用于电动车辆的变速器制造技术

一种用于电动车辆的变速器,包括：接收动力的输入轴；与输入轴平行设置的输出轴；多个换档齿轮单元，各自包括将输入轴和输出轴相互连接的外齿轮；同步啮合系统，将换档齿轮单元中的任一者切换为输入轴与输出轴之间的可动力传输状态或不可动力传输状态；伺服齿轮单元，包括在输入轴和输出轴上相互啮合的一对外齿轮；以及伺服离合器，通过伺服齿轮单元调节输入轴与输出轴之间的动力传输的程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及汽车变速器。更具体地，本专利技术涉及一种电动机连接至变速器输入轴的用于电动车辆的变速器的结构及其控制方法。
技术介绍
电动车辆配备有电驱动的电动机，并且车辆由来自电动机的动力驱动。这种电动机与现有技术的内燃机不同，从低速期间直到较高速期间输出高扭矩，并可通过仅控制电动机的速度和扭矩来驱动车辆，但当另外安装变速器时，与电动机的尺寸和容量相比，可实现更高的速度或扭矩水平。因此，电动车辆配备有能够在将来自电动机的动力传输至驱动轮的过程中调节扭矩和速度的变速器，并且不同于与现有技术的内燃机一起使用的变速器，该变速器具有较少的档位，以便使由于变速器所致的重量和成本的增加最小化，减小电动机的尺寸和容量，并且确保与配备有现有技术的内燃机的车辆接近的速度。作为能够以简单的结构低成本制造并可更有效地传输动力的变速机构，存在一种在现有技术的自动变速器中使用的同步啮合类型，但在该类型中，产生在换档时使传输至输出轴的扭矩完全阻断的扭矩中断，从而妨碍平稳换档。前述内容旨在仅帮助理解本专利技术的背景，而并非旨在意味着本专利技术落入本领域技术人员已知的现有技术的范围内。
技术实现思路
因此，本专利技术是考虑到现有技术中出现的以上问题而做出的，并且本专利技术旨在提供一种汽车变速器，其能够以简单的结构低成本制造，防止扭矩中断，并提供平稳换档，从而提高车辆的商业价值。为了实现上述目的，根据本专利技术的一方面，提供一种用于电动车辆的变速器，该变速器包括：接收动力的输入轴；与输入轴平行设置的输出轴；多个换档齿轮单元，各自包括将输入轴和输出轴相互连接的外齿轮，用以产生不同的传动比；同步啮合系统，将换档齿轮单元中的任一者切换为输入轴与输出轴之间的可动力传输状态或不可动力传输状态；伺服齿轮单元，包括在输入轴和输出轴上相互啮合的一对外齿轮，用以提供比换档齿轮单元中的具有最低变速比的换档齿轮单元的变速比更低的传动比；以及伺服离合器，通过伺服齿轮单元调节输入轴与输出轴之间的动力传输的程度。在换档齿轮单元中，输入轴上的外齿轮和输出轴上的外齿轮中的任一外齿轮可不在相应的轴上旋转，而另一外齿轮可在相应的轴上自由旋转。同步啮合系统可通过阻止能够在相应的轴上自由旋转的外齿轮在相应的轴上旋转，允许输入轴与输出轴之间的动力传输。换档齿轮单元可以是具有较高变速比的第一换档齿轮单元和具有较低变速比的第二换档齿轮单元，第一换档齿轮单元可包括不在输入轴上旋转的第一驱动齿轮和在输出轴上旋转的第一从动齿轮，第二换档齿轮单元可包括不在输入轴上旋转的第二驱动齿轮和在输出轴上旋转的第二从动齿轮，并且同步啮合系统可通过在输出轴的轴向上的两个直线行程，将第一从动齿轮和第二从动齿轮切换为在输出轴上的可旋转状态和不可旋转状态。伺服齿轮单元可包括在输入轴上旋转的伺服驱动齿轮和不在输出轴上旋转的伺服从动齿轮，并且伺服离合器可以是设置在输入轴与伺服驱动齿轮之间、用以根据输入轴的轴向位移调节输入轴与伺服驱动齿轮之间的动力传输程度的锥形离合器。