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電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置的制作方法

文檔序號:5777999閱讀:293來源:國知局
專利名稱:電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及電動車技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及電動車用兩擋電控機械自動變速器技術(shù)領(lǐng)域,具體是指一種電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置。
背景技術(shù)
目前電控式機械變速箱(AMT)電控系統(tǒng)都采用直流電機來控制,通過電機的轉(zhuǎn)動再帶動相應(yīng)的傳動機構(gòu)來實現(xiàn)換擋。而直流電機普遍存在控制精度低的問題,步進電機控制精度高但價格昂貴且輸出扭矩不足,所以如何提高換擋的精度,減小換擋沖擊將是問題的關(guān)鍵所在。因此,為了解決存在的上述問題與缺陷,需要提供一種電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置,從而換擋定位精確,可靠,換擋沖擊小。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點,提供一種電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置,該電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置設(shè)計巧妙,結(jié)構(gòu)簡潔,換擋定位精確,可靠,換擋沖擊小,適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型的電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置,其特點是,包括控制單元、換擋電機、齒輪齒條機構(gòu)和位置檢測單元,所述控制單元通過所述換擋電機連接所述齒輪齒條機構(gòu),所述位置檢測單元安裝在所述齒輪齒條機構(gòu)上并電路連接所述控制單元。較佳地,所述齒輪齒條機構(gòu)包括導(dǎo)軌、齒條和齒輪,所述齒條可滑動設(shè)置在所述導(dǎo)軌中,所述齒輪嚙合所述齒條并安裝在所述換擋電機的輸出軸上。更佳地,所述位置檢測單元包括位置傳感器和兩個磁性元件,所述位置傳感器安裝在所述齒條上并電路連接所述控制單元,兩個所述磁性元件安裝在所述齒條的行程的兩端。更進一步地,所述位置傳感器是霍爾式線性位置傳感器,所述磁性元件是磁鐵。更佳地,所述齒條具有齒區(qū),所述齒區(qū)的兩端為倒角結(jié)構(gòu)。更佳地,所述齒條包括間隔的第一齒區(qū)和第二齒區(qū),所述齒輪包括第一齒輪,所述第一齒輪與所述第一齒區(qū)或第二齒區(qū)嚙合。更進一步地,所述齒條還包括與所述第一齒區(qū)和第二齒區(qū)平行且位于所述第一齒區(qū)和第二齒區(qū)之間的第三齒區(qū),所述齒輪還包括與所述第一齒輪平行設(shè)置的第二齒輪, 在所述第一齒輪位于所述第一齒區(qū)和所述第二齒區(qū)之間時,所述第二齒輪嚙合所述第三齒區(qū)。較佳地,所述控制單元包括換擋手柄P擋位置傳感器、車速傳感器、換擋電機旋轉(zhuǎn)位置檢測部件及D擋電子控制模塊,所述P擋位置傳感器、所述車速傳感器和所述換擋電機旋轉(zhuǎn)位置檢測部件分別電路連接所述D擋電子控制模塊,所述D擋電子控制模塊電路連接所述位置檢測單元,所述換擋電機旋轉(zhuǎn)位置檢測部件安裝在所述換擋電機上。本實用新型的有益效果具體在于1、本實用新型的電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置包括控制單元、 換擋電機、齒輪齒條機構(gòu)和位置檢測單元,所述控制單元通過所述換擋電機連接所述齒輪齒條機構(gòu),所述位置檢測單元安裝在所述齒輪齒條機構(gòu)上并電路連接所述控制單元,從而齒輪齒條機構(gòu)將輸出軸的軸向運動轉(zhuǎn)換為直線運動,通過檢測運動位置變化,實現(xiàn)了撥叉的精確定位,設(shè)計巧妙,結(jié)構(gòu)簡潔,換擋定位精確,可靠,換擋沖擊小,適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。