本发明涉及电摩变速控制技术领域，尤其涉及电摩双离合自动变速箱结构及控制方法。
背景技术：
目前电摩电机市场普遍采用直驱或固定减速比驱动，限制了车辆最高运行时速和低速起步扭矩，而开发的多档变速电机虽然解决了上述问题，但电机零部件多，结构复杂，电控难度大，稳定性不高，价格偏贵，客户需求量小等问题严重影响了多档电机的发展。
例如中国发明专利《一种十二档位自动变速箱》，申请号201810200548.9，其公开了采用六个行星轮系，共两个安装轴与动力输入轴平行设置的技术，虽然使得自动变速箱可提供较多的档位，但是其结构复杂，控制架构繁琐，并不利于大多数结构的适配。
因此，为了缓解电摩多档变速电机行业发展所面临的问题，发明了一种电摩双离合自动变速箱匹配直驱电机以应对。
技术实现要素：
本发明提供的一种技术方案是电摩双离合自动变速箱结构，包括两档齿轮变速箱、单向离合器、电磁离合器、变速箱电脑(tcu)、电机控制器(mcu)各零部件主要功能如下：
单向离合器、利用单向滚针轴承的分离、结合和超越特性，来实现动力传递的通断；
电磁离合器、采用电磁离合器实现动力传递的通断，保证变速箱档位平稳的切换；
电机控制器(mcu)、通过检测电机机芯转速n，车速ν，电机输出功率p信号，来判断是否给变速箱电脑(tcu)发升档或降档信号。
变速箱电脑(tcu)、收到电机控制器(mcu)升档或降档信号后，控制电磁离合器运行，保证变速箱准确快速平稳的切换到相应档位，同时反馈降档完成信号给电机控制器(mcu)，最终实现变速箱升降档的闭环控制。
基于上述的电摩双离合自动变速箱结构，本发明还提供一种电摩双离合自动变速箱控制方法。
电机控制器(mcu)通过检测电机机芯转速n，车速信号ν，电机输出功率p运行参数后发升档或降档信号给变速箱电脑(tcu)，变速箱电脑(tcu)收到升档信号后控制电磁离合器吸合，并反馈升档完成信号给电机控制器(mcu)，变速箱电脑(tcu)收到降档信号后控制电磁离合器断开，由单向离合器传递动力，并反馈降档完成信号给电机控制器(mcu)，最终实现变速箱升降档的闭环控制，从而保证电机平稳切换到各挡位。
具体的，该控制方法包括以下步骤:
步骤1、电机控制器(mcu)检测到车辆启动信号后，拧动转把，此时单向离合器内圈转速大于外圈转速，单向离合器内外圈同步旋转，传递扭矩，单向离合器工作在结合模式，车辆开始行使。
步骤2、当电机控制器(mcu)检测到车速到达v1＝35-40km/h，电机机芯转速达n1＝3000-3500rpm，电机输出功率p1＝3kw时，进行升档控制。切断转把扭矩信号，降低电机机芯转速，此时单向离合器内圈转速小于外圈转速，单向离合器工作在超越模式，将机芯转速降到n3＝2000-2333rpm，其中，n3＝n2/i1，n2＝v2/(60*c轮)*i2，传动比i1＝1.5(1档传动比与2档传动比比值)，i2＝6.5(1档时整个车辆传动比)，c(后轮轮胎外圈周长)，v2为转把扭矩切断后，车辆实时的车速。等电机控制器(mcu)检测到机芯转速调整到转速n3后，给变速箱电脑(tcu)发升档信号，变速箱电脑(tcu)控制电磁离合器吸合，车辆在2档继续行驶。
步骤3、当电机控制器(mcu)检测到车速为v3＝30-35km/h，电机机芯转速为n1＝1500-2000pm，电机输出功率p1＝4kw时，进行降档控制。切断转把扭矩信号，给变速箱电脑(tcu)发降档信号，变速箱电脑(tcu)控制电磁离合器断开，同时提升电机机芯转速，将机芯转速升到n5＝2100-3100rpm其中，n5＝n4*i1，n4＝v4/(60*c轮)*i3，传动比i1＝1.5(1档传动比与2档传动比比值)，i3＝4.33(2档时整个车辆传动比)，c(后轮轮胎外圈周长)，v4为转把扭矩切断后，车辆实时的车速。此时单向离合器内圈转速于外圈转速同步，单向离合器工作在结合模式，车辆在1档继续行驶。
步骤4、当电机控制器(mcu)检测到刹车信号，切断转把扭矩信号。如果在2档，在整个刹车过程中，电磁离合器保持吸合，通过电机机芯反向电磁力来辅助减速，刹车结束后根据此时的实时车速来控制电机升降档。如果在1档，在整个刹车过程中，单向离合器内圈转速小于外圈转速，单向离合器工作在超越模式，电机机芯不参与辅助减速。
步骤5、当车辆设定为助推模式，单向离合器内圈转速小于外圈，单向离合器工作在超越模式，方便驾驶人员轻松的推动车辆。
