电动汽车减速箱的传动装置和控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种电动汽车减速箱的传动装置和控制方法，所述装置包括：输入装置，所述输入装置具有驱动装置(7)、输入轴(6)和输入齿轮，所述驱动装置(7)驱动所述输入轴(6)和输入齿轮；差速器(2)，所述差速器(2)具有主减速齿轮(3)，差速器(2)与所述主减速齿轮(3)同轴连接，所述主减速齿轮(3)与所述输入装置的输入齿轮啮合，所述差速器(2)两侧分别输出第一输出轴(11)和第二输出轴(12)；所述第一输出轴(11)和第二输出轴(12)分别驱动各自对应的车轮；第一离合器(41)，所述第一离合器(41)设置在所述第一输出轴(11)上；第二离合器(42)，所述第二离合器(42)设置在所述第二输出轴(12)上。所述控制方法包括：接收所述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(41)和第二离合器(42)的接合或脱开状态，以及控制所述驱动装置(7)的驱动状态。本发明可以提高传动效率、减小能耗。
【专利说明】
电动汽车减速箱的传动装置和控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种电动汽车减速箱的传动装置和控制方法。
【背景技术】
[0002]目前所使用的电动汽车用减速箱的传动装置，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。
[0003]现有的这种技术方案的缺点是:驱动装置转子及机械传动部件在车辆滑行、下坡等工况时做被动旋转，消耗一定的能量，增加能耗。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种电动汽车减速箱的传动装置和控制方法，以提高传动效率、减小能耗。
[0005]本发明提供的技术方案包括:
[0006]—种电动汽车减速箱的传动装置，所述传动装置包括:
[0007]输入装置，所述输入装置具有驱动装置(7)、输入轴(6)和输入齿轮，所述驱动装置(7)驱动所述输入轴(6)和输入齿轮；
[0008]差速器(2)，所述差速器(2)具有主减速齿轮(3)，差速器(2)与所述主减速齿轮(3)同轴连接，所述主减速齿轮(3)与所述输入装置的输入齿轮啮合，所述差速器(2)两侧分别输出第一输出轴(11)和第二输出轴(12);所述第一输出轴(11)和第二输出轴(12)分别驱动各自对应的车轮；
[0009]第一离合器(41)，所述第一离合器(41)设置在所述第一输出轴(11)上；
[0010]第二离合器(42)，所述第二离合器(42)设置在所述第二输出轴(12)上。
[0011]在所述传动装置的再一种示意性的实施方式中，所述输入轴(6)上具有输入轴齿轮(5)，所述输入装置的输入齿轮为所述输入轴(6)上的输入轴齿轮(5)，所述主减速齿轮
(3)与所述输入轴齿轮(5)啮合形成单级减速结构。
[0012]在所述传动装置的再一种示意性的实施方式中，所述传动装置进一步包括:
[0013]中间轴(9)，所述中间轴(9)上具有同轴的中间轴小齿轮(10)和中间轴大齿轮
(11);
[0014]所述输入轴(6)上具有输入轴齿轮(5)，所述中间轴大齿轮(11)与所述输入轴齿轮(5)啮合；所述中间轴小齿轮(10)作为所述输入装置的输入齿轮与所述主减速齿轮(3)啮合，形成双级减速结构。
[0015]在所述传动装置的再一种示意性的实施方式中，所述第一输出轴(11)和第二输出轴(12)为与所述驱动装置(7)的轴线平行的锥齿轮轴。
[0016]—种电动汽车的控制方法，所述控制方法用于控制如权利要求1至4中任意一项所述的传动装置、并包括如下步骤:
[0017]步骤al、接收所述电动汽车的车辆状态参数；
[0018]步骤a2、根据所述车辆状态参数控制所述第一离合器(41)和第二离合器(42)的接合或脱开状态，以及控制所述驱动装置(7)的驱动状态。
[0019]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，
[0020]所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆驱动行驶的状态参数时，所述步骤a2包括:控制所述第一离合器(41)和第二离合器(42)接合；
[0021 ] 所述步骤al接收的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(41)和第二离合器(42)脱开；
[0022]所述步骤al接收的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(41)和第二离合器(42)接合。
