变速箱动力总成、其控制方法及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种变速箱动力总成、其控制方法及工程机械。

背景技术

近年来，电驱动矿用卡车在矿山开采工况中发展迅速。它的动力总成由电池、电机及少挡位变速箱组成，具有节能环保、动力强劲、操作轻便等无可比拟的优势，替代了传统的由发动机与多挡位变速箱组成的动力总成。电驱动矿用卡车的驱动电机能在0～4000rpm范围内轻松调速，远宽于发动机800～2200rpm的区间，这就使得变速箱的挡位数可以由原来的12挡减少到4～6个挡，同时最大速比也可以降低，减小的输入扭矩由电机补偿。

电驱动矿用卡车当前应用的主流变速箱只有一个电机驱动，通过滑套切换挡位，切换挡位过程中电机将转为转速控制模式，无动力输出，换挡完成后再切换为扭矩控制模式输出动力。这种模式决定了换挡过程中必然存在动力中断。当矿用卡车在重载爬坡换挡时，动力中断可能会导致换挡失败，严重时甚至会导致车辆溜坡，产生安全事故。因此，解决换挡动力中断是电动矿用卡车动力总成设计中首要考虑的问题，它也是提升产品竞争力最为关键的环节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变速箱动力总成、其控制方法及工程机械，能够保证整个换挡过程中始终有连续不断的动力输出。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种变速箱动力总成，包括：

第一子变速箱，包括第一电机、若干个行星排和第一挡位切换机构，所述第一电机的输入端连接有第一连接轴，所述第一电机的输出端连接有第一输入轴；若干个所述行星排沿所述第一输入轴的轴向串联设置，若干个所述行星排中的太阳轮均固定套设于所述第一输入轴上，若干个所述行星排中靠近所述第一输入轴末端的所述行星排中的行星架或齿圈与输出轴相连；所述第一挡位切换机构用于切换由所述第一输入轴至所述输出轴的动力传递路径；

第二子变速箱，包括第二电机、传动齿轮和第二挡位切换机构，所述第二电机的输出端连接有第二输入轴；所述传动齿轮包括输入齿轮、若干组中间齿轮和若干个输出齿轮，所述输入齿轮固定套设于所述第二输入轴上，所述输出齿轮通过轴承设置于所述输出轴上，所述中间齿轮固定套设于固定轴上，所述中间齿轮的组数等于所述输入齿轮与所述输出齿轮的个数之和，其中一组所述中间齿轮与所述输入齿轮相啮合，其余所述中间齿轮分别一一对应的与若干个所述输出齿轮相啮合；所述第二挡位切换机构用于控制任一所述输出齿轮与所述输出轴结合；

电池，与所述第一电机和所述第二电机电连接；

发动机，其输出端连接有第二连接轴；

离合器，用于控制所述第一连接轴和所述第二连接轴的结合和断开。

作为变速箱动力总成的优选技术方案，所述行星排的数量为一个，且所述行星排中的行星架与所述输出轴固定连接；

所述第一挡位切换机构包括挡位齿轮a和第一滑套，所述挡位齿轮a包括零挡齿轮a、一挡齿轮a和二挡齿轮a，所述零挡齿轮a与所述行星排中的齿圈固定连接，所述一挡齿轮a与变速箱壳体固定连接，所述二挡齿轮a固定套设于所述第一输入轴上；所述第一滑套能够控制所述零挡齿轮a与所述一挡齿轮a的结合和断开以及所述零挡齿轮a与所述二挡齿轮a的结合和断开。

作为变速箱动力总成的优选技术方案，所述输出齿轮的数量为两个，所述中间齿轮的数量为三组；

所述第二挡位切换机构包括挡位齿轮b和第二滑套，所述挡位齿轮b包括零挡齿轮b、一挡齿轮b和二挡齿轮b，所述零挡齿轮b固定套设于所述输出轴上，所述一挡齿轮b和所述二挡齿轮b分别固定于两个所述输出齿轮上；所述第二滑套能够控制所述零挡齿轮b与所述一挡齿轮b的结合和断开以及所述零挡齿轮b与所述二挡齿轮b的结合和断开。

