專利名稱：電動(dòng)汽車變擋電機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，尤其涉及電動(dòng)汽車變擋電機(jī)的 控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，新能源汽車正在成為開發(fā)熱點(diǎn)，特別是電動(dòng)汽車的開發(fā)，已成為新 能源汽車開發(fā)的重點(diǎn)。對(duì)于電動(dòng)汽車的變速器，各汽車生產(chǎn)廠家的通用做法， 是將燃油汽車上的手動(dòng)變速器或自動(dòng)離合變速器進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)后，照搬到電 動(dòng)汽車上，所存在的不足在于-
1、 采用手動(dòng)變速器，通過離合踏板和變擋桿的配合來控制拉索機(jī)構(gòu)，使撥 叉在導(dǎo)向桿上滑移，由撥叉推動(dòng)同步器接合套改變嚙合對(duì)象來實(shí)現(xiàn)變擋，不僅 控制環(huán)節(jié)多，操縱繁瑣，變擋可靠性較差，而且手動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積 龐大，會(huì)增加電動(dòng)汽車的成本和重量。
2、 采用自動(dòng)離合變速器，雖然變擋操作簡單，但是自動(dòng)離合變速器結(jié)構(gòu)非 常復(fù)雜，控制難度較大，對(duì)變擋可靠性的影響大；尤為不足的是，自動(dòng)離合變 速器非常昂貴，會(huì)大大增加電動(dòng)汽車的成本，不利于電動(dòng)汽車的使用和推廣。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種電動(dòng)汽車變擋電機(jī)控制裝 置，以便簡單、可靠地控制變速器變換擋位。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 一種電動(dòng)汽車變擋電機(jī)控制裝置，殼體的敞 口端由端蓋密封，在殼體上安裝電動(dòng)機(jī)，其關(guān)鍵在于
A、 所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸與殼體內(nèi)的蝸桿連接，該蝸桿與蝸輪相嚙合，所述 蝸輪固套于連接軸的內(nèi)端，連接軸的外端伸出殼體外，且伸出部分固套有凸輪；
B、 在所述端蓋的內(nèi)壁上設(shè)有圓環(huán)形第二電極片，該第二電極片的圈外對(duì)稱 設(shè)置兩塊第一電極片，這兩塊第一電極片均為圓弧形，并且兩塊第一電極片之 間通過外連接片相連，在所述第二電極片的圈內(nèi)對(duì)稱設(shè)置兩塊第三電極片，這 兩塊第三電極片也為圓弧形，兩塊第三電極片之間通過內(nèi)連接片相連，所述第 一電極片、第二電極片和第三電極片的圓心在同一點(diǎn)上，并且第一電極片與第 三電極片在周向上錯(cuò)位；
C、 在所述蝸輪朝向端蓋的盤面上設(shè)有吸電片，該吸電片上具有三個(gè)觸片， 這三個(gè)觸片分別與第一、第二、第三電極片相對(duì)應(yīng)，并且在蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三個(gè) 觸片能分別與三個(gè)電極片接觸；
D、 所述第二電極片通過導(dǎo)線與電動(dòng)機(jī)的一極連接，電動(dòng)機(jī)的另一極與電源 負(fù)極相接，從電源正極接出的導(dǎo)線分為兩路，其中一路與組合開關(guān)中第一開關(guān) 的一端連接，該第一開關(guān)的另一端通過導(dǎo)線分別與外連接片和內(nèi)連接片相接， 所述從電源正極接出的另一路導(dǎo)線與組合開關(guān)中第二開關(guān)的一端連接，該第二 開關(guān)的另一端通過導(dǎo)線分別與外連接片和內(nèi)連接片相接。
本實(shí)用新型中，凸輪與換擋撥叉的上卡腳相卡接配合，當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 電動(dòng)機(jī)的輸出軸帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿將動(dòng)力傳遞給蝸輪，使蝸輪、連接軸和凸 輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪推動(dòng)換擋撥叉在導(dǎo)向桿上左右移動(dòng)，換擋撥叉再撥動(dòng)同步器 接合齒套移動(dòng)，有選擇地與高速擋齒輪或低速擋齒輪嚙合，即可實(shí)現(xiàn)變擋。蝸輪上吸電片的三個(gè)觸片與端蓋上的三塊電極片配合，起接通或者斷開電 動(dòng)機(jī)控制電路的作用。其中第一電極片和第三電極片的弧度為90度，兩者在周 向上完全錯(cuò)位。隨著蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，吸電片的第二觸片始終與第二電極片接觸；