[0023]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，所述控制方法用于控制二个如权利要求1至4中任意一项所述的传动装置，具体为第一传动装置和第二传动装置；所述步骤a2具体包括:根据所述车辆状态参数，控制所述第一传动装置的第一离合器和第二离合器的接合或脱开状态，控制所述第二传动装置的第一离合器和第二离合器的接合或脱开状态，以及控制所述第一传动装置的驱动装置的驱动状态，以及控制所述第二传动装置的驱动装置的驱动状态。
[0024]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，所述第一传动装置的传动比大于第二传动装置。
[0025]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，
[0026]所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆启动加速、爬坡的状态参数时，所述步骤a2包括:控制所述第一传动装置第一离合器和第二离合器接合，控制所述第二传动装置第一离合器和第二离合器接合，控制所述第一传动装置的驱动装置和第二传动装置的驱动装置输出指定的大功率动力；
[0027]所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆以小功率低速行驶的状态参数时，所述步骤a2包括:控制所述第一传动装置的第一离合器和第二离合器接合，控制所述第一传动装置的驱动装置在指定的转速输出动力；控制所述第二传动装置的第一离合器和第二离合器脱开，控制所述第二传动装置的驱动装置停止驱动；
[0028]所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆以小功率中高速行驶的状态参数时，所述步骤a2包括:控制所述第二传动装置的第一离合器和第二离合器接合，控制所述第二传动装置的驱动装置在指定的转速输出动力；控制所述第一传动装置的第一离合器和第二离合器脱开，控制所述第一传动装置的驱动装置停止驱动；
[0029]所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆滑行的状态参数时，所述步骤a2包括:控制所述第一传动装置的第一离合器和第二离合器脱开，控制所述第二传动装置的第一离合器和第二离合器脱开，控制所述第一传动装置驱动装置和第二传动装置的驱动装置停止驱动；
[0030]所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆制动的状态参数时，所述步骤a2包括:控制所述第一传动装置的第一离合器和第二离合器接合，以及控制所述第二传动装置的第一离合器和第二离合器接合。
[0031]与现有技术的方案相比，本发明的输入装置的输入齿轮与差速器上的主减速齿轮嗤合，与主减速齿轮连接在一起的差速器输出第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴和第二输出轴上分别设置第一离合器和第二离合器，用于接合与切断驱动装置与二个车轮之间的动力传递。本发明所述的减速箱的传动装置，可以在车辆滑行时减少传动系统部件被动转动消耗的能量，提高传动效率，降低能耗。车辆制动时驱动装置可以高效回收制动能量，较好解决电动汽车降低能耗和制动能量回收问题。
【附图说明】
[0032]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。
[0033]图1为本发明所述电动汽车减速箱的传动装置的一种单级减速结构的组成示意图。
[0034]图2为本发明所述电动汽车减速箱的传动装置的一种双级减速结构的组成示意图。
[0035]图3为本发明为所述电动汽车的整车控制器控制所述减速箱的传动装置的一种控制方法的流程图。
[0036]标号说明:
[0037]11——第一输出轴；
[0038]12----第二输出轴；
[0039]2 差速器；
[0040]3----主减速齿轮；
[0041]41——第一离合器；
[0042]42——第二离合器；
[0043]5——输入轴齿轮；
[0044]6——输入轴；
[0045]7――驱动装置；
[0046]8——减速箱体；
[0047]9----中间轴；
[0048]10——中间轴小齿轮；
[0049]11——中间轴大齿轮。
【具体实施方式】
[0050]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不相同的部分。
[0051]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。
[0052]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。
[0053]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。
[0054]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。
