專利名稱：農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)用電動車，更詳細(xì)地涉及對以電動機為動力源的電動車的電動機負(fù)載進(jìn)行檢測，從而進(jìn)行自動變速的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般地，電動車輛與利用汽油或天然氣的一般車輛相比，其以不排出污染氣體的電能作為動力源而被利用，并且其具有如圖6所示的結(jié)構(gòu)。圖7是說明現(xiàn)有技術(shù)的電動車輛結(jié)構(gòu)的概略圖，如圖所示，現(xiàn)有技術(shù)的電動車輛大致包括，蓄電池10 ；電動機20，其利用所述蓄電池10的電能，從而產(chǎn)生驅(qū)動力；差動裝置50，其將所述電動機20的驅(qū)動力傳遞至車輪30 ；以及控制部60，其包括如下部件，對向所述電動機20供給的電流進(jìn)行控制的PCU(Power Control Unit)和PRA(Power Relay Assembly)。如所述的電動機20的驅(qū)動方式是根據(jù)電流信號來控制電動機的旋轉(zhuǎn)方向(正、反轉(zhuǎn))以及轉(zhuǎn)速的結(jié)構(gòu)，因此具有便于控制前進(jìn)/后退和速度的優(yōu)點。特別是，在電動機20的驅(qū)動方式中，無需使用在現(xiàn)有的發(fā)動機驅(qū)動方式中所使用的前進(jìn)/后退齒輪、空轉(zhuǎn)狀態(tài)下切斷動力的離合器機械等手段，因此可實現(xiàn)車身的輕量化， 并節(jié)省制造費用。但是，所述現(xiàn)有技術(shù)的電動車輛在電動機特性上難以實現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩，因此存在很難作為農(nóng)業(yè)及建設(shè)用操作車輛來使用的問題。由于如上所述的特性，電動車輛大部分僅限用于一般道路的行駛中。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決所述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其作為僅使用電動機動力的農(nóng)業(yè)用電動車輛，具備對電動機的驅(qū)動力進(jìn)行多檔變速的變速器，能夠?qū)崿F(xiàn)利用小型電動機的低RPM、高轉(zhuǎn)矩，并在斜坡路爬坡時， 能夠自動檢測電動機的負(fù)載，從而自動實現(xiàn)低檔變速，因此提高在斜坡路上的行駛性能的同時，能夠防止因在斜坡路上的手動變速操作引起的變速沖擊以及因車身推動等引起的意外事故。所述本發(fā)明的目的是通過農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)而實現(xiàn)。其特征在于，包括驅(qū)動電動機，其利用電池的動力源，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力；變速器，其接受所述驅(qū)動電動機的旋轉(zhuǎn)動力，對其進(jìn)行多檔變速并輸出；前/后方差動裝置，其接受所述變速器的動力，并將其傳遞至車輪；控制部，其檢測車輛的行駛狀態(tài)以及所述驅(qū)動電動機的負(fù)載狀態(tài)，從而判斷變速時刻；以及制動器，其根據(jù)所述控制部的信號，對變速器進(jìn)行變速操作。在此，所述控制部包括車速傳感器，其檢測車輛的行駛速度。此外，所述變速器和前/后方差動裝置設(shè)置成一體。此外，所述制動器是電子離合器，并且，所述制動器是油壓裝置。
此外，根據(jù)所述油壓裝置的控制方式，變速器分為由多個油壓路構(gòu)成的多動式變速器和由一個油壓路構(gòu)成的單動式變速器，并選擇其中一個使用。此時，在所述多動式變速器中，平行地設(shè)置有傳動輸入軸和動力傳遞軸，所述傳動輸入軸連接于電動機軸從而接受旋轉(zhuǎn)力，所述動力傳遞軸接受所述傳動輸入軸的動力，并將其傳遞至車軸；在所述傳動輸入軸和動力傳遞軸之間，分別設(shè)置有高速齒輪和低速齒輪， 其沿軸向分隔設(shè)置，從而相互嚙合以傳遞動力；設(shè)置在所述傳動輸入軸的高速齒輪和低速齒輪，以能夠空轉(zhuǎn)的狀態(tài)進(jìn)行軸結(jié)合；在所述傳動輸入軸的中央軸外徑上設(shè)置有多盤離合器，其在與傳動輸入軸一起旋轉(zhuǎn)的同時，與高速齒輪或低速齒輪中任一側(cè)選擇性地進(jìn)行動力連接。