專利名稱：電動(dòng)車輛自動(dòng)變檔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛車速控制部件領(lǐng)域，尤其是電動(dòng)車輛自動(dòng)變檔裝置。
背景技術(shù)：
電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力來源于電動(dòng)機(jī)，但電動(dòng)機(jī)的扭距變化范圍較小，牽引力和轉(zhuǎn) 速不能適應(yīng)在各種復(fù)雜阻力范圍內(nèi)變化要求。電動(dòng)車目前僅靠調(diào)節(jié)占空比(pwm)來實(shí)現(xiàn) 速度調(diào)節(jié)，占空比是高電平所占周期時(shí)間與整個(gè)周期時(shí)間的比值靠霍爾轉(zhuǎn)把開環(huán)控制， 當(dāng)電動(dòng)車在弱附著地面上起步，加速或爬坡時(shí)驅(qū)動(dòng)輪非常容易過度滑轉(zhuǎn)，而導(dǎo)致車輛驅(qū) 動(dòng)性能、操縱性能和穩(wěn)定性變差；啟動(dòng)瞬間靠大電流維持，對(duì)蓄電池和控制器沖擊較 大，下坡和滑行中反電動(dòng)勢對(duì)控制器和電動(dòng)機(jī)自身沖擊較大，控制器與電機(jī)在爬坡和長 下坡過程中容易燒毀；不能滿足復(fù)雜路況要求，需頻繁擰動(dòng)轉(zhuǎn)把與制動(dòng)，造成蓄電池能 量大量浪費(fèi)，縮短了電動(dòng)車的續(xù)行里程；同時(shí)，對(duì)控制器MOS管沖擊太大。所以目前 僅靠占空比來調(diào)速，制約了在山地丘陵的應(yīng)用，縮短了蓄電池、控制器、電動(dòng)機(jī)的使用 壽命o
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種能適應(yīng)不同路況、運(yùn)行效率高、使用壽命長，具有自 適應(yīng)功能的電動(dòng)車輛自動(dòng)變檔裝置。實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下電動(dòng)車輛自動(dòng)變檔裝置具有裝于傳動(dòng)主軸上的電動(dòng)機(jī)，與傳動(dòng)主軸連接的輪轂 和輪胎，以及具有電連接的變速傳感器，ECU控制器、蓄電池、變速器，在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和 傳動(dòng)系統(tǒng)中的霍爾轉(zhuǎn)把與電機(jī)有電信號(hào)連接，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接塔式傳動(dòng)齒輪，塔式傳動(dòng) 齒輪與碟簧凸輪差動(dòng)傳動(dòng)傳感器傳動(dòng)連接，碟簧凸輪差動(dòng)傳動(dòng)傳感器與凸輪變速器ECU 控制器和碟簧連接，ECU控制器再與電動(dòng)機(jī)電信號(hào)連接。碟簧在電機(jī)運(yùn)行過程中起到機(jī)械壓力自適應(yīng)傳感器作用，因路況不同，路況反 作用力反作用于碟簧，碟簧將所受壓力傳遞給碟簧凸輪差動(dòng)傳動(dòng)傳感器。平路時(shí)，碟簧 壓力小，凸輪差動(dòng)傳感器壓力小，直接與塔式傳動(dòng)齒輪小齒結(jié)合，輸出扭矩小，利于高 速運(yùn)行；爬坡時(shí)，碟簧壓力大，凸輪差動(dòng)傳感器壓力大，靠凸輪變速器自動(dòng)脫開小傳動(dòng) 齒，與塔式傳動(dòng)齒輪大齒結(jié)合，輸出扭矩大，利于爬坡的大扭矩需求。其自動(dòng)隨路況將 驅(qū)動(dòng)扭矩_行駛阻力狀態(tài)數(shù)據(jù)與控制器ECU數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對(duì)比分析，將行駛狀態(tài)與驅(qū)動(dòng)扭 矩有機(jī)結(jié)合在一起。上述方案解決了現(xiàn)有電動(dòng)摩托車控制策略主要依據(jù)調(diào)速手柄進(jìn)行控制，常使車 速變化突然，驅(qū)動(dòng)電機(jī)處于非穩(wěn)態(tài)工況，引起電池突然大電流和深度放電，造成電機(jī)堵 轉(zhuǎn)發(fā)熱，至使整車電氣控制系統(tǒng)受到損害，縮短了電機(jī)、電池和控制器(ECU)等最重要 部件壽命；并難以集成智能同步準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)向、制動(dòng)；以及控制系統(tǒng)不具備自適應(yīng)、自 檢測、自修正、自動(dòng)排除駕駛員控制錯(cuò)誤；續(xù)行距離短、爬坡能力差、適用范圍小，騎車人安全性差等諸多缺陷和問題。本發(fā)明采用機(jī)械自適應(yīng)傳動(dòng)傳感裝置在實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)變速換檔的同時(shí)，將驅(qū)動(dòng)扭 矩-行駛阻力的狀態(tài)數(shù)據(jù)傳遞給ECU，依據(jù)路況知識(shí)數(shù)據(jù)庫、電動(dòng)機(jī)工況知識(shí)數(shù)據(jù)庫、 碟簧壓力機(jī)構(gòu)知識(shí)數(shù)據(jù)庫，結(jié)合行駛中的滾動(dòng)阻力、空氣阻力、坡度阻力、加速阻力、 車輛載荷、車輪轉(zhuǎn)速等工況數(shù)據(jù)規(guī)律建立數(shù)學(xué)模型，ECU結(jié)合數(shù)學(xué)模型，結(jié)合電子轉(zhuǎn)向 傳感器、電子制動(dòng)傳感器的電子信號(hào)，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)控制電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩-轉(zhuǎn)速，在充分滿足調(diào)速手柄速度信號(hào)后，對(duì)整車工況在轉(zhuǎn)速、扭矩、輸出 功率之間進(jìn)行優(yōu)化匹配，使之電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩-轉(zhuǎn)速與行駛阻力平衡。