專(zhuān)利名稱(chēng)：摩托車(chē)智能換擋系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及摩托車(chē)的換擋，尤其是一種摩托車(chē)智能換擋系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，摩托車(chē)采用的換擋方式有以下幾種1、騎士車(chē)采用手腳并用換擋，即手拉離合腳踩換擋臂進(jìn)行換擋，對(duì)手腳配合的協(xié)調(diào)性要求高，使新手駕車(chē)操作難度大，操作不當(dāng)容易損壞發(fā)動(dòng)機(jī)而導(dǎo)致事故，而且很難保證是在最佳時(shí)機(jī)進(jìn)行換擋，因而發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油量大，燃油燃燒不充分而污染環(huán)境；2、彎梁車(chē)雖然不用離合，但還是需要用腳來(lái)踩換擋臂，同樣存在使用不方便的問(wèn)題；3、踏板車(chē)雖已實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速，但由于其變速傳動(dòng)部分采用皮帶傳動(dòng)方式，存在功率低、速度慢、耗油量大及負(fù)荷能力小等致命缺點(diǎn)。綜上所述，目前摩托車(chē)的換擋存在著很多不安全因素，浪費(fèi)燃油，排放廢氣污染環(huán)境嚴(yán)重及換擋舒適度差等諸多問(wèn)題，且急需解決。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可外掛于現(xiàn)有有級(jí)變速摩托車(chē)上，不需人為操作或只需要簡(jiǎn)單地按一下按鈕就能自動(dòng)完成換擋操作，從而降低了摩托車(chē)駕駛難度的摩托車(chē)智能換擋系統(tǒng)。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種摩托車(chē)智能換擋系統(tǒng)，該換擋系統(tǒng)包括微型控制器、驅(qū)動(dòng)控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、限位檢測(cè)模塊、傳動(dòng)組件、半離合控制電路、信號(hào)采集系統(tǒng)及手動(dòng)按鈕，其中，微型控制器接收信號(hào)采集系統(tǒng)發(fā)來(lái)的車(chē)輛狀態(tài)信息，進(jìn)行運(yùn)算、處理，并在最佳加擋或減擋時(shí)機(jī)向驅(qū)動(dòng)控制電路提供換擋觸發(fā)信號(hào)，微型控制器上連接有投入控制開(kāi)關(guān)，微型控制器的復(fù)位腳端連接有手動(dòng)離合檢測(cè)電路；驅(qū)動(dòng)控制電路接收微型控制器或手動(dòng)按鈕發(fā)來(lái)的換擋觸發(fā)信號(hào)，并向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路接收來(lái)自驅(qū)動(dòng)控制電路、半離合控制電路或限位檢測(cè)模塊發(fā)來(lái)的控制信號(hào)，向傳動(dòng)組件提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)；限位檢測(cè)模塊由限位傳感器及其轉(zhuǎn)換電路組成，其中限位傳感器設(shè)在傳動(dòng)組件上，它將檢測(cè)到的限位信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出給驅(qū)動(dòng)控制電路；信號(hào)采集系統(tǒng)由車(chē)速檢測(cè)模塊、擋位檢測(cè)模塊及負(fù)載檢測(cè)模塊組成，它們分別將檢測(cè)到的車(chē)速信息、擋位信息及負(fù)載信息發(fā)送給微型控制器；傳動(dòng)組件由動(dòng)力、離合機(jī)構(gòu)及換擋機(jī)構(gòu)組成，換擋機(jī)構(gòu)聯(lián)接在動(dòng)力的輸出端與發(fā)動(dòng)機(jī)換擋臂之間，離合機(jī)構(gòu)聯(lián)接在動(dòng)力的輸出端與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂之間，離合機(jī)構(gòu)上聯(lián)接有自動(dòng)回油裝置。
上述驅(qū)動(dòng)控制電路為互鎖延時(shí)控制電路，由兩個(gè)RS觸發(fā)器及外圍元件構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)電路由加、減擋驅(qū)動(dòng)器及對(duì)應(yīng)的兩繼電器組成，其中加、減擋驅(qū)動(dòng)器的輸入腳分別與兩個(gè)RS觸發(fā)器的輸出腳相連，輸出腳則分別通過(guò)兩繼電器與動(dòng)力相聯(lián)。
上述換擋機(jī)構(gòu)由換擋傳動(dòng)桿和換擋拉桿構(gòu)成，換擋傳動(dòng)桿的一端與動(dòng)力輸出端相聯(lián)，另一端活套于定位軸上，換擋拉桿的兩頭分別鉸接在換擋傳動(dòng)桿端和發(fā)動(dòng)機(jī)換擋臂端；離合機(jī)構(gòu)由離合傳動(dòng)桿、支臂和離合拉索構(gòu)成，離合傳動(dòng)桿的一端與與動(dòng)力輸出端相聯(lián)，另一端活套于定位軸上，支臂固接在離合傳動(dòng)桿上，離合拉索聯(lián)于支臂與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂之間；動(dòng)力和定位軸固定在安裝座上，所述限位傳感器為霍爾限位傳感器。
上述動(dòng)力可以是電機(jī)，則在電機(jī)的輸出軸上設(shè)有換擋撥塊和離合撥塊，換擋傳動(dòng)桿的一端與換擋撥塊觸接，離合傳動(dòng)桿的一端與離合撥塊觸接，限位傳感器安裝在電機(jī)端面上，在換擋撥塊上設(shè)有與限位傳感器相對(duì)應(yīng)的磁性材料，兩繼電器互斥地串接在電機(jī)的電源線(xiàn)上，分別控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。
