車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)，所述機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)包括控制器、電動(dòng)液壓泵、電動(dòng)推桿泵、電子換擋手柄、剎車踏板、電源；控制器控制電動(dòng)液壓泵和電動(dòng)推桿泵，電動(dòng)液壓泵連接離合器，電動(dòng)推桿泵連接選換擋機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型將手動(dòng)變速箱上的手動(dòng)操縱桿改為電動(dòng)推桿，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)換擋操作；將離合踏板機(jī)構(gòu)改為電動(dòng)液壓泵，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)離合操作；添加了電子換擋手柄（或旋鈕）實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化換擋操縱，增強(qiáng)了適應(yīng)性；添加了控制器，實(shí)現(xiàn)了平順地?fù)Q擋及相關(guān)信息的交互處理。
【專利說明】車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車零部件領(lǐng)域，具體涉及車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)，即通過電子控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械變速箱的換擋操作。
【背景技術(shù)】
[0002]目前城市車輛如公交車和出租車，大多采用機(jī)械變速箱，機(jī)械變速箱安裝制造成本低且油耗低，但是機(jī)械變速箱換擋時(shí)必須經(jīng)過先分離離合器，然后扳動(dòng)換擋手柄，再接合離合器等一系列操作才能完成換擋。城市交通路況復(fù)雜，出租車和公交車換擋非常頻繁，駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度很大。目前，AT自動(dòng)變速箱技術(shù)雖然已經(jīng)成熟，但是由于價(jià)格非常昂貴，油耗很高，約比機(jī)械變速箱油耗高20%，而且維護(hù)成本高。所以，AT自動(dòng)變速箱多見于中高擋轎車。CVT自動(dòng)變速箱傳遞扭矩小，不能滿足出租車和公交車的動(dòng)力需求。AMT變速箱工況信號(hào)的采集及計(jì)算復(fù)雜，對(duì)于出租車和公交車的復(fù)雜工況適應(yīng)性差，易造成車輛熄火等故障。
[0003]專利號(hào)為200910254606.7，名稱為“一種手動(dòng)或自動(dòng)電控機(jī)械變速箱操控系統(tǒng)”公開了一種在機(jī)械變速箱的基礎(chǔ)上進(jìn)行電動(dòng)控制的技術(shù)方案。該技術(shù)方案中，通過電動(dòng)滾珠絲杠推動(dòng)換擋叉，實(shí)現(xiàn)換擋；采用電動(dòng)滾珠絲杠推拉器，推動(dòng)離合器，切斷發(fā)動(dòng)機(jī)傳輸?shù)阶兯傧渖系膭?dòng)力。該技術(shù)方案中，采用滾珠絲杠的方式對(duì)離合器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)效率低，動(dòng)力響應(yīng)慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、動(dòng)力響應(yīng)快、適應(yīng)性強(qiáng)的半自動(dòng)化車用換擋系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)，所述機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)包括控制器、電動(dòng)液壓泵、電動(dòng)推桿泵擋位顯示器、電子換擋手柄、制動(dòng)踏板和電源。
[0006]控制器接收電子換擋手柄的動(dòng)作信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)、驅(qū)動(dòng)部件的車速信號(hào)以及制動(dòng)踏板的剎車信號(hào)，經(jīng)計(jì)算后輸出到電動(dòng)液壓泵和電動(dòng)推桿泵，通過電動(dòng)液壓泵控制離合器的離合以及電動(dòng)推桿泵控制換擋機(jī)構(gòu)的選換擋動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)換擋功能；同時(shí)控制器接收電動(dòng)液壓泵的位置信號(hào)、電動(dòng)推桿泵的位置信號(hào)，經(jīng)過計(jì)算后，將擋位信息顯示在擋位顯示器上。
[0007]電動(dòng)液壓泵通過油管與離合器分泵連接，通過控制液壓油實(shí)現(xiàn)離合器的摩擦片的分尚與結(jié)合。電動(dòng)液壓栗包括電機(jī)、減速齒輪箱，活塞油缸、齒條活塞連件。
