TWM515974U

TWM515974U - 電動車輛排檔控制裝置

Info

Publication number: TWM515974U
Application number: TW103223500U
Authority: TW
Inventors: wen-tian Cai
Original assignee: wen-tian Cai
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2016-01-21

Description

電動車輛排檔控制裝置

本創作係有關於一種電動車輛排檔控制裝置控制技術，特別是有關於一種以電磁作動式電動車輛排檔控制裝置，以提供平順之電動車輛專用排檔控制功能者。

當前電動車輛之變速裝置，如軌道車輛(高鐵、臺鐵、捷運)、輪轂式汽機車皆為一速到底，造成爬坡力不足；或有以習用繁複之汽柴油車之變速箱代用，則成本高。因之，研發一種結構簡單、可靠之電動車輛專用變檔變速裝置是發展電動車當務之急。

本創作之主要目的在於提供一種電磁作動式電動車輛排檔控制技術，設置一排檔輸出信號裝置，使之於變檔期間，藉排檔輸出信號，適時令電動馬達動力中斷，因而成就一檔數少、結構簡單、平順、可靠、低價的電動車專用排檔控制裝置者。

本創作為達上述目的所採用技術手段為一種電動車輛排檔控制裝置，該電動車輛包括：一電動驅動總成模組及一車輪組，該電動驅動總成模組包括：一電動馬達；一傳動齒輪箱，設於該電動馬達之輸出軸端；該車輪組設於該傳動齒輪箱之輸出軸端；該電動驅動總成模組又包括：一電磁作動式排檔控制裝置，用以控制該傳動齒輪箱的檔位切換；該傳動齒輪箱具有一第一檔的低速齒輪組與一第二檔的高速齒輪組；該傳動齒輪箱驅動該電動車輛之車輪組，該電動車輛藉電動馬達產生動力經該傳動齒輪箱來驅動該車輪組以行駛電動車輛；當該電磁作動式排檔控制裝置未激時，該傳動齒輪箱嚙合於該第一檔的低速齒輪組，而於該電磁作動式排檔控制裝置受激時，則可將該傳動齒輪箱嚙合於該第二檔的高速齒輪組；反之，當該電磁作動式排檔控制裝置未激時，該傳動齒輪箱嚙合於該第二檔的高速齒輪組，而於該電磁作動式排檔控制裝置受激時，則可將該傳動齒輪箱嚙合於第一檔的低速齒輪組者。

本創作為達上述目的所採用的另一技術手段為一種電動車輛排檔控制裝置，該電動車輛包括：一電動驅動總成模組及一車輪組，該電動驅動總成模組包括：一電動馬達；一傳動齒輪箱，設於該電動馬達之輸出軸端；該車輪組設於該傳動齒輪箱之輸出軸端；該電動驅動總成模組更包括：一電磁作動式排檔控制裝置，用以控制該傳動齒輪箱的檔位切換；一排檔控制信號裝置，該排檔控制信號裝置於變檔機制啟動後，將該電動車輛暫停動力輸出並設定時程、依序完成檔位切換之動作；及一車速信號裝置；該排檔控制信號裝置輸出之時序信號，包括：(1)一動力禁止控制信號；及(2)一排檔控制信號；當該排檔控制信號裝置輸出之排檔控制信號，用以改變該電磁作動式信號排檔控制裝置之受激狀態，使該傳動齒輪箱切換至所需之檔位；而當該排檔控制信號裝置輸出之動力禁止控制信號時，則配合該傳動齒輪箱切換至所需之檔位，依序暫停該電動馬達之輸出動力，以順利完成變速者。

所述的電動車輛排檔控制裝置，其中，該車速信號裝置與該排檔控制信號裝置共同運作時，該排檔控制信號裝置的輸入信號包括：(1)輸入一手排信號，供手動開關裝置，用為檔位設定；(2)輸入一自排信號，以供該車速信號裝置之輸出車速信號來決定適當之升檔或降檔時機。

