本實用新型涉及電動汽車技術領域，尤其涉及一種自動換擋系統(tǒng)及應用該自動同步換擋系統(tǒng)的電動汽車。

背景技術：

電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通和安全的車輛。相比于傳統(tǒng)汽車，電動汽車具有環(huán)境污染少、噪聲低、結構簡單和使用維修方便等優(yōu)點，隨著電動汽車技術的日益成熟和人們對環(huán)保意識的提升，電動汽車已經(jīng)成為汽車發(fā)展的必然趨勢。

電動汽車采用電控系統(tǒng)控制安裝在電動車驅動橋上的電機的電壓或者電流，實現(xiàn)對電機驅動轉矩和旋轉方向的控制。由于電控系統(tǒng)電機可以實現(xiàn)電機反轉，故純電動汽車相比于傳統(tǒng)汽車來說不需要設置倒擋裝置。然而如果僅設置單前進擋變速器又很難以滿足用戶和車廠的行駛性能要求，故電動汽車的變速器向著兩擋及多擋化方向發(fā)展，多擋位變速器能夠提高車輛加速性能，使驅動電機常工作在高效區(qū)間，減小電機功耗，提高續(xù)航里程和經(jīng)濟性。然而現(xiàn)有電動汽車換擋系統(tǒng)一般采用同步環(huán)實現(xiàn)齒套與接合齒的同步過程，在換擋過程中存在換擋沖擊、換擋力度大且同步時間長等問題，且現(xiàn)有自動換擋系統(tǒng)中一般均設置有防止齒套脫擋的裝置，增加了換擋系統(tǒng)的復雜性，降低了換擋的可靠性。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種自動同步換擋系統(tǒng)，該換擋系統(tǒng)不僅具有自鎖功能，且結構簡單、性能可靠、換擋迅速、同步時間短。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

提供一種自動同步換擋系統(tǒng)，包括：

動力機構；

減速機構，所述減速機構包括絲杠和螺母套，所述絲杠與所述動力機構的輸出端傳動連接，所述螺母套套接在所述絲杠上且能夠沿所述絲杠移動；

撥叉機構和換擋機構，所述撥叉機構一端與所述螺母套轉動連接，所述撥叉機構另一端與所述換擋機構固定連接。

作為優(yōu)選，所述換擋機構包括調速電機和同軸設置的齒套、齒轂、變速齒輪組，所述齒套與所述撥叉機構傳動連接，所述齒轂能夠與所述齒套嚙合，所述變速齒輪組包括低擋齒輪組和高擋齒輪組，所述低擋齒輪組和所述高擋齒輪組分別位于所述齒轂兩側，所述齒套能夠與所述低擋齒輪組或者所述高擋齒輪組嚙合，所述調速電機能夠調節(jié)所述低擋齒輪組和所述高擋齒輪組的轉速。

作為優(yōu)選，所述低擋齒輪組包括同軸固定設置的低擋接合齒輪和低擋從動齒輪，所述齒套能夠與所述低擋接合齒輪嚙合，所述低擋接合齒輪位于所述低擋從動齒輪和所述齒轂之間。

作為優(yōu)選，所述高擋齒輪組包括同軸固定設置的高擋接合齒輪和高擋從動齒輪，所述齒套能夠與所述高擋接合齒輪嚙合，所述高擋接合齒輪位于所述高擋從動齒輪與所述齒轂之間。

作為優(yōu)選，所述撥叉機構包括撥頭和換擋撥叉，所述撥頭和所述換擋撥叉固定連接，所述撥頭通過撥頭安裝軸與所述螺母套轉動連接，所述換擋撥叉與所述齒套傳動連接。

作為優(yōu)選，所述換擋撥叉上設置有卡接槽，所述撥頭遠離所述螺母套的一端能夠插入所述卡接槽內(nèi)實現(xiàn)所述撥頭和所述換擋撥叉的卡接。

作為優(yōu)選，所述換擋撥叉包括固定連接的第一撥叉片和第二撥叉片，所述第一撥叉片和第二撥叉片整體呈V字形，所述第一撥叉片和所述第二撥叉片之間設置有撥叉安裝軸，所述換擋撥叉能夠沿所述撥叉安裝軸移動。

