本實用新型屬于電動汽車變速器研究領(lǐng)域，具體涉及一種多擋變速器。

背景技術(shù)：

變速器是用來改變來自發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的機構(gòu)，它能固定或分擋改變輸出軸和輸入軸傳動比，又稱變速箱。變速器由變速傳動機構(gòu)和操縱機構(gòu)組成，有些汽車還有動力輸出機構(gòu)。傳動機構(gòu)大多用普通齒輪傳動，也有的用行星齒輪傳動。普通齒輪傳動變速機構(gòu)一般用滑移齒輪和同步器等。

傳統(tǒng)自動變速箱的原有的換擋機構(gòu)為：伺服閥控制氣缸或者油缸工作，氣缸或者油缸帶動撥頭，撥頭帶動換擋叉，從而實現(xiàn)擋位變換，由于氣源壓力或者液壓力、換擋位置不確定因素的影響，如輸入信號，經(jīng)過TCU處理過的輸出信號也不是很準(zhǔn)確，從而造成換擋力不平穩(wěn)，換擋不準(zhǔn)確。

再者，目前中小型電動汽車多采用固定速比的一擋減速器，這種傳動方式結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。但是采用固定速比的一擋減速器，對電機提出了較高的要求，牽引電機既要在恒扭矩區(qū)提供較高的轉(zhuǎn)矩，又要在恒功率區(qū)提供較高的車速的要求。同時，采用固定速比的一擋減速器存在電機利用效率較低的問題，為了保證汽車的最高車速，減速比往往選取的比較小，這就使得電機長期處于高轉(zhuǎn)矩、大電流的工作狀態(tài)下，電機的效率較低，從而不能使動力電池提供最大的續(xù)駛里程。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對上述問題提供一種多擋變速器，變速器采用電機驅(qū)動的選換擋機構(gòu)，選、換擋為計算機控制的自動換擋，無須人工操縱，一方面可以直接使用車載電源為動力源，不需要附加裝置，省去液壓操縱所需要的復(fù)雜油源裝置；另一方面以直流電機取代液壓系統(tǒng)中的油缸及電磁閥，不僅大大降低系統(tǒng)成本，而且簡化了機構(gòu)，提高了可靠性。同時使用本實用新型所述多擋變速器的電動汽車具有電機的最高車速大、加速性能好、電機在各個速度范圍內(nèi)的效率高以及最高車速時電機的噪聲低等優(yōu)點。

本實用新型的技術(shù)方案是：一種多擋變速器，包括換擋機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)，所述換擋機構(gòu)包括第一換擋電機、第一滾柱絲杠、第一撥頭、第一換擋軸、一二擋撥叉、第一換擋撥叉軸、第二換擋電機、第二滾柱絲杠、第二撥頭、第二換擋軸、三四擋撥叉、第二換擋撥叉軸；

所述第一滾柱絲杠安裝在第一換擋電機的輸出軸上；所述第一撥頭上端的第一撥頭凹處與第一滾柱絲杠中部的第一凸臺凹凸配合連接；第一撥頭的下端撥頭圓弧處與一二擋撥叉連接；所述第一換擋軸穿過第一撥頭、且與第一撥頭轉(zhuǎn)動副連接；

所述第二滾柱絲杠安裝在第二換擋電機的輸出軸上；所述第二撥頭上端的第二撥頭凹處與第二滾柱絲杠中部的第二凸臺凹凸配合連接；第二撥頭下端的撥頭圓弧處與三四擋撥叉連接；所述第二換擋軸穿過第二撥頭、且與第二撥頭轉(zhuǎn)動副連接。

所述一二擋撥叉和三四擋撥叉分別與執(zhí)行機構(gòu)連接。

上述方案中，所述執(zhí)行機構(gòu)包括第一換擋齒輪、第二換擋齒輪、第三換擋齒輪、第四換擋齒輪、一二擋嚙合套、三四擋嚙合套、一擋齒輪中間軸、二擋齒輪中間軸、三擋齒輪中間軸、四擋齒輪中間軸、輸入軸和輸出軸；

所述第四換擋齒輪與輸入軸固定連接，所述第一換擋齒輪、第二換擋齒輪、第三換擋齒輪通過軸承配合套在所述輸出軸上第四換擋齒輪通過軸承配合在輸出軸頂端；所述第一換擋齒輪的下方與一擋齒輪中間軸嚙合，所述一擋齒輪中間軸、二擋齒輪中間軸、三擋齒輪中間軸和四擋齒輪中間軸同軸固定連接，所述第二換擋齒輪與二擋齒輪中間軸嚙合，所述第三換擋齒輪與三擋齒輪中間軸嚙合，所述第四換擋齒輪與四擋齒輪中間軸嚙合；

