JP5868522B2 - 駆動システム及び該駆動システムを備える電気自動車 - Google Patents

Description

本開示は自動車分野に関連し、より特定的には電気自動車用の駆動システム及び該駆動システムを備える電気自動車に関する。

電気自動車は急速に発達している。電気自動車は電力源として電源バッテリを使用し、電気モータにより駆動される。このため、エンジンの限界を回避し、環境汚染を減らすことができる。

したがって、電気自動車は駆動モータ及び一定の変速比率を有する減速機によって駆動されることがある。低速においては駆動モータの出力トルクは大きく効率は低いことがよく知られている。速度の増加と共に、駆動モータの効率は段階的に上昇するが、出力トルクは減少する。

一定の変速比率を有する減速機を備える電気自動車によると、減速機が大きな出力トルクを得る目的で設計されていた場合、駆動モータの速度の上昇に対して減速機の効率の上昇は遅く、したがって高速時における車両の電力消費は多い。減速機が高速を得る目的で設計されていた場合、駆動モータの速度の上昇に対して減速機の効率の上昇も速い。しかし、減速機の変速比率が小さいため、ホイールに伝達されるトルクは、車両の発車又は登坂時の要求を満たすことができない程小さい。その結果、車両の加速力は悪く、車両の低速時における電力消費は多い。例えば、電動バスは頻繁に停車、発車及び加速を繰り返す必要があり、これにより駆動モータの効率が低下することがある。それゆえ、従来の電気自動車の駆動システムは、低速時及び高速時における動作条件を同時に満たすことが難しく、そのため駆動モータの効率は低く、斯かる電気自動車の航続距離は短くなることがある。その結果、従来の電気自動車は複雑な道路状況には不適である場合がある。

中国特許出願公開第１０１２０４９２５号明細書

斯かる事情を鑑みるに、本開示は先行技術に存在する問題の少なくとも一つを解決することを目的とする。そのため、電気自動車の駆動システムが提供され、様々な状況下における駆動モータの効率を効率的に改善するのに適した駆動モータのトルク及び速度特性に適合しうる。更に、斯かる駆動システムを備える電気自動車も提供され得る。

本開示の一態様によると、電気自動車の駆動システムが提供され得る。該駆動システムは、駆動モータ及び変速機を備えていてもよい。変速機は入力シャフト、出力シャフト、第１変速部、第１クラッチ、第２変速部、第２クラッチ、及び油圧システムを備えていてもよい。入力シャフトは駆動モータに接続されていてもよい。第１変速部は、第１の変速比率を有し、入力シャフトと出力シャフトとの間に接続され両シャフト間で動力を伝達してもよい。第１クラッチは入力シャフトに配置され、第１変速部に接続され、入力シャフトと第１変速部との間の動力伝達の接続及び遮断を行ってもよい。第２変速部は、第１の変速比率より小さい第２の変速比率を有し、入力シャフトと出力シャフトとの間に接続され両シャフト間で動力を伝達してもよい。第２クラッチは入力シャフトに配置され、第２変速部に接続され、入力シャフトと第２変速部との間の動力伝達の接続及び遮断を行ってもよい。油圧システムは、夫々、第１クラッチに接続され第１クラッチを連結及び解放させ、第２クラッチに接続され第２クラッチを連結及び解放させてもよい。

本開示の他の態様によると、電気自動車が提供され得る。この電気自動車は上述の駆動システムを備え得る。

本開示の駆動システム及び電気自動車によれば、駆動モータのトルク及び速度特性は互いに適切に適合されることが可能であり、したがって、様々な運転状況下における駆動モータの効率が効率的に改善され得る。

本開示の上記及び他の態様及び利点は、添付の図を参照した以下の説明により、明らかになり、より容易に認識される。

本開示の一実施形態による電気自動車の駆動システムの概略図である。 本開示の一実施形態による電気自動車の油圧システムの概略図である。

以下、本開示の実施形態を詳述する。本明細書において記される実施形態は本開示を一般的に理解するためにのみ用いられ、本開示を限定するために構成されたものではない。

また、説明文中において、「第１」及び「第２」という用語は単に説明のためのみに用いられ、相対的な重要性に明示的にも暗示的にも関連づけられ使用されるものではなく、又は技術的特徴の優良性を暗示的に示すためのものでもない。したがって、「第１」及び「第２」で定義された特徴は、明示的又は暗示的に１つ以上の特徴を備えていてもよい。説明文中において、特に示されない限りは、「複数の」という言葉は２つ以上を指す。

