電動(dòng)汽車和用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車和用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。一種用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括：具有電機(jī)輸出軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；具有差速器殼的差速器；與電機(jī)輸出軸平行設(shè)置的中間軸；固設(shè)在電機(jī)輸出軸上的第一齒輪；空套在中間軸上并且與第一齒輪常嚙合的第二齒輪；固設(shè)在中間軸上的第三齒輪；固設(shè)在差速器殼上并且與第三齒輪常嚙合的第四齒輪，其用作差速器輸入齒輪；轉(zhuǎn)速傳感器，其檢測(cè)所述第四齒輪的轉(zhuǎn)速；離合裝置，其具有接合狀態(tài)和分離狀態(tài)，在所述接合狀態(tài)，第二齒輪與中間軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，在所述分離狀態(tài)，第二齒輪從中間軸脫開(kāi)；和控制模塊，其基于由轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)到的第四齒輪的轉(zhuǎn)速來(lái)控制離合裝置在接合狀態(tài)與分離狀態(tài)之間的切換。
【專利說(shuō)明】電動(dòng)汽車和用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車領(lǐng)域，具體而言，涉及電動(dòng)汽車和用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]近年來(lái)，面對(duì)石油資源的匱乏和環(huán)境的惡化，人們對(duì)汽車的節(jié)能和環(huán)保的要求越來(lái)越高。由于電動(dòng)汽車能夠擺脫對(duì)化石燃料的依賴和實(shí)現(xiàn)零污染或超低污染的排放，電動(dòng)汽車的開(kāi)發(fā)已成為汽車工業(yè)研究和開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。電動(dòng)汽車包括采用可充電的蓄電池作為動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車(Battery Electric Vehicle，簡(jiǎn)稱BEV)、采用內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩者作為動(dòng)力源的混合動(dòng)力汽車(Hybrid Electric Vehicle，簡(jiǎn)稱HEV)和采用燃料電池作為動(dòng)力源的燃料電池汽車(Fuel Cell Electric Vehicle，簡(jiǎn)稱 FCEV)。
[0003]在BEV、HEV和FCEV中都采用了驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)本身能夠?qū)崿F(xiàn)變頻調(diào)速，大部分電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均采用固定速比的減速器，而沒(méi)有如傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車一樣另外設(shè)置變速器；同時(shí)， 為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和降低成本，在電機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力傳遞路徑中并未設(shè)置離合裝置。在這樣的電動(dòng)汽車中，電機(jī)的輸出軸始終通過(guò)減速器保持與差速器傳動(dòng)連接。
[0004]對(duì)于上述電動(dòng)汽車，在車輛下坡等工況時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速可能會(huì)超過(guò)最高允許轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致電機(jī)部件、例如軸承的磨損。另外，盡管電動(dòng)汽車中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的低速特性非常好，但是其高速特性相對(duì)較差。在電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到例如12000RPM (轉(zhuǎn)每分)以上時(shí)，很難為車輛提供驅(qū)動(dòng)力，反而被拖轉(zhuǎn)耗能，違背了電動(dòng)汽車強(qiáng)調(diào)的低能耗。
