CN108716539A

CN108716539A - 电动车电控换挡装置

Info

Publication number: CN108716539A
Application number: CN201810963415.7A
Authority: CN
Inventors: 苏殊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-08-23
Filing date: 2018-08-23
Publication date: 2018-10-30

Abstract

本发明公开了一种电动车电控换挡装置，旨在提供一种结构简单、换挡变速可靠的电动车换挡装置。包括换挡齿轮机构、离合机构、换挡拨动机构和步进电机；换挡齿轮机构由安装在输入轴（19）上的一挡变速齿轮（13）和二挡变速齿轮（17）构成；离合机构由分别固定在两变速齿轮端面的花键齿轮（14）、通过外花键轴套（16）安装在输入轴（19）上的内花键滑套（15）构成；两花键齿轮（14）和内花键齿（15‑1）的两端面均为楔形或圆弧形结构；换挡拨动机构由安装在换挡螺纹轴（2）上的拨叉（5）、两弹簧以及两卡簧（3）构成；换挡螺纹轴（2）通过螺母（11）与电机的转子（10）连接。本发明工作可靠、成本低，是一种电动车换挡变数装置。

Description

电动车电控换挡装置

技术领域

本发明涉及一种换挡装置，尤其涉及一种电动车电控换挡装置。

背景技术

电控机械式自动变速器(AMT)是自动变速器的发展方向。是在固定轴式机械变速传动系统基础上增加换挡拨动机构、离合机构以及电控系统等而成。工作过程中，电控系统通过换挡拨动机构、离合器机构实现换挡变速。公开号为“CN102518789A”、名称为“一种电动换档执行机构”采用两台电机和两个位置传感器来实现选档和换挡；存在结构复杂、成本高、控制精度要求严格等缺陷。另外，由于花键齿的端面接触面积较大，在移动过程中容易发生“顶齿”（滑动花键与固定花键的齿端相抵碰，花键轴不能顺利插入花键套中）现象，造成步进电机因堵转而导致角位移紊乱、不能顺利换挡变速。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种结构简单、成本低、换挡变速可靠的电动车电控换挡装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：包括位于齿轮箱中的换挡齿轮机构、离合机构、换挡拨动机构，驱动该换挡拨动机构运动的步进电机；所述齿轮箱由箱体和箱盖构成；所述换挡齿轮机构由支承在所述齿轮箱中的输入轴、分别安装在该输入轴上的一挡变速齿轮和二挡变速齿轮构成；所述离合机构由分别固定在一挡变速齿轮左端面和二挡变速齿轮右端面的花键齿轮、位于两花键齿轮之间并固定在输入轴上的外花键轴套、安装在该外花键轴套表面的内花键滑套构成；花键齿轮的端面、以及内花键滑套的内花键齿的两端面均为楔形结构或圆弧形结构；所述换挡拨动机构由支承在齿轮箱中的换挡螺纹轴、安装在该换挡螺纹轴上并与内花键滑套活动连接的拨叉、位于该拨叉两侧并分别安装在换挡螺纹轴上的左弹簧和右弹簧、固定在换挡螺纹轴上并分别将左弹簧和右弹簧压紧的两个卡簧构成；换挡螺纹轴的螺纹端从箱体中伸出并通过螺母与步进电机的转子连接。

步进电机内靠近换挡螺纹轴端面的位置固定有位置传感器；拨叉通过衬套安装在换挡螺纹轴上。

与现有技术比较，本发明采用上述技术方案，因此具有以下优点：

1）采用步进电机驱动换挡拨动机构，因此换挡响应快，而且能够准确控制拨叉移动距离、换挡挡位准确；

2）由于花键齿轮的端面、内花键齿的两端面均为楔形结构或圆弧形结构、齿端接触面积小，因此几乎不会发生“顶齿”现象，从而保证离合机构顺利实现离合；

3）由于在换挡螺纹轴上安装有左弹簧和右弹簧，因此即便发生短暂“顶齿”也可通过弹簧压缩来保证换挡螺纹轴不会因受阻而停止移动；不仅能够确保证步进电机转动准确、计数有序，而且还能避免步进电机因堵转而损坏。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的离合机构结构示意图；

图3是本发明的内花键滑套立体结构示意图；

图4是本发明的外花键轴套立体结构示意图；

图5是本发明的一挡变速齿轮或二挡变速齿轮立体结构示意图。

图中：箱盖1、换挡螺纹轴2、卡簧3、左弹簧4、拨叉5、衬套6、右弹簧7、箱体8、步进电机9、转子10、螺母11、位置传感器12、一挡变速齿轮13、花键齿轮14、内花键滑套15、内花键齿15-1、外花键轴套16、二挡变速齿轮17、输入齿轮18、输入轴19。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明。

如图1～5所示：

齿轮箱由箱体8和固定在其上的箱盖1构成，所述齿轮箱中有换挡齿轮机构、离合机构、换挡拨动机构。其中：

所述换挡齿轮机构由两端分别通过轴承支承在齿轮箱中的输入轴19、分别空套在该输入轴上的一挡变速齿轮13和二挡变速齿轮17构成，输入轴19上固定有输入齿轮18。

所述离合机构由分别固定在一挡变速齿轮13左端面的花键齿轮14、固定在二挡变速齿轮17右端面的另外一个花键齿轮14、位于两花键齿轮14之间并固定在输入轴19上的外花键轴套16、安装在该外花键轴套表面的内花键滑套15构成，该内花键滑套的外圆表面开设有圆环形的滑槽；各花键齿轮14的端面、以及内花键滑套15的内花键齿15-1的两端面均采用楔形结构或圆弧形结构。

所述换挡拨动机构由左端支承在箱盖1上、右端轴承在箱体8中的的换挡螺纹轴2，上端空套在该换挡螺纹轴上、下端卡入内花键滑套15所述滑槽中的拨叉5，分别位于该拨叉左侧和右侧并安装在换挡螺纹轴2上的左弹簧4和右弹簧7，固定在换挡螺纹轴2上并分别将左弹簧4和右弹簧7向拨叉5方向顶紧的两个卡簧3构成。步进电机9固定在箱体8上，换挡螺纹轴2的螺纹端从该箱体中伸出并与固定在电机转子10上的螺母11连接配合。

为了便于确定换挡螺纹轴2的位置，以便于确定步进电机9的角位移，在步进电机9内靠近换挡螺纹轴2端面的位置固定有与电控装置（图中未示出）电连接的位置传感器12。

为了便于拨叉5在换挡螺纹轴2上平稳移动，拨叉5通过衬套6空套在换挡螺纹轴2上。

工作原理：当步进电机9转动时，换挡螺纹轴2便会通过左弹簧4或右弹簧7顶动拨叉5并带动内花键滑套15向左或向右同步移动，使得内花键齿15-1与左侧或右侧的花键齿轮14啮合，从而实现一档、二挡切换。当内花键滑套15与两花键齿轮14脱离接触时，输入轴19相对于一挡变速齿轮13、二挡变速齿轮17空转，此时即为空挡。

当衬套6和拨叉5因内花键滑套15受阻而停止移动（及发生“顶齿”）时，换挡螺纹轴2即可通过卡簧压缩弹簧而继续移动；因此可以消除传统换挡装置因“顶齿”而导致步进电机堵转、电机运动程序紊乱、以及电机损坏等缺陷。另外，由于各花键齿轮14的端面、以及内花键滑套15的内花键齿15-1的两端面均采用楔形结构或圆弧形结构，因此“顶齿”接触面小、“顶齿”稳定性较差；当“顶齿”消除以后，左弹簧4或右弹簧7即可使拨叉5复位。

当换挡螺纹轴2运动到最右端时，电控装置即可通过位置传感器12获取拨叉5的位置；因此每次启动时，步进电机9可准确转动，从而使电控装置获取拨叉的位置，实现精准换挡。

Claims

1.一种电动车电控换挡装置，包括位于齿轮箱中的换挡齿轮机构、离合机构、换挡拨动机构以及驱动该换挡拨动机构运动的步进电机；其特征在于：

所述齿轮箱由箱体（8）和箱盖（1）构成；

所述换挡齿轮机构由支承在所述齿轮箱中的输入轴（19）、分别安装在该输入轴上的一挡变速齿轮（13）和二挡变速齿轮（17）构成；

所述离合机构由分别固定在一挡变速齿轮（13）左端面和二挡变速齿轮（17）右端面的花键齿轮（14）、位于两花键齿轮（14）之间并固定在输入轴（19）上的外花键轴套（16）、安装在该外花键轴套表面的内花键滑套（15）构成；花键齿轮（14）的端面、以及内花键滑套（15）的内花键齿（15-1）的两端面均为楔形结构或圆弧形结构；

所述换挡拨动机构由支承在齿轮箱中的换挡螺纹轴（2）、安装在该换挡螺纹轴上并与内花键滑套（15）活动连接的拨叉（5）、位于该拨叉两侧并分别安装在换挡螺纹轴（2）上的左弹簧（4）和右弹簧（7）、固定在换挡螺纹轴（2）上并分别将左弹簧（4）和右弹簧（7）压紧的两个卡簧（3）构成；换挡螺纹轴（2）的螺纹端从箱体（8）中伸出并通过螺母（11）与步进电机（9）的转子（10）连接。

2.根据权利要求1所述的电动车电控换挡装置，其特征在于：步进电机（9）内靠近换挡螺纹轴（2）端面的位置固定有位置传感器（12）。

3.根据权利要求1或2所述的电动车电控换挡装置，其特征在于：拨叉（5）通过衬套（6）安装在换挡螺纹轴（2）上。