两挡变速箱手动换挡装置的制作方法

本发明涉及电动汽车的换挡领域，更具体地说，涉及一种两档变速箱手动换挡装置。

背景技术：

电动汽车的两档变速箱如附图1所示，包括：一轴1、二轴4以及差速器总成9。电机直接驱动一轴1转动。一轴1上连接有大齿3和小齿2，二轴4上滑配连接有快速齿5和慢速齿6，快速齿5与一轴1上的大齿3啮合，慢速齿6与一轴1上的小齿2啮合，二轴4上还连接有同步器7和固定齿8。同步器7和固定齿8与二轴4同转速。固定齿8将二轴4的动力输入给差速器总成9。差速器总成9最终驱动后桥转动。换挡控制器在接到换挡杆的换挡信号后，换挡控制器控制换挡执行器拨动同步器7换挡。如果是从高速挡换到低速挡，那么换挡执行器先将同步器7拨离快速齿5，使同步器7处于空挡，之后继续拨动同步器7，使同步器7与慢速齿6啮合，从而实现从高速到低速的换挡；如果是从低速挡换到高速挡，那么换挡执行器先将同步器7拨离慢速齿6，使同步器7处于空挡，之后继续拨动同步器7，使同步器7与快速齿5啮合，从而实现从低速到高速的换挡。

但是，由于电动汽车的变速箱的档位较少，高速挡和低速挡之间的速度差值较大，无法实现高速换挡，尤其是无法实现从高速挡到低速挡的切换。在从高速挡切换到低速挡的过程中，换挡杆首先从高速挡切换的空挡，换挡控制器接收到换挡杆从高速挡切换到空挡信号后，换挡控制器切断电机加速信号，从而使一轴1失去动力源，同步器7与快速齿5之间的作用力消失，之后换挡控制器控制换挡执行器将同步器7拨离快速齿5，并将同步器7拨至空挡位，之后，待换挡控制器接收到换挡杆从空挡到低速挡的信号后，换挡控制器控制换挡执行器拨动同步器7靠近慢速齿6，此时，由于惯性，同步器7和二轴4 依然以较高的速度在运转，但是，一轴1由于失去了动力源，会迅速减速，从而导致小齿2以及和小齿2啮合的慢速齿6迅速减速，慢速齿6与同步器7之间的转速相差较大，很难实现同步器7与慢速齿6之间的同步啮合，因此也就无法实现从高速挡到低速挡的切换。

因此，如何实现电动汽车从高速挡到低速挡的随意切换，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种两档变速箱手动换挡方法，利用该方法能够实现电动汽车从高速挡到低速挡的随意切换。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种两档变速箱手动换挡方法，包括以下步骤：

