專利名稱：手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摩托車動力及傳動裝置，特別涉及一種手自一體化智能化自適應(yīng) 傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
摩托車是比較普遍使用的交通和運(yùn)輸工具，是靠手把操縱前輪轉(zhuǎn)向的兩輪或三輪 車。摩托車具有價格便宜、輕便靈活和行駛迅速的優(yōu)點(diǎn)，能到達(dá)大型交通工具無法到達(dá)的山 區(qū)和農(nóng)村等地，用途比較廣泛。摩托車包括車輪、車架和動力及傳動系統(tǒng)，動力及傳動系統(tǒng)是摩托車的重要裝置， 裝置本身性能以及運(yùn)行狀態(tài)直接影響摩托車的整體性能?，F(xiàn)有技術(shù)中，摩托車普遍采用手動(腳動)控制離合器并完成換檔，并手柄直接控 制油門拉索以配合行走和換檔；手動(腳動)的操作完全取決于駕駛?cè)藛T的主觀，由于不不具備自動檢測、修正和 排除駕駛員的操作錯誤，無法達(dá)到節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速、扭矩和發(fā)動機(jī)檔位的最佳匹配；在車 速變化突然時，會使發(fā)動機(jī)處于非穩(wěn)態(tài)工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，必然造成發(fā)動機(jī)功率與行駛阻力難以 匹配，致使發(fā)動機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定；同時，機(jī)動車在由乘騎者在不知曉行駛阻力的情況下，僅根 據(jù)經(jīng)驗(yàn)操作控制的變速裝置，常常會在啟動、上坡和大負(fù)載時、由于行駛阻力增加，迫使發(fā) 動機(jī)轉(zhuǎn)速下降在低效率區(qū)工作，發(fā)動機(jī)甚至停止轉(zhuǎn)動，無法滿足摩托車在山區(qū)、丘陵和重負(fù) 荷條件下使用，縮小了使用范圍，使摩托車輕便靈活的優(yōu)勢無法發(fā)揮。出具有以上問題以外，現(xiàn)有的摩托車普遍采用腳動的換檔方式，使駕駛員操作時 不利于保持穩(wěn)定與平衡，易發(fā)生安全事故?，F(xiàn)有技術(shù)中，出現(xiàn)了一種自動換檔結(jié)構(gòu)，換檔鼓和離合器采用伺服電機(jī)驅(qū)動并由 控制器(ECU)自動控制，由切換開關(guān)直接輸入換檔和檔位命令，由伺服電機(jī)完成換檔，節(jié)省 了駕駛者的體力勞動，并使之操作時利于保持穩(wěn)定與平衡，避免由于不平衡造成的安全事 故。但是，這種結(jié)構(gòu)形式依然不能排除人的主觀操作對摩托車運(yùn)行狀態(tài)的不利影響。因此，需要對摩托車現(xiàn)有的動力及傳動系統(tǒng)改進(jìn)，部分排除駕駛?cè)藛T的主觀意識 對操作的影響，在復(fù)雜路段能夠自動檢測、修正和排除駕駛員的操作錯誤，能夠自適應(yīng)隨行 駛阻力變化自動進(jìn)行調(diào)整節(jié)氣門開度并換檔變速，解決摩托車發(fā)動機(jī)通過扭矩_轉(zhuǎn)速變化 決定節(jié)氣門開度和換檔并滿足復(fù)雜條件下道路使用的問題；同時，還能夠?qū)崿F(xiàn)手動切換換 檔。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)， 部分排除駕駛?cè)藛T的主觀意識對操作的影響，在復(fù)雜路段能夠自動檢測、修正和排除駕駛 員的操作錯誤，能夠自適應(yīng)隨行駛阻力變化自動進(jìn)行調(diào)整節(jié)氣門開度并換檔變速，解決摩 托車發(fā)動機(jī)通過扭矩_轉(zhuǎn)速變化決定節(jié)氣門開度和換檔并滿足復(fù)雜條件下道路使用的問題；同時，還能夠?qū)崿F(xiàn)手動切換換檔。本發(fā)明的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)，包括發(fā)動機(jī)本體、變速箱體、離合器、動力輸入軸、動力輸出軸和換檔鼓，所述發(fā)動機(jī)本體通過離合器將發(fā)動 機(jī)動力輸入動力輸入軸，動力輸入軸通過檔位變速齒輪副將動力輸出至動力輸出軸，所述 換檔鼓通過換檔撥叉控制換檔，還包括自適應(yīng)傳動裝置、換檔自動控制系統(tǒng)和手動換檔系 統(tǒng)；自適應(yīng)傳動裝置包括設(shè)置有軸向凸輪I的凸輪套和彈性元件，所述動力輸出軸設(shè) 置有軸向凸輪II，所述軸向凸輪I和軸向凸輪II相配合形成凸輪傳動副；所述動力輸出軸 外圓轉(zhuǎn)動配合套有鏈輪，所述凸輪套與鏈輪以圓周方向固定軸向可移動的方式配合，所述 彈性元件沿與凸輪傳動副形成的軸向分力相反的方向頂住凸輪套；所述自動控制系統(tǒng)包括控制器、將信號輸入控制器的給出油門信號傳感器、位移 傳感器和動力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器，以及接收控制器命令信號的離合器驅(qū)動伺服電機(jī)、換檔 鼓驅(qū)動伺服電機(jī)和節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)；所述給出油門信號傳感器用于檢測駕駛員給 出的油門信號，位移傳感器用于檢測凸輪套的軸向位移，動力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測 動力輸出軸的轉(zhuǎn)速信號，離合器驅(qū)動伺服電機(jī)用于驅(qū)動離合器的離合；換檔鼓驅(qū)動伺服電 機(jī)用于驅(qū)動換檔鼓完成換檔動作；節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)用于調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度；手動換檔系統(tǒng)包括手動自動切換開關(guān)和手動換檔檔位開關(guān)，所述手動自動切換開 關(guān)將手動自動切換信號輸入控制器，手動換檔檔位開關(guān)將檔位信號輸入至控制器。進(jìn)一步，所述凸輪套套在動力輸出軸外圓，一端部與鏈輪以圓周方向固定軸向可 移動的方式配合，另一端部由套在動力輸出軸外圓的彈性元件頂??；進(jìn)一步，所述位移傳感器包括霍爾元件I和與其沿軸向相對的磁鋼I，所述磁鋼I 固定設(shè)置在一位移磁鋼座上，所述位移磁鋼座以軸向可移動圓周方向固定的方式設(shè)置，所 述位移磁鋼座在一回位彈性元件的作用下沿與凸輪傳動副形成的軸向分力相反的方向緊 靠凸輪套；所述動力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器包括霍爾元件II和與動力輸出軸在圓周方向固定 配合的輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座，所述輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座上設(shè)置與霍爾元件II相對的磁鋼II ；所 述換檔自動控制系統(tǒng)還包括由霍爾元件III和磁鋼III組成的動力輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器，所 述磁鋼III與霍爾元件III相對并設(shè)置在與動力輸入軸在圓周方向固定配合的輸入軸轉(zhuǎn)速 磁鋼座上；進(jìn)一步，所述自動控制系統(tǒng)還包括油針驅(qū)動伺服電機(jī)，所述油針驅(qū)動伺服電機(jī)通 過齒輪齒條副I驅(qū)動油針，所述節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)通過齒輪齒條副II調(diào)節(jié)節(jié)氣門開 度；進(jìn)一步，所述輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座通過沿軸向的螺釘設(shè)置在動力輸出軸的端面，所 述彈性元件一端頂住凸輪套，另一端頂住輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座；進(jìn)一步，所述自適應(yīng)傳動裝置設(shè)置在與變速箱體固定連接的殼體內(nèi)，所述位移磁 鋼座外套于動力輸出軸，所述彈性元件位于位移磁鋼座和動力輸出軸之間形成的空腔內(nèi)， 位移磁鋼座外圓沿軸向設(shè)置限位槽，一限位螺釘螺紋配合穿過殼體并伸入限位槽；所述凸 輪套與鏈輪配合的端部在圓周方向均布設(shè)置至少兩個沿軸向的傳動凸起，所述鏈輪上與其 對應(yīng)設(shè)置沿軸向的傳動孔，所述傳動凸起一一對應(yīng)伸入傳動孔使凸輪套與鏈輪以圓周方向 固定軸向可移動的方式配合；
進(jìn)一步，所述離合器驅(qū)動伺服電機(jī)的外殼固定設(shè)置在變速箱體上，轉(zhuǎn)子軸在圓周 方向固定配合設(shè)置有偏心凸輪，所述離合器包括定片、動片和離合器罩，所述定片與動力輸 入軸通過齒輪嚙合副傳動配合，動片與離合器罩在圓周方向固定配合，與離合器罩在圓周 方向轉(zhuǎn)動軸向固定配合設(shè)置驅(qū)動桿，所述驅(qū)動桿與變速器箱體可沿軸向往復(fù)滑動配合，偏 心凸輪凸緣與驅(qū)動桿端面接觸配合并驅(qū)動桿軸向移動；換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)外殼固定設(shè)置 于變速箱體，轉(zhuǎn)子軸與換檔鼓在圓周方向固定配合；所述彈性元件為至少一組蝶簧；所述 凸輪套外圓設(shè)置環(huán)形凸臺，位移磁鋼座端面與環(huán)形凸臺端面之間通過平面滾動軸承配合；進(jìn)一步，還包括檔位顯示屏，所述檔位顯示屏接收控制器傳入的檔位信號；進(jìn)一步，所述凸輪套的軸向凸輪I為內(nèi)圓設(shè)置的內(nèi)斜齒輪結(jié)構(gòu)，動力輸出軸的軸 向凸輪II為外圓設(shè)置的外斜齒輪結(jié)構(gòu)，所述凸輪套套在動力輸出軸外圓使內(nèi)斜齒輪結(jié)構(gòu) 與外斜齒輪結(jié)構(gòu)相嚙合形成凸輪傳動副。本發(fā)明還公開了一種手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)，包括變 速箱體、離合器、動力輸入軸、動力輸出軸和換檔鼓，所述離合器將發(fā)動機(jī)動力輸入動力輸 入軸，動力輸入軸通過檔位變速齒輪副將動力輸出至動力輸出軸，所述換檔鼓通過換檔撥 叉控制換檔，還包括自適應(yīng)傳動裝置和換檔自動控制系統(tǒng)，所述動力輸出軸外圓轉(zhuǎn)動配合 套有鏈輪；
自適應(yīng)傳動裝置包括彈性元件和設(shè)置有端面凸輪I的凸輪套，所述鏈輪設(shè)置有端 面凸輪II，所述端面凸輪I和端面凸輪II相配合形成凸輪傳動副；所述凸輪套外套于動力 輸出軸以圓周方向固定軸向可移動的方式配合，所述彈性元件沿與凸輪傳動副形成的軸向 分力相反的方向頂住凸輪套；所述換檔自動控制系統(tǒng)包括控制器、將信號輸入控制器的給出油門信號傳感器、 位移傳感器和動力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器、以及接收控制器命令信號的離合器驅(qū)動伺服電機(jī)和 換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)；所述給出油門信號傳感器用于檢測駕駛員給出的油門信號，位移傳 感器用于檢測凸輪套的軸向位移，動力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測動力輸出軸的轉(zhuǎn)速信 號，離合器驅(qū)動伺服電機(jī)用于驅(qū)動離合器的離合；換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)用于驅(qū)動換檔鼓完 成換檔動作。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動 機(jī)，正常行駛時，給出油門信號傳感器將駕駛員的加速意圖并且位移傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器 將行駛阻力信息傳至控制器(ECU)，控制器根據(jù)駕駛員的意圖和行駛阻力自動控制節(jié)氣門 開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)、離合器驅(qū)動伺服電機(jī)和換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)自動加減檔，使節(jié)氣門開 度與檔位達(dá)到最佳匹配；在阻力發(fā)生變化時，凸輪傳動副在阻力的作用下，產(chǎn)生分力，使凸 輪套發(fā)生軸向位移，通過換算得出扭矩數(shù)值，并由轉(zhuǎn)速傳感器檢測到輸出軸的轉(zhuǎn)速數(shù)值，根 據(jù)扭矩_轉(zhuǎn)速變化決定換檔動作和換檔檔位，使實(shí)際的扭矩_轉(zhuǎn)速與節(jié)氣門開度和檔位達(dá) 到最佳匹配，從而使發(fā)動機(jī)始終保持良好、穩(wěn)態(tài)和高效運(yùn)行；由以上記載可以看出，本發(fā)明 能部分排除駕駛?cè)藛T的主觀意識對操作的影響，在復(fù)雜路段能夠自動檢測、修正甚至排除 駕駛員的操作錯誤，能夠自適應(yīng)隨行駛阻力變化自動進(jìn)行調(diào)節(jié)油門和換檔變速，解決摩托 車發(fā)動機(jī)通過扭矩_轉(zhuǎn)速變化決定節(jié)氣門開度和換檔并滿足復(fù)雜條件下道路使用的問題， 本發(fā)明還設(shè)置手動換檔系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際情況可將自動換檔切換至手動換檔系統(tǒng)，利用換檔 開關(guān)向控制器輸入檔位命令并控制離合器驅(qū)動伺服電機(jī)、換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)和節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)手動換檔。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖IA處放大圖；圖3為本發(fā)明動力輸出軸上外斜齒輪結(jié)構(gòu)的軸向凸輪II結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明凸輪套徑向截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為鏈輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例二的自適應(yīng)傳動裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖IA處放大圖，圖3為本發(fā)明動力 輸出軸上外斜齒輪結(jié)構(gòu)的軸向凸輪II結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為本發(fā)明凸輪套徑向截面結(jié)構(gòu)示意 圖，圖5為鏈輪結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示本實(shí)施例的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動 變速發(fā)動機(jī)，包括發(fā)動機(jī)本體(圖中省略)、變速箱體9、離合器1、動力輸入軸5、動力輸出 軸6和換檔鼓7，所述發(fā)動機(jī)本體通過離合器1及齒輪4將發(fā)動機(jī)動力輸入動力輸入軸5， 如圖所示，發(fā)動機(jī)本體的曲軸31與離合器傳動配合；動力輸入軸5通過檔位變速齒輪副將 動力輸出至動力輸出軸6，檔位變速齒輪副根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)和需要可以為2至6檔，也可以 包含倒檔；所述換檔鼓7通過換檔撥叉控制換檔；還包括自適應(yīng)傳動裝置和換檔自動控制 系統(tǒng)；自適應(yīng)傳動裝置包括設(shè)置有軸向凸輪I 12a的凸輪套12和彈性元件13，所述動力 輸出軸6設(shè)置有軸向凸輪II 6a，所述軸向凸輪I 12a和軸向凸輪II 6a相配合形成凸輪傳 動副；所述動力輸出軸6外圓轉(zhuǎn)動配合套有鏈輪10，所述凸輪套12與鏈輪10以圓周方向 固定軸向可移動的方式配合，所述彈性元件13沿與凸輪傳動副形成的軸向分力相反的方 向頂住凸輪套12 ；所述換檔自動控制系統(tǒng)包括控制器21、將信號輸入控制器21的給出油門信號傳感器、位移傳感器和動力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器，以及接收控制器21命令信號的離合器驅(qū)動伺 服電機(jī)23、換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)8和節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)；所述給出油門信號傳感器 用于檢測駕駛員給出的油門信號，給出油門信號傳感器可采用能實(shí)現(xiàn)該功能的任何一種傳 感器，本實(shí)施例采用霍爾元件22a和磁鋼22b，如圖所示，霍爾元件22a和磁鋼22b設(shè)置在 油門手柄22上，磁鋼22b固定設(shè)置在油門手柄22的手動驅(qū)動轉(zhuǎn)動部件上，霍爾元件22a與 其相對設(shè)置在油門手柄的固定部件上，霍爾元件22a的信號輸出端連接控制器；位移傳感 器用于檢測凸輪套12的軸向位移，動力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測動力輸出軸6的轉(zhuǎn)速信 號，離合器驅(qū)動伺服電機(jī)23用于驅(qū)動離合器1的離合；換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)8用于驅(qū)動換 檔鼓7完成換檔動作；節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)用于調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度；節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺 服電機(jī)根據(jù)發(fā)動機(jī)類型不同采用不同的結(jié)構(gòu)配置，如果為普通化油器供油的發(fā)動機(jī)，則節(jié) 氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)用于調(diào)節(jié)化油器開度，達(dá)到調(diào)節(jié)供油的目的；如果發(fā)動機(jī)為電噴發(fā)動機(jī)，則節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)用于調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度，達(dá)到調(diào)整發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)的目的。手動換檔系統(tǒng)包括手動自動切換開關(guān)32和手動換檔檔位開關(guān)33，所述手動自動切換開關(guān)32將手動自動切換信號輸入控制器21，手動換檔檔位開關(guān)33將檔位信號輸入至 控制器21 ；當(dāng)駕駛?cè)藛T需要通過手動換檔或者自動換檔系統(tǒng)出現(xiàn)機(jī)械故障時，通過手動自 動切換開關(guān)32切換，向控制器21輸入手動換檔命令，控制器根據(jù)程序直接接收手動換檔檔 位開關(guān)33的檔位命令，并向離合器驅(qū)動伺服電機(jī)23、換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)8及節(jié)氣門開度 調(diào)節(jié)伺服電機(jī)發(fā)出相應(yīng)的命令，實(shí)現(xiàn)手動換檔；能夠滿足不同情況的不同需要，保證發(fā)動機(jī) 的正常運(yùn)行。本實(shí)施例中，所述凸輪套12套在動力輸出軸6外圓，一端部與鏈輪10以圓周方向 固定軸向可移動的方式配合，另一端部由套在動力輸出軸6外圓的彈性元件13頂住；本結(jié) 構(gòu)利于安裝和拆卸，并利于保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安裝。本實(shí)施例中，所述位移傳感器包括霍爾元件I 17和與其沿軸向相對的磁鋼I 18， 所述磁鋼I 18固定設(shè)置在一位移磁鋼座18a上，所述位移磁鋼座18a以軸向可移動圓周方 向固定的方式設(shè)置，如圖所示，位移磁鋼座18a通過殼體11以軸向可移動圓周方向固定的 方式設(shè)置；所述位移磁鋼座18a在一回位彈性元件24的作用下沿與凸輪傳動副形成的軸向 分力相反的方向緊靠凸輪套12，本實(shí)施例中回位彈性元件24為一柱狀彈簧；所述動力輸出 軸轉(zhuǎn)速傳感器包括霍爾元件II 15和與動力輸出軸6在圓周方向固定配合的輸出軸轉(zhuǎn)速磁 鋼座16a，所述輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座16a上設(shè)置與霍爾元件II 15相對的磁鋼II 16，所述磁 鋼II 16沿圓周方向均布設(shè)置六個，當(dāng)然，數(shù)量根據(jù)需要可以是多個；霍爾元件I 17和霍爾 元件II 15的信號輸出端連接控制器21 ；采用霍爾元件的傳感器結(jié)構(gòu)，檢測結(jié)果準(zhǔn)確，避免 干涉；所述換檔自動控制系統(tǒng)還包括由霍爾元件III25和磁鋼III26組成的動力輸入軸轉(zhuǎn) 速傳感器，所述磁鋼III26與霍爾元件III 25相對并設(shè)置在與動力輸入軸6在圓周方向固 定配合的輸入軸轉(zhuǎn)速磁鋼座26a上，磁鋼III 26沿圓周方向均布設(shè)置六個，當(dāng)然，數(shù)量根據(jù) 需要可以是多個；設(shè)置動力輸入軸傳感器，使控制器21根據(jù)動力輸入軸5和動力輸出軸6 之間的轉(zhuǎn)速決定換檔檔位，避免換檔過程中產(chǎn)生的頓挫感，并避免傳動齒輪副出現(xiàn)損壞。本實(shí)施例中，所述自動控制系統(tǒng)還包括油針驅(qū)動伺服電機(jī)27，所述油針驅(qū)動伺服 電機(jī)27通過齒輪齒條副I 27a驅(qū)動油針29，節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)28通過齒輪齒條副 II 28a調(diào)節(jié)節(jié)氣門30開度；根據(jù)行駛阻力、轉(zhuǎn)速和駕駛?cè)藛T給出的給出油門信號之間的匹 配數(shù)據(jù)，控制器21向油針驅(qū)動伺服電機(jī)27和節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)28發(fā)出開度指令， 同時，匹配油針和節(jié)氣門之間的開度，達(dá)到節(jié)油和提高效率的目的；平路行駛時，根據(jù)駕駛 人員給出的給出油門信號調(diào)節(jié)節(jié)氣門和油針開度；復(fù)雜道路行駛時，結(jié)合駕駛員給出的給 出油門信號調(diào)整節(jié)氣門和油針開度并進(jìn)行自動換檔，達(dá)到檔位、節(jié)氣門開度、油針開度等最 佳匹配，使發(fā)動機(jī)達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。本實(shí)施例中，所述輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座16a通過沿軸向的螺釘14設(shè)置在動力輸出軸 6的端面，所述彈性元件13 —端頂住凸輪套12，另一端頂住輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座16a ；本結(jié)構(gòu) 使輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座16a構(gòu)成可沿軸向由螺釘14調(diào)節(jié)移動的結(jié)構(gòu)，可用于調(diào)節(jié)彈性元件的 預(yù)緊力，從而調(diào)整在一定阻力下凸輪套12的軸向移動距離。本實(shí)施例中，所述自適應(yīng)傳動裝置設(shè)置在與變速箱體9固定連接的殼體11內(nèi)，所 述位移磁鋼座18a外套于動力輸出軸6，所述彈性元件13位于位移磁鋼座18a和動力輸出軸6之間形成的空腔內(nèi)；使本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，裝配后穩(wěn)定，安裝拆卸容易；位移磁鋼座18a 外圓沿軸向設(shè)置限位槽，一限位螺釘19螺紋配合穿過殼體11并伸入限位槽，用較簡單的結(jié) 構(gòu)限制位移磁鋼座在圓周方向的自由度并實(shí)現(xiàn)可軸向移動；所述凸輪套12與鏈輪10配合 的端部在圓周方向均布設(shè)置至少兩個沿軸向的傳動凸起12b，所述鏈輪10上與其對應(yīng)設(shè)置 沿軸向的傳動孔10a，所述傳動凸起12b —一對應(yīng)伸入傳動孔IOa使凸輪套12與鏈輪10以 圓周方向固定軸向可移動的方式配合；利于簡化本裝置的裝配工藝。本實(shí)施例中，所述離合器驅(qū)動伺服電機(jī)23的外殼固定設(shè)置在變速箱體9上，轉(zhuǎn)子軸在圓周方向固定配合設(shè)置有偏心凸輪23a，所述離合器1包括定片、動片和離合器罩，所 述定片與動力輸入軸通過齒輪嚙合副傳動配合，動片與離合器罩在圓周方向固定配合，與 離合器罩2在圓周方向轉(zhuǎn)動軸向固定配合設(shè)置驅(qū)動桿3，所述驅(qū)動桿3與變速器箱體9可沿 軸向(離合器離合方向)往復(fù)滑動配合，如圖所示，離合器罩2與驅(qū)動桿3之間動過滾動軸 承配合；偏心凸輪23a凸緣與驅(qū)動桿3端面接觸配合并驅(qū)動桿3軸向移動，采用偏心凸輪結(jié) 驅(qū)動，使驅(qū)動過程平滑穩(wěn)定，適用于離合器驅(qū)動結(jié)構(gòu)；換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)8外殼固定設(shè)置 于變速箱體9，轉(zhuǎn)子軸與換檔鼓7在圓周方向固定配合。本實(shí)施例中，所述彈性元件13為至少一組蝶簧，本實(shí)施例根據(jù)實(shí)際情況采用四 組；所述凸輪套12外圓設(shè)置環(huán)形凸臺，位移磁鋼座18a端面與環(huán)形凸臺端面之間通過平面 滾動軸承20配合；本實(shí)施例中，還包括檔位顯示屏34，所述檔位顯示屏34接收控制器21傳入的檔位 信號；手動操作時，為駕駛者提供檔位信息并為操作提供依據(jù)。本實(shí)施例中，所述凸輪套12的軸向凸輪I 12a為內(nèi)圓設(shè)置的內(nèi)斜齒輪結(jié)構(gòu)，動力 輸出軸6的軸向凸輪II 6a為外圓設(shè)置的外斜齒輪結(jié)構(gòu)，所述凸輪套12套在動力輸出軸 6外圓使內(nèi)斜齒輪結(jié)構(gòu)與外斜齒輪結(jié)構(gòu)相嚙合形成凸輪傳動副；采用斜齒輪結(jié)構(gòu)的軸向凸 輪，可最大限度的減小嚙合間隙，較精確的反應(yīng)扭矩與凸輪套移動距離之間的關(guān)系，從而使 控制器的自動控制過程更為精確。本發(fā)明動力傳遞路線離合器1 —動力輸入軸5 —檔位變速齒輪副一動力輸出軸6 —軸向凸輪II 6a — 軸向凸輪I 12a—凸輪套12—鏈輪10 ；動力傳遞路線同時還經(jīng)過下列路線軸向凸輪II 6a—軸向凸輪I 12a—軸向分 力一凸輪套12 —壓縮彈性元件13 ；由以上傳遞路徑可以看出，行駛阻力越大，由軸向凸輪II和軸向凸輪I所產(chǎn)生的 軸向分力就越大，彈性元件的被壓縮量就越大，由位移傳感器所測得的并傳到控制器(ECU) 的位移量就越大，控制器根據(jù)位移量計算出行駛阻力對動力輸出軸扭矩的要求，并根據(jù)動 力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，合理匹配扭矩-轉(zhuǎn)速數(shù)值，對離合器驅(qū)動伺服電機(jī)和換 檔鼓驅(qū)動電機(jī)發(fā)出適當(dāng)?shù)膿Q檔指令。實(shí)施例二圖6為本發(fā)明實(shí)施例二的自適應(yīng)傳動裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示本實(shí)施例的手 自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)，與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于自適應(yīng)傳動 裝置；本實(shí)施例的自適應(yīng)傳動裝置包括彈性元件13和設(shè)置有端面凸輪I 121的凸輪套12， 鏈輪10設(shè)置有端面凸輪II 101，所述端面凸輪1121和端面凸輪II 101相配合形成凸輪傳動副；所述凸輪套12外套于動力輸出軸6以圓周方向固定軸向可移動的方式配合，所述彈 性元件13沿與凸輪傳動副形成的軸向分力相反的方向頂住凸輪套12。本實(shí)施例的其他結(jié) 構(gòu)與實(shí)施例一完全相同，凸輪傳動副的原理也相同；本結(jié)構(gòu)安裝和拆卸較為容易。本實(shí)施例動力傳遞路線離合器1 —動力輸入軸5 —檔位變速齒輪副一動力輸出軸6 —凸輪套12 —端面 凸輪I121—端面凸輪II 101—鏈輪10;動力傳遞路線同時還經(jīng)過下列路線端面凸輪I 121—端面凸輪II 101—軸向分 力的反作用力一凸輪套12 —壓縮彈性元件13。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)，包括發(fā)動機(jī)本體、變速箱體、離合器、動力輸入軸、動力輸出軸和換檔鼓，所述發(fā)動機(jī)本體通過離合器將發(fā)動機(jī)動力輸入動力輸入軸，動力輸入軸通過檔位變速齒輪副將動力輸出至動力輸出軸，所述換檔鼓通過換檔撥叉控制換檔，其特征在于還包括自適應(yīng)傳動裝置、換檔自動控制系統(tǒng)和手動換檔系統(tǒng)；自適應(yīng)傳動裝置包括設(shè)置有軸向凸輪I的凸輪套和彈性元件，所述動力輸出軸設(shè)置有軸向凸輪II，所述軸向凸輪I和軸向凸輪II相配合形成凸輪傳動副；所述動力輸出軸外圓轉(zhuǎn)動配合套有鏈輪，所述凸輪套與鏈輪以圓周方向固定軸向可移動的方式配合，所述彈性元件沿與凸輪傳動副形成的軸向分力相反的方向頂住凸輪套；所述自動控制系統(tǒng)包括控制器、將信號輸入控制器的給出油門信號傳感器、位移傳感器和動力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器，以及接收控制器命令信號的離合器驅(qū)動伺服電機(jī)、換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)和節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)；所述給出油門信號傳感器用于檢測駕駛員給出的油門信號，位移傳感器用于檢測凸輪套的軸向位移，動力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測動力輸出軸的轉(zhuǎn)速信號，離合器驅(qū)動伺服電機(jī)用于驅(qū)動離合器的離合；換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)用于驅(qū)動換檔鼓完成換檔動作；節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)用于調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度；手動換檔系統(tǒng)包括手動自動切換開關(guān)和手動換檔檔位開關(guān)，所述手動自動切換開關(guān)將手動自動切換信號輸入控制器，手動換檔檔位開關(guān)將檔位信號輸入至控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)，其特征 在于所述凸輪套套在動力輸出軸外圓，一端部與鏈輪以圓周方向固定軸向可移動的方式 配合，另一端部由套在動力輸出軸外圓的彈性元件頂住。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)，其特征 在于所述位移傳感器包括霍爾元件I和與其沿軸向相對的磁鋼I，所述磁鋼I固定設(shè)置在 一位移磁鋼座上，所述位移磁鋼座以軸向可移動圓周方向固定的方式設(shè)置，所述位移磁鋼 座在一回位彈性元件的作用下沿與凸輪傳動副形成的軸向分力相反的方向緊靠凸輪套；所 述動力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器包括霍爾元件II和與動力輸出軸在圓周方向固定配合的輸出軸 轉(zhuǎn)速磁鋼座，所述輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座上設(shè)置與霍爾元件II相對的磁鋼II ；所述換檔自動控 制系統(tǒng)還包括由霍爾元件III和磁鋼III組成的動力輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器，所述磁鋼III與 霍爾元件III相對并設(shè)置在與動力輸入軸在圓周方向固定配合的輸入軸轉(zhuǎn)速磁鋼座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)，其特征 在于所述自動控制系統(tǒng)還包括油針驅(qū)動伺服電機(jī)，所述油針驅(qū)動伺服電機(jī)通過齒輪齒條 副I驅(qū)動油針，所述節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)通過齒輪齒條副II調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)，其特征 在于所述輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座通過沿軸向的螺釘設(shè)置在動力輸出軸的端面，所述彈性元件 一端頂住凸輪套，另一端頂住輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)，其特征 在于所述自適應(yīng)傳動裝置設(shè)置在與變速箱體固定連接的殼體內(nèi)，所述位移磁鋼座外套于 動力輸出軸，所述彈性元件位于位移磁鋼座和動力輸出軸之間形成的空腔內(nèi)，位移磁鋼座 外圓沿軸向設(shè)置限位槽，一限位螺釘螺紋配合穿過殼體并伸入限位槽；所述凸輪套與鏈輪 配合的端部在圓周方向均布設(shè)置至少兩個沿軸向的傳動凸起，所述鏈輪上與其對應(yīng)設(shè)置沿軸向的傳動孔，所述傳動凸起一一對應(yīng)伸入傳動孔使凸輪套與鏈輪以圓周方向固定軸向可 移動的方式配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)，其特 征在于所述離合器驅(qū)動伺服電機(jī)的外殼固定設(shè)置在變速箱體上，轉(zhuǎn)子軸在圓周方向固定 配合設(shè)置有偏心凸輪，所述離合器包括定片、動片和離合器罩，所述定片與動力輸入軸通過 齒輪嚙合副傳動配合，動片與離合器罩在圓周方向固定配合，與離合器罩在圓周方向轉(zhuǎn)動 軸向固定配合設(shè)置驅(qū)動桿，所述驅(qū)動桿與變速器箱體可沿軸向往復(fù)滑動配合，偏心凸輪凸 緣與驅(qū)動桿端面接觸配合并驅(qū)動桿軸向移動；換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)外殼固定設(shè)置于變速箱 體，轉(zhuǎn)子軸與換檔鼓在圓周方向固定配合；所述彈性元件為至少一組蝶簧，所述凸輪套外圓 設(shè)置環(huán)形凸臺，位移磁鋼座端面與環(huán)形凸臺端面之間通過平面滾動軸承配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)，其特征 在于還包括檔位顯示屏，所述檔位顯示屏接收控制器傳入的檔位信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)，其特征 在于所述凸輪套的軸向凸輪I為內(nèi)圓設(shè)置的內(nèi)斜齒輪結(jié)構(gòu)，動力輸出軸的軸向凸輪II為 外圓設(shè)置的外斜齒輪結(jié)構(gòu)，所述凸輪套套在動力輸出軸外圓使內(nèi)斜齒輪結(jié)構(gòu)與外斜齒輪結(jié) 構(gòu)相嚙合形成凸輪傳動副。
10.一種手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)，包括變速箱體、離合器、 動力輸入軸、動力輸出軸和換檔鼓，所述離合器將發(fā)動機(jī)動力輸入動力輸入軸，動力輸入軸 通過檔位變速齒輪副將動力輸出至動力輸出軸，所述換檔鼓通過換檔撥叉控制換檔，其特 征在于還包括自適應(yīng)傳動裝置和換檔自動控制系統(tǒng)，所述動力輸出軸外圓轉(zhuǎn)動配合套有 鏈輪；自適應(yīng)傳動裝置包括彈性元件和設(shè)置有端面凸輪I的凸輪套，所述鏈輪設(shè)置有端面凸 輪II，所述端面凸輪I和端面凸輪II相配合形成凸輪傳動副；所述凸輪套外套于動力輸出 軸以圓周方向固定軸向可移動的方式配合，所述彈性元件沿與凸輪傳動副形成的軸向分力 相反的方向頂住凸輪套；所述換檔自動控制系統(tǒng)包括控制器、將信號輸入控制器的給出油門信號傳感器、位移 傳感器和動力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器、以及接收控制器命令信號的離合器驅(qū)動伺服電機(jī)和換檔 鼓驅(qū)動伺服電機(jī)；所述給出油門信號傳感器用于檢測駕駛員給出的油門信號，位移傳感器 用于檢測凸輪套的軸向位移，動力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測動力輸出軸的轉(zhuǎn)速信號，離 合器驅(qū)動伺服電機(jī)用于驅(qū)動離合器的離合；換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)用于驅(qū)動換檔鼓完成換檔 動作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種手自一體化智能化自適應(yīng)傳動傳感自動變速發(fā)動機(jī)，包括發(fā)動機(jī)本體、變速箱體、離合器、動力輸入軸、動力輸出軸和換檔鼓，還包括自適應(yīng)傳動裝置和換檔自動控制系統(tǒng)；本發(fā)明在車輛正常行駛時，控制器根據(jù)駕駛員的意圖和行駛阻力自動控制節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)、離合器驅(qū)動伺服電機(jī)和換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)自動加減檔，使節(jié)氣門開度與檔位達(dá)到最佳匹配；在阻力發(fā)生變化時，根據(jù)實(shí)際的扭矩-轉(zhuǎn)速得到最佳的節(jié)氣門開度和檔位匹配；并可根據(jù)實(shí)際情況可將自動換檔切換至手動換檔系統(tǒng)，利用換檔開關(guān)向控制器輸入檔位命令并控制離合器驅(qū)動伺服電機(jī)、換檔鼓驅(qū)動伺服電機(jī)和節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)手動換檔。
文檔編號B62M25/04GK101823542SQ20101012073
公開日2010年9月8日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者周黔, 林毓培, 薛榮生 申請人:西南大學(xué)