两挡式自动变速器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种两挡式自动变速器，电机和变速器箱体直线集成为一体，电机轴为变速器输入轴，变速器输入轴通过滚针轴承支撑在变速器输出轴轴承内或者两轴通过花键进行连接，在变速器中间轴和变速器输出轴之间设置转速转接轴；变速器输入轴直接挡常啮合齿轮固定在电机轴上，变速器中间轴直接挡常啮合齿轮与输入轴直接挡常啮合齿轮啮合；固定在变速器输出轴上的输出轴转速转接齿轮和固定在转速转接轴上的转接轴转速转接齿轮保持常啮合；转速转接轴上设置输出轴编码器，变速器中间轴的末端安装中间轴编码器。能够解决换挡过程中动力中断的问题，换挡时间没有明显减速产生，提高换挡舒适性，同时提高了燃油经济性，降低了换挡时的油耗。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机械动力传递变速装置，尤其涉及一种适用于汽车的电驱动机械式两挡式自动变速装置。
技术介绍
手动变速器(MT)要用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动t匕，才能达到变速的目的。拨动变速杆时需要踩下离合，增加了车辆操作复杂性。机械式变速器需要人为干预，难以满足人们的要求。自动变速器(AMT )既具有液力自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、加工方便的长处。AMT是在现生产的机械变速器上进行改造的，保留了绝大部分原总成部件，只改变其中手动操作系统的换挡杆部分，生产继承性好，改造的投入费用少，非常容易被生产厂家接受。它的缺点是换挡动力中断明显，换挡时间长，这可以通过电控软件方面来得到一定弥补。在几种自动变速器中，无级变速器(CVT)的性价比最高。CVT是由两组变速轮盘和一条传动带组成的，其比传统自动变速器结构简单，体积更小。另外，它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使汽车的车速变化平稳，没有传统变速器换挡时的顿挫感。无级变速器属于自动变速器的一种，它能克服普通自动变速器“突然换挡”、油门反应慢、油耗高等缺点。但是CVT效率低。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是:提供一种新的两挡式自动变速器，能够解决换挡过程中动力中断的问题，换挡时间没有明显减速产生，提高换挡舒适性，保证了车辆具有良好的动力性与换挡稳定性，同时提高了燃油经济性，降低了换挡时的油耗。为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案:一种两挡式自动变速器，包括电机、机械式自动变速器、置于变速器外并通过伸进箱体内的拨叉杆控制挡位的液压换挡执行机构、变速器控制单元；其特征是:电机和变速器箱体直线集成为一体，电机轴同时也是变速器输入轴，变速器输入轴通过滚针轴承支撑在变速器输出轴轴承内或者两轴通过花键进行连接，在变速器中间轴和变速器输出轴之间设置转速转接轴；变速器箱体内，变速器输入轴直接挡常啮合齿轮固定在电机轴上，变速器中间轴直接挡常啮合齿轮与输入轴直接挡常啮合齿轮啮合；固定在变速器输出轴上的输出轴转速转接齿轮和固定在转速转接轴上的转接轴转速转接齿轮保持常啮合；转速转接轴上设置输出轴编码器，变速器中间轴的末端安装中间轴编码器；变速器控制单元分别与液压换挡执行机构、电机控制器、各编码器电连接。按上述技术方案，编码器均安装在变速器箱体的外部，并在两编码器的外面加装一个编码器密封罩。按上述技术方案，电机定子置于电机转子外部，且轴向长度大于电机转子；电机定子内部，电机轴靠近电机转子的两端设置各设置一个支撑轴承；各端支撑轴承由各电机端盖固定。按上述技术方案，所述液压换挡执行机构主要包括与变速器换挡拨叉连接的换挡指、和内部含有油路、换挡液压缸、传感器和各控制阀的阀控集成模块；液压缸活塞为悬浮式活塞环和活塞杆套接的双活塞，液压缸被双活塞分割成左右两个换挡压力密封腔；各压力密封腔通过控制油口与各自的两位三通电磁阀连接；活塞杆与换挡指固定连接；控制单元接收传感器信号端与阀控集成模块的各传感器和电气连接；控制单元对执行件发出指令端与各电磁阀以及液压源驱动电机电气连接；变速器控制单元与控制单元对执行件发出指令端和控制单元接收传感器信号端分别电气连接。