專(zhuān)利名稱(chēng)：一種全電式機(jī)械自動(dòng)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于車(chē)輛自動(dòng)變速技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種全電式機(jī)械自動(dòng)變速器，特別
是指一種用于汽車(chē)動(dòng)力源傳遞動(dòng)力的變速傳動(dòng)裝置，適用于配置手動(dòng)變速器產(chǎn)品各種車(chē) 型，也可應(yīng)用于其他需要以變速方式傳遞動(dòng)力的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
手動(dòng)變速器(MT)產(chǎn)品、液力自動(dòng)變速器(AT)產(chǎn)品和機(jī)械自動(dòng)無(wú)級(jí)變速器(CVT) 都是汽車(chē)廣泛應(yīng)用的變速器。 MT產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、工藝技術(shù)難度小、制造成本低、維修費(fèi)用少等
優(yōu)點(diǎn)，但是MT產(chǎn)品使用存在著駕駛員操縱離合器與變速換擋頻繁、易造成駕駛員的疲勞；
同時(shí)，對(duì)于非熟練的駕駛員，易造成換擋運(yùn)行工況不穩(wěn)定，使汽車(chē)啟動(dòng)不平順、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
變化突然、易對(duì)傳動(dòng)系造成沖擊，難以滿(mǎn)足人們對(duì)汽車(chē)運(yùn)行舒適性的要求。 AT產(chǎn)品和CVT產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)自動(dòng)換擋，但是AT產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳動(dòng)效率低、工
藝技術(shù)難度大、制造成本高、維修費(fèi)用多。CVT產(chǎn)品舒適性較好，具有無(wú)級(jí)變速功能，但傳動(dòng)
效率相對(duì)于MT較低，但是和AT產(chǎn)品一樣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝技術(shù)難度大、制造成本高、維修費(fèi)用多。 采用電液式驅(qū)動(dòng)方式是國(guó)外有影響的公司開(kāi)發(fā)AMT技術(shù)較普遍的思路。八十年 代，第一批電控AMT由AP Borg&Beck公司推出，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由油箱、電動(dòng)油泵和蓄能器組 成的小型液壓伺服系統(tǒng)，被Renault選裝在Twingo、Clio和Megane車(chē)型中；1997年Saab公 司推出的Sensonic系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓缸來(lái)控制離合器的分離與接合；此外Fichtel 和Sachs、 Luk和Valeo等歐洲離合器廠商研制摩擦式離合器的電液伺服裝置。在我國(guó)，吉 林工大、上海交大、重慶東方歐翔公司、北京理工大學(xué)等的AMT系統(tǒng)也大多采用電液方式。 液力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有能容量大操作簡(jiǎn)便易于實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)具有一定的吸振與吸收沖擊的能 力以及便于空間布置等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于利用高速開(kāi)關(guān)閥控制離合器的系統(tǒng)，其主要缺點(diǎn)就是溫 度的變化使離合器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中液壓油的粘度發(fā)生變化因而使離合器回油管路壓力損失 發(fā)生變化，溫度降低閥出口壓力增大，回油量減小，離合器的結(jié)合速度較慢導(dǎo)致汽車(chē)在剛開(kāi) 始起步時(shí)加速度較小，而且溫度降低到一定的程度之后液壓油的流動(dòng)性大大降低；另外由 于受到溫度的影響，該系統(tǒng)在北方寒冷地帶的使用有一定的限制。其次液壓元件對(duì)加工的 精度要求非常高，特別是高速電磁閥的加工，因而一般的廠家難以加工，所以電磁閥的造價(jià) 就非常高，而且液壓油容易泄漏造成環(huán)境的污染。液壓式零部件生產(chǎn)制造復(fù)雜，成本高，控 制不夠精確，難以達(dá)到自動(dòng)變速器智能控制的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種全電式機(jī)械自動(dòng)變速器，該裝置能 實(shí)現(xiàn)根據(jù)車(chē)輛的各種工況自動(dòng)切換擋位以及調(diào)整離合器的位置，便于駕駛者更好的掌控車(chē) 輛，提高駕駛的安全性、舒適性和燃油經(jīng)濟(jì)性。