作为变速箱动力总成的优选技术方案，所述第一电机和所述第二电机位于所述变速箱动力总成的同侧，所述第二输入轴具有中心孔，所述第一输入轴能够贯穿所述中心孔。

作为变速箱动力总成的优选技术方案，还包括动力增强齿轮和第三滑套，所述动力增强齿轮包括第一动力增强齿轮和第二动力增强齿轮，所述第一动力增强齿轮和所述第二动力增强齿轮分别固定于所述第一输入轴和所述第二输入轴上，所述第三滑套能够控制所述第一动力增强齿轮和所述第二动力增强齿轮和结合和断开。

作为变速箱动力总成的优选技术方案，还包括作业齿轮、挡位齿轮c和第四滑套，所述作业齿轮包括作业输入齿轮和作业输出齿轮，所述作业输入齿轮通过轴承套设于其中一根所述固定轴上，所述作业输出齿轮固定于PTO上；挡位齿轮c包括零挡齿轮c和一挡齿轮c，所述零挡齿轮c固定于与所述作业输入齿轮对应的所述固定轴上，所述一挡齿轮c固定于所述作业输入齿轮上；所述第四滑套用于控制所述零挡齿轮c与所述一挡齿轮c之间的结合和断开。

一种变速箱动力总成的控制方法，应用于如上任一方案所述的变速箱动力总成，所述控制方法包括纯电动模式和混动模式，当电池的电量不低于设定值时，控制离合器将第一连接轴和第二连接轴断开，由电池为第一电机和第二电机供电，此时整机处于所述纯电动模式；当电池的电量低于设定值时，控制离合器将第一连接轴和第二连接轴结合，由发动机为第一子变速箱提供动力，同时发动机还通过第一电机为电池充电，由电池为第二电机供电，此时整机处于所述混动模式；

在所述纯电动模式和所述混动模式下进行换挡时，控制所述第一子变速箱和所述第二子变速箱交替进行挡位切换。

作为变速箱动力总成的控制方法的优选技术方案，所述第一子变速箱共有两个挡位，所述第二子变速箱共有两个挡位；

当需要挂一挡时，控制所述第一子变速箱和所述第二子变速箱同时切换至一挡状态；

当需要由一挡切换至二挡时，控制所述第一子变速箱和所述第二子变速箱中的一个切换至二挡状态，另一个仍保持在一挡状态；

当需要由二挡切换至三挡时，控制仍保持在一挡状态的子变速箱也切换至二挡状态。

作为变速箱动力总成的控制方法的优选技术方案，

控制所述第一子变速箱切换至一挡状态具体为：控制第一滑套将零挡齿轮a和一挡齿轮a结合，第一电机的动力经太阳轮、行星轮和行星架传递至输出轴；

控制第一子变速箱由一挡状态切换至二挡状态具体为：控制第一滑套将零挡齿轮a和一挡齿轮a断开，并将零挡齿轮a和二挡齿轮a结合，此时第一电机的动力经太阳轮以及经二挡齿轮a、零挡齿轮a和齿圈汇流至行星轮，然后再由行星轮传递至行星架，最后经行星架将动力输出至输出轴。

作为变速箱动力总成的控制方法的优选技术方案，

控制所述第二子变速箱切换至一挡状态具体为：控制第二滑套将零挡齿轮b和一挡齿轮b结合，第二电机的动力经输入齿轮、与输入齿轮啮合的中间齿轮、与一挡齿轮b对应的中间齿轮以及与一挡齿轮b对应的输出齿轮传递至输出轴；

控制第二子变速箱由一挡状态切换至二挡状态具体为：控制第二滑套将零挡齿轮b和一挡齿轮b断开，并将零挡齿轮b和二挡齿轮b结合，第二电机的动力经输入齿轮、与输入齿轮啮合的中间齿轮、与二挡齿轮b对应的中间齿轮以及与二挡齿轮b对应的输出齿轮传递至输出轴。

作为变速箱动力总成的控制方法的优选技术方案，还包括动力增强齿轮和第三滑套，所述动力增强齿轮包括第一动力增强齿轮和第二动力增强齿轮，所述第三滑套初始位于所述第一动力增强齿轮或所述第二动力增强齿轮的空位上，当所述变速箱动力总成处于三挡状态，且需要进一步提高车速时，则控制所述第一子变速箱中的第一滑套回到空位或控制所述第二子变速箱中的第二滑套回到空位，并控制所述第三滑套将所述第一动力增强齿轮与所述第二动力增强齿轮结合。