解決了現(xiàn)有電動(dòng) 摩托車驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率與行駛阻力很不適應(yīng)，往往與之相反且難以實(shí)現(xiàn)精確控制，直接影 響車輛動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及運(yùn)轉(zhuǎn)性的問題。本發(fā)明將電機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力作為正向作用力、行駛阻力作為反向作用力，利用正向 作用力和反向作用力的相對(duì)力的位移角度和差值變化，作為自適應(yīng)自動(dòng)變速的動(dòng)力，改 變了現(xiàn)有車輛由中央處理器ECU通過控制伺服步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整自動(dòng)變速換檔的方式。利用無刷電機(jī)外特性曲線電機(jī)轉(zhuǎn)速隨扭矩大小的變化自適應(yīng)升降的特性將電機(jī) 動(dòng)力作為正向作用力，將滾動(dòng)阻力、空氣阻力、坡度阻力和加速阻力形成的綜合行駛阻 力作為反向作用力，將正向作用力和反向作用力的相對(duì)變化值作為自適應(yīng)自動(dòng)變速機(jī)構(gòu) 的動(dòng)力和換檔的依據(jù)。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪既是驅(qū)動(dòng)輪，又是自適應(yīng)自動(dòng)變速換檔裝置；既是自適應(yīng)自動(dòng)變速 換檔裝置，又是扭矩和轉(zhuǎn)速傳感器；具有三合一功能。本發(fā)明在于自適應(yīng)自動(dòng)變速換檔裝置與驅(qū)動(dòng)扭矩-轉(zhuǎn)速和行駛阻力-車速傳感器 融為一體，作為傳動(dòng)部件，與傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形成整體參與傳動(dòng)，具有認(rèn)知和感知驅(qū)動(dòng)扭矩正 向作用力和行駛阻力反向作用力，在實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)自動(dòng)變速換檔的過程中，同步將行駛和 換檔檢測出的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩_轉(zhuǎn)速和路況所能形成最大綜合行駛阻力_車速狀態(tài)數(shù)據(jù)傳 遞給ECU。本項(xiàng)目的控制策略和算法依據(jù)自適應(yīng)自動(dòng)變速換檔前后的檔位，檢測出的電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩_轉(zhuǎn)速和行駛阻力-車速關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，建立的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合調(diào)整手柄，直接 優(yōu)化控制電池、電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明具有傳動(dòng)、傳遞、傳輸、傳感、檢測、診斷、補(bǔ)償、校準(zhǔn)、執(zhí)行功能， 又集自動(dòng)變檔和報(bào)警提示包括自補(bǔ)償、自修正、自適應(yīng)、自診斷、遠(yuǎn)程設(shè)定、狀態(tài)組 合、信息存儲(chǔ)和記憶等多種功能。本發(fā)明具有以下有益效果1、操作簡單，本發(fā)明的傳感器能識(shí)別出不同路況(道路吸附力)和工況(上 坡、下坡、啟動(dòng)、滑動(dòng)、巡航、負(fù)荷、制動(dòng)等驅(qū)動(dòng)力和總阻力矩)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可根據(jù)行駛 速度和運(yùn)動(dòng)阻力大小，自動(dòng)換檔變速，并同步恰當(dāng)控制電動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生所需要的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 和轉(zhuǎn)速，駕駛員只需操作調(diào)速手柄(霍爾轉(zhuǎn)把)就能實(shí)現(xiàn)提高電動(dòng)車輛的經(jīng)濟(jì)性，動(dòng)力 性、平均速度和乘坐舒適性。2、爬坡能力強(qiáng)，續(xù)行距離長，適用地區(qū)擴(kuò)大，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)只能用于 平原地區(qū)的問題，也適用于山區(qū)、丘陵地區(qū)使用。