また、以降の説明文中において、例えば「接続」という、取り付け、結合、及びその類似のものに係る用語は、特に示されない限りは、構造物が他の構造物に直接又は介在物を介して間接的に固定され若しくは取り付けられ、又は構造物が互いに連通する関係にあることを示す。

図１及び図２を参照して、本開示の実施形態による電気自動車の駆動システムを説明する。

図１に示されるように、電気自動車の駆動システム100は、駆動モータ1、変速機40、及び油圧システム50を備える。

具体的には、変速機40は、入力シャフト2、出力シャフト9、第１変速部B1、第１クラッチ6、第２変速部B2、及び第２クラッチ3を含んでもよい。駆動モータ1は、入力シャフト2へ結合され、入力シャフト2を駆動し回転させてもよい。

本開示の幾つかの実施形態においては、駆動モータ1は、スプラインを介して入力シャフト2に接続又は結合されてもよい。しかし、本開示はこれに限定されない。幾つかの実施形態においては、駆動モータ1は、他の手段により入力シャフト2に直接結合されてもよい。

本開示の実施形態によると、駆動モータ1は、クラッチ及びクラッチ間に配置されたトルクコンバータによらずに、入力シャフト2に直接結合される。これは、エンジンを備える従来の車両とは異なり、したがって動力伝達効率を改善し、車両の構造が簡素化される。

第１変速部B1は、入力シャフト2と出力シャフト9との間に接続され、両シャフト間で動力を伝達してもよい。第２変速部B2は、入力シャフト2と出力シャフト9との間に接続され、両シャフト間で動力を伝達してもよい。

第１クラッチ6は入力シャフト2に配置され、第１変速部B1に接続され、入力シャフト2と第１変速部B1との間での動力伝達の接続及び遮断を行ってもよい。換言すると、第１クラッチ6は、入力シャフト2と出力シャフト9との間での動力伝達の接続及び遮断を行うように構成されてもよい。

第２クラッチ3は入力シャフト2に配置され、第２変速部B2に接続され、入力シャフト2と第２変速部B2との間での動力伝達の接続及び遮断を行ってもよい。換言すると、第2クラッチ3は、入力シャフト2と出力シャフト9との間での動力伝達の接続及び遮断を行うように構成されてもよい。第１変速部B1は第１の変速比率を有していてもよい。第２変速部B2は、第１の変速比率より小さい第２の変速比率を有していてもよい。

油圧システム50は、第１クラッチ6に接続され、第１クラッチ6の連結及び解放を行い、第２クラッチ3に接続され、第２クラッチ3の連結及び解放を行ってもよい。

本開示の実施形態による電気自動車の駆動システムによれば、変速機40は第１変速部B1及び第２変速部B2を有してもよく、第１変速部B1の第１の変速比率は第２変速部B2の第２の変速比率より大きくてもよいため、駆動モータのトルク及び速度特性は、様々な運転状況下における駆動モータの効率を効率的に改善するために適切に適合されることが可能である。それゆえ、エネルギーが節約でき、車両の航続距離が伸び、駆動システムの構造が簡素化され得る。

より具体的には、電気自動車の走行速度が遅い場合、例えば、電気自動車の発車時、登坂時、又は加速時に、要求される出力トルクが大きいことがあり、そのため油圧システム50が第１クラッチ6を連結させてもよい。換言すると、車両が第１前進ギヤに切り替えられ、駆動モータ1からの動力が入力シャフト2に伝達され、それから、第１クラッチ6及び第１変速部B1を介して動力が入力シャフト2から出力シャフト9へ伝達され、最終的に動力が電気自動車のホイールWに伝達され得る。第１変速部B1がより大きな変速比率を有するため、ホイールWに伝達されるトルクは大きくなり得、したがって低速時における大きな出力トルクの要求を満たし得る。

電気自動車の速度が増加した場合、要求される出力トルクは小さいことがあり、そのため油圧システム50は第１クラッチ6を解放し、第２クラッチ3を連結させてもよい。換言すると、車両が第２前進ギヤに切り替えられた場合、動力は第２クラッチ3及び第２変速部B2を介して入力シャフト2から出力シャフト9へ伝達され得る。第２変速部B2がより小さな変速比率を有するため、車両のホイールWへ伝達されるトルクが減少し、ホイールWの回転速度が増加することができ、したがって小さい出力トルク及び高速な回転速度の出力の要求を満たし得る。

