带单向自适应接合装置的变速器系统及其换档控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及带单向自适应接合装置的变速器系统及其换档控制方法，变速器系统包括换档执行机构、驱动电机、机械变速器以及单向自适应接合装置，机械变速器包括具有变速齿轮的动力输入单元和动力输出单元，单向自适应接合装置包括第一接合齿圈、第二接合齿圈以及接合套，接合齿圈与动力输出单元对应的变速齿轮传动连接，接合套与动力输出轴固接，并在换档执行机构的推动下与第一接合齿圈或第二接合齿圈接合。换档控制方法包括驱动电机的卸载

【技术实现步骤摘要】
带单向自适应接合装置的变速器系统及其换档控制方法


[0001]本专利技术涉及车辆变速
，具体涉及一种带单向自适应接合装置的变速器系统及其换档控制方法。

技术介绍

[0002]车辆的电动化是我国节能减排的重要举措。在电动汽车中安装变速器可以扩大驱动电机转矩范围，使驱动电机工作在高效区，极大提高了车辆的动力性和经济性。电机直连机械变速器系统结构简单、成本低，是一种理想的电驱动构型，但其换档过程中出现的换档冲击大和动力中断时间长是影响其广泛应用的重要因素。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种带单向自适应接合装置的变速器系统及其换档控制方法，以解决现有技术中电机直连机械变速器系统容易导致换档冲击大和动力中断时间长的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：本专利技术提供一种带单向自适应接合装置的变速器系统，包括换档执行机构，还包括：驱动电机；机械变速器，所述机械变速器包括动力输入单元和动力输出单元，所述动力输入单元与所述驱动电机直连，所述动力输出单元包括动力输出轴、第一变速齿轮以及第二变速齿轮，所述动力输出轴安装于所述机械变速器的内部，所述第一变速齿轮和第二变速齿轮分别通过空转的方式套设在所述动力输出轴上，且所述第一变速齿轮和第二变速齿轮分别与所述动力输入单元传动连接；单向自适应接合装置，所述单向自适应接合装置设置在所述第一变速齿轮和第二变速齿轮之间，包括第一接合齿圈、第二接合齿圈以及接合套，所述第一接合齿圈和第二接合齿圈套设在所述动力输出轴上，所述第一接合齿圈和所述第一变速齿轮传动连接，所述第二接合齿圈和所述第二变速齿轮传动连接；所述接合套于所述第一接合齿圈和第二接合齿圈之间套设在所述动力输出轴上，且所述接合套通过滑动的方式与所述动力输出轴传动连接，所述换档执行机构于所述机械变速器的外部与所述接合套连接，且所述接合套与所述第一接合齿圈或第二接合齿圈形成对接结构。
[0005]进一步地，所述第一接合齿圈具有靠近所述接合套的接合端和靠近所述第一变速齿轮的滑动端，所述第一接合齿圈与所述接合套之间的对接结构包括：所述接合端上具有沿圆周方向分布的多个第一接合齿，且相邻的两个第一接合齿之间形成第一矩形凹槽，所述接合套靠近所述第一接合齿圈的端部具有沿圆周方向分布的多个第二接合齿，且相连的两个第二接合齿之间形成第二矩形凹槽，多个所述第一接合齿
与多个所述第二矩形凹槽一一配合对应，多个所述第二接合齿与多个所述第一矩形凹槽一一配合对应，所述第一接合齿靠近所述接合套的端部上形成有单向的第一倒角，所述第二接合齿靠近所述第一接合齿圈的端部上形成有倒角面与第一倒角的倒角面平行的第二倒角；所述第二接合齿圈与所述接合套之间的对接结构与所述第一接合齿圈与所述接合套之间的对接结构相同。
[0006]进一步地，所述第一接合齿圈和所述第一变速齿轮的传动连接结构包括：所述接合端为端部开口的圆筒结构，且所述接合端上具有沿圆周方向分布设置的多个第一内花键，所述第一变速齿轮上具有沿圆周方向分布设置的多个第一外花键，且多个所述第一内花键与多个所述第一外花键构成供所述第一接合齿圈在所述第一变速齿轮上滑动的配合结构，其中，所述第二接合齿圈和所述第二变速齿轮的传动连接结构与所述第一接合齿圈和所述第一变速齿轮的传动连接结构一致。
[0007]进一步地，所述第一接合齿圈和所述第一变速齿轮之间、所述第二接合齿圈和所述第二变速齿轮之间分别设有回位弹簧，所述回位弹簧套设在所述动力输出轴上，且所述回位弹簧的一端连接在变速齿轮上，另一端连接在接合齿圈上。
[0008]进一步地，所述第一变速齿轮和第二变速齿轮分别通过轴承空转连接在所述动力输出轴上。
[0009]进一步地，所述接合套为两端开口的套筒结构，在所述接合套中部的筒内壁上沿圆周方向设有多个第二内花键，并在所述动力输出轴的轴壁上沿圆周方向设有多个第二外花键，使多个所述第二内花键与多个所述第二外花键构成供所述接合套在所述动力输出轴上滑动的配合结构，其中，所述动力输出轴上安装有转速传感器。
[0010]进一步地，所述机械变速器还包括壳体，所述动力输入单元和动力输出单元均设置在壳体内，所述动力输出轴呈水平设置，其两端分别与壳体的内壁转动连接，且所述动力输出轴的一端穿出壳体并构成输出端。
[0011]进一步地，所述动力输入单元包括动力输入轴、第三变速齿轮以及第四变速齿轮，所述动力输入轴平行所述动力输出轴设置，其两端分别与壳体的内壁转动连接，且所述动力输入轴的一端穿出壳体并与所述驱动电机的输出端连接，所述第三变速齿轮和第四变速齿轮分别套接在所述动力输入轴上，且所述第三变速齿轮与所述第一变速齿轮呈啮合设置，所述第四变速齿轮与所述第二变速齿轮呈啮合设置。