步骤6、当车辆设定为停车倒车模式，电机控制器(mcu)给变速箱电脑(tcu)发升档信号，变速箱电脑(tcu)控制电磁离合器吸合，电机在2档运行，电机控制器(mcu)收到变速箱电脑(tcu)电磁离合器吸合反馈信号后，控制电机反转倒车。
步骤7、当车辆转把扭矩信号人为清0，并运行下坡或溜车工况，如果在2档，在整个下坡或溜车过程中，电磁离合器保持吸合，电机机芯运行在发电模式，下坡或溜车结束后根据此时的实时车速来控制电机升降档；如果在1档，在整个下坡或溜车过程中，单向离合器内圈转速小于外圈转速，单向离合器工作在超越模式，电机机芯不发电。
本发明的技术方案是：。
本发明的优点是：
1、利用单向滚针轴承的分离、结合和超越特性，来实现动力传递的通断，结构简单可靠，成本低。
2、使用单向离合器和电磁离合器来实现两档位切换，控制简单，故障率低。
3、本发明的摩双离合自动变速箱结构及调试方法，当车辆在助推模式，无需电控，只要利用单向离合器特性，既可实现驾驶人员轻松的推动车辆。
4、在一档时，电控系统无需对离合器进行控制，只要利用单向离合器特性，既可实现车辆运行，同时降低整车电耗(相比1档采用电磁吸合离合器控制)，提升车辆行驶里程。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为电摩双离合自动变速箱结构示意图；
附图中各标记为：1、电机；2、电磁离合器；3、单向离合器；4、1档输出齿轮；5、2档输出齿轮；6、离合器轴；7、1档输入齿轮；8、2档输入齿轮；9、输出链轮齿；10、变速箱副轴；11、控制器mcu；12、变速箱电脑tcu。
具体实施方式
实施例1
电摩双离合自动变速箱结构，包括两档齿轮变速箱、单向离合器、电磁离合器、变速箱电脑(tcu)、电机控制器(mcu)各零部件主要功能如下：
单向离合器、利用单向滚针轴承的分离、结合和超越特性，来实现动力传递的通断；
电磁离合器、采用电磁离合器实现动力传递的通断，保证变速箱档位平稳的切换；
电机控制器(mcu)、通过检测电机机芯转速n，车速ν，电机输出功率p信号，来判断是否给变速箱电脑(tcu)发升档或降档信号。
变速箱电脑(tcu)、收到电机控制器(mcu)升档或降档信号后，控制电磁离合器运行，保证变速箱准确快速平稳的切换到相应档位，同时反馈降档完成信号给电机控制器(mcu)，最终实现变速箱升降档的闭环控制。
基于上述的电摩双离合自动变速箱结构，本发明还提供一种电摩双离合自动变速箱控制方法。
电机控制器(mcu)通过检测电机机芯转速n，车速信号ν，电机输出功率p运行参数后发升档或降档信号给变速箱电脑(tcu)，变速箱电脑(tcu)收到升档信号后控制电磁离合器吸合，并反馈升档完成信号给电机控制器(mcu)，变速箱电脑(tcu)收到降档信号后控制电磁离合器断开，由单向离合器传递动力，并反馈降档完成信号给电机控制器(mcu)，最终实现变速箱升降档的闭环控制，从而保证电机平稳切换到各挡位。
实施例2
电摩双离合自动变速箱工作模式(图1)：
1档工作模式：电机1将动力传递给离合器轴6，离合器轴6将动力传递给单向离合器3内圈，单向离合器3内圈将动力传递给离合器外圈及1档输出齿轮4，1档输出齿轮4将动力传递给1档输入齿轮7，1档输入齿轮7将动力传递给变速箱副轴10，变速箱副轴10将动力传递给输出链轮齿9，动力输出。
电摩双离合自动变速箱工作模式(图1)：
2档工作模式：电机控制器(mcu)通过检测电机机芯转速n，车速信号v，电机输出功率p运行参数后发升档信号给变速箱电脑(tcu)，变速箱电脑(tcu)收到升档信号后控制电磁离合器吸合，电机1将动力传递给离合器轴6，离合器轴6将动力传递给2档输出齿轮5，2档输出齿轮5将动力传递给2档输入齿轮8，由于1档输入齿轮7与2档输入齿轮8同轴，1档传动比是2档传动比的1.5倍，使与1档输出齿轮4固定的单向离合器3外圈转速大于内圈转速，单向离合器3工作在超越模式，此时由电磁离合器传递动力，2档输入齿轮8将动力传递给变速箱副轴10，变速箱副轴10将动力传递给输出链轮齿9，动力输出。
电摩双离合自动变速箱工作模式(图1)：
