專利名稱：一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動車變速器領(lǐng)域，特別是一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動車已成為當(dāng)今世界各國的重要交通工具。變速器是影響電動車性能的重要器件。現(xiàn)在的電動車變速器主要有單機(jī)減速器、兩擋手動變速器、兩檔自動變速器和兩檔機(jī)械式自動變速器。單機(jī)減速器的速比為定值，不能滿足電動車最大爬坡度、最高車速以及在電機(jī)工作效率匹配的問題；兩擋手動變速器尺寸和重量大且需要手動換擋；類似于傳統(tǒng)自動變速器的兩檔自動變速器零件、工藝復(fù)雜、成本高，在換擋的過程中存在動力中斷，影響使用效 果O目前電動車在控制速度時一般以調(diào)速手柄控制控制器輸出不同大小的電流來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，電機(jī)通過變速器帶動輪轂實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度控制，這種模式結(jié)構(gòu)雖簡單；但在使用工程中需停車換擋，操作繁瑣，而且手動檔變速箱因換擋沖擊力較大，檔位之間的速差比不能太大，這樣就造成電動車在速度與載重方面的矛盾在爬坡時需要較大的載重，而在平地時需要較大的速度。雖然目前有人設(shè)計出了一些電動車自動變速器，但大都結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸、重量較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，使變速過程平穩(wěn)，解決電動車負(fù)載和速度矛盾的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，包括變速器及通過光電耦合方式控制該變速器的控制器，控制器包括系統(tǒng)控制模塊、執(zhí)行模塊、信息采集模塊；變速器包括控制器、輸入軸及輸出部件；所述信息采集模塊與系統(tǒng)控制模塊形成反饋回路；系統(tǒng)控制模塊與執(zhí)行模塊連接；變速器還包括兩個離合器以及與輸入軸平行的中間軸；所述兩個離合器均穿設(shè)在輸入軸上，其中一個離合器為高速檔離合器，另一個為低速檔離合器；所述兩個離合器分別連接有輸入軸高速齒輪、輸入軸低速齒輪；所述中間軸上分別設(shè)有與輸入軸高速齒輪、輸入軸低速齒輪嚙合的中間軸高速齒輪、中間軸低速齒輪；所述中間軸上還設(shè)有與輸出部件連接的中間軸齒輪。系統(tǒng)控制模塊包括信息整合模塊和判斷模塊；所述信息采集模塊的信息通過信息整合模塊整合后傳遞給判斷模塊。執(zhí)行模塊包括恒流控制模塊、離合器控制模塊；恒流控制模塊通過電流控制離合器控制模塊。信息采集模塊包括電流采集模塊和速度采集模塊。
所述離合器控制模塊包括離合器開合控制模塊和離合器分離過程控制模塊。所述恒流控制模塊包括采樣電阻和脈寬調(diào)制模塊。所述系統(tǒng)控制模塊和執(zhí)行模塊是單片機(jī)。所述單片機(jī)是STC12C5410AD單片機(jī)。兩個離合器均通過螺釘分別與輸入軸高速齒輪、輸入軸低速齒輪連接；所述兩個離合器之間的輸入軸上設(shè)有一套筒。所述兩個離合器均為電磁離合器。本發(fā)明提供的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，通過兩個單片機(jī)分別進(jìn)行信息采集 整合和信息判斷并進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高速檔離合器和低速檔離合器的自動控制，降低操作難度、成本低廉；通過控制離合電流恒定，使輸出扭矩恒定，解決負(fù)載和速度矛盾的問題；本發(fā)明的所需部件少，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小、重量輕，通過對高低離合器的控制，減小換檔過程中的沖擊力，提高換檔舒適性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I :本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 :本發(fā)明控制器結(jié)構(gòu)框圖。其中I一中間軸低速齒輪、2—輸出部件、3—中間軸齒輪、4一中間軸聞速齒輪、5—聞速檔離合器、6一輸入軸、7—螺釘、8一輸入軸高速齒輪、9一低速檔離合器、10—輸入軸低速齒輪、11一套筒；100—系統(tǒng)控制模塊、110—信息整合模塊、120—判斷模塊、200—執(zhí)行模塊、210—離合器控制模塊、220—恒流控制模塊、211—離合器開合控制模塊、212—離合器分離過程控制模塊、221—米樣電阻、222—脈寬調(diào)制模塊、300—彳目息米集模塊、310 —電流米集模塊、320—速度米集模塊。