本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)前置后驅(qū)的自動(dòng)機(jī)械式變速箱換擋系統(tǒng)，尤其涉及一種基于少擋位的中間軸主動(dòng)調(diào)速的無(wú)同步器換擋的自動(dòng)機(jī)械式變速箱，屬于汽車(chē)控制技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括：輸入軸、輸出軸、各擋位主從動(dòng)齒輪、花鍵轂、接合套、傳感器、調(diào)速電機(jī)、調(diào)速電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、離合器操縱機(jī)構(gòu)、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及控制器。該系統(tǒng)通過(guò)調(diào)速電機(jī)在動(dòng)力中斷條件下對(duì)輸入軸轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)從而實(shí)現(xiàn)換擋時(shí)接合套與目標(biāo)擋位齒輪的同步，去掉了對(duì)材料要求高的同步器，有利于減小成本，同時(shí)利于解決小型純電動(dòng)汽車(chē)起步與加速性能和相對(duì)高速行駛不能兼得的問(wèn)題。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種用于電動(dòng)汽車(chē)對(duì)輸入軸調(diào)速的無(wú)同步器換擋系統(tǒng)，尤其涉及一種基于少擋位的電機(jī)主動(dòng)調(diào)速的無(wú)同步器換擋的自動(dòng)機(jī)械式變速箱(以下簡(jiǎn)稱(chēng)AMT)，主要針對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)前置前驅(qū)的小型電動(dòng)汽車(chē)，屬于電動(dòng)汽車(chē)控制
技術(shù)介紹
隨著對(duì)環(huán)境問(wèn)題的日益關(guān)注，以及當(dāng)今社會(huì)石油能源問(wèn)題的極度匱乏，人們已大力投入到新能源汽車(chē)的研究生產(chǎn)之中，其中，小型電動(dòng)汽車(chē)以其零污染，對(duì)燃油零消耗的優(yōu)勢(shì)在當(dāng)今社會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。當(dāng)前已有小型電動(dòng)汽車(chē)投入使用，其結(jié)構(gòu)上直接由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，無(wú)變速器，動(dòng)力經(jīng)一級(jí)或者兩級(jí)減速直接傳遞至傳動(dòng)軸，很好的滿(mǎn)足了起步與爬坡性能，但是最高車(chē)速受到影 響，同時(shí)由于無(wú)變速箱，爬坡或加速基本上均由驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，對(duì)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Tmax和最聞轉(zhuǎn)速nmax要求聞，從而使電機(jī)或者整車(chē)的質(zhì)量、體積和成本提聞。或者已有的安裝二擋位變速箱的電動(dòng)汽車(chē)，仍具有一定的局限性要么低速高轉(zhuǎn)矩起步或爬坡，要么高速行駛，無(wú)中間正常行駛速度，工況適應(yīng)性降低，同時(shí)，電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)效率大大降低，電耗升高；即使將二擋設(shè)置為較低的正常行駛速度，卻無(wú)法滿(mǎn)足速度相對(duì)較高的高速行駛，也可能對(duì)交通造成一定的影響。如果變速箱擋位過(guò)多，會(huì)使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，體積和質(zhì)量必然增大，與小型電動(dòng)汽車(chē)的設(shè)計(jì)理念有所沖突。現(xiàn)有電動(dòng)汽車(chē)換擋時(shí)采用傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)同步器，通過(guò)同步器鎖環(huán)與齒圈錐面接觸產(chǎn)生摩擦達(dá)到同步以減少換擋時(shí)嚙合齒間沖擊，但是同步器制造材料要求高,使成本升高,而且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是針對(duì)已有技術(shù)的不足，提出一種用于電動(dòng)汽車(chē)對(duì)輸入軸調(diào)速的無(wú)同步器換擋系統(tǒng)，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)前置前驅(qū)的小型電動(dòng)汽車(chē)采用少擋位(三擋位以上)變速箱，去掉了同步器，采用調(diào)速電機(jī)對(duì)輸入軸主動(dòng)調(diào)速，從而達(dá)到同步的作用。