[发明专利]用于纯电动车车辆的两速变速器及其控制方法

权利要求书

1.一种用于纯电动车车辆的两速变速器，其特征在于：包括电机(1)、输入轴(2)、中间轴(3)、差速器(4)和机械换挡组件；所述机械换挡组件包括换挡齿毂(20)、第一齿套(21)、第二齿套(22)、一挡齿轮齿毂(26)和二挡齿轮齿毂(27)、第一弹性体(24)、第二弹性体(25)；

所述电机的输出轴与所述输入轴同轴固接，所述换挡齿毂固接于所述输入轴或所述中间轴上；所述第一齿套、所述第二齿套均与所述换挡齿毂同轴并滑动的布置在所述换挡齿毂外侧；所述一挡齿轮齿毂、所述二挡齿轮齿毂均与所述换挡齿毂同轴并滚动的布置在所述换挡齿毂的两侧；所述输入轴与所述中间轴之间通过常啮合的一挡圆柱齿轮副和二挡圆柱齿轮副传动连接；所述一挡齿轮齿毂通过所述第一弹性体(24)弹性驱动所述一挡圆柱齿轮副；所述二挡齿轮齿毂通过所述第二弹性体(25)弹性驱动所述二挡圆柱齿轮副；所述中间轴通过输出圆柱齿轮副传动连接所述差速器。

2.根据权利要求1所述的用于纯电动车车辆的两速变速器，其特征在于：所述换挡齿毂固接于所述输入轴上，所述一挡圆柱齿轮副包括一挡主动齿轮(28)和一挡从动齿轮(38)，所述一挡主动齿轮转动的布置在所述一挡齿轮齿毂外侧，所述第一弹性体布置在所述一挡齿轮齿毂和所述一挡主动齿轮之间，所述一挡从动齿轮与所述中间轴同轴固接；所述二挡圆柱齿轮副包括二挡主动齿轮(29)和二挡从动齿轮(39)，所述二挡主动齿轮转动的布置在所述二挡齿轮齿毂外侧，所述第二弹性体布置在所述二挡齿轮齿毂和所述二挡主动齿轮之间，所述二挡从动齿轮与所述中间轴同轴固接。

3.根据权利要求2所述的用于纯电动车车辆的两速变速器，其特征在于：所述一挡主动齿轮内部设有若干第一凹槽(281)，所述一挡齿轮齿毂外部对应设有若干第一凸台(261)，所述第一凸台插置于对应的第一凹槽中，所述第一凸台两侧的第一凹槽内设有所述第一弹性体；所述二挡主动齿轮内部设有若干第二凹槽，所述二挡齿轮齿毂外部对应设有若干第二凸台，所述第二凸台插置于对应的第二凹槽中，所述第二凸台两侧的第二凹槽内设有所述第二弹性体。

4.根据权利要求1所述的用于纯电动车车辆的两速变速器，其特征在于：所述换挡齿毂固接于所述中间轴上，所述一挡圆柱齿轮副包括一挡主动齿轮(28)和一挡从动齿轮(38)，所述一挡从动齿轮转动的布置在所述一挡齿轮齿毂外侧，所述第一弹性体布置在所述一挡齿轮齿毂和所述一挡从动齿轮之间，所述一挡主动齿轮与所述输入轴同轴固接；所述二挡圆柱齿轮副包括二挡主动齿轮(29)和二挡从动齿轮(39)，所述二挡从动齿轮转动的布置在所述二挡齿轮齿毂外侧，所述第二弹性体布置在所述二挡齿轮齿毂和所述二挡从动齿轮之间；所述二挡主动齿轮与所述输入轴同轴固接。