作為優(yōu)選，所述撥頭安裝軸上設置有檢測撥頭位置的撥頭位置傳感器。

作為優(yōu)選，所述動力機構包括換擋電機、控制器和接合套，所述換擋電機固定安裝在外殼上，所述控制器一端與所述換擋電機的輸出端固定連接，所述控制器遠離所述換擋電機的一端與所述接合套固定連接，所述接合套遠離所述控制器的一端與所述絲杠固定連接。

本實用新型的另一個目的在于提供一種電動汽車，該電動汽車的同步換擋系統(tǒng)不僅具有自鎖功能，成本低、性能可靠，同時該電動汽車無同步環(huán)結構，換擋迅速且沖擊小。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種電動汽車，包含上述任一項所述的自動同步換擋系統(tǒng)。

本實用新型的有益效果：

本實用新型所提供的自動同步換擋系統(tǒng)包括動力機構、減速機構、撥叉機構和換擋機構，減速機構包括絲杠和套接在絲杠上的螺母套，螺母套能夠沿絲杠移動，絲杠固定連接在動力機構的輸出端，撥叉機構一端與螺母套轉動連接，撥叉機構另一端與換擋機構傳動連接。本實用新型中的減速機構通過采用絲杠和螺母套組成絲杠螺母副，絲杠螺母副自帶有自鎖功能，相較于現(xiàn)有自動換擋系統(tǒng)中的采用自鎖銷或定位銷防止脫擋，采用絲杠螺母副不僅能夠達到自鎖和減速的目的，還簡化了整個換擋系統(tǒng)的結構，使整個換擋系統(tǒng)變得更加穩(wěn)定。本實用新型還提供了一種采用上述自動換擋系統(tǒng)的電動汽車，該電動汽車的自動同步換擋系統(tǒng)不僅具有自鎖功能，成本低、性能可靠，還省去了同步環(huán)結構， 從而提高了換擋迅速且減小了換擋沖擊。

附圖說明

圖1是本實用新型所提供的自動同步換擋系統(tǒng)摘除外殼后的結構示意圖；

圖2是本實用新型所提供的自動同步換擋系統(tǒng)未摘除外殼時的結構示意圖；

圖3是本實用新型所提供的自動同步換擋系統(tǒng)未摘除外殼時的主視圖。

圖中：1、換擋電機；2、控制器；3、接合套；4、絲杠；5、螺母套；6、撥頭位置傳感器；7、撥頭安裝軸；8、撥頭；9、換擋撥叉；10、撥叉安裝軸；11、齒套；12、齒轂；13、外殼；14、高擋從動齒輪；15、高擋接合齒輪；16、低擋從動齒輪；17、低擋接合齒輪。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術方案。

如圖1至3所示，自動同步換擋系統(tǒng)包括動力機構、減速機構、撥叉機構和換擋機構，動力機構包括換擋電機1、控制器2和接合套3，換擋電機1通過法蘭結構固定安裝在外殼13外內(nèi)部，通過法蘭連接結構簡單，性能可靠，成本低且適合批量生產(chǎn)?？刂破?固定安裝在換擋電機1的輸出端，控制器2遠離換擋電機1的一端與接合套3固定連接，減速機構包括絲杠4和螺母套5，絲杠一端穿過接合套3與換擋電機1的輸出端傳動連接，螺母套5套接在絲杠4上且可沿絲杠4移動，從而實現(xiàn)減速的目的。