[0008]電機(jī)輸出軸上的小齒輪與齒輪減速箱內(nèi)的大齒輪A嚙合，大齒輪A固定在齒輪軸上，齒輪軸與大齒輪B嚙合，大齒輪B固定在輸出齒輪軸上，輸出齒輪軸與齒條活塞連件嚙合；電機(jī)根據(jù)控制器的輸出信號(hào)，電機(jī)輸出軸通過減速箱的齒輪減速，通過輸出齒輪軸與齒條活塞連件嚙合，齒條驅(qū)動(dòng)缸體內(nèi)的液壓油，液壓油通過油管進(jìn)入離合器分泵。
[0009]電動(dòng)推桿泵推動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)選換擋功能。電動(dòng)推桿泵包括電機(jī)I1、減速齒輪箱II，齒輪齒條，安裝桿；電機(jī)II驅(qū)動(dòng)蝸桿軸，蝸桿軸與蝸輪嚙合，蝸輪固定在齒輪軸上，齒輪軸上的輪齒與齒條嚙合，齒條與安裝桿連接。
[0010]電動(dòng)推桿泵有兩個(gè)，電動(dòng)推桿泵A電動(dòng)推桿泵A的安裝桿連接選擋搖臂；電動(dòng)推桿泵B的安裝桿連接換擋搖臂。其選換擋的順序與現(xiàn)有的機(jī)械變速箱相同，先由選擋搖臂進(jìn)行選擋，再有換擋搖臂進(jìn)行換擋。
[0011]電動(dòng)推桿泵也可以設(shè)有三個(gè)或六個(gè)或者根據(jù)擋位的數(shù)量進(jìn)行設(shè)置，由每個(gè)電動(dòng)推桿泵驅(qū)動(dòng)一個(gè)換擋撥叉，直接實(shí)現(xiàn)換擋操作。
[0012]駕駛員操縱電子換擋手柄，電子換擋手柄將換擋信號(hào)傳至控制器，由控制器經(jīng)計(jì)算后命令傳至換擋系統(tǒng)。電子換擋手柄可以采用電子換擋旋鈕等由駕駛員方便操作等形式。
[0013]剎車時(shí)，駕駛員通過控制制動(dòng)踏板，制動(dòng)踏板將剎車信號(hào)傳遞控制器，控制器將信號(hào)傳遞至電動(dòng)液壓泵，通過電動(dòng)液壓泵控制離合器的分離，同時(shí)控制器根據(jù)汽車驅(qū)動(dòng)部的車速信號(hào)以及發(fā)動(dòng)機(jī)的油門信號(hào)，經(jīng)過計(jì)算后，按設(shè)定的程序進(jìn)行減擋。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)方案的基本工作流程為:當(dāng)駕駛員要換擋時(shí)或剎車時(shí)，通過電子換擋手柄或電子換擋旋鈕或制動(dòng)踏板將信號(hào)傳遞給控制器，由控制器進(jìn)行計(jì)算后，將換擋命令傳遞到電動(dòng)液壓泵、電動(dòng)推桿泵A和電動(dòng)推桿泵B ;首先，通過電動(dòng)液壓泵使離合器分離，然后，通過電動(dòng)推桿泵A推動(dòng)選擋搖臂進(jìn)行選擋，然后通過電動(dòng)推桿泵B推動(dòng)選擋搖臂，換擋，并將擋位信號(hào)反饋給控制器，同時(shí)通過擋位顯示器顯示。
[0015]電動(dòng)液壓泵、電動(dòng)推桿泵A和電動(dòng)推桿泵B上均設(shè)有角度傳感器，用來確定齒條伸縮的位置，并將信號(hào)傳遞給控制器。
[0016]本發(fā)明將手動(dòng)變速箱上的手動(dòng)操縱桿改為電動(dòng)推桿，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)換擋操作；將離合踏板機(jī)構(gòu)改為電動(dòng)液壓泵，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)離合操作；添加了電子換擋手柄(或旋鈕)實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化換擋操縱，增強(qiáng)了適應(yīng)性；添加了控制器，實(shí)現(xiàn)了平順地?fù)Q擋及相關(guān)信息的交互處理。本發(fā)明的技術(shù)方案與手動(dòng)變速箱相比，本產(chǎn)品將分離離合器，換擋，接合離合器交由本產(chǎn)品的電子換擋自動(dòng)完成，省去了離合器踏板，大大降低了駕駛員的工作強(qiáng)度，提高了換擋平順性。本發(fā)明的技術(shù)方案與AT變速相比，本產(chǎn)品是在手動(dòng)變速箱的基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)電動(dòng)推桿和一個(gè)電動(dòng)液壓泵來執(zhí)行換擋操作及相應(yīng)的離合器操作，油耗和手動(dòng)擋變速箱一樣，其成本低，維護(hù)成本低。本發(fā)明的技術(shù)方案與CVT變速箱相比,本產(chǎn)品動(dòng)力傳輸結(jié)構(gòu)與手動(dòng)變速箱一樣，其傳動(dòng)扭矩大，響應(yīng)快。本發(fā)明的技術(shù)方案與AMT變速箱相比，本產(chǎn)品主要由駕駛員自主選擇換擋時(shí)機(jī)，剎車時(shí)，會(huì)依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到相應(yīng)的擋位，靈活性好，適應(yīng)性強(qiáng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化操縱駕駛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明車用機(jī)械變速箱電子換擋系統(tǒng)換擋控制示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明車用機(jī)械變速箱電子換擋系統(tǒng)電動(dòng)液壓泵主視圖。
