基于线性驱动电机的变速箱档位控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公布了基于线性驱动电机的变速箱档位控制系统，包括执行机构和控制机构，执行机构包括设置在档位变速箱中的驱动电机、换挡丝杆、拨叉、换挡轴、换挡滑块和位置传感器，控制机构包括主控制器、档位控制器、电机控制器和显示器，基于线性驱动电机的变速箱档位控制方法，该方法依靠上述控制系统实现，本发明专利技术的有益效果为，具有较大的适用范围，通过驱动电机来进行档位的切换，纯电动控制，使得操作简单，同时还可以准确的显示档位信息，使得换挡准确，本发明专利技术的技术方案具有较大的扩展性，可与自动驾驶组合，根据设计工况值和实际的工况值对比，可以完全实现联合收割机的自动驾驶作业功能，减少作业者的劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
基于线性驱动电机的变速箱档位控制系统及控制方法
本专利技术涉及变速箱档位调节
，具体涉及基于线性驱动电机的变速箱档位控制系统及控制方法。
技术介绍
目前，现有的联合收割机中，变速箱的换挡功能通常由传统的拉线式换挡机构来实现，通过拉线来控制档位拨盘的角度改变，从而实现档位切换的目的。传统的拉线式换挡机构一般由操纵杆、操纵杆支架、拉线、拉线传动机构、档位拨盘和档位变速箱组成，其占用的空间较大，结构复杂，安装麻烦，而且不能检测到当前档位的实际位置，可能发生档位切换错误的现象。为减少控制机构和执行机构之间的空间布置体积，并实现实时监测档位信息，使得执行机构能够准确按照操作者的要求进行动作，达到准确切换档位的功能，本专利技术公开了一种基于线性驱动电机的变速箱档位控制系统及控制方法。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了基于线性驱动电机的变速箱档位控制系统及控制方法，本专利技术是通过以下技术方案来实现的。基于线性驱动电机的变速箱档位控制系统，包括执行机构和控制机构；所述执行机构包括设置在档位变速箱中的驱动电机、换挡丝杆、拨叉、换挡轴、换挡滑块和位置传感器。所述控制机构包括主控制器、档位控制器、电机控制器和显示器，所述主控制器、档位控制器和电机控制器可分别单独连接一个显示器，所述主控制器、档位控制器和电机控制器也可共同与同一个显示器连接。进一步地，所述驱动电机连接有换挡丝杆，所述拨叉通过换挡轴转动连接在档位变速箱内，所述换挡滑块铰接在拨叉的后端，且换挡滑块与换挡丝杆啮合，所述位置传感器用于采集拨叉的位置信号。进一步地，所述主控制器与档位控制器信号连接，主控制器通过CAN通讯与电机控制器的输入端口连接，电机控制器的信号接口与位置传感器连接，所述驱动电机与电机控制器的输出端口连接，所述主控制器还外接有显示器。进一步地，所述档位控制器为档位调节杆或档位开关中的一种。进一步地，所述电机控制器为TCU无级变速箱控制器。基于线性驱动电机的变速箱档位控制方法，该方法依靠上述控制系统实现，并包括以下步骤：S1：通过档位控制器输入目标档位，主控制器通过CAN通讯将目标档位信号输送到电机控制器；S2：位置传感器将采集拨叉当前位置信号并输送到电机控制器；S3：电机控制器对拨叉当前位置信号及目标档位信号进行处理，通过对信号的分析处理结果对驱动电机的占空比进行控制，从而使驱动电机旋转的圈数与设定的圈数保持一致；S4：驱动电机正反转从而控制拨叉角度，通过拨叉实现换挡功能。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术具有较大的适用范围，可以用于联合收割机的档位控制，也可用在其他农机或者带有档位变速装置的机动车上。2、通过驱动电机来进行档位的切换，纯电动控制，使得操作简单，同时还可以准确的显示档位信息，使得换挡准确。3、本专利技术的技术方案具有较大的扩展性，可与自动驾驶组合，根据设计工况值和实际的工况值对比，可以完全实现联合收割机的自动驾驶作业功能，减少作业者的劳动强度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1：本专利技术所述执行机构的结构示意图；图2：图1所述A-A方向的剖视图；图3：Ⅰ档时拨叉的位置图；图4：中立位置时拨叉的位置图；图5：Ⅱ档时拨叉的位置图；图6：本专利技术所述控制机构的结构示意图。附图标记如下：1-档位变速箱，2-驱动电机，3-换挡丝杆，4-拨叉，5-换挡轴，6-换挡滑块、7-位置传感器，8-主控制器，9-档位控制器，10-电机控制器，11-显示屏。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1-6所示，基于线性驱动电机的变速箱档位控制系统，包括执行机构和控制机构；执行机构包括设置在档位变速箱1中的驱动电机2、换挡丝杆3、拨叉4、换挡轴5、换挡滑块6和位置传感器7。控制机构包括主控制器8、档位控制器9、电机控制器10和显示器11，主控制器8、档位控制器9和电机控制器10可分别单独连接一个显示器11，主控制器8、档位控制器9和电机控制器10也可共同与同一个显示器11连接。优选的，驱动电机2连接有换挡丝杆3，拨叉4通过换挡轴5转动连接在档位变速箱1内，换挡滑块6铰接在拨叉4的后端，且换挡滑块6与换挡丝杆3啮合，位置传感器7用于采集拨叉4的位置信号。优选的，主控制器8与档位控制器9信号连接，主控制器8通过CAN通讯与电机控制器10的输入端口连接，电机控制器10的信号接口与位置传感器7连接，驱动电机2与电机控制器10的输出端口连接，主控制器8还外接有显示器11。优选的，档位控制器9为档位调节杆或档位开关中的一种。优选的，电机控制器10为TCU无级变速箱控制器。基于线性驱动电机2的变速箱档位控制方法，该方法依靠上述控制系统实现，并包括以下步骤：S1：通过档位控制器9输入目标档位，主控制器8通过CAN通讯将目标档位信号输送到电机控制器10；S2：位置传感器7将采集拨叉4当前位置信号并输送到电机控制器10；S3：电机控制器10对拨叉4当前位置信号及目标档位信号进行处理，通过对信号的分析处理结果对驱动电机2的占空比进行控制，从而使驱动电机2旋转的圈数与设定的圈数保持一致；S4：驱动电机2正反转从而控制拨叉4角度，通过拨叉4实现换挡功能。本专利技术具有以下两个具体实施例：实施例1图4为中立位置时拨叉4的位置图。如图3所示，其展示了Ⅰ档时拨叉4的位置图，此时驱动电机2带动换挡丝杆3正转，并驱动换挡滑块6向下移动。图3中，e为中立位置时拨叉4中心到换挡轴5中心之间的连线，f为Ⅰ档时拨叉4中心到换挡轴5中心之间的连线，θ1为Ⅰ档时f与e的夹角度数。由于拨叉4是以换挡轴5为中心进行动作，所以换挡滑块6是以换挡轴5为中心进行转动，换挡滑块6中心和换挡轴5的旋转角度与拨叉4旋转的角度一致，角度值为负值。L为换挡轴5中心到换挡丝杆3中心的距离。根据勾股定理可以计算出换挡滑块6与换挡轴5中心的距离值H1，H1＝tg﹣θ1*L。根据换挡丝杆3上螺纹的规格型号可以计算出换挡丝杆3旋转一圈缩所移动的位置值S，从而计算出驱动电机2所需要旋转的圈数n，n＝H1/S；以及驱动电机2的动作时间T，T＝n/N；其中N为线性驱动电机2的额定转数。驱动电机2的动作时间T则通过电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于线性驱动电机的变速箱档位控制系统，其特征在于：包括执行机构和控制机构；/n所述执行机构包括设置在档位变速箱(1)中的驱动电机(2)、换挡丝杆(3)、拨叉(4)、换挡轴(5)、换挡滑块(6)和位置传感器(7)。/n所述控制机构包括主控制器(8)、档位控制器(9)、电机控制器(10)和显示器(11)，所述主控制器(8)、档位控制器(9)和电机控制器(10)可分别单独连接一个显示器(11)，所述主控制器(8)、档位控制器(9)和电机控制器(10)也可共同与同一个显示器(11)连接。/n