此外，在所述單動式變速器中，平行地設(shè)置有傳動輸入軸和動力傳遞軸，所述傳動輸入軸連接于電動機軸從而接受旋轉(zhuǎn)力，所述動力傳遞軸接受所述傳動輸入軸的動力，并將其傳遞至車軸；在所述傳動輸入軸和動力傳遞軸之間，分別設(shè)置有高速齒輪和低速齒輪， 其沿軸向分隔設(shè)置，從而相互嚙合以傳遞動力；設(shè)置在所述動力傳遞軸的高速齒輪和低速齒輪設(shè)置成能夠空轉(zhuǎn)的狀態(tài)；在所述動力傳遞軸的中央軸外徑上設(shè)置有多盤離合器，其在與動力傳遞軸一起旋轉(zhuǎn)的同時，與高速齒輪或低速齒輪中任一側(cè)選擇性地進(jìn)行動力連接。此外，在所述多盤離合器的特征在于，其上設(shè)置有活塞，其向本體的左右一側(cè)方向進(jìn)行油壓驅(qū)動，并從另一側(cè)方向通過復(fù)位彈簧受到彈性支撐；在所述活塞的油壓驅(qū)動的方向上，交替地設(shè)置有多個離合器片和離合器盤，通過活塞運行，使離合器片壓接于離合器盤，從而實現(xiàn)利用摩擦力的動力傳遞。此外，在沿著所述動力傳遞軸的軸中心形成有單動流路，其向所述活塞供給工作流體。此時，在所述活塞的另一側(cè)端內(nèi)徑上形成有內(nèi)接齒輪，其與高速齒輪側(cè)外徑進(jìn)行齒輪結(jié)合，在通過復(fù)位彈簧后退活塞時，內(nèi)接齒輪與高速齒輪側(cè)端進(jìn)行結(jié)合，從而實現(xiàn)動力傳遞。此外，本發(fā)明的目的是通過如下農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)而實現(xiàn)。其特征在于，在反映駕駛員的意圖來控制車輛的加速單元處于加速操作狀態(tài)時，根據(jù)在增大電動機的輸出之前檢測到的電流量來判斷電動機是否處于高負(fù)載狀態(tài)，當(dāng)電動機處于高負(fù)載狀態(tài)時，判斷變速器處于高速檔還是低速檔，當(dāng)變速器處于高速檔時，判斷行駛速度是否為設(shè)定值以上，當(dāng)行駛速度為設(shè)定值以下時，將使變速器向低速檔自動變速的信號發(fā)送給制動器。在此，所述加速單元是油門踏板，其檢測油門踏板的角度，當(dāng)油門踏板的角度為增加的趨勢時，判斷為加速操作狀態(tài)。此外，所述電動機的負(fù)載，通過在電動機中流過的電流量來進(jìn)行測量，當(dāng)電流值超過設(shè)定值時，判斷為高負(fù)載狀態(tài)，并執(zhí)行變速。在此，所述設(shè)定值是電流值超過最大輸出電流的40%的值。并且，所述制動器是電子離合器或者油壓裝置中的任一種。另外，本發(fā)明的目的是通過如下農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速控制方法而實現(xiàn)。其特征在于，包括行駛步驟；判斷加速單元是否處于加速操作狀態(tài)的步驟；在加速單元為加速操作狀態(tài)時，判斷檢測到的電動機負(fù)載是否為高負(fù)載狀態(tài)的步驟；在電動機為高負(fù)載狀態(tài)時，判斷變速器處于高速檔還是低速檔的步驟；在變速器為高速檔時，判斷行駛速度是否為設(shè)定值以上的步驟；以及在行駛速度為設(shè)定值以下時，使變速器向低速檔自動變速的步驟。此外，還包括如下步驟當(dāng)所述變速器為低速檔狀態(tài)時，在行駛速度為設(shè)定值以上的情況下，使變速器向高速檔自動變速，在行駛速度為設(shè)定值以下的情況下，執(zhí)行電動機的冷卻模式。并且，還包括如下步驟，當(dāng)所述變速器為高速檔狀態(tài)時，在行駛速度為設(shè)定值以上的情況下，執(zhí)行電動機的冷卻模式。在此，所述行駛速度是電動機的轉(zhuǎn)速(RPM) *變速比。根據(jù)所述構(gòu)成的本發(fā)明，具有如下效果其超越了現(xiàn)有電動車輛所具有的電動機驅(qū)動區(qū)域的限制，能夠根據(jù)可選擇性的狀況來實現(xiàn)高速以及高轉(zhuǎn)矩，從而提高由于實現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩帶來的爬坡能力，非常適合作為農(nóng)業(yè)用操作機械使用，并且能夠?qū)崿F(xiàn)電動機的小型化， 從而具有降低制造成本。并且，本發(fā)明通過在斜坡路爬坡時檢測電動機的負(fù)載，從而實現(xiàn)自動變速，因此具有事先防止因手動變速時操作不熟練而造成的變速沖擊或者車身推動而引起的意外事故的效果。


圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的農(nóng)業(yè)用電動車的結(jié)構(gòu)的概略圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的多動式變速器的一實施例的截面圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的單動式變速器的二實施例的截面圖；圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)的變速控制流程圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的自動變速系統(tǒng)的變速前后的特性變化的曲線圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的自動變速系統(tǒng)的電動機轉(zhuǎn)矩/動力線圖的曲線圖；圖7是說明現(xiàn)有技術(shù)的電動車輛的結(jié)構(gòu)的概略圖。附圖標(biāo)記說明110:電池120:驅(qū)動電動機130 變速器131 傳動輸入軸131a 雙動流路131b 單動流路133:高速齒輪135:低速齒輪137:多盤離合器 137a:本體137b 活塞137c 離合器片137d 離合器盤137e 復(fù)位彈簧137f:內(nèi)接齒輪138:動力傳遞軸150 前/后方差動裝置160 控制部170 制動器
具體實施方式
下面，將參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)地描述。圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的農(nóng)業(yè)用電動車的結(jié)構(gòu)的概略圖。如圖所示的本發(fā)明，包括，驅(qū)動電動機120，其利用電池110的動力，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力；變速器130，其接受所述驅(qū)動電動機120的旋轉(zhuǎn)動力，將對其進(jìn)行多檔變速并輸出；前 /后方差動裝置150，其接受所述變速器130的動力，并將其傳遞至車輪151 ；控制部160， 其檢測車輛的行駛狀態(tài)以及所述驅(qū)動電動機120的負(fù)載狀態(tài)，從而判斷變速時刻；制動器 170，其根據(jù)所述控制部160的信號，對變速器130進(jìn)行變速操作。此時，所述變速器130和前/后方差動裝置150可設(shè)置成一體。在此，所述驅(qū)動電動機120意味著為了驅(qū)動農(nóng)業(yè)用電動車輛而使用的電動機。另外，所述控制部160可包括車速傳感器，其檢測車輛的行駛速度。而且，所述制動器170可使用電子離合器以及油壓裝置，其包括油壓泵和油壓閥。下面，參照附圖對所述變速器130進(jìn)行詳細(xì)地說明。首先，圖2、圖3是將本發(fā)明的制動器170作為油壓裝置來使用的例子，根據(jù)油壓裝置的控制方式，可以將變速器130分為多動式和單動式。圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的多動式變速器的一個實施例的截面圖，在如圖所示的多動式變速器130中，平行地設(shè)置有傳動輸入軸131和動力傳遞軸138，所述傳動輸入軸131 連接于電動機120軸，從而接受旋轉(zhuǎn)力，所述動力傳遞軸138接受所述傳動輸入軸131的動力并將其傳遞至車軸。在所述傳動輸入軸131和動力傳遞軸138之間，分別設(shè)置有高速齒輪133和低速齒輪135，其沿軸方向分隔設(shè)置，從而相互嚙合來傳遞動力。此時，設(shè)置在所述傳動輸入軸131上的高速齒輪133和低速齒輪135以能夠空轉(zhuǎn)的狀態(tài)進(jìn)行軸結(jié)合。此時，在所述傳動輸入軸131的中央軸外徑上設(shè)置有多盤離合器137，其在與傳動輸入軸131 —起旋轉(zhuǎn)的同時，與高速齒輪133或低速齒輪135中任一側(cè)選擇性地進(jìn)行動力連接。所述多盤離合器137，設(shè)置有一對活塞137b，其沿著本體137a的左右兩側(cè)方向進(jìn)行油壓轉(zhuǎn)動；在所述活塞137b和高速齒輪133或者活塞137b和低速齒輪135之間其結(jié)構(gòu)為交替地設(shè)置有多個離合器片137c和離合器盤137d ；通過活塞137b的轉(zhuǎn)動，使離合器片 137c壓接與離合器盤137d，從而實現(xiàn)利用摩擦力的動力傳遞。此時，所述離合器片137c通過復(fù)位彈簧137e處于彈性支撐的狀態(tài)，如果切斷油壓供給，則離合器片137c恢復(fù)壓接前的狀態(tài)，并解除與離合器盤137d之間的摩擦力，因此切斷動力傳遞。