一种双制动器式电动车两档变速箱及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种双制动器式电动车两档变速箱及其控制方法，变速箱包括固定设置的箱体、输入轴、输出轴、第一行星排结构、第二行星排结构、外齿圈、行星架、第一制动器和第二制动器；输入轴和输出轴同轴；第一行星排结构和第二行星排结构共用行星架和外齿圈；行星架能够在锁止位置和释放位置切换，在第二制动器执行驱动指令情形下行星架位于锁止位置，行星架相对于箱体固定，在第二制动器不执行驱动指令的情形下行星架位于释放位置，行星架能够周向转动；外齿圈能够在锁止位置和释放位置切换，在第一制动器执行驱动指令情形下外齿圈位于锁止位置，外齿圈相对于箱体固定，在第一制动器不执行驱动指令的情形下外齿圈位于释放位置，外齿圈能够周向转动。本发明专利技术控制简单，能够使变速箱结构紧凑，使用寿命延长。

【技术实现步骤摘要】
一种双制动器式电动车两档变速箱及其控制方法
本专利技术涉及电动车
，特别是涉及本专利技术涉及一种双制动器式电动车两档变速箱及其控制方法。
技术介绍
目前纯电动车大多没配备多档变速箱，导致其动力性与经济性较差，体现为：爬坡、起步能力与高速性能较差，电机长时间工作在低效区，能耗高，寿命低。配备两档变速箱能有效地提高电动车的动力性与经济性。目前国内外电动车用的两档变速器总成主要有行星齿轮结构和平行轴齿轮结构。行星齿轮结构包含太阳轮、行星轮、行星架和外齿圈。其中：行星轮的轴线固定在行星架上，可绕轴线旋转。行星轮分别与太阳轮与外齿圈啮合。目前基本采用单排行星齿轮实现两档变速，具体方法为：太阳轮作为输入端，行星架作为输出端，行星架与外齿圈之间可用离合器固连，外齿圈与减速器箱体之间可用制动器固连。离合器分离，制动器结合时实现低速挡；离合器结合，制动器分离实现高速挡。这种方式实现的减速比很低，高速档(一档)传动比为1，仍需要较大减速比的主减速器，主减速器减速比太大，在空间有限的条件下，小齿轮的强度不易保证。平行轴齿轮结构的变速箱多为两轴形式，即输入轴和输出轴，采用同步器，气动或者液动换档，输入轴和输出轴不在同一轴线上，结构较简单。但是小齿轮的寿命问题比较难解决；换档采用同步器，往往需要在电机和减速箱之间加一个离合器，控制较为复杂。输入轴和输出轴不在同一轴线上，不便于整车布置；同步器的寿命很低，可靠性不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双制动器式电动车两档变速箱及其控制方法来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。为实现上述目的，本专利技术提供一种双制动器式电动车两档变速箱，所述双制动器式电动车两档变速箱包括固定设置的箱体及内置于所述箱体中的输入轴、输出轴、第一行星排结构、第二行星排结构、外齿圈、行星架、第一制动器和第二制动器；其中：所述输入轴和输出轴同轴设置；所述第一行星排结构的第一太阳轮装配在所述输入轴上，所述第二行星排结构的第二太阳轮装配在所述输出轴上；装配在所述行星架上的所述第一行星排结构和第二行星排结构的行星轮均与所述外齿圈啮合；所述行星架能够在锁止位置和释放位置切换，在所述第二制动器执行驱动指令的情形下所述行星架位于锁止位置，所述行星架相对于所述箱体固定，在所述第二制动器不执行驱动指令的情形下所述行星架位于释放位置，所述行星架能够相对于所述箱体周向转动；所述外齿圈能够在锁止位置和释放位置切换，在所述第一制动器执行驱动指令的情形下所述外齿圈位于锁止位置，所述外齿圈相对于所述箱体固定，在所述第一制动器不执行驱动指令的情形下所述外齿圈位于释放位置，所述外齿圈能够相对于所述箱体周向转动。