本專(zhuān)利技術(shù)提出的用于電動(dòng)汽車(chē)對(duì)輸入軸調(diào)速的無(wú)同步器換擋系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸、離合器、輸入軸、輸出軸、離合器操縱機(jī)構(gòu)、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和調(diào)速連接機(jī)構(gòu)；所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸通過(guò)離合器與輸入軸相連；所述的輸入軸的兩端通過(guò)圓錐滾子軸承支承在變速箱體上，輸入軸上設(shè)置有二擋主動(dòng)齒輪、一擋主動(dòng)齒輪、四擋主動(dòng)齒輪、三擋主動(dòng)齒輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)齒輪，其中，二擋主動(dòng)齒輪、一擋主動(dòng)齒輪、四擋主動(dòng)齒輪、三擋主動(dòng)齒輪與輸入軸制成一體，輸入軸與上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)齒輪花鍵連接；所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐在變速箱體上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪組成，主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪相互嚙合；所述的輸出軸的兩端通過(guò)球軸承支承在變速箱體上，輸出軸上從前端到后端依次裝有二擋從動(dòng)齒輪、第二花鍵轂、一擋從動(dòng)齒輪、四擋從動(dòng)齒輪、第一花鍵轂和三擋從動(dòng)齒輪，二擋從動(dòng)齒輪、一擋從動(dòng)齒輪、四擋從動(dòng)齒輪和三擋從動(dòng)齒輪分別與上述輸入軸上的二擋主動(dòng)齒輪、一擋主動(dòng)齒輪、四擋主動(dòng)齒輪和三擋主動(dòng)齒輪嚙合，第二花鍵轂的內(nèi)花鍵與輸出軸的外花鍵緊配合，第二花鍵轂通過(guò)第二接合套與換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)，第一花鍵轂的內(nèi)花鍵與輸出軸的外花鍵緊配合，第一花鍵轂通過(guò)第一接合套與換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)；所述的離合器操縱機(jī)構(gòu)固定在換擋系統(tǒng)的變速箱體上，離合器操縱機(jī)構(gòu)由電機(jī)、蝸桿、雙聯(lián)齒輪和齒條組成，電機(jī)固定在變速箱體上，蝸桿與電機(jī)輸出相連，蝸桿與雙聯(lián)齒輪中的第一級(jí)蝸輪嚙合，雙聯(lián)齒輪中的第二級(jí)齒輪與齒條嚙合，齒條與所述的離合器聯(lián)動(dòng)；所述的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定在變速箱體上，換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)由選擋電機(jī)、第一減速機(jī)構(gòu)、選擋齒扇、換擋電機(jī)、第二減速機(jī)構(gòu)、換擋齒扇、換擋齒條撥叉、選擋齒條撥叉和主軸組成，所述的選擋電機(jī)通過(guò)第一減速機(jī)構(gòu)與選擋齒扇相連，選擋齒扇與選擋齒條撥叉嚙合，所 述的換擋電機(jī)通過(guò)第二減速機(jī)構(gòu)與換擋齒扇相連，換擋齒扇與換擋齒條撥叉嚙合，換擋齒條撥叉與上述第一接合套或第二接合套聯(lián)動(dòng)；所述的調(diào)速連接機(jī)構(gòu)固定在變速箱體上，調(diào)速連接機(jī)構(gòu)由傳動(dòng)軸、摩擦盤(pán)、壓盤(pán)、滾珠、滾珠槽、絲杠螺母、調(diào)速電機(jī)和滑桿組成，所述的傳動(dòng)軸的一端與上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)齒輪花鍵連接，傳動(dòng)軸的另一端與摩擦盤(pán)花鍵連接，所述的壓盤(pán)、滾珠槽和絲杠螺母依次安裝在調(diào)速電機(jī)輸出軸上，所述的壓盤(pán)通過(guò)方鍵固定在調(diào)速電機(jī)輸出軸的前段，滾珠安裝在滾珠槽中，滾珠槽通過(guò)方鍵固定在調(diào)速電機(jī)輸出軸前段，所述的絲杠螺母與調(diào)速電機(jī)輸出軸的后段成絲杠連接，所述的滑桿的一端固定在變速箱體上，另一端與絲杠螺母成滑動(dòng)配合；所述的摩擦盤(pán)和壓盤(pán)同軸，相互之間存在間隙。本專(zhuān)利技術(shù)提出的用于電動(dòng)汽車(chē)的自動(dòng)機(jī)械式變速箱換擋系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是I、本專(zhuān)利技術(shù)采用少擋位AMT變速箱，低擋位時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)減速增矩，并增加超速擋以提高行駛車(chē)速，從而大大減少了對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷以及功率要求；2、本專(zhuān)利技術(shù)中提出的AMT變速箱換擋時(shí)，離合器分離，輸入軸處于慣性減速狀態(tài)，無(wú)動(dòng)力輸入，更易驅(qū)動(dòng)，這對(duì)調(diào)速電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩要求降低，可以實(shí)現(xiàn)此功能的電機(jī)的成本僅為幾十元，大大降低了成本；3、本專(zhuān)利技術(shù)中提出的AMT變速箱，設(shè)有低擋位和超速擋位，使最大爬坡度imax和最高車(chē)速Umax提高，提高了電動(dòng)汽車(chē)的工況適應(yīng)性，從而彌補(bǔ)如今大多最高時(shí)速為3040km/h的小型電動(dòng)汽車(chē)速度低的不足；4、本專(zhuān)利技術(shù)最突出一點(diǎn)為舍棄了同步器，需要換擋時(shí)，利用調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)輸入軸，通過(guò)輸入軸齒輪帶動(dòng)與之嚙合的輸出軸齒輪，從而對(duì)輸出軸目標(biāo)擋位齒輪進(jìn)行調(diào)速，代替同步器的作用，使接合套轉(zhuǎn)速與目標(biāo)擋位的接合齒圈轉(zhuǎn)速達(dá)到同步，再利用換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)換擋，有效減少?zèng)_擊損耗，此外，由于無(wú)同步器，使得變速箱結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，成本進(jìn)一步降低。