倒车模式：电机控制器(mcu)发升档信号给变速箱电脑(tcu)，变速箱电脑(tcu)收到升档信号后控制电磁离合器吸合，电机1将动力传递给离合器轴6，离合器轴6将动力传递给2档输出齿轮5，2档输出齿轮5将动力传递给2档输入齿轮8，由于1档输入齿轮7与2档输入齿轮8同轴，1档传动比是2档传动比的1.5倍，使与1档输出齿轮4固定的单向离合器3外圈转速大于内圈转速，单向离合器3工作在超越模式，此时由电磁离合器传递动力，2档输入齿轮8将动力传递给变速箱副轴10，变速箱副轴10将动力传递给输出链轮齿9，动力输出。
本发明实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
1.电摩双离合自动变速控制结构，包括电机、两档齿轮变速箱、变速箱控制器、电机控制器，其特征在于：电机将动力传递至离合器轴：
单向离合器，利用单向滚针轴承来实现离合器轴与两档齿轮变速箱中一档传动件之间动力传递的通断；
电磁离合器，采用电磁吸合实现离合器轴与两档齿轮变速箱中二档传动件之间动力传递的通断；
电机控制器，通过判断电机机芯转速、车速、电机输出功率信号，来给变速箱控制器发送升档或降档信号；
变速箱电脑，基于升档或降档信号控制所述电磁离合器运行，同时反馈换档完成信号给所述电机控制器。
2.根据权利要求1所述的电摩双离合自动变速箱结构及控制方法，其特征在于：所述单向离合器的内圈与离合器轴连接传动，所述单向离合器的外圈与两档齿轮变速箱中一档输出齿轮连接传动。
3.根据权利要求1所述的电摩双离合自动变速箱结构及控制方法，其特征在于：所述电磁离合器吸合式所述离合器轴与两档齿轮变速箱中二档输出齿轮连接传动。
4.根据权利要求1所述的电摩双离合自动变速箱结构及控制方法，其特征在于：所述两档齿轮变速箱中一档输入齿轮与二挡输入齿轮同时装配于变速箱副轴上，所述副轴的输出端上装配有输出链轮齿。
5.一种根据权利要求1述的电摩双离合自动变速箱结构的控制方法，基于电机控制器检测到的电机机芯转速、车速、电机输出功率信号所发出的升档信号或降档信号，其特征在于：
车辆行使模式：两档齿轮变速箱处于任一档，当电机控制器检测到车速、电机机芯转速、电机输出功率均位于另一档位的各参数区间；切断转把输入信号，使电机转速调整至一个过渡转速，当电机控制器检测到电机机芯转速处于过渡转速时，电机控制器向变速箱控制器发送升档或降档信号，变速箱控制器控制电磁离合器吸合或断开，两档齿轮变速箱完成升档或降档；
车辆刹车模式：两档齿轮变速箱处于任一档，若电磁离合器吸合，则通过电机机芯反向磁力辅助减速；若电磁离合器分离，则单向离合器在超越模式状态，电机机芯不参与辅助减速；
车辆助推模式：两档齿轮变速箱处于一档传动，单向离合器在超越模式状态，单向离合器内圈转速小于外圈转速；
车辆倒车模式：控制两档齿轮变速箱升至二档传动，电机控制器控制电机反转倒车；
车辆无控制模式：两档齿轮变速箱处于二档传动时车辆运动，电磁离合器处于吸合状态，电机机芯转动进入发电状态；两档齿轮变速箱处于一档传动时车辆运动，单向离合器在超越模式状态，电机不发电。
6.根据权利要求5所述的电摩双离合自动变速箱结构及控制方法，其特征在于：两档齿轮变速箱处于一档传动时，当车速、电机机芯转速、电机输出功率均位于二档各参数区间时，切断转把输入信号，使电机转速下降至升档用的过渡转速；当电机控制器检测到电机机芯转速处于升档用的过渡转速时，电机控制器向变速箱控制器发送升档信号，变速箱控制器控制电磁离合器吸合，两档齿轮变速箱升至二挡传动。
7.根据权利要求6所述的电摩双离合自动变速箱结构及控制方法，其特征在于：升档用的过渡转速：n3＝n2/i1,其中，n2＝v2/(60*c轮)*i2，i1为一档传动比与二挡传动比的比值，i2为一档行使时整车的传动比，c轮为后轮轮胎外圈的周长，v2为该状态下切断扭把输入信号后车辆实时的车速。
8.根据权利要求5所述的电摩双离合自动变速箱结构及控制方法，其特征在于：两档齿轮变速箱处于一档传动时，当车速、电机机芯转速、电机输出功率均位于二档各参数区间时，切断转把输入信号，使电机转速下降至升档用的过渡转速；当电机控制器检测到电机机芯转速处于升档用的过渡转速时，电机控制器向变速箱控制器发送升档信号，变速箱控制器控制电磁离合器吸合，两档齿轮变速箱升至二挡传动。
9.根据权利要求8所述的电摩双离合自动变速箱结构及控制方法，其特征在于：降档用的过渡转速：n5＝n4/i1,其中，n4＝v4/(60*c轮)*i3，i1为一档传动比与二挡传动比的比值，i3为二档行使时整车的传动比，c轮为后轮轮胎外圈的周长，v4为该状态下切断扭把输入信号后车辆实时的车速。
技术总结