上述動(dòng)力也可以是液/氣壓缸，則換擋傳動(dòng)桿的一端與液/氣壓缸上的活塞桿相聯(lián)，離合傳動(dòng)桿與換擋傳動(dòng)桿合為一體，支臂設(shè)有呈夾角的兩根，并分別通過(guò)兩根離合拉索與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂相聯(lián)，在液/氣壓缸內(nèi)腔的兩端和中部均設(shè)有限位傳感器，液/氣壓缸的兩進(jìn)出管路上串接有電磁換向閥，兩繼電器互斥地串接在電磁換向閥的電源線(xiàn)上，分別控制液/氣壓缸兩進(jìn)出管路上液/氣體的流向。
本實(shí)用新型的微型控制器中寫(xiě)入有單片機(jī)控制程序，是一個(gè)綜合數(shù)據(jù)處理中心，微型控制器上連接有投入控制開(kāi)關(guān)，可通過(guò)操作投入控制開(kāi)關(guān)使微型控制器投入或不投入使用；微型控制器的復(fù)位腳端連接有手動(dòng)離合檢測(cè)電路，用來(lái)監(jiān)控閘把上的離合動(dòng)作，一旦有人工操作離合器的跡象，則通過(guò)手動(dòng)離合檢測(cè)電路使微型控制器復(fù)位，微型控制器不再起作用，使完全人工操作模式不受影響。信號(hào)采集系統(tǒng)中的車(chē)速檢測(cè)模塊主要為霍爾限位傳感器，通過(guò)與摩托車(chē)路碼表上的磁環(huán)相配合，當(dāng)摩托車(chē)運(yùn)行時(shí)，該霍爾限位傳感器輸出與車(chē)速相比的信號(hào)給微型控制器，從而間接得到摩托車(chē)的速度信息；擋位檢測(cè)模塊為擋位轉(zhuǎn)換電路，連接在摩托車(chē)各擋位輸出線(xiàn)與微型控制器之間，將摩托車(chē)的擋位狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換后發(fā)送到微型控制器；負(fù)載檢測(cè)模塊可以是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器及其轉(zhuǎn)換電路，也可是化油器油門(mén)開(kāi)度檢測(cè)電路，或者兩者的結(jié)合。摩托車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，微型控制器接收來(lái)自信號(hào)采集系統(tǒng)的車(chē)速信號(hào)、擋位信號(hào)及負(fù)載信號(hào)，根據(jù)軟件程序進(jìn)行分析、比較、判斷，在最佳減擋或加擋的時(shí)機(jī)發(fā)出觸發(fā)信號(hào)到驅(qū)動(dòng)控制電路，使驅(qū)動(dòng)電路中的加擋器或減擋器導(dǎo)通，與動(dòng)力相聯(lián)的繼電器吸合，動(dòng)力起動(dòng)并通過(guò)傳動(dòng)組件分別帶動(dòng)自動(dòng)回油裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂及發(fā)動(dòng)機(jī)換擋臂工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)回油及自動(dòng)加擋或減擋，當(dāng)換擋到位后，由限位傳感器發(fā)出限位信號(hào)到驅(qū)動(dòng)控制電路，驅(qū)動(dòng)控制電路使驅(qū)動(dòng)電路中的加擋器或減擋器截止，與動(dòng)力相聯(lián)的繼電器斷開(kāi)，動(dòng)力停止工作，換擋操作完成。
本實(shí)用新型的有益效果是可外掛于摩托車(chē)上，不影響現(xiàn)有摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，在保留原來(lái)人工換擋操作模式的情況下增加了手動(dòng)和全自動(dòng)換擋操作模式。在手動(dòng)或全自動(dòng)換擋操作模式下，由于換擋及換擋前的回油和離合操作均是自動(dòng)進(jìn)行，駕駛摩托車(chē)時(shí)，只需操控油門(mén)手把和剎車(chē)裝置，降低了駕駛摩托車(chē)的難度，使用更安全；在全自動(dòng)換擋操作模式下，由于通過(guò)程序控制使摩托車(chē)在最佳加擋或減擋的時(shí)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)加擋或減擋操作，因此可有效杜絕拖(綿)擋現(xiàn)象，降低了燃油消耗，提高了尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，并使摩托車(chē)處于最佳性能狀態(tài)。


圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型中電源VCC1的電路圖；圖3是本實(shí)用新型中驅(qū)動(dòng)控制電路2、驅(qū)動(dòng)電路3、半離合控制電路6及限位檢測(cè)模塊22連接在一起的電路圖；圖4是本實(shí)用新型中微型控制器MCU、手動(dòng)離合檢測(cè)電路23及投入控制開(kāi)關(guān)K2連接在一起的電路圖；圖5是本實(shí)用新型中負(fù)載檢測(cè)模塊53的電路圖；圖6是本實(shí)用新型中車(chē)速檢測(cè)模塊51的電路圖；圖7是本實(shí)用新型中擋位檢測(cè)模塊52的電路圖；圖8是本實(shí)用新型中傳動(dòng)組件4實(shí)施方案一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖8的左視圖；圖10是圖8的右視圖；圖11是圖3中電機(jī)M與繼電器J1、J2連接關(guān)系的電路圖；
