專利名稱：電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置。
背景技術(shù)：
目前電控式機(jī)械變速箱(AMT)電控系統(tǒng)都采用直流電機(jī)來控制，通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)再帶動(dòng)相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)換擋。而直流電機(jī)普遍存在控制精度低的問題，步進(jìn)電機(jī)控制精度高但價(jià)格昂貴且輸出扭矩不足，所以如何提高換擋的精度，減小換擋沖擊將是問題的關(guān)鍵所在。因此，為了解決存在的上述問題與缺陷，需要提供一種電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置，從而換擋定位精確，可靠，換擋沖擊小。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置，該電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)簡潔，換擋定位精確，可靠，換擋沖擊小，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置，其特點(diǎn)是，包括控制單元、換擋電機(jī)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)和位置檢測單元，所述控制單元通過所述換擋電機(jī)連接所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)，所述位置檢測單元安裝在所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)上并電路連接所述控制單元。較佳地，所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、齒條和齒輪，所述齒條可滑動(dòng)設(shè)置在所述導(dǎo)軌中，所述齒輪嚙合所述齒條并安裝在所述換擋電機(jī)的輸出軸上。更佳地，所述位置檢測單元包括位置傳感器和兩個(gè)磁性元件，所述位置傳感器安裝在所述齒條上并電路連接所述控制單元，兩個(gè)所述磁性元件安裝在所述齒條的行程的兩端。更進(jìn)一步地，所述位置傳感器是霍爾式線性位置傳感器，所述磁性元件是磁鐵。更佳地，所述齒條具有齒區(qū)，所述齒區(qū)的兩端為倒角結(jié)構(gòu)。更佳地，所述齒條包括間隔的第一齒區(qū)和第二齒區(qū)，所述齒輪包括第一齒輪，所述第一齒輪與所述第一齒區(qū)或第二齒區(qū)嚙合。更進(jìn)一步地，所述齒條還包括與所述第一齒區(qū)和第二齒區(qū)平行且位于所述第一齒區(qū)和第二齒區(qū)之間的第三齒區(qū)，所述齒輪還包括與所述第一齒輪平行設(shè)置的第二齒輪， 在所述第一齒輪位于所述第一齒區(qū)和所述第二齒區(qū)之間時(shí)，所述第二齒輪嚙合所述第三齒區(qū)。較佳地，所述控制單元包括換擋手柄P擋位置傳感器、車速傳感器、換擋電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置檢測部件及D擋電子控制模塊，所述P擋位置傳感器、所述車速傳感器和所述換擋電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置檢測部件分別電路連接所述D擋電子控制模塊，所述D擋電子控制模塊電路連接所述位置檢測單元，所述換擋電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置檢測部件安裝在所述換擋電機(jī)上。本實(shí)用新型的有益效果具體在于1、本實(shí)用新型的電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置包括控制單元、 換擋電機(jī)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)和位置檢測單元，所述控制單元通過所述換擋電機(jī)連接所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)，所述位置檢測單元安裝在所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)上并電路連接所述控制單元，從而齒輪齒條機(jī)構(gòu)將輸出軸的軸向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，通過檢測運(yùn)動(dòng)位置變化，實(shí)現(xiàn)了撥叉的精確定位，設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)簡潔，換擋定位精確，可靠，換擋沖擊小，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。2、本實(shí)用新型的電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置的齒條具有齒區(qū)，所述齒區(qū)的兩端為倒角結(jié)構(gòu)，從而齒條在導(dǎo)軌里面可自由滑動(dòng)而不至于出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)簡潔，穩(wěn)定可靠，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。