电动汽车自动变速系统及自动变速方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电动汽车自动变速系统，其整车控制器（２８）具有油门踏板信号采集装置（２９），并分别与自动变速器控制器（２５）及驱动电机控制器（２６）电路连接，驱动电机控制器（２６）分别与自动变速器控制器（２５）及电池管理装置（２７）电路连接，自动变速器控制器（２５）具有车速信号采集装置（３０）、换档手柄Ｄ档位置信号采集装置和拨叉到档位置信号采集装置，较佳地，还包括调速电机，驱动电机控制器电路连接调速电机，调速电机用于连接驱动电机的输入轴，本发明专利技术能根据电动汽车行驶状况自动切换档位，使驱动电机的工作区域扩大，保证驱动电机总是能够工作在理想的区域，从而提高电动汽车的动力性和经济性，大大提高电动汽车的性价比，设计巧妙，结构简洁，使用方便，适于大规模推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车动力传动系统
，特别涉及电动汽车动力传动系统技术领 域，具体是指一种，能适应外界条件，大大提高电动 汽车动力性和经济性。
技术介绍
随着燃油价格的上涨和人们环保意识的不断增强，世界各国都在寻求一种可再生 的清洁替代能源。电能是被世界公认的一种可再生清洁能源。电动汽车由于其具有“零”排 放特征，同时变频牵引电机的工作范围非常宽，其低速时恒扭矩，高速时恒功率，非常适合 车辆运行的需要，因此发展电动汽车已成为当前国内外汽车行业发展的热点。但是现在的电动汽车多采用固定速比减速器，尽管传动方式简单，制造成本低，维 修保养费用低。但是电动汽车驱动电机在绝大多数情况下处于效率很低的区域，这样会浪 费宝贵的电池能量而使续驶里程减少。根据电动汽车的行驶特点，驱动电机应该既能在恒 转矩区提供较高的瞬时转矩，又能在恒功率区提供较高的运行速度来满足车辆的高速性要 求和加速爬坡要求，在目前的技术条件下，电动汽车驱动电机很难满足这样的要求。对于高档电动汽车，一般采用离合器和传统手动变速器来变换档位，操纵复杂，驾 驶员劳动强度大，配置在强调自动化、智能化的电动汽车上，显得不合时宜。另外，离合器和 变速器会大大增加电动汽车成本及前舱体积，不利于电动汽车的小型化。而采用驱动电机 调速技术来协助切换档位实现起来比较困难，对驱动电机控制系统要求太高，可行性较低。因此，需要提供一种电动汽车自动变速系统，其结构简洁，使用方便，能根据电动 汽车行驶状况自动切换档位来主动适应路面变化和驾驶需要，从而使驱动电机的工作区域 扩大，保证驱动电机总是能够工作在理想的区域，从而提高电动汽车的动力性和经济性，降 低驱动电机的控制难度，减少电动汽车电池容量，大大提高电动汽车的性价比。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种电动汽车自动变速系统 及自动变速方法，该电动汽车自动变速系统能根据电动汽车行驶状况自动切换档位来主动 适应路面变化和驾驶需要，从而使驱动电机的工作区域扩大，保证驱动电机总是能够工作 在理想的区域，从而提高电动汽车的动力性和经济性，降低驱动电机的控制难度，减少电动 汽车电池容量，大大提高电动汽车的性价比，设计巧妙，结构简洁，大大降低成本，使用方 便，适于大规模推广应用。为了实现上述目的，在本专利技术的第一方面，提供了 一种电动汽车自动变速系统，包 括整车控制器和电池管理装置，其特点是，所述电动汽车自动变速系统还包括自动变速器 控制器和驱动电机控制器，所述整车控制器具有油门踏板信号采集装置，所述整车控制器 分别与所述自动变速器控制器及所述驱动电机控制器电路连接，所述驱动电机控制器分别 与所述自动变速器控制器及所述电池管理装置电路连接，所述自动变速器控制器具有车速信号采集装置、换档手柄D档位置信号采集装置和拨叉到档位置信号采集装置。较佳地，所述电动汽车自动变速系统还包括动力传动装置和换档执行装置，所述 动力传动装置包括驱动电机、调速电机、输入轴和输出轴，所述驱动电机通过所述输入轴连 接所述输出轴，所述调速电机连接所述输入轴，所述换档执行装置包括换档电机、换档轴和 拨叉，所述换档电机通过所述换档轴连接所述拨叉，所述拨叉到档位置信号采集装置安装 在所述换档电机上，所述自动变速器控制器电路连接所述换档电机，所述驱动电机控制器 分别电路连接所述驱动电机和调速电机。