[0019]圖3為本發(fā)明車用機(jī)械變速箱電子換擋系統(tǒng)電動(dòng)液壓泵側(cè)視圖圖。
[0020]圖4為本發(fā)明車用機(jī)械變速箱電子換擋系統(tǒng)電動(dòng)推桿泵主視圖。
[0021]圖5為本發(fā)明車用機(jī)械變速箱電子換擋系統(tǒng)電動(dòng)推桿泵側(cè)視圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖1-5對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說明。
[0023]本發(fā)明的技術(shù)方案中的動(dòng)力傳遞結(jié)構(gòu)與手動(dòng)擋變速箱的動(dòng)力傳遞結(jié)構(gòu)相同，即由發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給變速箱，再傳遞給輸出部件，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力的直接傳遞。
[0024]如圖1所示，電子換擋系統(tǒng)的控制示意圖，
[0025]車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)，所述機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)包括控制器、電動(dòng)液壓泵、電動(dòng)推桿泵A、電動(dòng)推桿泵B、擋位顯示器、電子換擋手柄或者電子換擋旋鈕、剎車踏板、電源、離合器、變速箱、驅(qū)動(dòng)部件、發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0026]電源為控制器提供電力，同時(shí)，控制器為電子換擋手柄、擋位顯示器、電動(dòng)液壓泵、電動(dòng)推桿泵提供電力。
[0027]控制器接收電子換擋手柄的信號(hào)、油門踏板的信號(hào)、制動(dòng)踏板的信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)以及油門信號(hào)以及驅(qū)動(dòng)部件的車速信號(hào)，同時(shí)向電動(dòng)液壓泵、電動(dòng)推桿泵傳遞命令信號(hào)，并接收電動(dòng)液壓泵、電動(dòng)推桿泵的位置信號(hào)，同時(shí)傳遞到擋位顯示器進(jìn)行顯示輸出。
[0028]控制器接收電子換擋手柄或者電子換擋旋鈕的動(dòng)作信號(hào)，經(jīng)計(jì)算后輸出到電動(dòng)液壓泵和電動(dòng)推桿泵，通過電動(dòng)液壓泵控制離合器的分離和結(jié)合；通過電動(dòng)推桿泵A和電動(dòng)推桿泵B控制換擋桿，實(shí)現(xiàn)換擋功能。
[0029]剎車信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)以及驅(qū)動(dòng)部件的車速信號(hào)，傳輸?shù)娇刂破鳌？刂破鞑杉絼x車信號(hào)時(shí)，會(huì)根據(jù)適時(shí)信息進(jìn)行計(jì)算，控制電動(dòng)液壓泵將離合器進(jìn)行適時(shí)地分離與結(jié)合，使得離合器處于分離或者結(jié)合的狀態(tài)。
[0030]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于設(shè)定的某個(gè)數(shù)值時(shí)，控制器依據(jù)適時(shí)信息，自動(dòng)控制電動(dòng)液壓泵將離合器進(jìn)行適時(shí)地分離與結(jié)合，自動(dòng)控制電動(dòng)推桿泵A和電動(dòng)推桿泵B將變速箱進(jìn)行適當(dāng)?shù)販p擋，最低減至I擋。
[0031]發(fā)動(dòng)機(jī)初始啟動(dòng)時(shí)，控制器自動(dòng)控制電動(dòng)液壓泵使離合器處于分離狀態(tài)，自動(dòng)控制電動(dòng)推桿使變速箱撥到空擋位置。
[0032]如圖2和圖3所示，電子換擋系統(tǒng)中的電動(dòng)液壓泵的具體結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案，:
[0033]電機(jī)I為電動(dòng)液壓泵提供動(dòng)力，電機(jī)輸出軸2上固定有小齒輪3，小齒輪3與固定在齒輪軸7上的大齒輪A嚙合，固定在齒輪軸7上的小齒輪4與固定在輸出齒輪軸9上的大齒輪B嚙合，齒條活塞連件11與輸出齒輪軸9上的齒輪嚙合。上述的結(jié)構(gòu)中，通過齒輪軸7上大齒輪A6實(shí)現(xiàn)一級(jí)減速，再通過齒輪軸7上的小齒輪4與大齒輪B8配合實(shí)現(xiàn)二級(jí)減速。輸出軸9上的齒輪與齒條活塞連件上的齒11配合，當(dāng)電機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過兩級(jí)減速帶動(dòng)齒條運(yùn)動(dòng)。
[0034]在向電機(jī)I輸入正向電流后，齒條活塞連件11向右側(cè)運(yùn)動(dòng)，齒條活塞連件11頂端的活塞向右推進(jìn)，將油液壓向離合器分泵，再通過分泵將離合器分離，同時(shí)裝在輸出齒輪軸9上的角度傳感器12將信號(hào)傳遞給控制器。