車両が逆進若しくは後退する必要があるときには、駆動モータ1が逆回転し、油圧システム50が第２クラッチ3を解放し、第１クラッチ6を連結してもよい。換言すると、車両がバックギヤに切り替えられた場合、動力は第１クラッチ6及び第１変速部B1を介してホイールWに伝達される。車両の逆進時には大きな出力トルクが必要なことがあるため、第１クラッチ6を連結し、より大きな変速比率を有する第１変速部B1を介して動力を伝達することが有利である。

上述のように、変速部を適切に選択することにより、駆動モータ１のトルク及び速度特性を、様々な運転状況下において駆動モータの効率を効率的に改善するために適切に適合させることができる。したがって、エネルギーが節約され、電気自動車の航続距離が伸びる。それゆえ、電気自動車が、エンジンを備えた従来の車両に近い特性を有することができる。

上述のように、本開示の実施形態による電気自動車の駆動システムは、第１変速部B1及び第２変速部B2を有していてもよい。換言すると、斯かる車両は、２つの前進ギヤ及び１つのバックギヤを有していてもよい。ただし、本開示はこれに限定されない。幾つかの実施形態において、駆動システムは、例えば３つ又は４つの変速部といった、任意の適当な数の変速部を有していてもよい。

図１に示されるように、幾つかの実施形態においては、第１変速部B1は、入力シャフト2に配置された第１ギヤ5、及び出力シャフト9に配置され第１ギヤ5と噛合する第２ギヤ7を備えていてもよい。第１ギヤ5及び第２ギヤ7は円筒状ギヤとして構成されていてもよい。それゆえ、第１変速部B1の構造は簡易である。第１ギヤ5は入力シャフト2に回転可能に取り付けられてもよく、第２ギヤ7は出力シャフト9に固定されてもよい。第１クラッチ6の駆動部分は入力シャフト2に固定されてもよく、第１クラッチ6の被駆動部分は第１ギヤ5に接続されてもよい。

第２変速部B2は、入力シャフト2に配置された第３ギヤ4、及び出力シャフト9に配置され第３ギヤ4と噛合する第４ギヤ8を備えていてもよい。第３ギヤ4は入力シャフト2に回転可能に取り付けられてもよく、第４ギヤ8は出力シャフト9に固定されてもよい。第２クラッチ3の駆動部分は入力シャフト2に固定されてもよく、第２クラッチ3の被駆動部分は第３ギヤ4に接続されてもよい。

駆動システムの油圧システム50について、図２を参照して詳述する。

図２に示されるように、油圧システム50は、オイル容器16、第１クラッチ6を駆動する第１クラッチ駆動回路L1、第２クラッチ3を駆動する第２クラッチ駆動回路L2、内部ポンプ18、第１ポンプ18の放出口に直列に接続された第１逆止弁23、外部ポンプ20、及び外部ポンプ20の放出口に直列に連通する第２逆止弁22を備える。

尚、変速部の数が増加した場合、それに応じてクラッチ駆動回路の数も増加してもよい。

図２に示されるように、第１クラッチ駆動回路L1と第２クラッチ駆動回路L2とは並列に接続されてもよい。

幾つかの実施形態においては、図２に示されるように、第１クラッチ駆動回路L1は、第１駆動油圧シリンダ151及び第１比例弁31を備えていてもよい。例えば、第１比例弁31は、２位置３方向電磁弁であってもよい。幾つかの実施形態においては、第１クラッチ駆動回路L1は更に、第１比例弁31と第１駆動油圧シリンダ151との間に接続された第１油圧緩衝器38を備えていてもよい。その他に、第１クラッチ駆動回路L1の油圧を検出する第１油圧センサ35が第１油圧緩衝器38と第１比例弁31との間に配置されてもよい。

同様に、第２クラッチ駆動回路L2は、第２駆動油圧シリンダ111及び第２比例弁32を備えていてもよい。第２比例弁32と第２駆動油圧シリンダ111との間に第２油圧緩衝器37が接続されていてもよい。第２クラッチ駆動回路L2の油圧を検知する第２油圧センサ34が第２油圧緩衝器37と第２比例弁32との間に配置されてもよい。

幾つかの実施形態においては、図２に示されるように、第１比例弁31は、第１駆動油圧シリンダ151及びオイル容器16夫々に接続されていてもよく、第２比例弁32は、第２駆動油圧シリンダ111及びオイル容器16夫々に接続されていてもよい。第１駆動油圧シリンダ151のピストンは、第１クラッチ6の駆動部分に接続され、第１クラッチ6を駆動させ、その連結及び解放を行ってもよい。第２駆動シリンダ111のピストンは、第２クラッチ3の駆動部分に接続され、第２クラッチ3を駆動させ、その連結及び解放を行ってもよい。