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明提供的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，包括變速器及通過光電耦合方式控制該變速器的控制器，控制器包括系統(tǒng)控制模塊100、執(zhí)行模塊200、信息采集模塊300 ;變速器包括控制器、輸入軸及輸出部件，所述信息采集模塊300與系統(tǒng)控制模塊100形成反饋回路；系統(tǒng)控制模塊100與執(zhí)行模塊200連接；變速器還包括兩個離合器以及與輸入軸平行的中間軸；所述兩個離合器均穿設(shè)在輸入軸上，其中一個離合器為高速檔離合器，另一個為低速檔離合器；所述兩個離合器分別連接有輸入軸高速齒輪、輸入軸低速齒輪；所述中間軸上分別設(shè)有與輸入軸高速齒輪、輸入軸低速齒輪嚙合的中間軸高速齒輪、中間軸低速齒輪；所述中間軸上還設(shè)有與輸出部件連接的中間軸齒輪。系統(tǒng)控制模塊100包括信息整合模塊110和判斷模塊120 ;所述信息采集模塊300的信息通過信息整合模塊Iio整合后傳遞給判斷模塊120。執(zhí)行模塊200包括恒流控制模塊210、離合器控制模塊220 ;恒流控制模塊210通過電流控制離合器控制模塊220，通過恒流控制使離合器的平穩(wěn)控制。信息采集模塊300包括電流采集模塊310和速度采集模塊320。進(jìn)一步的，所述離合器控制模塊210包括離合器開合控制模塊211和離合器分離過程控制模塊212。進(jìn)一步的，所述恒流控制模塊220包括采樣電阻221和脈寬調(diào)制模塊222。所述系統(tǒng)控制模塊100和執(zhí)行模塊200是單片機(jī)。所述單片機(jī)是STC12C5410AD單片機(jī)。所述兩個離合器均通過螺釘7分別與輸入軸高速齒輪8、輸入軸低速齒輪10連接。所述兩個離合器之間的輸入軸6上設(shè)有一套筒11。所述兩個離合器均為電磁離合器。 本裝置的結(jié)構(gòu)簡單、功能實(shí)用，控制器根據(jù)特定信號，如路況，再通過離合器分離過程控制模塊212控制兩個離合器中的一個進(jìn)行動作，當(dāng)高速檔離合器5工作時，輸入軸高速齒輪8與高速檔離合器5 —起轉(zhuǎn)動，此時電機(jī)輸入的扭矩可以傳遞到輸入軸高速齒輪8上，從而將扭矩傳動到中間軸高速齒輪4上，帶動中間軸齒輪3轉(zhuǎn)動，通過中間軸齒輪3帶動輸出部件2輸出動力，帶動電動車做高速運(yùn)動。當(dāng)?shù)退贆n離合器9工作時，輸入軸低速齒輪10與低速檔離合器9 一起轉(zhuǎn)動,此時電機(jī)輸入的扭矩可以傳遞到輸入軸低速齒輪10上，從而將扭矩傳動到中間軸低速齒輪I上，帶動中間軸齒輪3轉(zhuǎn)動，通過中間軸齒輪3帶動輸出部件2輸出動力，帶動電動車低速運(yùn)動,但是可獲得較大的載重。系統(tǒng)控制模塊100和執(zhí)行模塊200采用的STC12C5410AD單片機(jī)價格低廉，降低電動車的成本。系統(tǒng)控制模塊200運(yùn)行于整個電動車電源系統(tǒng)中，通常為48v，系統(tǒng)控制模塊100運(yùn)行于電動車12V電源系統(tǒng)中。系統(tǒng)控制模塊100與信息采集模塊300形成反饋電路，電流采集模塊310將采集到的離合器的電流信息、速度采集模塊320將采集到的電動車速度信息，傳遞給系統(tǒng)控制模塊100中的信息整合模塊110，判斷模塊120根據(jù)信息整合模塊110的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷電流是否恒定，以及電動車的即時速度與設(shè)定的臨界速度的大小。判斷模塊120將判斷的結(jié)果以光電通信的形式傳給執(zhí)行模塊200，恒流控制模塊220中的脈寬調(diào)試模塊使用PID軟件調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制的占空比，實(shí)現(xiàn)離合器電流恒定，以保證離合器的輸出扭矩恒定，從而解決負(fù)載和速度矛盾的問題。離合器控制模塊210根據(jù)判斷的結(jié)果，判斷高速檔離合器5和低速檔離合器9的切換；電動車運(yùn)行過程中，低速檔離合器9進(jìn)行啟動，當(dāng)電動車的即時速度大于臨界速度時，離合器開合控制模塊211執(zhí)行低速檔離合器9分離，低速檔離合器9摩擦力減小的同時，高速檔離合器5摩擦力逐步增大；當(dāng)即時速度小于臨界速度時，離合器開合控制模塊211執(zhí)行高速檔離合器5分離，高速檔離合器5摩擦力減小的同時，低速檔離合器9摩擦力逐步增大，從而減小動力中斷，使得在換檔過程中的沖擊較小，換檔舒適性高。兩擋之間的速比差可以很大，電動汽車速度快，載重大。其中，電流采集模塊310是采樣電阻，速度采集模塊320是速度傳感器和信號發(fā)生器，系統(tǒng)控制模塊100將通過反饋回路得到的信息，通過三極管進(jìn)行選擇，以控制離合器。