當(dāng)吸電片的第一觸片與第一電極片接觸時(shí)，吸電片的第三觸片與第三電極片分
離；當(dāng)吸電片的第一觸片與第一電極片分離時(shí)，吸電片的第三觸片與第三電極 片接觸。
電動(dòng)機(jī)控制電路中組合開關(guān)的接通或斷開由外部控制系統(tǒng)TCU按照車輛工 況進(jìn)行控制。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)接通、第二開關(guān)斷開時(shí)，電流通過第一開關(guān)導(dǎo)入第一 電極片，此時(shí)吸電片的第一觸片與第一電極片接觸，吸電片將電流從第一電極 片導(dǎo)入到第二電極片，使第一開關(guān)、吸電片、第一電極片、第二電極片和電動(dòng) 機(jī)之間形成電流回路，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)蝸輪及凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，吸電片隨蝸輪一起 轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)90度后，吸電片的第一觸片與第一電極片分離，電流切斷， 電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；這時(shí)，吸電片的第三觸片與第三電極片接觸，只要外部控制 系統(tǒng)TCU使第二開關(guān)接通、第一開關(guān)斷開，那么第二開關(guān)、吸電片、第三電極 片、第二電極片和電動(dòng)機(jī)之間便形成電流回路，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同理，電動(dòng)機(jī) 帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)90度后停止。由此可見，在組合開關(guān)的控制下，電動(dòng)機(jī)每次帶動(dòng) 蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)90度后停止，這樣凸輪每次轉(zhuǎn)動(dòng)90度，凸輪推動(dòng)換擋撥叉撥動(dòng)同步 器接合齒套移動(dòng)相應(yīng)的行程，以便更改嚙合對(duì)象。當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)蝸輪和凸輪轉(zhuǎn) 動(dòng)完一周，換擋撥叉在空擋一低速擋一空擋一高速擋一空擋之間輪回切換一次。
本實(shí)用新型采用手動(dòng)變擋的原理，利用電動(dòng)機(jī)自動(dòng)控制，這樣不僅操縱簡 單，控制環(huán)節(jié)少，變擋可靠性好；而且可以取消傳統(tǒng)變速器中的離合器，使得 變速器結(jié)構(gòu)更簡單，重量及體積更小，從而能有效降低電動(dòng)汽車的生產(chǎn)成本。為了便于接線，在上述外連接片上接有第一接點(diǎn)，該第一接點(diǎn)通過導(dǎo)線分 別與第一開關(guān)和第二開關(guān)連接；在所述第二電極片上接有第二接點(diǎn)，該第二接 點(diǎn)通過導(dǎo)線與電動(dòng)機(jī)連接；在所述內(nèi)連接片上設(shè)有第三接點(diǎn)，該第三接點(diǎn)通過 導(dǎo)線分別與第一開關(guān)和第二開關(guān)連接。
在上述連接軸上沿徑向穿設(shè)有鋼絲，該鋼絲嵌入蝸輪盤面上的凹槽中。蝸 輪傳遞的扭矩通過鋼絲帶動(dòng)連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由于鋼絲是有彈性的，可以改善換擋 時(shí)同步器接合套與齒輪之間的碰撞沖擊。
為了便于連接軸安裝、并保證連接軸運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，在上述殼體的外側(cè)設(shè)有保 持架，該保持架通過襯套與殼體連接，所述連接軸從襯套和保持架中穿過，并 與襯套及保持架間隙配合；所述連接軸上的凸輪位于保持架內(nèi)，在保持架的底 部開有供凸輪旋轉(zhuǎn)通過的缺口。