内部ポンプ18は出力シャフト9により駆動され、外部ポンプ20は外部ポンプモータMにより駆動されてもよい。内部ポンプ18及び外部ポンプ20の注入口は、オイル容器16に連通する。幾つかの実施形態において、オイル容器16と内部ポンプ18及び外部ポンプ20の注入口との間に第１濾過器17が配置される。

幾つかの実施形態において、内部ポンプ18及び外部ポンプ20の放出口は、第１比例弁31及び第２比例弁32に連通していてもよい。幾つかの実施形態において、第１及び第２比例弁31, 32と内部ポンプ18及び外部ポンプ20の放出口との間に第２濾過器27が備えられていてもよい。第２濾過器27の濾過の精密さは第１濾過器17のものより優れており、そのため第１比例弁31及び第２比例弁32における油圧オイルの清浄さは更に改善され得る。

内部ポンプ18及び外部ポンプ20は互いに並列に接続されてもよく、第１逆止弁23は内部ポンプ18に、放出口側に直列に接続されてもよく、第２逆止弁22は外部ポンプ20に、放出口側に直列に接続されてもよく、直列に接続された第１逆止弁23及び内部ポンプ18は、オイル容器16と第１及び第２比例弁32, 31との間に直列に接続された第２逆止弁22及び外部ポンプ20に、並列に接続されてもよい。

幾つかの実施形態においては、油圧システム50は更に、油圧システム50の主オイル流路Lの油圧を検出する主油圧センサ28、並びに第１及び第２逆止弁23, 22と第１及び第２比例弁32, 31との間の流路に接続された蓄圧器29を備えていてもよい。

幾つかの実施形態においては、油圧システム50は更に、直列に接続された第１逆止弁23及び内部ポンプ18、並びに直列に接続された第２逆止弁22及び外部ポンプ20に、並列に接続された放圧弁21を備えていてもよい。放圧弁21は、主オイル流路L内の油圧オイルをオイル容器16へと放出するために使用される。

油圧システム50は更に、内部ポンプ18に並列に接続され、夫々のギヤ対、変速機のベアリングといった駆動システムに潤滑油を供給する圧力調整弁26を備えていてもよい。

圧力調整弁26と内部ポンプ18の放出口との間に、内部ポンプが逆回転した場合に圧力調整弁26への逆吸い込みを防ぐ第4逆止弁24が配置されてもよい。圧力調整弁26は、第１ダンパ25Aに直列に接続されてもよい。油圧システム50は更に、夫々のギヤ対や変速機のベアリングといった駆動システムに潤滑油を供給するための第１潤滑油流路を備えていてもよい。第２ダンパ25Bが、潤滑油流路に配置されていてもよい。車両が発車させられた場合、潤滑油流路を介して潤滑システムへ潤滑油が供給され、夫々のギヤ対及び変速機のベアリングを潤滑する。

幾つかの実施形態においては、車両の逆進時において内部ポンプ18に逆吸入が起きた場合に空気の吸い込みを防止するため、内部ポンプ18に並列に、第３逆止弁19が接続されている。

以下、本開示の実施形態による駆動システムの油圧システム50の動作について詳述する。

図２に示されるように、油圧システム50の動作が開始された後、内部ポンプ18及び／又は外部ポンプ20が、第１濾過器17を介してオイル容器16からオイルを吸い上げてもよい。油圧オイルは主オイル流路Lに流入し、それから第１クラッチ駆動回路L1及び第２クラッチ駆動回路L2のいずれか一方に流入し、第１駆動油圧シリンダ151及び第２駆動油圧シリンダ111のいずれか一方を駆動させる。

説明を簡単にするため、一例として、第１駆動油圧シリンダ151を駆動する動作について説明する。ただし、第１駆動油圧シリンダ151を駆動する動作はまた、第２クラッチ駆動回路L2についても適用され得る。

第１駆動油圧シリンダ151のピストンは、油圧により戻しバネを圧縮して第１クラッチ6の駆動部分及び被駆動部分を押圧して互いを噛み合わせてもよく、それにより動力が、第１クラッチ6を介して入力シャフト2から出力シャフト9へ伝達され、最終的にホイールWに伝達され得る。