所述一二擋嚙合套安裝在所述第一換擋齒輪和第二換擋齒輪之間，一二擋嚙合套通過花鍵與輸出軸移動副連接，所述一二擋嚙合套與一二擋撥叉交叉配合連接；

所述三四擋嚙合套安裝在所述第三換擋齒輪和第四換擋齒輪之間，三四擋嚙合套通過花鍵與輸出軸移動副連接，所述三四擋嚙合套與三四擋撥叉交叉配合連接。

上述方案中，所述換擋機構(gòu)還包括第一傳感器和第二傳感器；所述第一傳感器安裝在第一換擋軸的外端；所述第二傳感器安裝在第二換擋軸的外端。

進(jìn)一步的，所述第一傳感器和第二傳感器為角度傳感器，所述第一傳感器用于監(jiān)控第一換擋軸的轉(zhuǎn)動角度；所述第二傳感器用于監(jiān)控第二換擋軸的轉(zhuǎn)動角度；所述第一傳感器和第二傳感器分別與汽車控制單元連接，將檢測的角度信號傳送到TCU自動變速箱控制單元，TCU自動變速箱控制單元根據(jù)角度信號判斷當(dāng)前擋位位置、且生成換擋指令，自動控制第一換擋電機和第二換擋電機的工作。

上述方案中，還包括第一導(dǎo)塊、第一換擋撥叉軸、第二導(dǎo)塊和第二換擋撥叉軸；

所述第一導(dǎo)塊固定安裝在第一換擋撥叉軸上，所述第一導(dǎo)塊的頂端導(dǎo)塊凹處與第一撥頭的撥頭圓弧處凹凸配合連接；所述第一換擋撥叉軸與一二擋撥叉固定連接；

所述第二導(dǎo)塊固定安裝在第二換擋撥叉軸上，所述第二導(dǎo)塊的頂端導(dǎo)塊凹處與第二撥頭的撥頭圓弧處凹凸配合連接；第二換擋撥叉軸固定連接，所述二換擋撥叉軸與三四擋撥叉固定連接。

上述方案中，所述第一換擋電機和第二換擋電機為24V直流電機。

上述方案中，還包括殼體；所述殼體罩在第一滾柱絲杠和第二滾柱絲杠上、且與第一換擋電機和第二換擋電機通過螺栓連接。

本實用新型的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述變速器采用電動換擋執(zhí)行機構(gòu)，用電機替換氣缸或者油缸，使得換擋力平穩(wěn)輸出，使得換擋更準(zhǔn)確，并且是通過兩套相互獨立的電機和滾珠絲杠機構(gòu)分別負(fù)責(zé)一二擋和三四擋的換擋執(zhí)行動作，取消了傳統(tǒng)AMT變速器中的選擋操作，具有結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高、響應(yīng)速度快及拆裝維護便利的優(yōu)點。本實用新型所述方法通過角位移傳感器監(jiān)測換擋軸的旋轉(zhuǎn)角度信號，并將角度信號傳送到TCU自動變速箱控制單元，TCU自動變速箱控制單元根據(jù)角度信號判斷當(dāng)前擋位位置、且生成換擋指令，自動控制執(zhí)行機構(gòu)的工作，選、換擋為，TCU自動變速箱控制單元控制的自動換擋，無須人工操縱。本實用新型能更好滿足電動汽車的動力性能要求，同時降低對牽引電機和電池的要求，使電機的效率提高。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施方式所述多擋變速器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型一實施方式換擋機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型一實施方式換擋機構(gòu)側(cè)視圖。

圖中：1、第一換擋電機；2、第二換擋電機；3、第一滾柱絲杠；4、第二滾柱絲杠；5、第一撥頭；6、第二撥頭；7、第一換擋軸；8、第二換擋軸；9、第一傳感器；10、第二傳感器；11、第一導(dǎo)塊；12、第二導(dǎo)塊；13、一二擋撥叉；14、三四擋撥叉；15、第一換擋撥叉軸；16、第二換擋撥叉軸；17、第一換擋齒輪；18、第二換擋齒輪；19、第三換擋齒輪；20、第四換擋齒輪；21、一二擋嚙合套；22、三四擋嚙合套；23、一擋齒輪中間軸；24、二擋齒輪中間軸；25、三擋齒輪中間軸；26、四擋齒輪中間軸；27、殼體；28、輸入軸；29、輸出軸；30、第一撥頭凹處；31、第二撥頭凹處；32、第一凸臺；33、第二凸臺；34、撥頭圓弧處；35、導(dǎo)塊凹處。

具體實施方式

為了對實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實用新型的具體實施方式，在各圖中相同的標(biāo)號表示相同或相似的部分。附圖僅用于說明本實用新型，不代表本實用新型的實際結(jié)構(gòu)和真實比例。

圖1所示為本實用新型所述多擋變速器的一種實施方式，所述多擋變速器，包括換擋機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)。

如圖2和圖3所示，所述換擋機構(gòu)包括第一換擋電機1、第一滾柱絲杠3、第一撥頭5、第一換擋軸7、第一傳感器9、第一導(dǎo)塊11、一二擋撥叉13、第一換擋撥叉軸15、第二換擋電機2、第二滾柱絲杠4、第二撥頭6、第二換擋軸8、第二傳感器10、第二導(dǎo)塊12、三四擋撥叉14和第二換擋撥叉軸16。

所述第一滾柱絲杠3安裝在第一換擋電機1的輸出軸上；所述第一撥頭5上端的第一撥頭凹處30與第一滾柱絲杠3中部的第一凸臺32凹凸配合連接；第一撥頭5下端的撥頭圓弧處34與第一導(dǎo)塊11頂端的導(dǎo)塊凹處35凹凸配合連接，第一導(dǎo)塊11固定安裝在第一換擋撥叉軸15上，第一換擋撥叉軸15與一二擋撥叉13固定連接；所述第一換擋軸7穿過第一撥頭5、且與第一撥頭5轉(zhuǎn)動副連接；第一撥頭5通過第一導(dǎo)塊11和第一換擋撥叉軸15結(jié)構(gòu)與一二擋撥叉13固定連接，由于換擋叉上的受力較大，使用撥叉軸和導(dǎo)塊的設(shè)計，使得換擋叉不直接與滾柱絲杠連接，以免損壞滾柱絲杠；所述第一傳感器9安裝在第一換擋軸7的外端。所述第二滾柱絲杠4安裝在第二換擋電機2的輸出軸上；所述第二撥頭6上端的第二撥頭凹處31與第二滾柱絲杠4中部的第二凸臺33凹凸配合連接；第二撥頭6下端撥頭圓弧處34與第二導(dǎo)塊12頂端的導(dǎo)塊凹處35凹凸配合連接；第二導(dǎo)塊12固定安裝在第二換擋撥叉軸16上，第二換擋撥叉軸16與三四擋撥叉14固定連接；所述第二換擋軸8穿過第二撥頭6、且與第二撥頭6轉(zhuǎn)動副連接。；第二撥頭6通過第二導(dǎo)塊12與第二換擋撥叉軸16結(jié)構(gòu)與三四擋撥叉14固定連接，由于換擋叉上的受力較大，使用撥叉軸和導(dǎo)塊的設(shè)計，使得換擋叉不直接與滾柱絲杠連接，以免損壞滾柱絲杠；所述第二傳感器10安裝在第二換擋軸8的外端。所述第一傳感器9和第二傳感器10為角度傳感器，所述第一傳感器9用于監(jiān)控第一換擋軸7的轉(zhuǎn)動角度；所述第二傳感器10用于監(jiān)控第二換擋軸8的轉(zhuǎn)動角度；所述第一傳感器9和第二傳感器10分別與汽車控制單元連接，將檢測的角度信號傳送到TCU自動變速箱控制單元，TCU自動變速箱控制單元根據(jù)角度信號判斷當(dāng)前擋位位置、且生成換擋指令，自動控制第一換擋電機1和第二換擋電機2的工作。

所述換擋機構(gòu)還包括殼體27；所述殼體27罩在第一滾柱絲杠3和第二滾柱絲杠4上、且與第一換擋電機1和第二換擋電機2通過螺栓連接。

所述一二擋撥叉13和三四擋撥叉14分別與執(zhí)行機構(gòu)連接。

所述執(zhí)行機構(gòu)包括第一換擋齒輪17、第二換擋齒輪18、第三換擋齒輪19、第四換擋齒輪20、一二擋嚙合套21、三四擋嚙合套22、一擋齒輪中間軸23、二擋齒輪中間軸24、三擋齒輪中間軸25、四擋齒輪中間軸26、輸入軸28和輸出軸29。

所述第四換擋齒輪20與輸入軸28固定連接，所述第一換擋齒輪17、第二換擋齒輪18、第三換擋齒輪19和第四換擋齒輪20通過軸承配合套在所述輸出軸29上；所述第一換擋齒輪17的下方與一擋齒輪中間軸23嚙合，所述一擋齒輪中間軸23、二擋齒輪中間軸24、三擋齒輪中間軸25和四擋齒輪中間軸26同軸固定連接，所述第二換擋齒輪18與二擋齒輪中間軸24嚙合，所述第三換擋齒輪19與三擋齒輪中間軸25嚙合，所述第四換擋齒輪20與四擋齒輪中間軸26嚙合。

所述一二擋嚙合套21安裝在所述第一換擋齒輪17和第二換擋齒輪18之間，一二擋嚙合套21通過花鍵與輸出軸29移動副連接，所述一二擋嚙合套21與一二擋撥叉13交叉配合連接；所述三四擋嚙合套22安裝在所述第三換擋齒輪19和第四換擋齒輪20之間，三四擋嚙合套22通過花鍵與輸出軸29移動副連接，所述三四擋嚙合套22與三四擋撥叉14交叉配合連接。

所述第一換擋電機1和第二換擋電機2為24V直流電機；以直流電機取代液壓系統(tǒng)中的油缸及電磁閥，不僅大大降低系統(tǒng)成本，而且簡化了機構(gòu)，提高了可靠性。

根據(jù)所述多擋變速器的控制方法，包括以下步驟：

所述第一傳感器9與第一換擋軸7連接，所述第二傳感器10與第二換擋軸8連接；汽車行駛過程中，需要換擋時，第一撥頭5和第二撥頭6在左右移動時會分別帶第一換擋軸7和第二換擋軸8做半旋轉(zhuǎn)運動，在半旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的角度信號分別所述第一傳感器9和所述第二傳感器10監(jiān)測記錄，并將產(chǎn)生的角度信號發(fā)送到TCU自動變速箱控制單元，TCU自動變速箱控制單元根據(jù)角度信號判斷當(dāng)前擋位位置、當(dāng)前路況油門踩合度以及換擋控制策略，自動控制執(zhí)行機構(gòu)的工作。本方法選、換擋為，TCU自動變速箱控制單元控制的自動換擋，無須人工操縱。

所述執(zhí)行機構(gòu)的工作方法具體為：

當(dāng)?shù)谝粨Q擋電機1正轉(zhuǎn)時，第一撥頭5向左移動，第一撥頭5帶動第一導(dǎo)塊11在第一換擋叉軸15上向左滑動，第一導(dǎo)塊11帶動一二擋撥叉13左移，一二擋撥叉13帶動一二擋嚙合套21向左移動，使得一二擋嚙合套21與第一換擋齒輪17嚙合，第一換擋齒輪17與輸出軸29固定連接，輸入軸28將動力傳輸?shù)降谒膿Q擋齒輪20，第四換擋齒輪20將動力通過四擋齒輪中間軸連接的一擋齒輪中間軸23傳遞給第一換擋齒輪17，完成一擋動力輸出軸的傳輸；

當(dāng)?shù)谝粨Q擋電機1反轉(zhuǎn)時，第一撥頭5向右移動，第一撥頭5帶動第一導(dǎo)塊11在第一換擋叉軸15上向右滑動，第一導(dǎo)塊11帶動一二擋撥叉13右移，一二擋撥叉13帶動一二擋嚙合套21向右移動，使得一二擋嚙合套21與第二換擋齒輪18嚙合，輸入軸28將動力傳輸?shù)降谒膿Q擋齒輪20，第四換擋齒輪20將動力通過四擋齒輪中間軸連接的二擋齒輪中間軸24傳遞給第二換擋齒輪18，完成二擋動力輸出軸的傳輸；

當(dāng)?shù)诙Q擋電機2正轉(zhuǎn)時，第二撥頭6向左移動，第二撥頭6帶動第二導(dǎo)塊12在第二換擋叉軸16上向左滑動，第二導(dǎo)塊12帶動三四擋撥叉14左移，三四擋撥叉14帶動三四擋嚙合套22向左移動，使得三四擋嚙合套22與第三換擋齒輪19嚙合，輸入軸28將動力傳輸?shù)降谒膿Q擋齒輪20，第四換擋齒輪20將動力通過四擋齒輪中間軸連接的三擋齒輪中間軸25傳遞給第三換擋齒輪19，完成三擋動力輸出軸的傳輸；

當(dāng)?shù)诙Q擋電機2反轉(zhuǎn)時，第二撥頭6向右移動，第二撥頭6帶動第二導(dǎo)塊12在第二換擋叉軸16上向右滑動，第二導(dǎo)塊12帶動三四擋撥叉14右移，三四擋撥叉14帶動三四擋嚙合套22向右移動，使得三四擋嚙合套22與第四換擋齒輪20嚙合，輸入軸28將動力傳輸?shù)降谒膿Q擋齒輪20，第四換擋齒輪20將動力通過輸入軸28直接進(jìn)行動力傳輸，完成四擋動力輸出軸的傳輸。

本實用新型變速器采用電機驅(qū)動的選換擋機構(gòu)，選、換擋為計算機控制的自動換擋，無須人工操縱，系統(tǒng)選位換擋執(zhí)行機構(gòu)采用24V直流電機。一方面可以直接使用車載電源為動力源，不需要附加裝置，省去液壓操縱所需要的復(fù)雜油源裝置；另一方面以直流電機取代液壓系統(tǒng)中的油缸及電磁閥，不僅大大降低系統(tǒng)成本，而且簡化了機構(gòu)，提高了可靠性。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本實用新型的保護范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施例或變更均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。