有益效果本實(shí)用新型具有操縱簡單、控制環(huán)節(jié)少、變擋可靠性好等特點(diǎn)， 它大大簡化了變速器的結(jié)構(gòu)、體積及重量，有效降低了電動(dòng)汽車的生產(chǎn)成本， 有利于電動(dòng)汽車的使用和推廣。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1拆除端蓋的右視圖。
圖3為本實(shí)用新型中端蓋上電極片的分布示意圖。
圖4為本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)1、殼體2、端蓋3、蝸桿4、蝸輪5、連接軸6、第一電極片7、第二電極片8、第三電極片9、外連接片10、內(nèi)連接 片11、吸電片12、鋼絲13、保持架14、襯套15和凸輪16等部件構(gòu)成。其中 殼體2為一端敞口另一端封閉的盒狀結(jié)構(gòu)，該殼體2的敞口端由端蓋3密封。 在殼體'2上安裝電動(dòng)機(jī)1，該電動(dòng)機(jī)1的輸出端伸入殼體2內(nèi)，且電動(dòng)機(jī)l的輸 出軸與殼體2內(nèi)的蝸桿4連接。所述蝸桿4與蝸輪5嚙合，該蝸輪5也位于殼 體2內(nèi)，并套裝于連接軸6的內(nèi)端，在連接軸6上沿徑向穿設(shè)有鋼絲13，該鋼 絲13嵌入蝸輪5盤面上的凹槽中，蝸輪5通過鋼絲13向連接軸6傳遞扭矩。
從圖l、圖2中可知，所述連接軸6的外端伸出殼體2的封閉端，再依次從 襯套15和保持架14中穿過，且連接軸6與殼體2、襯套15及保持架14間隙配 合，連接軸6能相對(duì)殼體2、襯套15及保持架14轉(zhuǎn)動(dòng)。所述襯套15的一端與 殼體2的封閉端相連接，襯套15的另一端與保持架14焊接。在保持架14內(nèi)設(shè) 置凸輪16，該凸輪16固套于連接軸6上，并能隨連接軸6—起轉(zhuǎn)動(dòng)，在保持架 14的底部開有供凸輪16旋轉(zhuǎn)通過的缺口。
從圖3中可知，在端蓋3的內(nèi)壁上固定有第一電極片7、第二電極片8、第 三電極片9、外連接片10和內(nèi)連接片11，其中第二電極片8為圓環(huán)形，該第二 電極片8上接有第二接點(diǎn)B。在第二電極片8的圈外對(duì)稱設(shè)置兩塊第一電極片7， 這兩塊第一電極片7均為圓弧形，弧度為90度，并且兩塊第一電極片7之間通 過外連接片10相連，在外連接片10上接有第一接點(diǎn)A。所述第二電極片8的圈 內(nèi)對(duì)稱設(shè)置兩塊第三電極片9，這兩塊第三電極片9也為圓弧形，弧度為90度， 兩塊第三電極片9之間通過內(nèi)連接片11相連，在內(nèi)連接片11上設(shè)有第三接點(diǎn)C。 所述第一電極片7、第二電極片8和第三電極片9的圓心在同一點(diǎn)上，并且第一 電極片7與第三電極片9在周向上完全錯(cuò)開。從圖2、圖3中可知，在蝸輪5朝向端蓋3的盤面上固定吸電片12，該吸 電片12上具有三個(gè)觸片12a、 12b、 12c，這三個(gè)觸片12a、 12b、 12c分別與第 一、第二、第三電極片7、 8、 9相對(duì)應(yīng)，并且在蝸輪5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三個(gè)觸片12a、 12b、 12c能分別與三個(gè)電極片7、 8、 9接觸，具體表現(xiàn)為吸電片12的第二觸 片12b始終與第二電極片8接觸；當(dāng)吸電片12的第一觸片12a與第一電極片7 接觸時(shí)，吸電片12的第三觸片12c與第三電極片9分離；當(dāng)吸電片12的第一 觸片12a與第一電極片7分離時(shí)，吸電片12的第三觸片12c與第三電極片9接 觸。從圖3、圖4中可知，第二電極片8接出的第二接點(diǎn)B通過導(dǎo)線與電動(dòng)機(jī)1 的一極連接，電動(dòng)機(jī)1的另一極與電源負(fù)極相接，從電源正極接出的導(dǎo)線分為 兩路，其中一路與組合開關(guān)中第一開關(guān)Kl的一端連接，該第一開關(guān)Kl的另一 端通過導(dǎo)線分別與第一接點(diǎn)A和第三接點(diǎn)C相接，所述從電源正極接出的另一 路導(dǎo)線與組合開關(guān)中第二開關(guān)K2的一端連接，該第二開關(guān)K2的另一端通過導(dǎo) 線分別與第一接點(diǎn)A和第三接點(diǎn)C相接。本實(shí)用新型的工作原理如下本實(shí)用新型中，凸輪16與變速器中換擋撥叉的上卡腳相卡接配合，換擋撥 叉的下卡腳與同步器接合齒套卡接，而同步器接合套位于低速擋齒輪與高速擋 齒輪之間。