所述的電動車輛排檔控制裝置，其中，該排檔控制信號裝置更包括：一變速開關；一動力禁止信號產生電路，連接於該變速開關之輸出端，用以控制電動車輛之檔位切換；當該變速開關的一輸出端點產生指令信號時，令該動力禁止信號產生電路的一輸出端點產生輸出，令該電動馬達暫停輸出動力；一第一時間延遲電路，連接於該變速開關之輸出端點；一排檔控制信號產生電路，連接於該第一時間延遲電路之一輸出端點；一第二時間延遲電路，連接於該第一時間延遲電路之輸出端點；當該變速開關之輸出端點，產生延遲一第一升檔延遲時間後，該第一時間延遲電路輸出端點的輸出路徑包括(1)經一排檔控制信號產生電路的一輸出端點產生信號，令該電磁作動式排檔控制裝置改變受激之狀態而控制該傳動齒輪箱切換檔位；(2)再經該第二時間延遲電路延遲一第二升檔延遲時間後，該第二升檔延遲時間的一輸出端點於檔位切換動作確實完成後，令該電動馬達回復動力的輸出，變檔即告完成。

所述的電動車輛排檔控制裝置，其中，該排檔控制信號裝置更包括：一變速開關；一動力禁止信號產生電路，連接於該變速開關之輸出端，用以控制電動車輛之檔位切換；當該變速開關的一輸出端點產生指令信號時，令該動力禁止信號產生電路的一動力禁止控制信號產生輸出，令該電動馬達暫停輸出動力；一第一時間延遲電路，連接於該變速開關之輸出端點；一排檔控制信號產生電路，連接於該第一時間延遲電路之一輸出端點；一第二時間延遲電路，連接於該第一時間延遲電路之輸出端點；當該變速開關之輸出端點，產生延遲一第一降檔延遲時間後，該第一時間延遲電路輸出端點的輸出路徑包括(1)經一排檔控制信號產生電路的一輸出端點產生信號，令該電磁作動式排檔控制裝置改變受激之狀態而控制該傳動齒輪箱切換檔位；(2)再經該第二時間延遲電路延遲一第二降檔延遲時間後，該第二升檔延遲時間的一輸出端點於檔位切換動作確實完成後，令該電動馬達回復動力的輸出，變檔即告完成。

10‧‧‧電動車輛

100‧‧‧排檔控制信號裝置

110‧‧‧變速開關

130‧‧‧動力禁止信號產生電路

140‧‧‧第一時間延遲電路

150‧‧‧排檔控制信號產生電路

160‧‧‧第二時間延遲電路

20‧‧‧電動馬達

20A‧‧‧電動驅動總成模組

30‧‧‧傳動齒輪箱

31‧‧‧電磁作動式排檔控制裝置

40‧‧‧車輪組

41‧‧‧車速信號裝置

A‧‧‧輸出端點

B‧‧‧輸出端點

C‧‧‧輸出端點

S‧‧‧輸出端點

E‧‧‧輸出端點

△t1‧‧‧第一升檔延遲時間

△t'1‧‧‧第一降檔延遲時間

△t2‧‧‧第二升檔延遲時間

△t'2‧‧‧第二降檔延遲時間

L1‧‧‧高速檔車速信號水準

L2‧‧‧低速檔車速信號水準

N1‧‧‧手排信號

N2‧‧‧自排信號

U1‧‧‧動力禁止控制信號

U2‧‧‧排檔控制信號

第1圖為本創作之電動車輛排檔控制裝置的應用示意圖；第2圖為本創作之電動車輛排檔控制裝置之系統方塊示意圖；第3圖為本創作之電動車輛排檔控制裝置之架構方塊示意圖；第4圖為本創作之電動車輛排檔控制裝置之系統作動之時序圖。

以下即配合所附圖式，詳細揭露本創作之電動車輛排檔控制技術的實施例。如第1圖所示，本創作之電動車輛排檔控制裝置，一排檔控制信號裝置100於實際應用時係整合至一電動車輛10。於排檔裝置作動期間，藉排檔控制信號裝置100之輸出信號，將電動車輛10暫停動力輸出，俾電動車輛10可依序完成檔位切換之動作，達成平順換檔之目的者。

如第2圖所示，為本創作之電動車輛排檔控制裝置之系統架構方塊示意圖，其中該電動車輛10具有一電動馬達20，一傳動齒輪箱30、一電磁作動式排檔控制裝置31，一組車輪組40以及一車速信號裝置41。

