CN106949232B - 用于电动汽车两挡机械式自动变速器的液压换挡机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电动汽车两挡机械式自动变速器的液压换挡机构。其包括执行油缸、增力油缸、直流电机、滚珠丝杠机构、电磁阀、换挡拨叉、用于检测换挡拨叉位置的拨叉位置传感器、用于检测油门踏板位置的油门踏板传感器、用于检测车轮速度的轮速传感器、控制器，所述电磁阀设置在执行油缸和增力油缸之间通过液压管路分别与执行油缸和增力油缸连接，所述电磁阀用于控制执行油缸和增力油缸之间的通断，所述滚珠丝杠机构与所述执行油缸的活塞杆连接，所述滚珠丝杠机构由所述直流电机驱动，所述换挡拨叉通过与其连接的换挡轴与所述增力油缸的活塞杆连接，所述油门踏板传感器、轮速传感器、拨叉位置传感器、电磁阀、直流电机均与所述控制器电气连接。

Description

用于电动汽车两挡机械式自动变速器的液压换挡机构
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及汽车中变速器的换挡机构。
背景技术
目前市场上的纯电动汽车安装多级变速箱，可以让驱动电机工作在低速、大扭矩状态，使得其持续在高效率区间运行，改善动力性的同时也可以有效改善经济性，在电池电量保持不变的情况下增大续驶里程。电动汽车变速器换挡执行机构有机械式、电动式、液压式等形式，其中，机械式换挡机构存在不可靠的缺点；电动式换挡机构虽然响应快，但换挡力不够大；液压式换挡机构则可以在短时间内产生很大的换挡力，相比其他两种优点突出，但现有的液压式换挡机构存在结构复杂、不便于变速器空间布置、采用油泵设计能耗高成本高等缺陷。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种结构设计简单、可靠性高、能够实现档位自锁、便于变速器空间布置、功耗低、成本低的用于电动汽车两挡机械式自动变速器的液压换挡机构。
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种用于电动汽车两挡机械式自动变速器的液压换挡机构，其特征是：包括执行油缸、增力油缸、直流电机、滚珠丝杠机构、电磁阀、换挡拨叉、设置在所述换挡拨叉处用于检测换挡拨叉位置的拨叉位置传感器、设置在油门踏板处用于检测油门踏板位置的油门踏板传感器、用于检测车轮速度的轮速传感器、控制器，所述电磁阀设置在执行油缸和增力油缸之间并通过液压管路分别与所述执行油缸和增力油缸连接，所述电磁阀用于控制执行油缸和增力油缸之间的通断，所述滚珠丝杠机构与所述执行油缸的活塞杆连接，所述滚珠丝杠机构由所述直流电机驱动，所述换挡拨叉通过与其连接的换挡轴与所述增力油缸的活塞杆连接，所述油门踏板传感器、轮速传感器、拨叉位置传感器、电磁阀、直流电机均与所述控制器电气连接。
本发明中，执行油缸为主动缸，直流电机可驱动滚珠丝杠机构旋转，滚珠丝杠机构将电机的旋转运动转换为直线运动，并带动执行油缸的活塞杆运动；电磁阀用于控制执行油缸与增力油缸之间的通断，当电磁阀连通执行油缸与增力油缸时，执行油缸的作动会牵引增力油缸的活塞杆运动，从而带动与之连接的换挡轴动作，最终带动换挡拨叉运动，从而完成换挡动作，其中，增力油缸可以提高输出负载力，实现增力；拨叉位置传感器可检测换挡拨叉的位置并发送给控制器；油门踏板传感器可检测油门踏板位置并发送给控制器；轮速传感器可检测当前车轮速度并发送给控制器。控制器根据油门踏板位置、轮速及拨叉位置产生换挡信号，电磁阀接收控制器的换挡信号后控制液压回路的接通，直流电机接收到控制器产生的换挡信号后开始工作，电机的转动通过滚珠丝杠机构转换成直线运动，推动执行油缸工作，并通过增力油缸最终带动换挡拨叉动作完成换挡动作。
进一步的，所述执行油缸和增力油缸的活塞运动方向一致。
进一步的，所述执行油缸和增力油缸均为双活塞杆液压缸。
进一步的，为保证换挡后档位自锁，当换挡完成时，所述电磁阀为关闭状态。当换挡完成时，通过控制电磁阀关闭，此时增力油缸为封闭状态，增力油缸的活塞无法运动，使得换挡拨叉保持原位，形成挡位自锁。
进一步的，所述控制器根据所述换挡拨叉的位置判断换挡动作完成时，控制所述直流电机停止工作及控制所述电磁阀关闭，所述执行油缸和增力油缸中的活塞运动被锁止，形成挡位锁止。
本发明结构简单，便于变速器空间布置，且系统可靠性高。本发明通过两个由电磁阀控制通断的液压缸实现了在没有油泵设计的情况下提高输出负载力，提高换挡力，并通过增力后的换挡拨叉完成换挡动作。本发明由于采用了可实现增力的液压系统作为驱动力，使得换挡机构在短时间内可产生很大的换挡力，其响应快，换挡力大，便于换挡。本发明通过采用电机、滚珠丝杠机构推动执行油缸动作，结构设计简单，便于变速器空间布置。本发明取消了传统液压传动系统中油泵的设计，降低了功耗且节约了成本。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中的结构示意图；
图2和图3是本发明中的液压执行机构处于不同位置时的示意图；
图中，1、执行油缸，2、滚珠丝杠机构，3、直流电机，4、电磁阀，5、控制器，6、油门踏板传感器，7、轮速传感器，8、增力油缸，9、拨叉位置传感器，10、换挡拨叉，11、换挡轴。
具体实施方式
下面通过非限定性的实施例并结合附图对本发明作进一步的说明：
如图1所示，一种用于电动汽车两挡机械式自动变速器的液压换挡机构，其包括执行油缸1、增力油缸8、直流电机3、滚珠丝杠机构2、电磁阀4、换挡拨叉10、设置在所述换挡拨叉10处用于检测换挡拨叉位置的拨叉位置传感器9、设置在油门踏板处用于检测油门踏板位置的油门踏板传感器6、用于检测车轮速度的轮速传感器7、控制器5。本实施例中，所述执行油缸1和增力油缸8均采用双活塞杆液压缸，均为现有技术。所述电磁阀4设置在执行油缸1和增力油缸8之间并通过液压管路分别与所述执行油缸1和增力油缸8连接，电磁阀4用于控制执行油缸1和增力油缸8之间的通断。所述滚珠丝杠机构2与所述执行油缸1的活塞杆连接，所述滚珠丝杠机构2由所述直流电机3驱动。所述换挡拨叉10通过与其连接的换挡轴11与所述增力油缸8的活塞杆连接。所述油门踏板传感器6、轮速传感器7、拨叉位置传感器9、电磁阀4、直流电机3均与所述控制器5电气连接。
本发明中，执行油缸1为主动缸，电磁阀4控制执行油缸1与增力油缸8之间的通断。其中，增力油缸8可提高输出负载力，实现增力，为现有技术。当电磁阀4连通执行油缸1与增力油缸8时，执行油缸1的作动会牵引增力油缸8的活塞运动，增力油缸8的活塞杆与换挡轴11相连，从而带动换挡拨叉10运动，实现换挡。当换挡完成后，电磁阀4关闭，此时增力油缸8为封闭状态，活塞无法运动，换挡拨叉10保持原位，形成挡位自锁。本发明中，拨叉位置传感器9可检测换挡拨叉10的位置并发送给控制器5，油门踏板传感器6可检测油门踏板位置并发送给控制器5，轮速传感器7可检测当前车轮速度并发送给控制器5。控制器5根据油门踏板位置、轮速及拨叉位置产生换挡信号，电磁阀4接收控制器5的换挡信号后控制液压回路的接通，直流电机3接收到控制器5产生的换挡信号后开始工作，电机的转动通过滚珠丝杠机构2转换成直线运动，推动执行油缸1工作，并通过增力油缸8最终带动换挡拨叉10完成换挡动作。
具体如图2所示，当控制器5通过油门踏板信号、车速信号判断需要进行换挡时，直流电机3带动滚珠丝杠机构2推动执行油缸1的活塞杆向左运动，执行油缸1与增力油缸8之间的电磁阀4切换到通油模式，使得执行油缸1左缸中的液压油流入增力油缸8的右缸，推动增力油缸8的活塞向左运动，并将增力油缸8左缸中的液压油挤入执行油缸1的右缸，同时与增力油缸8的活塞相连的换挡拨叉10向左运动进行换挡动作，完成换挡动作后，直流电机3停止运动，电磁阀4关闭，处在常闭状态，保证挡位自锁。
反之亦然，如图3所示。
本发明中的换挡机构中的控制器中存储着最佳换挡规律。控制器根据车辆运行状态及驾驶员意图确定变速器的最佳档位，发送控制指令，执行机构执行控制指令完成换挡。控制器根据换挡拨叉位置判断换挡动作完成时，换挡电机停止工作，电磁阀关闭，锁止油缸中活塞的运动，形成挡位锁止。
本实施例中的其他部分为现有技术，在此不再赘述。

Claims (5)

1.一种用于电动汽车两挡机械式自动变速器的液压换挡机构，其特征是：包括执行油缸(1)、增力油缸(8)、直流电机(3)、滚珠丝杠机构(2)、电磁阀(4)、换挡拨叉(10)、设置在所述换挡拨叉(10)处用于检测换挡拨叉位置的拨叉位置传感器(9)、设置在油门踏板处用于检测油门踏板位置的油门踏板传感器(6)、用于检测车轮速度的轮速传感器(7)、控制器(5)，所述电磁阀(4)设置在执行油缸(1)和增力油缸(8)之间并通过液压管路分别与所述执行油缸(1)和增力油缸(8)连接，所述电磁阀(4)用于控制执行油缸(1)和增力油缸(8)之间的通断，所述滚珠丝杠机构(2)与所述执行油缸(1)的活塞杆连接，所述滚珠丝杠机构(2)由所述直流电机(3)驱动，所述换挡拨叉(10)通过与其连接的换挡轴(11)与所述增力油缸(8)的活塞杆连接，所述油门踏板传感器(6)、轮速传感器(7)、拨叉位置传感器(9)、电磁阀(4)、直流电机(3)均与所述控制器(5)电气连接。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车两挡机械式自动变速器的液压换挡机构，其特征是：所述执行油缸(1)和增力油缸(8)的活塞运动方向一致。
3.根据权利要求1所述的用于电动汽车两挡机械式自动变速器的液压换挡机构，其特征是：所述执行油缸(1)和增力油缸(8)均为双活塞杆液压缸。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于电动汽车两挡机械式自动变速器的液压换挡机构，其特征是：当换挡完成时，所述电磁阀(4)为关闭状态。
5.根据权利要求1或2或3所述的用于电动汽车两挡机械式自动变速器的液压换挡机构，其特征是：所述控制器(5)根据所述换挡拨叉(10)的位置判断换挡动作完成时，控制所述直流电机(3)停止工作及控制所述电磁阀(4)关闭，所述执行油缸(1)和增力油缸(8)中的活塞运动被锁止，形成挡位锁止。
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