[发明专利]车用双锥齿差速减速系统控制法

摘要

本发明是一种车用双锥齿差速减速系统控制法，其涉及一种车用减速系统控制法，所述减速系统运行过程中，输出轴一和输出轴二的转速与两个电动机的转速差相关，具有传动比大、输出转矩大的优点，两个电动机能够始终处于高速运行状态，所述减速系统能够确保电动机在效率较高的工作状态下运行。所述减速系统运行过程包括启动状态、空转状态、向前行驶状态、向后行驶状态、加速行驶状态、匀速爬坡状态、减速爬坡状态、减速制动状态、紧急制动状态，所述减速系统具备制动能量回收能力、具备紧急制动时加强对电动汽车转速和转向的控制能力、具备输出转速与输出转矩分别控制能力，能够实现熄火挪车。

主权项

1.一种车用双锥齿差速减速系统控制法，其特征在于：所述减速系统运行过程包括启动状态、空转状态、向前行驶状态、向后行驶状态、加速行驶状态、匀速爬坡状态、减速爬坡状态、减速制动状态；所述减速系统从启动状态至空转状态的运行过程是：控制器一控制电动机一低转速启动，并且逐渐提高电动机一转速，与此同时，控制器二控制电动机二低转速启动，并且逐渐提高电动机二转速，电动机一驱动双锥齿轮一(6)的双锥齿轮一旋转方向(52)与电动机二驱动双锥齿轮二(16)的双锥齿轮二旋转方向(46)相反，双锥齿轮一(6)旋转速度与双锥齿轮二(16)旋转速度相等，并且双锥齿轮一(6)旋转速度与双锥齿轮二(16)旋转速度沿着启动速度曲线(59)同步增加转速，并在启动基准时间内达到空转基准转速，此时所述减速系统从启动状态进入空转状态，在空转状态时，双锥齿轮一(6)旋转速度和双锥齿轮二(16)旋转速度等于空转基准转速；所述减速系统从启动状态至空转状态的运行过程中，电动机一通过输入轴一(4)、输入锥齿轮一(3)驱动双锥齿轮一(6)围绕输出轴轴线(47)沿着双锥齿轮一旋转方向(52)旋转，电动机二通过输入轴二(2)、输入锥齿轮二(1)驱动双锥齿轮二(16)围绕输出轴轴线(47)沿着双锥齿轮二旋转方向(46)旋转，双锥齿轮一(6)与双锥齿轮二(16)共同驱动行星锥齿轮一(14)围绕行星轴轴线(49)自转，行星支架(12)处于静止状态，输出轴一(5)和输出轴二(18)的转速为零，电动汽车没有行驶；所述减速系统从空转状态至向前行驶状态的运行过程是：控制器一控制电动机一逐渐提高转速，电动机一驱动双锥齿轮一(6)旋转速度沿着双锥齿轮一旋转速度曲线(60)加速，与此同时，控制器二控制电动机二逐渐提高转速，电动机二驱动双锥齿轮二(16)旋转速度沿着双锥齿轮二旋转速度曲线(61)加速，并且双锥齿轮一(6)旋转速度大于双锥齿轮二(16)旋转速度，双锥齿轮一(6)驱动行星锥齿轮一(14)围绕行星轴轴线(49)沿着行星锥齿轮一旋转方向(48)的旋转速度大于双锥齿轮二(16)驱动行星锥齿轮一(14)围绕行星轴轴线(49)沿着行星锥齿轮一旋转方向(48)的旋转速度，为了抵消该速度差，行星锥齿轮一(14)还会围绕输出轴轴线(47)公转，行星锥齿轮一(14)驱动行星支架(12)低转速旋转，行星支架(12)旋转线速度等于双锥齿轮一(6)旋转线速度与双锥齿轮二(16)旋转线速度之差；行星支架旋转方向(43)与双锥齿轮一旋转方向(52)相同，行星支架(12)通过行星锥齿轮二(9)分别驱动输出锥齿轮一(8)和输出锥齿轮二(15)低转速同向旋转，电动汽车向前行驶；随着电动机一旋转速度与电动机二旋转速度之差的增加，行星支架(12)旋转速度沿着行星支架旋转速度曲线(62)加速，电动汽车加速向前行驶；所述减速系统从空转状态至向后行驶状态的运行过程是：控制器一控制电动机一逐渐提高转速，电动机一驱动双锥齿轮一(6)旋转速度沿着双锥齿轮一旋转速度曲线(60)加速，与此同时，控制器二控制电动机二逐渐提高转速，电动机二驱动双锥齿轮二(16)旋转速度沿着双锥齿轮二旋转速度曲线(61)加速，并且双锥齿轮二(16)旋转速度大于双锥齿轮一(6)旋转速度，双锥齿轮二(16)驱动行星锥齿轮一(14)围绕行星轴轴线(49)沿着行星锥齿轮一旋转方向(48)的旋转速度大于双锥齿轮一(6)驱动行星锥齿轮一(14)围绕行星轴轴线(49)沿着行星锥齿轮一旋转方向(48)的旋转速度，为了抵消该速度差，行星锥齿轮一(14)还会围绕输出轴轴线(47)公转，行星锥齿轮一(14)驱动行星支架(12)低转速旋转，行星支架(12)旋转线速度等于双锥齿轮二(16)旋转线速度与双锥齿轮一(6)旋转线速度之差；行星支架旋转方向(43)与双锥齿轮二旋转方向(46)相同，行星支架(12)通过行星锥齿轮