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和包括該電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)汽車，其能夠避免由于電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高而造成的電機(jī)部件例如軸承的磨損以及電動(dòng)汽車的低能耗操作。
[0007]本發(fā)明的第一方面涉及一種用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括:具有電機(jī)輸出軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；具有差速器殼的差速器；與所述電機(jī)輸出軸平行設(shè)置的中間軸；固設(shè)在所述電機(jī)輸出軸上的第一齒輪；空套在所述中間軸上并且與所述第一齒輪常嚙合的第二齒輪；固設(shè)在所述中間軸上的第三齒輪；固設(shè)在所述差速器殼上并且與所述第三齒輪常嚙合的第四齒輪，所述第四齒輪用作差速器輸入齒輪；轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)所述第四齒輪的轉(zhuǎn)速；離合裝置，所述離合裝置具有接合狀態(tài)和分離狀態(tài)，在所述接合狀態(tài)，所述第二齒輪與所述中間軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，在所述分離狀態(tài)，所述第二齒輪從所述中間軸脫開(kāi)；和控制模塊，所述控制模炔基于由所述轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)到的所述第四齒輪的轉(zhuǎn)速來(lái)控制所述離合裝置在所述接合狀態(tài)與所述分離狀態(tài)之間的切換。
[0008]根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施方式，所述離合裝置包括可沿所述中間軸的軸向方向移動(dòng)的接合套，在所述接合套的內(nèi)周面上設(shè)有內(nèi)花鍵，在所述第二齒輪和所述中間軸上分別形成有設(shè)有外花鍵的花鍵轂，當(dāng)所述離合裝置處于所述接合狀態(tài)時(shí)，所述接合套的內(nèi)花鍵與所述第二齒輪的花鍵轂上的外花鍵嚙合并與所述中間軸的花鍵轂上的外花鍵嚙合，當(dāng)所述離合裝置處于所述分離狀態(tài)時(shí)，所述接合套的內(nèi)花鍵與所述中間軸的花鍵轂上的外花鍵分離。
[0009]可選地，所述離合裝置還包括同步環(huán)，所述同步環(huán)上設(shè)有外花鍵，并且所述同步環(huán)與所述中間軸的花鍵轂的接觸面為圓錐面。
[0010]可選地，所述離合裝置還包括多個(gè)沿周向均勻分布的滑塊，每個(gè)所述滑塊具有沿徑向向外凸起的凸出部，在所述接合套的內(nèi)周面上形成有多個(gè)分別容納所述滑塊的凸出部的凹部。
[0011]可選地，所述離合裝置還包括用于將所述滑塊壓靠在所述接合套的內(nèi)周面上的止推彈黃。
[0012]可選地，在所述接合套的外周面上形成有環(huán)狀槽，并且所述離合裝置還包括安裝在所述環(huán)狀槽內(nèi)的撥叉。
[0013]可選地，所述離合裝置還包括與所述撥叉固連的撥叉桿，借助于所述撥叉桿的軸向移動(dòng)引起所述接合套沿所述中間軸的軸向移動(dòng)。
[0014]可選地，在所述撥叉桿上形成有絲杠，在所述絲杠上套設(shè)有傳動(dòng)螺母，所述傳動(dòng)螺母由撥叉電機(jī)驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述傳動(dòng)螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)借助于螺母絲杠機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為所述撥叉桿的軸向移動(dòng)。
[0015]可選地，在所述撥叉電機(jī)的輸出軸上形成有第五齒輪，在所述傳動(dòng)螺母的外周面上形成有第六齒輪，所述第五齒輪和所述第六齒輪經(jīng)由雙聯(lián)齒輪傳動(dòng)連接，以形成兩級(jí)減速齒輪副。
[0016]可選地，所述電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括撥叉位置檢測(cè)裝置，所述撥叉位置檢測(cè)裝置包括與所述撥叉固連的撥叉位置傳動(dòng)軸、形成在所述撥叉位置傳動(dòng)軸上的齒條、與所述齒條嚙合的扇形齒輪以及檢測(cè)所述扇形齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角度傳感器。
[0017]可選地，在所述離合裝置從所述分離狀態(tài)向所述接合狀態(tài)切換或者從所述接合狀態(tài)向所述分離狀態(tài)切換的過(guò)程中，所述控制模塊可基于由所述撥叉位置檢測(cè)裝置檢測(cè)到的所述撥叉的位置來(lái)控制所述撥叉電機(jī)的啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)速。
