电动车辆自动变档装置制造方法及图纸

本发明专利技术为电动车辆自动变档装置，涉及车速控制部件领域，现有电动车辆靠霍尔转把开环控制，不能实现路况－扭矩自动转换，制约了在山地、丘陵地区的应用，启动的大电流缩短了蓄电池、电动机、控制器等重要部件的使用寿命，为此，本发明专利技术提供的技术方案包括电动机转动连接塔式传动齿轮，塔式转动齿轮与碟簧凸轮差动传动传感器转动连接，碟簧凸轮差动传动传感器与凸轮变速器ＥＣＵ控制器连接，ＥＣＵ控制器再与电动机电信号连接，形成闭环控制，本发明专利技术具有爬坡动力强、续行里程远、自动化程度高，响应速度快、节能、使用寿命长的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆车速控制部件领域，尤其是电动车辆自动变档装置。
技术介绍
电动车的驱动动力来源于电动机，但电动机的扭距变化范围较小，牵引力和转 速不能适应在各种复杂阻力范围内变化要求。电动车目前仅靠调节占空比(pwm)来实现 速度调节，占空比是高电平所占周期时间与整个周期时间的比值靠霍尔转把开环控制， 当电动车在弱附着地面上起步，加速或爬坡时驱动轮非常容易过度滑转，而导致车辆驱 动性能、操纵性能和稳定性变差；启动瞬间靠大电流维持，对蓄电池和控制器冲击较 大，下坡和滑行中反电动势对控制器和电动机自身冲击较大，控制器与电机在爬坡和长 下坡过程中容易烧毁；不能满足复杂路况要求，需频繁拧动转把与制动，造成蓄电池能 量大量浪费，缩短了电动车的续行里程；同时，对控制器MOS管冲击太大。所以目前 仅靠占空比来调速，制约了在山地丘陵的应用，缩短了蓄电池、控制器、电动机的使用 寿命o
技术实现思路
本专利技术的目的为提供一种能适应不同路况、运行效率高、使用寿命长，具有自 适应功能的电动车辆自动变档装置。实现上述专利技术目的的技术方案如下电动车辆自动变档装置具有装于传动主轴上的电动机，与传动主轴连接的轮毂 和轮胎，以及具有电连接的变速传感器，ECU控制器、蓄电池、变速器，在驱动系统和 传动系统中的霍尔转把与电机有电信号连接，电动机转动连接塔式传动齿轮，塔式传动 齿轮与碟簧凸轮差动传动传感器传动连接，碟簧凸轮差动传动传感器与凸轮变速器ECU 控制器和碟簧连接，ECU控制器再与电动机电信号连接。碟簧在电机运行过程中起到机械压力自适应传感器作用，因路况不同，路况反 作用力反作用于碟簧，碟簧将所受压力传递给碟簧凸轮差动传动传感器。平路时，碟簧 压力小，凸轮差动传感器压力小，直接与塔式传动齿轮小齿结合，输出扭矩小，利于高 速运行；爬坡时，碟簧压力大，凸轮差动传感器压力大，靠凸轮变速器自动脱开小传动 齿，与塔式传动齿轮大齿结合，输出扭矩大，利于爬坡的大扭矩需求。其自动随路况将 驱动扭矩_行驶阻力状态数据与控制器ECU数据库进行对比分析，将行驶状态与驱动扭 矩有机结合在一起。上述方案解决了现有电动摩托车控制策略主要依据调速手柄进行控制，常使车 速变化突然，驱动电机处于非稳态工况，引起电池突然大电流和深度放电，造成电机堵 转发热，至使整车电气控制系统受到损害，缩短了电机、电池和控制器(ECU)等最重要 部件寿命；并难以集成智能同步准确控制转向、制动；以及控制系统不具备自适应、自 检测、自修正、自动排除驾驶员控制错误；续行距离短、爬坡能力差、适用范围小，骑车人安全性差等诸多缺陷和问题。本专利技术采用机械自适应传动传感装置在实现自适应变速换档的同时，将驱动扭 矩-行驶阻力的状态数据传递给ECU，依据路况知识数据库、电动机工况知识数据库、 碟簧压力机构知识数据库，结合行驶中的滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力、 车辆载荷、车轮转速等工况数据规律建立数学模型，ECU结合数学模型，结合电子转向 传感器、电子制动传感器的电子信号，采用神经网络和模糊控制技术进行关联控制电动 机驱动扭矩-转速，在充分满足调速手柄速度信号后，对整车工况在转速、扭矩、输出 功率之间进行优化匹配，使之电动机驱动扭矩-转速与行驶阻力平衡。解决了现有电动 摩托车驱动电机功率与行驶阻力很不适应，往往与之相反且难以实现精确控制，直接影 响车辆动力性、经济性及运转性的问题。本专利技术将电机驱动动力作为正向作用力、行驶阻力作为反向作用力，利用正向 作用力和反向作用力的相对力的位移角度和差值变化，作为自适应自动变速的动力，改 变了现有车辆由中央处理器ECU通过控制伺服步进电机进行调整自动变速换档的方式。