3、本實(shí)用新型的電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置的齒輪齒條機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成具有兩個(gè)速比的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，減輕空擋到同步環(huán)時(shí)齒輪嚙合時(shí)的沖擊，這樣即使在相同的換擋電機(jī)轉(zhuǎn)速下，整個(gè)換擋行程也會(huì)按照不同的行程不同轉(zhuǎn)速要求來完成換擋撥叉的移動(dòng)，設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)簡潔，換擋沖擊小，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

圖1是本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)連接示意圖。圖2是圖1所示的具體實(shí)施例的換擋電機(jī)輸出軸和齒輪齒條機(jī)構(gòu)連接的立體示意圖。圖3是圖2所示的結(jié)構(gòu)的主視示意圖。圖4是圖2所示的結(jié)構(gòu)的后視示意圖。圖5是采用圖1所示的具體實(shí)施例的換擋撥叉行程區(qū)間示意圖。圖6是圖1所示的具體實(shí)施例的工作流程示意圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。應(yīng)理解，實(shí)施例僅是用于說明本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。請(qǐng)參見圖1-4所示，本實(shí)用新型的電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置包括控制單元、換擋電機(jī)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)和位置檢測單元，所述控制單元通過所述換擋電機(jī)連接所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)，所述位置檢測單元安裝在所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)上并電路連接所述控制單元。所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)可以采用任何合適的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參見圖2-4所示，在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌(未示出)、齒條2和齒輪3，所述齒條2可滑動(dòng)設(shè)置在所述導(dǎo)軌中，所述齒輪3嚙合所述齒條2并安裝在所述換擋電機(jī)的輸出軸4上。所述位置檢測單元可以采用任何合適的結(jié)構(gòu)，其主要用于檢測齒輪齒條機(jī)構(gòu)的位置變化，請(qǐng)參見圖2-4所示，在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，所述位置檢測單元包括位置傳感器(未示出)和兩個(gè)磁性元件5，所述位置傳感器安裝在所述齒條2上并電路連接所述控制單元，兩個(gè)所述磁性元件5安裝在所述齒條2的行程的兩端。從而通過齒輪齒條機(jī)構(gòu)將輸出軸4的軸向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，使位置傳感器在均勻的磁場中運(yùn)動(dòng)。[0027]所述位置傳感器和所述磁性元件5可以采用任何合適的部件，在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，所述位置傳感器是霍爾式線性位置傳感器，所述磁性元件5是磁鐵，例如圓形磁鐵。為了讓齒條2在導(dǎo)軌里面自由滑動(dòng)不至于出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象，在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，所述齒條2具有齒區(qū)6，所述齒區(qū)6的兩端為倒角結(jié)構(gòu)。為了配合換擋電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，所述齒條2包括間隔設(shè)置的第一齒區(qū)21和第二齒區(qū)22，所述齒輪3包括第一齒輪31，所述第一齒輪31與所述第一齒區(qū)21或第二齒區(qū)22嚙合。也就是說齒條2的齒區(qū)6包括第一齒區(qū)21和第二齒區(qū)22。根據(jù)換擋時(shí)的機(jī)械特性，為了減輕空擋到同步環(huán)時(shí)齒輪3嚙合時(shí)的沖擊，較佳地， 所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成具有兩個(gè)速比的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。請(qǐng)參見圖2-4所示，在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，所述齒條2還包括與所述第一齒區(qū)21和第二齒區(qū)22平行且位于所述第一齒區(qū)21和第二齒區(qū)22之間的第三齒區(qū)23，所述齒輪3還包括與所述第一齒輪31平行設(shè)置的第二齒輪32，在所述第一齒輪31位于所述第一齒區(qū)21和所述第二齒區(qū)22之間時(shí)，所述第二齒輪32嚙合所述第三齒區(qū)23。也就是說，第一齒區(qū)21和第二齒區(qū)22 —直線間隔設(shè)置，第三齒區(qū)23與第一齒區(qū)21和第二齒區(qū)22平行并對(duì)應(yīng)第一齒區(qū)21和第二齒區(qū)22之間的間隔區(qū)，此時(shí)，齒條2的齒區(qū)6包括第一齒區(qū)21、第二齒區(qū)22和第三齒區(qū)23。當(dāng)?shù)谝积X輪31嚙合所述第一齒區(qū)21或所述第二齒區(qū)22，所述第二齒輪32脫離所述第三齒區(qū)23 ；當(dāng)?shù)谝积X輪31位于所述第一齒區(qū)21和所述第二齒區(qū)22之間時(shí)，所述第二齒輪32嚙合所述第三齒區(qū)23，兩者具有不同的速比。所述控制單元可以具有任何合適的結(jié)構(gòu)，主要用于控制換擋電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，所述控制單元包括換擋手柄P擋位置傳感器、車速傳感器、換擋電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置檢測部件及D擋電子控制模塊，所述P擋位置傳感器、所述車速傳感器和所述換擋電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置檢測部件分別電路連接所述D擋電子控制模塊，所述D擋電子控制模塊電路連接所述位置檢測單元，所述換擋電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置檢測部件安裝在所述換擋電機(jī)上。請(qǐng)參見圖5所示，區(qū)間N為空擋區(qū)間，區(qū)間A為一擋區(qū)間，區(qū)間B為二擋區(qū)間，自由區(qū)間C為同步環(huán)與齒套脫離后進(jìn)入空擋處的間隙空間。剩余兩個(gè)區(qū)間，即區(qū)間C和區(qū)間A 之間的區(qū)間以及區(qū)間C和區(qū)間B之間的區(qū)間，是指換擋撥叉經(jīng)過同步后到達(dá)指定擋位的行程。20%和80%指的是驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相應(yīng)的占空比，也即代表相應(yīng)區(qū)間內(nèi)電機(jī)的轉(zhuǎn)速特性。當(dāng)在中間空擋位置向兩端運(yùn)動(dòng)時(shí)，在同步環(huán)和齒套結(jié)合之前傳動(dòng)比大，撥叉運(yùn)動(dòng)速度慢，從而不至于產(chǎn)生較強(qiáng)烈的沖擊，當(dāng)同步環(huán)和齒套結(jié)合后，此時(shí)齒輪3和齒條2結(jié)合到小傳動(dòng)比的狀態(tài)下，撥叉運(yùn)動(dòng)速度較快，在相同的電機(jī)轉(zhuǎn)速下從而減少換擋時(shí)間。本實(shí)用新型使用時(shí)，當(dāng)換擋電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過齒輪3和齒條2的傳動(dòng)，將帶動(dòng)位置傳感器來回運(yùn)動(dòng)，從而輸出反應(yīng)換擋撥叉位置變化的電壓信號(hào)，此電壓信號(hào)又傳回控制單元，從而形成一個(gè)閉環(huán)的位置控制系統(tǒng)。同時(shí)根據(jù)換擋時(shí)的機(jī)械特性，為了減輕空擋到同步環(huán)時(shí)齒輪3嚙合時(shí)的沖擊，齒輪3和齒條2設(shè)計(jì)成不同速比的結(jié)構(gòu)，這樣即使在相同的換擋電機(jī)轉(zhuǎn)速下，整個(gè)換擋行程也會(huì)按照不同的行程不同轉(zhuǎn)速要求來完成換擋撥叉的移動(dòng)。當(dāng)進(jìn)行掛擋操作時(shí)，換擋電機(jī)以較慢的轉(zhuǎn)速向同步環(huán)運(yùn)行，當(dāng)撥叉與同步環(huán)結(jié)合后再以較快的轉(zhuǎn)速使撥叉以最短的時(shí)間運(yùn)行到目標(biāo)擋位位置。當(dāng)進(jìn)行摘擋操作時(shí)，換擋電機(jī)以較快的轉(zhuǎn)速向N擋位置運(yùn)行，為了控制到達(dá)N擋處的精度，當(dāng)撥叉運(yùn)行到與同步環(huán)剛好脫離時(shí)，換擋電機(jī)反向制動(dòng)，使撥叉的運(yùn)行速度降低， 然后再以較慢的轉(zhuǎn)速將撥叉調(diào)節(jié)到空擋指定的區(qū)間內(nèi)。本實(shí)用新型不僅與換擋過程的特性相匹配，而且實(shí)現(xiàn)了撥叉的精確定位，當(dāng)電機(jī)安裝完成時(shí)，可以通過自學(xué)習(xí)功能對(duì)兩端和中間的狀態(tài)檢測并設(shè)定，并將測量結(jié)果存進(jìn)控制系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間，以備正常運(yùn)行時(shí)調(diào)用，同時(shí)，由于齒輪3和齒條2設(shè)計(jì)成不同速比的結(jié)構(gòu)，當(dāng)在中間時(shí)，速比較大，能滿足與同步環(huán)結(jié)合要緩慢的要求，當(dāng)與同步環(huán)接觸完成時(shí)，這時(shí)為了減少換擋時(shí)間，位移移動(dòng)要盡量快以縮短換擋時(shí)間，所以此時(shí)速比將減小。綜上，本實(shí)用新型的電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置設(shè)計(jì)巧妙， 結(jié)構(gòu)簡潔，換擋定位精確，可靠，換擋沖擊小，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。在此說明書中，本實(shí)用新型已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置，其特征在于，包括控制單元、 換擋電機(jī)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)和位置檢測單元，所述控制單元通過所述換擋電機(jī)連接所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)，所述位置檢測單元安裝在所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)上并電路連接所述控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置，其特征在于，所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、齒條和齒輪，所述齒條可滑動(dòng)設(shè)置在所述導(dǎo)軌中，所述齒輪嚙合所述齒條并安裝在所述換擋電機(jī)的輸出軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置，其特征在于，所述位置檢測單元包括位置傳感器和兩個(gè)磁性元件，所述位置傳感器安裝在所述齒條上并電路連接所述控制單元，兩個(gè)所述磁性元件安裝在所述齒條的行程的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置，其特征在于，所述位置傳感器是霍爾式線性位置傳感器，所述磁性元件是磁鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置，其特征在于，所述齒條具有齒區(qū)，所述齒區(qū)的兩端為倒角結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置，其特征在于，所述齒條包括間隔的第一齒區(qū)和第二齒區(qū)，所述齒輪包括第一齒輪，所述第一齒輪與所述第一齒區(qū)或第二齒區(qū)嚙合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置，其特征在于，所述齒條還包括與所述第一齒區(qū)和第二齒區(qū)平行且位于所述第一齒區(qū)和第二齒區(qū)之間的第三齒區(qū)，所述齒輪還包括與所述第一齒輪平行設(shè)置的第二齒輪，在所述第一齒輪位于所述第一齒區(qū)和所述第二齒區(qū)之間時(shí)，所述第二齒輪嚙合所述第三齒區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置，其特征在于，所述控制單元包括換擋手柄P擋位置傳感器、車速傳感器、換擋電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置檢測部件及D擋電子控制模塊，所述P擋位置傳感器、所述車速傳感器和所述換擋電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置檢測部件分別電路連接所述D擋電子控制模塊，所述D擋電子控制模塊電路連接所述位置檢測單元，所述換擋電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置檢測部件安裝在所述換擋電機(jī)上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置，包括控制單元、換擋電機(jī)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)和位置檢測單元，控制單元通過換擋電機(jī)連接齒輪齒條機(jī)構(gòu)，位置檢測單元安裝在齒輪齒條機(jī)構(gòu)上并電路連接控制單元。較佳地，齒輪齒條機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、齒條和齒輪，齒條可滑動(dòng)設(shè)置在導(dǎo)軌中，齒輪嚙合齒條并安裝在換擋電機(jī)的輸出軸上，位置檢測單元包括位置傳感器和兩個(gè)磁性元件，位置傳感器安裝在齒條上并電路連接控制單元，兩個(gè)磁性元件安裝在齒條的行程的兩端，齒輪齒條機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成具有兩個(gè)速比的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的電動(dòng)車用兩擋電控機(jī)械自動(dòng)變速器換擋定位裝置設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)簡潔，換擋定位精確，可靠，換擋沖擊小，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)F16H63/30GK202251919SQ20112035027
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者呂川威, 宋延大 申請(qǐng)人:上海中科深江電動(dòng)車輛有限公司