圖12是本實(shí)用新型中傳動(dòng)組件4實(shí)施方案二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是圖12的左視圖(省略安裝座16和發(fā)動(dòng)機(jī)30)；圖14是圖12的右視圖；圖15是圖7中液/氣壓缸20與電磁換向閥T及繼電器J1、J2連接關(guān)系的電氣圖；圖16是本實(shí)用新型中自動(dòng)回油裝置7的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17是圖16的A向視圖(放大并剖開(kāi))。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述如圖1所示，本實(shí)用新型由微型控制器MCU、驅(qū)動(dòng)控制電路2、驅(qū)動(dòng)電路3、限位檢測(cè)模塊22、傳動(dòng)組件4、信號(hào)采集系統(tǒng)5、半離合控制電路6、手動(dòng)離合檢測(cè)電路23、手動(dòng)按鈕K1、投入控制開(kāi)關(guān)K2及自動(dòng)回油裝置7組成，其中，微型控制器MCU接收信號(hào)采集系統(tǒng)5發(fā)來(lái)的車(chē)輛狀態(tài)信息，進(jìn)行運(yùn)算、處理，并在最佳加擋或減擋時(shí)機(jī)向驅(qū)動(dòng)控制電路2提供換擋觸發(fā)信號(hào)，微型控制器MCU上連接投入控制開(kāi)關(guān)K2，微型控制器MCU的復(fù)位腳端連接手動(dòng)離合檢測(cè)電路23；通過(guò)操作投入控制開(kāi)關(guān)K2使微型控制器MCU投入或不投入使用，手動(dòng)離合檢測(cè)電路23則用來(lái)監(jiān)控是否有人工操作離合的跡象，一旦有人工操作離合器(即完全人工換擋模式)跡象，手動(dòng)離合檢測(cè)電路23使微型控制器MCU復(fù)位，微型控制器MCU不再起作用，從而在某些應(yīng)急情況下，不影響完全人工換擋操作的正常進(jìn)行。
驅(qū)動(dòng)控制電路2接收微型控制器MCU或手動(dòng)按鈕K1發(fā)來(lái)的換擋觸發(fā)信號(hào)，并向驅(qū)動(dòng)電路3發(fā)出控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路3接收來(lái)自驅(qū)動(dòng)控制電路2、半離合控制電路6或限位檢測(cè)模塊22發(fā)來(lái)的控制信號(hào)，向傳動(dòng)組件4提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)(電壓)；
限位檢測(cè)模塊22由限位傳感器H及其轉(zhuǎn)換電路組成，其中限位傳感器H設(shè)在傳動(dòng)組件4上，它將檢測(cè)到的限位信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出給驅(qū)動(dòng)控制電路2；信號(hào)采集系統(tǒng)5由車(chē)速檢測(cè)模塊51、擋位檢測(cè)模塊52及負(fù)載檢測(cè)模塊53組成，它們分別將檢測(cè)到的車(chē)速信息、擋位信息及負(fù)載信息發(fā)送給微型控制器MCU；傳動(dòng)組件4由動(dòng)力41、離合機(jī)構(gòu)42及換擋機(jī)構(gòu)43組成，換擋機(jī)構(gòu)43聯(lián)接在動(dòng)力41的輸出端與發(fā)動(dòng)機(jī)換擋臂8之間，離合機(jī)構(gòu)42聯(lián)接在動(dòng)力41的輸出端與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂9之間，離合機(jī)構(gòu)42上聯(lián)接有自動(dòng)回油裝置7。
圖2示出本實(shí)用新型中電源VCC1的電路圖，電源VCC1由摩托車(chē)自帶的12V電源VCC提供，VCC連接到摩托車(chē)的鑰匙開(kāi)關(guān)上，通過(guò)電阻R24限流，發(fā)光二極管DL連接到6V的穩(wěn)壓三極管W輸入端，穩(wěn)壓三極管輸出6V電壓VCC1。
圖3是驅(qū)動(dòng)控制電路2、驅(qū)動(dòng)電路3、半離合控制電路6、手動(dòng)按鈕K1及限位檢測(cè)模塊22連接在一起的電路圖。驅(qū)動(dòng)控制電路2為互鎖延時(shí)控制電路，由兩個(gè)RS觸發(fā)器RS1、RS2及外圍元件構(gòu)成；手動(dòng)按鈕K1為自復(fù)位單刀雙擲按鈕，串接于兩個(gè)RS觸發(fā)器RS1、RS2的輸入腳之間；驅(qū)動(dòng)電路3由加、減擋驅(qū)動(dòng)器Q1和Q2及對(duì)應(yīng)的兩繼電器J1和J2組成，其中加、減擋驅(qū)動(dòng)器Q1和Q2的輸入腳分別與兩個(gè)RS觸發(fā)器RS1和RS2的輸出腳相連，輸出腳則連接兩繼電器J1和J2。虛線(xiàn)框A1為限位檢測(cè)模塊22，其中H為限位傳感器。虛線(xiàn)框A2為半離合控制電路6，當(dāng)摩托車(chē)在空擋內(nèi)，油門(mén)開(kāi)度信號(hào)等于設(shè)定信號(hào)時(shí)，通過(guò)程序處理后由微型控制器MCU的4腳或5腳輸出一個(gè)控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制電路2，并且延時(shí)一段時(shí)間(此時(shí)間根據(jù)需要設(shè)定)后，微型控制器MCU的6腳輸出一個(gè)低電平復(fù)位RS觸發(fā)器RS1或RS2，使相應(yīng)的Q1或Q2截止，直到摩托車(chē)由空擋加到一擋限位傳感器H輸出限位信號(hào)為止。