當(dāng)電動(dòng)機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)1的輸出軸帶動(dòng)蝸桿4轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿4將 動(dòng)力傳遞給蝸5輪，使蝸輪5、連接軸6和凸輪16同步轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪16推動(dòng)換擋 撥叉在導(dǎo)向桿上左右移動(dòng)，換擋撥叉再撥動(dòng)同步器接合齒套移動(dòng)，有選擇地與 高速擋齒輪或低速擋齒輪嚙合，即可實(shí)現(xiàn)變擋。電動(dòng)機(jī)控制電路中組合開關(guān)的接通或斷開由外部控制系統(tǒng)TCU按照車輛工況進(jìn)行控制。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)K1接通、第二開關(guān)K2斷開時(shí)，電流通過第一開關(guān)K1導(dǎo)入第一電極片7，此時(shí)吸電片12的第一觸片12a與第一電極片7接觸，吸電片12將電流從第一電極片7導(dǎo)入到第二電極片8，使第一開關(guān)K1、吸電片12、第一電極片7、第二電極片8和電動(dòng)機(jī)1之間形成電流回路，電動(dòng)機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)蝸輪5及凸輪16轉(zhuǎn)動(dòng)，吸電片12隨蝸輪5 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)蝸輪5轉(zhuǎn)動(dòng)90度后，吸電片12的第一觸片12a與第一電極片7分離，電流切斷，電動(dòng)機(jī)1停止轉(zhuǎn)動(dòng)；這時(shí)，吸電片12的第三觸片12c與第三電極片9接觸，只要外部控制系統(tǒng)TCU使第二開關(guān)K2接通、第一開關(guān)K1斷開，那么第二開關(guān)K2、吸電片12、第三電極片9、第二電極片8和電動(dòng)機(jī)1之間便形成電流回路，使電動(dòng)機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)，同理，電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)蝸輪5轉(zhuǎn)動(dòng)90度后停止。由此可見，在組合開關(guān)的控制下，電動(dòng)機(jī)1每次帶動(dòng)蝸輪5轉(zhuǎn)動(dòng)90度后停止，這樣凸輪16每次轉(zhuǎn)動(dòng)90度，凸輪16推動(dòng)換擋撥叉撥動(dòng)同步器接合齒套移動(dòng)相應(yīng)的行程，以便更改嚙合對(duì)象。
換擋撥叉、同步器接合齒套、低速擋齒輪和高速擋齒輪為變速器中的通用技術(shù)，其結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系在此不做贅述。電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)蝸輪5和凸輪16轉(zhuǎn)動(dòng)完一周，換擋撥叉在空擋一低速擋一空擋一高速擋一空擋之間輪回切換一次。當(dāng)電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)凸輪16轉(zhuǎn)動(dòng)90度后，凸輪16推動(dòng)換擋撥叉，使換擋撥叉撥動(dòng)同步器接合套向右移動(dòng)，與低速擋齒輪結(jié)合，對(duì)應(yīng)變速器的低速擋；電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)凸輪16繼續(xù)旋轉(zhuǎn)90度后，凸輪16推動(dòng)換擋撥叉回到中間位置，使同步器接合套與低速擋齒輪分離，回到變速器的空擋；電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)凸輪16再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)90度后，凸輪16推動(dòng)換擋撥叉，使換擋撥叉撥動(dòng)同步器接合套向左移動(dòng)，與高速擋齒輪結(jié)合，對(duì)應(yīng)變速器的高速擋。