S1：判断换挡控制器是否接收到换挡杆从高速挡切换到空挡的信号，若是，进入步骤S2；

S2：换挡控制器控制电机停止转动，之后控制换挡执行器将同步器拨离快速齿，并拨至空挡；

S3：换挡控制器判断同步器的转速与慢速齿的转速差值是否小于设定值h1，若是，进入步骤S4；若否，进入步骤S6；

S4：判断挡控制器是否接收到换挡杆从空挡切换到低速挡的信号，若是，进入步骤S5；

S5：换挡控制器控制换挡执行器拨动同步器至慢速齿处，同步器与慢速齿啮合；

S6：换挡控制器控制电机加速，之后进入步骤S3。

优选地，若步骤S1的判断结果为否，那么进入以下步骤：

A1：判断换挡控制器是否接收到换挡杆从低速挡切换到空挡的信号，若是，进入步骤A2；

A2：换挡控制器控制电机停止转动，控制换挡执行器将同步器拨离慢速齿，并拨至空挡；

A3：换挡控制器判断同步器的转速与快速齿的转速差值是否小于设定值h2，若是，进入步骤A4；若否，进入A3；

A4：判断换挡控制器是否接收到换挡杆从空挡切换到高速挡的信号，若是，进入步骤A5；

A5：换挡控制器控制换挡执行器拨动同步器至快速齿，同步器与快速齿啮合。

优选地，所述步骤S3中“所述同步器的转速”是由第一传感器传输给换挡控制器，所述第一传感器用于检测二轴的转速，二轴的转速与同步器的转速相同。

优选地，所述第一传感器固定于两档变速箱的壳体上，且位于两档变速箱内。

优选地，第二传感器将电机的转速信号传输给换挡控制器，换挡控制器根据电机的转速与慢速齿的转速之间的函数来得出所述步骤S3中的“所述慢速齿的转速”。

优选地，第二传感器将电机的转速信号传输给换挡控制器，换挡控制器根据电机的转速与快速齿的转速之间的函数来得出所述步骤A3中“所述快速齿的转速”。

优选地，所述步骤A3中“所述同步器的转速”是由第一传感器传输给换挡控制器，所述第一传感器用于检测二轴的转速，二轴的转速与同步器的转速相同。

从上述技术方案可以看出，电动汽车从高速挡切换到低速挡的过程中，在同步器从高速挡移动至空挡后，换挡控制器首先检测同步器的转速与慢速齿的转速的差值是否小于设定值h1，如果大于h1，说明同步齿与慢速齿的转速差值太大，不能够进行换挡，那么换挡控制器控制电机加速，从而提高慢速齿的转速，直到慢速齿与同步器的转速差值小于h1，之后将同步器拨至低速齿处，进入同步啮合，实现换挡。利用本发明的方法能够实现电动汽车从高速挡到低速挡的随意切换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的方案，下面将对实施例中描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一具体实施例提供的两档变速箱的剖视图；

图2为本发明一具体实施例提供的电动汽车从高速挡切换到低速挡的流程图；

图3为本发明一具体实施例提供的电动汽车从低速挡切换到高速挡的流程图。

其中，1为一轴、2为小齿、3为大齿、4为二轴、5为快速齿、6为慢速齿、7为同步器、8为固定齿、9为差速器总成。

具体实施方式

本发明提供了一种两档变速箱手动换挡方法，利用该方法能够实现电动汽车从高速挡到低速挡的随意切换。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图2-图3，在本发明一具体实施例中，两档变速箱手动换挡方法包括以下步骤：

S1：判断换挡控制器是否接收到换挡杆从高速挡切换到空挡的信号，若是，进入步骤S2。

如果要使电动汽车从高速挡切换到低速挡，首先使换挡杆从高速挡切换到空挡，之再在从空挡切换到低速挡。换挡杆会把从高速挡到空挡的切换信号、从空挡到低速挡的换挡信号、从低速挡到空挡的换挡信号以及从空挡到高速挡的换挡信号传输给换挡控制器。

S2：换挡控制器控制电机停止转动，之后控制换挡执行器将同步器7拨离快速齿5，拨至空挡。

在换挡控制器接收到换挡杆从高速挡切换到空挡的信号后，换挡控制器控制电机停止转动，从而使同步器7与快速齿5之间的作用力消失，这样，同步器7才能在换挡执行器的带动下脱离快速齿5。同步器7被换挡执行器拨至空挡。由于电机停止转动，那么一轴1失去了动力源，一轴1上的小齿2的转速快速降低，二轴4上与小齿2啮合的慢速齿6的转速也快速降低。而此时由于惯性的原因，同步器7和二轴4的转速依然很高，同步器7与慢速齿6的转速差值较大，无法实现换挡，或者换挡困难。

S3：换挡控制器判断同步器7的转速与慢速齿6的转速差值是否小于设定值h1，若是，进入步骤S4；若否，进入步骤S6；

在该步骤中增设了个设定值h1。在从高速挡切换到低速挡过程中，如果同步器7的转速与慢速齿6的转速的差值小于h1，那说明同步器7与慢速齿6之间的转速差值相差不大，可以将同步器7拨至慢速齿6，进行同步啮合；如果同步器7与慢速齿6的转速的差值大于h1，说明同步器7与慢速齿6之间的转速的差值太大，把同步器7拨至慢速齿6处，同步器7无法与慢速齿6同步啮合，因此也就无法实现换挡。

S4：判断挡控制器是否接收到换挡杆从空挡切换到低速挡的信号，若是，进入步骤S5。

在同步器7与慢速齿6的转速小于设定值h1时，进一步判断换挡控制器是否接收到换挡杆从空挡切换到低速挡的信号，如果接收到，那么进入步骤S5。

S5：换挡控制器控制换挡执行器拨动同步器7至慢速齿6处，同步器7与慢速齿6啮合。

S6：换挡控制器控制电机加速，之后进入步骤S3。

在同步器7与慢速齿6的转速大于设定值h1时，此时，换挡控制器控制电机加速转动，从而使一轴1加速转动，与一轴1上的小齿2啮合的慢速齿6也加速转动，这样，慢速齿6与同步器7的转速差值逐步减小，待差值减小到h1以下时，换挡控制器控制换挡执行器将同步器7拨动至慢速齿6处，实现电动车从高速挡到低速挡的切换。利用本实施例中的方法能够实现电动汽车从高速挡到低速挡的随意切换