进一步地，所述双制动器式电动车两档变速箱还包括：变速箱自动换档控制装置，其包括：第一电磁阀，所述第一电磁阀通电状态下，所述第一制动器执行驱动指令；和第二电磁阀，所述第二电磁阀通电状态下，所述第二制动器执行驱动指令。进一步地，所述双制动器式电动车两档变速箱还包括：采集装置，所述采集装置用于采集所述第一电磁阀和第二电磁阀阀芯的行程、所述输入轴和输出轴的转速以及加速踏板信号；所述变速箱自动换档控制装置根据所述采集装置采集到的各信号，控制所述第一制动器和所述第二制动器执行或不执行驱动指令；所述第一制动器和所述第二制动器同时不执行驱动指令时，所述双制动器式电动车两档变速箱为空档状态；所述第一制动器执行驱动指令，且所述第二制动器不执行驱动指令时，所述双制动器式电动车两档变速箱为二档状态；所述第二制动器执行驱动指令，且所述第一制动器不执行驱动指令时，所述双制动器式电动车两档变速箱为一档状态；所述第一制动器和所述第二制动器同时执行驱动指令时，所述双制动器式电动车两档变速箱为驻车档位状态。进一步地，所述变速箱自动换档控制装置还包括：档位决策模块，所述档位决策模块根据所述第一电磁阀和第二电磁阀阀芯的行程、所述输出轴的转速以及加速踏板信号，生成目标档位；和换档过程控制模块，所述换档过程控制模块根据所述档位决策模块生成的目标档位以及所述第一电磁阀和第二电磁阀阀芯的行程、所述输入轴和输出轴的转速，生成控制所述第一电磁阀和第二电磁阀通电和/或断电的换档指令；所述换档指令包括空挡挂一档、空挡换驻车档、驻车档换空挡、驻车档换一档、一档换空挡、二档换空挡、一档升二档和二档降一档，其中：所述换档指令为空挡挂一档，对应的换档动作为：所述第二电磁阀通电，所述第一电磁阀保持；所述换档指令为空挡换驻车档，对应的换档动作为：所述第一电磁阀和第二电磁阀同时通电；所述换档指令为驻车档换空挡，对应的换档动作为：所述第一电磁阀和第二电磁阀同时断电；所述换档指令为驻车档换一档，对应的换档动作为：所述第一电磁阀断电，所述第二电磁阀保持；所述换档指令为一档换空挡，对应的换档动作为：所述第二电磁阀断电，所述第一电磁阀保持；所述换档指令为二档换空挡，对应的换档动作为：所述第一电磁阀断电，所述第二电磁阀保持；所述换档指令为一档升二档，对应的换档动作为：所述第二电磁阀断电，所述第一电磁阀通电；所述换档指令为二档降一档，对应的换档动作为：所述第一电磁阀断电，所述第二电磁阀通电。进一步地，所述换档过程控制模块具体包括：输入子模块，所述输入子模块用于接收所述目标档位以及所述第一电磁阀和第二电磁阀阀芯的行程、所述输入轴和输出轴的转速，并将各输入信息输送给所述主控制子模块；状态判断子模块，所述状态判断子模块在所述主控制子模块接收到所述目标档位情形下将当前档位状态反馈给所述主控制子模块；和主控制子模块，所述主控制子模块用于在当前档位状态处于“Busy”状态的情形下不执行换档指令，以及在当前档位状态处于“Ready”状态的情形下根据所述目标档位和当前档位状态判断档位指令的合理性，若合理则生成所述换档指令，反之则不生成所述换档指令。进一步地，所述第一制动器包括第一移动块，所述第一移动块装配在所述箱体的内槽中，并在所述第一制动器执行驱动指令的情形下驱动所述第一制动片组件轴向压紧，以控制所述外齿圈在锁止位置和释放位置切换；第一制动片组件，所述第二制动器包括第二移动块和第二制动片组件，所述第二移动块装配在所述箱体的内槽中，并在所述第二制动器执行驱动指令的情形下驱动所述第二制动片组件轴向压紧，以控制所述行星架在锁止位置和释放位置切换。