權(quán)利要求1、一種電動(dòng)汽車變擋電機(jī)控制裝置，殼體(2)的敞口端由端蓋(3)密封，在殼體(2)上安裝電動(dòng)機(jī)(1)，其特征在于A、所述電動(dòng)機(jī)(1)的輸出軸與殼體(2)內(nèi)的蝸桿(4)連接，該蝸桿(4)與蝸輪(5)相嚙合，所述蝸輪(5)固套于連接軸(6)的內(nèi)端，連接軸(6)的外端伸出殼體(2)外，且伸出部分固套有凸輪(16)；B、在所述端蓋(3)的內(nèi)壁上設(shè)有圓環(huán)形第二電極片(8)，該第二電極片(8)的圈外對(duì)稱設(shè)置兩塊第一電極片(7)，這兩塊第一電極片(7)均為圓弧形，并且兩塊第一電極片(7)之間通過外連接片(10)相連，在所述第二電極片(8)的圈內(nèi)對(duì)稱設(shè)置兩塊第三電極片(9)，這兩塊第三電極片(9)也為圓弧形，兩塊第三電極片(9)之間通過內(nèi)連接片(11)相連，所述第一電極片(7)、第二電極片(8)和第三電極片(9)的圓心在同一點(diǎn)上，并且第一電極片(7)與第三電極片(9)在周向上錯(cuò)位；C、在所述蝸輪(5)朝向端蓋(3)的盤面上設(shè)有吸電片(12)，該吸電片(12)上具有三個(gè)觸片(12a、12b、12c)，這三個(gè)觸片(12a、12b、12c)分別與第一、第二、第三電極片(7、8、9)相對(duì)應(yīng)，并且在蝸輪(5)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三個(gè)觸片(12a、12b、12c)能分別與三個(gè)電極片(7、8、9)接觸；D、所述第二電極片(8)通過導(dǎo)線與電動(dòng)機(jī)(1)的一極連接，電動(dòng)機(jī)(1)的另一極與電源負(fù)極相接，從電源正極接出的導(dǎo)線分為兩路，其中一路與組合開關(guān)中第一開關(guān)(K1)的一端連接，該第一開關(guān)(K1)的另一端通過導(dǎo)線分別與外連接片(10)和內(nèi)連接片(11)相接，所述從電源正極接出的另一路導(dǎo)線與組合開關(guān)中第二開關(guān)(K2)的一端連接，該第二開關(guān)(K2)的另一端通過導(dǎo)線分別與外連接片(10)和內(nèi)連接片(11)相接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)汽車變擋電機(jī)控制裝置，其特征在于在所 述外連接片(10)上接有第一接點(diǎn)(A)，該第一接點(diǎn)(A)通過導(dǎo)線分別與第一 開關(guān)(Kl)和第二開關(guān)(K2)連接；在所述第二電極片(8)上接有第二接點(diǎn)(B)， 該第二接點(diǎn)(B)通過導(dǎo)線與電動(dòng)機(jī)(1)連接；在所述內(nèi)連接片(11)上設(shè)有 第三接點(diǎn)(C)，該第三接點(diǎn)(C)通過導(dǎo)線分別與第一開關(guān)(Kl)和第二開關(guān)(K2) 連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)汽車變擋電機(jī)控制裝置，其特征在于在所 述連接軸(6)上沿徑向穿設(shè)有鋼絲(13)，該鋼絲(13)嵌入蝸輪(5)盤面上 的m槽中。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)汽車變擋電機(jī)控制裝置，其特征在于在所 述殼體(2)的外側(cè)設(shè)有保持架(14)，該保持架(14)通過襯套(15)與殼體(2)連接，所述連接軸(6)從襯套(15)和保持架(14)中穿過，并與襯套 (15)及保持架(14)間隙配合；所述連接軸(6)上的凸輪(16)位于保持架 (14)內(nèi)，在保持架(14)的底部開有供凸輪(16)旋轉(zhuǎn)通過的缺口。
專利摘要一種電動(dòng)汽車變擋電機(jī)控制裝置，殼體的敞口端由端蓋密封，電動(dòng)機(jī)的輸出軸與殼體內(nèi)的蝸桿連接，蝸桿與蝸輪嚙合，蝸輪固套于連接軸的內(nèi)端，連接軸的外端伸出殼體外，伸出部分套裝凸輪；在端蓋的內(nèi)壁上固定第一、第二、第三電極片，外連接片和內(nèi)連接片，蝸輪朝向端蓋的盤面上固定吸電片，該吸電片上具有三個(gè)觸片，這三個(gè)觸片分別與三塊電極片相對(duì)應(yīng)。第二電極片通過導(dǎo)線與電動(dòng)機(jī)的一極連接，電動(dòng)機(jī)的另一極與電源負(fù)極相接，從電源正極接出的導(dǎo)線通過組合開關(guān)分別與外連接片和內(nèi)連接片相接。本實(shí)用新型具有操縱簡單、控制環(huán)節(jié)少、變擋可靠性好等特點(diǎn)，它大大簡化了變速器的結(jié)構(gòu)、體積及重量，有效降低了電動(dòng)汽車的生產(chǎn)成本，有利于電動(dòng)汽車的使用和推廣。
文檔編號(hào)F16H61/32GK201386783SQ20092012656
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日
發(fā)明者夏先明, 許南紹 申請(qǐng)人:力帆實(shí)業(yè)(集團(tuán))股份有限公司