專利名稱：換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動汽車的自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種螺桿傳動的自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
現(xiàn)有技術(shù)目前國內(nèi)電動汽車很多是從原來的傳統(tǒng)汽車進(jìn)行改型而來，為了節(jié)省開發(fā)成本， 變速箱很多時候是采用傳統(tǒng)的手動五檔變速箱，并把它固定在一個檔位，當(dāng)做固定速比的減速器使用，無法實(shí)現(xiàn)自動換擋。而電動汽車為了降低對驅(qū)動電機(jī)工作性能的要求，一般需要匹配一個兩檔的變速器，才能同時滿足電動汽車啟動、爬坡時高轉(zhuǎn)矩和正常行駛時高轉(zhuǎn)速的性能要求。
發(fā)明內(nèi)容為了克服此問題，使純電動汽車能夠減重減負(fù)，削減成本。更好的進(jìn)入市場，服務(wù)于大眾。由于電動汽車一般都配有整車控制器(HCU)，使得只要給傳統(tǒng)手動變速箱增加一套電動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電控機(jī)械式自動變速器的功能，從而提高電動汽車性能。本實(shí)用新型專利涉及電動汽車的一種自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以取消離合器，采用電機(jī)自動調(diào)速以配合變速箱選擇換擋時機(jī)點(diǎn)的方式換擋，在行駛過程中，依據(jù)車輛實(shí)際運(yùn)行路面工況和電機(jī)的性能，決定是否應(yīng)該換擋，提高電機(jī)的使用效率和傳動機(jī)構(gòu)的壽命，增加車輛整體的電池效率和性能。根據(jù)本實(shí)用新型的電動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括換擋電機(jī)、螺桿機(jī)構(gòu)、定位擋塊和換擋撥桿，其特征在于，螺桿機(jī)構(gòu)與換擋電機(jī)連接并由換擋電機(jī)驅(qū)動，定位擋塊具有導(dǎo)向槽， 換擋撥桿穿過導(dǎo)向槽并由導(dǎo)向槽導(dǎo)向和限位。優(yōu)選的，導(dǎo)向槽為Z字形。優(yōu)選的，導(dǎo)向槽具有至少一個橫向?qū)Р?，換擋撥桿在橫向?qū)Р蹆?nèi)的橫向運(yùn)動可以使變速器掛上擋或者退出擋。優(yōu)選的，導(dǎo)向槽具有至少一個縱向?qū)Р郏瑩Q擋撥桿在豎向?qū)Р蹆?nèi)的上下運(yùn)動可以使變速器選擇不同的擋位。本實(shí)用新型的有益效果是，目前市面上的AMT普遍采用電動液壓機(jī)構(gòu)，此方案是由傳統(tǒng)手動變速箱增加了一套電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)AMT功能，保持了原有機(jī)械變速器的基本結(jié)構(gòu)，具有傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、易于制造、工作可靠及操縱方便等優(yōu)點(diǎn)。

圖1為傳統(tǒng)手動五檔變速箱的檔位。圖2為本實(shí)用新型的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)從2檔切換到3檔時，換擋撥桿的行動路線。圖3為本實(shí)用新型的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)從3檔切換到2檔時，換擋撥桿的行動路線。圖4為本實(shí)用新型的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)所采用的螺桿傳動示意圖。[0014]圖5示出本實(shí)用新型的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)在橫向?qū)Р蹆?nèi)撥桿只能左右擺動。圖6示出本實(shí)用新型的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)在豎向?qū)Р蹆?nèi)撥桿只能上下平移。圖7是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1 換檔電機(jī)；2 螺桿機(jī)構(gòu)；3 定位擋塊；4 換檔撥桿。
具體實(shí)施方式
解決背景技術(shù)所述技術(shù)問題的本實(shí)用新型的電動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括換擋電機(jī)、 螺桿機(jī)構(gòu)、定位擋塊和換擋撥桿，其特征在于，螺桿機(jī)構(gòu)與換擋電機(jī)連接并由換擋電機(jī)驅(qū)動，定位擋塊具有導(dǎo)向槽，換擋撥桿穿過導(dǎo)向槽并由導(dǎo)向槽導(dǎo)向和限位。優(yōu)選的，導(dǎo)向槽為Z字形。優(yōu)選的，導(dǎo)向槽具有至少一個橫向?qū)Р?，換擋撥桿在橫向?qū)Р蹆?nèi)的橫向運(yùn)動可以使變速器掛上擋或者退出擋。優(yōu)選的，導(dǎo)向槽具有至少一個縱向?qū)Р?，換擋撥桿在豎向?qū)Р蹆?nèi)的上下運(yùn)動可以使變速器選擇不同的擋位。如圖7所示，本方案中AMT的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由電動機(jī)驅(qū)動一個螺桿機(jī)構(gòu)，通過定位擋塊的導(dǎo)向槽實(shí)現(xiàn)中間空檔的定位。具體過程如下?lián)Q擋開始時，換擋電機(jī)驅(qū)動螺桿，螺桿帶動換擋撥叉擺動，使變速器退到空檔位置；然后整車控制器根據(jù)當(dāng)前車速和換擋規(guī)律調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速和新檔位的變速器齒輪轉(zhuǎn)速匹配；最后換擋電機(jī)繼續(xù)驅(qū)動螺桿和換擋撥桿，使變速器掛上新的檔位。由于目前電動汽車的驅(qū)動電機(jī)有較強(qiáng)的調(diào)速能力和較寬的高效區(qū)間，一般只需要一個兩檔的變速箱就能滿足實(shí)際需求，所以我們只要從傳統(tǒng)手動五檔變速箱里選擇兩個檔位來實(shí)現(xiàn)換擋，在此我們暫時選取2檔和3檔。由于普通離合器一般只適宜在較低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，無法適應(yīng)電動汽車的工作需求， 更重要的是，電機(jī)較發(fā)動機(jī)有更好地轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)能力和更小的轉(zhuǎn)動慣量，所以電動汽車完全可以取消離合器進(jìn)行調(diào)速換擋。本方案的變速器取消了離合器，需要在變速器的空檔位置調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使其與實(shí)際車速相匹配以便掛檔。普通電機(jī)價格便宜，但不具有伺服電機(jī)那樣的位置控制精度，所以無法保證變速器退檔后準(zhǔn)確地停在空檔位置，也就無法保證進(jìn)一步調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速以及后來的可靠掛檔。本換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用一個直流有刷電機(jī)作為驅(qū)動，通過螺桿的螺旋傳動來驅(qū)動換擋撥叉，其間利用三個霍爾元件來對三個檔位進(jìn)行定位。如圖5所示，在橫向?qū)Р蹆?nèi)，遠(yuǎn)離中位(豎向?qū)Р?是掛檔動作，靠近中位是退檔動作。由于此時換擋撥桿由于定位擋塊的橫向?qū)Р鄣南拗?，不能上下移動，只能跟螺桿一起做轉(zhuǎn)動，換擋撥桿的轉(zhuǎn)速和螺桿以及電機(jī)的轉(zhuǎn)速是一致的，可見掛檔、退檔的動作非?？焖?。如圖6所示，在豎向?qū)Р蹆?nèi)，換擋撥桿的上下平移是選檔動作。由于此時換擋撥桿由于定位擋塊的豎向?qū)Р鄣南拗?，不能左右擺動，換擋撥桿和螺桿做螺旋傳動，把螺桿的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為換擋撥桿的上下移動，由于螺旋傳動可以有很大的傳動比，所以選檔時有較長的時間，也就是變速箱有較長的時間準(zhǔn)確的定位于空檔，便于電機(jī)調(diào)速后實(shí)現(xiàn)掛檔動作。[0029]當(dāng)電動汽車在較低車速下行駛時，變速器應(yīng)處于低速檔位(車輛傳動比較大)，換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)上低檔位置的霍爾信號有效，當(dāng)車速提高到臨界值，也就是換擋開始時，整車控制器發(fā)出指令讓換擋電機(jī)驅(qū)動螺桿，螺桿帶動換擋撥叉，使變速器退到空檔位置；到達(dá)空檔位置時，換擋器上的空檔霍爾信號有效，整車控制器接受此信號后，停止換檔電機(jī)的轉(zhuǎn)動， 雖然換擋電機(jī)由于慣性會繼續(xù)向前轉(zhuǎn)一個角度，但由于在豎向?qū)Р蹆?nèi)，電機(jī)有較大的行程都處于空檔位置；然后整車控制器根據(jù)當(dāng)前車速和換擋規(guī)律調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速和新檔位的變速器齒輪轉(zhuǎn)速匹配；最后換擋電機(jī)繼續(xù)推動螺桿和換擋撥桿，使變速器掛上新的檔位，此時換擋器上的高速檔霍爾信號有效，整車控制器接收此信號后確認(rèn)變速器在高速檔運(yùn)行，整個低檔到高檔的換檔過程結(jié)束。與此類似，變速器從高速檔切換到低速檔也是這個過程。本實(shí)用新型的有益效果是，目前市面上的AMT普遍采用電動液壓機(jī)構(gòu)，此方案是由傳統(tǒng)手動變速箱增加了一套電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)AMT功能，保持了原有機(jī)械變速器的基本結(jié)構(gòu)，具有傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、易于制造、工作可靠及操縱方便等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種電動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括換擋電機(jī)、螺桿機(jī)構(gòu)、定位擋塊和換擋撥桿，其特征在于，螺桿機(jī)構(gòu)與換擋電機(jī)連接并由換擋電機(jī)驅(qū)動，定位擋塊具有導(dǎo)向槽，換擋撥桿穿過導(dǎo)向槽并由導(dǎo)向槽導(dǎo)向和限位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中導(dǎo)向槽為Z字形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中導(dǎo)向槽具有至少一個橫向?qū)Р?，換擋撥桿在橫向?qū)Р蹆?nèi)的橫向運(yùn)動可以使變速器掛上擋或者退出擋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中導(dǎo)向槽具有至少一個縱向?qū)Р?，換擋撥桿在豎向?qū)Р蹆?nèi)的上下運(yùn)動可以使變速器選擇不同的擋位。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括換擋電機(jī)、螺桿機(jī)構(gòu)、定位擋塊和換擋撥桿，其特征在于，螺桿機(jī)構(gòu)與換擋電機(jī)連接并由換擋電機(jī)驅(qū)動，定位擋塊具有導(dǎo)向槽，換擋撥桿穿過導(dǎo)向槽并由導(dǎo)向槽導(dǎo)向和限位。
文檔編號F16H59/02GK202001597SQ20112012260
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者曾慶文, 江先寶 申請人:上海中科深江電動車輛有限公司