專利名稱：一種電動汽車用機械式變速器自動換擋系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動換擋技術(shù)范圍，特別涉及一種電動汽車用機械式變速器自動換擋系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動汽車是當前世界各國研究的熱點，是解決能源危機和環(huán)境污染的重要途徑之一。電動汽車對驅(qū)動電機性能有較高要求，要求電機在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)提供較高瞬時轉(zhuǎn)矩，在恒功率區(qū)提供較高運行速度，這樣才能滿足車輛的最高車速、爬坡和加速等整車性能的要求。然而，在電動汽車上一般都采用一級固定速比減速器，這樣使得電動汽車僅有一個擋位，電動汽車電機常工作在低效率區(qū)，既浪費電能而使續(xù)駛里程減少，又提高了對牽引電機的要求。 如果在電動汽車上采用多擋變速器，則可以充分發(fā)揮電動汽車的優(yōu)越性，降低電動汽車對動力電池和牽引電機要求。手動變速器換擋操縱復雜以及換擋過程中需要切斷動力源影響電動汽車的駕駛性能和舒適性。自動變速是車輛變速發(fā)展趨勢，自動變速器相對手動變速器具有較高整車的安全性、舒適性等。自動機械式變速器(Automated Mechanical transmission, AMT)是在原有手動變速器的結(jié)構(gòu)上加裝電腦控制的自動換擋操作機構(gòu)，取代原來人工操作檔動作，實現(xiàn)機械式變速器的電控自動換擋，不僅能適時地根據(jù)車況、路況和駕駛員的主觀愿意自動換擋，降低勞動強度，確保行車安全，而且有良好的節(jié)油效果；此外，當變速器安裝位置遠離駕駛員操作位置的情況下，要實現(xiàn)遠距離手動操作，還可簡化操縱傳動機構(gòu)的復雜性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電動汽車用機械式變速器自動換擋系統(tǒng)，其特征在于， 在驅(qū)動電機和驅(qū)動橋之間串聯(lián)離合器與變速器，在離合器上加裝離合器位置傳感器LHW 及其控制機構(gòu)，變速器改為自動機械式變速器AMT，在驅(qū)動橋附近安裝車速傳感器，電機 ECU(電子控制單元)和電動汽車用機械式自動變速器ECU連接，并且機械式自動變速器 ECU分別和離合器位置傳感器LHW及其控制機構(gòu)、車速傳感器VSS及自動機械式變速器AMT 連接。所述自動機械式變速器ECU控制選擋機構(gòu)、推擋機構(gòu)、離合器控制機構(gòu)和電機，自動機械式變速器ECU接受油門位置傳感器TPS、離合器位置傳感器LHW、選擋位置傳感器、推擋位置傳感器、車速傳感器VSS、電機信號、點火開關(guān)以及制動開關(guān)傳來的信號；為了實現(xiàn)自動換擋，電子控制單元還要輸出各執(zhí)行機構(gòu)電磁閥的控制信號，以及各種相關(guān)的顯示信號。所述自動機械式變速器ECU中存儲著最佳換擋規(guī)律，自動機械式變速器需要根據(jù)車輛運行狀態(tài)、道路狀況及駕駛員意圖確定變速器最佳擋位，并通過對換擋執(zhí)行機構(gòu)的自動控制，完成換擋過程的控制，在換擋過程中，還需要保證離合器按照理想的規(guī)律結(jié)合和分離，從而改善換擋性能、提高車輛動力性和經(jīng)濟性、延長離合器的使用壽命；縮短離合器的接合時間可延長離合器的使用壽命；降低接合過程的沖擊度可提高乘座舒適性。

本發(fā)明的有益效果是在原有手動變速器的結(jié)構(gòu)上加裝電腦控制的自動換擋操作機構(gòu)，取代原來人工操作檔動作，實現(xiàn)機械式變速器的電控自動換擋，不僅能適時地根據(jù)車況、路況和駕駛員的主觀愿意自動換擋，降低勞動強度，確保行車安全，而且有良好的節(jié)油效果；此外，當變速器安裝位置遠離駕駛員操作位置的情況下，要實現(xiàn)遠距離手動操作，還可簡化操縱傳動機構(gòu)的復雜性。


圖1為機械式變速器自動換擋系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種電動汽車用機械式變速器自動換擋系統(tǒng)。下面結(jié)合附圖予以說明。在圖1所示的機械式變速器自動換擋系統(tǒng)示意圖中，在驅(qū)動電機和驅(qū)動橋之間串聯(lián)離合器與變速器，在離合器上加裝離合器位置傳感器LHW及其控制機構(gòu)，變速器改為自動機械式變速器AMT，在驅(qū)動橋附近安裝車速傳感器VSS，電機ECU (電子控制單元)和電動汽車用機械式自動變速器ECU連接，并且機械式自動變速器ECU分別和離合器位置傳感器 LHW及其控制機構(gòu)、車速傳感器VSS及自動機械式變速器AMT連接。圖1所示系統(tǒng)的原理是通過自動機械式變速器ECU控制選擋機構(gòu)、推擋機構(gòu)、離合器控制機構(gòu)和電機，自動機械式變速器ECU接受油門位置傳感器TPS的油門開度信號、離合器位置傳感器LHW、選擋位置傳感器、推擋位置傳感器、車速傳感器VSS、電機信號、點火開關(guān)以及制動開關(guān)傳來的信號；為了實現(xiàn)自動換擋，電子控制單元還要輸出各執(zhí)行機構(gòu)電磁閥的控制信號，以及各種相關(guān)的顯示信號。電動汽車用AMT是通過其ECU控制選擋機構(gòu)、推擋機構(gòu)、離合器控制機構(gòu)、電機。 AMT的ECU接受油門位置傳感器、離合器位置傳感器、選擋位置傳感器、推擋位置傳感器、車速傳感器、電機信號，以及點火開關(guān)、制動開關(guān)等傳來的車輛運行狀態(tài)信號。自動機械式變速器ECU還要根據(jù)車輛運行狀態(tài)、道路狀況及駕駛員意圖確定變速器最佳擋位，輸出各執(zhí)行機構(gòu)電磁閥的控制信號，以及各種相關(guān)的顯示信號，對換擋執(zhí)行機構(gòu)的自動控制，完成換擋過程的控制，實現(xiàn)自動換擋。換擋規(guī)律的優(yōu)劣直接影響了車輛的性能，為了保證最佳動力性或最佳經(jīng)濟性，就要求車輛按適當?shù)膿Q擋規(guī)律運行，最大程度的保證最佳換擋點，所述最佳換擋點包括最佳動力性換擋點和最佳經(jīng)濟性換擋點，其獲得方法如下根據(jù)同一加速踏板開度下相鄰兩擋加速度相等的條件確定最佳動力性換擋點， 即
dv _ dv— ~ =—可以求得相鄰兩擋的最佳動力性換擋點速度。式中
——第η擋加速度；^~——第(η+1)擋加速度。
dtndt (沿r>良好的燃料經(jīng)濟性，就要使變速器的傳動比與車速和汽車行駛速度之間有如下關(guān)系
ffliS = 0.377 :~式中 ig——變速器傳動比； r——車輪半徑；va——車輛運動的相對速度，在無風時即汽車的行駛速度v，m/s ；η——驅(qū)動電機最高效率點轉(zhuǎn)速；、——主減速器的傳動比。由于驅(qū)動電機具有零轉(zhuǎn)速下輸出大轉(zhuǎn)矩的能力，因此在起步過程中的離合器可以直接結(jié)合，無需進行半聯(lián)動滑摩控制，這是電動汽車用AMT優(yōu)于內(nèi)燃機車AMT的獨特之處； 但在換擋過程中，還需要控制離合器的接合規(guī)律，以避免產(chǎn)生較大的沖擊和動載。通過試驗確定相應(yīng)的換擋過程離合器結(jié)合MAP圖，從而確定換擋時的結(jié)合速度，保證離合器按照理想的規(guī)律結(jié)合和分離。從而改善換擋性能、提高車輛動力性和經(jīng)濟性、延長離合器的使用壽命。縮短離合器的接合時間可延長離合器的使用壽命；降低接合過程的沖擊度可提高乘座舒適性。上述用于電動汽車的機械式變速器自動換擋系統(tǒng)，減輕了駕駛員勞動強度，提高了電動汽車的動力性和經(jīng)濟性。