3、自動(dòng)化程度高、響應(yīng)速度快。與現(xiàn)有汽車電子控制自動(dòng)變速裝置比較，減少了手動(dòng)輔助換檔機(jī)構(gòu)，泵、液壓系統(tǒng)和液力變力變矩器等變速執(zhí)行機(jī)構(gòu)，或電控輔助 換檔機(jī)構(gòu)，成本低，只有同類產(chǎn)品的1/5 1/6，可節(jié)能27%，且性能可靠。與現(xiàn)有燃 油摩托車腳踏變速機(jī)構(gòu)比較，可節(jié)能15%。由于電動(dòng)摩托車沒有變速機(jī)構(gòu)，使用智能化 自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速器節(jié)能效果將更為顯著和突出(啟動(dòng)和6度坡運(yùn)行工況下續(xù)行里 程延長1倍以上)。使用壽命長，延長了電動(dòng)機(jī)、蓄電池和控制器(ECU)等重要部件壽 命。
圖1為本發(fā)明剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的左端部外形示意圖；圖3為圖1的右端部外形示意圖；圖4為本發(fā)明信號(hào)傳遞變速執(zhí)行電路圖；圖5為本發(fā)明自適應(yīng)工作信號(hào)原理圖。
具體實(shí)施例方式下面為本發(fā)明將結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施方案作進(jìn)一步描述圖1 圖3所示，本發(fā)明由電機(jī)1、塔式傳動(dòng)齒輪2、碟簧7、自適應(yīng)碟簧凸輪差 動(dòng)傳動(dòng)傳感機(jī)構(gòu)3、自適應(yīng)凸輪變速機(jī)構(gòu)4、輪轂5和輪胎6等組成電動(dòng)車傳動(dòng)傳感自動(dòng) 變速換檔驅(qū)動(dòng)裝置。電動(dòng)機(jī)采用無刷自適應(yīng)電機(jī)，通過電動(dòng)機(jī)1、塔式傳動(dòng)齒輪2、自適 應(yīng)碟簧凸輪差動(dòng)傳動(dòng)傳感機(jī)構(gòu)3、自適應(yīng)凸輪變速機(jī)構(gòu)4實(shí)現(xiàn)閉環(huán)制。(HALL為S41F， 磁鋼35H，漆包線QZ130/2)首先，霍爾轉(zhuǎn)把給電機(jī)1信號(hào)通電旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)塔式傳動(dòng)齒輪2 旋轉(zhuǎn)，塔式傳動(dòng)齒輪2帶動(dòng)自適應(yīng)碟簧凸輪差動(dòng)傳動(dòng)傳感機(jī)構(gòu)3.。其次，自適應(yīng)碟簧凸 輪差動(dòng)傳動(dòng)傳感機(jī)構(gòu)3根據(jù)自身所受壓力，反作用于塔式傳動(dòng)齒輪2，自動(dòng)選擇相應(yīng)齒輪 旋轉(zhuǎn)，確保自動(dòng)速度比選擇，并依據(jù)工況模式自動(dòng)選擇適當(dāng)啟動(dòng)電流，從而使電機(jī)動(dòng)力 得到持續(xù)有效得到閉環(huán)控制。
權(quán)利要求
1.電動(dòng)車輛自動(dòng)變檔裝置，具有裝于傳動(dòng)主軸上的電動(dòng)機(jī)，與傳動(dòng)主軸連接的輪轂 和輪胎，以及具有電連接的變速器傳感器，ECU控制器、蓄電池、凸輪變速器，在驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)中的霍爾轉(zhuǎn)把與電動(dòng)機(jī)具有電信號(hào)連接，其特征為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接塔式 傳動(dòng)齒輪，塔式傳動(dòng)齒輪與碟簧凸輪差動(dòng)傳動(dòng)傳感器傳動(dòng)連接，碟簧凸輪差動(dòng)傳動(dòng)傳感 器與凸輪變速器、ECU控制器和碟簧連接，ECU控制器再與電動(dòng)機(jī)電信號(hào)連接。
全文摘要
本發(fā)明為電動(dòng)車輛自動(dòng)變檔裝置，涉及車速控制部件領(lǐng)域，現(xiàn)有電動(dòng)車輛靠霍爾轉(zhuǎn)把開環(huán)控制，不能實(shí)現(xiàn)路況-扭矩自動(dòng)轉(zhuǎn)換，制約了在山地、丘陵地區(qū)的應(yīng)用，啟動(dòng)的大電流縮短了蓄電池、電動(dòng)機(jī)、控制器等重要部件的使用壽命，為此，本發(fā)明提供的技術(shù)方案包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接塔式傳動(dòng)齒輪，塔式轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪與碟簧凸輪差動(dòng)傳動(dòng)傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)連接，碟簧凸輪差動(dòng)傳動(dòng)傳感器與凸輪變速器ECU控制器連接，ECU控制器再與電動(dòng)機(jī)電信號(hào)連接，形成閉環(huán)控制，本發(fā)明具有爬坡動(dòng)力強(qiáng)、續(xù)行里程遠(yuǎn)、自動(dòng)化程度高，響應(yīng)速度快、節(jié)能、使用壽命長的有益效果。
文檔編號(hào)H02K7/116GK102009600SQ200910169598
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者董經(jīng)貴 申請(qǐng)人:江蘇雅迪科技發(fā)展有限公司