5.根据权利要求4所述的用于纯电动车车辆的两速变速器，其特征在于：所述一挡从动齿轮内部设有若干第三凹槽，所述一挡齿轮齿毂外部对应设有若干第三凸台，所述第三凸台插置于对应的第三凹槽中，所述第三凸台两侧的第三凹槽内设有所述第一弹性体；所述二挡从动齿轮内部设有若干第四凹槽，所述二挡齿轮齿毂外部对应设有若干第四凸台，所述第四凸台插置于对应的第四凹槽中，所述第四凸台两侧的第四凹槽内设有所述第二弹性体。

6.根据权利要求1所述的用于纯电动车车辆的两速变速器，其特征在于：所述输出圆柱齿轮副包括常啮合的输出主动齿轮(31)和输出从动齿轮(41)，所述输出主动齿轮与所述中间轴同轴固接；所述输出从动齿轮与所述差速器同轴固接。

7.一种用于纯电动车车辆的两速变速器的控制方法，其特征在于：TCU通过采集整车车速、加速踏板、制动踏板、方向盘、电机、BMS、VCU的信息，计算实时路况下的最佳挡位，并判断当前挡位是否处于最佳挡位；若当前挡位为最佳挡位或不满足限制条件，则不进行换挡，变速器保持当前状态；若当前挡位不是最佳挡位且满足限制条件的要求，则进入换挡程序进行换挡；该换挡程序分为升挡程序、降挡程序和强制降挡程序；

该升档程序为：初始状态：电机输出动力，电机通过第一齿套向一档齿轮齿毂输出动力，一挡齿轮齿毂与第一齿套的啮合面接触，一挡齿轮齿毂与第二齿套不接触；换挡系统驱动第二齿套向二档位置移动，当第二齿套移动到二挡位置后，第二齿套与二挡齿轮齿毂结合，第一齿套的啮合面与一挡齿轮齿毂脱离接触，回到空挡位置；此时，TCU实时检测电机状态的变化是否在设定范围内；若电机状态变化超出设定范围，则对电机转矩进行补偿，使电机状态始终处于设定范围；并在电机状态稳定后，将第一齿套移动到二挡位置，在第一齿套到达二挡位置后，升挡过程结束；若电机状态变化没有超出设定范围，将第一齿套移动到二挡位置，在第一齿套到达二挡位置后，升挡过程结束；

降挡程序为：初始状态：电机不输出动力，电机的输出轴在整车的带动下空转，二挡齿轮齿毂与第一齿套的啮合面接触，二挡齿轮齿毂与第二齿套不接触；在进入降挡程序后，换挡系统驱动第二齿套向一档位置移动，当第二齿套移动到一挡位置后，第二齿套与一挡齿轮齿毂结合，并使得第一齿套的啮合面与二挡齿轮齿毂脱离接触，回到空挡位置；此时，TCU实时检测电机状态的变化是否在设定范围内；若电机状态变化超出设定范围，则对电机转矩进行补偿，使电机状态始终处于设定范围；并在电机状态稳定后，将第一齿套移动到一挡位置，在第一齿套到达一挡位置后，升挡过程结束；若电机状态变化没有超出设定范围，将第一齿套移动到一挡位置，在第一齿套到达一挡位置后，升挡过程结束；

强制降挡程序为：初始状态，电机输出动力，电机通过第二齿套向二档齿轮齿毂输出动力，二挡齿轮齿毂与第二齿套的啮合面接触，二挡齿轮齿毂与第一齿套不接触；在进入强制降挡程序后，首先，换挡系统驱动第一齿套向一挡位置移动，当第一齿套移动到空挡位置后，降低电机的输出转矩，使第二齿套与二挡齿轮齿毂脱离接触；然后，换挡系统驱动第二齿套向一挡位置移动，当第二齿套在轴线方向完全与二挡齿轮齿毂脱离后，再继续驱动第二齿套向一挡位置移动的同时，驱动第一齿套向一挡位置移动，在第一齿套到达一挡位置并与一挡齿轮齿毂接触后，调整电机的输出转矩至设定值，在电机的转矩至设定值并且第二齿套到达一挡位置后，强制降挡过程结束。