電動車輛10藉電動馬達20產生動力經傳動齒輪箱30來驅動車輪組40行駛電動車輛10。又，為機構說明方便，如圖中所示，該電動馬達20、該傳動齒輪箱30、該電磁作動式排檔控制裝置31及車速信號裝置41，得組成一電動驅動總成模組模組20A，共置於同一模組中，電磁作動式排檔控制裝置31是用以控制上述控制傳動齒輪箱30的檔位切換：當該電磁作動式排檔控制裝置31未激時，該傳動齒輪箱30嚙合於低速齒輪組(圖未示)，而於受激時，則可將傳動齒輪箱30嚙合於高速齒輪組(圖未示)；同理，相反的機構之操作亦可，當該電磁作動式排檔控制裝置31未激時，傳動齒輪箱30嚙合於高速齒輪組，而於受激時，則可將傳動齒輪箱30嚙合於低速齒輪組。

排檔控制信號裝置100之輸入信號，係決定適當之升檔或降檔時機並啟動變檔機制，此時該輸入信號有二：(1)手排信號N1，為一般之手動開關裝置，(2)自排信號N2，係由車速信號裝置41之車速信號轉變而來。

該排檔控制信號裝置100的輸出時序信號則包括：(1)動力禁止控制信號(POWER INHIBIT)U1，及(2)排檔控制信號(GEAR SHIFT)U2。

於該變檔機制啟動後；該排檔控制信號裝置100輸出之排檔控制信號U2，用以改變該電磁作動式排檔控制裝置31之受激狀態，以切換該傳動齒輪箱30之檔位；而輸出動力禁止控制信號U1則配合該傳動齒輪箱30於切換檔位時，依序暫停該電動馬達20之輸出動力，以順利完成變速者。

如第3圖所示，為本創作排檔控制信號裝置100之架構方塊示意圖，包括五個功能電路：(1)一變速開關110，其輸出端點A，用為控制電動車輛10之檔位切換；(2)一動力禁止信號產生電路130，其輸出端點B(或動力禁止控制信號U1)，於該變速開關110切換後，令該電動馬達20暫停輸出動力；(3)一第一時間延遲電路140，其輸出端點C，延遲第一升檔延遲時間△t1(或第一降檔延遲時間△t'1)後，該輸出路徑有二：其一(4)一排檔控制信號產生電路150，其輸出端點D(或排檔控制信號U2)，令該電磁作動式排檔控制裝置31改變受激之狀態，控制該傳動齒輪箱30切換檔位；其二(5)一第二時間延遲電路160，其輸出端點E，延遲第二升檔延遲時間△t2(或第二降檔延遲時間△t'2)，於確實完成檔位切換動作後，令該電動馬達20回復動力的輸出；(6)變檔即告完成。

第一時間延遲電路140因第一升檔延遲時間△t1與第一降檔延遲時間△t'1分開設定，使變速齒輪在升檔或降檔都能迅速且平順出檔；第二時間延遲電路160也因第二升檔延遲時間△t2與第二降檔延遲時間△t'2分開設定，使變速齒輪在升檔或降檔於確實鎖固後，恢復動力的輸出，迅速、平順完成變檔動作。

第4圖為本創作之電動車輛排檔控制裝置之系統作動之時序圖，其中第3圖排檔控制信號裝置100之輸出端點A、B、C、D、E相對之時序波形各別示於第4圖的第4A、4B、4C、4D、4E諸圖，另第4F圖為車速信號。

如第4A、4F圖所示，電動車輛於時序T0時，於低速檔啟動，變速開關110輸出為低電位的狀態，當車速漸增至時序T1時、車速信號增至高速檔車速信號水準L1之水準(如第4F圖)時，啟動升檔變檔機制。