[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為 —種全電式機(jī)械自動(dòng)變速器，包括數(shù)據(jù)和信號(hào)采集裝置、變速器控制單元、選/換擋裝置、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)和機(jī)械變速器本體；所述的數(shù)據(jù)和信號(hào)采集裝置包括變速器輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器、離合器位置傳感器、選擋位置傳感器、換擋位置傳感器、以及用于采集選擋器位置信號(hào)、加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)和通過(guò)CAN總線(xiàn)接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和ABS控制單元的信號(hào)的電路；所述變速器控制單元的信號(hào)輸入端接所述的數(shù)據(jù)和信號(hào)采集裝置；所述的變速器控制單元的信號(hào)輸出端接所述的選/換擋裝置、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述的選/換擋裝置、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器和控制單元安裝在所述的機(jī)械變速器本體上；所述的機(jī)械變速器本體為手動(dòng)變速器。 所述的選/換擋裝置包括選擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、選換擋球頭套，所述選換擋球頭套套裝在可沿其軸向滑動(dòng)及徑向轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸上，在所述選換擋球頭套徑向的一側(cè)設(shè)有可與變速箱換擋撥叉連接的球頭，在其徑向的另一側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)有一選換擋軌跡槽及一選換擋球頭； 所述選擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括選擋電機(jī)、渦輪、蝸桿、選擋齒輪、選擋齒條、選擋銷(xiāo)，所述
渦輪、蝸桿相互嚙合，在所述蝸桿的一端設(shè)有一與選擋齒條嚙合的選擋齒輪；所述選擋銷(xiāo)一
端固裝在選擋齒條上，另一端卡裝在設(shè)于選換擋球頭套一側(cè)的選換擋軌跡槽中； 所述換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括換擋電機(jī)、連桿、換擋扇形齒輪、換擋主動(dòng)齒輪，所述換擋
主動(dòng)齒輪與換擋扇形齒輪嚙合；所述連桿的一端球接在換擋扇形齒輪上，另一端與設(shè)于選
換擋球頭套一側(cè)的換擋驅(qū)動(dòng)球頭球接。 作為改進(jìn)，所述離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為集成有非接觸式角位移傳感器的直流電機(jī)。 所述選擋電機(jī)和換擋電機(jī)為集成有非接觸式角位移傳感器的直流電機(jī)。 具體的，所述的離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括動(dòng)力機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、補(bǔ)償機(jī)構(gòu)、分離搖臂、
分離桿，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)為集成有角位移傳感器的直流電機(jī)，所述減速機(jī)構(gòu)為一扇形齒輪，所
述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)的輸出驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)；所述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的一端與減速機(jī)構(gòu)的輸出球接，另一端
球接分離搖臂的一端；所述分離搖臂的另一端接分離桿的一端；所述分離桿的另一端驅(qū)動(dòng)
離合器撥叉實(shí)現(xiàn)分離與接合。 作為改進(jìn)，所述減速機(jī)構(gòu)上設(shè)置有助力機(jī)構(gòu)；所述助力機(jī)構(gòu)為壓縮彈簧，所述壓縮彈簧一端球接在減速機(jī)構(gòu)上，另一端連接在殼體上；所述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)包括連桿、外套、補(bǔ)償彈簧、滾珠、滾珠定位板，所述外套的一端與搖臂的一端連接，另一端為一空心套管，所述補(bǔ)償彈簧設(shè)置在空心套管內(nèi)， 一端與空心套管的底端部接觸，另一端連接有滾珠定位板，所述連桿的一端與減速機(jī)構(gòu)的輸出連接，另一端設(shè)有一鍥塊并插裝在所述空心套管中，在鍥塊、空心套管內(nèi)壁、滾珠定位板之間設(shè)有滾珠。 所述的變速器控制單元和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)CAN總線(xiàn)通信，向發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)送和接收信號(hào)；所述的變速器控制單元通過(guò)CAN總線(xiàn)與ABS控制單元通信，用于接收車(chē)速等信號(hào)。 