一种纵置全电式机械自动变速器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种纵置全电式机械自动变速器，包括数据和信号采集装置、变速器控制单元、选/换挡装置、离合器执行机构和机械变速器本体；所述的数据和信号采集装置包括变速器输入轴转速传感器、离合器位置传感器、选挡位置传感器、换挡位置传感器，挡位选择器等；所述变速器控制单元的信号输入端接所述的数据和信号采集装置；所述的变速器控制单元的信号输出端接所述的选/换挡装置、离合器执行机构；所述的选/换挡装置、离合器执行机构、输入轴转速传感器和控制单元安装在所述的机械变速器本体上；所述的机械变速器本体为手动纵置变速器。使用本装置，使得汽车变得操作简单，易于驾驶，有利于减少汽车排放，提高车辆的安全性、舒适性和经济性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于车辆自动变速
，涉及一种纵置全电式机械自动变速器， 特别是指一种用于汽车动力源传递动力的变速传动装置，适用于配置手动变速器产品各种车型，也可应用于其他需要以变速方式传递动力的场合。
技术介绍
手动变速器(MT)产品、液力自动变速器(AT)产品、机械自动无级变速器(CVT)和机械自动变速器(AMT)都是汽车广泛应用的变速器。MT产品具有结构简单、传动效率高、工艺技术难度小、制造成本低、维修费用少等优点，但是MT产品使用存在着驾驶员操纵离合器与变速换挡频繁、易造成驾驶员的疲劳； 同时，对于非熟练的驾驶员，易造成换挡运行工况不稳定，使汽车启动不平顺、发动机转速变化突然、易对传动系统造成冲击，难以满足人们对汽车运行舒适性的要求。AT产品和CVT产品实现了汽车自动换挡，但是AT产品结构复杂、传动效率低、工艺技术难度大、制造成本高、维修费用多。CVT产品舒适性较好，具有无级变速功能，但传动效率相对于MT较低，但是和AT产品一样结构复杂、工艺技术难度大、制造成本高、维修费用^^ ο采用电液式驱动方式是国外有影响的公司开发AMT技术较普遍的思路。八十年代，第一批电控AMT由AP Borg&Beck公司推出，其执行机构是由油箱、电动油泵和蓄能器组成的小型液压伺服系统，被Renault选装在Twingo、Clio和Megane车型中；1997年 Saab公司推出的％118011化系统由步进电机驱动液压缸来控制离合器的分离与接合；此外Fichtel和Mchs ,Luk和Valeo等欧洲离合器厂商研制摩擦式离合器的电液伺服装置。在我国，吉林工大、上海交大、重庆东方欧翔公司、北京理工大学等的AMT系统也大多采用电液方式。液力驱动机构具有能容量大操作简便易于实现安全保护具有一定的吸振与吸收冲击的能力以及便于空间布置等优点，对于利用高速开关阀控制离合器的系统，其主要缺点就是温度的变化使离合器的执行机构中液压油的粘度发生变化因而使离合器回油管路压力损失发生变化，温度降低阀出口压力增大，回油量减小，离合器的结合速度较慢导致汽车在刚开始起步时加速度较小，而且温度降低到一定的程度之后液压油的流动性大大降低；另外由于受到温度的影响，该系统在北方寒冷地带的使用有一定的限制。其次液压元件对加工的精度要求非常高，特别是高速电磁阀的加工，因而一般的厂家难以加工，所以电磁阀的造价就非常高，而且液压油容易泄漏造成环境的污染。液压式零部件生产制造复杂， 成本高，控制不够精确，难以达到机械自动变速器智能控制的要求。随着电子技术的发展， 因电机本身的可控性和效率高，能耗小的特点，由电动执行机构代替电液方式已经成为AMT 发展的方向之一。
技术实现思路