一种工程机械，包括上述任一方案所述的变速箱动力总成或者采用上述任一方案所述的变速箱动力总成的控制方法。

本发明的有益效果：

本发明提供一种变速箱动力总成，包括第一子变速箱和第二子变速箱，在进行换挡时，可以只对第一子变速箱和第二子变速箱中的一个进行挡位切换，另一个保持在当前挡位不变，从而当其中一个子变速箱结构中的电机在切换挡位过程中中断动力时，另一个子变速箱结构中的电机的峰值扭矩能够对正在换挡的子变速箱结构中的电机减少的扭矩进行补偿，从而保证整个换挡过程中始终有连续不断的动力输出；并且第一子变速箱和第二子变速箱的结构较为新颖，分布较为合理。另外，本发明的变速箱动力总成采用混动设计，可以有效解决车辆在重载上坡工况续航不足的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的变速箱动力总成的原理示意图。

图中：

11、第一电机；111、第一输入轴；112、第一连接轴；12、太阳轮；13、行星轮；14、行星架；15、齿圈；16、零挡齿轮a；17、一挡齿轮a；18、二挡齿轮a；19、第一滑套；

21、第二电机；211、第二输入轴；22、输入齿轮；23、中间齿轮；231、第一中间齿轮；232、第二中间齿轮；233、第三中间齿轮；24、输出齿轮；241、第一输出齿轮；242、第二输出齿轮；25、零挡齿轮b；26、一挡齿轮b；27、二挡齿轮b；28、第二滑套；

31、第一动力增强齿轮；32、第二动力增强齿轮；33、第三滑套；

40、输出轴；

51、作业齿轮；511、作业输入齿轮；512、作业输出齿轮；52、零挡齿轮c；53、一挡齿轮c；54、第四滑套；

60、PTO；

70、电池；

80、发动机；81、第二连接轴；

90、离合器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明实施例提供一种变速箱动力总成，包括第一子变速箱和第二子变速箱，其中，第一子变速箱为行星式变速箱，第二子变速箱为定轴式变速箱。

具体地，第一子变速箱包括第一电机11、若干个行星排和第一挡位切换机构，第一电机11的输出端连接有第一输入轴111；若干个行星排沿第一输入轴111的轴向串联设置，若干个行星排中的太阳轮12均固定套设于第一输入轴111上，若干个行星排中靠近第一输入轴111末端的行星排中的行星架14或齿圈15与输出轴40相连；第一挡位切换机构用于切换由第一输入轴111至输出轴40的动力传递路径。其中行星排的数量可以根据第一子变速箱需要达到的挡位数量来定，第一子变速箱的挡位数量等于行星排的数量加一，例如，当行星排的数量为一个时，第一子变速箱能够达到两个挡位；当行星排的数量为两个时，第一子变速箱能够达到三个挡位，以此类推。

于本实施例中，行星排的数量为一个，行星排包括太阳轮12、行星轮13、行星架14和齿圈15，太阳轮12固定套设于第一输入轴111上，行星架14与输出轴40固定连接，当然于其他实施例中也可以是齿圈15与输出轴40固定连接，区别在于由行星架14输出的传动比大于由齿圈15输出的传动比，具体可以根据所需的传动比来定。第一挡位切换机构包括挡位齿轮a和第一滑套19，挡位齿轮a包括零挡齿轮a16、一挡齿轮a17和二挡齿轮a18，零挡齿轮a16与齿圈15固定连接(需要说明的是，若在其他实施例中，是齿圈15与输出轴40固定连接，则这里零挡齿轮a16与行星架14固定连接)，一挡齿轮a17与变速箱壳体固定连接，二挡齿轮a18固定套设于第一输入轴111上；第一滑套19能够控制零挡齿轮a16与一挡齿轮a17的结合和断开以及零挡齿轮a16与二挡齿轮a18的结合和断开。本实施例的第一子变速箱具有两个挡位。

