專利名稱：一種無(wú)離合器的變速傳動(dòng)裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變速傳動(dòng)裝置及其控制方法，尤其涉及一種無(wú)離合器的 變速傳動(dòng)裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)車輛，離合器的功用為使汽車平穩(wěn)起步；中斷給傳動(dòng) 系的動(dòng)力，配合換檔；防止傳動(dòng)系過(guò)載。但是通過(guò)離合器實(shí)現(xiàn)上述功能的過(guò) 程中，不僅要求駕駛?cè)藛T的熟練操作，而且不可避免地出現(xiàn)了動(dòng)力中斷，使 得車輛的加減速不夠平滑。另外，離合器是依靠其主動(dòng)部分和從動(dòng)部分接觸 面間的摩擦作用，或是用液體作為傳動(dòng)介質(zhì)，或是用磁力傳動(dòng)而工作的，其 本身的存在老化磨損的問(wèn)題。而且在混合動(dòng)力或電動(dòng)汽車上，由于電動(dòng)機(jī)可 以帶負(fù)載啟動(dòng)，所以其啟動(dòng)過(guò)程無(wú)需傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的離合器。因此在混合 動(dòng)力和電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，與其考慮基于現(xiàn)有技術(shù)的傳動(dòng)系統(tǒng)的 改進(jìn)，如CN 1272203C公開的一種并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車無(wú)離合器操作的換 檔控制方法，不如適應(yīng)電動(dòng)機(jī)本身的特點(diǎn)設(shè)計(jì)一種無(wú)離合器的變速傳動(dòng)裝置 及其控制方法。發(fā)明內(nèi)容為了克服上述傳統(tǒng)變速裝置的操作性、車輛動(dòng)力性和元件耐久性等方面 的不足，本發(fā)明提供了一種易于操作、車輛動(dòng)力性良好、而且基本無(wú)需考慮 元件耐久性問(wèn)題的無(wú)離合器的變速傳動(dòng)裝置及其控制方法。本發(fā)明提供的一種無(wú)離合器的變速傳動(dòng)裝置，其中，該裝置包括電動(dòng)機(jī) 10和變速器20，所述電動(dòng)機(jī)10與變速器20連接，電動(dòng)機(jī)10的動(dòng)力通過(guò)電動(dòng)機(jī)輸入軸輸入給變速器20，該裝置還包括控制裝置30，所述控制裝置30
分別與所述電動(dòng)機(jī)10和變速器20電連接，其中，所述控制裝置30用于根 據(jù)變速器20的轉(zhuǎn)速，判斷是否需要換檔，如果需要換檔，則首先調(diào)整電動(dòng) 機(jī)10的轉(zhuǎn)矩從而控制變速器20的退檔，再根據(jù)變速器20的轉(zhuǎn)速調(diào)整電動(dòng) 機(jī)10的轉(zhuǎn)速?gòu)亩刂谱兯倨?0的換檔。
本發(fā)明還提供了 -種無(wú)離合器的變速傳動(dòng)方法，其中，該方法包括根據(jù) 變速器(20)的轉(zhuǎn)速，判斷是否需要換檔，如果需要換檔，則首先調(diào)整電動(dòng) 機(jī)(10)的轉(zhuǎn)矩從而控制變速器(20)的退檔，再根據(jù)變速器(20)的轉(zhuǎn)速 調(diào)整電動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩刂谱兯倨?20)的檔位更換。
本發(fā)明提供的無(wú)離合器的變速傳動(dòng)裝置在變速時(shí)不需要使用離合器，而 是根據(jù)檢測(cè)裝置所檢測(cè)的變速器的轉(zhuǎn)速控制變速器換檔，并控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 矩和轉(zhuǎn)速配合變速器的換檔操作。該變速傳動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)在于重量小，維護(hù) 方便，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)便并且應(yīng)用范圍廣泛。


圖1為本發(fā)明提供的無(wú)離合器的變速傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)圖2為本發(fā)明提供的無(wú)離合器的變速傳動(dòng)裝置的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖3為本發(fā)明提供的無(wú)離合器的變速傳動(dòng)控制方法的流程圖4為本發(fā)明提供的無(wú)離合器的變速傳動(dòng)控制方法的升檔示意流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖具體描述本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明提供的變速傳動(dòng)裝置，包括電動(dòng)機(jī)10和變速器20。 電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，所述電動(dòng)機(jī)可采用 本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的各種電動(dòng)機(jī)，在此不再贅述。所述變速器的結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，如可采用兩軸式變速器或 三軸式變速器，在此以兩軸式變速器為例，其主要包括輸入軸、輸出軸、多 組檔位齒輪、以及換檔執(zhí)行裝置。由于電動(dòng)機(jī)可以容易地實(shí)現(xiàn)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，則 本發(fā)明的變速器優(yōu)選地可采用無(wú)倒檔變速器。