2、本實用新型的電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置的齒條具有齒區(qū),所述齒區(qū)的兩端為倒角結(jié)構(gòu),從而齒條在導(dǎo)軌里面可自由滑動而不至于出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象,設(shè)計巧妙,結(jié)構(gòu)簡潔,穩(wěn)定可靠,適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。3、本實用新型的電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置的齒輪齒條機構(gòu)設(shè)計成具有兩個速比的傳動機構(gòu),減輕空擋到同步環(huán)時齒輪嚙合時的沖擊,這樣即使在相同的換擋電機轉(zhuǎn)速下,整個換擋行程也會按照不同的行程不同轉(zhuǎn)速要求來完成換擋撥叉的移動,設(shè)計巧妙,結(jié)構(gòu)簡潔,換擋沖擊小,適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

圖1是本實用新型的一具體實施例的結(jié)構(gòu)連接示意圖。圖2是圖1所示的具體實施例的換擋電機輸出軸和齒輪齒條機構(gòu)連接的立體示意圖。圖3是圖2所示的結(jié)構(gòu)的主視示意圖。圖4是圖2所示的結(jié)構(gòu)的后視示意圖。圖5是采用圖1所示的具體實施例的換擋撥叉行程區(qū)間示意圖。圖6是圖1所示的具體實施例的工作流程示意圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容,特舉以下實施例詳細說明。應(yīng)理解,實施例僅是用于說明本實用新型,而不是對本實用新型的限制。請參見圖1-4所示,本實用新型的電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置包括控制單元、換擋電機、齒輪齒條機構(gòu)和位置檢測單元,所述控制單元通過所述換擋電機連接所述齒輪齒條機構(gòu),所述位置檢測單元安裝在所述齒輪齒條機構(gòu)上并電路連接所述控制單元。所述齒輪齒條機構(gòu)可以采用任何合適的結(jié)構(gòu),請參見圖2-4所示,在本實用新型的具體實施例中,所述齒輪齒條機構(gòu)包括導(dǎo)軌(未示出)、齒條2和齒輪3,所述齒條2可滑動設(shè)置在所述導(dǎo)軌中,所述齒輪3嚙合所述齒條2并安裝在所述換擋電機的輸出軸4上。所述位置檢測單元可以采用任何合適的結(jié)構(gòu),其主要用于檢測齒輪齒條機構(gòu)的位置變化,請參見圖2-4所示,在本實用新型的具體實施例中,所述位置檢測單元包括位置傳感器(未示出)和兩個磁性元件5,所述位置傳感器安裝在所述齒條2上并電路連接所述控制單元,兩個所述磁性元件5安裝在所述齒條2的行程的兩端。從而通過齒輪齒條機構(gòu)將輸出軸4的軸向運動轉(zhuǎn)換為直線運動,使位置傳感器在均勻的磁場中運動。[0027]所述位置傳感器和所述磁性元件5可以采用任何合適的部件,在本實用新型的具體實施例中,所述位置傳感器是霍爾式線性位置傳感器,所述磁性元件5是磁鐵,例如圓形磁鐵。為了讓齒條2在導(dǎo)軌里面自由滑動不至于出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象,在本實用新型的具體實施例中,所述齒條2具有齒區(qū)6,所述齒區(qū)6的兩端為倒角結(jié)構(gòu)。為了配合換擋電機的正反轉(zhuǎn),在本實用新型的具體實施例中,所述齒條2包括間隔設(shè)置的第一齒區(qū)21和第二齒區(qū)22,所述齒輪3包括第一齒輪31,所述第一齒輪31與所述第一齒區(qū)21或第二齒區(qū)22嚙合。也就是說齒條2的齒區(qū)6包括第一齒區(qū)21和第二齒區(qū)22。根據(jù)換擋時的機械特性,為了減輕空擋到同步環(huán)時齒輪3嚙合時的沖擊,較佳地, 所述齒輪齒條機構(gòu)設(shè)計成具有兩個速比的傳動機構(gòu)。請參見圖2-4所示,在本實用新型的具體實施例中,所述齒條2還包括與所述第一齒區(qū)21和第二齒區(qū)22平行且位于所述第一齒區(qū)21和第二齒區(qū)22之間的第三齒區(qū)23,所述齒輪3還包括與所述第一齒輪31平行設(shè)置的第二齒輪32,在所述第一齒輪31位于所述第一齒區(qū)21和所述第二齒區(qū)22之間時,所述第二齒輪32嚙合所述第三齒區(qū)23。