于其他实施例中，行星排的数量还可以大于等于两个，当行星排的数量大于等于两个时，多个行星排沿第一输入轴111的轴向串联设置，且相邻的两个行星排中，其中一个行星排的行星架14与另一个行星排的齿圈15固定连接。相应的，第一挡位机构中的挡位齿轮a和第一滑套19的具体结构也会有所不同，例如当行星排的数量为两个时，挡位齿轮a除了包括零挡齿轮a16、一挡齿轮a17和二挡齿轮a18之外，还需要包括三挡齿轮a，且零挡齿轮a16、一挡齿轮a17、二挡齿轮a18和三挡齿轮a的设置位置也会相应调整；第一滑套19除了能够控制零挡齿轮a16与一挡齿轮a17的结合和断开以及零挡齿轮a16与二挡齿轮a18的结合和断开之外，还需要能够控制三挡齿轮a与零挡齿轮a16、一挡齿轮a17或二挡齿轮a18中的一个的结合和断开。行星排的数量大于两个时的原理同上，在此不再赘述。

第二子变速箱包括第二电机21、传动齿轮和第二挡位切换机构，第二电机21的输出端连接有第二输入轴211；传动齿轮包括输入齿轮22、若干组中间齿轮23和若干个输出齿轮24，输入齿轮22固定套设于第二输入轴211上，输出齿轮24通过轴承设置于输出轴40上，中间齿轮23固定套设于固定轴上，中间齿轮23的组数等于输入齿轮22与输出齿轮24的个数之和，其中一组中间齿轮23与输入齿轮22相啮合，其余中间齿轮23分别一一对应的与若干个输出齿轮24相啮合；第二挡位切换机构用于控制任一输出齿轮24与输出轴40结合，即切换由第二输入轴211至输出轴40的动力传递路径。输出齿轮24的数量可以根据第二子变速箱需要达到的挡位数量来定，第二子变速箱的挡位数量等于输出齿轮24的数量，例如，当输出齿轮24的数量为两个时，第二子变速箱能够达到两个挡位；当输出齿轮24的数量为三个时，第二子变速箱能够达到三个挡位，以此类推。

于本实施例中，输出齿轮24的数量为两个，中间齿轮23的数量为三组。第二挡位切换机构包括挡位齿轮b和第二滑套28，挡位齿轮b包括零挡齿轮b25、一挡齿轮b26和二挡齿轮b27，零挡齿轮b25固定套设于输出轴40上，一挡齿轮b26和二挡齿轮b27分别固定于两个输出齿轮24上；第二滑套28能够控制零挡齿轮b25与一挡齿轮b26的结合和断开以及零挡齿轮b25与二挡齿轮b27的结合和断开。本实施例的第二子变速箱具有两个挡位。

于其他实施例中，输出齿轮24的数量还可以多于两个，当输出齿轮24的数量多于两个时，第二挡位切换结构中的挡位齿轮b和第二滑套28的具体结构也会有所不同。例如，当输出齿轮24的数量为三个时，挡位齿轮b除了零挡齿轮b25、一挡齿轮b26和二挡齿轮b27之外，还包括三挡齿轮b，零挡齿轮b25仍然是固定套设于输出轴40上，一挡齿轮b26、二挡齿轮b27和三挡齿轮b分别一一对应的固定于三个输出齿轮24上；第二滑套28除了能够控制零挡齿轮b25与一挡齿轮b26的结合和断开以及零挡齿轮b25与二挡齿轮b27的结合和断开之外，还能够控制零挡齿轮b25与三挡齿轮b的结合和断开。输出齿轮24的数量大于三个的原理同上，在此不再赘述。

本实施例中，第一电机11和第二电机21位于所述变速箱动力总成的同侧，第二输入轴211具有中心孔，第一输入轴111能够贯穿中心孔。

本实施例提供的变速箱动力总成还包括动力增强齿轮和第三滑套33，动力增强齿轮包括第一动力增强齿轮31和第二动力增强齿轮32，第一动力增强齿轮31和第二动力增强齿轮32分别固定于第一输入轴111和第二输入轴211上，可以理解的是，第一动力增强齿轮31与第一输入轴111之间以及第二动力增强齿轮32与第二输入轴211之间均可以是直接连接，也可以是间接连接，如图1所示，第一动力增强齿轮31通过固定在二挡齿轮a18上来与第一输入轴111间接连接，第二动力增强齿轮32通过固定在输入齿轮22上来与第二输入轴211间接连接。第三滑套33能够控制第一动力增强齿轮31和第二动力增强齿轮32和结合和断开。

