CN106989166A - 新能源汽车电控机械式线性换档自动变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新能源汽车电控机械式线性换档自动变速器，它包括换档电机、减速增扭行星齿轮机构、设置在变速箱内的设有档位齿轮副的输入轴和输出轴、设置在变速箱输出轴上档位齿轮间的同步器、分别对应设置于每个同步器上的换挡拨叉；每个换挡拨叉的柄部固连一换档指拨块，每个换档指拨块的凹槽中插设一后端固连在换档轴上的换档指，换档指拨块呈滑配合的套置在固设在变速箱内的拨块滑杆上，每个固连换档指的换档轴分别通过减速增扭行星齿轮机构与换档电机驱动连接；在每个换档轴的自由端分别设置一角度传感器。其换挡过程无需选档，只需直线移动换档指拨块即可实现换档，缩短了换挡时间，提高了换档精度。

Description

新能源汽车电控机械式线性换档自动变速器

技术领域

本发明涉及新能源新能源汽车动力传动系统自动变速装置，具体涉及一种电控机械式线性换档自动变速器。

背景技术

随着汽车工业的发展，带来了环境污染和能源短缺等方面的问题。为了保护人类居住环境和保障能源供给安全，各国不惜人力、物力，寻找解决问题的方法。纯电动汽车技术是世界公认的节能减排技术之一，目前发展纯电动汽车已成为各国政府和汽车厂商的共识，新能源汽车部分或完全采用新型能源驱动车辆行驶，主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车，随着能源短缺和环境污染问题的出现，发展新能源汽车是大势所趋，是实现环境保护和能源安全能以及促进汽车产业技术进步和优化升级的重要举措。纯电动汽车以车载二次电源为能量源，以驱动电机为动力源，将减速器或变速器作为传动装置驱动车辆行驶。

目前，新能源汽车三档以上电控机械式自动变速(包括传统汽车的三档以上机械式自动变速),其换挡过程需进行摘档、选档、挂档三个动作，如附图4所示，摘档时，换档球头①由两边的换档拨块②沿换档轴B方向拨回到中间换档拨块处，变速器处于空档状态；由于这种结构采用换档拨块②和换档拨叉③与换档轴固连，实际上是换档球头在推动换档轴的移动。选档时，换档球头①由中间换档拨块沿A方向移动到与相应档位固连的换档轴上的换档拨块②；挂挡时，由于换档球头①已在选档过程中移动到两边换档拨块②中的其中一个，此时换档球头①只需推动换档拨块沿B方向移动即可推动换档拨叉③进行挂档。由此可知，在换挡过程中换档球头需经过选档和挂挡才完成换档动作，换档时间较长、换档精度低。

发明内容

本发明提出一种新能源汽车电控机械式线性换档自动变速器，目的在于提高新能源汽车电控机械式变速器换挡品质，使其换挡更快速、精确、可靠。

本发明新能源汽车电控机械式线性换档自动变速器，包括换档电机、减速增扭行星齿轮机构、设置在变速箱内的设有档位齿轮副的输入轴和输出轴、设置在变速箱输出轴上档位齿轮间的同步器、分别对应设置于每个同步器上可推拨同步器轴向移动的换挡拨叉，其特征在于，每个所述的换挡拨叉的柄部固连一换档指拨块，每个换档指拨块的凹槽中插设一后端固连在换档轴上的换档指，换档指拨块呈滑配合的套置在固设在变速箱内的拨块滑杆上，每个固连换档指的换档轴分别通过所述的减速增扭行星齿轮机构与所述的换档电机驱动连接；在每个换档轴的自由端分别设置一角度传感器。