[0018]根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施方式，當(dāng)由所述轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)到的所述第四齒輪的轉(zhuǎn)速高于第一預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí)，所述控制模塊控制所述離合裝置切換到所述分離狀態(tài)。
[0019]可選地，當(dāng)由所述轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)到的所述第四齒輪的轉(zhuǎn)速低于第二預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí)，所述控制模塊控制所述離合裝置切換到所述接合狀態(tài)，所述第二預(yù)定轉(zhuǎn)速低于所述第
一預(yù)定轉(zhuǎn)速。
[0020]根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施方式，所述第二齒輪通過(guò)滾針軸承支承在所述中間軸上。
[0021]根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施方式，所述差速器和所述中間軸與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)一起設(shè)置在電機(jī)殼體中。
[0022]本發(fā)明的第二方面涉及一種電動(dòng)汽車，該電動(dòng)汽車包括根據(jù)如上所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0023]可選地，所述電動(dòng)汽車為強(qiáng)混混合動(dòng)力汽車。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，在電機(jī)輸出軸與差速器之間的中間軸上設(shè)有離合裝置，并且控制模塊可以基于車速來(lái)控制離合裝置在接合狀態(tài)和分離狀態(tài)之間的切換。由此，可以避免在例如車輛下坡行駛時(shí)由于車速過(guò)高而導(dǎo)致電機(jī)輸出軸超出最高允許轉(zhuǎn)速，從而防止了電機(jī)軸承等部件的磨損。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0026]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)汽車的構(gòu)型的示意圖；
[0027]圖2是根據(jù)該實(shí)施例的電動(dòng)汽車中的電機(jī)-減速器-差速器(Motor-Reducer-Differential,簡(jiǎn)稱 MRD)總成的透視圖；
[0028]圖3是從另一個(gè)角度觀察時(shí)MRD總成的透視圖，省略了后端蓋；
[0029]圖4是MRD總成的局部分解視圖；
[0030]圖5是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要部分的透視圖；
[0031]圖6是帶有離合裝置的中間軸組件的分解視圖；
[0032]圖7是組裝后的中間軸組件連同撥叉驅(qū)動(dòng)裝置和撥叉位置檢測(cè)裝置的透視圖；
[0033]圖8是組裝后的中間軸組件在離合裝置處于接合狀態(tài)時(shí)的透視圖；
[0034]圖9是組裝后的中間軸組件在離合裝置處于分離狀態(tài)時(shí)的透視圖；
[0035]圖10是撥叉位置檢測(cè)裝置的一個(gè)示例的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0037]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。在該實(shí)施例中，電動(dòng)汽車構(gòu)造為混合動(dòng)力汽車，其中發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)由變速驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)前輪FL、FR旋轉(zhuǎn)，而根據(jù)本發(fā)明的帶離合器的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)后輪RL、RR旋轉(zhuǎn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，前輪可以由電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，而后輪可以由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。在另外的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)兩者都用來(lái)驅(qū)動(dòng)前輪，或者都用來(lái)驅(qū)動(dòng)后輪。變速驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)在機(jī)動(dòng)車領(lǐng)域是公知的，在此省略其詳細(xì)描述。帶離合器的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將在下文進(jìn)行描述。