圖4是本實(shí)用新型中微型控制器MCU、手動(dòng)離合檢測(cè)電路23及投入控制開(kāi)關(guān)K2的的電路圖，微型控制器MCU采用AT89S52芯片，電阻R32、R33、R34、R35、C11、Q4組成微型控制器MCU的復(fù)位電路，使微型控制器MCU在加電時(shí)能可靠復(fù)位，當(dāng)MCU加電時(shí)，電源VCC1通過(guò)電阻R32、復(fù)位電阻R35對(duì)C11充電，由R34、R33分壓后加到三極管Q4的基極，Q4導(dǎo)通微型控制器MCU的9腳為低電平完成復(fù)位過(guò)程。虛線(xiàn)框A5部分為手動(dòng)離合檢測(cè)電路23，三極管Q5的集電級(jí)接微型控制器MCU的9腳，當(dāng)駕駛者用手握動(dòng)離合臂，拉動(dòng)離合器脫開(kāi)時(shí)，手動(dòng)離合檢測(cè)電路23中的a、b兩點(diǎn)短接，三極管Q5導(dǎo)通，使微型控制器MCU復(fù)位，微型控制器MCU不再起作用，這時(shí)就可正常進(jìn)行全人工換擋操作。投入控制開(kāi)關(guān)K2一端連接微型控制器MCU的17腳，另一端接地，通過(guò)程序控制，當(dāng)合上投入控制開(kāi)關(guān)K2，微型控制器MCU不投入使用，斷開(kāi)投入控制開(kāi)關(guān)K2，則微型控制器MCU投入使用。
圖5是本實(shí)用新型中負(fù)載檢測(cè)模塊53的電路圖，其中虛線(xiàn)框A3部分為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器的轉(zhuǎn)換電路，A4為油門(mén)位移傳感器的油門(mén)開(kāi)度檢測(cè)電路和電容式傳感器，A3和A4共同構(gòu)成負(fù)載檢測(cè)模塊53，電容式傳感器安裝在油門(mén)拉索上，通過(guò)油門(mén)拉索的位移變化產(chǎn)生電容變化，電路中CX1、CX2為電容傳感器等效電容，與555組成振蕩器，其振蕩頻率由CX1、CX2的值決定，微型控制器MCU通過(guò)軟件對(duì)電子開(kāi)關(guān)4053進(jìn)行控制，分別切換CX1、CX2的接入來(lái)獲得油門(mén)的打開(kāi)程度，同時(shí)也用于切換發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和油門(mén)開(kāi)度信號(hào)給微型控制器MCU進(jìn)行處理，圖中1N連接發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火脈沖，CX1、CX2連接到安裝于車(chē)架上的電容傳感器；圖6是本實(shí)用新型中車(chē)速檢測(cè)模塊51的電路圖，該模塊為霍爾限位傳感器H1，其輸出3腳連接微型控制器MCU的14腳，配合路碼表上的磁環(huán)，檢測(cè)摩托車(chē)的適時(shí)車(chē)速信息。
圖7是本實(shí)用新型中擋位檢測(cè)模塊52的電路圖，DW_X連接到摩托車(chē)的相應(yīng)擋位輸出線(xiàn)上，即DW_0接摩托車(chē)空擋線(xiàn)，DW_1接摩托車(chē)的1擋線(xiàn)，DW_2接摩托車(chē)的2擋線(xiàn)，DW_3接摩托車(chē)的3擋線(xiàn)，DW_4接摩托車(chē)的4擋線(xiàn)，DW_5接摩托車(chē)的5擋線(xiàn)；當(dāng)摩托車(chē)處于空擋時(shí)DW_0為0V其余擋位為高電平，三極管Q5導(dǎo)通，使微型控制器MCU的21腳為低電平其余擋位為高電平(5V)，當(dāng)摩托車(chē)在除五擋以外的的擋位時(shí)DW_0為12V，通過(guò)電阻R39、R40分壓后加到三極管Q6、Q7、Q8、Q9、Q10的基極，當(dāng)摩托車(chē)處在除空擋以外的其它擋位時(shí)相應(yīng)的擋位線(xiàn)為低電平，從而微型控制器MCU可以根據(jù)此信號(hào)判斷出摩托車(chē)當(dāng)前的擋位。
圖16、圖17示出本實(shí)用新型中自動(dòng)回油裝置7的結(jié)構(gòu)圖，該自動(dòng)回油裝置7由轉(zhuǎn)塊71、移動(dòng)塊72及安裝座73組成，轉(zhuǎn)塊71的一端通過(guò)限位銷(xiāo)71a限位在移動(dòng)塊72的水平滑槽72a中，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)74限位在安裝座73的水平滑槽73a中，油門(mén)拉索被分為兩段，其中與化油器相聯(lián)的一段油門(mén)拉索76聯(lián)接在轉(zhuǎn)塊71上，與油門(mén)手把相聯(lián)的一段油門(mén)拉索77聯(lián)接在轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)74上，控制拉索21聯(lián)接在移動(dòng)塊72上，移動(dòng)塊72與安裝座73內(nèi)底部之間設(shè)有回位彈簧75，該裝置通過(guò)控制拉索21與離合機(jī)構(gòu)42相聯(lián)。
圖16還示出轉(zhuǎn)塊71具有一扇形部和柄部，限位于移動(dòng)塊72水平滑槽72a中的限位銷(xiāo)71a位于柄部端，限位于安裝座73水平滑槽73a中的轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)74安裝在扇形部靠近右下角處，與化油器相聯(lián)的一段油門(mén)拉索76繞接在扇形部的弧形凹槽71b中，其端部由定位銷(xiāo)78固定。
從圖16可進(jìn)一步看出回位彈簧75的兩頭分別由固定在移動(dòng)塊72和安裝座73上的兩導(dǎo)向柱79進(jìn)行定位。與油門(mén)手把相聯(lián)的一段油門(mén)拉索77通過(guò)U形卡子80與轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)74相聯(lián)，轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)74與轉(zhuǎn)塊71、U形卡子80之間均為活動(dòng)聯(lián)接。
在本實(shí)用新型中，傳動(dòng)組件4可有兩種具體實(shí)施方案，分別如圖8至圖11及圖12至圖15所示。