本實施例中的減速機構通過采用絲杠4和螺母套5組成絲杠螺母副，絲杠螺母副自帶有自鎖功能，相較于現(xiàn)有自動換擋系統(tǒng)中的采用自鎖銷或定位銷，采用絲杠螺母副不僅能夠達到自鎖和減速的目的，還簡化了整個換擋系統(tǒng)的結構，使整個換擋系統(tǒng)變得更加穩(wěn)定。

撥叉機構一端與螺母套5轉動連接，另一端與換擋機構傳動連接。具體地， 撥叉機構包括固定連接的撥頭8和換擋撥叉9，撥頭8通過撥頭安裝軸7與螺母套5轉動連接，為了能使撥頭8能夠繞撥頭安裝軸7擺動，螺母套5外表面上凸設有兩個連接柱，兩個連接柱關于螺母套5的軸線對稱設置，撥頭安裝軸7與每一連接柱之間均設置有一耳板，耳板的一端設置有連接孔，另一端設置有連接凹槽，撥頭安裝軸7插裝在連接孔內(nèi)，連接柱卡入連接凹槽內(nèi)，當螺母套5移動時，帶動耳板同步移動，從而使撥頭安裝軸7發(fā)生轉動，進而帶動撥頭8繞撥頭安裝軸7擺動。為了實時檢測撥頭8的位置信息，在撥頭安裝軸7上設置有撥頭傳感器6，撥頭傳感器6可以把檢測到的撥頭8的位置信息發(fā)送給控制器2從而調控換擋電機1。

撥頭8和換擋撥叉9的連接方式可以采用卡接、焊接或者一體成型，在本實施例中，為了便于撥頭8和換擋撥叉9的拆卸和更換，撥頭8和換擋撥叉9采用卡接的連接方式，具體地，撥頭8為板狀結構，換擋撥叉9包括固定連接的第一撥叉片和第二撥叉片，第一撥叉片和第二撥叉片結構相同，換擋撥叉9整體呈V字形，為了提高撥頭8和換擋撥叉9的連接強度，在第一撥叉片和第二撥叉片的連接處設置有凸起，凸起上設置有卡接槽，撥頭8遠離螺母套5的一端能夠插入卡接槽內(nèi)從而實現(xiàn)撥頭8和換擋撥叉9的卡接。

為了便于安裝撥叉機構和提高換擋穩(wěn)定性，在第一撥叉片和第二撥叉片之間設置有撥叉安裝軸10，在換擋過程中，撥叉機構可以沿撥叉安裝軸10的軸線方向移動，撥叉安裝軸10能夠起到限制撥叉機構移動方向的作用。第一撥叉片和第二撥叉片遠離撥頭8的一端均與換擋機構傳動連接。為了提高連接強度，在第一撥叉片和第二撥叉片遠離撥頭8的一端均設置有一連接部，連接部的延伸方向與第一撥叉片和第二撥叉片的對稱軸平行。

具體地，換擋機構包括調速電機、齒套11、齒轂12和變速齒輪組，變速齒 輪組包括低擋齒輪組和高擋齒輪組，齒套11、齒轂12、低擋齒輪組和高擋齒輪組同軸設置，調速電機能夠調節(jié)低擋齒輪組和高擋齒輪組的轉速，齒套11傳動連接在第一撥叉片連接部和第二撥叉片連接部之間，具體地，第一撥叉片和第二撥叉片的內(nèi)表面上均設置有凹槽，齒套11外表面上設置有環(huán)形凸起，該凸起能夠卡入凹槽內(nèi)，從而保證齒套11既能夠隨換擋撥叉9同步移動，又能繞自己的軸線實現(xiàn)自轉。齒轂12設置齒套11內(nèi)部，齒轂12位于低擋齒輪組和高擋齒輪組之間，齒套11可以根據(jù)指令左右滑動，從而實現(xiàn)與齒轂12、低擋齒輪組和高擋齒輪組的嚙合。在本實施例中，低擋齒輪組包括同軸固定設置的低擋接合齒輪17和低擋從動齒輪16，低擋接合齒輪17位于低擋從動齒輪16和齒轂12之間，當齒套11與低擋齒輪組嚙合時，齒套11與低擋接合齒輪17嚙合，此時整個系統(tǒng)處于低擋；同理，高擋齒輪組包括同軸固定設置的高擋接合齒輪15和高擋從動齒輪14，高擋接合齒輪15位于高擋從動齒輪14和齒轂12之間，當齒套11與高擋齒輪組嚙合時，齒套11與高擋接合齒輪15嚙合，此時整個系統(tǒng)處于高擋；當齒轂12與齒套11嚙合時，整個系統(tǒng)處于空擋。