另外，在傳動輸入軸131的軸中心，分隔形成有雙動流路131a，其分別向左右兩側(cè)的活塞137b供給轉(zhuǎn)動流體，制動器170根據(jù)控制部160的信號選擇性地向所述流路131a 供給工作流體，從而選擇性地執(zhí)行向高速齒輪133或低速齒輪135的動力傳遞。此時，所述高速齒輪133以及低速齒輪135處于同時與動力傳遞軸138齒輪結(jié)合的狀態(tài)，動力傳遞軸138以高速齒輪133和低速齒輪135中接受電動機120旋轉(zhuǎn)動力的齒輪的減速比來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的單動式變速器的二實施例的截面圖，在如圖所示的單動式變速器130，平行地設(shè)置有傳動輸入軸131和動力傳遞軸138，所述傳動輸入軸131連接于電動機120軸，從而接受旋轉(zhuǎn)力，所述動力傳遞軸138接受所述傳動輸入軸131的動力， 并將其傳遞至車軸。在所述傳動輸入軸131和動力傳遞軸138之間，分別設(shè)置有高速齒輪133和低速齒輪135，其沿軸方向分隔設(shè)置，從而相互嚙合來傳遞動力。此時，設(shè)置在所述傳動輸入軸131上的高速齒輪133和低速齒輪135與傳動輸入軸131 —起旋轉(zhuǎn)，但將設(shè)置在所述動力傳遞軸138上的高速齒輪133和低速齒輪135設(shè)置成能夠空轉(zhuǎn)的狀態(tài)。此時，在所述動力傳遞軸138的中央軸外徑上設(shè)置有多盤離合器137，其與動力傳遞軸138 —起旋轉(zhuǎn)的同時，與高速齒輪133或低速齒輪135中任一側(cè)選擇性地進(jìn)行動力連接。在所述多盤離合器137上設(shè)置有活塞137b，其向本體137a的左右一側(cè)方向進(jìn)行油壓驅(qū)動，并從另一側(cè)方向通過復(fù)位彈簧137e受到彈性支撐。此時，在所述活塞137b的油壓轉(zhuǎn)動的方向上，交替地設(shè)置有多個離合器片137c和離合器盤137d，通過活塞137b的轉(zhuǎn)動，使離合器片137c壓接于離合器盤137d，從而實現(xiàn)利用摩擦力的動力傳遞。但是，低速齒輪135和高速齒輪133的設(shè)置位置也可以變更為相互相反的位置。另外，在沿著動力傳遞軸138的軸中心形成有單動流路131b，其向所述活塞137b 供給工作流體。制動器170根據(jù)控制部160的信號向單動流路131b供給工作流體，從而實現(xiàn)向低速(或高速)齒輪135的動力傳遞。此時，所述動力傳遞軸138通過多盤離合器137進(jìn)行動力傳遞的低速(或高速) 齒輪135的減速比來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。另外，所述離合器片137c通過復(fù)位彈簧137e處于彈性支撐的狀態(tài)，如果切斷油壓供給，則離合器片137c恢復(fù)壓接前的狀態(tài)，同時使活塞137b后退。此時，后退的活塞137b與設(shè)置在相反側(cè)的高速齒輪133進(jìn)行齒輪結(jié)合，從而實現(xiàn)動力傳遞。S卩，在所述活塞137b的另一側(cè)端內(nèi)徑上形成有內(nèi)接齒輪137f，其與高速齒輪133 側(cè)外徑進(jìn)行齒輪結(jié)合，所述內(nèi)接齒輪137f與高速齒輪133側(cè)端結(jié)合，從而實現(xiàn)動力傳遞。如所述構(gòu)成的單動式變速器130，在供給油壓之前，維持活塞137b與高速(或低速)齒輪133側(cè)連接的狀態(tài)。圖3表示傳動輸入軸131與動力傳遞軸138之間通過高速齒輪133進(jìn)行動力傳遞的狀態(tài)。其次，對前/后方差動裝置150進(jìn)行說明。所述裝置是用于接受變速器130的動力并向左右車輪151傳遞的裝置，其根據(jù)一側(cè)車輪的約束狀態(tài)，按比例控制相反側(cè)車輪的旋轉(zhuǎn)比。如所述的差動裝置150起到使車輛轉(zhuǎn)向順暢的作用。然后，對控制部160進(jìn)行如下說明。所述控制部160，在反映駕駛員的意圖來控制車輛的加速單元處于加速操作狀態(tài)的情況下，根據(jù)在增大電動機的輸出之前檢測到的電流量來判斷電動機是否處于高負(fù)載狀態(tài)。之后，當(dāng)判斷為電動機處于高負(fù)載狀態(tài)時，判斷變速器處于高速檔還是低速檔，當(dāng)判斷為行駛速度是高速檔時，判斷行駛速度是否為設(shè)定值以上，當(dāng)判斷為行駛速度為設(shè)定值以下時，將使變速器向低速檔自動變速的信號發(fā)送給制動器。此時，當(dāng)電動機處于高負(fù)載狀態(tài)時，判斷變速器處于高速檔還是低速檔，當(dāng)判斷為行駛速度是高速檔時，判斷行駛速度是否為設(shè)定值以上，當(dāng)判斷為行駛速度為設(shè)定值以下時，將使變速器130向低速檔自動變速的信號發(fā)送給制動器170。