實(shí)施方案一參見(jiàn)圖8至圖11，在該實(shí)施方案中，換擋機(jī)構(gòu)43由換擋傳動(dòng)桿10和換擋拉桿11構(gòu)成，動(dòng)力為電機(jī)M，電機(jī)M的輸出軸上設(shè)有換擋撥塊17和離合撥塊18，換擋傳動(dòng)桿10的一端與換擋撥塊17觸接，另一端活套于定位軸12上，電機(jī)M和定位軸12均用螺釘固定在安裝座16上，安裝座16固定在發(fā)動(dòng)機(jī)30(雙點(diǎn)劃線(xiàn)表示)上，換擋拉桿11的兩頭分別以球頭-球窩連接方式鉸接在換擋傳動(dòng)桿10端和發(fā)動(dòng)機(jī)換擋臂8端，離合機(jī)構(gòu)42由離合傳動(dòng)桿13、支臂14及離合拉索15構(gòu)成，離合傳動(dòng)桿13的一端與離合撥塊18觸接，另一端與支臂14成一定夾角固接并活套在定位軸12上，支臂14通過(guò)離合拉索15與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂9相聯(lián)。
限位傳感器H為霍爾限位傳感器，安裝在電機(jī)M端面上，在換擋撥塊17上設(shè)有與限位傳感器H相對(duì)應(yīng)的磁性材料19。兩繼電器J1、J2互斥地串接在電機(jī)M的電源線(xiàn)上，分別控制電機(jī)M的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。
其工作原理是參見(jiàn)圖1至7及圖9、圖11，圖中RS觸發(fā)器RS1、RS2與外圍元件組成一個(gè)互鎖延時(shí)控制電路，Q1、Q2為加擋和減擋驅(qū)動(dòng)器，分別驅(qū)動(dòng)繼電器J1、J2工作。摩托車(chē)在行駛過(guò)程中，微型控制器MCU通過(guò)對(duì)車(chē)速檢測(cè)模塊51、擋位檢測(cè)模塊52及負(fù)載檢測(cè)模塊53等收集的信息進(jìn)行分析、處理，當(dāng)驅(qū)動(dòng)控制電路2接收到微型控制器MCU或手動(dòng)按鈕K1發(fā)來(lái)的加擋觸發(fā)信號(hào)時(shí)，RS1觸發(fā)器的5腳輸出一個(gè)接近5V的高電平，該高電平通過(guò)電阻R16驅(qū)動(dòng)三極管Q1導(dǎo)通使繼電器J1吸合，12V電源VCC加到電機(jī)M上，電機(jī)M轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)換擋撥塊17和離合撥塊18跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)，離合撥塊18、換擋撥塊17分別推動(dòng)離合傳動(dòng)桿13、換擋傳動(dòng)桿10繞定位軸12轉(zhuǎn)動(dòng)；離合傳動(dòng)桿13通過(guò)支臂14帶動(dòng)離合拉索15拉動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂9旋轉(zhuǎn)，使離合器脫開(kāi)；離合拉索15也通過(guò)控制拉索21帶動(dòng)自動(dòng)回油裝置7進(jìn)行自動(dòng)回油操作，為換擋做準(zhǔn)備；與此同時(shí)，換擋傳動(dòng)桿10帶動(dòng)換擋拉桿11推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)換擋臂8旋轉(zhuǎn)，當(dāng)換擋撥塊17上的磁性材料19轉(zhuǎn)過(guò)限位傳感器H時(shí)，限位傳感器H接受到換擋撥塊17上的磁信號(hào)，限位傳感器H的3腳輸出0V，給RS1觸發(fā)器的1腳提供一個(gè)觸發(fā)信號(hào)使RS1觸發(fā)器的5腳為低電平，Q1截止，繼電器J1斷開(kāi)電機(jī)M的電源，電機(jī)M停止運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)加擋。當(dāng)RS1觸發(fā)器的5腳輸出5V時(shí)，相應(yīng)的6腳輸出0V使RS2觸發(fā)器的12腳為0V，即RS2被RS1鎖定；只有當(dāng)RS1觸發(fā)器的5腳為0V(RS1觸發(fā)器不工作)時(shí)RS2才允許被觸發(fā)控制。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)控制電路2接收到微型控制器MCU或手動(dòng)按鈕K1發(fā)來(lái)的減擋觸發(fā)信號(hào)時(shí)，RS2觸發(fā)器的9腳輸出一個(gè)接近5V的高電平，該高電平通過(guò)電阻R19驅(qū)動(dòng)三極管Q2導(dǎo)通使繼電器J2吸合，12V電源VCC反向加到電機(jī)M上，電機(jī)M輸出軸反向旋轉(zhuǎn)，減擋時(shí)傳動(dòng)組件4中各零件的動(dòng)作與上述相反，同理，減擋時(shí)RS2觸發(fā)器工作，RS1觸發(fā)器則被鎖定。
在全自動(dòng)換擋操作模式下，摩托車(chē)起步時(shí)，掛擋不同于正常行使中的換擋，掛擋動(dòng)作需緩慢進(jìn)行。微型控制器MCU數(shù)據(jù)處理中心能夠根據(jù)擋位檢測(cè)模塊得知為空擋狀態(tài)，于是通過(guò)半離合控制電路6，使驅(qū)動(dòng)控制電路2發(fā)出一個(gè)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路3，以平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)空擋掛擋。在手動(dòng)操作模式下，摩托車(chē)起步時(shí)，需要用手來(lái)拉離合拉索15，以便人工掌握控制摩托車(chē)的的半離合狀態(tài)。
實(shí)施方案二參見(jiàn)圖12至圖15，該實(shí)施方案與實(shí)施方案一的不同之處為傳動(dòng)組件4中的動(dòng)力是液壓缸20(或氣壓缸，以下同)，換擋傳動(dòng)桿10的一端與液壓缸20上的活塞桿20c相聯(lián)；離合傳動(dòng)桿13與換擋傳動(dòng)桿10合為一體，支臂14設(shè)有呈夾角的兩根14a和14b，并分別通過(guò)兩根離合拉索15a、15b與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂9相聯(lián)，在液壓缸20內(nèi)腔的兩端和中部均設(shè)有限位傳感器H，液壓缸20的兩進(jìn)出管路20a、20b上串接有電磁換向閥T，兩繼電器J1、J2互斥地串接在電磁換向閥T的電源線(xiàn)上，分別控制液壓缸20兩進(jìn)出管路20a、20b上液體的流向。
其工作原理是電路部分的工作原理與實(shí)施方案一相同，參見(jiàn)圖1至圖7及圖13、圖15，液壓油(或氣體，以下同)通過(guò)進(jìn)出管路20a、20b進(jìn)出液壓缸20，活塞桿20C在液壓缸20內(nèi)左右移動(dòng)而帶動(dòng)換擋傳動(dòng)桿10繞定位軸12轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)加擋時(shí)，加擋控制器Q1導(dǎo)通使繼電器J1吸合，電磁換向閥T使進(jìn)出管路20b向液壓缸20內(nèi)進(jìn)油而進(jìn)出管路20a出油，活塞桿20c向左運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)換擋傳動(dòng)桿10(離合傳動(dòng)桿13與其合為一體)繞定位軸12逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，支臂14b通過(guò)離合拉索15b拉動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂9旋轉(zhuǎn)，使離合器脫開(kāi)，同時(shí)離合拉索15b通過(guò)控制拉索21帶動(dòng)自動(dòng)回油裝置7進(jìn)行回油，為換擋做準(zhǔn)備，換擋傳動(dòng)桿10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)換擋拉桿11推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)換擋臂8順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，完成加擋。當(dāng)液壓缸20內(nèi)的活塞靠近左端的限位傳感器H時(shí)，限位傳感器H發(fā)出信號(hào)到驅(qū)動(dòng)控制電路2使加擋控制器Q1截止，并通過(guò)繼電器J1使電磁換向閥T換向，即進(jìn)出管路20b出油而進(jìn)出管路20a向液壓缸20內(nèi)進(jìn)油，活塞桿20c在液壓缸20內(nèi)反向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞靠近液壓缸20中部的限位傳感器H時(shí)，限位傳感器H發(fā)出信號(hào)到驅(qū)動(dòng)控制電路2使加擋控制器Q1導(dǎo)通，并通過(guò)繼電器J1使電磁換向閥T復(fù)位，即進(jìn)出管路20a、20b停止進(jìn)出油，活塞停在液壓缸20中部而復(fù)位。減擋時(shí)與上述動(dòng)作過(guò)程相反。
在上述實(shí)施方案一和實(shí)施方案二中自動(dòng)回油裝置7的工作原理是當(dāng)支臂14帶動(dòng)離合拉索15進(jìn)行離合操作的同時(shí)，離合拉索15通過(guò)控制拉索21帶動(dòng)自動(dòng)回油裝置7進(jìn)行自動(dòng)回油操作。參見(jiàn)圖16，轉(zhuǎn)塊71和U形卡子80分別受與化油器相聯(lián)的一段油門(mén)拉索76和與油門(mén)手把相聯(lián)的一段油門(mén)拉索77的拉力，由于轉(zhuǎn)塊71和U形卡子80之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)74聯(lián)接，且轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)74與U形卡子80之間為活動(dòng)聯(lián)接，因此轉(zhuǎn)塊71和U形卡子80在水平方向上呈聯(lián)動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)油門(mén)手把可直接控制化油器閥門(mén)大小。換擋時(shí)，控制拉索21帶動(dòng)移動(dòng)塊72下移，移動(dòng)塊72帶動(dòng)轉(zhuǎn)塊71繞轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)74轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)塊71上的限位銷(xiāo)71a在移動(dòng)塊72上的水平滑槽72a中右移，轉(zhuǎn)塊71的上端逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，與化油器相聯(lián)的一段油門(mén)拉索76回縮，從而實(shí)現(xiàn)換擋自動(dòng)回油。換擋操作完成時(shí)，支臂14復(fù)位，解除對(duì)控制拉索21的拉動(dòng)，移動(dòng)塊72在導(dǎo)向柱79上回位彈簧75的作用下上移復(fù)位，轉(zhuǎn)塊71按相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)位。在此過(guò)程中，仍然可轉(zhuǎn)動(dòng)油門(mén)手把進(jìn)行加油，因而不影響在某些特殊情況下(如上坡)在換擋的同時(shí)進(jìn)行加油操作的需要。