[0055]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、以及互为存在的如提等。
[0056]图1为本发明所述电动汽车减速箱的传动装置的一种单级减速结构的组成示意图。参见图1，本发明主所述的传动装置包括:
[0057]输入装置，所述输入装置具有驱动装置7、输入轴6和输入齿轮，所述驱动装置7驱动所述输入轴6和输入齿轮；具体的，所述驱动装置7可以安装在减速箱的一侧，驱动装置7的轴线与减速箱的所述第一输出轴11和第二输出轴12的轴线平行；
[0058]差速器2，所述差速器2具有主减速齿轮3，差速器2与所述主减速齿轮3同轴连接，所述主减速齿轮3与所述输入装置的输入齿轮嗤合，所述差速器2两侧分别输出第一输出轴11和第二输出轴12 ;所述第一输出轴11和第二输出轴12分别驱动各自对应连接的车轮；所述第一输出轴11和第二输出轴12为与所述驱动装置7的轴线平行的锥齿轮轴；
[0059]第一离合器41，所述第一离合器41设置在所述第一输出轴11上；
[0060]第二离合器42，所述第二离合器42设置在所述第二输出轴12上。
[0061 ] 所述第一离合器41和第二离合器42根据车辆行驶要求有接合和脱开二个工作状态，需要整车控制器根据车辆的状态进行控制。
[0062]在一种优选实施例中，除了所述驱动装置外，所述所有部件可以集成于一个减速箱的壳体内。
[0063]在一种优选实施方式中，所述驱动装置可以是驱动电机，也可以使其它驱动机构如液压马达等。
[0064]在图1所述传动装置的实施例中，所述输入轴6上具有输入轴齿轮5，所述输入装置的输入齿轮为所述输入轴6上的输入轴齿轮5，所述主减速齿轮3与所述输入轴齿轮5啮合形成单级减速结构。
[0065]图2为本发明所述电动汽车减速箱的传动装置的一种双级减速结构的组成示意图。在图2所示的传动装置的实施例中，在图1所述实施例的基础上，所述传动装置进一步包括:
[0066]中间轴9，所述中间轴9上具有同轴的中间轴小齿轮10和中间轴大齿轮11 ;所述中间轴小齿轮10和中间轴大齿轮11上的齿数不相同；
[0067]所述输入轴6上具有输入轴齿轮5，所述中间轴大齿轮11与所述输入轴齿轮5啮合；所述中间轴小齿轮10作为所述输入装置的输入齿轮与所述主减速齿轮3啮合，形成双级减速结构。
[0068]本发明进一步包括整车控制器，所述整车控制器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41和第二离合器42的接合或脱开状态，以及控制所述驱动装置7的驱动状态。
[0069]所述整车控制器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。
[0070]图3为本发明为所述电动汽车的整车控制器控制所述减速箱的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:
[0071]步骤al、接收所述电动汽车的车辆状态参数；
[0072]步骤a2、根据所述车辆状态参数控制所述第一离合器41和第二离合器42的接合或脱开状态，以及控制所述驱动装置7的驱动状态。
[0073]在一种优选实施例中，所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆驱动行驶的状态参数时，例如当需要动力驱动车辆行驶时，所述步骤a2包括:控制第一离合器41和第二离合器42接合，从而可以将所述驱动装置7输出的动力传递到车轮；
[0074]在一种优选实施例中，所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆滑行的状态参数时，例如当车辆下坡、滑行时，此时不需要动力输入时，所述步骤a2包括:控制所述第一离合器41和第二离合器42脱开，所述主减速齿轮3、差速器2、中间轴6及中间轴大齿轮7、中间轴小齿轮8、输入轴9及输入轴小齿轮8、驱动装置7的转轴及驱动装置的转子均不做被动旋转，从而可以减少车辆行驶阻力，减少能耗；
[0075]在一种优选实施例中，所述步骤al接收的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41和第二离合器42接合，此时车轮的惯性转动带动驱动装置7的转子旋转将车轮转动机械能转化成电能回馈到车辆电源系统。
[0076]当本发明的所述传动装置应用于具有二个或二个以上驱动轴即二个输入轴的车辆时，每个驱动轴配置一套本发明所述的传动装置。例如二个驱动轴的车辆在使用本发明的传动装置时，可以使用二个不同传动比的减速箱，每个减速箱设置有本发明所述的传动
目.ο
[0077]在这种应用实施例中，需要包括两套图1或图2中所述的传动装置，每一套所述传动装置对应一个减速箱，即有二个减速箱，此处将传动比大的传动装置称为第一传动装置，将传动比小的传动装置称为第二传动装置；整车控制器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二个减速箱的四个离合器的接合或脱开状态，以及控制所述二个驱动装置7的驱动状态。所述整车控制器19与所述四个离合器、二个驱动装置7之间的连接控制机构可以采用现有的连接控制机构。