第１クラッチ6が解放された場合、第１クラッチ駆動回路L1はオイル容器16に通じることができ、第１駆動油圧シリンダ151の油圧は急速に低下することがあり、第１駆動油圧シリンダ151のピストンが戻りバネに押圧されることにより急速に移動することがあり、そのため油圧オイルがオイル容器16に流入することがある。それゆえ、第１クラッチ6の駆動部及び被駆動部が互いに外れ、したがって入力シャフト2と出力シャフト9との間の動力伝達が切断される。

本開示の実施形態による油圧システム50によると、一般的に、内部ポンプ18が油圧オイルの供給に採用されてもよい。内部ポンプ18は出力シャフト9によって駆動されてもよく、第１逆止弁23は、油圧オイルが内部ポンプ18から第１及び第２クラッチ駆動回路L1及びL2にだけ流れるようにしてもよい。このとき、油圧システム50内の油圧が内部ポンプ18の動作に影響を与えることが避けられ、油圧システム50内の油圧オイルが逆流することが防がれる。

幾つかの実施形態においては、第３逆止弁19は、油圧オイルがオイル容器16から内部ポンプ18の放出口側に向けてのみ流れるようにしてもよく、このとき内部ポンプ18の逆吸入時に空気の吸い込みを防止することができる。例えば、車両が逆進するとき、内部ポンプ18が逆回転してもよく、それにより内部ポンプ18の放出口が第３逆止弁19を介してオイル容器16からオイルを吸入してもよく、このとき内部ポンプ18への損傷が避けられる。換言すると、第３逆止弁19と内部ポンプ18との間でオイルの循環路が形成され、内部ポンプ18の空気の吸い込みが避けられ得る。

第４逆止弁24は、潤滑のためのオイルが逆流することを避けるために、油圧オイルが内部ポンプ18から圧力調整弁26へ向けてのみ流れるようにしてもよい。

幾つかの実施形態においては、内部ポンプ18内の油圧が非常に低い場合、外部モータMが始動させられ、油圧システム50の主オイル流路Lにオイルを供給する外部ポンプ20を駆動してもよい。第２逆止弁22は、油圧オイルが外部ポンプ20から第１及び第２クラッチ駆動回路L1及びL2にのみ流れるようにしてもよく、その結果、油圧システム50内の油圧が外部ポンプ20の動作に影響を与えることが防がれ、油圧システム50内の油圧オイルが逆流することが防がれる。

内部ポンプ18は、油圧システム50が油圧オイルを欠く場合に油圧オイルを供給してもよく、内部ポンプ18内に残ったオイルが潤滑油として使われてもよく、又はオイル容器16に流れてもよい。蓄圧器29が設けられていることにより、外部ポンプ20は断続的に動作することができ、放圧弁21が放圧機能を有することができる。

前述の油圧システムにおいては、圧力調整弁26は、車両の潤滑システムに潤滑油を供給してもよい。

幾つかの実施形態においては、油圧オイルは、外部モータＭにより駆動される外部ポンプ20及び入力シャフト２により駆動される内部ポンプ18により供給されてもよい。外部ポンプ20を用いることによって、電気自動車が発車させられる前に第１クラッチ駆動回路L1にオイルを供給し、第１クラッチ６を連結させることができる。したがってゼロ回転速度発進を実現することができ、アイドリング状況がなく、電気自動車のエネルギー消費を削減し、電力の使用率を改善することができる。

上述のように、蓄圧器29は、エネルギーを蓄えるために使用されてもよく、圧力調整弁26は、油圧オイルの圧力を制御するために使用されてもよい。電気自動車が停車し、内部ポンプ18が動かないとき、圧力調整弁26は閉じられる。電気自動車が発車させられたとき、内部ポンプ18内の油圧オイルの量が徐々に増加する。油圧オイルが第１ダンパ25A及び第２ダンパ25Bにより減勢させられ、圧力調整弁26内で起こりうる微量の漏出が補償され得るようになった後、主オイル流路L内の圧力が短時間で上昇することがある。電気自動車の走行時には、主オイル流路L内の圧力が上昇した後、潤滑のために必要な量のオイルが段階的に供給される。主オイル流路L内の圧力が所定値まで上昇させられた後、油圧オイルが内部ポンプ18の吸入口に流入することができ、したがって第１濾過器17の動作負荷が減少する。