二(9)分别驱动输出锥齿轮一(8)和输出锥齿轮二(15)低转速同向旋转，汽车向后行驶；随着电动机二旋转速度与电动机一旋转速度之差的增加，行星支架(12)旋转速度沿着行星支架旋转速度曲线(62)加速，电动汽车加速向后行驶；所述减速系统在向前行驶状态或者向后行驶状态的运行过程中，行星支架(12)通过行星锥齿轮二(9)、输出锥齿轮一(8)驱动输出轴一(5)低转速同向旋转，与此同时，行星支架(12)通过行星锥齿轮二(9)、输出锥齿轮二(15)驱动输出轴二(18)低转速同向旋转；当汽车转弯时内侧车轮会产生更大的阻力，行星锥齿轮二(9)在围绕输出轴轴线(47)公转的同时，行星锥齿轮二(9)还会围绕行星轴轴线(49)自转；若汽车向左侧转弯，输出锥齿轮一(8)旋转角速度大于行星支架(12)旋转角速度，同时，输出锥齿轮二(15)旋转角速度小于行星支架(12)旋转角速度，若汽车向右侧转弯，输出锥齿轮二(15)旋转角速度大于行星支架(12)旋转角速度，同时，输出锥齿轮一(8)旋转角速度小于行星支架(12)旋转角速度，导致输出锥齿轮一(8)通过输出轴一(5)驱动右车轮的旋转速度与输出锥齿轮二(15)通过输出轴二(18)驱动左车轮的旋转速度不相等，外侧车轮旋转速度比内侧车轮旋转速度快，确保汽车能够顺利转弯；所述减速系统在向前行驶状态或者向后行驶状态的运行过程中，同时增加电动机一驱动双锥齿轮一(6)旋转速度和电动机二驱动双锥齿轮二(16)旋转速度，则电动机一和电动机二经由行星支架(12)的总输出功率沿着总输出功率曲线(63)增加；此时若电动机一驱动双锥齿轮一(6)旋转速度与电动机二驱动双锥齿轮二(16)旋转速度之差的绝对值在逐渐增加，行星支架(12)旋转速度沿着行星支架旋转速度曲线(62)加速，电动汽车在总输出功率增加的前提下加速向前行驶或者加速向后行驶，则所述减速系统进入加速行驶状态；此时若电动机一驱动双锥齿轮一(6)旋转速度与电动机二驱动双锥齿轮二(16)旋转速度之差的绝对值维持不变，行星支架(12)旋转速度沿着行星支架旋转速度曲线(62)等速旋转，电动汽车在总输出功率增加的前提下等速向前行驶或者等速向后行驶，则所述减速系统进入匀速爬坡状态；此时若电动机一驱动双锥齿轮一(6)旋转速度与电动机二驱动双锥齿轮二(16)旋转速度之差的绝对值在逐渐减少，行星支架(12)旋转速度沿着行星支架旋转速度曲线(62)减速，电动汽车在总输出功率增加的前提下减速向前行驶或者减速向后行驶，则所述减速系统进入减速爬坡状态；在加速行驶状态、匀速爬坡状态、减速爬坡状态的运行过程中，电动机一和电动机二的总输出功率沿着总输出功率曲线(63)变化的控制过程中，与电动机一和电动机二转速差的变化不相互关联，即能够实现所述减速系统输出转速与输出转矩分别控制能力；所述减速系统在减速制动状态的运行过程是：所述减速系统在高速向前行驶状态时，收到减速制动指令起始时刻，控制器一切断电动机一的电源，控制器一把电动机一的定子绕组接线与储能装置连接在一起，与此同时，控制器二继续控制电动机二运行，电动汽车惯性力矩驱动电动机一旋转，使双锥齿轮一(6)旋转速度沿着双锥齿轮一发电状态旋转速度曲线(64)减速，电动机一作为发电机向储能装置输送电能，并且电动机一产生阻力矩使电动汽车减速制动，电动机一发电功率沿着发电功率曲线(65)下降，直至减速制动指令终止时刻，此时双锥齿轮一(6)旋转速度与双锥齿轮二(16)旋转速度相等，电动机一发电功率等于零，电动汽车停止向前行驶，所述减速系统结束减速制动状态，控制器一恢复向电动机一供电，控制器一使电动机一驱动双锥齿轮一(6)旋转速度等于电动机二驱动双锥齿轮二(16)旋转速度，电动汽车仍然停止向前行驶，等待下一步指令；若下一步指令是进入空转状态，则控制器一使电动机一驱动双锥齿轮一(6)旋转速度下降至空转基准转速，与此同时，控制器二使电动机二驱动双锥齿轮二(16)旋转速度同步下降至空转基准转速，所述减速系统进入空转状态，等待下一步指令；空转状态时电动机一和电动机二的总输出功率最小；若空转状态的下一步指令是熄火，则控制器一使电动机一驱动双锥齿轮一(6)旋转速度从空转基准转速下降至零，与此同时，控制器二使电动机二驱动双锥齿轮二(16)旋转速度从空转基准转速同步下降至零，电动汽车熄火；所述减速系统在减速制动状态运行过程中，在电动汽车尚未停止向前行驶时提前终止减速制动指令时，控制器一提前恢复向电动机一供电，控制器一使电动机一驱动双锥齿轮一(6)旋转速度大于电动机二驱动双锥齿轮二(16)旋转速度，电动汽车继续向前行驶。