[0038]本發(fā)明尤其適用于強(qiáng)混混合動(dòng)力汽車，在強(qiáng)混混合動(dòng)力汽車中，可以關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，靠驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輛，從而降低燃料消耗。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于混合動(dòng)力汽車，而是同樣可以應(yīng)用于純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車。在電動(dòng)汽車中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)減速器減速后傳遞到差速器，然后輸出到左右前輪或左右后輪。
[0039]圖2至圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車中的MRD總成的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，MRD總成包括電機(jī)殼體I和分別設(shè)置在電機(jī)殼體I兩端的前端蓋2和后端蓋3。前端蓋2和后端蓋3通過(guò)螺栓4固定在電機(jī)殼體I上。在電機(jī)殼體I內(nèi)部形成的空間中，設(shè)置有具有電機(jī)輸出軸5的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(圖中未不出)和具有差速器殼的差速器6,電機(jī)輸出軸5和差速器6經(jīng)由中間軸組件7傳動(dòng)連接。驅(qū)動(dòng)電機(jī)可采用永磁同步交流電機(jī)或者任何已知的適合用在電動(dòng)汽車中的電機(jī)。電機(jī)輸出軸5在一端(圖4中的右端)經(jīng)由軸承8支承在電機(jī)殼體I上。止推套9通過(guò)電機(jī)輸出軸5上的軸肩限制軸承8的軸向移動(dòng)。差速器6將從電機(jī)輸出軸5傳遞來(lái)的動(dòng)力分配給左右車輪。差速器的結(jié)構(gòu)在機(jī)動(dòng)車領(lǐng)域是公知的，在此省略其詳細(xì)描述。中間軸組件7的結(jié)構(gòu)將在下文描述。[0040]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，固設(shè)在電機(jī)輸出軸5上的第一齒輪10與中間軸組件7的第二齒輪11常嚙合，且中間軸組件7的第三齒輪12與固設(shè)在差速器殼上的第四齒輪13常嚙合。第四齒輪13用作差速器6的輸入齒輪。應(yīng)指出的是，圖5中沒(méi)有示出第一齒輪10、第二齒輪11、第三齒輪12和第四齒輪13上的齒。第一齒輪10的齒數(shù)少于第二齒輪11的齒數(shù)，且第三齒輪12的齒數(shù)少于第四齒輪13的齒數(shù)，從而在電機(jī)輸出軸5與差速器6之間形成了兩級(jí)減速傳動(dòng)。
[0041]圖6示出了中間軸組件7的分解視圖。圖7示出了組裝后的中間軸組件連同撥叉驅(qū)動(dòng)裝置和撥叉位置檢測(cè)裝置的透視圖。圖8示出了在離合裝置處于接合狀態(tài)時(shí)的組裝后的中間軸組件。圖9示出了在離合裝置處于分離狀態(tài)時(shí)的組裝后的中間軸組件。
[0042]如圖5和圖6所示，中間軸組件7包括與電機(jī)輸出軸5平行設(shè)置的中間軸14。中間軸14在一端通過(guò)軸承15支承在電機(jī)殼體I中，在另一端通過(guò)軸承16支承在后端蓋3中。前述的第二齒輪11通過(guò)滾針軸承17支承在中間軸14上，從而以能夠相對(duì)于中間軸14轉(zhuǎn)動(dòng)的方式空套在中間軸14上。在軸承15與滾針軸承17之間設(shè)有止推片18。固定螺母19旋擰在形成于中間軸14的一個(gè)端部(圖6中的左端部)中的螺紋孔內(nèi)，以對(duì)軸承15、止推片
18、滾針軸承17并進(jìn)而對(duì)第二齒輪11進(jìn)行軸向定位。第二齒輪11 一體地形成有花鍵轂20，該花鍵轂上形成有多個(gè)外花鍵?；ㄦI轂20的在圖6中所示的右端部貼靠在中間軸14的軸肩上。前述的第三齒輪12固設(shè)在中間軸14上。在中間軸14上還一體地形成有花鍵轂21，該花鍵轂21設(shè)置在第二齒輪11與第三齒輪12之間并且形成有多個(gè)外花鍵。第二齒輪11的花鍵轂20上形成的外花鍵與中間軸14的花鍵轂21上形成的外花鍵在數(shù)量和橫截面輪廓方面彼此相同。
[0043]中間軸組件7還設(shè)有離合裝置，該離合裝置能夠在其中第二齒輪11與中間軸14一起轉(zhuǎn)動(dòng)的接合狀態(tài)與其中第二齒輪11從中間軸14脫開(kāi)的分離狀態(tài)之間切換。離合裝置包括同步環(huán)22、接合套23、滑塊24、止推彈簧25和撥叉26。