更佳地，所述动力传动装置还包括齿轮组件，所述调速电机和所述输入轴之间以 及所述输入轴和所述输出轴之间通过所述齿轮组件实现连接。更进一步地，所述齿轮组件包括输入轴一档齿轮、输入轴二档齿轮、输出轴一档齿 轮和输出轴二档齿轮，所述输入轴一档齿轮和所述输入轴二档齿轮均套设在所述输入轴 上，所述输出轴一档齿轮和所述输出轴二档齿轮均套设在所述输出轴上，所述输入轴一档 齿轮啮合所述输出轴一档齿轮，所述输入轴二档齿轮啮合所述输出轴二档齿轮，所述调速 电机的驱动轴啮合所述输入轴二档齿轮。更佳地，所述拨叉通过拨叉轴与所述换档轴连接，所述换档轴上设置有扇形齿轮， 所述拨叉轴上设置有齿条，所述齿条啮合所述扇形齿轮。更佳地，所述换档电机安装有蜗轮蜗杆自锁机构，所述蜗轮蜗杆自锁机构电路连 接所述自动变速器控制器。更佳地，所述换档执行装置还包括换档电机盖板，所述换档电机安设在所述换档 电机盖板上，所述换档轴可转动穿设所述换档电机盖板，所述拨叉到档位置信号采集装置 包括换档位置检测杆和档位传感器，所述档位传感器安设在所述换档电机盖板上，所述位 置检测杆安设在所述换档轴上并位于所述档位传感器下方。更进一步地，所述档位传感器包括1档位置传感器、2档位置传感器和空档位置传 感器，所述1档位置传感器、所述2档位置传感器和所述空档位置传感器均安设在所述换档 电机盖板上。更进一步地，所述档位传感器是霍尔传感器，所述位置检测杆上设置有磁钢。更佳地，所述换档执行装置还包括换档盖板，所述换档轴可转动穿设所述换档盖 板，所述自动变速器控制器还具有拨叉实时位置信号采集装置，所述拨叉实时位置信号采 集装置安装在所述换档盖板上。更进一步地，所述拨叉实时位置信号采集装置是换档轴转角传感器。更佳地，所述电动汽车自动变速系统还包括P档电机控制器和驻车执行装置，所 述P档电机控制器具有换档手柄P档位置传感器和P档到档位置信号采集装置，所述驻车 执行装置包括P档电机、P档轴和P档棘爪，所述P档电机控制器分别电路连接所述整车控 制器和所述P档电机，所述P档到档位置信号采集装置安装在所述P档电机上，所述输出轴 上安设有棘轮，所述P档电机通过所述P档轴连接所述P档棘爪从而驱动所述P档棘爪与 所述棘轮啮合和分离。更进一步地，所述驻车执行装置还包括弹性预紧机构，所述弹性预紧机构位于所 述P档轴和所述P档棘爪之间并分别与所述P档轴和所述P档棘爪连接。更进一步地，所述驻车执行装置还包括P档电机盖板，所述P档电机安设在所述P档电机盖板上，所述P档轴可转动穿设所述P档电机盖板，所述P档到档位置信号采集装置 包括P档位置检测杆和P档位置传感器，所述P档位置传感器安设在所述P档电机盖板上， 所述P档位置检测杆安设在所述P档轴上并位于所述P档位置传感器下方。尤其更佳地，所述P档位置传感器包括第一位置传感器和第二位置传感器，所述 第一位置传感器和所述第二位置传感器均安设在所述P档电机盖板上。尤其更佳地，所述P档位置传感器是霍尔传感器，所述P档位置检测杆上设置有磁 钢。更佳地，所述P档电机安装有蜗轮蜗杆自锁机构，所述蜗轮蜗杆自锁机构电路连 接所述P档电机控制器。较佳地，所述电动汽车自动变速系统还包括调速电机，所述驱动电机控制器电路 连接所述调速电机，所述调速电机用于连接驱动电机的输入轴。在本专利技术的第二方面，提供了一种电动汽车自动变速方法，其特点是，采用上述的 电动汽车自动变速系统进行，所述电动汽车自动变速方法包括以下步骤(1)所述自动变速器控制器通过所述车速信号采集装置采集车速信号并发送给所 述整车控制器，所述整车控制器通过所述油门踏板信号采集装置采集油门踏板信号并发送 给所述自动变速器控制器，所述整车控制器根据所述车速信号和所述油门踏板信号计算驱 动电机的目标转矩并发送给所述驱动电机控制器，所述驱动电机控制器控制驱动电机输出 所述目标转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车自动变速系统，包括整车控制器和电池管理装置，其特征在于，所述电动汽车自动变速系统还包括自动变速器控制器和驱动电机控制器，所述整车控制器具有油门踏板信号采集装置，所述整车控制器分别与所述自动变速器控制器及所述驱动电机控制器电路连接，所述驱动电机控制器分别与所述自动变速器控制器及所述电池管理装置电路连接，所述自动变速器控制器具有车速信号采集装置、换档手柄Ｄ档位置信号采集装置和拨叉到档位置信号采集装置。

【技术特征摘要】