此時，所述加速單元是油門踏板，其檢測油門踏板的角度，當(dāng)油門踏板的角度為增加的趨勢時，判斷為加速操作狀態(tài)。如上所述，所述控制部160還可包括車速傳感器，其檢測車輛的行駛速度。另外，關(guān)于所述電動機120的負(fù)載，可以通過在電動機中流過的電流量來進(jìn)行測量。以下，將對電動機的負(fù)載測量方法進(jìn)行詳細(xì)說明。一般地，如果在電動機120上發(fā)生超過最大驅(qū)動力的負(fù)載，則電動機120的速度變慢之后進(jìn)而超過額定范圍，并不再增加電動機120的驅(qū)動力，同時急劇地增加在電動機120 中流過的電流。此時，可判斷為過負(fù)載條件，過負(fù)載電流(電流；L.R.C)可達(dá)到最大輸出電流 (F. L. C)的100 800%，在嚴(yán)重的情況下，給電動機帶來永久性地?fù)p傷。因此，在由過負(fù)載引起電動機120損傷之前實現(xiàn)自動變速，從而消除電動機120的過負(fù)載狀態(tài)。此時，優(yōu)選地，將電流(L. R. C)值超過最大輸出電流(F. L. C) 40%的時刻設(shè)定為變速時刻。另一方面，當(dāng)使用者通過加速單元控制車輛時，為了低速行駛，在不增加加速單元的條件下，不會增大外加到電動機的電流。即使此時為輕度傾斜，從電動機最大輸出來講， 不能說是過負(fù)載狀態(tài)，但在外加了低電力的狀態(tài)下，適用超過電動機輸出的負(fù)載，從而減少電動機的速度，并降低到額定轉(zhuǎn)速以下。此時，在電動機中經(jīng)過外加電力以上的電力，從而再次增加輸出，進(jìn)而車輛被過度加速后，再次因電力不足而出現(xiàn)降低車速的低負(fù)載波動現(xiàn)象。在這種低負(fù)載波動現(xiàn)象發(fā)生之前，即使在低電力狀態(tài)下進(jìn)行行駛，當(dāng)檢測到過負(fù)載狀態(tài)(外加電力以上的負(fù)載)時，可進(jìn)行變速，從而消除電動機的過負(fù)載狀態(tài)。這種低負(fù)載變速控制模式能夠增加變速裝置的效率，考慮到低負(fù)載變速的效率， 最佳的低負(fù)載變速時刻根據(jù)變速齒輪比的不同而不同，但如果考慮電動機的特性，則優(yōu)選為2 1以上。如所述的本發(fā)明，在考慮變速齒輪比為2 1的情況下，如圖5、圖6所示，低負(fù)載變速的變速時刻在最大輸出電流(F.L.C)的40%以上時進(jìn)行變速，才能夠防止在變速后電動機輸出超過額定使用范圍。此外，所述制動器170是向變速器130供給通過油壓泵壓縮的工作流體的裝置，并其根據(jù)控制部160的信號進(jìn)行供給以及切斷。關(guān)于本發(fā)明的變速控制方法，進(jìn)行如下說明。
圖4是為了說明根據(jù)本發(fā)明的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)的變速控制流程圖。首先為行駛步驟，在本發(fā)明的電動車采用了低速檔和高速檔兩檔變速器的情況下，從作為高速檔的第二檔開始出發(fā)。其次，判斷是否為通過加速單元的加速操作狀態(tài)的步驟，加速單元可使用油門踏板，這種油門踏板根據(jù)角度的增加而調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，從而控制車輛的行駛速度。將所述增加油門踏板的角度的情況可判斷為行駛速度即增加電動機的轉(zhuǎn)速的狀態(tài)。再次，當(dāng)通過加速單元的加速操作狀態(tài)的情況時，判斷檢測到的電動機負(fù)載是否為高負(fù)載狀態(tài)的步驟。此時，利用檢測所述電動機負(fù)載的方法來測量經(jīng)過電動機的電流量。經(jīng)過電動機的過負(fù)載電流，即當(dāng)電流值超過最大輸出電流(F.L.C)的40%范圍時，將其判斷為過負(fù)載狀態(tài)。之后，當(dāng)電動機為過負(fù)載狀態(tài)時，判斷變速器處于高速檔還是低速檔的步驟。在此，當(dāng)電動機負(fù)載不是高負(fù)載狀態(tài)時，視為正常行駛狀態(tài)，此時增加電動機的輸出，但在電動機負(fù)載處于高負(fù)載狀態(tài)時，視為非正常行駛狀態(tài)，首先應(yīng)判斷變速器是處于高速檔還是低速檔。此時，如果變速器在低速檔狀態(tài)下發(fā)生了電動機的高負(fù)載，則可以向高速檔進(jìn)行變速或者通過電動機的冷卻模式降低電動機的負(fù)載。