进一步地，所述第一移动块和所述箱体的内槽密封限定第一油腔，所述第二移动块和所述箱体的内槽密封限定第二油腔；所述双制动器式电动车两档变速箱还包括液压控制装置，所述液压控制装置通过控制所述第一油腔中的油液控制所述第一移动块的运动，以驱动所述第一制动片组件的轴向运动，所述液压控制装置通过控制所述第二油腔中的油液控制所述第二移动块，以驱动所述第二制动片组件的轴向运动。进一步地，所述液压控制装置包括液压泵、油箱、节流阀、溢流阀、蓄能器和单向阀，其中：所述第一电磁阀和第二电磁阀均为两位四通电磁换向阀，进油口均依次通过所述节流阀、单向阀和液压泵与所述油箱连通，形成液压回路；所述第一电磁阀的工作油口与所述第一油腔连通，所述第二电磁阀的工作油口与所述第二油腔连通；所述单向阀的进油口连通；所述溢流阀和蓄能器旁接于所述液压回路，所述溢流阀用于限定所述液压回路的最高压力，所述蓄能器用于所述液压回路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双制动器式电动车两档变速箱，其特征在于，包括固定设置的箱体及内置于所述箱体中的输入轴(1)、输出轴(20)、第一行星排结构、第二行星排结构、外齿圈(10)、行星架(14)、第一制动器和第二制动器；其中：所述输入轴(1)和输出轴(20)同轴设置；所述第一行星排结构的第一太阳轮(8)装配在所述输入轴(1)上，所述第二行星排结构的第二太阳轮(11)装配在所述输出轴(20)上；装配在所述行星架(14)上的所述第一行星排结构和第二行星排结构的行星轮均与所述外齿圈(10)啮合；所述行星架(14)能够在锁止位置和释放位置切换，在所述第二制动器执行驱动指令的情形下所述行星架(14)位于锁止位置，所述行星架(14)相对于所述箱体固定，在所述第二制动器不执行驱动指令的情形下所述行星架(14)位于释放位置，所述行星架(14)能够相对于所述箱体周向转动；所述外齿圈(10)能够在锁止位置和释放位置切换，在所述第一制动器执行驱动指令的情形下所述外齿圈(10)位于锁止位置，所述外齿圈(10)相对于所述箱体固定，在所述第一制动器不执行驱动指令的情形下所述外齿圈(10)位于释放位置，所述外齿圈(10)能够相对于所述箱体周向转动。...

【技术特征摘要】
1.一种双制动器式电动车两档变速箱，其特征在于，包括固定设置的箱体及内置于所述箱体中的输入轴(1)、输出轴(20)、第一行星排结构、第二行星排结构、外齿圈(10)、行星架(14)、第一制动器和第二制动器；其中：所述输入轴(1)和输出轴(20)同轴设置；所述第一行星排结构的第一太阳轮(8)装配在所述输入轴(1)上，所述第二行星排结构的第二太阳轮(11)装配在所述输出轴(20)上；装配在所述行星架(14)上的所述第一行星排结构和第二行星排结构的行星轮均与所述外齿圈(10)啮合；所述行星架(14)能够在锁止位置和释放位置切换，在所述第二制动器执行驱动指令的情形下所述行星架(14)位于锁止位置，所述行星架(14)相对于所述箱体固定，在所述第二制动器不执行驱动指令的情形下所述行星架(14)位于释放位置，所述行星架(14)能够相对于所述箱体周向转动；所述外齿圈(10)能够在锁止位置和释放位置切换，在所述第一制动器执行驱动指令的情形下所述外齿圈(10)位于锁止位置，所述外齿圈(10)相对于所述箱体固定，在所述第一制动器不执行驱动指令的情形下所述外齿圈(10)位于释放位置，所述外齿圈(10)能够相对于所述箱体周向转动。2.如权利要求1所述的双制动器式电动车两档变速箱，其特征在于，还包括：变速箱自动换档控制装置，其包括：第一电磁阀(25)，所述第一电磁阀(25)通电状态下，所述第一制动器执行驱动指令；和第二电磁阀(26)，所述第二电磁阀(26)通电状态下，所述第二制动器执行驱动指令。3.如权利要求1所述的双制动器式电动车两档变速箱，其特征在于，还包括：采集装置，所述采集装置用于采集所述第一电磁阀(25)和第二电磁阀(26)阀芯的行程、所述输入轴(1)和输出轴(20)的转速以及加速踏板信号；所述变速箱自动换档控制装置根据所述采集装置采集到的各信号，控制所述第一制动器和所述第二制动器执行或不执行驱动指令；所述第一制动器和所述第二制动器同时不执行驱动指令时，所述双制动器式电动车两档变速箱为空档状态；所述第一制动器执行驱动指令，且所述第二制动器不执行驱动指令时，所述双制动器式电动车两档变速箱为二档状态；所述第二制动器执行驱动指令，且所述第一制动器不执行驱动指令时，所述双制动器式电动车两档变速箱为一档状态；所述第一制动器和所述第二制动器同时执行驱动指令时，所述双制动器式电动车两档变速箱为驻车档位状态。4.如权利要求3所述的双制动器式电动车两档变速箱，其特征在于，所述变速箱自动换档控制装置还包括：档位决策模块，所述档位决策模块根据所述第一电磁阀(25)和第二电磁阀(26)阀芯的行程、所述输出轴(20)的转速以及加速踏板信号，生成目标档位；和换档过程控制模块，所述换档过程控制模块根据所述档位决策模块生成的目标档位以及所述第一电磁阀(25)和第二电磁阀(26)阀芯的行程、所述输入轴(1)和输出轴(20)的转速，生成控制所述第一电磁阀(25)和第二电磁阀(26)通电和/或断电的换档指令；所述换档指令包括空挡挂一档、空挡换驻车档、驻车档换空挡、驻车档换一档、一档换空挡、二档换空挡、一档升二档和二档降一档，其中：所述换档指令为空挡挂一档，对应的换档动作为：所述第二电磁阀(26)通电，所述第一电磁阀(25)保持；所述换档指令为空挡换驻车档，对应的换档动作为：所述第一电磁阀(25)和第二电磁阀(26)同时通电；所述换档指令为驻车档换空挡，对应的换档动作为：所述第一电磁阀(25)和第二电磁阀(26)同时断电；所述换档指令为驻车档换一档，对应的换档动作为：所述第一电磁阀(25)断电，所述第二电磁阀(26)保持；所述换档指令为一档换空挡，对应的换档动作为：所述第二电磁阀(26)断电，所述第一电磁阀(25)保持；所述换档指令为二档换空挡，对应的换档动作为：所述第一电磁阀(25)断电，所述第二电磁阀(26)保持；所述换档指令为一档升二档，对应的换档动作为：所述第二电磁阀(26)断电，所述第一电磁阀(25)通电；所述换档指令为二档降一档，对应的换档动作为：所述第一电磁阀(25)断电，所述第二电磁阀(26)通电。5.如权利要求4所述的双制动器式电动车两档变速箱，其特征在于，所述换档过程控制模块具体包括：输入子模块，所述输入子模块用于接收所述目标档位以及所述第一电磁阀(25)和第二电磁阀(26)阀芯的行程、所述输入轴(1)和输出轴(20)的转速，并将各输入信息输送给所述主控制子模块；状态判断子模块，所述状态判断子模块在所述主控制子模块接收到所述目标档位情形下将当前档位状态反馈给所述主控制子模块；和主控制子模块，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨泽宇，胡满江，胡展溢，周华健，左恒峰，钟志华，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11