将驱动力供应给车辆的电动机可直接连接至输入轴。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一方面，提供一种控制用于电动车辆的变速器的方法，该方法包括：当发出从当前接合档位转换至期望档位的动力保持换档指令时，由控制器使伺服离合器接合以产生摩擦力，使得扭矩经过伺服齿轮单元从输入轴传输至输出轴的伺服接合步骤；在伺服接合步骤之后，通过由控制器操作同步啮合系统使同步啮合系统从当前接合档位分离的换至空档步骤；通过由控制器控制伺服离合器使同步啮合系统与期望档位同步的同步步骤；在同步步骤完成后，通过由控制器操作同步啮合系统使同步啮合系统与期望档位接合的期望档位接合步骤；以及在期望档位接合步骤之后，由控制器使伺服离合器分离的换档完成步骤。伺服齿轮单元的变速比可小于当前接合档位的传动比和期望档位的传动比，并且当通过伺服接合步骤使经过当前接合档位传输的扭矩改变成经过伺服齿轮单元传输时，可执行换至空档步骤。在同步步骤中，可通过控制操作伺服离合器的力，使输入轴的速度与直接连接至输入轴的电动机的期望速度同步。本专利技术提供一种能够以简单的结构低成本制造的用于电动车辆的变速器，因此能够减小安装在车辆上的电动机的尺寸和容量，并且能够降低制造成本和提高车辆的燃料效率。此外，能够确保优异的动力性能，且特别地，能够通过防止换档时的扭矩中断和冲击确保平稳的换档，因此能够提高车辆的商业价值。附图说明从以下结合附图进行的详细说明中，将会更清楚地理解本专利技术的以上和其他目的、特征和优点，其中：图1是示出根据本专利技术的实施例的用于电动车辆的变速器的配置的图；图2A至图2E是示出图1的变速器执行动力保持升档的图；图3A至图3E是示出图1的变速器执行动力保持降档的图；图4是示出图1的变速器执行动力保持升档的示例的流程图；并且图5是示出图1的变速器执行动力保持降档的示例的流程图。具体实施方式参照图1，本专利技术的用于电动车辆的变速器的实施例可包括：接收动力的输入轴IN；与输入轴平行设置的输出轴OUT；多个换档齿轮单元，各自包括能够将输入轴和输出轴相互连接的外齿轮以产生不同的变速比；同步啮合系统SS，将换档齿轮单元中的任一者切换为输入轴与输出轴之间的可动力传输状态或不可动力传输状态；伺服齿轮单元SBU，包括用以提供比换档齿轮单元中具有最低变速比的换档齿轮单元的变速比更低的传动比的、在输入轴和输出轴上相互啮合的一对外齿轮；以及伺服离合器SC，能够通过伺服齿轮单元调节输入轴与输出轴之间的动力传输程度。将驱动力供应给车辆的电动机M直接连接至输入轴IN，并且电动机M、同步啮合系统SS和伺服离合器SC可由控制器CLR控制。在换档齿轮单元中，输入轴上的外齿轮和输出轴上的外齿轮中的任一者不可在相应的轴上旋转，而另一者可在相应的轴上自由旋转。通过阻止可在相应的轴上自由旋转的外齿轮在相应的轴上旋转，同步啮合系统SS允许输入轴与输出轴之间的动力传输。在本实施例中，换档齿轮单元是具有较高变速比的第一换档齿轮单元SGU1和具有较低变速比的第二换档齿轮单元SGU2，因此其可提供总共两阶的换档。第一换档齿轮单元SGU1包括不在输入轴上旋转的第一驱动齿轮D1和在输出轴上旋转的第一从动齿轮P1，并且第二换档齿轮单元SGU2包括不在输入轴上旋转的第二驱动齿轮D2和在输出轴上旋转的第二从动齿轮P2。