CN107461492A - 电动汽车换挡用电磁作动器 - Google Patents

电动汽车换挡用电磁作动器 Download PDF

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CN107461492A CN201710556601.4A CN201710556601A CN107461492A CN 107461492 A CN107461492 A CN 107461492A CN 201710556601 A CN201710556601 A CN 201710556601A CN 107461492 A CN107461492 A CN 107461492A
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任传波
梁鹏云
曲金玉
王吉华
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Abstract

本发明提供一种电动汽车换挡用电磁作动器，包括拨叉、铁片、底座、安装在底座上的筒状壳体、固定封堵在壳体两端的侧端盖、铁芯、间隙套装在铁芯两端的线圈；线圈与壳体固定连接，壳体的侧壁上开有2个窗口，其中的一个窗口沿轴线方向固定设置有3个的开槽光耦，对应着汽车的一挡、空挡和二挡，拨叉垂直固定穿过铁芯，一端与铁片固定连接，另一端从另一个窗口间隙穿出，铁片的另一端间隙穿入1个开槽光耦的开槽内；电控模块包括单片机、继电器、三极管、二极管和开关，其中单片机的3个PWM输出端对应接一挡光耦、二挡光耦和空挡光耦的一输入端，通过控制相应光耦的通断进而控制线圈的通断，由线圈通电产生的电磁力驱动拨叉移动，顺利完成换挡。

Description

电动汽车换挡用电磁作动器
技术领域
本发明提供一种电动汽车换挡用电磁作动器，属于电动汽车领域。
背景技术
现在的低速电动汽车普遍采用由电机和主减速器构成的动力驱动系统，或者一些电动汽车采用增加电压来爬坡或加速，满足了基本的行驶要求，但是存在爬坡度低，加速性能差，适用范围窄等缺点，因此电动汽车依然需要可变速比的传动系统。两挡的自动变速器在电动汽车的应用越来越广泛，一挡适用于爬坡、加速等工况，二挡适用于车辆高速运行工况。如果手动控制两挡自动变速器，会因驾驶员的操作差异而不能实现两个挡位之间的最佳切换。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述技术缺陷、换挡迅速准确、结构紧凑、工作性能优良的电动汽车换挡用电磁作动器。其技术方案具体如下：
包括拨叉、铁片、底座、安装在底座上的筒状壳体、固定封堵在壳体两端的侧端盖、水平位于壳体中心的铁芯、间隙套装在铁芯两端的线圈；铁芯的两端与两侧端盖之间留有10mm 的换挡气隙，线圈与壳体固定连接，壳体的侧壁上开有2个过壳体中心线、对称的长条形窗口，其中沿轴线方向一个窗口的两端和中间对应设有一挡光耦、二挡光耦和空挡光耦，3个光耦均采用开槽光耦，相邻光耦之间留有10mm的换挡气隙，3个光耦的开槽朝向轴线、且沿轴线方向贯通；拨叉垂直穿过铁芯，一端与铁片固定连接，另一端从另一个窗口间隙穿出，铁片的另一端间隙穿入1个光耦的开槽内。电控模块包括单片机、继电器J、三极管T、二极管D1-D2和开关S1，其中单片机的3个PWM输出端对应接一挡光耦、二挡光耦和空挡光耦的一输入端，空挡光耦的另一输入端经电阻R1接+3.3V电源，空挡光耦的一输出端经电阻R3接+3.3V电源，另一输出端分别与一挡光耦和二挡光耦的另一输入端相连后，依次经开关S1和电阻R1接+3.3V电源，一挡光耦和二挡光耦的一输出端经电阻R2接12V电源，一挡光耦的和二挡光耦的另一输出端接三极管T的基极，三极管T的发射极接地，三极管T的集电极接二极管D1的负极，二极管D1的正极分别接二极管D2的正极和继电器的第5引脚，继电器的第1引脚接+24V电源、第3引脚经线圈7接地、第2引脚空接、第4引脚与二极管D2的负极接+12V电源。
其工作原理为：不换挡时3个光耦均不通电。
(1)需要换成一挡时：按下开关，单片机中PWM模块的三路PWM波形对应输出到三个光耦的输入端，控制一挡光耦通电，二挡光耦和空挡光耦断电，三极管导通，继电器吸合，线圈通电产生电磁力，控制拨叉带动铁片同步移动遮挡住一挡光耦，使该光耦断电、三极管不导通、继电器断电和线圈停止通电，铁片位置锁定，同时该拨叉拨动变速器拨叉移动到变速器的一挡位置，完成换挡。
(2)需要换成二挡时：按下开关，单片机中PWM模块的三路PWM波形对应输出到三个光耦的输入端，控制二挡光耦通电，一挡光耦和空挡光耦断电，三极管导通，继电器吸合，线圈通电产生电磁力，控制拨叉带动铁片同步移动遮挡住二挡光耦，使该光耦断电、三极管不导通、继电器断电和线圈停止通电，铁片位置锁定，同时该拨叉拨动变速器拨叉移动到变速器的二挡位置，完成换挡。
(3)从一挡换成空挡时：断开开关，单片机中PWM模块的三路PWM波形对应输出到三个光耦的输入端，控制一挡光耦断电，空挡光耦和二挡光耦通电，三极管导通，继电器吸合，线圈通电产生电磁力，控制拨叉带动铁片同步移动10mm，此时铁片遮挡住空挡光耦，使该光耦断电、三极管不导通、继电器断电和线圈停止通电，铁片位置锁定，同时该拨叉拨动变速器拨叉移动到变速器的空挡位置，完成换挡。
(4)从二挡换成空挡时：断开开关，单片机中PWM模块的三路PWM波形对应输出到三个光耦的输入端，控制二挡光耦断电，空挡光耦和一挡光耦通电，三极管导通，继电器吸合，线圈通电产生电磁力，控制拨叉带动铁片同步移动10mm，此时铁片遮挡住空挡光耦，使该光耦断电、三极管不导通、继电器断电和线圈停止通电，铁片位置锁定，同时该拨叉拨动变速器拨叉移动到变速器的空挡位置，完成换挡。
本发明比较现有技术的优点：
1.该装置可适用于控制所有两挡变速器的换挡。
2.通过电磁作动器换挡装置可以实现两挡自动变速器的快速准确换挡，方便快捷，研究它的设计方案，尽量减小了体积和质量，有利于电动汽车向轻量化的方向发展。
3.电磁作动器的电控模块原理简单，成本较低，易于实现。
附图说明
图1是本发明实施例机械部分的外观图；
图2是图1所示实施例机械部分的C-C剖面图；
图3是本发明电控模块的电路图。
图中：1、拨叉 2、铁片 3、底座 4、壳体 5、侧端盖 6、铁芯 7、线圈 8、窗口 9、一挡光耦 10、二挡光耦 11、空挡光耦 12、单片机 J、继电器 T、三极管 D1-D2、二极管 S1、开关R1-R3、电阻
具体实施方式
下面结合附图对本发明专利做进一步说明。在图1-2所示的实施例中：包括拨叉1、铁片2、底座3、安装在底座3上的筒状壳体4、固定封堵在壳体4两端的侧端盖5、水平位于壳体4中心的铁芯6、间隙套装在铁芯6两端的线圈7；铁芯6的两端与两侧端盖5之间留有 10mm的换挡气隙，线圈7与壳体4固定连接，壳体4的侧壁上开有2个过壳体4中心线、对称的长条形窗口8，其中沿轴线方向一个窗口8的两端和中间对应设有一挡光耦9、二挡光耦 10和空挡光耦11，3个光耦均采用开槽光耦，相邻光耦之间留有10mm的换挡气隙，3个光耦的开槽位于同一直线且沿轴线方向贯通；拨叉1垂直穿过铁芯6，一端与铁片2固定连接，另一端从另一个窗口8间隙穿出，铁片2的另一端间隙穿入1个光耦的开槽内。
在图3所示的实施例中：电控模块包括单片机12、继电器J、三极管T、二极管D1-D2和开关S1，其中单片机12的3个PWM输出端对应接一挡光耦9、二挡光耦10和空挡光耦11 的一输入端，空挡光耦11的另一输入端经电阻R1接+3.3V电源，空挡光耦11的一输出端经电阻R3接+3.3V电源，另一输出端分别与一挡光耦9和二挡光耦10的另一输入端相连后，依次经开关S1和电阻R1接+3.3V电源，一挡光耦9和二挡光耦10的一输出端经电阻R2接 12V电源，一挡光耦9的和二挡光耦10的另一输出端接三极管T的基极，三极管T的发射极接地，三极管T的集电极接二极管D1的负极，二极管D1的正极分别接二极管D2的正极和继电器的第5引脚，继电器的第1引脚接+24V电源、第3引脚经线圈7接地、第2引脚空接、第4引脚与二极管D2的负极接+12V电源。

Claims (1)

1.一种电动汽车换挡用电磁作动器，其特征在于：包括拨叉(1)、铁片(2)、底座(3)、安装在底座(3)上的筒状壳体(4)、固定封堵在壳体(4)两端的侧端盖(5)、水平位于壳体(4)中心的铁芯(6)、间隙套装在铁芯(6)两端的线圈(7)；铁芯(6)的两端与两侧端盖(5)之间留有10mm的换挡气隙，线圈(7)与壳体(4)固定连接，壳体(4)的侧壁上开有2个过壳体(4)中心线、对称的长条形窗口(8)，其中沿轴线方向一个窗口(8)的两端和中间对应设有一挡光耦(9)、二挡光耦(10)和空挡光耦(11)，3个光耦均采用开槽光耦，相邻光耦之间留有10mm的换挡气隙，3个光耦的开槽位于同一直线且沿轴线方向贯通；电控模块包括单片机(12)、继电器J、三极管T、二极管D1-D2和开关S1，其中单片机(12)的3个PWM输出端对应接一挡光耦(9)、二挡光耦(10)和空挡光耦(11)的一输入端，空挡光耦(11)的另一输入端经电阻R1接+3.3V电源，空挡光耦(11)的一输出端经电阻R3接+3.3V电源，另一输出端分别与一挡光耦(9)和二挡光耦(10)的另一输入端相连后，依次经开关S1和电阻R1接+3.3V电源，一挡光耦(9)和二挡光耦(10)的一输出端经电阻R2接12V电源，一挡光耦(9)的和二挡光耦(10)的另一输出端接三极管T的基极，三极管T的发射极接地，三极管T的集电极接二极管D1的负极，二极管D1的正极分别接二极管D2的正极和继电器的第5引脚，继电器的第1引脚接+24V电源、第3引脚经线圈7接地、第2引脚空接、第4引脚与二极管D2的负极接+12V电源。
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