[0078]在这种应用二个传动装置的场景中，本发明所述控制方法的所述步骤a2具体包括:根据所述车辆状态参数，控制所述第一传动装置的第一离合器和第二离合器的接合或脱开状态，控制所述第二传动装置的第一离合器和第二离合器的接合或脱开状态，以及控制所述第一传动装置的驱动装置的驱动状态，以及控制所述第二传动装置的驱动装置的驱动状态。
[0079]更为具体的实施方式包括以下情况:
[0080]所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆启动加速、爬坡的状态参数时，所述步骤a2包括:控制所述第一传动装置第一离合器和第二离合器全部接合，控制所述第二传动装置第一离合器和第二离合器全部接合，控制所述第一传动装置的驱动装置和第二传动装置的驱动装置输出指定的大功率动力，从而以大功率驱动车辆，满足车辆的动力性要求。
[0081]所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆以小功率低速行驶的状态参数时，此时功率需求不大，则所述步骤a2包括:控制第一传动装置的第一离合器和第二离合器接合，由所述第一传动装置的驱动装置在指定的高效率转速(该转速可以预先进行设置指定)输出动力单独驱动车辆；同时控制所述第二传动装置的第一离合器和第二离合器脱开，控制所述第二传动装置的驱动装置停止驱动，该第二传动装置的主减速齿轮3、差速器2、中间轴6及中间轴大齿轮7、中间轴小齿轮8、输入轴9及输入轴小齿轮8、驱动装置7的转轴及驱动装置7的转子均不做被动旋转。
[0082]所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆以小功率中高速行驶的状态参数时，此时功率需求不大，所述步骤a2包括:控制所述第二传动装置的第一离合器和第二离合器接合，控制所述第二传动装置的驱动装置在指定的高效率转速(该转速可以预先进行设置指定)输出动力单独驱动车辆；同时控制所述第一传动装置的第一离合器和第二离合器脱开，控制所述第一传动装置的驱动装置停止驱动，该第一传动装置的主减速齿轮3、差速器
2、中间轴6中间轴大齿轮7、中间轴小齿轮8、输入轴9及输入轴小齿轮8、驱动装置7的转轴及驱动装置7的转子均不做被动旋转。
[0083]所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆滑行的状态参数时，此时不需要功率输入，所述步骤a2包括:控制所述第一传动装置的第一离合器和第二离合器脱开，控制所述第二传动装置的第一离合器和第二离合器脱开，且控制所述第一传动装置驱动装置和第二传动装置的驱动装置停止驱动，所述两个传动装置的所述主减速齿轮3、差速器2、中间轴6及中间轴大齿轮7、中间轴小齿轮8、输入轴9及输入轴小齿轮8、驱动装置7的转轴及驱动装置7的转子均不做被动旋转。
[0084]所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆制动的状态参数时，所述步骤a2包括:控制所述第一传动装置的第一离合器和第二离合器以及第二传动装置的第一离合器和第二离合器均接合，从而使得车轮的惯性转动带动所述第一传动装置和第二传动装置的二个驱动装置的转子旋转将车轮转动机械能转化成电能回馈到车辆电源系统。
[0085]本发明的有益效果是:上述的电动汽车减速箱的传动装置，改变了现有减速箱的壳体结构，将一个定比传动齿轮机构集成于减速器壳体内，在减速器输出轴上设置了二个离合器，根据车辆行驶要求接合、断开动力传动。根据车辆性能要求，合理匹配减速箱装置的传动比，满足车辆各种工况下的动力需求，减少车辆行驶阻力。车辆制动时可以高效回收制动能量。较好解决减少电动汽车能耗和制动能量回收问题。
[0086]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。
[0087]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。
【主权项】
