟，若安全，則一輪胎轉速係對應該目標檔位之檔位齒輪所產生之轉速，並回到該檢測換檔指令之步驟。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之電動車變速方法，其中於該判斷是否安全之步驟，若不安全，該撥叉帶動該同步器，以使該同步器離開該目標檔位，並至一判斷回報是否已達一設定次數之步驟。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之電動車變速方法，其中該判斷回報是否已達該設定次數之步驟，若回報給一控制單元之次數未達設定次數，則回到該至一同步位置之步驟。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之電動車變速方法，其中該判斷回報是否已達一設定次數之步驟，若回報給該控制單元之次數已達該設定次數，則至一警示駕駛人之步驟。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之電動車變速方法，其中該設定次數為至少一次或二至十次。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之電動車變速方法，其中該判斷回報為該輪胎轉速不為其所對應該檔位齒輪所產生的轉速之訊息。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之電動車變速方法，其中該警示駕駛人之步驟，該控制單元發出一警示，以告知該輪胎轉速不為其所對應該檔位齒輪所產生的轉速；該警示為聲音、燈光、無線訊息。
  19. 如申請專利範圍第11項所述之電動車變速方法，其中該同步時間為50ms~500ms。
  20. 如申請專利範圍第11項所述之電動車變速方法，其中該同步位置為一同步環接觸一磨擦環組將嚙合之間的間隙，並且一接合套未與一壓蓋嚙合；該同步環為一第一同步環或一第二同步環；該摩擦環組為一第一磨擦環組或一第二磨擦環組；該壓蓋為一第一壓蓋或一第二壓蓋。
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