車両の走行時に、蓄圧器29に余剰エネルギーが蓄えられることがある。蓄えられたエネルギーは、ギヤ変更動作を行うために使用されてもよく、これにより変速機の効率が改善される。

本開示の実施形態による電気自動車の駆動システムによると、第１クラッチ6及び第２クラッチ3は、油圧システム50により制御され、第１クラッチ6は車両が発車させられる前に連結されてもよく、その場合、車両が発車させられた後に駆動モータ1のアイドリングが起こることはない。駆動モータ1が走行のために始動した場合のみ、動力が変速機40に伝達されることができ、したがって、ゼロ回転速度発進が実現されうる。その結果、電力損失が減り、電力使用率が改善し得る。それに加えて、内部ポンプ18により供給される油圧オイルが十分でないときでも、外部ポンプ20が油圧オイルの補充のために使用されることができ、したがって電気自動車の性能が改善する。

それゆえ、本開示の実施形態による駆動システムによると、ゼロ回転速度発進が実現され得る。ペダル踏み込み角度及び車速の変化によって、ギヤが自動的に切り替えられることができ、駆動モータのトルク及び速度特性が、様々な運転条件下における駆動モータの効率を効率的に改善するために適切に適合されることが可能である。様々な運転状況下において駆動モータの効率が最適化され、エネルギー消費が削減され、電気自動車の航続距離が伸びる。例えば、斯かる駆動システムは電動バスに特に適している。電動バスは頻繁に、加速、減速、停車、及び発車を行う必要があるためである。

本開示の実施形態によると、上述の駆動システム100を備えた電気自動車が提供され得る。

図１を参照して、本開示の実施形態による駆動システムの動作を説明する。本開示の実施形態による駆動システム100の変速機40は、３つ以上の変速部を備えていてもよいことが、当業者にとって認められる。

最初に、図１を参照して、本開示の一実施形態による駆動システムのパーキングギヤについて説明する。電気自動車が駐車状態にあるとき、第１クラッチ6の駆動部分は自クラッチの被駆動部分とは連結されておらず、第２クラッチ3の駆動部分は自クラッチの被駆動部分とは連結されていない。すなわち、２つのクラッチは連結されておらず、駆動モータ1から出力シャフト9までの動力伝達は遮断されている。

続いて、図１を参照して、本開示の一実施形態による駆動システムの第１前進ギヤについて説明する。電気自動車が始動状態にある、又は低速で走行しているとき、ギヤ変速制御システムがギヤ変速機構を介して第２クラッチ3を解放させ、第１クラッチ6の駆動部分及び被駆動部分を連結させることができる。それゆえ、第１前進ギヤの動力伝達経路は次のようになりうる。駆動モータ1→入力シャフト2→第１クラッチ6→第１ギヤ5→第２ギヤ7→出力シャフト9。このとき、駆動モータ1の回転速度は最も遅くなり、出力トルクは最高になり、変速比率は最大になり、ホイールに伝達される動力は最大になり得る。ギヤ変速制御システム及びギヤ変速機構については、当業者によって既知であるため、それらについての詳細な説明は省略する。

次に、図１を参照して、本開示の実施形態による駆動システムの第２前進ギヤについて説明する。電気自動車が中速域で走行しているとき、ギヤ変速制御システムがギヤ変速機構を介して第１クラッチ6を解放させ、第２クラッチ3の駆動部分及び被駆動部分を連結させることができる。例えば、第１前進ギヤが第２前進ギヤに切り替えられた場合、ギヤ変速制御システムが電気自動車の現在の運転状態を対応するセンサを介して検知し、電気自動車が切り替えられるべきギヤが決定されてもよい。第１クラッチ6が解放される場合、第２クラッチ3が連結され、それによりギヤ変更が達成される。第２前進ギヤの動力伝達経路は次のようになりうる。駆動モータ1→入力シャフト2→第２クラッチ3→第３クラッチ4→第４ギヤ8→出力シャフト9。このとき、変速比率が上昇する程、駆動モータ1の効率が低下する。第１前進ギヤと比較した場合、第２前進ギヤの変速比率は小さくなり得るため、駆動モータ1の効率及びエネルギー使用率が高くなりうる。

最後に、図１を参照して、本開示の実施形態による駆動システムのバックギヤについて説明する。電気自動車が逆進させられるとき、ギヤ変速制御システムがギヤ変速機構を介して第２クラッチ3を解放させ、第１クラッチ6の駆動部分及び被駆動部分を連結させることができる。電気自動車の逆進時には、駆動モータ１は確実に逆回転することができる。逆進ギヤの動力伝達経路は次のようになりうる。駆動モータ1→入力シャフト2→第１クラッチ6→第１ギヤ5→第２ギヤ7→出力シャフト9。

