[發明專利]一種電動汽車用兩擋機械變速器自動操縱機構

在審

• 申請號: 201510445218.2
• 申請日: 2015-07-27
• 公開（公告）號: CN106704582A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 劉成武;羅永革;劉珂路;劉曉燕;佘建強;石振東;姚勝華;金陽;呂科
• 申請（專利權）人: 湖北汽車工業學院
• 主分類號: F16H61/32
• 分類號: F16H61/32;F16H63/30;F16H63/42
• 代理公司: 十堰博迪專利事務所42110
• 代理人: 高良軍

技術領域

本發明涉及動汽車用兩擋機械變速器自動操縱機構，尤其是一種電動汽車用兩擋機械變速器自動操縱機構。

背景技術

汽車是人類不可或缺的交通工具，但隨著環境污染的日益嚴重重，不可再生資源的不斷減少，發展節能和新能源汽車已經成為世界各國的必然選擇。當前，我國的重點是推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產業化，以提升我國汽車產業整體技術水平。

電動汽車采用兩檔變速器變速方案，已經得到了業內的廣泛認可。如何利用機械變速器實現自動控制，也具備了很多成功的案例。表一是相專利的檢索結果：

表一：

在以上檢索結果中，專利1是一種檢測自動變速器齒輪檔位的傳感器系統，它位于變速箱內一個止動盤附近，該系統包括一個編碼器和至少一個位置與編碼器相對的傳感器。編碼器是一個具有至少一個編好代碼道在其上的磁帶，其中傳感器與編好的代碼道并置，從而產生一個代表編碼器裝置的位置及其相應檔位的數字信號。專利2、3、4、5、6公開了新型結構的機械自動變速器，均在常嚙合齒輪變速器的基礎上做了較大改動，以便達到自動變速的功能，因此制造成本高，不利于在用車上普通機械變速器的改裝。

專利7、8和14采用液力變矩器配合固定減速比或行星齒輪機構提供更大范圍的變速以彌補單一速比的不足，但液力變矩器本身的低效率及復雜結構阻礙其廣泛應用。

專利9采用的是液壓裝置控制實現高低擋位的切換，液壓系統本身的復雜性及對密封的要求，換擋力大小調節困難等使其優勢不如電動換擋機構。

專利11針對電動汽車機械式變速器實現駐車制動，提出了一種新方案。

專利10采用單排行星齒輪機構實現兩擋切換，專利12提供了一種采用多個離合器，通過其分離吸合實現換檔的方案。上述方案均需要借助液壓控制系統完成換擋動作。專利13公開了一種帶干式離合器的二檔機械自動變速器，離合器和傳統布置形式不同。操作離合器和結合套能實現動力不中斷換檔。專利15公開的自動變速器采用的離合器總成內有主動摩擦片、被動摩擦盤及離合器壓盤，通過電磁鐵控制主動摩擦片與被動摩擦盤的結合與分離，由步進電機帶動撥叉進而帶動同步器接合套進行擋位的自動切換。上述方案均造成了系統結構復雜度增加，控制難度加大。

專利16采用電機控制機械變速器實現選換擋，相對于氣動或液壓方案，無需另外布置動力源，有利于在電動汽車上采用。但所提出的換擋位置檢測方式，存在不精確的問題，不利于換擋過程的準確控制。

發明內容

針對電動汽車用兩擋機械變速器，本發明提出一種電動汽車用兩擋機械變速器自動操縱機構，成本低，對兩擋機械變速器改動最小，可對換擋全過程各位置進行準確檢測，有利于實現更加智能的換擋過程控制。

技術構思：針對電動汽車用兩擋機械變速器本身僅需要高低兩個擋位，利用電機反轉可實現汽車倒向行駛，變速器無需倒擋，故其只需要設置換擋控制裝置而無需選擋裝置。

本發明的技術方案：一種電動汽車用兩擋機械變速器自動操縱機構，包括殼體、換擋軸、換擋撥頭構成的換擋執行機構，其特征在于：在換擋軸一端布置一個自帶渦輪蝸桿減速機構的電機，渦輪蝸桿減速機構的渦輪與與換擋軸一端呈傳動連接；換擋軸另一端設置有轉角位置傳感器，轉角位置傳感器與換擋軸固定連接；轉角位置傳感器監測換擋位置并將信號傳給控制單元，以判斷換擋位置。

有益效果：本發明通過自帶渦輪蝸桿減速機構的電機驅動換擋軸轉動，轉角位置傳感器監測換擋位置并將信號傳給控制單元，以判斷換擋位置。本發明結構簡單，工作可靠且有效，相比原有的采用開關量信號或在電機上集成傳感器檢測擋位信號，該方案直接測量換擋軸，更為準確，排除了電機與換擋軸之間傳動間隙等干擾因素，能更有效完成換擋過程中對換擋力矩的調節與控制。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

結合圖1所示，進一步描述本發明如下：一種電動汽車用兩擋機械變速器自動操縱機構，包括殼體5、換擋軸4、換擋撥頭7構成的換擋執行機構，所述換擋執行機構的零部件及裝配結構都是現有技術（換擋軸4能轉動的支撐在殼體5內，換擋撥頭7上端的安裝孔與換擋軸4花鍵配合），在此不詳細描述；在換擋軸一端布置一個自帶渦輪蝸桿減速機構2的電機1，渦輪蝸桿減速機構的渦輪2-1與與換擋軸4一端呈傳動連接3；換擋軸另一端設置有轉角位置傳感器6，轉角位置傳感器6與換擋軸4固定連接；轉角位置傳感器6監測換擋位置并將信號傳給控制單元，以判斷換擋位置。