所述電動(dòng)機(jī)10與變速器20連接，電動(dòng)機(jī)10的動(dòng)力通過(guò)輸入軸輸入給
變速器20，所述電動(dòng)機(jī)10與變速器20之間不需要離合器，可以通過(guò)本領(lǐng)域
技術(shù)人員公知的各種方式連接，如通過(guò)聯(lián)軸器或花鍵等將電動(dòng)機(jī)軸與變速器
的輸入軸相連。其中，該裝置還包括控制裝置30，所述控制裝置30分別與 所述電動(dòng)機(jī)10和變速器20電連接，其中，所述控制裝置30根據(jù)變速器20 的轉(zhuǎn)速，當(dāng)需要換檔時(shí)，分別調(diào)整電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速?gòu)亩刂谱兯倨?20的換檔。
如圖2所示，所述控制裝置30包括相互電連接的信號(hào)采集單元31和信 號(hào)處理單元32，以及分別與信號(hào)處理單元32電連接的電動(dòng)機(jī)控制單元33 和變速器控制單元34，其中，所述信號(hào)采集單元31用于采集變速器20的轉(zhuǎn) 速；所述信號(hào)處理單元32用于接收信號(hào)采集單元31采集的變速器20的轉(zhuǎn) 速，當(dāng)在該轉(zhuǎn)速下需要換檔時(shí)，向電動(dòng)機(jī)控制單元33發(fā)送調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 和轉(zhuǎn)速的指令；當(dāng)電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速調(diào)整完成時(shí)，由信號(hào)處理單元32 向變速器控制單元34分別發(fā)送控制變速器20的退檔和換檔的指令；所述電 動(dòng)機(jī)控制單元33用于接收信號(hào)處理單元32發(fā)送的調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的 指令，調(diào)整電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；所述變速器控制單元34用于接收信號(hào) 處理單元32發(fā)送的控制變速器20的退檔和換檔的指令，分別控制變速器20 的退檔和換檔。
所述信號(hào)處理單元32存儲(chǔ)有對(duì)應(yīng)于各個(gè)檔位的多個(gè)轉(zhuǎn)速閾值Si，電動(dòng) 機(jī)在變速器(20)的各個(gè)轉(zhuǎn)速閾值Si的空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩值Mi和與各個(gè)
檔位對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)比Kj;所述轉(zhuǎn)矩值M與轉(zhuǎn)速S的對(duì)應(yīng)關(guān)系是M與豐成正比例，其比例系數(shù)對(duì)于電動(dòng)機(jī)一定的情況下為常數(shù)。各個(gè)轉(zhuǎn)速閾值Si、轉(zhuǎn)矩 值Mj和傳動(dòng)比Kj的存儲(chǔ)可通過(guò)存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
所述控制裝置30還包括，所述信號(hào)采集單元31用于實(shí)時(shí)采集變速器20 的轉(zhuǎn)速S;所述信號(hào)處理單元32用于接收所述轉(zhuǎn)速S，并將轉(zhuǎn)速S與存儲(chǔ)的 轉(zhuǎn)速閾值Si逐個(gè)比較，當(dāng)在當(dāng)前轉(zhuǎn)速S需要換檔時(shí)，讀取出與轉(zhuǎn)速S對(duì)應(yīng)的 轉(zhuǎn)矩值M和傳動(dòng)比K，并且根據(jù)當(dāng)前檔位結(jié)合或者不結(jié)合轉(zhuǎn)速S的變化趨 勢(shì)選定目標(biāo)檔位；分別向電動(dòng)機(jī)控制單元33發(fā)送調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的 指令，向變速器控制單元34發(fā)送退檔和換檔的指令；電動(dòng)機(jī)控制單元33用 于接收信號(hào)處理單元32發(fā)送的調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的指令，分別調(diào)整電 