此時，向高速檔變速還是執(zhí)行電動機的冷卻模式的條件是，可以通過行駛速度是否為設(shè)定值以上來進(jìn)行判斷。例如，在行駛速度為15km/h以下時，執(zhí)行電動機的冷卻模式， 而行駛速度為15km/h以上時，變速為高速檔。然后，如果變速器在高速檔狀態(tài)下發(fā)生了電動機的高負(fù)載，則首先應(yīng)判斷行駛速度是否為設(shè)定值以上。此時，如果設(shè)定值為13km、行駛速度為13km以上時，則執(zhí)行電動機的冷卻模式，當(dāng)判斷為行駛速度降低到13km以下時，控制部向制動器發(fā)送控制信號，立即使變速器向低速檔進(jìn)行自動變速。此時，在高檔變速的速度設(shè)定值與低檔變速的速度設(shè)定值中存在差異，這是為了在相互之間的電動機容許范圍內(nèi)保留速度共有區(qū)間，從而防止以下?lián)p傷在不存在所述差異時，由于在特定速度下頻繁地進(jìn)行變速而產(chǎn)生機械的早期損傷。在此，所述行駛速度可體現(xiàn)為電動機的轉(zhuǎn)速(RPM) *變速比。圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的自動變速系統(tǒng)的變速前后的特性變化的曲線圖，圖6是根據(jù)本發(fā)明的自動變速系統(tǒng)的電動機轉(zhuǎn)矩/動力線圖。參照圖5的曲線圖，自上向下表示車輛速度變化、電動機速度變化、電動機轉(zhuǎn)矩的變化。此時，以現(xiàn)有技術(shù)的最大爬坡邊界線為基準(zhǔn)，左側(cè)區(qū)域為變速前區(qū)域，右側(cè)區(qū)域為變速后區(qū)域。此時，在變速前區(qū)域中，如斜坡路爬坡那樣發(fā)生了超過電動機最大驅(qū)動力的負(fù)載時，電動機的轉(zhuǎn)速(rpm)和車速急減，當(dāng)達(dá)到超過電動機的額定范圍的最大爬坡極限時，電動機的驅(qū)動力不會再增加，并經(jīng)過電動機的過負(fù)載電流急增。
本發(fā)明的自動變速系統(tǒng)將此時的狀況判斷為變速時刻，并通過制動器使變速器按一定減速比進(jìn)行自動變速。此時，如果通過曲線圖參照剛變速后的變化，則可知急劇減少的車速被維持一定水平。另外，可看出電動機的轉(zhuǎn)速(rpm)暫時增加后，隨著爬坡角度上升，體現(xiàn)出完全的向下趨勢。此外，如果參照電動機轉(zhuǎn)矩的變化，則可知剛變速后降低到電動機的額定范圍的下端位置后，再隨著爬坡角度的上升而持續(xù)上升。如上所述的本發(fā)明中，可以將變速器的減速比設(shè)為2 1或者3 1。所述情況下，與以往的電動機性能相比，能夠獲得2 3倍的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。圖5、圖6中表示2 1減速比的例子。如圖5、圖6所示的本發(fā)明可優(yōu)選地構(gòu)成為，低負(fù)載變速的變速時刻在最大輸出電流(F. L. C)的40%以上進(jìn)行變速。如上所述的本發(fā)明具有如下效果其超越現(xiàn)有電動車輛所具有的電動機驅(qū)動區(qū)域的界限，能夠根據(jù)選擇性的狀況來獲得高速及高轉(zhuǎn)矩，通過實現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩提高爬坡能力，因此非常適合于作為農(nóng)業(yè)用機械使用，并且能夠?qū)崿F(xiàn)電動機的小型化，從而減少制造成本。并且，無需使用電動車輛的特征性部件，即前進(jìn)/后退齒輪和離合器機械，有利于車身結(jié)構(gòu)簡單化以及輕量化，在斜坡路爬坡時檢測電動機的負(fù)載來實現(xiàn)自動變速，從而能夠事先防止手動變速時因操作不熟練造成的變速沖擊或者車身推動引起的意外事故。
權(quán)利要求
1.一種農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于，包括 驅(qū)動電動機(120)，其利用電池(110)的動力源，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力；變速器(130)，其接受所述驅(qū)動電動機(120)的旋轉(zhuǎn)動力后，對其進(jìn)行多檔變速并輸出；前/后方差動裝置(150)，其接受所述變速器(130)的動力，并將其傳遞至車輪(151)； 控制部(160)，其檢測車輛的行駛狀態(tài)以及所述驅(qū)動電動機(120)的負(fù)載狀態(tài)，從而判斷變速時刻；以及制動器(170)，其根據(jù)所述控制部(160)的信號，對變速器(130)進(jìn)行變速操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于 