同步啮合系统SS可通过在输出轴的轴向的两个直线行程，将第一从动齿轮P1和第二从动齿轮P2切换为输出轴上的可旋转状态和不可旋转状态。即，同步啮合系统设置在输出轴上，并可通过将其套筒与一体连接至第一从动齿轮的离合器齿轮啮合来阻止第一从动齿轮在输出轴上旋转，或者可通过将该套筒与一体连接至第二从动齿轮的离合器齿轮啮合来阻止第二从动齿轮在输出轴上旋转，或者可形成与第一从动齿轮和第二从动齿轮两者均不啮合的的空档状态。显然，同步啮合系统可由用于将第一从动齿轮与输出轴连接或断开的同步啮合系统和用于将第二从动齿轮与输出轴连接或断开的同步啮合系统构成。当第一换档齿轮单元SGU1和第二换档齿轮单元SGU2被配置成使得第一驱动齿轮和第二驱动齿轮可在输入轴上旋转，并且第一从动齿轮和第二从动齿轮不可在输出轴上旋转时，同步啮合系统可设置在输入轴上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动车辆的变速器，包括：接收动力的输入轴；与所述输入轴平行设置的输出轴；多个换档齿轮单元，各自包括将所述输入轴和输出轴相互连接的外齿轮，用以产生不同的传动比；同步啮合系统，将所述换档齿轮单元中的任一者切换为所述输入轴与输出轴之间的可动力传输状态或不可动力传输状态；伺服齿轮单元，包括在所述输入轴和输出轴上相互啮合的一对外齿轮，用以提供比所述换档齿轮单元中的具有最低变速比的换档齿轮单元的变速比更低的传动比；以及伺服离合器，通过所述伺服齿轮单元调节所述输入轴与输出轴之间的动力传输程度。

【技术特征摘要】
2015.08.07 KR 10-2015-01115101.一种用于电动车辆的变速器，包括：接收动力的输入轴；与所述输入轴平行设置的输出轴；多个换档齿轮单元，各自包括将所述输入轴和输出轴相互连接的外齿轮，用以产生不同的传动比；同步啮合系统，将所述换档齿轮单元中的任一者切换为所述输入轴与输出轴之间的可动力传输状态或不可动力传输状态；伺服齿轮单元，包括在所述输入轴和输出轴上相互啮合的一对外齿轮，用以提供比所述换档齿轮单元中的具有最低变速比的换档齿轮单元的变速比更低的传动比；以及伺服离合器，通过所述伺服齿轮单元调节所述输入轴与输出轴之间的动力传输程度。2.根据权利要求1所述的变速器，其中，在所述换档齿轮单元中，所述输入轴上的外齿轮和所述输出轴上的外齿轮中的任一外齿轮不可在相应的轴上旋转，而另一外齿轮能够在相应的轴上自由旋转，并且所述同步啮合系统通过阻止能够在相应的轴上自由旋转的外齿轮在相应的轴上旋转，允许所述输入轴与输出轴之间的动力传输。3.根据权利要求1所述的变速器，其中所述换档齿轮单元是具有较高变速比的第一换档齿轮单元和具有较低变速比的第二换档齿轮单元，所述第一换档齿轮单元包括不在所述输入轴上旋转的第一驱动齿轮和在所述输出轴上旋转的第一从动齿轮，所述第二换档齿轮单元包括不在所述输入轴上旋转的第二驱动齿轮和在所述输出轴上旋转的第二从动齿轮，并且所述同步啮合系统通过在所述输出轴的轴向上的两个直线行程，将所述第一从动齿轮和第二从动齿轮切换为在所述输出轴上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴钟闰，金连镐，崔宰荣，金敬夏，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR