CN202629052U - Amt自动换挡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种AMT自动换挡装置，该装置安装在变速箱上，包括换挡电机；其还包括传动机构、能自锁的蜗轮蜗杆机构、与蜗轮蜗杆机构连接的轮芯，在所述轮芯的轮芯轴一端连接有信号采集单元以及轮芯的轮芯轴另一端装在变速箱的换挡拨叉上，所述换挡电机为直流换挡电机，该直流换挡电机经传动机构后与所述蜗轮蜗杆机构传动连接，所述信号采集单元与一个控制单元连接并且该控制单元用于通过接收所述信号采集单元所采集的信号而控制所述换挡电机动作。本实用新型的AMT自动换挡装置换挡方便、安全、结构简单、操作简单、运行可靠、成本低。

Description

AMT自动换挡装置

技术领域

本实用新型涉及一种纯电动汽车专用的换挡结构，尤其涉及一种纯电动汽车专用AMT自动换挡装置。 

背景技术

目前，包括纯电动汽车在内的多数汽车的挡位控制为手动换挡，手动换挡操作复杂，且容易出错，特别是对于新手来说，经常控制不好离合器而导致汽车熄火，或者在市区行驶时，走走停停，不停的踩离合器换挡，时间长了容易使人产生疲劳。在这种情况下，汽车电控换挡的换挡设备应运而生。 

传统的包括纯电动汽车在内的汽车的MT通过离合器与发动机动力输出部分相连，将发动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴，在普通手动变速箱的基础上，通过加装微电脑控制的电动装置取代原来由人工操作完成的换挡动作，实现换挡全过程的自动化。但是传统汽车采用发动机作为其动力源，发动机既不能带负载起动，又无法反向运转，因此传统汽车的MT与发动机之间必须配备离合器，并且在MT中要设置倒挡机构，使用时仍需要踩离合器，故操作麻烦。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种换挡方便、安全的AMT自动换挡装置，该装置结构简单、操作简单、运行可靠、成本低。 

为实现上述目的，本实用新型提供一种AMT自动换挡装置，该装置安装在变速箱上，包括换挡电机；其还包括传动机构、能自锁的蜗轮蜗杆机构、与蜗轮蜗杆机构连接的轮芯，在所述轮芯的轮芯轴一端连接有信号采集单元以及轮芯的轮芯轴另一端装在变速箱的换挡拨叉上，所述换挡电机为直流换挡电机，该直流换挡电机经传动机构后与所述蜗轮蜗杆机构传动连接，所述信号采集单元与一个控制单元连接并且该控制单元用于通过接收所述信号采集单元所采集的信号而控制所述换挡电机动作。 

较佳地，所述传动机构包括依次啮合的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮，所述能自锁的蜗轮蜗杆机构由蜗杆和蜗轮组成，蜗轮与设置在蜗杆上的蜗杆齿形成 自锁性啮合，所述第一齿轮与直流换挡电机的电机轴连接以及第三齿轮与蜗杆连接。 

较佳地，所述蜗轮为扇形蜗轮。 

较佳地，所述信号采集单元为霍尔传感器。 

在采用上述结构后，本实用新型具有如下有益效果： 

（1） 本实用新型的AMT自动换挡装置由于所述控制单元通过所述信号采集单元采集信号而控制所述换挡电机正反转、进一步借助传动机构、能自锁的蜗轮蜗杆机构的配合最终实现由轮芯带动所述变速箱换挡，从而本实用新型可以实现自动换挡，其操作简单；由于采用蜗轮蜗杆机构能够实现自锁也保证了换挡后避免挡位跳动而确保换挡安全、运行可靠。本实用新型由换挡电机、传动机构、能自锁的蜗轮蜗杆机构等构成，其体积小、结构紧凑、成本低。 

（2） 本实用新型的传动机构采用第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮的三齿轮配合方式使传动机构的体积最合理。 

（3） 另外，本实用新型的AMT自动换挡装置可装配在有级固定轴式机械变速箱上，使其具有自动变速箱和传统手动变速箱的双重优点，既操作简便、驾驶舒适，又提高了传动效率、降低了生产成本、简化了生产工艺。同时摆脱了因人为换挡不利造成的离合器过度磨损及能源消耗增加。此外，在变速箱的换挡控制方面，本实用新型的AMT自动换挡装置可保留传统的手动换挡装置，实现集手动、自动换挡功能于一体。 

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施方式。 

附图说明

图1为本实用新型AMT自动换挡装置的示意图； 

图2为图1中的轮芯部分的立体图； 

图3为轮芯与变速箱配合部分的示意图。 

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施方式，附图中类似的元件标号代表类似 的元件。 

请参考图1-3，一种AMT自动换挡装置，该装置安装在纯电动汽车的变速箱上，如可用在2挡纯电动汽车上，其安装在纯电动汽车的有级固定轴式机械变速箱上。本实施方式还包括换挡电机1、传动机构、能自锁的蜗轮蜗杆机构、与蜗轮蜗杆机构连接的轮芯7，在所述轮芯7的轮芯轴一端连接有信号采集单元8以及轮芯7的轮芯轴另一端装在变速箱的换挡拨叉上，所述换挡电机1为直流换挡电机，如12V的永磁直流电机，该直流换挡电机经传动机构后与所述蜗轮蜗杆机构传动连接，所述信号采集单元8与一个控制单元连接并且该控制单元用于通过接收所述信号采集单元8所采集的信号而控制所述换挡电机1动作。具体来说，所述传动机构包括依次啮合的第一齿轮2、第二齿轮3、第三齿轮4，所述能自锁的蜗轮蜗杆机构由蜗杆5和蜗轮6组成，蜗轮6与设置在蜗杆5上的蜗杆齿形成自锁性啮合，所述第一齿轮2与直流换挡电机1的电机轴连接以及第三齿轮4与蜗杆5连接。在本实施方式中，传动机构也可以采用2个齿轮啮合或者3个以上的齿轮啮合的方式实现传动效果，只是采用3个齿轮啮合的结构能够使结构更加紧凑，体积更加合理，或者还可采用同步齿形带传动作为传动结构，或者通过一个联轴器直接把电机轴连接到蜗杆上而形成传动结构的作用均不影响本实用新型的保护。 

在本实施方式中，所述蜗轮6可为扇形蜗轮。所述信号采集单元8可为霍尔传感器，用于采集发动机的工作状态、车辆行驶速度状态、油门状态、刹车状态、蜗杆5转动角度等信号并传递给所述控制单元，霍尔传感器可以降低系统干扰。控制单元用于对所述信号采集单元8传输的各种信号源进行分析、处理、并发出指令，控制所述换挡电机1正向或反向转动等。换挡电机1是通过蓄电池供电启动，用作动力源，带动负载启动。上述的能自锁的蜗轮蜗杆结构可采用N挡（空挡）、1挡、2挡三个挡位。 

当所述信号采集单元8采集到发动机的工作状态、车辆行驶速度状态、油门状态、刹车状态、蜗杆5转动角度等信号并传递给所述控制单元时，所述控制单元发出指令而控制所述直流换挡电机正向或反向转动，而所述换挡电机1的正向或反向转动经所述第一齿轮2、第二齿轮3、第三齿轮4、蜗杆5后带动蜗轮6实现动作，即通过所述蜗杆5的正向或反向转动使得与其啮合的蜗杆5转动而发生角度变化，所述蜗杆5的转动使所述轮芯7带动变速箱拨叉转动而实现自动换 挡，此换挡过程简单，并能在满足发动机排放的要求下很好的与整车同时满足气体排放要求。始终使整车性能处于最佳状态，具有机械继承性强，传动效率高，燃油经济性高，操作简单等优点。另外，本实施方式的AMT自动换挡装置还有自我诊断功能，在AMT自动换挡装置出现故障时显示故障信息代码，提示驾驶员的注意，便于维护人员进行修理。 

由于所述直流换挡电机可以带负载启动，纯电动汽车的控制单元将所述换挡电机1的驱动转矩传给汽车的驱动轴时，无需传统内燃机汽车的离合器。由于所述换挡电机1的旋向可以通过电路控制实现变换，所以电动汽车无需内燃机汽车变速箱中的倒挡。由于传动机构仅由第一齿轮2、第二齿轮3、第三齿轮4、蜗杆5构成，故使得所述AMT自动换挡装置体积小,结构紧凑，成本低,运行可靠。 

由于本实施方式的AMT自动换挡装置可装配在有级固定轴式机械变速箱上，使其具有自动变速箱和传统手动变速箱的双重优点，既操作简便、驾驶舒适，又提高了传动效率、降低了生产成本、简化了生产工艺。同时摆脱了因人为换挡不利造成的离合器过度磨损及能源消耗增加。 

下面对本实施方式的AMT自动换挡装置具体执行方式作详细说明： 

控制单元收到换挡指令后，检测车速、拨杆位置信息，并控制所述直流换挡电机转动带动所述第一齿轮2转动，经过所述第二齿轮3、所述第三齿轮4传递给所述蜗杆5，所述蜗杆5带动所蜗轮6转动，即所述轮芯7也转动，由于轮芯7的轮芯轴另一端装在变速箱的换挡拨叉上，从而所述轮芯7的转动又带动变速箱拨叉运作实现换挡。所述霍尔传感器8采集所述轮芯7的转动角度等，然后传递给所述控制单元。 

挡位的分布情况为：1—N—2，因为N挡（空挡）在中间，所以从1挡到2挡，要先从1挡到N挡再从N挡到2挡，从2挡到1挡也一样先到N挡，其具体动作如下： 

（1）起步阶段：所述控制单元接收到前进挡的挡位信号，检测车辆状态。在检测到车辆无故障后，所述直流换挡电机正转n圈，从N挡（空挡）挂入到1挡，然后输出启动引擎电机（正转）信号，同时检测车速情况。 

（2）换挡阶段（车速上升阶段）：当所述控制单元检测到车速达到x km/h时，发出停机信号（对引擎电机），同时使直流换挡电机反转n圈，挂入N挡；这时检测车速信号，发出启动引擎电机信号；将引擎电机转速与变速箱齿轮匹配 后，所述直流换挡电机再反转n圈，挂入2挡；从1挡到2挡，所述直流换挡电机反转n圈到N挡，再反转n圈到2挡，即所述直流换挡电机反转2n圈。 

（3）换挡阶段（车速下降阶段）：当所述控制单元检测到车速下降打牌x km/h时，发出停机信号（对引擎电机），同时使所述直流换挡电机正转n圈，挂入N挡；这时检测车速信号，发出启动引擎电机信号；将引擎电机转速与变速箱齿轮匹配后，所述直流换挡电机再正转n圈，挂入1挡；从2挡到1挡，所述直流换挡电机正转2n圈。 

（4）停车阶段：当汽车停止转动后，同时接收到空挡或驻车信号后，将所述直流换挡电机反转n圈，挂入空挡位置；从1挡到N挡，电机反转n圈。 

（5）倒车阶段，挂入倒挡后，所述控制单元接收到倒车挡的挡位信号后，使所述直流换挡电机正转n圈，挂入1挡，同时发出输出启动引擎电机（反转）信号。 

以上结合最佳实施方式对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施方式，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。 

Claims (4)

1.一种AMT自动换挡装置，该装置安装在变速箱上，包括换挡电机；其特征在于：其还包括传动机构、能自锁的蜗轮蜗杆机构、与蜗轮蜗杆机构连接的轮芯，在所述轮芯的轮芯轴一端连接有信号采集单元以及轮芯的轮芯轴另一端装在变速箱的换挡拨叉上，所述换挡电机为直流换挡电机，该直流换挡电机经传动机构后与所述蜗轮蜗杆机构传动连接，所述信号采集单元与一个控制单元连接并且该控制单元用于通过接收所述信号采集单元所采集的信号而控制所述换挡电机动作。

2.如权利要求1所述的AMT自动换挡装置，其特征在于：所述传动机构包括依次啮合的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮，所述能自锁的蜗轮蜗杆机构由蜗杆和蜗轮组成，蜗轮与设置在蜗杆上的蜗杆齿形成自锁性啮合，所述第一齿轮与直流换挡电机的电机轴连接以及第三齿轮与蜗杆连接。

3.如权利要求2所述的AMT自动换挡装置，其特征在于：所述蜗轮为扇形蜗轮。

4.如权利要求1至3任一项所述的AMT自动换挡装置，其特征在于：所述信号采集单元为霍尔传感器。 

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