所述控制部(160)包括車速傳感器，其檢測車輛的行駛速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于 所述變速器(130)和前/后方差動裝置(150)設(shè)置成一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于 所述制動器(170)是電子離合器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于 所述制動器(170)是油壓裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于 根據(jù)所述油壓裝置的控制方式，變速器(130)分為由多個油壓路構(gòu)成的多動式變速器和由一個油壓路構(gòu)成的單動式變速器，并選擇其中一個使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于在所述多動式變速器中，平行地設(shè)置有傳動輸入軸(131)和動力傳遞軸(138)，所述傳動輸入軸(131)連接于電動機(120)軸，從而接受旋轉(zhuǎn)力，所述動力傳遞軸(138)接受所述傳動輸入軸(131)的動力，并將其傳遞至車軸；在所述傳動輸入軸(131)和動力傳遞軸 (138)之間，分別設(shè)置有高速齒輪(13 和低速齒輪(135)，其沿軸方向分隔設(shè)置，從而相互嚙合來傳遞動力；設(shè)置在所述傳動輸入軸(131)的高速齒輪(13 和低速齒輪(13 ，以能夠空轉(zhuǎn)的狀態(tài)進(jìn)行軸結(jié)合；在所述傳動輸入軸(131)的中央軸外徑上設(shè)置有多盤離合器(137)，其在與傳動輸入軸(131) —起旋轉(zhuǎn)的同時，與高速齒輪(13 或低速齒輪(135)中任一側(cè)選擇性地進(jìn)行動力連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于 在所述傳動輸入軸(131)的軸中心，分隔形成有雙動流路(131a)，其分別向左右兩側(cè)的活塞(137b)供給工作流體。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于在所述單動式變速器中，平行地設(shè)置有傳動輸入軸(131)和動力傳遞軸(138)，所述傳動輸入軸(131)連接于電動機(120)軸，從而接受旋轉(zhuǎn)力，所述動力傳遞軸(138)接受所述傳動輸入軸(131)的動力，并將其傳遞至車軸；在所述傳動輸入軸(131)和動力傳遞軸 (138)之間，分別設(shè)置有高速齒輪(13 和低速齒輪(135)，其沿軸向分隔設(shè)置，從而相互嚙合來傳遞動力；將設(shè)置在所述動力傳遞軸(138)的高速齒輪(13 和低速齒輪(13 設(shè)置成能夠空轉(zhuǎn)的狀態(tài)；在所述動力傳遞軸(138)的中央軸外徑上設(shè)置有多盤離合器(137)，其在與動力傳遞軸(138) —起旋轉(zhuǎn)的同時，與高速齒輪(13 或低速齒輪(135)中任一側(cè)選擇性地進(jìn)行動力連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于 在所述多盤離合器(137)上設(shè)置有活塞(137b)，其向本體(137a)的左右一側(cè)方向進(jìn)行油壓驅(qū)動，并從另一側(cè)方向通過復(fù)位彈簧(137e)受到彈性支撐；在所述活塞(137b)的油壓驅(qū)動的方向上，交替地設(shè)置有多個離合器片(137c)和離合器盤(137d)，通過活塞(137b) 轉(zhuǎn)動，使離合器片(137c)壓接于離合器盤(137d)，從而實現(xiàn)利用摩擦力的動力傳遞。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于 在沿著所述動力傳遞軸(138)的軸中心形成有單動流路(131b)，其向所述活塞(137b)供給工作流體。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于 在所述活塞(137b)的另一側(cè)端內(nèi)徑上形成有內(nèi)接齒輪(137f)，其與高速齒輪(133)側(cè)外徑進(jìn)行齒輪結(jié)合，當(dāng)通過復(fù)位彈簧(137e)使活塞(137b)后退時，內(nèi)接齒輪(137f)與高速齒輪(133)側(cè)端進(jìn)行結(jié)合，從而實現(xiàn)動力傳遞。