動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩值為M和轉(zhuǎn)速為S/K;變速器控制單元34用于接收信號(hào)處理單 元32發(fā)送的退檔指令，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩值為M時(shí)，此時(shí)同步器與變速器的 檔位齒輪之間相互作用力為零，可以容易地將兩者去配合，而不會(huì)造成機(jī)械 部件的損傷，那么指示變速器20執(zhí)行退檔，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為S/K時(shí)，此 時(shí)同步器與變速器的檔位齒輪之間速度差為零，可以容易地將兩者配合，而 不會(huì)造成機(jī)械部件的損傷，那么將換檔至目標(biāo)檔位。
所述控制裝置30還包括，所述信號(hào)處理單元32首先向電動(dòng)機(jī)控制單元 33發(fā)送調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的指令，并且根據(jù)當(dāng)前檔位結(jié)合或者不結(jié)合轉(zhuǎn)速S 的變化趨勢(shì)選定目標(biāo)檔位；電動(dòng)機(jī)控制單元33接收信號(hào)處理單元32發(fā)送的 調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的指令，調(diào)整電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)矩值為M，并發(fā)送表示轉(zhuǎn)矩同 步完成的反饋信號(hào)至信號(hào)處理單元32;信號(hào)處理單元32接收電動(dòng)機(jī)控制單 元33發(fā)送的表示轉(zhuǎn)矩同步完成的反饋信號(hào)，并向變速器控制單元34發(fā)送退 檔的指令；變速器控制單元34接收信號(hào)處理單元32發(fā)送的退檔的指令，并 指示變速器20執(zhí)行退檔，并且將表示退檔完成的信號(hào)發(fā)送至信號(hào)處理單元 32;信號(hào)處理單元32接收變速器控制單元34發(fā)送的表示退檔完成的信號(hào)， 接收變速器20當(dāng)前轉(zhuǎn)速S'，向電動(dòng)機(jī)控制單元33發(fā)送調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的指令；電動(dòng)機(jī)控制單元33接收信號(hào)處理單元32發(fā)送的調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的指令， 調(diào)整電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速為S'/K，并發(fā)送表示轉(zhuǎn)速同步完成的反饋信號(hào)至信號(hào) 處理單元32;信號(hào)處理單元32接收電動(dòng)機(jī)控制單元33發(fā)送的表示轉(zhuǎn)速同步 完成的反饋信號(hào)，并且向變速器控制單元34發(fā)送換檔的指令；變速器控制 單元34接收信號(hào)處理單元32發(fā)送的換檔的指令，并指示變速器20執(zhí)行換 檔至目標(biāo)檔位。根據(jù)本發(fā)明的變速傳動(dòng)裝置，其中，所述退檔操作和換檔操作是所述變 速器控制單元34通過(guò)電信號(hào)指示變速器(20)的換檔執(zhí)行裝置而實(shí)現(xiàn)的。 所述換檔執(zhí)行裝置用于通過(guò)使檔位齒輪與輸入軸去配合而進(jìn)行退檔，并且通 過(guò)使檔位齒輪與輸出軸配合而進(jìn)行換檔，其結(jié)構(gòu)、連接方式以及工作原理為 本領(lǐng)域人員所公知，如可以通過(guò)各種同步器來(lái)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述。根據(jù)本發(fā)明的變速傳動(dòng)裝置，其中，所述信號(hào)采集單元41為轉(zhuǎn)速傳感 器，可采用光電式、霍爾式傳感器或者磁感應(yīng)式傳感器，安裝于變速器20 輸出軸上，用于檢測(cè)變速器20的轉(zhuǎn)速。根據(jù)本發(fā)明的變速傳動(dòng)裝置，其中，所述轉(zhuǎn)速閾值Sj的設(shè)置是所述變速 器(20)的轉(zhuǎn)速閾值Si的個(gè)數(shù)為N個(gè)，閾值Si二最大轉(zhuǎn)速Xi/N， 2^N<10， i為整數(shù)，且0<i<N。當(dāng)采用上述閾值設(shè)定方法時(shí)，在選擇目標(biāo)檔位時(shí)還需 要結(jié)合轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)，根據(jù)轉(zhuǎn)速的上升或者下降判定是需要升檔或者降 檔，從而選定目標(biāo)檔位。優(yōu)選地，為了減少檔位過(guò)于頻繁地切換并且簡(jiǎn)化判斷僅根據(jù)當(dāng)前檔位即 可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檔位的選擇，根據(jù)本發(fā)明的變速傳動(dòng)裝置，其中，所述變速器(20) 的轉(zhuǎn)速閾值S,的個(gè)數(shù)為2N個(gè)，閾值Si二最大轉(zhuǎn)速Xi/N士Y， 2^N<10， i為整 數(shù)，且0〈i〈N， Y的值為Sj的2%-5%。