本实施例提供的变速箱动力总成还包括作业齿轮51、挡位齿轮c和第四滑套54，其中，作业齿轮51包括作业输入齿轮511和作业输出齿轮512，作业输入齿轮511通过轴承套设于其中一根固定轴上，作业输出齿轮512固定于PTO60(动力输出装置)上；挡位齿轮c包括零挡齿轮c52和一挡齿轮c53，零挡齿轮c52固定于与作业输入齿轮511对应的固定轴上，一挡齿轮c53固定于作业输入齿轮511上；第四滑套54用于控制零挡齿轮c52与一挡齿轮c53之间的结合和断开。当整车处于行车状态时，第四滑套54位于零挡齿轮c52的空位上，固定轴的动力不能传递至PTO60；当需要进行卸料时，控制第四滑套54将零挡齿轮c52与一挡齿轮c53结合，此时固定轴的动力能够通过作业齿轮51传递至PTO60，由PTO60驱动车斗进行卸料。

本实施例提供的变速箱动力总成还包括电池70、发动机80和离合器90，电池70与第一电机11和第二电机21电连接；第一电机11的输入端连接有第一连接轴112，发动机80的输出端连接有第二连接轴81，离合器90用于控制第一连接轴112和第二连接轴81的结合和断开。

本发明实施例还提供一种变速箱动力总成的控制方法，包括纯电动模式和混动模式，当电池70的电量不低于设定值时，控制离合器90将第一连接轴112和第二连接轴81断开，由电池70为第一电机11和第二电机21供电，此时整机处于纯电动模式，变速箱动力总成的动力由第一电机11和第二电机21同时提供；当电池70的电量低于设定值时，控制离合器90将第一连接轴112和第二连接轴81结合，由发动机80驱动第一子变速箱，同时发动机80还通过第一电机11为电池70充电，由电池70为第二电机21供电，此时整机处于混动模式，变速箱动力总成的动力由发动机80和第二电机21同时提供；在纯电动模式和混动模式下进行换挡时，控制第一子变速箱和第二子变速箱交替进行挡位切换。即在切换至相邻的下一挡位时，控制第一子变速箱和第二子变速箱中的一个进行挡位切换，再次切换至相邻的下一挡位时，控制第一子变速箱和第二子变速箱中的另一个进行挡位切换，如此第一子变速箱和第二子变速箱交替进行挡位切换。即每次换挡，只对第一子变速箱和第二子变速箱中的一个进行挡位切换，另一个保持在当前挡位不变，从而当其中一个子变速箱结构中的电机在切换挡位过程中中断动力时，另一个子变速箱结构中的电机的峰值扭矩能够对正在换挡的子变速箱结构中的电机减少的扭矩进行补偿，从而保证整个换挡过程中始终有连续不断的动力输出。另外，纯电动和混动两种模式的设计可以有效解决车辆在重载上坡工况续航不足的问题。

本实施例以第一子变速箱具有两个挡位，第二子变速箱具有两个挡位来对变速箱动力总成的控制方法进行详细说明。为便于下文描述，将两个输出齿轮24分别命名为第一输出齿轮241和第二输出齿轮242，将与输入齿轮22相啮合的中间齿轮23命名为第一中间齿轮231，将与第一输出齿轮241相啮合的中间齿轮23命名为第二中间齿轮232，将与第二输出齿轮242相啮合的中间齿轮23命名为第三中间齿轮233；并且以第二中间齿轮232与第一输出齿轮241的传动比小于第三中间齿轮233与第二输出齿轮242的传动比为例进行说明，即一挡齿轮b26固定于第一输出齿轮241上，二挡齿轮b27固定于第二输出齿轮242上。