[0012]进一步地，所述第三变速齿轮的直径大于所述第四变速齿轮的直径，所述第一变速齿轮的直径小于第三变速齿轮和第二变速齿轮的直径。
[0013]根据上述的一种带单向自适应接合装置的变速器系统，本专利技术还提供一种换档控制方法，包括：驱动电机的卸载，根据控制需求给定驱动电机转矩指令，并控制驱动电机的转矩以平衡变速器内搅油阻力；摘档，基于车辆控制系统控制换档执行机构推动接合套沿动力输出轴移动，直至接合套与接合齿圈的接合齿相互分离，使接合套与原档位的接合齿圈分离；转速同步，根据需要的目标档位，控制驱动电机经动力输入单元和动力输出单元的变速齿轮调节接合齿圈匹配目标档位的转速，并控制目标档位的接合齿圈与接合套顺齿
转速差大于或等于零；挂档，通过控制换档执行机构继续推动接合套与目标档位的接合齿圈接合；恢复转矩，根据当前驾驶员意图给驱动电机设定目标转矩，并恢复车辆动力。
[0014]本专利技术由于采取以上技术方案，具备以下有益效果：本专利技术通过对传统的机械变速器进行改进，在机械变速器的内部设置单向自适应接合装置，通过设置第一接合齿圈、第二接合齿圈以及接合套，利用变速齿轮、接合齿圈以及接合套之间的传动关系，控制驱动电机可经由动力输入单元
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第一变速齿轮
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第一接合齿圈进行传动，进而调节第一接合齿圈的转速；另外可经动力输入单元
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第二变速齿轮
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第二接合齿圈进行传动，进而调节第二接合齿圈的转速，从而可根据需要的目标档位，控制驱动电机经动力输入单元和动力输出单元的变速齿轮调节接合齿圈以匹配目标档位的转速，以便于快速的自适应换挡，再通过换档执行机构推动接合套对接目标档位转速的接合齿圈，从而控制机械变速器的输出转速，其结构简单，可实现快速换挡，并有效缓冲换挡的冲击力。
附图说明
[0015]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
[0016]图1是本专利技术实施例提供的一种变速器系统的整体结构示意图。
[0017]图2是本专利技术实施例提供的一种换档控制方法的流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带单向自适应接合装置的变速器系统，包括换档执行机构，其特征在于，所述变速器系统还包括：驱动电机；机械变速器，所述机械变速器包括动力输入单元和动力输出单元，所述动力输入单元与所述驱动电机直连，所述动力输出单元包括动力输出轴、第一变速齿轮以及第二变速齿轮，所述动力输出轴安装于所述机械变速器的内部，所述第一变速齿轮和第二变速齿轮分别通过空转的方式套设在所述动力输出轴上，且所述第一变速齿轮和第二变速齿轮分别与所述动力输入单元传动连接；单向自适应接合装置，所述单向自适应接合装置设置在所述第一变速齿轮和第二变速齿轮之间，包括第一接合齿圈、第二接合齿圈以及接合套，所述第一接合齿圈和第二接合齿圈套设在所述动力输出轴上，所述第一接合齿圈和所述第一变速齿轮传动连接，所述第二接合齿圈和所述第二变速齿轮传动连接；所述接合套于所述第一接合齿圈和第二接合齿圈之间套设在所述动力输出轴上，且所述接合套通过滑动的方式与所述动力输出轴传动连接，所述换档执行机构于所述机械变速器的外部与所述接合套连接，且所述接合套与所述第一接合齿圈或第二接合齿圈形成对接结构。2.根据权利要求1所述的一种带单向自适应接合装置的变速器系统，其特征在于，所述第一接合齿圈具有靠近所述接合套的接合端和靠近所述第一变速齿轮的滑动端，所述第一接合齿圈与所述接合套之间的对接结构包括：所述接合端上具有沿圆周方向分布的多个第一接合齿，且相邻的两个第一接合齿之间形成第一矩形凹槽，所述接合套靠近所述第一接合齿圈的端部具有沿圆周方向分布的多个第二接合齿，且相连的两个第二接合齿之间形成第二矩形凹槽，多个所述第一接合齿与多个所述第二矩形凹槽一一配合对应，多个所述第二接合齿与多个所述第一矩形凹槽一一配合对应，所述第一接合齿靠近所述接合套的端部上形成有单向的第一倒角，所述第二接合齿靠近所述第一接合齿圈的端部上形成有倒角面与第一倒角的倒角面平行的第二倒角；所述第二接合齿圈与所述接合套之间的对接结构与所述第一接合齿圈与所述接合套之间的对接结构相同。3.根据权利要求2所述的一种带单向自适应接合装置的变速器系统，其特征在于，所述第一接合齿圈和所述第一变速齿轮的传动连接结构包括：所述接合端为端部开口的圆筒结构，且所述接合端上具有沿圆周方向分布设置的多个第一内花键，所述第一变速齿轮上具有沿圆周方向分布设置的多个第一外花键，且多个所述第一内花键与多个所述第一外花键构成供所述第一接合齿圈在所述第一变速齿轮上滑动的配合结构，其中，所述第二接合齿圈和所述第二变速齿轮的传动连接结构与所述第一接合齿圈和所述第一变速齿轮的传动连接结构一致。4.根据权利要求3所述的一种带单向自适应接合装置的变速器系统，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢紫旺，田光宇，黄勇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：