當(dāng)采用上述閾值設(shè)定方法時(shí)，在選 擇目標(biāo)檔位時(shí)不需要結(jié)合轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)，僅根據(jù)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前檔位即可選定 目標(biāo)檔位。具體地說(shuō)，每?jī)蓚€(gè)檔位之間的閾值為兩個(gè)，其中最大轉(zhuǎn)速Xi/N+Y作為低檔位向高檔為切換的閾值，并且最大轉(zhuǎn)速Xi/N-Y作為高檔位向低檔位切換的閾值。其中，Y為遠(yuǎn)小于Si的整數(shù)，可以設(shè)置為&的2。％-5%，當(dāng) Si的值較大時(shí)，其5%的數(shù)值也較大，不利于檔位的及時(shí)切換，那么Y值的 設(shè)定可以依據(jù)不同閾值Si而不同，優(yōu)選地，當(dāng)Si較大時(shí)，Y相對(duì)于Sj的比 例相應(yīng)減小，如2%。根據(jù)本發(fā)明的變速傳動(dòng)裝置，其中，所述控制裝置30可以方便地在車 輛的電子控制單元中實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理或者嵌入式系統(tǒng)來(lái)實(shí) 現(xiàn)。本發(fā)明還提供了一種無(wú)離合器的變速傳動(dòng)控制方法，其中，該方法包括 根據(jù)變速器20的轉(zhuǎn)速，判斷是否需要換檔，如果需要換檔，則首先調(diào)整電 動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)矩從而控制變速器20的退檔，再根據(jù)變速器20的轉(zhuǎn)速調(diào)整電 動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速?gòu)亩刂谱兯倨?0的檔位更換。根據(jù)本發(fā)明的變速傳動(dòng)控制方法，如圖3所示，其中，該方法包括以下 歩驟采集變速器20的轉(zhuǎn)速；判斷在該轉(zhuǎn)速下是否需要換檔，如果需要換 檔，則分別調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩調(diào)整完成時(shí)，將變速器20 退檔，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整完成時(shí)，切換變速器檔位。根據(jù)本發(fā)明的的變速傳動(dòng)控制方法，如圖4所示，其中，該方法包括以 下步驟存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于各個(gè)檔位的多個(gè)轉(zhuǎn)速閾值Si，電動(dòng)機(jī)在各個(gè)轉(zhuǎn)速閾值S, 的空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩值M,和各個(gè)檔位對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)比K,;采集變速器20的 轉(zhuǎn)速S;將轉(zhuǎn)速S與轉(zhuǎn)速閾值Si逐個(gè)比較，確定在當(dāng)前轉(zhuǎn)速S是否需要換檔， 讀取出與轉(zhuǎn)速S對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩值M和傳動(dòng)比K，并且根據(jù)當(dāng)前檔位結(jié)合或者 不結(jié)合轉(zhuǎn)速S的變化趨勢(shì)選定目標(biāo)檔位；分別調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩為M和轉(zhuǎn)速 為S/K;當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩值為M時(shí)，指示變速器20執(zhí)行退檔，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速為S/K時(shí)，將檔位切換至目標(biāo)檔位。根據(jù)本發(fā)明的的變速傳動(dòng)控制方法，仍然參考圖4，其中，該方法包括以下步驟發(fā)送調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的指令；調(diào)整電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)矩值為M，并 發(fā)送表示轉(zhuǎn)矩同步完成的反饋信號(hào)；發(fā)送退檔的指令；指示變速器20執(zhí)行 退檔，并且發(fā)送表示退檔完成的信號(hào)；接收變速器當(dāng)前轉(zhuǎn)速S'，發(fā)送調(diào)整電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的指令；調(diào)整電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速為SVK，并發(fā)送表示轉(zhuǎn)速同步完成 的反饋信號(hào)；發(fā)送換檔的指令；指示變速器20執(zhí)行換檔至目標(biāo)檔位。