[0044]同步環(huán)22的外周面上形成有多個(gè)外花鍵，所述外花鍵與第二齒輪11的花鍵轂20上形成的外花鍵和中間軸14的花鍵轂21上形成的外花鍵在數(shù)量和橫截面輪廓方面相同。同步環(huán)22以能夠相對(duì)于中間軸14轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向移動(dòng)的方式空套在中間軸14上。在同步環(huán)22和花鍵轂21的彼此相對(duì)的端部上形成有錐度的內(nèi)錐面，亦即，同步環(huán)22與花鍵轂21之間的接觸面為圓錐面。
[0045]接合套23的內(nèi)周面上形成有多個(gè)內(nèi)花鍵，所述內(nèi)花鍵與第二齒輪11的花鍵轂20上形成的外花鍵相嚙合，使得接合套23以可沿中間軸14的軸向方向移動(dòng)但是不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式套裝在花鍵轂20上。在接合套23的外周面上形成有環(huán)狀槽27，撥叉26以可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝在該環(huán)狀槽27內(nèi)。
[0046]三個(gè)滑塊24在周向上均勻分布，亦即，彼此之間間隔120度。每個(gè)滑塊24上都形成有沿徑向向外凸起的凸出部，在接合套23的內(nèi)周面上形成有三個(gè)分別容納各滑塊24的凸出部的凹部。止推彈簧25通過(guò)將各滑塊24的凸出部壓入在接合套23的對(duì)應(yīng)凹部?jī)?nèi)而將各滑塊24壓靠在接合套23上。
[0047]撥叉26通過(guò)定位銷28與撥叉桿29固連在一起。在撥叉桿29上形成有絲杠30。如圖7所示，傳動(dòng)螺母31套設(shè)在絲杠30上。傳動(dòng)螺母31由撥叉電機(jī)32經(jīng)由雙聯(lián)齒輪33驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，該撥叉電機(jī)32為直流電機(jī)。更具體地，在撥叉電機(jī)32的輸出軸上形成有齒輪34，在傳動(dòng)螺母31的外周面上形成有齒輪35，齒輪34與雙聯(lián)齒輪33上的一個(gè)齒輪嚙合，而齒輪35與雙聯(lián)齒輪33上的另一個(gè)齒輪嚙合，從而在撥叉電機(jī)32與傳動(dòng)螺母31之間形成兩級(jí)減速傳動(dòng)。傳動(dòng)螺母31的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)借助于由形成于傳動(dòng)螺母31的內(nèi)周面上的內(nèi)螺紋與形成于撥叉桿29上的絲杠30構(gòu)成的螺母絲杠機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為撥叉桿29的軸向移動(dòng)。
[0048]圖10示出了撥叉位置檢測(cè)裝置的一個(gè)示例。撥叉位置檢測(cè)裝置包括撥叉位置傳動(dòng)軸36。撥叉位置傳動(dòng)軸36通過(guò)定位銷37與撥叉26固連在一起。在撥叉位置傳動(dòng)軸36上形成有齒條38。撥叉位置檢測(cè)裝置還包括與齒條38嚙合的扇形齒輪39和檢測(cè)扇形齒輪39的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角度傳感器40。當(dāng)撥叉26沿軸向移動(dòng)時(shí)，撥叉位置傳動(dòng)軸36隨之一起沿軸向移動(dòng)一段距離，并且與撥叉位置傳動(dòng)軸36上的齒條38哨合的扇形齒輪39轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)相應(yīng)的角度。因此，通過(guò)由角度傳感器40檢測(cè)扇形齒輪39轉(zhuǎn)過(guò)的角度，便能夠檢測(cè)出撥叉26的位置。
[0049]如圖2-5所示，在后端蓋3上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器41，該轉(zhuǎn)速傳感器41檢測(cè)用作差速器輸入齒輪的第四齒輪13的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速傳感器41可以是磁電式轉(zhuǎn)速傳感器、光電式轉(zhuǎn)速傳感器和霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器中的任何一種。
[0050]未示出的控制模塊基于由轉(zhuǎn)速傳感器41檢測(cè)到的第四齒輪13的轉(zhuǎn)速來(lái)控制離合裝置在圖8所示的接合狀態(tài)與圖9所示的分離狀態(tài)之間的切換。此外，在離合裝置從分離狀態(tài)向接合狀態(tài)切換或者從接合狀態(tài)向分離狀態(tài)切換的過(guò)程中，該控制模塊基于由撥叉位置檢測(cè)裝置檢測(cè)到的撥叉26的位置來(lái)控制撥叉電機(jī)32的啟動(dòng)、停止以及運(yùn)轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速。