利用无刷电机外特性曲线电机转速随扭矩大小的变化自适应升降的特性将电机 动力作为正向作用力，将滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力形成的综合行驶阻 力作为反向作用力，将正向作用力和反向作用力的相对变化值作为自适应自动变速机构 的动力和换档的依据。电动驱动轮既是驱动轮，又是自适应自动变速换档装置；既是自适应自动变速 换档装置，又是扭矩和转速传感器；具有三合一功能。本专利技术在于自适应自动变速换档装置与驱动扭矩-转速和行驶阻力-车速传感器 融为一体，作为传动部件，与传动结构形成整体参与传动，具有认知和感知驱动扭矩正 向作用力和行驶阻力反向作用力，在实现自适应自动变速换档的过程中，同步将行驶和 换档检测出的电动机驱动扭矩_转速和路况所能形成最大综合行驶阻力_车速状态数据传 递给ECU。本项目的控制策略和算法依据自适应自动变速换档前后的档位，检测出的电 动机驱动扭矩_转速和行驶阻力-车速关联数据，建立的数学模型，结合调整手柄，直接 优化控制电池、电动机。本专利技术具有传动、传递、传输、传感、检测、诊断、补偿、校准、执行功能， 又集自动变档和报警提示包括自补偿、自修正、自适应、自诊断、远程设定、状态组 合、信息存储和记忆等多种功能。本专利技术具有以下有益效果1、操作简单，本专利技术的传感器能识别出不同路况(道路吸附力)和工况(上 坡、下坡、启动、滑动、巡航、负荷、制动等驱动力和总阻力矩)执行机构可根据行驶 速度和运动阻力大小，自动换档变速，并同步恰当控制电动机，产生所需要的驱动转矩 和转速，驾驶员只需操作调速手柄(霍尔转把)就能实现提高电动车辆的经济性，动力 性、平均速度和乘坐舒适性。2、爬坡能力强，续行距离长，适用地区扩大，本专利技术克服了现有技术只能用于 平原地区的问题，也适用于山区、丘陵地区使用。3、自动化程度高、响应速度快。与现有汽车电子控制自动变速装置比较，减少了手动辅助换档机构，泵、液压系统和液力变力变矩器等变速执行机构，或电控辅助 换档机构，成本低，只有同类产品的1/5 1/6，可节能27%，且性能可靠。与现有燃 油摩托车脚踏变速机构比较，可节能15%。由于电动摩托车没有变速机构，使用智能化 自适应传动传感自动变速器节能效果将更为显著和突出(启动和6度坡运行工况下续行里 程延长1倍以上)。使用寿命长，延长了电动机、蓄电池和控制器(ECU)等重要部件寿 命。附图说明图1为本专利技术剖视结构示意图；图2为图1的左端部外形示意图；图3为图1的右端部外形示意图；图4为本专利技术信号传递变速执行电路图；图5为本专利技术自适应工作信号原理图。具体实施例方式下面为本专利技术将结合附图对实施方案作进一步描述图1 图3所示，本专利技术由电机1、塔式传动齿轮2、碟簧7、自适应碟簧凸轮差 动传动传感机构3、自适应凸轮变速机构4、轮毂5和轮胎6等组成电动车传动传感自动 变速换档驱动装置。电动机采用无刷自适应电机，通过电动机1、塔式传动齿轮2、自适 应碟簧凸轮差动传动传感机构3、自适应凸轮变速机构4实现闭环制。(HALL为S41F， 磁钢35H，漆包线QZ130/2)首先，霍尔转把给电机1信号通电旋转带动塔式传动齿轮2 旋转，塔式传动齿轮2带动自适应碟簧凸轮差动传动传感机构3.。其次，自适应碟簧凸 轮差动传动传感机构3根据自身所受压力，反作用于塔式传动齿轮2，自动选择相应齿轮 旋转，确保自动速度比选择，并依据工况模式自动选择适当启动电流，从而使电机动力 得到持续有效得到闭环控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
电动车辆自动变档装置，具有装于传动主轴上的电动机，与传动主轴连接的轮毂和轮胎，以及具有电连接的变速器传感器，ＥＣＵ控制器、蓄电池、凸轮变速器，在驱动系统和传动系统中的霍尔转把与电动机具有电信号连接，其特征为电动机转动连接塔式传动齿轮，塔式传动齿轮与碟簧凸轮差动传动传感器传动连接，碟簧凸轮差动传动传感器与凸轮变速器、ＥＣＵ控制器和碟簧连接，ＥＣＵ控制器再与电动机电信号连接。

【技术特征摘要】
1.电动车辆自动变档装置，具有装于传动主轴上的电动机，与传动主轴连接的轮毂 和轮胎，以及具有电连接的变速器传感器，ECU控制器、蓄电池、凸轮变速器，在驱动 系统和传动系统中的霍尔转把与电动机具...

【专利技术属性】
技术研发人员：董经贵，
申请(专利权)人：江苏雅迪科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：32