本技术的所要解决的技术问题是提供一种纵置全电式机械自动变速器，该装置能实现根据车辆的各种工况自动切换挡位以及调整离合器的位置，便于驾驶者更好的掌控车辆，提高驾驶的安全性、舒适性和燃油经济性。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案为一种纵置全电式机械自动变速器，包括数据和信号采集装置、变速器控制单元、选 /换挡装置、离合器执行机构和机械变速器本体；所述的数据和信号采集装置包括变速器输入轴转速传感器、离合器位置传感器、选挡位置传感器、换挡位置传感器、以及用于采集选挡器位置信号、加速踏板信号、制动踏板信号和通过CAN总线接收来自发动机控制单元和ABS控制单元的信号的电路；所述变速器控制单元的信号输入端接所述的数据和信号采集装置；所述的变速器控制单元的信号输出端接所述的选/换挡装置、离合器执行机构；所述的选/换挡装置、离合器执行机构、输入轴转速传感器和控制单元安装在所述的机械变速器本体上；所述的机械变速器本体为手动纵置变速器。所述的选/换挡装置包括选挡执行机构、换挡执行机构、选换挡球头套，所述选换挡球头套套装在可沿其轴向滑动及径向转动的主轴上，在所述选换挡球头套径向的一侧设有可与变速箱换挡拨叉连接的球头，在其径向的另一侧对称设有一选换挡轨迹槽及一选换挡球头；所述选挡执行机构包括选挡电机、涡轮、蜗杆、选挡齿轮、选挡齿条、选挡销，所述涡轮、蜗杆相互啮合，在所述蜗杆的一端设有一与选挡齿条啮合的选挡齿轮；所述选挡销一端固装在选挡齿条上，另一端卡装在设于选换挡球头套一侧的选换挡轨迹槽中；所述换挡执行机构包括换挡电机、连杆、换挡扇形齿轮、换挡主动齿轮，所述换挡主动齿轮与换挡扇形齿轮啮合；所述连杆的一端球接在换挡扇形齿轮上，另一端与设于选换挡球头套一侧的换挡驱动球头球接。作为改进，所述离合器执行机构的驱动电机为集成有非接触式角位移传感器的直流电机。所述选挡电机和换挡电机为集成有非接触式角位移传感器的直流电机。具体的，所述的离合器执行机构，包括动力机构、减速机构、补偿机构、分离摇臂、 分离杆，所述动力机构为集成有角位移传感器的直流电机，所述减速机构为一扇形齿轮，所述的动力机构的输出驱动减速机构；所述补偿机构的一端与减速机构的输出球接，另一端球接分离摇臂的一端；所述分离摇臂的另一端接分离杆的一端；所述分离杆的另一端驱动离合器拨叉实现分离与接合。作为改进，所述减速机构上设置有助力机构；所述助力机构为压缩弹簧，所述压缩弹簧一端球接在减速机构上，另一端连接在壳体上；所述补偿机构包括连杆、外套、补偿弹簧、滚珠、滚珠定位板，所述外套的一端与摇臂的一端连接，另一端为一空心套管，所述补偿弹簧设置在空心套管内，一端与空心套管的底端部接触，另一端连接有滚珠定位板，所述连杆的一端与减速机构的输出连接，另一端设有一锲型块并插装在所述空心套管中，在锲型块、空心套管内壁、滚珠定位板之间设有滚珠。所述的变速器控制单元和发动机控制单元通过CAN总线通信，向发动机控制单元发送和接收信号；所述的变速器控制单元通过CAN总线与ABS控制单元通信，用于接收车速等信号。本技术的工作原理简述于下4车辆在行驶过程中，变速器电控单元(TCU)根据传感器实时采集的驾驶员操纵参数信息(油门踏板、制动踏板、挡位选择器开关等)和车辆的运行状态参数信息(通过CAN 总线与发动机ECU通信，了解节气门位置、发动机转速和扭矩等信号，与ABS控制单元通信来判定路面信息和车速)，进行综合判断和处理，按照控制器中存储的控制规律，发出控制指令。