[0051]下面描述離合裝置的接合和分離操作。
[0052]通常，離合裝置處于圖8所示的接合狀態(tài)，其中接合套23的內(nèi)花鍵與第二齒輪11的花鍵轂20上形成的外花鍵和中間軸14的花鍵轂21上形成的外花鍵相嚙合。在這種狀態(tài)下，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)接收到激勵(lì)信號(hào)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，從電機(jī)輸出軸5輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由常嚙合的第一齒輪10和第二齒輪11以及通過(guò)花鍵嚙合的花鍵轂20、接合套23和花鍵轂21傳遞到中間軸14，然后經(jīng)由常嚙合的第三齒輪12和第四齒輪13傳遞到差速器6，并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的左右車輪旋轉(zhuǎn)。
[0053]轉(zhuǎn)速傳感器41檢測(cè)第四齒輪13的轉(zhuǎn)速作為差速器輸入轉(zhuǎn)速。當(dāng)由轉(zhuǎn)速傳感器41檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速高于預(yù)定的第一轉(zhuǎn)速時(shí)，所對(duì)應(yīng)的電機(jī)輸出軸5的轉(zhuǎn)速超過(guò)了考慮到軸承磨損而設(shè)定的最高允許轉(zhuǎn)速。此時(shí)，控制模塊向撥叉電機(jī)32發(fā)送運(yùn)轉(zhuǎn)指令，以將離合裝置切換到分離狀態(tài)，以防止電機(jī)軸承損壞。
[0054]具體地，從撥叉電機(jī)32輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)齒輪34、雙聯(lián)齒輪33、齒輪35傳遞到傳動(dòng)螺母31，從而使傳動(dòng)螺母31轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)螺母31的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)由傳動(dòng)螺母31的內(nèi)螺紋與撥叉桿29上的絲杠30轉(zhuǎn)換為撥叉桿29的軸向移動(dòng)，并帶動(dòng)撥叉26和接合套23從圖8所示的接合狀態(tài)沿中間軸14的軸向方向向左移動(dòng)，直至接合套23上的內(nèi)花鍵與花鍵轂21上的外花鍵以及同步環(huán)22上的外花鍵脫離嚙合。由此，第二齒輪11從中間軸14脫開(kāi)，從而中間軸14的高速旋轉(zhuǎn)不會(huì)被傳遞到電機(jī)輸出軸5。
[0055]在離合裝置從接合狀態(tài)向分離狀態(tài)切換的過(guò)程中，控制模塊可以基于撥叉位置檢測(cè)裝置檢測(cè)到的撥叉26的位置來(lái)控制撥叉電機(jī)32的啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)速。例如，當(dāng)接合套23尚未與花鍵轂21和同步環(huán)22分離時(shí)，可控制撥叉電機(jī)32以相對(duì)高的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，以使接合套23快速?gòu)呐c花鍵轂21和同步環(huán)22嚙合的狀態(tài)脫開(kāi)；在接合套23已與花鍵轂21和同步環(huán)22分離之后，則可以點(diǎn)動(dòng)控制撥叉電機(jī)32，直至撥叉26和接合套23到達(dá)分離終端位。
[0056]此后，當(dāng)由轉(zhuǎn)速傳感器41檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速降至比上述第一轉(zhuǎn)速低的預(yù)定的第二轉(zhuǎn)速時(shí)，需要再次從驅(qū)動(dòng)電機(jī)向差速器6提供的驅(qū)動(dòng)力。此時(shí)，控制模塊向撥叉電機(jī)32發(fā)送運(yùn)轉(zhuǎn)指令，以將離合裝置切換回接合狀態(tài)。
[0057]具體地，從撥叉電機(jī)32輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)齒輪34、雙聯(lián)齒輪33、齒輪35減速傳遞到傳動(dòng)螺母31，從而使傳動(dòng)螺母31轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)螺母31的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)由傳動(dòng)螺母31的內(nèi)螺紋與撥叉桿29上的絲杠30轉(zhuǎn)換為撥叉桿29的軸向移動(dòng)，并帶動(dòng)撥叉26和接合套23從圖9所示的分離狀態(tài)沿中間軸14的軸向方向向右移動(dòng)。接合套23帶動(dòng)滑塊24向右移動(dòng)，滑塊24推動(dòng)同步環(huán)22向右移動(dòng)并與花鍵轂21接觸。由于同步環(huán)22與花鍵轂21之間的接觸面為圓錐面，可以實(shí)現(xiàn)接合套23、同步環(huán)22、花鍵轂21三者在達(dá)到相同的轉(zhuǎn)速之后再通過(guò)各自的花鍵嚙合在一起，從而抑制了接合過(guò)程的沖擊。