本開示の実施形態によると、電気自動車の駆動システムは少なくとも２つの変速部を備えてもよく、これにより様々な複雑な運転状況に対応できる。それゆえ、エネルギーが節約され、電気自動車の駆動システムの構造が簡素化され得る。

前述の実施形態においては、変速機は２つの前進ギヤと１つのバックギヤを提供し、それにより車両の発進時又は登坂時における高出力トルクに対する要求を満たすだけでなく、車両が平坦な道路を走行しているときの最大出力速度に対する要求も満たすことができる。車両の発進時、登坂時、又は加速時においては、非常に大きな出力トルクが必要とされる。それゆえ、変速機のギヤが低速ギヤ、すなわち第１前進ギヤに切り替えられることがある。低速ギヤの変速比率が非常に大きいため、ホイールに伝達されるトルクは非常に大きい。電気自動車が平坦な道路を高速で走行しているときは、変速機のギヤが高速ギヤ、すなわち本実施形態における第２前進ギヤに切り替えられることがある。このとき、変速機の変速比率が非常に小さいため、ホイールに伝達されるトルクは非常に小さいが、ホイールの回転速度は最大まで増加する。その間、ギヤ変更動作はギヤ変速制御システムにより適切に制御され、駆動モータのトルク及び速度特性は理想的に適合し、様々な運転状況下における駆動モータの効率が最適化され得る。したがってエネルギーが節約され、電気自動車の航続距離が伸びる。

本開示の実施形態によると、変速機の２つの前進ギヤは互いに独立していてもよく、ギヤ変更動作は、夫々のクラッチの駆動部分及び被駆動部分の連結又は解放を制御することにより実現され得る。それに加えて、ギヤ変更動作中の動力断を避けるために、ギヤ変更動作はギヤ変速制御システムを介して合理的に制御され得る。それゆえ、ギヤ変更動作中の速度低下が見られることはない。従来の自動車用変速機と比較して、本開示の実施形態による駆動システムの変速機の構造は簡素化される。

幾つかの実施形態においては、電気自動車が発車させられる前に、駆動システムの外部ポンプが第１クラッチを駆動して車両を第１前進ギアに切り替えてもよく、それから駆動モータの始動を制御し、電気自動車のゼロ回転速度発進が達成される。

説明のための実施形態が示され記述されたが、本開示の趣旨及び精神から逸脱しない範囲内で様々な変更及び修正が加えられ得ることが、当業者により認められる。斯かる変更及び修正はすべて特許請求の範囲及びその均等物の範囲内に含まれる。

関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年１２月３０日に中華人民共和国国家知識産権局に出願された中国特許出願第２０１１２０５６３８２４．１号明細書の優先権及び利益を主張している。その開示は参照によって本明細書に組み込まれる。

Claims (14)