[0035]當(dāng)向電機(jī)I反向電流時(shí)，齒條活塞連件11向左側(cè)運(yùn)動(dòng)，齒條活塞連件11頂端的活塞向左退回，離合器上的彈簧將油液隨齒條活塞連件11回到液壓缸13和油管15中，同時(shí)裝在輸出齒輪軸9上的角度傳感器12將信號(hào)傳遞給控制器。
[0036]該電動(dòng)液壓泵固定在變速箱蓋5上。齒輪齒條都設(shè)置在齒條箱10內(nèi)。
[0037]液壓缸13與油管15通過油管接頭14連接。[0038]如圖4和圖5所示，電子換擋系統(tǒng)中的電動(dòng)推桿泵的結(jié)構(gòu)的具體方案電機(jī)16的輸出軸與蝸桿軸17同軸相接，蝸桿軸17與蝸輪18嚙合，實(shí)現(xiàn)減速。齒輪軸19與蝸輪18同軸，齒輪軸19與齒條20嚙合，安裝桿21與齒條20固定連接，隨齒條20—起移動(dòng)。
[0039]當(dāng)電機(jī)16運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過減速帶動(dòng)齒條20，并由安裝桿21輸出，并由裝在齒輪軸19上的角度傳感器22將信號(hào)反饋給控制器。
[0040]電動(dòng)推桿泵A與電動(dòng)推桿泵B在控制器作用下，用不同的組合控制方式，得到不同的換擋位置。
【權(quán)利要求】
1.車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)，其特征在于:所述機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)包括控制器、電動(dòng)液壓泵、電動(dòng)推桿泵、電子換擋手柄、剎車踏板、電源；控制器控制電動(dòng)液壓泵和電動(dòng)推桿泵，電動(dòng)液壓泵連接離合器，電動(dòng)推桿泵連接選換擋機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)，其特征在于:控制器接收電子換擋手柄的動(dòng)作信號(hào)，電動(dòng)液壓泵的位置信號(hào)、電動(dòng)推桿泵的位置信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)的油門信號(hào)、車速信號(hào)以及剎車信號(hào)；控制器分析計(jì)算所接收的信號(hào)，控制電動(dòng)液壓泵實(shí)現(xiàn)離合器的分離與結(jié)合，電動(dòng)推桿泵進(jìn)行選換擋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)，其特征在于:所述的電子換擋系統(tǒng)設(shè)有擋位顯示器，顯示經(jīng)控制器計(jì)算后輸出的擋位信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)，其特征在于:電動(dòng)液壓泵與離合器分泵相連，通過輸出液壓油驅(qū)動(dòng)離合器；電動(dòng)推桿泵設(shè)有兩個(gè)，電動(dòng)推桿泵A和電動(dòng)推桿泵B，分別連接變速箱的選擋搖臂與換擋搖臂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)，其特征在于:所述電動(dòng)液壓泵通過油管與離合器分泵連接；電動(dòng)液壓泵包括電機(jī)、減速齒輪箱，活塞油缸、齒條活塞連件；電機(jī)輸出軸連接減速齒輪箱，減速齒輪箱連接齒條活塞連件，齒條活塞連件在活塞油缸內(nèi)沿油缸缸體移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)活塞油缸內(nèi)的液壓油。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)，其特征在于:電機(jī)輸出軸上的小齒輪與齒輪減速箱內(nèi)的大齒輪A嚙合，大齒輪A固定在齒輪軸上,齒輪軸與大齒輪B哨合，大齒輪B固定在輸出齒輪軸,輸出齒輪軸與齒條活塞連件哨合；電機(jī)根據(jù)控制器的輸出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)減速箱的齒輪，通過輸出齒輪軸與齒條活塞連件嚙合，齒條驅(qū)動(dòng)缸體內(nèi)的液壓油，液壓油通過油管進(jìn)入離合器分泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)，其特征在于:所述電動(dòng)推桿泵包括電機(jī)I1、減速齒輪箱II，齒輪齒條，安裝桿；電機(jī)II驅(qū)動(dòng)蝸桿軸，蝸桿軸與蝸輪嚙合，蝸輪固定在齒輪軸上，齒輪軸上的輪齒與齒條嚙合，齒條與安裝桿連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)，其特征在于:電動(dòng)推桿泵A的安裝桿連接選擋搖臂；電動(dòng)推桿泵B的安裝桿連接換擋搖臂。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用機(jī)械變速箱的電子換擋系統(tǒng)，其特征在于:電動(dòng)液壓泵、電動(dòng)推桿泵A和電動(dòng)推桿泵B上均設(shè)有角度傳感器，用來確定齒條伸縮的位置，并將信號(hào)傳遞給控制器。
【文檔編號(hào)】F16H63/42GK203453450SQ201320549807
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】林會(huì)明, 王際成 申請(qǐng)人:林會(huì)明