本實(shí)用新型的工作原理簡(jiǎn)述于下 車(chē)輛在行駛過(guò)程中，變速器電控單元(TCU)根據(jù)傳感器實(shí)時(shí)采集的駕駛員操縱參數(shù)信息(油門(mén)踏板、制動(dòng)踏板、擋位選擇器開(kāi)關(guān)等)和車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)信息(通過(guò)CAN總線(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU通信，了解節(jié)氣門(mén)位置、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩等信號(hào)，與ABS控制單元通信來(lái)判定路面信息和車(chē)速)，進(jìn)行綜合判斷和處理，按照控制器中存儲(chǔ)的控制規(guī)律，發(fā)出控制指令。借助于相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門(mén)等)，對(duì)車(chē)輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)(發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器)進(jìn)行聯(lián)合操縱，使變速器處在相應(yīng)的最佳擋位，從而達(dá)到車(chē)輛的加速或減速的目的。[0019] 實(shí)用新型的有益效果 本實(shí)用新型為一種全電式機(jī)械自動(dòng)變速器，其克服了現(xiàn)有的MT、AT、CVT和電液式AMT的不足，將現(xiàn)代電子控制技術(shù)用于機(jī)械變速器和干摩擦離合器，使變速器和離合器操縱
自動(dòng)化，以人機(jī)工程學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)電控操縱機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)最佳的離合器結(jié)合和變速器換擋，具體工作原理是由變速器控制單元實(shí)時(shí)采集車(chē)速、擋位等信號(hào)，再根據(jù)這些信號(hào)來(lái)控制離合
器、選擋/換擋機(jī)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的自動(dòng)換擋；其應(yīng)用實(shí)質(zhì)是為汽車(chē)駕駛員配備一個(gè)
換擋機(jī)械人，適用于配置MT產(chǎn)品的中小型轎車(chē)；其操作簡(jiǎn)單，易于駕駛，有利于提高車(chē)輛的
安全性、舒適性和燃油經(jīng)濟(jì)性。本實(shí)用新型適用于配置MT產(chǎn)品各種車(chē)型。 與現(xiàn)有的各種變速器相比，全電式機(jī)械自動(dòng)變速器(AMT)既保留了傳統(tǒng)有級(jí)機(jī)械
傳動(dòng)系統(tǒng)體積小、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作可靠、維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，又實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)操
縱，相比其他同類(lèi)型車(chē)輛配置的自動(dòng)變速器百公里油耗相對(duì)較低(其原因是效率高)，易于
實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，具有較高的性?xún)r(jià)比，很適宜用作配置MT產(chǎn)品各種車(chē)型。 本實(shí)用新型體現(xiàn)了電子計(jì)算機(jī)控制理論、直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)與機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完整結(jié)合，應(yīng)用了國(guó)際汽車(chē)行業(yè)電子控制技術(shù)的最新成果，綜合了多種技術(shù)性能先進(jìn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，是機(jī)電一體化新產(chǎn)品。AMT產(chǎn)品技術(shù)符合我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展方向，產(chǎn)品主要性能與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品一致，目前國(guó)內(nèi)未見(jiàn)同類(lèi)產(chǎn)品定型應(yīng)用，技術(shù)性能具有國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，適用于配置MT產(chǎn)品各種車(chē)型，產(chǎn)品核心技術(shù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景廣闊。自動(dòng)擋汽車(chē)在國(guó)外汽車(chē)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，我國(guó)汽車(chē)行業(yè)自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、大批量生產(chǎn)的技術(shù)水平較低，手動(dòng)換擋汽車(chē)仍將占生產(chǎn)總量的較大部分。因此，全電AMT產(chǎn)品市場(chǎng)需求會(huì)不斷增長(zhǎng)，憑借自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)性能、產(chǎn)品價(jià)格、售后服務(wù)的本土優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)業(yè)化的AMT產(chǎn)品能夠在國(guó)產(chǎn)汽車(chē)市場(chǎng)替代同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)口，也能夠隨著國(guó)產(chǎn)汽車(chē)打入國(guó)外市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品出口 ，獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