【技术特征摘要】
1.基于线性驱动电机的变速箱档位控制系统，其特征在于：包括执行机构和控制机构；
所述执行机构包括设置在档位变速箱(1)中的驱动电机(2)、换挡丝杆(3)、拨叉(4)、换挡轴(5)、换挡滑块(6)和位置传感器(7)。
所述控制机构包括主控制器(8)、档位控制器(9)、电机控制器(10)和显示器(11)，所述主控制器(8)、档位控制器(9)和电机控制器(10)可分别单独连接一个显示器(11)，所述主控制器(8)、档位控制器(9)和电机控制器(10)也可共同与同一个显示器(11)连接。


2.根据权利要求1所述的基于线性驱动电机(2)的变速箱档位控制系统，其特征在于：所述驱动电机(2)连接有换挡丝杆(3)，所述拨叉(4)通过换挡轴(5)转动连接在档位变速箱(1)内，所述换挡滑块(6)铰接在拨叉(4)的后端，且换挡滑块(6)与换挡丝杆(3)啮合，所述位置传感器(7)用于采集拨叉(4)的位置信号。


3.根据权利要求2所述的基于线性驱动电机(2)的变速箱档位控制系统，其特征在于：所述主控制器(8)与档位控制器(9)信号连接，主控制器(8)通过CAN通讯与电机控制器(10)的输入端口连接，电机控制器(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟新伟，黄胜操，李耿，张鹏，王喜恩，安冬冬，王玉强，
申请(专利权)人：安徽聚力创新项目管理有限公司，洛阳智能农业装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34