借助于相应的执行机构(选换挡执行机构、离合器执行机构、发动机电子节气门等)， 对车辆的动力传动系统(发动机、离合器、变速器)进行联合操纵，使变速器处在相应的最佳挡位，从而达到车辆的加速或减速的目的。技术的有益效果本技术为一种纵置全电式机械自动变速器，其克服了现有的MT、AT、CVT和电液式AMT的不足，将现代电子控制技术用于机械变速器和普通的干摩擦离合器，使变速器和离合器操纵自动化，以人机工程学为基础，通过电控操纵机构实现最佳的离合器结合和变速器换挡，具体工作原理是由变速器控制单元实时采集车速、挡位等信号，再根据这些信号来控制离合器、选挡/换挡机构和发动机，实现汽车的自动换挡；其应用实质是为汽车驾驶员配备一个换挡机械人，适用于配置MT产品的中小型轿车；其操作简单，易于驾驶，有利于提高车辆的安全性、舒适性和燃油经济性。本技术适用于配置MT产品各种车型。与现有的各种变速器相比，纵置全电式机械自动变本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种纵置全电式机械自动变速器，其特征在于，包括数据和信号采集装置、变速器控制单元、选／换挡装置、离合器执行机构和机械变速器本体；所述的数据和信号采集装置包括变速器输入轴转速传感器、离合器位置传感器、选挡位置传感器、换挡位置传感器、以及用于采集选挡器位置信号、加速踏板信号、制动踏板信号和通过ＣＡＮ总线接收来自发动机控制单元和ＡＢＳ控制单元的信号的电路；所述变速器控制单元的信号输入端接所述的数据和信号采集装置；所述的变速器控制单元的信号输出端接所述的选／换挡装置、离合器执行机构；所述的选／换挡装置、离合器执行机构、输入轴转速传感器和控制单元安装在所述的机械变速器本体上；所述的机械变速器本体为手动纵置变速器。

【技术特征摘要】
1.一种纵置全电式机械自动变速器，其特征在于，包括数据和信号采集装置、变速器控制单元、选/换挡装置、离合器执行机构和机械变速器本体；所述的数据和信号采集装置包括变速器输入轴转速传感器、离合器位置传感器、选挡位置传感器、换挡位置传感器、以及用于采集选挡器位置信号、加速踏板信号、制动踏板信号和通过CAN总线接收来自发动机控制单元和ABS控制单元的信号的电路；所述变速器控制单元的信号输入端接所述的数据和信号采集装置；所述的变速器控制单元的信号输出端接所述的选/换挡装置、离合器执行机构；所述的选/换挡装置、离合器执行机构、输入轴转速传感器和控制单元安装在所述的机械变速器本体上；所述的机械变速器本体为手动纵置变速器。2.根据权利要求1所述的纵置全电式机械自动变速器，其特征在于，所述的选/换挡装置包括选挡执行机构、换挡执行机构、选换挡球头套，所述选换挡球头套套装在可沿其轴向滑动及径向转动的主轴上，在所述选换挡球头套径向的一侧设有可与变速箱换挡拨叉连接的球头，在其径向的另一侧对称设有一选换挡轨迹槽及一选换挡球头；所述选挡执行机构包括选挡电机、涡轮、蜗杆、选挡齿轮、选挡齿条、选挡销，所述涡轮、蜗杆相互啮合，在所述蜗杆的一端设有一与选挡齿条啮合的选挡齿轮；所述选挡销一端固装在选挡齿条上，另一端卡装在设于选换挡球头套一侧的选换挡轨迹槽中；所述换挡执行机构包括换挡电机、连杆、换挡扇形齿轮、换挡主动齿轮，所述换挡主动齿轮与换挡扇形齿轮啮合；所述连杆的一端球接在换挡扇形齿轮上，另一端与设于选换挡球头套一侧的换挡驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏英俊，李勇，房伟，韩民，邓新华，
申请(专利权)人：湖南中德汽车自动变速器股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43