13.—種農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于在反映駕駛員的意圖來控制車輛的加速單元處于加速操作狀態(tài)時，根據(jù)在增大電動機的輸出之前檢測的電流量來判斷電動機是否處于高負(fù)載狀態(tài)，當(dāng)電動機處于高負(fù)載狀態(tài)時，判斷變速器(130)處于高速檔還是低速檔，當(dāng)變速器(130)處于高速檔時，判斷行駛速度是否為設(shè)定值以上，當(dāng)行駛速度為設(shè)定值以下時，將使變速器(130)向低速檔自動變速的信號發(fā)送給制動器(170)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于 所述加速單元是油門踏板，其檢測油門踏板的角度，當(dāng)油門踏板的角度為增加的趨勢時，判斷為加速操作狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于 所述電動機(120)的負(fù)載狀態(tài)通過在電動機中流過的電流量來進(jìn)行測量，當(dāng)電流值超過設(shè)定值時，判斷為高負(fù)載狀態(tài)，從而執(zhí)行變速。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于 所述設(shè)定值是電流值超過最大輸出電流的40%的值。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于 所述制動器(170)是電子離合器。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速系統(tǒng)，其特征在于 所述制動器(170)是油壓裝置。
19.一種農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速控制方法，其特征在于，包括 行駛步驟；判斷加速單元是否處于加速操作狀態(tài)的步驟；在加速單元為加速操作狀態(tài)時，判斷檢測到的電動機負(fù)載是否為高負(fù)載狀態(tài)的步驟； 在電動機為高負(fù)載狀態(tài)時，判斷變速器處于高速檔還是低速檔的步驟； 在變速器為高速檔時，判斷行駛速度是否為設(shè)定值以上的步驟；以及在行駛速度為設(shè)定值以下時，使變速器向低速檔自動變速的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速控制方法，其特征在于，還包括當(dāng)所述變速器為低速檔狀態(tài)時，在行駛速度為設(shè)定值以上的情況下，使變速器向高速檔自動變速，在行駛速度為設(shè)定值以下的情況下，執(zhí)行電動機的冷卻模式。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速控制方法，其特征在于，還包括當(dāng)所述變速器為高速檔狀態(tài)時，在行駛速度為設(shè)定值以上的情況下，執(zhí)行電動機的冷卻模式。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載檢測型自動變速控制方法，其特征在于所述行駛速度是電動機的轉(zhuǎn)速(RPM)*變速比。
全文摘要
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)用電動車的負(fù)載敏感型自動變速系統(tǒng)，其包括驅(qū)動電動機，其利用蓄電池的動力源，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力；變速器，其接受所述驅(qū)動電動機的旋轉(zhuǎn)動力，將對其進(jìn)行多檔變速并輸出；前/后方差動裝置，其接受所述變速器的動力，并將其傳遞至車輪；控制部，其檢測車輛的行駛狀態(tài)以及所述驅(qū)動電動機的負(fù)載狀態(tài)，從而判斷變速時刻；制動器，其根據(jù)所述控制部的信號，對變速器進(jìn)行變速操作。并且本發(fā)明無需使用電動車輛的特征性部件即前進(jìn)/后退齒輪和離合器機械，因此能夠?qū)崿F(xiàn)車身的結(jié)構(gòu)簡單化以及輕量化，在斜坡路上升時檢測電動機的負(fù)載，從而實現(xiàn)自動變速，因此具有事先防止因手動變速時操作不熟練造成的變速沖擊或車身推動引起的意外事故。
文檔編號F16H61/02GK102338216SQ20111019090
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者任成道, 權(quán)柄水, 河昌旭 申請人:大同工業(yè)株式會社, 韓國Chain工業(yè)株式會社