电传动系统和换挡方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电传动系统(1)，其包括电驱动马达(2)和变速器(3)。变速器(3)包括输出轴(6)、同步器(7)、以及电子换挡控制器(4)，同步器(7)优选地为能液压致动的同步器(7)，用于经由第一档位和第二齿轮中任一个而使电驱动马达(2)与输出轴(6)选择性驱动地接合，第一档位在电驱动马达(2)和输出轴(6)之间提供第一传动比γ1，第二档位在电驱动马达(2)和输出轴(6)之间提供第二传动比γ2，电子换挡控制器(4)用于控制从第一齿轮到第二齿轮的换挡。电子换挡控制器(4)构造成致动同步器(7)以脱离第一齿轮并接合第二齿轮，并且使电驱动马达(2)的马达速度与目标速度同步。本发明专利技术还涉及一种在所述传动系统(1)中换挡的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电传动系统和换挡方法
本专利技术涉及一种电传动系统并且涉及一种使电传动系统的挡位切换的方法。当前提出的类型的电传动系统可以在非公路车辆中找到应用，诸如在拖拉机、土方车辆、物料搬运车辆、采矿车辆等类似的非公路车辆。
技术介绍
用于机动车辆的传动系统通常配备有变速器，该变速器构造成将由诸如内燃发动机的动力源提供的扭矩传递到车辆输出。车辆输出可包括地面接合结构，该地面接合结构例如包括一个或多个车轮。通常，变速器包括多个轴和齿轮，并且允许通过选择性地接合用于将扭矩从动力源传递至车辆输出的不同齿轮来改变动力源与车辆输出之间的传动比。然而，换挡通常包括接合和脱离不同速度旋转的齿轮和轴，这些齿轮和轴承受不同的驱动扭矩或联接到不同的机械负载。因此，换挡可能引起变速器的高度磨损，并可能由于减小的扭矩传递的延长的时间段或由于当齿轮和轴以不同速度旋转或啮合时可能发生的机械冲击而损害传动系统的操作性。
技术实现思路
因此，本专利技术所覆盖的问题包括设计一种传动系统，该传动系统在换挡期间优选地减少机械磨损并且优选地改善该传动系统的操作性。此外，用于生产和维持动力传动系统的成本应当优选较低。问题还包括设计一种在所述传动系统中换挡的方法。该问题通过如独立权利要求中所限定的电传动系统以及使电传动系统换挡的方法来解决。在从属权利要求中描述了特定实施例。当前提出的电传动系统、特别是用于诸如非公路车辆的车辆中的电传动系统包括：电驱动马达；以及变速器，该变速器包括：输出轴，以及同步器，优选地能液压致动的同步器，该同步器用于经由第一齿轮和第二齿轮中的一个将电驱动马达与输出轴选择性驱动地接合，第一齿轮在电驱动马达和输出轴之间提供第一传动比γ1，第二齿轮在电驱动马达和输出轴之间提供第二传动比γ2；以及电子换挡控制器，该电子换挡控制器用于控制从第一齿轮到第二齿轮的换挡；其中，该电子换挡控制器构造成：致动同步器以脱离第一齿轮并且接合第二齿轮，以及使电驱动马达的马达速度与目标速度同步。在换挡过程中使马达速度与目标速度同步可保证特别快速和平滑的换挡，由此改善动力传动系统的操作性并最大程度地减少动力传动系统部件的磨损。能液压致动的同步器可在较长的运行时间段上特别可靠地运行，并且可以以低成本来制造和维护。在下文中，使第一齿轮脱离的过程可以称为脱离阶段。将马达速度与目标速度同步的过程可以称为同步阶段。并且，接合第二齿轮的过程可以称为接合阶段。通常，电子换挡控制器构造成在第一齿轮已经脱离之后并且在第二齿轮开始接合之前使马达速度与目标速度同步。即，通常，传动系统处于空挡，并且在同步阶段期间电驱动马达不与输出轴接合。传动系统还可包括诸如一个或多个车轮的地面接合结构。然后，输出轴可以与所述地面接合结构驱动地接合或选择性驱动地接合。变速器还可包括输入轴，该输入轴与电驱动马达驱动地接合并且经由第一齿轮和第二齿轮中的一个与输出轴选择性驱动地接合。当马达与输出轴驱动地接合时，马达与输出轴之间的传动比γ被定义为γ＝ωmot/ωout，其中ωmot为电驱动马达的转速，并且其中ωout为输出轴的转速。电子换挡控制器构造成基于输出轴速度ωout且基于第二传动比γ2来确定马达的目标速度。