一种两档变速箱控制系统、换挡控制方法及纯电动工程车与流程

1.本发明涉及纯电动工程车技术领域，更具体地说，涉及一种两档变速箱控制系统、换挡控制方法及纯电动工程车。


背景技术：

2.纯电动工程车采用纯电电动车辆底盘，主要适合应急抢险、防汛抢险、市政抢修，该车主要是底盘续航时间长，性能稳定可靠、通过性高、内饰宽敞、车身筋骨稳定性能好，在抢险工作中快捷有效、方便易操作，车内工具及设备一般根据用户的要求定制。
3.目前，现有纯电动工程车的纯电动力系统为双电机并联，通过并行多级齿轮啮合来控制电机的接入与退出；该方案的档位切换通过h桥控制换挡机构动作来实现；但是，由于该纯电动力系统需要同时控制多个换挡机构才能达到电机转速同步状态，从而造成控制过程复杂，换挡冲击大，对换挡机构软硬件、变速箱本体机械强度等要求高。
4.前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种两档变速箱控制系统、换挡控制方法及纯电动工程车，该两档变速箱控制系统可以有效实现同步器以较小速差同步结合，同步时间短，有效降低换挡过程中动力中断时间，提高整车换挡成功率及平顺性。
6.本发明提供一种两档变速箱控制系统，包括第一电机、第二电机、输入轴、输出轴、控制单元、行星轮系及换挡机构；所述第一电机的转子和所述第二电机的转子之间固定连接，所述第二电机的输出轴和所述输入轴连接，在所述输入轴和所述输出轴之间设置有所述行星轮系和所述换挡机构，所述输出轴和所述行星轮系连接；所述第一电机和所述第二电机通过输入轴将动力传输至所述换挡机构，所述换挡机构将动力传输至所述行星轮系，所述行星轮系将动力传输至所述输出轴输出；所述控制单元和所述第一电机、所述第二电机以及所述换挡机构连接。
7.进一步地，所述控制单元用于控制所述第一电机和所述第二电机的转速，以及控制所述换挡机构的工作位。
8.进一步地，所述工作位包括第一工作位、第二工作位及第三工作位。
9.进一步地，所述换挡机构包括电磁阀、气缸、动力接续装置、第一主动齿轮、第二主动齿轮；所述第一主动齿轮和所述第二主动齿轮空套在所述输入轴上，所述动力接续装置可滑动的连接在所述输入轴上，所述动力接续装置位于所述第一主动齿轮和所述第二主动齿轮之间，所述动力接续装置和所述输入轴周向相对固定；所述电磁阀和所述气缸连接，用于控制所述气缸伸缩；所述气缸和所述动力接续装置连接，所述气缸用于控制所述动力接续装置在所述输入轴上左右滑动，并通过所述动力接续装置控制所述第一主动齿轮和所述第二主动齿轮与所述输入轴之间动力传输的断开与接续。
10.进一步地，所述动力接续装置为同步器或离合器。
11.进一步地，所述控制单元和所述电磁阀连接，通过所述电磁阀控制所述气缸伸缩，进而控制所述动力接续装置处于第一工作位或第二工作位或第三工作位。
12.进一步地，所述第一主动齿轮和所述第二主动齿轮分别和所述行星轮系连接，通过所述行星轮系将动力传输至所述输出轴输出。
13.进一步地，所述第一主动齿轮和所述行星轮系之间的传动比大于所述第二主动齿轮和所述行星轮系之间的传动比。
14.本发明还提供一种换挡控制方法，应用于上述的两档变速箱控制系统，所述换挡控制方法包括：
15.判断当前车速是否为零；
16.若当前车速为零，则进行起步预调速；判断速度是否达到预设阀值，若没有达到预设阀值，则重新进行起步预调速，若达到预设阀值，则执行器动作；判断档位是否挂入成功，若档位挂入成功，则预换档结束，若档位没有挂入成功，则进行退档，判断档位需求，若有档位需求，则重新进行起步预调速，若没有档位需求，则预换档结束；
17.若当前车速不为零，判断驾驶员是否有档位需求，若驾驶员有档位需求，则进行转速预同步，若驾驶员没有档位需求，则判断自动换档条件是否成立，当自动换档条件成立后，进行转速预同步，判断差速是否达到阀值，若差速没有达到阀值，则重新进行转速预同步，若差速达到阀值，则执行器动作，判断档位是否挂入成功，若档位挂入成功，则预换档结束，若档位没有挂入成功，则进行退档，判断档位需求，若有档位需求，则重新进行转速预同步，若没有档位需求，则预换档结束。
18.本发明还提供一种纯电动工程车，包括上述的两档变速箱控制系统。
19.本发明提供的两档变速箱控制系统，可为纯电动工程车辆换挡时机、换挡实现及换挡失效等提供一整套解决方案，可以有效实现同步器以较小速差同步结合，同步时间短，有效降低换挡过程中动力中断时间，提高整车换挡成功率及平顺性。
附图说明
20.图1为本发明实施例提供的两档变速箱控制系统的简化结构示意图。
21.图2为图1中两档变速箱控制系统的换挡控制方法流程图。
22.附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
23.1、第一电机
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2、第二电机
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3、输入轴
24.4、输出轴
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5、控制单元
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6、行星轮系
25.7、换挡机构
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71、电磁阀
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72、气缸