[0058]在離合裝置從分離狀態(tài)向接合狀態(tài)切換的過(guò)程中，控制模塊可以基于撥叉位置檢測(cè)裝置檢測(cè)到的撥叉26的位置來(lái)控制撥叉電機(jī)32的啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)速。例如，當(dāng)接合套23尚未與同步環(huán)22接觸且與同步環(huán)22相距較遠(yuǎn)時(shí)，可控制撥叉電機(jī)32以相對(duì)高的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，以使接合套23快速接近同步環(huán)22 ;在接合套23將要與同步環(huán)22接觸至剛與花鍵轂21接觸期間，可控制撥叉電機(jī)32以相對(duì)低的速度運(yùn)轉(zhuǎn)；在接合套23與花鍵轂21接觸之后，可控制撥叉電機(jī)32再次以相對(duì)高的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，以使接合動(dòng)作盡快完成；在接合套23接近接合終端位時(shí)，可以點(diǎn)動(dòng)控制撥叉電機(jī)32。
[0059]根據(jù)本發(fā)明，在電機(jī)輸出軸與差速器之間的中間軸上設(shè)有離合裝置，并且控制模塊可以基于車速來(lái)控制離合裝置在接合狀態(tài)和分離狀態(tài)之間的切換。由此，可以避免在例如車輛下坡行駛時(shí)由于車速過(guò)高而導(dǎo)致電機(jī)輸出軸超出最高允許轉(zhuǎn)速，從而防止了電機(jī)軸承等部件的磨損。
[0060]另外，本發(fā)明的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還具有撥叉位置檢測(cè)裝置，并且控制模塊可以基于由所述撥叉位置檢測(cè)裝置檢測(cè)到的所述撥叉的位置來(lái)控制所述撥叉電機(jī)的啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)速。由此，可以適當(dāng)?shù)乜刂齐x合裝置的接合和分離過(guò)程。
[0061]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的各種更動(dòng)與修改，均應(yīng)納入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括: 具有電機(jī)輸出軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)； 具有差速器殼的差速器； 與所述電機(jī)輸出軸平行設(shè)置的中間軸； 固設(shè)在所述電機(jī)輸出軸上的第一齒輪； 空套在所述中間軸上并且與所述第一齒輪常嚙合的第二齒輪； 固設(shè)在所述中間軸上的第三齒輪； 固設(shè)在所述差速器殼上并且與所述第三齒輪常嚙合的第四齒輪，所述第四齒輪用作差速器輸入齒輪； 轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)所述第四齒輪的轉(zhuǎn)速； 離合裝置，所述離合裝置具有接合狀態(tài)和分離狀態(tài)，在所述接合狀態(tài)，所述第二齒輪與所述中間軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，在所述分離狀態(tài)，所述第二齒輪從所述中間軸脫開(kāi)；和 控制模塊，所述控制模炔基于由所述轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)到的所述第四齒輪的轉(zhuǎn)速來(lái)控制所述離合裝置在所述接合狀態(tài)與所述分離狀態(tài)之間的切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述離合裝置包括可沿所述中間軸的軸向方向移動(dòng)的接合套，在所述接合套的內(nèi)周面上設(shè)有內(nèi)花鍵，在所述第二齒輪和所述中間軸上分別形成有設(shè)有外花鍵的花鍵轂，當(dāng)所述離合裝置處于所述接合狀態(tài)時(shí)，所述接合套的內(nèi)花鍵與所述第二齒輪的花鍵轂上的外花鍵嚙合并與所述中間軸的花鍵轂上的外花鍵嚙合，當(dāng)所述離合裝置處于所述分離狀態(tài)時(shí)，所述接合套的內(nèi)花鍵與所述中間軸的花鍵轂上的外花鍵分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述離合裝置還包括同步環(huán)，所述同步環(huán)上設(shè)有外花鍵，并且所述同步環(huán)與所述中間軸的花鍵轂的接觸面為圓錐面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述離合裝置還包括多個(gè)沿周向均勻分布的滑塊，每個(gè)所述滑塊具有沿徑向向外凸起的凸出部，在所述接合套的內(nèi)周面上形成有多個(gè)分別容納所述滑塊的凸出部的凹部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述離合裝置還包括用于將所述滑塊壓靠在所述接合套的內(nèi)周面上的止推彈簧。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述接合套的外周面上形成有環(huán)狀槽，并且所述離合裝置還包括安裝在所述環(huán)狀槽內(nèi)的撥叉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述離合裝置還包括與所述撥叉固連的撥叉桿，借助于所述撥叉桿的軸向移動(dòng)引起所述接合套沿所述中間軸的軸向移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述撥叉桿上形成有絲杠，在所述絲杠上套設(shè)有傳動(dòng)螺母，所述傳動(dòng)螺母由撥叉電機(jī)驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述傳動(dòng)螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)借助于螺母絲杠機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為所述撥叉桿的軸向移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述撥叉電機(jī)的輸出軸上形成有第五齒輪，在所述傳動(dòng)螺母的外周面上形成有第六齒輪，所述第五齒輪和所述第六齒輪經(jīng)由雙聯(lián)齒輪傳動(dòng)連接，以形成兩級(jí)減速齒輪副。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，還包括撥叉位置檢測(cè)裝置，所述撥叉位置檢測(cè)裝置包括與所述撥叉固連的撥叉位置傳動(dòng)軸、形成在所述撥叉位置傳動(dòng)軸上的齒條、與所述齒條嚙合的扇形齒輪以及檢測(cè)所述扇形齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角度傳感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述離合裝置從所述分離狀態(tài)向所述接合狀態(tài)切換或者從所述接合狀態(tài)向所述分離狀態(tài)切換的過(guò)程中，所述控制模炔基于由所述撥叉位置檢測(cè)裝置檢測(cè)到的所述撥叉的位置來(lái)控制所述撥叉電機(jī)的啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)速。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)由所述轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)到的所述第四齒輪的轉(zhuǎn)速高于第一預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí)，所述控制模塊控制所述離合裝置切換到所述分離狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)由所述轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)到的所述第四齒輪的轉(zhuǎn)速低于第二預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí)，所述控制模塊控制所述離合裝置切換到所述接合狀態(tài)，所述第二預(yù)定轉(zhuǎn)速低于所述第一預(yù)定轉(zhuǎn)速。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二齒輪通過(guò)滾針軸承支承在所述中間軸上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述差速器和所述中間軸與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)一起設(shè)置在電機(jī)殼體中。
16.—種電動(dòng)汽車,其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電動(dòng)汽車，其特征在于，所述電動(dòng)汽車為強(qiáng)混混合動(dòng)力汽車。
【文檔編號(hào)】B60K17/16GK103935238SQ201410147084
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】王建峰, 朱陽(yáng)光, 李金康, 俞弘平 申請(qǐng)人:大陸汽車投資（上海）有限公司