圖1為實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)框圖 圖2為本實(shí)用新型選/換擋裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2的A-A剖視圖； 圖4為圖2的選/換擋槽結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本實(shí)用新型離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)原理圖； 圖6為本實(shí)用新型離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為附圖6的A1-A1剖視圖； 圖8為本實(shí)用新型離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9為全電式機(jī)械自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)圖； 圖10為實(shí)用新型電路連接示意圖。[0033] 標(biāo)號(hào)說(shuō)明圖中，l一-渦輪、2-—蝸桿、9-一選擋齒輪、3-—選擋齒條、4-一選擋銷(xiāo)、5-—選換擋球頭套、6-—連桿、7-—換擋扇形齒輪，8-—換擋主動(dòng)齒輪、10-—主軸、11一-選換擋球頭、選擋電機(jī)一-14、換擋電機(jī)一-15。 圖5中21-—?jiǎng)恿C(jī)構(gòu)、22-—減速機(jī)構(gòu)、23-—補(bǔ)償機(jī)構(gòu)、24-—分離搖臂、25-—分離桿、26-—助力機(jī)構(gòu)。 圖6、7中21—-動(dòng)力機(jī)構(gòu)、22—-減速機(jī)構(gòu)、23—-補(bǔ)償機(jī)構(gòu)、助力機(jī)構(gòu)一_26。圖8中27-—連桿、28-—外套、29-—補(bǔ)償彈簧、30—一滾珠、31-—滾珠定位板、32-—導(dǎo)向套、24-—分離搖臂 圖9中，35-離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、36_變速器控制單元、37_機(jī)械變速器本體、38_選/換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。[0038] 實(shí)施例1 : 如圖1所示， 一種全電式機(jī)械自動(dòng)變速器，其特征在于，包括數(shù)據(jù)和信號(hào)采集裝置、變速器控制單元、選/換擋裝置、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)和機(jī)械變速器本體；所述的數(shù)據(jù)和信號(hào)采集裝置包括變速器輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器、離合器位置傳感器、選擋位置傳感器、換擋位置傳感器、以及用于采集選擋器位置信號(hào)、加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)和通過(guò)CAN總線(xiàn)接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和ABS控制單元的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車(chē)速等信號(hào)的電路；所述變速器控制
單元的信號(hào)輸入端接所述的數(shù)據(jù)和信號(hào)采集裝置的信號(hào)；所述的變速器控制單元的信號(hào)輸出端驅(qū)動(dòng)所述的選/換擋裝置、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，同時(shí)通過(guò)CAN總線(xiàn)向發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)出轉(zhuǎn)速/扭矩請(qǐng)求等信號(hào)；所述的選/換擋裝置、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器和控制單元安裝在所述的機(jī)械變速器本體上；所述的機(jī)械變速器本體為手動(dòng)變速器。