1.一种电动汽车减速箱的传动装置，其特征在于，所述传动装置包括: 输入装置，所述输入装置具有驱动装置(7)、输入轴(6)和输入齿轮，所述驱动装置(7)驱动所述输入轴(6)和输入齿轮； 差速器(2)，所述差速器(2)具有主减速齿轮(3)，差速器(2)与所述主减速齿轮(3)同轴连接，所述主减速齿轮(3)与所述输入装置的输入齿轮啮合，所述差速器(2)两侧分别输出第一输出轴(11)和第二输出轴(12);所述第一输出轴(11)和第二输出轴(12)分别驱动各自对应的车轮； 第一离合器(41)，所述第一离合器(41)设置在所述第一输出轴(11)上； 第二离合器(42)，所述第二离合器(42)设置在所述第二输出轴(12)上。2.根据权利要求1所述的电动汽车减速箱的传动装置，其特征在于，所述输入轴(6)上具有输入轴齿轮(5)，所述输入装置的输入齿轮为所述输入轴(6)上的输入轴齿轮(5)，所述主减速齿轮(3)与所述输入轴齿轮(5)啮合形成单级减速结构。3.根据权利要求1所述的电动汽车减速箱的传动装置，其特征在于，所述传动装置进一步包括: 中间轴(9)，所述中间轴(9)上具有同轴的中间轴小齿轮(10)和中间轴大齿轮(11)； 所述输入轴(6)上具有输入轴齿轮(5)，所述中间轴大齿轮(11)与所述输入轴齿轮(5)啮合；所述中间轴小齿轮(10)作为所述输入装置的输入齿轮与所述主减速齿轮(3)啮合，形成双级减速结构。4.根据权利要求1所述的电动汽车减速箱的传动装置，其特征在于，所述第一输出轴(11)和第二输出轴(12)为与所述驱动装置(7)的轴线平行的锥齿轮轴。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中任意一项所述的传动装置、并包括如下步骤: 步骤al、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(41)和第二离合器(42)的接合或脱开状态，以及控制所述驱动装置(7)的驱动状态。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于， 所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆驱动行驶的状态参数时，所述步骤a2包括:控制所述第一离合器(41)和第二离合器(42)接合； 所述步骤al接收的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(41)和第二离合器(42)脱开； 所述步骤al接收的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(41)和第二离合器(42)接合。7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于控制二个如权利要求I至4中任意一项所述的传动装置，具体为第一传动装置和第二传动装置；所述步骤a2具体包括:根据所述车辆状态参数，控制所述第一传动装置的第一离合器和第二离合器的接合或脱开状态，控制所述第二传动装置的第一离合器和第二离合器的接合或脱开状态，以及控制所述第一传动装置的驱动装置的驱动状态，以及控制所述第二传动装置的驱动装置的驱动状态。8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第一传动装置的传动比大于第二传动装置。9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于， 所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆启动加速、爬坡的状态参数时，所述步骤a2包括:控制所述第一传动装置第一离合器和第二离合器接合，控制所述第二传动装置第一离合器和第二离合器接合，控制所述第一传动装置的驱动装置和第二传动装置的驱动装置输出指定的大功率动力； 所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆以小功率低速行驶的状态参数时，所述步骤a2包括:控制所述第一传动装置的第一离合器和第二离合器接合，控制所述第一传动装置的驱动装置在指定的转速输出动力；控制所述第二传动装置的第一离合器和第二离合器脱开，控制所述第二传动装置的驱动装置停止驱动； 所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆以小功率中高速行驶的状态参数时，所述步骤a2包括:控制所述第二传动装置的第一离合器和第二离合器接合，控制所述第二传动装置的驱动装置在指定的转速输出动力；控制所述第一传动装置的第一离合器和第二离合器脱开，控制所述第一传动装置的驱动装置停止驱动； 所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆滑行的状态参数时，所述步骤a2包括:控制所述第一传动装置的第一离合器和第二离合器脱开，控制所述第二传动装置的第一离合器和第二离合器脱开，控制所述第一传动装置驱动装置和第二传动装置的驱动装置停止驱动；所述步骤al接收的车辆状态参数为车辆制动的状态参数时，所述步骤a2包括:控制所述第一传动装置的第一离合器和第二离合器接合，以及控制所述第二传动装置的第一离合器和第二离合器接合。
【文档编号】B60K17/02GK105904964SQ201510621747
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年9月25日
【发明人】王克坚, 张伟建, 栾宝国, 陈宁川, 宋微, 赵森, 曹洋, 李明明
【申请人】北京长城华冠汽车科技股份有限公司