控制器通過光電耦合的方式控制變速器。本發(fā)明提供的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，通過兩個單片機(jī)分別進(jìn)行信息采集整合和信息判斷并進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高速檔離合器5和低速檔離合器9的自動控制，降低操作難度、成本低廉；通過控制離合電流恒定，使輸出扭矩恒定，解決負(fù)載和速度矛盾的問題；本發(fā)明的所需部件少，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小、重量輕，通過對高低離合器的控制，減小換檔過程中的沖擊力，提高換檔舒適性。
當(dāng)然，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該可以根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，包括變速器及通過光電耦合方式控制該變速器的控制器，控制器包括系統(tǒng)控制模塊、執(zhí)行模塊、信息采集模塊；變速器包括控制器、輸入軸及輸出部件，其特征在于 所述信息采集模塊與系統(tǒng)控制模塊形成反饋回路；系統(tǒng)控制模塊與執(zhí)行模塊連接； 變速器還包括兩個離合器以及與輸入軸平行的中間軸；所述兩個離合器均穿設(shè)在輸入軸上，其中一個離合器為高速檔離合器，另一個為低速檔離合器；所述兩個離合器分別連接有輸入軸高速齒輪、輸入軸低速齒輪；所述中間軸上分別設(shè)有與輸入軸高速齒輪、輸入軸低速齒輪嚙合的中間軸高速齒輪、中間軸低速齒輪；所述中間軸上還設(shè)有與輸出部件連接的中間軸齒輪。
2.據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)控制模塊包括信息整合模塊和判斷模塊；所述信息采集模塊的信息通過信息整合模塊整合后傳遞給判斷模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，其特征在于執(zhí)行模塊包括恒流控制模塊、離合器控制模塊；恒流控制模塊通過電流控制離合器控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，其特征在于信息采集模塊包括電流采集模塊和速度采集模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，其特征在于所述離合器控制模塊包括離合器開合控制模塊和離合器分離過程控制模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，其特征在于所述恒流控制模塊包括采樣電阻和脈寬調(diào)制模塊。
7.據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)控制模塊和執(zhí)行模塊是單片機(jī)。
8.據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)是STC12C5410AD 單片機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，其特征在于所述兩個離合器均通過螺釘分別與輸入軸高速齒輪、輸入軸低速齒輪連接；所述兩個離合器之間的輸入軸上設(shè)有一套筒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，其特征在于所述兩個離合器均為電磁離合器。
全文摘要
本發(fā)明是一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，包括變速器及通過光電耦合方式控制該變速器的控制器，信息采集模塊與系統(tǒng)控制模塊形成反饋回路；系統(tǒng)控制模塊與執(zhí)行模塊連接；變速器還包括兩個離合器以及與輸入軸平行的中間軸；所述兩個離合器均穿設(shè)在輸入軸上，分別為高速檔離合器和低速檔離合器；所述兩個離合器分別連接有輸入軸高速齒輪、輸入軸低速齒輪；所述中間軸上分別設(shè)有與輸入軸高速齒輪、輸入軸低速齒輪嚙合的中間軸高速齒輪、中間軸低速齒輪。本發(fā)明提供的一種電動車兩檔自動變速系統(tǒng)，所需部件少，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小、重量輕，成本低廉；解決負(fù)載和速度矛盾的問題；通過對高低離合器的控制，減小換檔過程中的沖擊力，提高換檔舒適性。
文檔編號F16H3/091GK102840282SQ20121031857
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者鐘華, 鐘川, 高如富, 王興政, 肖勇 申請人:重慶鐘華機(jī)械有限責(zé)任公司