也就是說,第一齒區(qū)21和第二齒區(qū)22 —直線間隔設(shè)置,第三齒區(qū)23與第一齒區(qū)21和第二齒區(qū)22平行并對應(yīng)第一齒區(qū)21和第二齒區(qū)22之間的間隔區(qū),此時,齒條2的齒區(qū)6包括第一齒區(qū)21、第二齒區(qū)22和第三齒區(qū)23。當?shù)谝积X輪31嚙合所述第一齒區(qū)21或所述第二齒區(qū)22,所述第二齒輪32脫離所述第三齒區(qū)23 ;當?shù)谝积X輪31位于所述第一齒區(qū)21和所述第二齒區(qū)22之間時,所述第二齒輪32嚙合所述第三齒區(qū)23,兩者具有不同的速比。所述控制單元可以具有任何合適的結(jié)構(gòu),主要用于控制換擋電機的轉(zhuǎn)動,在本實用新型的具體實施例中,所述控制單元包括換擋手柄P擋位置傳感器、車速傳感器、換擋電機旋轉(zhuǎn)位置檢測部件及D擋電子控制模塊,所述P擋位置傳感器、所述車速傳感器和所述換擋電機旋轉(zhuǎn)位置檢測部件分別電路連接所述D擋電子控制模塊,所述D擋電子控制模塊電路連接所述位置檢測單元,所述換擋電機旋轉(zhuǎn)位置檢測部件安裝在所述換擋電機上。請參見圖5所示,區(qū)間N為空擋區(qū)間,區(qū)間A為一擋區(qū)間,區(qū)間B為二擋區(qū)間,自由區(qū)間C為同步環(huán)與齒套脫離后進入空擋處的間隙空間。剩余兩個區(qū)間,即區(qū)間C和區(qū)間A 之間的區(qū)間以及區(qū)間C和區(qū)間B之間的區(qū)間,是指換擋撥叉經(jīng)過同步后到達指定擋位的行程。20%和80%指的是驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)時相應(yīng)的占空比,也即代表相應(yīng)區(qū)間內(nèi)電機的轉(zhuǎn)速特性。當在中間空擋位置向兩端運動時,在同步環(huán)和齒套結(jié)合之前傳動比大,撥叉運動速度慢,從而不至于產(chǎn)生較強烈的沖擊,當同步環(huán)和齒套結(jié)合后,此時齒輪3和齒條2結(jié)合到小傳動比的狀態(tài)下,撥叉運動速度較快,在相同的電機轉(zhuǎn)速下從而減少換擋時間。本實用新型使用時,當換擋電機轉(zhuǎn)動時,通過齒輪3和齒條2的傳動,將帶動位置傳感器來回運動,從而輸出反應(yīng)換擋撥叉位置變化的電壓信號,此電壓信號又傳回控制單元,從而形成一個閉環(huán)的位置控制系統(tǒng)。同時根據(jù)換擋時的機械特性,為了減輕空擋到同步環(huán)時齒輪3嚙合時的沖擊,齒輪3和齒條2設(shè)計成不同速比的結(jié)構(gòu),這樣即使在相同的換擋電機轉(zhuǎn)速下,整個換擋行程也會按照不同的行程不同轉(zhuǎn)速要求來完成換擋撥叉的移動。當進行掛擋操作時,換擋電機以較慢的轉(zhuǎn)速向同步環(huán)運行,當撥叉與同步環(huán)結(jié)合后再以較快的轉(zhuǎn)速使撥叉以最短的時間運行到目標擋位位置。當進行摘擋操作時,換擋電機以較快的轉(zhuǎn)速向N擋位置運行,為了控制到達N擋處的精度,當撥叉運行到與同步環(huán)剛好脫離時,換擋電機反向制動,使撥叉的運行速度降低, 然后再以較慢的轉(zhuǎn)速將撥叉調(diào)節(jié)到空擋指定的區(qū)間內(nèi)。本實用新型不僅與換擋過程的特性相匹配,而且實現(xiàn)了撥叉的精確定位,當電機安裝完成時,可以通過自學(xué)習功能對兩端和中間的狀態(tài)檢測并設(shè)定,并將測量結(jié)果存進控制系統(tǒng)的存儲空間,以備正常運行時調(diào)用,同時,由于齒輪3和齒條2設(shè)計成不同速比的結(jié)構(gòu),當在中間時,速比較大,能滿足與同步環(huán)結(jié)合要緩慢的要求,當與同步環(huán)接觸完成時,這時為了減少換擋時間,位移移動要盡量快以縮短換擋時間,所以此時速比將減小。綜上,本實用新型的電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置設(shè)計巧妙, 結(jié)構(gòu)簡潔,換擋定位精確,可靠,換擋沖擊小,適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。