權(quán)利要求1.一種摩托車(chē)智能換擋系統(tǒng)，其特征在于該換擋系統(tǒng)包括微型控制器(MCU)、驅(qū)動(dòng)控制電路(2)、驅(qū)動(dòng)電路(3)、限位檢測(cè)模塊(22)、傳動(dòng)組件(4)、半離合控制電路(6)、信號(hào)采集系統(tǒng)(5)及手動(dòng)按鈕(K1)，其中，微型控制器(MCU)接收信號(hào)采集系統(tǒng)(5)發(fā)來(lái)的車(chē)輛狀態(tài)信息，進(jìn)行運(yùn)算、處理，并在最佳加擋或減擋時(shí)機(jī)向驅(qū)動(dòng)控制電路(2)提供換擋觸發(fā)信號(hào)，微型控制器(MCU)上連接有投入控制開(kāi)關(guān)(K2)，微型控制器(MCU)的復(fù)位腳端連接有手動(dòng)離合檢測(cè)電路(23)；驅(qū)動(dòng)控制電路(2)接收微型控制器(MCU)或手動(dòng)按鈕(K1)發(fā)來(lái)的換擋觸發(fā)信號(hào)，并向驅(qū)動(dòng)電路(3)發(fā)出控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路(3)接收來(lái)自驅(qū)動(dòng)控制電路(2)、半離合控制電路(6)或限位檢測(cè)模塊(22)發(fā)來(lái)的控制信號(hào)，向傳動(dòng)組件(4)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)；限位檢測(cè)模塊(22)由限位傳感器(H)及其轉(zhuǎn)換電路組成，其中限位傳感器(H)設(shè)在傳動(dòng)組件(4)上，它將檢測(cè)到的限位信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出給驅(qū)動(dòng)控制電路(2)；信號(hào)采集系統(tǒng)(5)由車(chē)速檢測(cè)模塊(51)、擋位檢測(cè)模塊(52)及負(fù)載檢測(cè)模塊(53)組成，它們分別將檢測(cè)到的車(chē)速信息、擋位信息及負(fù)載信息發(fā)送給微型控制器(MCU)；傳動(dòng)組件(4)由動(dòng)力(41)、離合機(jī)構(gòu)(42)及換擋機(jī)構(gòu)(43)組成，換擋機(jī)構(gòu)(43)聯(lián)接在動(dòng)力(41)的輸出端與發(fā)動(dòng)機(jī)換擋臂(8)之間，離合機(jī)構(gòu)(42)聯(lián)接在動(dòng)力(41)的輸出端與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂(9)之間，離合機(jī)構(gòu)(42)上聯(lián)接有自動(dòng)回油裝置(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩托車(chē)智能換擋系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)控制電路(2)為互鎖延時(shí)控制電路，由兩個(gè)RS觸發(fā)(RS1、RS2)及外圍元件構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)電路(3)由加、減擋驅(qū)動(dòng)器(Q1、Q2)及對(duì)應(yīng)的兩繼電器(J1、J2)組成，其中加、減擋驅(qū)動(dòng)器(Q1、Q2)的輸入腳分別與兩個(gè)RS觸發(fā)器(RS1、RS2)的輸出腳相連，輸出腳則分別通過(guò)兩繼電器(J1、J2)與動(dòng)力相聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的摩托車(chē)智能換擋系統(tǒng)，其特征在于所述換擋機(jī)構(gòu)(43)由換擋傳動(dòng)桿(10)和換擋拉桿(11)構(gòu)成，換擋傳動(dòng)桿(10)的一端與動(dòng)力(41)輸出端相聯(lián)，另一端活套于定位軸(12)上，換擋拉桿(11)的兩頭分別鉸接在換擋傳動(dòng)桿(10)端和發(fā)動(dòng)機(jī)換擋臂(8)端；離合機(jī)構(gòu)(42)由離合傳動(dòng)桿(13)、支臂(14)和離合拉索(15)構(gòu)成，離合傳動(dòng)桿(13)的一端與與動(dòng)力(41)輸出端相聯(lián)，另一端活套于定位軸(12)上，支臂(14)固接在離合傳動(dòng)桿(13)上，離合拉索(15)聯(lián)于支臂(14)與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂(9)之間；動(dòng)力(41)和定位軸(12)固定在安裝座(16)上，所述限位傳感器(H)為霍爾限位傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摩托車(chē)智能換擋系統(tǒng)，其特征在于所述動(dòng)力為電機(jī)(M)，電機(jī)(M)的輸出軸上設(shè)有換擋撥塊(17)和離合撥塊(18)；所述換擋傳動(dòng)桿(10)的一端與換擋撥塊(17)觸接；離合傳動(dòng)桿(13)的一端與離合撥塊(18)觸接；限位傳感器(H)安裝在電機(jī)(M)端面上，在換擋撥塊(17)上設(shè)有與限位傳感器(H)相對(duì)應(yīng)的磁性材料(19)，兩繼電器(J1、J2)互斥地串接在電機(jī)(M)的電源線(xiàn)上，分別控制電機(jī)(M)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摩托車(chē)智能換擋系統(tǒng)，其特征在于所述動(dòng)力為液/氣壓缸(20)，換擋傳動(dòng)桿(10)的一端與液/氣壓缸(20)上的活塞桿(20c)相聯(lián)；離合傳動(dòng)桿(13)與換擋傳動(dòng)桿(10)合為一體，支臂(14)設(shè)有呈夾角的兩根，并分別通過(guò)兩根離合拉索(15)與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂(9)相聯(lián)，在液/氣壓缸(20)內(nèi)腔的兩端和中部均設(shè)有限位傳感器(H)，液/氣壓缸(20)的兩進(jìn)出管路(20a、20b)上串接有電磁換向閥(T)，兩繼電器(J1、J2)互斥地串接在電磁換向閥(T)的電源線(xiàn)上，分別控制液/氣壓缸(20)兩進(jìn)出管路(20a、20b)上液/氣體的流向。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的摩托車(chē)智能換擋系統(tǒng)，其特征在于所述離合拉索(15)端還通過(guò)控制拉索(21)與串接在油門(mén)拉索上的自動(dòng)回油裝置(7)相聯(lián)，該自動(dòng)回油裝置(7)由轉(zhuǎn)塊(71)、移動(dòng)塊(72)及安裝座(73)組成，轉(zhuǎn)塊(71)的一端通過(guò)限位銷(xiāo)(71a)限位在移動(dòng)塊(72)的水平滑槽(72a)中，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)(74)限位在安裝座(73)的水平滑槽(73a)中，油門(mén)拉索被分為兩段，其中與化油器相聯(lián)的一段油門(mén)拉索(76)聯(lián)接在轉(zhuǎn)塊(71)上，與油門(mén)手把相聯(lián)的一段油門(mén)拉索(77)聯(lián)接在轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)(74)上，控制拉索(21)聯(lián)接在移動(dòng)塊(72)上，移動(dòng)塊(72)與安裝座(73)內(nèi)底部之間設(shè)有回位彈簧(75)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的摩托車(chē)智能換擋系統(tǒng)，其特征在于所述轉(zhuǎn)塊(71)具有一扇形部和柄部，限位于移動(dòng)塊(72)水平滑槽(72a)中的限位銷(xiāo)(71a)位于柄部端，限位于安裝座(73)水平滑槽(73a)中的轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)(74)安裝在扇形部靠近右下角處，與化油器相聯(lián)的一段油門(mén)拉索(76)繞接在扇形部的弧形凹槽(71b)中，其端部由定位銷(xiāo)(78)固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的摩托車(chē)全自動(dòng)控制換擋裝置，其特征在于所述回位彈簧(75)的兩頭分別由固定在移動(dòng)塊(72)和安裝座(73)上的兩導(dǎo)向柱(79)進(jìn)行定位。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的摩托車(chē)智能換擋系統(tǒng)，其特征在于所述與油門(mén)手把相聯(lián)的一段油門(mén)拉索(77)通過(guò)U形卡子(80)與轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)(74)相聯(lián)，轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)(74)與轉(zhuǎn)塊(71)、U形卡子(80)之間均為活動(dòng)聯(lián)接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的摩托車(chē)智能換擋系統(tǒng)，其特征在于所述與油門(mén)手把相聯(lián)的一段油門(mén)拉索(77)通過(guò)U形卡子(80)與轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)(74)相聯(lián)，轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)(74)與轉(zhuǎn)塊(71)、U形卡子(80)之間均為活動(dòng)聯(lián)接。
專(zhuān)利摘要一種摩托車(chē)智能換擋系統(tǒng)，微型控制器接收信號(hào)采集系統(tǒng)發(fā)來(lái)的車(chē)輛狀態(tài)信息，在最佳加擋或減擋時(shí)機(jī)發(fā)出信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制電路；驅(qū)動(dòng)控制電路接受微型控制器或手動(dòng)按鈕發(fā)來(lái)的換擋觸發(fā)信號(hào)，并發(fā)出控制信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路，由驅(qū)動(dòng)電路控制傳動(dòng)組件動(dòng)作；傳動(dòng)組件帶動(dòng)自動(dòng)回油裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂及發(fā)動(dòng)機(jī)換擋臂動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋；限位傳感器設(shè)在傳動(dòng)組件上，它將檢測(cè)到的限位信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出給驅(qū)動(dòng)控制電路；微型控制器上連接有投入控制開(kāi)關(guān)，微型控制器的復(fù)位腳端連接有手動(dòng)離合檢測(cè)電路。本實(shí)用新型降低了駕駛摩托車(chē)的難度，可有效杜絕拖(綿)擋現(xiàn)象，降低燃油消耗，提高尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)裝置外掛于摩托車(chē)上，不影響現(xiàn)有摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)B60W10/00GK2841499SQ20052001010
公開(kāi)日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月11日
發(fā)明者蔣富強(qiáng) 申請(qǐng)人:蔣富強(qiáng)