根據(jù)本發(fā)明的變速傳動(dòng)控制方法，其中，所述轉(zhuǎn)速閾值Si的的個(gè)數(shù)為N 個(gè)，閾值S,二最大轉(zhuǎn)速Xi/N， 2^N<10， i為整數(shù)，且(Ki〈N。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的變速傳動(dòng)控制方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速閾值 Sj的個(gè)數(shù)為2N個(gè)，閾值Si二最大轉(zhuǎn)速Xi/N土Y， 2^N<10， i為整數(shù)，且0<i<N， Y的值為Si的0.5X-5X。下面，以兩檔變速器為例，對(duì)本發(fā)明的工作原理和過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 電動(dòng)機(jī)與變速器連接，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)輸入軸輸入給變速器，控制裝 置分別與所述電動(dòng)機(jī)和變速器電連接。根據(jù)第--種閾值設(shè)定方法，僅需要設(shè)定--個(gè)閾值，則S產(chǎn)最大轉(zhuǎn)速/2。當(dāng) 車輛起歩后，以低速運(yùn)行，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于S,時(shí)，信號(hào)處理單元首先向電動(dòng)機(jī)控 制單元發(fā)送調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的指令；電動(dòng)機(jī)控制單元接收信號(hào)處理單元發(fā)送 的調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的指令，調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩值為M，此時(shí)同步器與變速器 檔位齒輪之間的咬合阻力最小，并發(fā)送表示轉(zhuǎn)矩同步完成的反饋信號(hào)至信號(hào) 處理單元；信號(hào)處理單元接收電動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)送的表示轉(zhuǎn)矩同步完成的反 饋信號(hào)，并向變速器控制單元發(fā)送退檔的指令；變速器控制單元接收信號(hào)處 理單元發(fā)送的退檔的指令，并指示變速器執(zhí)行退檔，此時(shí)撥叉將同步齒環(huán)撥 到空檔，并且將表示退檔完成的信號(hào)發(fā)送至信號(hào)處理單元；信號(hào)處理單元接 收變速器控制單元發(fā)送的表示退檔完成的信號(hào)，接收變速器當(dāng)前轉(zhuǎn)速S'，向 電動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)送調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的指令；電動(dòng)機(jī)控制單元接收信號(hào)處理 單元發(fā)送的調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的指令，調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為SVK，并發(fā)送表示轉(zhuǎn)速同步完成的反饋信號(hào)至信號(hào)處理單元；信號(hào)處理單元接收電動(dòng)機(jī)控制單 元發(fā)送的表示轉(zhuǎn)速同步完成的反饋信號(hào)，并且向變速器控制單元發(fā)送換檔的 指令；變速器控制單元接收信號(hào)處理單元發(fā)送的換檔的指令，并指示變速器20執(zhí)行換檔至高檔。當(dāng)車輛減速轉(zhuǎn)速小于s,時(shí)，就要降檔，其操作過(guò)程與升檔類似，故省略說(shuō)明。根據(jù)第二種閾值設(shè)定方法，則需要設(shè)定兩個(gè)閾值，則S產(chǎn)最大轉(zhuǎn)速/2-Y 并且S產(chǎn)最大轉(zhuǎn)速/2+Y，其中￥=最大轉(zhuǎn)速乂5%。當(dāng)車輛加速轉(zhuǎn)速大于S2時(shí)， 需要升檔；而當(dāng)車輛減速轉(zhuǎn)速小于S,時(shí)，則需要降檔，其操作過(guò)程與上述操 作過(guò)程類似，故省略說(shuō)明。由于電動(dòng)機(jī)通過(guò)控制施加反向電壓可以很容易地實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，所以無(wú)需設(shè) 置倒檔和相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)需要倒車時(shí)，只需控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，隨著扭矩 的加大就可以實(shí)現(xiàn)倒車。
權(quán)利要求