[0040] 圖1中，變速器控制單元(TCU)接收變速器輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速信號(hào)、選擋器的擋位信號(hào)、加速踏板和制動(dòng)踏板的開(kāi)關(guān)信號(hào)，以及離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出的離合器位置信號(hào)，選/換擋裝置輸出選擋位置信號(hào)和換擋位置信號(hào)，變速器控制單元和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、ABS控制單元之間通過(guò)CAN總線(xiàn)來(lái)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩和車(chē)速等信號(hào)，根據(jù)這些信號(hào)，TCU判斷駕駛員的操縱意圖、路面信息和車(chē)輛行駛狀況，操縱離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、選/換擋裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)，以達(dá)到機(jī)械變速器進(jìn)行自動(dòng)換擋的目的。 離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、變速器控制單元、機(jī)械變速器本體和選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置關(guān)系如圖9所示。 參見(jiàn)圖2 4，機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)的選/換擋裝置，包括選擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、選換擋球頭套5，所述選換擋球頭套5套裝在可沿其軸向滑動(dòng)及徑向轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸10上，在所述選換擋球頭套5徑向的一側(cè)設(shè)有可與變速箱換擋撥叉連接的選換擋球頭11，在其徑向的另一側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)有一選換擋軌跡槽12及一選換擋球頭13 ; 所述選擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括選擋電機(jī)14、渦輪1、蝸桿2、選擋齒輪9、選擋齒條3、選擋銷(xiāo)4，所述渦輪1安裝在選擋電機(jī)主軸14上并與蝸桿2相互嚙合，在所述蝸桿2的一端設(shè)有一與選擋齒條3嚙合的選擋齒輪9 ;所述選擋銷(xiāo)4 一端固裝在選擋齒條3上，另一端卡裝在設(shè)于選換擋球頭套5 —側(cè)的選換擋軌跡槽12中；[0044] 所述換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括換擋電機(jī)15、連桿6、換擋扇形齒輪7、換擋主動(dòng)齒輪8，所述換擋主動(dòng)齒輪8安裝在換擋電機(jī)15主軸上并與換擋扇形齒輪7嚙合；所述連桿6的一端球接在換擋扇形齒輪7上，另一端與設(shè)于選換擋球頭套5 —側(cè)的換擋驅(qū)動(dòng)球頭13球接。[0045] 本實(shí)用新型中，所述選擋電機(jī)14、換擋電機(jī)15為集成有非接觸式角位移傳感器的直流電機(jī)。 參見(jiàn)圖5、6、7，離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括動(dòng)力機(jī)構(gòu)21、減速機(jī)構(gòu)22、補(bǔ)償機(jī)構(gòu)23、分離搖臂24、分離桿25，助力機(jī)構(gòu)26 ;所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)21為集成有角位移傳感器的直流電機(jī)，所述減速機(jī)構(gòu)22為一扇形齒輪，所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)21的輸出驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)22 ;所述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)23的一端與減速機(jī)構(gòu)22的輸出球接，另一端球接分離搖臂24的一端；所述分離搖臂24的另一端接分離桿25的一端；所述分離桿25的另一端驅(qū)動(dòng)離合器撥叉實(shí)現(xiàn)分離與接合。[0047] 所述減速機(jī)構(gòu)22上設(shè)置有助力機(jī)構(gòu)26 ;所述助力機(jī)構(gòu)26為壓縮彈簧，所述壓縮彈簧一端球接在減速機(jī)構(gòu)22上，另一端連接在殼體上。 參見(jiàn)圖8，所述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)23包括連桿27、外套28、補(bǔ)償彈簧29、滾珠30、滾珠定位板31，所述外套28的一端與搖臂24的一端連接，另一端為一空心套管34，所述補(bǔ)償彈簧29設(shè)置在空心套管34內(nèi)，一端與空心套管34的底端部接觸，另一端連接有滾珠定位板31，所述連桿27的一端與減速機(jī)構(gòu)22的輸出連接，另一端設(shè)有一鍥塊33并插裝在所述空心套管34中，在鍥塊33、空心套管34內(nèi)壁、滾珠定位板31之間設(shè)有滾珠30。[0049] 所述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)23的連桿27外套裝有一導(dǎo)向套32并一體插裝在空心套管34中。[0050] 參見(jiàn)圖l，所述變速器控制單元(TCU)工作過(guò)程簡(jiǎn)述如下 車(chē)輛在行駛過(guò)程中，變速器控制單元(TCU)根據(jù)傳感器實(shí)時(shí)采集的駕駛員操縱參數(shù)信息(加速踏板、制動(dòng)踏板、選擋器等)和車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)信息(通過(guò)CAN總線(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU通信，了解節(jié)氣門(mén)位置、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩等信號(hào)，與ABS控制單元通信來(lái)判定路面信息和車(chē)速)，進(jìn)行綜合判斷和處理，按照控制器中存儲(chǔ)的控制規(guī)律，發(fā)出控制指令。同時(shí)，通過(guò)設(shè)定的規(guī)律(如兩參數(shù)換擋規(guī)律等)，借助于相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門(mén)等)，對(duì)車(chē)輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)(發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器)進(jìn)行聯(lián)合操縱，使變速器處在相應(yīng)的最佳擋位，從而達(dá)到車(chē)輛的加速或減速的目的。[0052] 所述AMT車(chē)輛的換擋過(guò)程簡(jiǎn)述如下[0053] 1)車(chē)輛起步過(guò)程 如圖1所示，首先變速器控制單元(TCU)檢測(cè)車(chē)輛狀況，判斷TCU是否工作正常；接著，TCU接收到換擋信號(hào)時(shí)，發(fā)出P麗控制信號(hào)至離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)，通過(guò)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，迅速分離離合器；通過(guò)離合器位置傳感器來(lái)判斷離合器是否分離徹底，然后TCU發(fā)出P麗控制信號(hào)至選/換擋裝置的選擋電機(jī)，使變速器處于相應(yīng)的選擋位置；當(dāng)接收到選擋位置傳感器信號(hào)確認(rèn)選擋位置到達(dá)后，TCU發(fā)出P麗控制信號(hào)至選/換擋裝置的換擋電機(jī)，對(duì)變速器進(jìn)行換擋動(dòng)作，根據(jù)換擋電機(jī)上的位置傳感器來(lái)判斷當(dāng)前的擋位位置；最后，TCU根據(jù)所檢測(cè)車(chē)輛的負(fù)載條件、道路條件、氣候條件、車(chē)輛磨損狀況和駕駛員意圖等諸多因素，TCU發(fā)出P麗控制信號(hào)來(lái)控制離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和位置，并同時(shí)通過(guò)CAN總線(xiàn)向發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)發(fā)出扭矩/轉(zhuǎn)速請(qǐng)求命令(主要是用來(lái)降低離合器結(jié)合時(shí)的車(chē)輛沖擊和離合器的磨損，提高換擋品質(zhì))；通過(guò)上述過(guò)程來(lái)控制離合器的接合量和接合速度，以達(dá)到車(chē)輛起步的目的。[0055] 2)車(chē)輛自動(dòng)升/擋過(guò)程 車(chē)輛在行駛過(guò)程中，變速器控制單元(TCU)根據(jù)所檢測(cè)車(chē)輛的負(fù)載條件、道路條 件、氣候條件、車(chē)輛磨損狀況和駕駛員意圖等諸多因素，來(lái)判斷此時(shí)應(yīng)換入的目標(biāo)擋位(升 擋或降擋)；當(dāng)換擋條件成立，TCU向離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)發(fā)出P麗控制信號(hào)，將離合器分 離，再向選/換擋裝置的選擋和換擋電機(jī)發(fā)出P麗控制信號(hào)，將目標(biāo)擋位接合，再向離合器 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)發(fā)出P麗控制信號(hào)，并同時(shí)通過(guò)CAN總線(xiàn)向發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)發(fā)出扭 矩/轉(zhuǎn)速請(qǐng)求命令，通過(guò)上述過(guò)程來(lái)控制離合器的接合量和接合速度，將離合器接合，完成 目標(biāo)擋位換擋的整個(gè)過(guò)程。 3)本實(shí)用新型操作方式與AT產(chǎn)品一樣，例如，選擋器的擋位可設(shè)定為R-倒擋； N-空擋；D-自動(dòng)前進(jìn)擋；M-手動(dòng)前進(jìn)擋；+_手動(dòng)升擋；一手動(dòng)降擋。也具備和AT產(chǎn)品同樣 的功能。其功能簡(jiǎn)述如下 1.狀態(tài)顯示點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于ON位置時(shí)，顯示窗口用一位數(shù)字或一個(gè)字母顯示擋 位，如1、2、3、4、5、R、N、D、M等，出現(xiàn)故障時(shí)用字母顯示故障碼。 2.自動(dòng)爬行汽車(chē)起步時(shí)，換擋手柄置于D、R或M，解除制動(dòng)后不踩節(jié)氣門(mén)踏板汽 車(chē)能夠自動(dòng)行駛。 3.熄火保護(hù)汽車(chē)行駛時(shí)，換擋手柄置于D、 R或M，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值后離合 器自動(dòng)分離，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值后離合器自動(dòng)結(jié)合。 4.自動(dòng)升擋汽車(chē)向前行駛時(shí)，換擋手柄置于D，隨著車(chē)速漸降增加，變速器自動(dòng) 按由低到高的順序變換擋位。 5.自動(dòng)降擋向前汽車(chē)行駛時(shí)，換擋手柄置于D，隨著車(chē)速逐漸降低，變速器自動(dòng) 按由高到低的順序變換擋位，最低降至一擋。 6.制動(dòng)降擋汽車(chē)向前行駛時(shí)，換擋手柄置于D，踩制動(dòng)踏板使車(chē)速低于設(shè)定值后 變速器撤出原有擋位，同時(shí)換入適應(yīng)行駛工況的擋位。
7.手動(dòng)升擋汽車(chē)向前行駛時(shí)，換擋手柄置于M，變速器處于手動(dòng)換擋模式，向+撥 動(dòng)換擋手柄一次變速器升高一個(gè)擋位，連續(xù)撥動(dòng)換擋手柄二次變速器升高二個(gè)擋位。
8.手動(dòng)降擋汽車(chē)向前行駛時(shí)，換擋手柄置于M，變速器處于手動(dòng)換擋模式，向-撥 動(dòng)換擋手柄一次變速器降低一個(gè)擋位，連續(xù)撥動(dòng)換擋手柄二次變速器降低二個(gè)擋位。若未 及時(shí)降擋使所在擋位不適于汽車(chē)行駛工況，則轉(zhuǎn)為自動(dòng)降擋。 9.自動(dòng)調(diào)整離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)剛性安裝好以后，自動(dòng)調(diào)整因零件磨損引起的離合 器分離指位置變化，滿(mǎn)足TCU控制單元操縱離合器以便換擋。 10.智能控制傳感器實(shí)時(shí)采集汽車(chē)運(yùn)行參數(shù)，電控單元(ECU)據(jù)此判定汽車(chē)運(yùn)行 工況并優(yōu)化調(diào)整自動(dòng)操縱系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。 11.故障檢測(cè)自動(dòng)變速器操縱系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，電控單元自動(dòng)判別故障類(lèi)型并 編寫(xiě)故障碼儲(chǔ)存?zhèn)洳椋瑫r(shí)在顯示窗口顯示故障碼。 12.該自動(dòng)變速器的其他擴(kuò)展功能，如雪地操縱模式、動(dòng)力型和經(jīng)濟(jì)型操縱模式等 都在控制軟件設(shè)計(jì)中有技術(shù)接口 ，可設(shè)計(jì)附加按鈕來(lái)設(shè)定變速器的換擋模式。
權(quán)利要求一種全電式機(jī)械自動(dòng)變速器，其特征在于，包括數(shù)據(jù)和信號(hào)采集裝置、變速器控制單元、選/換擋裝置、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)和機(jī)械變速器本體；所述的數(shù)據(jù)和信號(hào)采集裝置包括變速器輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器、離合器位置傳感器、選擋位置傳感器、換擋位置傳感器、以及用于采集選擋器位置信號(hào)、加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)和通過(guò)CAN總線(xiàn)接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和ABS控制單元的信號(hào)的電路；所述變速器控制單元的信號(hào)輸入端接所述的數(shù)據(jù)和信號(hào)采集裝置；所述的變速器控制單元的信號(hào)輸出端接所述的選/換擋裝置、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述的選/換擋裝置、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器和控制單元安裝在所述的機(jī)械變速器本體上；所述的機(jī)械變速器本體為手動(dòng)變速器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的全電式機(jī)械自動(dòng)變速器，其特征在于，所述的選/換擋裝置包 括選擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、選換擋球頭套，所述選換擋球頭套套裝在可沿其軸向滑動(dòng) 及徑向轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸上，在所述選換擋球頭套徑向的一側(cè)設(shè)有可與變速箱換擋撥叉連接的球 頭，在其徑向的另一側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)有一選換擋軌跡槽及一選換擋球頭；所述選擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括選擋電機(jī)、渦輪、蝸桿、選擋齒輪、選擋齒條、選擋銷(xiāo)，所述渦輪、 蝸桿相互嚙合，在所述蝸桿的一端設(shè)有一與選擋齒條嚙合的選擋齒輪；所述選擋銷(xiāo)一端固 裝在選擋齒條上，另一端卡裝在設(shè)于選換擋球頭套一側(cè)的選換擋軌跡槽中；所述換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括換擋電機(jī)、連桿、換擋扇形齒輪、換擋主動(dòng)齒輪，所述換擋主動(dòng) 齒輪與換擋扇形齒輪嚙合；所述連桿的一端球接在換擋扇形齒輪上，另一端與設(shè)于選換擋 球頭套一側(cè)的換擋驅(qū)動(dòng)球頭球接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的全電式機(jī)械自動(dòng)變速器，其特征在于，所述選擋電機(jī)和換擋 電機(jī)為集成有非接觸式角位移傳感器的直流電機(jī)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全電式機(jī)械自動(dòng)變速器，其特征在于，所述的離合器執(zhí)行機(jī) 構(gòu)，包括動(dòng)力機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、補(bǔ)償機(jī)構(gòu)、分離搖臂、分離桿，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)為集成有角位移 傳感器的直流電機(jī)，所述減速機(jī)構(gòu)為一扇形齒輪，所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)的輸出驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)；所 述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的一端與減速機(jī)構(gòu)的輸出球接，另一端球接分離搖臂的一端；所述分離搖臂的 另一端接分離桿的一端；所述分離桿的另一端驅(qū)動(dòng)離合器撥叉實(shí)現(xiàn)分離與接合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的全電式機(jī)械自動(dòng)變速器，其特征在于，所述減速機(jī)構(gòu)上設(shè)置 有助力機(jī)構(gòu)；所述助力機(jī)構(gòu)為壓縮彈簧，所述壓縮彈簧一端接在減速機(jī)構(gòu)上，另一端連接在 殼體上；所述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)包括連桿、外套、補(bǔ)償彈簧、滾珠、滾珠定位板，所述外套的一端與搖 臂的一端連接，另一端為一空心套管，所述補(bǔ)償彈簧設(shè)置在空心套管內(nèi)，一端與空心套管的 底端部接觸，另一端連接有滾珠定位板，所述連桿的一端與減速機(jī)構(gòu)的輸出連接，另一端設(shè) 有一鍥塊并插裝在所述空心套管中，在鍥塊、空心套管內(nèi)壁、滾珠定位板之間設(shè)有滾珠。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的全電式機(jī)械自動(dòng)變速器，其特征在于，所述離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu) 的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為集成有非接觸式角位移傳感器的直流電機(jī)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全電式機(jī)械自動(dòng)變速器，其特征在于，所述的變速器控制單 元和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)CAN總線(xiàn)通信；所述的變速器控制單元通過(guò)CAN總線(xiàn)與ABS控制 單元通信。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種全電式機(jī)械自動(dòng)變速器，包括數(shù)據(jù)和信號(hào)采集裝置、變速器控制單元、選/換擋裝置、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)和機(jī)械變速器本體；所述的數(shù)據(jù)和信號(hào)采集裝置包括變速器輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器、離合器位置傳感器、選擋位置傳感器、換擋位置傳感器等；所述變速器控制單元的信號(hào)輸入端接所述的數(shù)據(jù)和信號(hào)采集裝置；所述的變速器控制單元的信號(hào)輸出端接所述的選/換擋裝置、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述的選/換擋裝置、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器和控制單元安裝在所述的機(jī)械變速器本體上；所述的機(jī)械變速器本體為手動(dòng)變速器。使用本裝置，使得汽車(chē)變得操作簡(jiǎn)單，易于駕駛，有利于提高車(chē)輛的安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)B60W10/02GK201446951SQ20092006398
公開(kāi)日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者周友, 唐亞軍, 李勇, 李建新, 王力工, 榮志斌, 裴滿(mǎn), 魏英俊 申請(qǐng)人:湖南長(zhǎng)豐汽車(chē)研發(fā)股份有限公司;衡陽(yáng)風(fēng)順車(chē)橋有限公司