於時序T1時，升檔變檔機制如下；(1)變速開關110之輸出由低電位的狀態轉為高電位的狀態(見第3圖A點、第4A圖)；(2)動力禁止信號產生電路130之輸出由低電位的狀態轉為高電位的狀態(見第3圖B點、第4B圖)，於是禁止動力輸出，電動馬達空轉、無動力輸出以利變檔；(3)藉第一時間延遲電路140(見第3圖C點，第4C圖)，經第一升檔延遲時間△t1後，於時序T2時，該輸出由低電位的狀態轉為高電位的狀態；(4)使電磁作動式排檔控制裝置31(見第2圖)受激，藉傳動齒輪箱30，由低速檔組合切換至高速檔組合；(5)第二時間延遲電路160(見如第3圖E點、第4E圖)經第二升檔延遲時間△t2後，於時序T3時，輸出由低電位的狀態轉為高電位的狀態；(6)動力禁止信號產生電路130(見第3圖B點、第4B圖)輸出由高電位的狀態轉變至低電位的狀態，於是恢復電動馬達之動力輸出，順利完成由低速檔切換至高速檔之動作。即於時序T1至T3為升檔期間。

繼續以高速檔滑行、車速漸降，當車速信號已降至低速檔車速信號水準L2之下(見第4F圖)，於時序T4時，其啟動降檔變檔機制如下；(1)變速開關110(見第3圖A點及第4A圖)輸出由高電位的狀態轉至低電位的狀態；(2)動力禁止信號產生電路130(見第3圖B點、第4B圖)由低電位的狀態轉至高電位的狀態，於是禁止動力輸出，令電動馬達空轉，無動力輸出；(3)藉第一時間延遲電路(降檔)140，經第一降檔延遲時間△t'1後，時予到T5(見第4C圖)；(4)令排檔控制信號產生電路150(見第3圖D點、第4D圖)輸出由高電位的狀態轉低電位的狀態，藉電磁作動式排檔控制裝置31轉為未受激(見第2圖)，使傳動齒輪箱30由高速檔組合切換至低速檔組合；(5)藉第二時間延遲電路160(見第3圖E點、第4E圖)，經第二降檔延遲時間△t'2後時序到T6，其輸出由高電位的狀態轉至低電位的狀態；(6)動力禁止信號產生電路130(見第3圖B點、第4B圖)輸出由高電位的狀態轉至低電位的狀態，於是恢復電動馬達之動力輸出，以順利完成由高速檔切換至低速檔之動作。即時序T4至T6為降檔期間。

如第4F圖所示檔位切換水準有二：(1)高速檔車速信號水準L1；(2)低速檔車速信號水準L2，且該高速檔車速信號水準L1高於該低速檔車速信號水準L2，以利變檔變速之切換穩定。

本創作之電動車輛排檔控制裝置的特點在於換檔機制，藉由電動車輛的動力瞬間暫停輸出及通過兩段延遲時間來分別觸發換檔動作，依不同車型、不同用途，適當調整第一升檔延遲時間△t1、第二升檔延遲時間△t2、第一降檔延遲時間△t'1、第二降檔延遲時間△t'2，使得排檔過程(升檔或降檔)順暢、車體不致產生震動而為平順舒適的感覺。

綜上，本創作之電動車輛排檔控制裝置，如圖所示，僅係以二段式手排或自排之電動車輛排檔控制裝置為代表實施例說明者，惟依本創作上述二段式手排或自排之電動車輛排檔控制裝置所揭露之技術手段尚可延伸應用至多段式手排或自排之電動車輛排檔控制裝置，即再延伸設有多組的電磁作動式排檔控制裝置31，全部的電磁作動式排檔控制裝置31皆不吸磁時，傳動齒輪箱30嚙合於一低速檔齒輪組，若有任何電磁作動式排檔控制裝置31吸磁時，傳動齒輪箱30即依次脫開低於該檔次之齒輪組，而再嚙合於該較高檔次齒輪組，如此多段依次脫開再行嚙合而達到與上述實施例相同之排檔控制目的者，為簡化說明起見有關說明從略。

以上所述僅為本創作之較佳實施例而已，並非用以限定本創作之實質技術內容的範圍。本創作之實質技術內容係廣義地定義於下述之申請專利範圍中。若任何他人所完成之技術實體與下述之申請專利範圍所定義者為實質相同、或是為一種等效手段之變更，均將被視為涵蓋於本創作之申請專利範圍之中。