1、一種變速傳動(dòng)裝置，其特征在于，該變速傳動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)(10)和變速器(20)，所述電動(dòng)機(jī)(10)與變速器(20)連接，電動(dòng)機(jī)(10)的動(dòng)力通過(guò)輸入軸輸入給變速器(20)，該裝置還包括控制裝置(30)，所述控制裝置(30)分別與所述電動(dòng)機(jī)(10)和變速器(20)電連接，其中，所述控制裝置(30)用于根據(jù)變速器(20)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)需要換檔時(shí)，分別調(diào)整電動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速?gòu)亩刂谱兯倨?20)的換檔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述控制裝置 (30)包括相互電連接的信號(hào)采集單元(31)和信號(hào)處理單元(32)，以及分別與信號(hào)處理單元(32)電連接的電動(dòng)機(jī)控制單元(33)和變速器控制單 元G4)，其中所述信號(hào)采集單元(31)用于采集變速器(20)的轉(zhuǎn)速； 所述信號(hào)處理單元(32)用于接收信號(hào)采集單元(31)采集的變速器(20) 的轉(zhuǎn)速，當(dāng)在該轉(zhuǎn)速下需要換檔時(shí)，向電動(dòng)機(jī)控制單元(33)發(fā)送調(diào)節(jié)電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的指令；當(dāng)電動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速調(diào)整完成時(shí)，由信號(hào)處 理單元(32)向變速器控制單元(34)分別發(fā)送控制變速器(20)的退檔和 換檔的指令； 所述電動(dòng)機(jī)控制單元(33)用于接收信號(hào)處理單元(32)發(fā)送的調(diào)節(jié)電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的指令，調(diào)整電動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；所述變速器控制單元(34)用于接收信號(hào)處理單元(32)發(fā)送的控制變 速器(20)的退檔和換檔的指令，分別控制變速器(20)的退檔和換檔。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速傳動(dòng)裝置，其特征在于，信號(hào)處理單元 (32)存儲(chǔ)有對(duì)應(yīng)于各個(gè)檔位的變速器(20)的多個(gè)轉(zhuǎn)速閾值Si，電動(dòng)機(jī)在各個(gè)轉(zhuǎn)速閾值Si的空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩值Mi和與各個(gè)檔位對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)比Ki;所述信號(hào)采集單元(31)用于實(shí)時(shí)采集變速器(20)的轉(zhuǎn)速S;所述信號(hào)處理單元(32)用于接收所述轉(zhuǎn)速S，并將轉(zhuǎn)速S與存儲(chǔ)的轉(zhuǎn)速閾值Si比較，當(dāng)在當(dāng)前轉(zhuǎn)速s需要換檔時(shí)，讀取出與轉(zhuǎn)速s對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩值M和傳動(dòng)比K，并且根據(jù)當(dāng)前檔位結(jié)合或者不結(jié)合轉(zhuǎn)速S的變化趨勢(shì)選定目 標(biāo)檔位；向電動(dòng)機(jī)控制單元(33)分別發(fā)送調(diào)整電動(dòng)機(jī)(10)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的 指令，并分別根據(jù)電動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，向變速器控制單元(34)發(fā) 送退檔和換檔的指令；電動(dòng)機(jī)控制單元(33)用于接收信號(hào)處理單元(32)發(fā)送的調(diào)整電動(dòng)機(jī) (10)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的指令，分別調(diào)整電動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)矩值為M和轉(zhuǎn)速為S/K;變速器控制單元(34)用于接收信號(hào)處理單元(32)發(fā)送的指令，當(dāng)電 動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩值為M時(shí)，指示變速器(20)執(zhí)行退檔，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為S/K 時(shí)，將換檔至目標(biāo)檔位。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的變速傳動(dòng)裝置，其特征在于 所述信號(hào)處理單元(32)首先向電動(dòng)機(jī)控制單元(33)發(fā)送調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的指令，并且根據(jù)當(dāng)前檔位結(jié)合或者不結(jié)合轉(zhuǎn)速S的變化趨勢(shì)選定目標(biāo)檔位；電動(dòng)機(jī)控制單元(33)接收信號(hào)處理單元(32)發(fā)送的調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 的指令，調(diào)整電動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)矩值為M，并發(fā)送表示轉(zhuǎn)矩同步完成的反饋 信號(hào)至信號(hào)處理單元(32);信號(hào)處理單元(32)接收電動(dòng)機(jī)控制單元(33)發(fā)送的表示轉(zhuǎn)矩同步完 成的反饋信號(hào)，并向變速器控制單元(34)發(fā)送退檔的指令；變速器控制單元(34)接收信號(hào)處理單元(32)發(fā)送的退檔的指令，并 指示變速器(20)執(zhí)行退檔，并且將表示退檔完成的信號(hào)發(fā)送至信號(hào)處理單元(32);信號(hào)處理單元(32)接收變速器控制單元(34)發(fā)送的表示退檔完成的 信號(hào)，接收變速器當(dāng)前轉(zhuǎn)速S，，向電動(dòng)機(jī)控制單元(33)發(fā)送調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速的指令；電動(dòng)機(jī)控制單元(33)接收信號(hào)處理單元(32)發(fā)送的調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 的指令，調(diào)整電動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)速為SVK，并發(fā)送表示轉(zhuǎn)速同步完成的反饋 信號(hào)至信號(hào)處理單元(32);信號(hào)處理單元(32)接收電動(dòng)機(jī)控制單元(33)發(fā)送的表示轉(zhuǎn)速同步完 成的反饋信號(hào)，并且向變速器控制單元(34)發(fā)送換檔的指令；變速器控制單元(34)接收信號(hào)處理單元(32)發(fā)送的換檔的指令，并 指示變速器(20)執(zhí)行換檔至目標(biāo)檔位。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的變速傳動(dòng)裝置，其特征在于，所 述退檔操作和換檔操作是所述變速器控制單元(34)通過(guò)電信號(hào)指示變速器(20)的換檔執(zhí)行裝置而實(shí)現(xiàn)的。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項(xiàng)所述的變速傳動(dòng)裝置，其特征在于，所 述信號(hào)釆集單元(31)為轉(zhuǎn)速傳感器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3和4任意一項(xiàng)所述的變速傳動(dòng)裝置，其特征在于， 所述變速器(20)的轉(zhuǎn)速閾值Si的個(gè)數(shù)為N個(gè)，閾值Si二最大轉(zhuǎn)速Xi/N， 2^N<10， i為整數(shù)，且(Ki〈N。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3和4任意一項(xiàng)所述的變速傳動(dòng)裝置，其特征在于， 所述變速器(20)的轉(zhuǎn)速閾值Si的個(gè)數(shù)為2N個(gè)，閾值S,二最大轉(zhuǎn)速Xi/N士Y，2^N<10， i為整數(shù)，且(Ki〈N， Y的值為S,的2X-5X。
9、 一種無(wú)離合器的變速傳動(dòng)控制方法，其特征在于，該方法包括根據(jù) 變速器(20)的轉(zhuǎn)速，判斷是否需要換檔，如果需要換檔，則首先調(diào)整電動(dòng) 機(jī)(10)的轉(zhuǎn)矩從而控制變速器(20)的退檔，再根據(jù)變速器(20)的轉(zhuǎn)速 調(diào)整電動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩刂谱兯倨?20)的檔位更換。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的變速傳動(dòng)控制方法，其特征在于，該方法包 括實(shí)時(shí)采集變速器(20)的轉(zhuǎn)速；判斷在該轉(zhuǎn)速下是否需要換檔，如果需要 換檔，則分別調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩調(diào)整完成時(shí)，將變速器(20)退檔，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整完 成時(shí)，切換變速器檔位。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的變速傳動(dòng)控制方法，其特征在于，該方法包 括存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于各個(gè)檔位的變速器(20)的多個(gè)轉(zhuǎn)速閾值Si，電動(dòng)機(jī)在各個(gè) 轉(zhuǎn)速閾值Si的空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩值Mi和各個(gè)檔位對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)比Kj;采集變速器(20)的轉(zhuǎn)速S;將轉(zhuǎn)速S與轉(zhuǎn)速閾值Si比較，確定在當(dāng)前轉(zhuǎn)速S是否需要換檔，讀取出 與轉(zhuǎn)速S對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩值M和傳動(dòng)比K，并且根據(jù)當(dāng)前檔位結(jié)合或者不結(jié)合 轉(zhuǎn)速S的變化趨勢(shì)選定目標(biāo)檔位；分別調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩為M和轉(zhuǎn)速為S/K;當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩值為M時(shí)，指示變速器(20)執(zhí)行退檔操作，當(dāng)電動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)速為S/K時(shí)，將檔位切換至目標(biāo)檔位。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的變速傳動(dòng)控制方法，其特征在于，該方法 包括發(fā)送調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的指令，并且根據(jù)當(dāng)前檔位結(jié)合或者不結(jié)合轉(zhuǎn)速S 的變化趨勢(shì)選定目標(biāo)檔位；調(diào)整電動(dòng)機(jī)(IO)的轉(zhuǎn)矩值為M，并發(fā)送表示轉(zhuǎn)矩同步完成的反饋信號(hào); 發(fā)送退檔的指令；指示變速器(20)執(zhí)行退檔，并且發(fā)送表示退檔完成的信號(hào)； 接收變速器(20)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速S'，發(fā)送調(diào)整電動(dòng)機(jī)(10)轉(zhuǎn)速的指令； 調(diào)整電動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)速為SVK，并發(fā)送表示轉(zhuǎn)速同步完成的反饋信號(hào)； 發(fā)送換檔的指令；指示變速器(20)執(zhí)行換檔至目標(biāo)檔位。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11和12任意一項(xiàng)所述的變速傳動(dòng)裝置，其特征在于， 所述變速器(20)的轉(zhuǎn)速閾值Sj的個(gè)數(shù)為N個(gè)，閾值Si二最大轉(zhuǎn)速Xi/N， 2^N<10， i為整數(shù)，且(Ki〈N。
14、 根據(jù)權(quán)利要求11和12任意一項(xiàng)所述的變速傳動(dòng)裝置，其特征在于， 所述變速器(20)的轉(zhuǎn)速閾值Si的個(gè)數(shù)為2N個(gè)，閾值Sj二最大轉(zhuǎn)速Xi/N士Y， 2^N<10， i為整數(shù)，且0〈i〈N， Y的值為Si的2X-5X。
全文摘要
一種無(wú)離合器的變速傳動(dòng)裝置及其控制方法，其中，該變速傳動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)(10)和變速器(20)，所述電動(dòng)機(jī)(10)與變速器(20)連接，電動(dòng)機(jī)(10)的動(dòng)力通過(guò)輸入軸輸入給變速器(20)，該裝置還包括控制裝置(30)，所述控制裝置(30)分別與所述電動(dòng)機(jī)(10)和變速器(20)電連接，其中，所述控制裝置(30)根據(jù)變速器(20)的轉(zhuǎn)速，判斷是否需要換檔，如果需要換檔，則首先調(diào)整電動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)矩從而控制變速器(20)的退檔，再根據(jù)變速器(20)的轉(zhuǎn)速調(diào)整電動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩刂谱兯倨?20)的換檔。
文檔編號(hào)B60W30/18GK101290066SQ20071009824
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
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