而且電機(jī)從啟動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定高轉(zhuǎn)速僅僅需要100ms-200ms的時(shí)間，響應(yīng)速度快。附圖說(shuō)明圖I為本專(zhuān)利技術(shù)提出的用于電動(dòng)汽車(chē)對(duì)輸入軸調(diào)速的無(wú)同步器換擋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I所示的換擋系統(tǒng)中離合器操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖I所示的換擋系統(tǒng)中換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖I所示的換擋系統(tǒng)中調(diào)速連接機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本專(zhuān)利技術(shù)換擋系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中的變速箱為三擋位。圖6為本專(zhuān)利技術(shù)換擋系統(tǒng)中各擋位接合齒圈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本專(zhuān)利技術(shù)提出的基于電機(jī)調(diào)速的控制流程圖。圖I-圖5中，I為離合器,2為輸入軸,4為二擋主動(dòng)齒輪,5為輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器，6為一擋主動(dòng)齒輪，7為四擋主動(dòng)齒輪，8為三擋主動(dòng)齒輪，9為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主動(dòng)齒輪，10為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)齒輪，12為主減速器和差速器，13為三擋從動(dòng)齒輪，131為三擋從動(dòng)齒輪結(jié)合齒圈，14為第一花鍵轂，15為第一接合套，16為四檔從動(dòng)齒輪，161為四檔從動(dòng)齒輪接合齒圈，17為一擋從動(dòng)齒輪，171為一擋從動(dòng)齒輪接合齒圈，19為第二接合套，20為第二花鍵轂，21為二擋從動(dòng)齒輪，211為二擋從動(dòng)齒輪接合齒圈，22為輸出軸，23為輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器，24 為變速箱體，25為驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸。3為離合器操縱機(jī)構(gòu)，31為蝸桿，32為雙聯(lián)齒輪，33為電機(jī)，34為齒條(離合器拉桿)。11為調(diào)速連接機(jī)構(gòu)，111為傳動(dòng)軸，112為摩擦盤(pán)，113為壓盤(pán)，114為調(diào)速電機(jī)輸出軸，115為滾珠,116為絲杠螺母,117為調(diào)速電機(jī),118為滑桿，119為滾珠槽。18為換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，181為選擋電機(jī)，182為第一減速機(jī)構(gòu)(與第二減速機(jī)構(gòu)相同，為常用蝸輪蝸桿或者其他機(jī)械機(jī)構(gòu))，183為選擋齒扇，184為換擋電機(jī),185為第二減速機(jī)構(gòu)，186為換擋齒扇，187為換擋齒條撥叉，188為選擋齒條撥叉，189為主軸。具本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于電動(dòng)汽車(chē)對(duì)輸入軸調(diào)速的無(wú)同步器換擋系統(tǒng)，其特征在于該換擋系統(tǒng)包括：驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸、離合器、輸入軸、輸出軸、離合器操縱機(jī)構(gòu)、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和調(diào)速連接機(jī)構(gòu)；所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸通過(guò)離合器與輸入軸相連；所述的輸入軸的兩端通過(guò)圓錐滾子軸承支承在變速箱體上，輸入軸上設(shè)置有二擋主動(dòng)齒輪、一擋主動(dòng)齒輪、四擋主動(dòng)齒輪、三擋主動(dòng)齒輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)齒輪，其中，二擋主動(dòng)齒輪、一擋主動(dòng)齒輪、四擋主動(dòng)齒輪、三擋主動(dòng)齒輪與輸入軸制成一體，輸入軸與上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)齒輪花鍵連接；所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐在變速箱體上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪組成，主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪相互嚙合；所述的輸出軸的兩端通過(guò)球軸承支承在變速箱體上，輸出軸上從前端到后端依次裝有二擋從動(dòng)齒輪、第二花鍵轂、一擋從動(dòng)齒輪、四擋從動(dòng)齒輪、第一花鍵轂和三擋從動(dòng)齒輪，二擋從動(dòng)齒輪、一擋從動(dòng)齒輪、四擋從動(dòng)齒輪和三擋從動(dòng)齒輪分別與上述輸入軸上的二擋主動(dòng)齒輪、一擋主動(dòng)齒輪、四擋主動(dòng)齒輪和三擋主動(dòng)齒輪嚙合，第二花鍵轂的內(nèi)花鍵與輸出軸的外花鍵緊配合，第二花鍵轂通過(guò)第二接合套與換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)，第一花鍵轂的內(nèi)花鍵與輸出軸的外花鍵緊配合，第一花鍵轂通過(guò)第一接合套與換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)；所述的離合器操縱機(jī)構(gòu)固定在換擋系統(tǒng)的變速箱體上，離合器操縱機(jī)構(gòu)由電機(jī)、蝸桿、雙聯(lián)齒輪和齒條組成，電機(jī)固定在變速箱體上，蝸桿與電機(jī)輸出相連，蝸桿與雙聯(lián)齒輪中的第一級(jí)蝸輪嚙合，雙聯(lián)齒輪中的第二級(jí)齒輪與齒條嚙合，齒條與所述的離合器聯(lián)動(dòng)；所述的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定在變速箱體上，換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)由選擋電機(jī)、第一減速機(jī)構(gòu)、選擋齒扇、換擋電機(jī)、第二減速機(jī)構(gòu)、換擋齒扇、換擋齒條撥叉、選擋齒條撥叉和主軸組成，所述的選擋電機(jī)通過(guò)第一減速機(jī)構(gòu)與選擋齒扇相連，選擋齒扇與選擋齒條撥叉嚙合，所述的換擋電機(jī)通過(guò)第二減速機(jī)構(gòu)與換擋齒扇相連，換擋齒扇與換擋齒條撥叉嚙合，換擋齒條撥叉與上述第一接合套或第二接合套聯(lián)動(dòng)；所述的調(diào)速連接機(jī)構(gòu)固定在變速箱體上，調(diào)速連接機(jī)構(gòu)由傳動(dòng)軸、摩擦盤(pán)、壓盤(pán)、滾珠、滾珠槽、絲杠螺母、調(diào)速電機(jī)和滑桿組成，所述的傳動(dòng)軸的一端與上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)齒輪花鍵連接，傳動(dòng)軸的另一端與摩擦盤(pán)花鍵連接，所述的壓盤(pán)、滾珠槽和絲杠螺母依次安裝在調(diào)速電機(jī)輸出軸上，所述的壓盤(pán)通過(guò)方鍵固定在調(diào)速電機(jī)輸出軸的前段，滾珠安裝在滾珠槽中，滾珠槽通過(guò)方鍵固定在調(diào)速電機(jī)輸出軸前段，所述的絲杠螺母與調(diào)速電機(jī)輸出軸的后段成絲杠連接，所述的滑桿的一端固定在變速箱體上，另一端與絲杠螺母成滑動(dòng)配合；所述的摩擦盤(pán)和壓盤(pán)同軸，相互之間存在間隙。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于電動(dòng)汽車(chē)對(duì)輸入軸調(diào)速的無(wú)同步器換擋系統(tǒng)，其特征在于該換擋系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸、離合器、輸入軸、輸出軸、離合器操縱機(jī)構(gòu)、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和調(diào)速連接機(jī)構(gòu)；所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸通過(guò)離合器與輸入軸相連； 所述的輸入軸的兩端通過(guò)圓錐滾子軸承支承在變速箱體上，輸入軸上設(shè)置有二擋主動(dòng)齒輪、一擋主動(dòng)齒輪、四擋主動(dòng)齒輪、三擋主動(dòng)齒輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)齒輪，其中，二擋主動(dòng)齒輪、一擋主動(dòng)齒輪、四擋主動(dòng)齒輪、三擋主動(dòng)齒輪與輸入軸制成一體，輸入軸與上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)齒輪花鍵連接； 所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐在變速箱體上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪組成，主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪相互嚙合； 所述的輸出軸的兩端通過(guò)球軸承支承在變速箱體上，輸出軸上從前端到后端依次裝有二擋從動(dòng)齒輪、第二花鍵轂、一擋從動(dòng)齒輪、四擋從動(dòng)齒輪、第一花鍵轂和三擋從動(dòng)齒輪，二擋從動(dòng)齒輪、一擋從動(dòng)齒輪、四擋從動(dòng)齒輪和三擋從動(dòng)齒輪分別與上述輸入軸上的二擋主動(dòng)齒輪、一擋主動(dòng)齒輪、四擋主動(dòng)齒輪和三擋主動(dòng)齒輪嚙合，第二花鍵轂的內(nèi)花鍵與輸出軸的外花鍵緊配合，第二花鍵轂通過(guò)第二接合套與換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)，第一花鍵轂的內(nèi)花鍵與輸出軸的外花鍵緊配合，第一花鍵轂通過(guò)第一接合套與換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)； 所述的離合器操縱機(jī)構(gòu)固定在換擋...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李亮，李磊，楊克，宋健，楊超，李紅志，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：清華大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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