例如，目标速度ωtar可以定义为ωtar＝ωout·γ2。即，目标速度通常由换挡完成后的电驱动马达的转速来定义。电子换挡控制器可以构造成通过执行诸如反馈控制算法的控制算法来使马达速度与目标速度同步。同步器可以是诸如液压缸的包括液压致动器的能液压致动的同步器。例如，变速器可以包括变速器轴，在该变速器轴上设有第一齿轮和第二齿轮。变速器轴可以与输入轴或输出轴相同，或者变速器轴可以与输入轴和输出轴不同。然后，液压致动器可以构造成将第一齿轮和第二齿轮中的一个与变速器轴选择性驱动地接合。例如，能液压致动的同步器可包括可动构件，诸如能移动地设置在变速器轴上并构造成将第一齿轮和第二齿轮中的任一个与变速器轴选择性地接合的换挡轴环。然后，液压致动器可以与可动构件联接，以便相对于变速器轴移动可动构件。并且，能液压致动的同步器还可包括用于控制液压致动器的控制阀。例如，电子换挡控制器可以构造成通过改变控制阀的控制位置来致动同步器以脱离第一齿轮和/或接合第二齿轮。为了有助于第一齿轮的脱离并且使第一齿轮和同步器的机械磨损最小化，电子换挡控制器可以构造成在脱离期间把由电驱动马达提供的扭矩的绝对值|Tmot|限制到第一最大扭矩|Tdis|直到第一齿轮脱离，以使得在脱离阶段期间，优选地在整个脱离阶段|Tmot|≤|Tdis|。第一最大扭矩|Tdis|可以是允许第一齿轮脱离的最大扭矩。优选地，|Tdis|>0。此外，电子换挡控制器可以构造成在脱离阶段期间或在整个脱离阶段控制电驱动马达以使得电驱动马达提供非零的扭矩|Tmot|>0。例如，这可以加速随后的同步过程。同时，为了加速同步阶段，在脱离阶段期间，通常优选在第一齿轮上施加最大可容许量的扭矩。为此，电子换挡控制器可以构造成在脱离阶段期间把由电驱动马达提供的扭矩的绝对值|Tmot|设定到最大扭矩|Tdis|直到第一齿轮脱离，以使得在脱离阶段期间、优选地在整个脱离阶段|Tmot|＝|Tdis|。取决于同步器或能液压致动的同步器的机构，可能难以预先确定同步器开始接合第二齿轮的确切时间点。因此，在同步阶段由电驱动马达提供的过量扭矩可能导致：在随后的第二齿轮的接合期间，同步器的内衬材料的磨损；内衬材料燃烧；连接元件不可逆转的锁定并且可能断裂；在接合阶段的最后部分发出嘎嘎声并有同步器齿的轮廓损坏。因此，为了有助于第二齿轮的接合并且使机械磨损最小化以避免上述风险，电子换挡控制器可以构造成在同步期间把由电驱动马达提供的扭矩的绝对值|Tmot|限制到第二最大扭矩|Tsync|直到马达速度已经与目标速度同步，以使得在同步阶段期间，优选地在整个同步阶段|Tmot|≤|Tsync|。优选地，|Tsync|>0。换句话说，电子换挡控制器可以构造成在同步阶段期间或在整个脱离阶段控制电驱动马达以使得电驱动马达提供非零的扭矩|Tmot|>0。并且类似地，为了有助于第二齿轮的接合并且避免接合机构的锁定以及可能的部件断裂或同步器齿廓的嘎嘎声，电子换挡控制器可以构造成在第二档位的接合期间把由电驱动马达提供的扭矩的绝对值|Tmot|限制到第三最大扭矩|Teng|直到第二齿轮接合，以使得在接合阶段期间，优选地在整个接合阶段|Tmot|≤|Teng|。第三最大扭矩|Teng|可以是允许第二齿轮接合的最大扭矩。优选地，|Teng|>0。换句话说，|Teng|可以是非零的。具体地，电子换挡控制器可以构造成在接合阶段期间或在整个接合阶段控制电驱动马达以使得电驱动马达提供非零的扭矩|Tmot|>0。优选地，在同步阶段期间马达扭矩可被限制到的第二最大扭矩|Tsync|等于或大于在接合阶段可能马达扭矩被限制到的第三最大扭矩|Teng|。但是，同样可以想到|Tsync|小于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电传动系统(1)，包括：/n电驱动马达(2)；以及/n变速器(3)，所述变速器(3)包括：/n输出轴(6)，以及/n同步器(7)，所述同步器(7)用于经由第一齿轮和第二齿轮中的一个将电驱动马达(2)与输出轴(6)选择性驱动地接合，所述第一齿轮在所述电驱动马达(2)和所述输出轴(6)之间提供第一传动比γ