一种电动汽车自动变速系统，包括整车控制器和电池管理装置，其特征在于，所述电动汽车自动变速系统还包括自动变速器控制器和驱动电机控制器，所述整车控制器具有油门踏板信号采集装置，所述整车控制器分别与所述自动变速器控制器及所述驱动电机控制器电路连接，所述驱动电机控制器分别与所述自动变速器控制器及所述电池管理装置电路连接，所述自动变速器控制器具有车速信号采集装置、换档手柄D档位置信号采集装置和拨叉到档位置信号采集装置。2.根据权利要求1所述的电动汽车自动变速系统，其特征在于，所述电动汽车自动变 速系统还包括动力传动装置和换档执行装置，所述动力传动装置包括驱动电机、调速电机、 输入轴和输出轴，所述驱动电机通过所述输入轴连接所述输出轴，所述调速电机连接所述 输入轴，所述换档执行装置包括换档电机、换档轴和拨叉，所述换档电机通过所述换档轴连 接所述拨叉，所述拨叉到档位置信号采集装置安装在所述换档电机上，所述自动变速器控 制器电路连接所述换档电机，所述驱动电机控制器分别电路连接所述驱动电机和调速电 机。3.根据权利要求2所述的电动汽车自动变速系统，其特征在于，所述动力传动装置还 包括齿轮组件，所述调速电机和所述输入轴之间以及所述输入轴和所述输出轴之间通过所 述齿轮组件实现连接。4.根据权利要求3所述的电动汽车自动变速系统，其特征在于，所述齿轮组件包括输 入轴一档齿轮、输入轴二档齿轮、输出轴一档齿轮和输出轴二档齿轮，所述输入轴一档齿轮 和所述输入轴二档齿轮均套设在所述输入轴上，所述输出轴一档齿轮和所述输出轴二档齿 轮均套设在所述输出轴上，所述输入轴一档齿轮啮合所述输出轴一档齿轮，所述输入轴二 档齿轮啮合所述输出轴二档齿轮，所述调速电机的驱动轴啮合所述输入轴二档齿轮。5.根据权利要求2所述的电动汽车自动变速系统，其特征在于，所述拨叉通过拨叉轴 与所述换档轴连接，所述换档轴上设置有扇形齿轮，所述拨叉轴上设置有齿条，所述齿条啮 合所述扇形齿轮。6.根据权利要求2所述的电动汽车自动变速系统，其特征在于，所述换档电机安装有 蜗轮蜗杆自锁机构，所述蜗轮蜗杆自锁机构电路连接所述自动变速器控制器。7.根据权利要求2所述的电动汽车自动变速系统，其特征在于，所述换档执行装置还 包括换档电机盖板，所述换档电机安设在所述换档电机盖板上，所述换档轴可转动穿设所 述换档电机盖板，所述拨叉到档位置信号采集装置包括换档位置检测杆和档位传感器，所 述档位传感器安设在所述换档电机盖板上，所述位置检测杆安设在所述换档轴上并位于所 述档位传感器下方。8.根据权利要求7所述的电动汽车自动变速系统，其特征在于，所述档位传感器包括1 档位置传感器、2档位置传感器和空档位置传感器，所述1档位置传感器、所述2档位置传感 器和所述空档位置传感器均安设在所述换档电机盖板上。9.根据权利要求7所述的电动汽车自动变速系统，其特征在于，所述档位传感器是霍 尔传感器，所述位置检测杆上设置有磁钢。10.根据权利要求2所述的电动汽车自动变速系统，其特征在于，所述换档执行装置还 包括换档盖板，所述换档轴可转动穿设所述换档盖板，所述自动变速器控制器还具有拨叉 实时位置信号采集装置，所述拨叉实时位置信号采集装置安装在所述换档盖板上。11.根据权利要求10所述的电动汽车自动变速系统，其特征在于，所述拨叉实时位置 信号采集装置是换档轴转角传感器。12.根据权利要求2所述的电动汽车自动变速系统，其特征在于，所述电动汽车自动变 速系统还包括P档电机控制器和驻车执行装置，所述P档电机控制器具有换档手柄P档位 置传感器和P档到档位置信号采集装置，所述驻车执行装置包括P档电机、P档轴和P档棘 爪，所述P档电机控制器分别电路连接所述整车控制器和所述P档电机，所述P档到档位置 信号采集装置安装在所述P档电机上，所述输出轴上安设有棘轮，所述P档电机通过所述P 档轴连接所述P档棘爪从而驱动所述P档棘爪与所述棘轮啮合和分离。13.根据权利要求12所述的电动汽车自动变速系统，其特征在于，所述驻车执行装置 还包括弹性预紧机构，所述弹性预紧机构位于所述P档轴和所述P档棘爪之间并分别与所 述P档轴和所述P档棘爪连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张寅，伍国强，袁一卿，
申请(专利权)人：上海中科深江电动车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]