在本发明一具体实施例中，如果上述S1步骤中的判断结果为否，即换挡控制器没有接收到换挡杆从高速挡切换到空挡的信号，那么进入以下步骤：

A1：判断换挡控制器是否接收到换挡杆从低速挡切换到空挡的信号，若是，进入步骤A2；

该步骤在判断换挡杆是否要从低速挡切换到高速挡。

A2：换挡控制器控制电机停止转动，控制换挡执行器将同步器7拨离慢速齿6，并拨至空挡；

待换挡控制器接收到换挡杆从低速挡到空挡的信号后，换挡控制器控制电机停止转动，此时，同步器7与慢速齿6之间的作用力消失，换挡执行器就能够将同步器7拨离慢速齿6，拨至空挡。

A3：换挡控制器判断同步器7的转速与快速齿5的转速差值是否小于设定值h2，若是，进入步骤A4；若否，进入A3；

待电机停止转动后，一轴1失去动力源，一轴1的转速快速降低，与一轴1上大齿3相啮合的快速齿5的转速也快速降低，由于惯性的存在，同步器7和二轴4的转速依旧为低速，此时，由于快速齿5转速的快速降低，快速齿5的转速和同步器7的转速很可能接近相等，但也有可能相差较大，不利用换挡。因此，在该步骤中增设了设定值h2，如果快速齿5与同步器7的转速的差值小于h2，那么说明同步器7与快速齿5的转速相差不大，可以进行换挡；如果快速齿5与同步器7的转速的差值大于h2，那么就等待，等待快速齿5的转速继续降低，直到换挡控制器检测到同步器7与快速齿5的差值小于设定值h2为止。

A4：判断换挡控制器是否接收到换挡杆从空挡切换到高速挡的信号，若是，进入步骤A5；

在同步器7与快速齿5的转速差值小于h1时，进一步判断换挡控制器是否接收到换挡杆从空挡切换到高速挡的信号，若是，进入步骤A5

A5：换挡控制器控制换挡执行器拨动同步器7至快速齿5，同步器7与快速齿5啮合。

在该实施例中，为了使电动车能够从低速挡顺利地切换到高速挡，在同步器7从低速挡移动到空挡后，换挡控制器对同步器7的转速和快速齿5的转速进行了比较，确保同步器7的转速与快速器的转速小于h2时再控制换挡，这样就能确保电动车从低速挡顺利地切换到高速挡，而不会出现换挡困难和换挡异响大的情况。

在本发明一具体实施例中，上述步骤S3中“所述同步器的转速”是由第一传感器传输给换挡控制器，第一传感器用于检测二轴4的转速，二轴4的转速与同步器7的转速相同。检测二轴4的转速比直接检测同步器7的转速要方便很多。

进一步地，上述中的第一传感器固定在两档变速箱的壳体上，且第一传感器位于两档变速箱内。这样，就能避免第一传感器受到齿轮油等物质的影响，确保第一传感器检测的准确度。

在本发明一具体实施例中，上述步骤S3中的“所述慢速齿的转速”是通过以下方式获得的：第二传感器用于检测电机的转速，并将电机的转速信号传输给换挡控制器，换挡控制器根据电机的转速与慢速齿6的转速之间的函数关系来获得慢速齿6的转速值。检测电机的转速要比直接检测慢速齿6的转速方便很多。根据齿轮的传动比，小齿2的转速n_小比上慢速齿6的转速n_慢等于慢速齿6的直径d_慢比上小齿2的直径d_小，即n_小/n_慢＝d_慢/d_小，那么，n_慢＝n_小d_小/d_慢，电机的转速n_电与小齿2的转速n_小相等，故n_慢＝n_电d_小/d_慢。

在本发明一具体实施例中，上述步骤A3中“所述同步器7的转速”同样是由第一传感器传输给换挡控制器，第一传感器用于检测二轴4的转速，二轴4的转速与同步器7的转速相同。

在本发明一具体实施例中，步骤A3中“所述快速齿5的转速”是通过以下方式获得的：第二传感器用于检测电机的转速，并将电机的转速信号传输给换挡控制器，换挡控制器根据电机的转速与快速齿5的转速之间的函数关系来获得快速齿5的转速值。检测电机的转速要比直接检测快速齿5的转速方便很多。根据齿轮的传动比，大齿3的转速n_大比上快速齿5的转速n_块等于快速齿5的直径d_快比上大齿3的直径d_大，即n_大/n_快＝d_快/d_大，那么，n_快＝n_大d_大/d_快，电机的转速n_电与大齿3的转速n_大相等，故n_快＝n_电d_大/d_快。

所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。