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180117 EP 18425003.31.一种电传动系统(1)，包括：
电驱动马达(2)；以及
变速器(3)，所述变速器(3)包括：
输出轴(6)，以及
同步器(7)，所述同步器(7)用于经由第一齿轮和第二齿轮中的一个将电驱动马达(2)与输出轴(6)选择性驱动地接合，所述第一齿轮在所述电驱动马达(2)和所述输出轴(6)之间提供第一传动比γ1，所述第二齿轮在所述电驱动马达(2)和所述输出轴(6)之间提供第二传动比γ2；以及
电子换挡控制器(4)，所述电子换挡控制器(4)用于控制从第一齿轮到第二齿轮的换挡；
其中，所述电子换挡控制器(4)被构造成：
致动所述同步器(7)以脱离所述第一齿轮并且接合所述第二齿轮，以及
使所述电驱动马达(2)的马达速度与目标速度同步。


2.根据权利要求1所述的电传动系统(1)，其特征在于，所述同步器(7)是能液压致动的，并且包括液压致动器(8d)和用于控制所述液压致动器(8d)的控制阀(8c)，其中所述电子换挡控制器(4)构造成通过改变所述控制阀(8c)的控制位置来致动所述同步器(7)以脱离所述第一齿轮和/或接合所述第二齿轮。


3.根据前述权利要求中任一项所述的电传动系统(1)，其特征在于，所述电子换挡控制器(4)构造成在所述第一齿轮脱离期间控制所述电驱动马达(2)以提供非零的扭矩|Tmot|>0。


4.根据权利要求3所述的电传动系统(1)，其特征在于，所述电子换挡控制器(4)构造成在所述第一齿轮脱离期间把由所述电驱动马达(2)提供的扭矩的绝对值|Tmot|限制到第一最大扭矩|Tdis|>0直到所述第一齿轮脱离，以使得在所述第一齿轮脱离期间|Tmot|≤|Tdis|，其中所述第一最大扭矩|Tdis|是允许所述第一齿轮脱离的最大扭矩。


5.根据权利要求4所述的电传动系统(1)，其特征在于，为了最小化使所述马达速度与所述目标速度同步所需的时间，所述电子换挡控制器(4)构造成在所述第一齿轮脱离期间把由所述电驱动马达(2)提供的扭矩的绝对值|Tmot|设定为所述最大扭矩|Tdis|直到所述第一齿轮脱离，以使得在所述第一齿轮脱离期间|Tmot|＝|Tdis|>0。


6.根据前述权利要求中任一项所述的电传动系统(1)，其特征在于，所述电子换挡控制器(4)构造成在所述马达速度与所述目标速度同步期间控制所述电驱动马达(2)以提供非零的扭矩|Tmot|>0。


7.根据权利要求6所述的电传动系统(1)，其特征在于,所述电子换挡控制器(4)构造成在使所述马达速度与所述目标速度同步期间把由所述电驱动马达(2)提供的扭矩的绝对值|Tmot|限制到第二最大扭矩|Tsync|>0直到所述马达速度已经与所述目标速度同步，以使得在使所述马达速度与所述目标速度同步期间|Tmot|≤|Tsync|。


8.根据权利要求7所述的电传动系统(1)，其特征在于，所述电子换挡控制器(4)构造成确定以下时间点，即，在该时间点时，基于所述马达速度并且基于输出轴速度而开始把由所述电驱动马达(2)提供的扭矩的绝对值|Tmot|限制到所述第二最大扭矩|Tsync|。


9.根据权利要求8所述的电传动系统(1)，其特征在于，所述电子换挡控制器(4)构造成：当或一旦|ωmot–ωout·γ1|>d1时，把由所述电驱动马达(2)提供的扭矩的绝对值|Tmot|...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·瑟劳，M·格罗蒂，D·波莱托，L·巴尔博尼，
申请(专利权)人：意大利德纳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT