[0001]

[0002] 本发明涉及动汽车用两挡机械变速器，尤其是一种电动汽车用两挡机械自动变速器。

[0003] 汽车是人类不可或缺的交通工具，但随着环境污染的日益严重重，不可再生资源的不断减少，发展节能和新能源汽车已经成为世界各国的必然选择。当前，我国的重点是推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化，以提升我国汽车产业整体技术水平。

[0004] 其中，电动汽车动力系统采用的变速方案主要有以下三种：方案一是采用固定减速比，完全依靠电机实现变速的任务。根据电机的特性曲线，固定减速比很难使电机保证动力性能的同时工作在高效区间，导致启动、低速时电流大，耗电量高，爬坡无力，高速动力性差，由于没有空档位，对于部分无能量回馈的电机，会造成下坡时电机发电对控制器反冲电，使控制器损坏。

[0005] 方案二是采用传统燃油车的变速系统。由于电机相对于内燃机本身具有高效率区间较广的特点，传统变速器一般有四至六个档位，对于纯电动汽车显得大材小用，同时使结构变得复杂，成本升高。

[0006] 方案三是采用一个两档变速器；低速行驶时用大减速比，实现较好的起步性能，高速行驶时用小减速比，满足最大车速的要求。由于该方案的合理性，很多人在这方面做了成功的探索。以下表一是相关发明的检索结果：表一：
序号 申请号 发明名称
1 201210384849.4 一种电动汽车变速器及其变速方法
2 201420430009.1 电动汽车自动变速器
3 201410093459.0 电动车用单排行星轮系两档机械自动变速器
4 201120265790.8 一种电动汽车的机械式变速器
5 201110067473.X 一种电动汽车驱动变速机构
6 201210185035.8 2 档机械自动变速器的纯电动汽车的横置式动力驱动装置
7 201310282237.9 一种电动汽车变速器及变速方法
8 201210071244.X 一种电动汽车自动变速器
专利1和7采用液力变矩器配合固定减速比或行星齿轮机构提供更大范围的变速以弥补单一速比的不足，但液力变矩器本身的低效率及复杂结构阻碍其广泛应用。

[0007] 专利2采用的是液压装置控制实现高低挡位的切换，液压系统本身的复杂性及对密封的要求，换挡力大小调节困难等使其优势不如电动换挡机构。

[0008] 专利4针对电动汽车机械式变速器实现驻车制动，提出了一种新方案。

[0009] 专利3采用单排行星齿轮机构实现两挡切换，专利5提供了一种采用多个离合器，通过其分离吸合实现换档的方案。上述方案均需要借助液压控制系统完成换挡动作。专利6公开了一种带干式离合器的二档机械自动变速器，离合器和传统布置形式不同。操作离合器和结合套能实现动力不中断换档。专利8公开的自动变速器采用的离合器总成内有主动摩擦片、被动摩擦盘及离合器压盘，通过电磁铁控制主动摩擦片与被动摩擦盘的结合与分离，由步进电机带动拨叉进而带动同步器接合套进行挡位的自动切换。上述方案均造成了系统结构复杂度增加，控制难度加大。

[0010] 针对电动汽车用两挡机械变速器，本发明提出一种电动汽车用两挡机械自动变速器,仅设置高低两个挡位，无需选挡装置且没有设置倒挡,取消离合器，利用电动汽车动力电机配合调速完成换挡同步，设置一自动操纵机构实现自动换挡。本发明可在保证车辆相关性能基础上，实现变速器结构最简化，降低车辆成本及自重。

[0011] 技术构思：针对电动汽车用两挡机械变速器本身仅需要高低两个挡位，利用电机反转可实现汽车倒向行驶，变速器无需倒挡，故其只需要设置换挡控制装置而无需选挡装置。

[0012] 本发明的技术方案：一种电动汽车用两挡机械自动变速器,包括两挡机械变速器、换挡操纵机构, 其特征在于：两挡机械变速器的结构：在变速箱体内平行支撑有输入轴、输出轴，动力电机的输出轴直接驱动变速器输入轴；变速箱体内设置有低速挡齿轮组和高速挡齿轮组及同步器，通过换挡操纵机构控制同步器选择低速挡或高速挡或空挡位；
所述换挡操纵机构是自动操纵机构，包括壳体、换挡轴、换挡拨头构成的换挡执行机构，在换挡轴一端布置一个自带涡轮蜗杆减速机构的电机，涡轮蜗杆减速机构的涡轮与与换挡轴一端呈传动连接；换挡轴另一端设置有转角位置传感器，转角位置传感器与换挡轴固定连接；转角位置传感器监测换挡位置并将信号传给控制单元，以判断换挡位置。

[0013] 有益效果：本发明充分利用了动力电机的特性实现了自动起步、无极变速，并配合两挡变速器及控制装置完成自动换挡，换挡迅速，无离合器滑磨损耗；利用发挥了动力电机及变速器的性能，扩展了转速和扭矩范围，以最简单的结构和最低成本，实现了低速大扭矩和高速行驶两方面的需求；对于有能量反馈的电机，还可实现能量回收，对于无能量反馈功能的电机，可利用空挡完成滑行；所述变速器结构简单，与现有机械变速器相比，结构无太多变化，生产延续性好，所配换挡电机及转角位置传感器方案，可靠且有效，相比原有的采用开关量信号或在电机上集成传感器检测挡位信号，该方案直接测量换挡轴，更为准确，排除了电机与换挡轴之间传动间隙等干扰因素，能更有效完成换挡过程中对换挡力矩的调节与控制。附图说明

[0014] 图1是本发明中两挡机械变速器的结构示意图；图2是本发明中换挡操纵机构的结构示意图。

[0015] 结合图1、图2所示，进一步描述本发明如下：一种电动汽车用两挡机械自动变速器,包括两挡机械变速器、换挡操纵机构,两挡机械变速器的结构：在变速箱体1内平行支撑有输入轴3、输出轴5，动力电机1的输出轴直接驱动输入轴3；变速箱体1内设置有低速挡齿轮组7和高速挡齿轮组4及同步器6，通过换挡操纵机构控制同步器6选择低速挡或高速挡或空挡位；
所述换挡操纵机构是自动操纵机构，包括壳体12、换挡轴11、换挡拨头14构成的换挡执行机构，在换挡轴11一端布置一个自带涡轮蜗杆减速机构9的电机8，涡轮蜗杆减速机构
9的涡轮9-1与与换挡轴11一端呈传动连接10；换挡轴另一端设置有转角位置传感器13，转角位置传感器13与换挡轴11固定连接；转角位置传感器13监测换挡位置并将信号传给控制单元，以判断换挡位置。

[0016] 上述的自带涡轮蜗杆减速机构9的电机8及转角位置传感器13均为现有技术成熟产品，选配时应充分考虑电机功率、转角位置传感器检测范围等指标。

[0017] 如图2所示，涡轮9-1与与换挡轴11一端呈传动连接10的具体结构为：呈花键副配合或齿形键配合。传动连接也可是其它结构，只要能实现传动即可，如：联轴器等。

[0018] 本发明中所述两挡机械变速器与换挡操纵机构的结合是常规技术,在此不详细描述。