在此說明書中,本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是,很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此,說明書和附圖應(yīng)被認為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求1.一種電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置,其特征在于,包括控制單元、 換擋電機、齒輪齒條機構(gòu)和位置檢測單元,所述控制單元通過所述換擋電機連接所述齒輪齒條機構(gòu),所述位置檢測單元安裝在所述齒輪齒條機構(gòu)上并電路連接所述控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置,其特征在于,所述齒輪齒條機構(gòu)包括導(dǎo)軌、齒條和齒輪,所述齒條可滑動設(shè)置在所述導(dǎo)軌中,所述齒輪嚙合所述齒條并安裝在所述換擋電機的輸出軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置,其特征在于,所述位置檢測單元包括位置傳感器和兩個磁性元件,所述位置傳感器安裝在所述齒條上并電路連接所述控制單元,兩個所述磁性元件安裝在所述齒條的行程的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置,其特征在于,所述位置傳感器是霍爾式線性位置傳感器,所述磁性元件是磁鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置,其特征在于,所述齒條具有齒區(qū),所述齒區(qū)的兩端為倒角結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置,其特征在于,所述齒條包括間隔的第一齒區(qū)和第二齒區(qū),所述齒輪包括第一齒輪,所述第一齒輪與所述第一齒區(qū)或第二齒區(qū)嚙合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置,其特征在于,所述齒條還包括與所述第一齒區(qū)和第二齒區(qū)平行且位于所述第一齒區(qū)和第二齒區(qū)之間的第三齒區(qū),所述齒輪還包括與所述第一齒輪平行設(shè)置的第二齒輪,在所述第一齒輪位于所述第一齒區(qū)和所述第二齒區(qū)之間時,所述第二齒輪嚙合所述第三齒區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置,其特征在于,所述控制單元包括換擋手柄P擋位置傳感器、車速傳感器、換擋電機旋轉(zhuǎn)位置檢測部件及D擋電子控制模塊,所述P擋位置傳感器、所述車速傳感器和所述換擋電機旋轉(zhuǎn)位置檢測部件分別電路連接所述D擋電子控制模塊,所述D擋電子控制模塊電路連接所述位置檢測單元,所述換擋電機旋轉(zhuǎn)位置檢測部件安裝在所述換擋電機上。
專利摘要本實用新型涉及一種電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置,包括控制單元、換擋電機、齒輪齒條機構(gòu)和位置檢測單元,控制單元通過換擋電機連接齒輪齒條機構(gòu),位置檢測單元安裝在齒輪齒條機構(gòu)上并電路連接控制單元。較佳地,齒輪齒條機構(gòu)包括導(dǎo)軌、齒條和齒輪,齒條可滑動設(shè)置在導(dǎo)軌中,齒輪嚙合齒條并安裝在換擋電機的輸出軸上,位置檢測單元包括位置傳感器和兩個磁性元件,位置傳感器安裝在齒條上并電路連接控制單元,兩個磁性元件安裝在齒條的行程的兩端,齒輪齒條機構(gòu)設(shè)計成具有兩個速比的傳動機構(gòu)。本實用新型的電動車用兩擋電控機械自動變速器換擋定位裝置設(shè)計巧妙,結(jié)構(gòu)簡潔,換擋定位精確,可靠,換擋沖擊小,適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
文檔編號F16H63/30GK202251919SQ20112035027
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者呂川威, 宋延大 申請人:上海中科深江電動車輛有限公司
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