具体地，本发明实施例提供的变速箱动力总成的控制方法，包括：

当需要挂一挡时：

控制第一子变速箱和第二子变速箱同时切换至一挡状态。控制第一子变速箱切换至一挡状态具体为，控制第一滑套19将零挡齿轮a16和一挡齿轮a17结合，第一电机11的动力经太阳轮12、行星轮13和行星架14传递至输出轴40。控制第二子变速箱切换至一挡状态具体为：控制第二滑套28将零挡齿轮b25和一挡齿轮b26结合，第二电机21的动力经输入齿轮22、第一中间齿轮231、第二中间齿轮232以及与第一输出齿轮241传递至输出轴40。

当需要由一挡切换至二挡时：

控制第一子变速箱和第二子变速箱中的一个切换至二挡状态，另一个仍保持在一挡状态。即，可以将第一子变速箱切换至二挡状态，第二子变速箱保持在一挡状态；也可以将第二子变速箱切换至二挡状态，第一子变速箱保持在一挡状态。控制第一子变速箱由一挡状态切换至二挡状态具体为，控制第一滑套19将零挡齿轮a16和一挡齿轮a17断开，并将零挡齿轮a16和二挡齿轮a18结合，此时第一电机11的动力经太阳轮12以及经二挡齿轮a18、零挡齿轮a16和齿圈15汇流至行星轮13，然后再由行星轮13传递至行星架14，最后经行星架14将动力输出至输出轴40。控制第二子变速箱由一挡状态切换至二挡状态具体为，控制第二滑套28将零挡齿轮b25和一挡齿轮b26断开，并将零挡齿轮b25和二挡齿轮b27结合，第二电机21的动力经输入齿轮22、第一中间齿轮231、第三中间齿轮233以及第二输出齿轮242传递至输出轴40。

当需要由二挡切换至三挡时：

控制仍保持在一挡状态的子变速箱也切换至二挡状态。即，若变速箱动力总成挂二挡时，第一子变速箱处于二挡状态，第二子变速箱处于一挡状态，则此时控制第二子变速箱也切换至二挡状态；同理若变速箱动力总成挂二挡时，第二子变速箱处于二挡状态，第一子变速箱处于一挡状态，则此时控制第一子变速箱也切换至二挡状态。

可以理解的是，当第一子变速箱和第二子变速箱的挡位数量多于两个时，挡位切换的原理类似，在此不再详述。

于本实施例中，当变速箱动力总成处于上述一挡、二挡、三挡、一挡切换二挡以及二挡切换三挡时，第三滑套33初始位于第一动力增强齿轮31或第二动力增强齿轮32的空位上，此时第一电机11与第二电机21之间为分离状态。

当变速箱动力总成处于三挡状态，且需要进一步提高车速时，则控制第一子变速箱中的第一滑套19回到空位或控制第二子变速箱中第二滑套28回到空位，并控制第三滑套33将第一动力增强齿轮31与第二动力增强齿轮32结合，此时第一电机11与第二电机21连接为一体，共同输入动力至第一子变速箱或第二子变速箱，以增强单变速箱的动力，进一步提高车速。

需要说明的是，每个挡位下，输出轴40的转速均为第一子变速箱和第二子变速箱的速比的组合，由于第一子变速箱和第二子变速箱输出的转速必须相同，所以第一电机11和第二电机21中一个的最高输出转速必然受两个子变速箱的速比的影响，即其中第一个电机的输入转速等于第二个电机的输入转速除以第二个电机对应的子变速箱的速比，再乘以第一个电机对应的子变速箱的速比。

为便于理解，以下举例进行说明，假设第一子变速箱在一挡状态下的速比i

在一挡状态下，第一子变速箱和第二子变速箱均为一挡，假设第二电机21以4000r/min的最高转速输入，则输出轴40的转速为4000r/min除以i

在二挡状态下有两种情况，第一种情况是第一子变速箱切换至二挡，第二子变速箱保持在一挡；第二种情况是第一子变速箱保持在一挡，第二子变速箱切换至二挡。在第一种情况下，假设第二电机21以4000r/min的最高转速输入，则输出轴40的转速为4000r/min除以i

在三挡状态下，第一子变速箱和第二子变速箱均为二挡，假设第二电机21以4000r/min的最高转速输入，则输出轴40的转速为4000r/min除以i

本发明实施例还提供一种工程机械，包括如上所述的变速箱动力总成或者采用如上所述的变速箱动力总成的控制方法。本实施例中，工程机械优选为电动矿用卡车，但是并不局限于此。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。