[发明专利]智能化两挡自动变速电动轮毂

说明书

技术领域

本发明涉及一种机动车或机械动力设备的变速器，特别涉及一种智能化两 挡自动变速电动轮毂。

背景技术

现有技术中，电动汽车、电动摩托车、电动自行车基本上都是通过调速手 柄或加速踏板直接控制电流控制速度，或采用手控机械自动变速机构方式实现 变速。手柄或加速踏板的操作完全取决于驾驶人员的操作，常常会造成操作与 车行状况不匹配，致使电机运行不稳定，出现堵转现象。

电动车需要实现对电流的智能化控制，而负荷、扭矩或转速是重要的参数。 对这个指标的测量普遍采用多种传感器分别获得相关参数，再进行判断。专利 号为ZL200510009329.0、名称为“摩托车霍尔差动式自适应传动传感装置”的 实用新型专利公开了一种自适应传动传感装置，该装置能在直接参与传动的同 时，同步检测扭矩和速度信号，为摩托车控制器提供数据，使控制系统具备了 自适应的功能。但是，这种装置不具备自动换挡功能。并且，将传动传感系统 和自动换挡系统组合，将增大变速器体积，不适合在小型摩托车和电动车上应 用。

其他由乘骑者在不知晓行驶阻力的情况下，仅根据经验操作控制的变速装 置，难免存在以下问题：1.在启动、上坡和大负载时、由于行驶阻力增加，迫使 电机转速下降在低效率区工作，造成电池增大供电电流工况下，电机堵转、发热、 甚至停止转动。2.由于没有机械变速器调整扭矩和速度，只能在平原地区推广 使用，不能满足山区、丘陵和重负荷条件下使用，缩小了使用范围；3.驱动轮处 安装空间小，安装了电机后很难再容纳自动变速器和其它新技术；4.不具备自 适应的功能，不能自动检测、修正和排除驾驶员的操作错误；5.在车速变化突 然时，会使电机处于非稳态工况下运转，必然造成电机功率与行驶阻力难以匹 配。6.续行距离短、爬坡能力差，适应范围小。

因此，需要一种自动变速器，能自适应随行驶阻力变化不切断驱动力的情 况下自动进行换挡变速，解决电动机扭矩-转速变化小不能满足复杂条件下道 路使用的问题，并且安装所需空间小。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种智能化两挡自动变速电动轮毂，能根 据行驶阻力检测驱动扭矩-转速以及行驶阻力-车速信号，使电机输出功率与 车辆行驶状况始终处于最佳匹配状态，实现车辆驱动力矩与综合行驶阻力的平 衡控制；能够在不需要切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动进行换 挡变速，能满足山区、丘陵和重负荷条件下使用，车速变化稳缓；传感机构将 驱动扭矩-转速以及行驶阻力一车速信号转换成电子信号输给ECU，为优化控制 车辆驱动扭矩-阻力矩和机械动力设备牵引力-负荷的智能平衡控制提供了计 算和控制依据；同时，本发明的变速器体积小、重量轻、结构紧凑，适合于轮 毂处安装。

本发明的智能化两挡自动变速电动轮毂，包括左轮毂架、右轮毂架、箱体、 电机、传动轴、车轮和设置在传动轴上的刹车装置，所述左轮毂架或右轮毂架 与箱体固定连接，电机位于箱体内设置在传动轴外圆周，定子与箱体相对固定， 传动轴设置在箱体内与其转动配合，传动轴的一部分伸出箱体与车轮固定配合， 左轮毂架和右轮毂架分列车轮左右两侧，还包括设置在齿轮轴上的齿轮变速机 构和设置在传动轴上的自适应自动换挡变速总成，齿轮轴设置于箱体内并与传 动轴平行；

a.齿轮变速机构包括设置在箱体内与其转动配合的齿轮轴、并列套在齿轮 轴上与齿轮轴径向固定配合的一级变速齿轮和二级变速齿轮，所述二级变速齿 轮公称直径小于一级变速齿轮；

b.自适应自动换挡变速总成包括快挡凸轮顶杆式离合器、慢挡超越离合器 和变速弹簧自适应圆环体端面波轮机构；

I.快挡凸轮顶杆式离合器包括与一级变速齿轮啮合的快挡离合齿圈、传 动轴、至少一个快挡顶杆、与顶杆数量相同的快挡啮合滚柱和间隙配合套在传 动轴上的快挡啮合滚柱拨环；

所述传动轴外圆周上均布加工有与快挡顶杆数量相同的圆周方向由高到低 的快挡径向凸轮槽，快挡径向凸轮槽由高到低的方向与传动轴旋转方向相同； 快挡啮合滚柱拨环圆周上均布加工有与快挡顶杆数量相同的快挡啮合通孔，快 挡啮合滚柱通过快挡啮合通孔放入传动轴的快挡径向凸轮槽中，快挡顶杆穿入 快挡啮合滚柱拨环上的快挡啮合通孔，顶住快挡啮合滚柱，快挡顶杆外端面和 快挡离合齿圈内圆保证一定的粗糙度，快挡顶杆外端面和快挡离合齿圈内圆保 持分开或紧密贴合状态；快挡离合齿圈与电机转子径向固定配合；