26.73、动力接续装置
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74、第一主动齿轮 74、第一主动齿轮
27.75、第二主动齿轮
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
29.本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
30.实施例1
31.图1为本发明实施例提供的两档变速箱控制系统的简化结构示意图。请参照图1，本发明实施例提供的两档变速箱控制系统，包括第一电机1、第二电机2、输入轴3、输出轴4、控制单元5、行星轮系6及换挡机构7；第一电机1的转子和第二电机2的转子之间固定连接，第二电机2的输出轴和输入轴3连接，在输入轴3和输出轴4之间设置有行星轮系6和换挡机构7，输出轴4和行星轮系6连接；第一电机1和第二电机2通过输入轴3将动力传输至换挡机构7，换挡机构7将动力传输至行星轮系6，行星轮系6将动力传输至输出轴4输出；控制单元5和第一电机1、第二电机2以及换挡机构7连接。具体地，控制单元用5于控制第一电机1和第二电机2的转速，以及控制换挡机构7的工作位；工作位包括第一工作位、第二工作位及第三工作位；第一工作位为1挡，第二工作位为空挡，第三工作位为2挡.
32.需要说明的是，本发明提供的两档变速箱控制系统，第一电机1的转子和第二电机2的转子之间固定连接，形成驱动与发电一体，电机为主驱动，同时具备再生制动功能；起步、下坡(到一定车速)及平常行驶时2挡，爬坡、大负荷运转时换入1挡；0车速换挡时控制电机进入同步状态，转速差达到同步阀值换挡阀动作；行车过程中当车速低于一定门限值，系统进入换挡预同步状态，达到同步条件控制电磁阀动作进入低档位；当车速超过一定门限值，系统进入换挡预同步状态，达到同步条件控制电磁阀动作进入高档位；可为纯电动工程车辆换挡时机、换挡实现及换挡失效等提供一整套解决方案，可以有效实现同步器以较小速差同步结合，同步时间短，有效降低换挡过程中动力中断时间，提高整车换挡成功率及平顺性。
33.进一步地参照图1，本发明实施例提供的换挡机构7包括电磁阀71、气缸72、动力接续装置73、第一主动齿轮74、第二主动齿轮75；第一主动齿轮74和第二主动齿轮75空套在输入轴3上，动力接续装置73可滑动的连接在输入轴3上，动力接续装置73位于第一主动齿轮74和第二主动齿轮75之间，动力接续装置73和输入轴3周向相对固定；电磁阀71和气缸72连接，用于控制气缸72伸缩；气缸72和动力接续装置73连接，气缸72用于控制动力接续装置73在输入轴3上左右滑动，并通过动力接续装置73控制第一主动齿轮74和第二主动齿轮75与输入轴3之间动力传输的断开与接续。具体地，动力接续装置73为同步器或离合器。控制单元5和电磁阀71连接，通过电磁阀71控制气缸72伸缩，进而控制动力接续装置73处于第一工作位或第二工作位或第三工作位。
34.第一主动齿轮74和第二主动齿轮75分别和行星轮系6连接，通过行星轮系6将动力传输至输出轴4输出。第一主动齿轮74和行星轮系6之间的传动比大于第二主动齿轮75和行星轮系6之间的传动比。
35.需要说明的是，纯电动工程车空载时，电机富裕扭矩比较大，可以使用传动比相对小的2档，当车辆载重时，由于2档的传动比小于1档，在载重状态下已经带不动车子，所以使用1档，以最大扭矩和最大的传动比起步。
36.本发明还提供的一种换挡控制方法，应用于上述的两档变速箱控制系统，换挡控制方法包括：
37.判断当前车速是否为零；
38.若当前车速为零，则进行起步预调速；判断速度是否达到预设阀值，若没有达到预设阀值，则重新进行起步预调速，若达到预设阀值，则执行器动作；判断档位是否挂入成功，
若档位挂入成功，则预换档结束，若档位没有挂入成功，则进行退档，判断档位需求，若有档位需求，则重新进行起步预调速，若没有档位需求，则预换档结束；
39.若当前车速不为零，判断驾驶员是否有档位需求，若驾驶员有档位需求，则进行转速预同步，若驾驶员没有档位需求，则判断自动换档条件是否成立，当自动换档条件成立后，进行转速预同步，判断差速是否达到阀值，若差速没有达到阀值，则重新进行转速预同步，若差速达到阀值，则执行器动作，判断档位是否挂入成功，若档位挂入成功，则预换档结束，若档位没有挂入成功，则进行退档，判断档位需求，若有档位需求，则重新进行转速预同步，若没有档位需求，则预换档结束。
40.本发明还提供的一种纯电动工程车，包括上述的两档变速箱控制系统；关于该车辆的其它技术特征，请参见现有技术，在此不再赘述。
41.基于上文的描述可知，本发明优点在于：
42.1、本发明提供的两档变速箱控制系统，第一电机1的转子和第二电机2的转子之间固定连接，形成驱动与发电一体，电机为主驱动，同时具备再生制动功能；起步、下坡(到一定车速)及平常行驶时2挡，爬坡、大负荷运转时换入1挡；0车速换挡时控制电机进入同步状态，转速差达到同步阀值换挡阀动作；行车过程中当车速低于一定门限值，系统进入换挡预同步状态，达到同步条件控制电磁阀动作进入低档位；当车速超过一定门限值，系统进入换挡预同步状态，达到同步条件控制电磁阀动作进入高档位。
43.2、本发明提供的两档变速箱控制系统，可为纯电动工程车辆换挡时机、换挡实现及换挡失效等提供一整套解决方案，可以有效实现同步器以较小速差同步结合，同步时间短，有效降低换挡过程中动力中断时间，提高整车换挡成功率及平顺性。
44.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。