權(quán)利要求
1.一種電動汽車用機械式變速器自動換擋系統(tǒng)，其特征在于，在驅(qū)動電機和驅(qū)動橋之間串聯(lián)離合器與變速器，在離合器上加裝離合器位置傳感器LHW及其控制機構(gòu)，變速器改為自動機械式變速器AMT，在驅(qū)動橋附近安裝車速傳感器，電機ECU(電子控制單元)和電動汽車用機械式自動變速器ECU連接，并且機械式自動變速器ECU分別和離合器位置傳感器 LHW及其控制機構(gòu)、車速傳感器VSS及自動機械式變速器AMT連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動汽車用機械式變速器自動換擋系統(tǒng)，其特征在于，所述自動機械式變速器ECU控制選擋機構(gòu)、推擋機構(gòu)、離合器控制機構(gòu)和電機，自動機械式變速器 ECU接受油門位置傳感器TPS、離合器位置傳感器LHW、選擋位置傳感器、推擋位置傳感器、 車速傳感器VSS、電機信號、點火開關(guān)以及制動開關(guān)傳來的車輛運行狀態(tài)信號；自動機械式變速器ECU還要輸出各執(zhí)行機構(gòu)電磁閥的控制信號，以及各種相關(guān)的顯示信號對換擋執(zhí)行機構(gòu)的自動控制，實現(xiàn)自動換擋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動汽車用機械式變速器自動換擋系統(tǒng)，其特征在于，所述自動機械式變速器ECU中存儲著最佳換擋規(guī)律，自動機械式變速器需要根據(jù)車輛運行狀態(tài)、 道路狀況及駕駛員意圖確定變速器最佳擋位，并通過對換擋執(zhí)行機構(gòu)的自動控制，完成換擋過程的控制，在換擋過程中，還需要保證離合器按照理想的規(guī)律結(jié)合和分離，從而改善換擋性能、提高車輛動力性和經(jīng)濟性；縮短離合器的接合時間可延長離合器的使用壽命；降低接合過程的沖擊度可提高乘座舒適性。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于自動換擋技術(shù)范圍的一種電動汽車用機械式變速器自動換擋系統(tǒng)。在驅(qū)動電機和驅(qū)動橋之間串聯(lián)離合器與變速器，在離合器上加裝離合器位置傳感器LHW及其控制機構(gòu)，變速器改為自動機械式變速器AMT，在驅(qū)動橋附近安裝車速傳感器，電機ECU和電動汽車用機械式自動變速器ECU連接。自動機械式變速器ECU接受各傳感器傳來的車輛運行狀態(tài)信號，輸出各執(zhí)行機構(gòu)電磁閥的控制信號，以及各種相關(guān)的顯示信號，控制選擋機構(gòu)、推擋機構(gòu)、離合器控制機構(gòu)和電機，實現(xiàn)自動換擋。從而改善換擋性能、提高車輛動力性和經(jīng)濟性；縮短離合器的接合時間可延長離合器的使用壽命；降低接合過程的沖擊度可提高乘座舒適性。
文檔編號F16H61/02GK102345731SQ20111027432
公開日2012年2月8日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者仇斌, 朱家璉, 江發(fā)潮, 陳全世 申請人:清華大學