1. 駆動モータと、
   前記駆動モータに接続された入力シャフト、
   出力シャフト、
   第１の変速比率を有し、前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間に接続され、前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間で動力を伝達する第１変速部、
   前記入力シャフトに配置され、前記第１変速部と接続され、前記入力シャフトと前記第１変速部との間での動力伝達の接続及び遮断を行う第１クラッチ、
   前記第１の変速比率より小さい第２の変速比率を有し、前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間に接続され、前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間で動力を伝達する第２変速部、
   前記入力シャフトに配置され、前記第２変速部と接続され、前記入力シャフトと前記第２変速部との間での動力伝達の接続及び遮断を行う第２クラッチ、並びに
   夫々、前記第１クラッチに接続され該第１クラッチの連結及び解放を行い、且つ前記第２クラッチに接続され該第２クラッチの連結及び解放を行う油圧システム
   を含む変速機とを備えており、
   前記油圧システムは、
   オイル容器と、
   前記第１クラッチの駆動部分に接続されたピストンを有する第１駆動油圧シリンダ、並びに前記第１駆動油圧シリンダ及び前記オイル容器夫々に接続された第１比例弁を備える第１クラッチ駆動回路と、
   前記第２クラッチの駆動部分に接続されたピストンを有する第２駆動油圧シリンダ、並びに前記第２駆動油圧シリンダ及び前記オイル容器夫々に接続された第２比例弁を備え、前記第１クラッチ駆動回路と並列に接続された第２クラッチ駆動回路と、
   前記オイル容器に連通する注入口及び前記第１及び第２比例弁夫々に連通する放出口を有し、前記出力シャフトにより駆動される内部ポンプと、
   該内部ポンプの前記放出口に直列に接続された第１逆止弁と、
   前記オイル容器に連通する注入口及び前記第１及び第２比例弁夫々に連通する放出口を有し、外部ポンプ駆動モータにより駆動される外部ポンプと、
   該外部ポンプの前記放出口に直列に接続された第２逆止弁と、
   前記外部ポンプに並列に接続された第３逆止弁と
   を備え、
   直列に接続された前記第１逆止弁及び前記内部ポンプと、直列に接続された前記第２逆止弁及び前記外部ポンプとが、前記オイル容器と前記第１クラッチ駆動回路及び前記第２クラッチ駆動回路との間に並列に接続されている電気自動車用の駆動システム。
2. 前記第１変速部は、前記入力シャフトに配置された第１ギヤと、前記出力シャフトに配置され前記第１ギヤと噛合する第２ギヤとを備え、
   前記第１ギヤは前記入力シャフトに回転可能に取り付けられ、前記第２ギヤは前記出力シャフトに固定され、
   前記第１クラッチの駆動部分は前記入力シャフトに固定され、前記第１クラッチの被駆動部分は前記第１ギヤに接続されている
   請求項１に記載の駆動システム。
3. 前記第２変速部は、前記入力シャフトに配置された第３ギヤと、前記出力シャフトに配置され前記第３ギヤと噛合する第４ギヤとを備え、
   前記第３ギヤは前記入力シャフトに回転可能に取り付けられ、前記第４ギヤは前記出力シャフトに固定され、
   前記第２クラッチの駆動部分は前記入力シャフトに固定され、前記第２クラッチの被駆動部分は前記第３ギヤに接続されている
   請求項１に記載の駆動システム。
4. 前記油圧システムは更に、
   前記オイル容器と前記内部及び外部ポンプの前記注入口との間に接続された第１濾過器と、
   前記第１及び第２逆止弁と前記第１及び第２比例弁との間に接続された第２濾過器と
   を備える
   請求項１に記載の駆動システム。
5. 前記油圧システムは更に、
   直列に接続された前記第１逆止弁及び前記内部ポンプ、並びに直列に接続された前記第２逆止弁及び前記外部ポンプに並列に接続された放圧弁
   を備える
   請求項１に記載の駆動システム。
6. 前記油圧システムは更に、前記第１及び第２逆止弁と前記第１及び第２比例弁との間に接続された蓄圧器を備える
   請求項１に記載の駆動システム。
7. 前記第１クラッチ駆動回路は更に、前記第１比例弁と前記第１駆動油圧シリンダとの間に接続された第１油圧緩衝器を備え、
   前記第２クラッチ駆動回路は更に、前記第２比例弁と前記第２駆動油圧シリンダとの間に接続された第２油圧緩衝器を備える
   請求項１に記載の駆動システム。
8. 前記油圧システムは更に、
   前記内部ポンプに並列に接続され、前記駆動システムに潤滑油を供給する圧力調整弁と、
   該圧力調整弁と前記内部ポンプの前記放出口との間に接続された第４逆止弁と
   を備える
   請求項１に記載の駆動システム。
9. 前記第１ギヤ及び第２ギヤは円筒状ギヤとして構成されている請求項２に記載の駆動システム。
10. 前記第１比例弁は２位置３方向電磁弁である請求項１に記載の駆動システム。
11. 前記油圧システムは更に、当該油圧システムの主オイル流路の油圧を検出する主油圧センサを備える請求項６に記載の駆動システム。
12. 前記油圧システムは更に、
    前記第１油圧緩衝器と前記第１比例弁との間に配置され、前記第１クラッチ駆動回路の油圧を検出する第１油圧センサと、
    前記第２油圧緩衝器と前記第２比例弁との間に配置され、前記第２クラッチ駆動回路の油圧を検出する第２油圧センサと
    を備える
    請求項７に記載の駆動システム。
13. 前記油圧システムは更に、
    前記圧力調整弁に直列に接続された第１ダンパと、
    前記第４逆止弁と前記圧力調整弁との間に接続された潤滑油流路と、
    該潤滑油流路中に配置された第２ダンパと
    を備える
    請求項８に記載の駆動システム。
14. 請求項１から１３のいずれか一つに記載の駆動システムを備える電気自動車。

Images