本发明新能源汽车电控机械式线性换档自动变速器的工作原理是：

将该变速器的各换档电机分别与换档控制系统控制联接、各换档轴端的角度传感器与换档控制系统通讯联结；在换档过程中，换档电机驱动换档指直接拨动换档指拨块，换档指拨块在固定不动的换档滑杆上滑动，而换挡指拨快又与换挡拨叉相连，则使换档指拨块及换挡拨叉一起在拨块滑杆上沿滑杆轴线方向上直线移动，从而使换挡拨叉推动同步器与输出轴齿轮齿圈啮合，进而完成挂档动作，整个过程无需选档，只需直线移动换档指拨块即可实现换档，故称线性换挡。在此过程中换档控制系统分别协调控制各个换档电机换档动作，通过采集角度传感器信号，处理换算出换档指当前转角，从而可知换档指滑块及换档拨叉当前位置，即可检测出当前档位。若当前档位不是目标档位，则控制换档电机转动换挡指转过相应的角度拨动换档指滑块移动到目标位置，换档拨叉也随之推动同步器挂上目标档位。

本发明具有以下优异技术效果：

1)本发明对新能源汽车电控机械式自动变速器提出了一种线性换档的新型结构及构思。相对于其它新能源汽车三档以上电控机械式自动变速(包括传统汽车的三档以上机械式自动变速),其换挡过程无需选档，只需直线移动换档指拨块即可实现换档，故称线性换挡，可缩短换挡时间，提高换档精度。

2)换档执行机构中的换档电机集成了行星齿轮机构，可增大换档拨叉对同步器的推力，确保换挡动作的可靠性，整个机械结构简单紧凑，集成度高，易于安装，维护方便。

3)所涉及的电控机械式变速器只需在传统平行轴式手动变速箱的结构上加装电控执行机构稍作升级改造即可，升级过程周期短，新增投资少，生产继承性好，大大降低了成本。

4)此外，只需在换档轴轴端安装角度传感器即可保证控制精度，角度传感器相对其他档位传感器更加精确可靠，换档控制系统通过对各个角度传感器反馈信号实时监控，结合换档规律控制单独换档电机的换档动作或协调多个换档电机之间的换档动作，可防止跳档、错档、乱档、换档冲突等现象发生，保证了整个系统的可靠性和协调性，提高了换档精度和换档品质，使其换挡更快速、精确、可靠。

附图说明

图1为本发明新能源汽车电控机械式线性换档自动变速器的结构示意图；

图2本发明新能源汽车电控机械式线性换档自动变速器的工作原理示意图；

图3本发明换档执行机构动作示意图；

图4传统汽车电控机械式自动变速器结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图给出的四档变速机构的实施例对本发明新能源汽车电控机械式线性换档自动变速器作进一步详细说明。

参照图1、2，一种新能源汽车电控机械式线性换档自动变速器，包括两个换档电机10、10a、两个减速增扭行星齿轮机构9、9a、设置在变速箱内的设有档位齿轮副的输入轴1和输出轴2、分别设置在变速箱输出轴2上一、二档位齿轮a、b间和三、四档位齿轮c、d间的同步器3、3a、分别对应设置于同步器3、3a上可推拨同步器轴向移动的换挡拨叉4、4a，两个换挡拨叉4、4a的柄部分别固连一换档指拨块5、5a，两个换档指拨块5、5a的凹槽中分别插设一后端固连在换档轴6和6a上的换档指7、7a，换档指拨块5、5a呈滑配合的套置在固设在变速箱内的拨块滑杆8上，两个固连换档指的换档轴6、6a分别通过所述的减速增扭行星齿轮机构9和9a与所述的换档电机10和10a驱动连接；在每个换档轴的自由端分别设置一角度传感器11、11a。

所述的拨块滑杆8通过滑杆固定装置12固连在变速箱壳体上。

以三档与四档的变换为例，说明本发明自动变速器换档执行机构的换档过程：如图3所示，三档和四档的变换主要是靠换档电机9a驱动换档指7a顺时针或逆时针旋转，进而拨动换档指拨块5a在拨块滑杆8上左右直线移动，换档拨叉4a也随之移动而实现的，控制系统根据角度传感器11a检测换档指的位置来确保档位的准确性。由于拨块滑杆是固定不动的，换档指拨块在拨块滑杆上滑动，所以当控制三档和四档变换的换档指拨块移动时，与控制一档和二档变换的换档指拨块并不发生联动，可以看出，若在同一根拨块滑杆上安装若干套换档执行机构，理论上可以实现更多的档位变换(档位处于一档时，电动车驱动电机反转即可实现倒档)。

电动车处于各个工况时根据换档规律进行档位的变换，本发明自动变速器的换档过程如下：

电动车静止时，控制系统控制两个换档电机10、10a将换档指7、7a拨动换档指拨块5、5a移动到初始的中间位置，即空档位置，则变速器处于空档状态。电动车起步时，换档电机10逆时针旋转，换档指7拨动换档指拨块5向右移动，换档拨叉4也随之推动同步器3挂到一档，变速器由空档转换成一档，驱动电机开始运行，电动车起步完成。当车辆以一档运行到一定车速时，根据换档规律进行升档，此时控制系统控制换档电机10顺时针旋转，换档指拨块5向左移动回到初始的中间位置，变速器由一档退回到空档，根据“升档降转速”的原则对驱动电机进行转速和转矩的调节，调节变速器输入轴和输出轴的转速转矩差到达合理范围时，换档电机10继续顺时针旋转，换档指7拨动换档指拨块5继续向左移动，换档拨叉4也随之推动同步器3挂到二档，变速器由空档转换成二档。

当由二档升三档时，换档电机10逆时针旋转使换档指拨块5右移回到空档位置，此时变速器处于空档状态，经过对驱动电机的调节后，换档电机10a逆时针旋转，换档指7a拨动换档指拨块5a向右移动，换档拨叉4a也随之推动同步器3a挂到三档，变速器由空档转换成三档。三档升四档过程与一档升二档过程同理。

值得说明的是，升档过程中，整车控制器对驱动电机的调节时间是非常短的，也是很有必要的。降档过程中，同样要求根据“降档升转速”的原则对驱动电机进行调节，降档动作与升档类似，换档时都需先将档位换回空档，对驱动电机短时调节后，再换为下一个档位。倒档时，换档控制系统把档位换到一档，电动车驱动电机反转即可实现倒档。由此可知，无论升档、降档还是倒档，换档控制系统只需控制各个换档电机之间协调动作即可，逻辑清晰，控制简单。

以上所述仅为本发明用以说明其结构及原理的实施例而已，并不用于限制本发明，按此构思可以有各种改装及变化，比如同一换档滑杆上增加多套换档执行机构或增加多条换档滑杆就可以实现更多的档位变换。但凡在本发明构思和原则之内，以换档电机集成行星齿轮机构增加换档指扭矩进而拨动换档指拨块在换档滑杆上线性移动，中间无选档而直接带动换档拨叉推动同步器换档的电控机械式自动变速器换档系统，均属本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种新能源汽车电控机械式线性换档自动变速器，包括换档电机、减速增扭行星齿轮机构、设置在变速箱内的设有档位齿轮副的输入轴和输出轴、设置在变速箱输出轴上档位齿轮间的同步器、分别对应设置于每个同步器上可推拨同步器轴向移动的换挡拨叉，其特征在于：

每个所述的换挡拨叉的柄部固连一换档指拨块，每个换档指拨块的凹槽中插设一后端固连在换档轴上的换档指，换档指拨块呈滑配合的套置在固设在变速箱内的拨块滑杆上，每个固连换档指的换档轴分别通过所述的减速增扭行星齿轮机构与所述的换档电机驱动连接；在每个换档轴的自由端分别设置一角度传感器。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车电控机械式线性换档自动变速器，其特征在于，所述的拨块滑杆通过滑杆固定装置固连在变速箱壳体上。