本實施例還提供了一種電動汽車，該電動汽車使用了上述自動換擋系統(tǒng)，使用該換擋系統(tǒng)的電動汽車不僅具有自鎖功能，成本低、性能可靠，還省去了同步環(huán)結構，從而提高了換擋迅速且減小了換擋沖擊。

在換擋過程中，首先將關于車速、電機轉速和油門踏板等信號分析處理后形成換擋信號，進而將該換擋信號輸入控制器2，從而達到控制換擋電機1啟停和改變轉速方向的目的。換擋電機1通過控制絲杠4的旋轉方向從而控制螺母套5在絲杠4上的運動方向，當換擋電機1正轉時，絲杠4隨之正轉，螺母套5朝遠離換擋電機1的方向移動；當換擋電機1反轉時，絲杠4隨之反轉，螺母套5朝靠近換擋電機1的方向移動。在螺母套5沿絲杠4的移動過程中，螺母 套5帶動撥頭安裝軸7轉動，進而帶動撥頭8擺動，撥頭8驅動換擋撥叉9沿撥叉安裝軸10的軸線方向移動，當換擋撥叉9朝遠離換擋電機1的方向移動時，齒套11與低擋接合齒輪17嚙合，從而實現(xiàn)換擋至低擋；當換擋撥叉9朝靠近換擋電機1的方向移動時，齒套11與高擋接合齒輪15嚙合，從而實現(xiàn)換擋至高擋。

在電動汽車接收到低擋升高擋信號時，控制器2發(fā)出信號，驅動換擋電機1將齒套11從低擋接合齒輪17脫離下來回到空擋，此時驅動調速電機使高擋接合齒輪15轉速精確調到與齒套11相等或相近的轉速，待轉速同步后，齒套11便可順利無沖擊的與高擋接合齒輪15接合，完成汽車升擋；在汽車接收到降擋信號時，控制器2發(fā)出信號，驅動換擋電機1將齒套11從高擋接合齒輪15脫離下來回到空擋，此時驅動調速電機使低擋接合齒輪17轉速精確調到與齒套11相等或相近的轉速，待轉速同步后，齒套11便可順利無沖擊的與低擋接合齒輪17接合，完成降擋?，F(xiàn)有技術中一般采用同步環(huán)結構實現(xiàn)齒套和待接合齒輪轉速同步的方法，在換擋過程中換擋撥叉撥動齒套向同步環(huán)施加壓力，從而對待接合齒輪產(chǎn)生同步力矩，強制與其同步(同步是指待接合齒輪與同步環(huán)不產(chǎn)生相對轉動)，當達到同步時齒套可順利的越過同步環(huán)與待接合齒輪嚙合，完成換擋操作，在換擋過程中，由于同步環(huán)與待接合齒輪之間通過機械摩擦產(chǎn)生同步力矩，從而導致?lián)Q擋時間長且換擋沖擊力大。本實施例中自動換擋系統(tǒng)直接采用驅動電機控制待接合齒輪的轉速從而達到齒套和待接合齒輪轉速同步，不僅整體結構更簡單，空間更緊湊，且同步響應快，換擋時間短，換擋沖擊小。

顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為了清楚說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需 也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型權利要求的保護范圍之內(nèi)。