按上述技术方案，换挡执行机构的液压源部分主要由油箱、齿轮泵驱动泵体的液压源驱动电机、与泵体连接的泵送油路组成，所有低压回油通路与油箱连接；泵送油路末端设置单向阀，主油路经单向阀后一直延伸到两个两位三通电磁阀进油口，两位三通电磁阀各自通过液压缸控制油口与液压缸一端的密封腔连通；在液压缸缸体上活塞杆中心位置、偏移液压缸轴线位置处安装有角度位移传感器；主油路上设有溢流阀、蓄能器和线性压力传感器；所述的单向阀、溢流阀、压力传感器、蓄能器、液压缸、角度位移传感器、两位三通电磁阀都集成在所述阀控集成模块上。按上述技术方案，所述两挡式自动变速器通过对油门开度和车速信号进行采集，决定是否根据设定的换挡规则决定何时进行换挡；当确定需要换挡后，电机控制器控制电机转矩降低到设置的值后变速器退空挡，如果TCU判定变速器未退到空挡就继续发出退空挡命令，直到变速器退到空挡；之后，电机控制器对电机进行调速控制，若为升挡过程则控制电机转速下降，同时电机发电存储到蓄电池中，若为降挡过程则控制电机转速升高，此时电机处于驱动状态；换挡完成后，电磁阀断电，电机进入驱动车辆运行模式。本技术的工作原理是:可用于纯电动汽车，也可以用于混合动力汽车；换挡执行机构可以采用电控液动方式，也可以采用电控气动方式，并且采用无同步器的结构；变速器内没有离合器；电机主轴的后端采用滚针轴承支承与二轴的轴承内或两者通过花键进行连接。通过一组转速转接齿轮将输出轴转速由转接轴输出到编码器，用来测量输出轴转速。这种两挡式电驱动自动变速器为电力驱动主动同步机械式自动变速器，结合了电子控制技术、电力驱动技术与机械传动技术。现有机械式变速器均为基于摩擦原理的被动同步，而本技术的变速器运用电机非线性PID快速响应调速技术，完成了电驱动主动同步，从而舍弃了传统的离合器和机械式同步器。基于电驱动自动变速器平台，可以很方便的实现纯电驱动和混合动力驱动模式。将纯电动汽车动力系统的驱动电机与换挡调速电机集成，则形成基于电驱动自动变速器的纯电驱动系统，该系统电机既有调速功能，又有驱动功能，可实现自动变速的纯电驱动系统；本技术的变速器和发动机和自动离合器集成则组成基于电驱动自动变速器的混合动力驱动系统，该系统通过电机参数调整可组成任意混合比的混合动力驱动，并且具备自动换挡和动力耦合的功能。挡位执行机构主要为变速器上的换挡气缸或液压缸，结构与传统AMT相同，通过伸进箱体内的拨叉杆来控制换挡拨叉左右移动，从而实现挡位变换。换挡气缸或液压缸内的活塞有三个位置，分别为左极限位置、中间位置和右极限位置，当活塞移动到左极限位置时换挡拨叉同时向左移动，变速器置直接挡，当活塞移动到右极限位置时换挡拨叉向右移动，变速器置一挡，当活塞处于中间位置时，换挡拨叉处于中间空挡位置处。当换挡拨叉处于三个不同位置时，对应的三个挡位传感器发出相应的状态信号给TCU。换挡气缸或液压缸上的电磁阀也和T⑶相连，由T⑶进行控制。本技术的有益效果是:对纯电动汽车传动系统进行改进，变速器采用两挡结构，可以提高电动车的性能，降低对电机的要求，使电机更多地工作在高效率区间，延长其续驶里程。在换挡过程中，变速器控制模块对换挡执行机构进行自动控制，实现自动换挡，降低了操作人员的劳动强度；换挡过程中，变速器控制模块、整车控制模块和驱动电机控制器通过所设定的控制方法对驱动电机的工作状态进行一体化控制，对驱动电机转速进行精确控制，换挡冲击小，提高了整车换挡平顺性及乘坐舒适性。另外，电驱动自动变速器的变速部分是在传统AMT的基础上进行改进的，结构更加紧凑，成本更低，可以充分利用手动变速器的生产设备，生产继承性好，容易实现批量化。附图说明图1是本技术两挡式自动变速器总体结构示意图；图2为本技术的两挡式自动变速器电机轴承布置图；图3为本技术的两挡式自动变速器的液压换挡执行机构原理图；图4为本技术的两挡式自动变速器换挡控制流程图。其中各附图标记对应如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两挡式自动变速器，包括电机、机械式自动变速器、置于变速器外并通过伸进箱体内的拨叉杆控制挡位的液压换挡执行机构、变速器控制单元；其特征是：电机和变速器箱体直线集成为一体，电机轴同时也是变速器输入轴，变速器输入轴通过滚针轴承支撑在变速器输出轴轴承内或者两轴通过花键进行连接，在变速器中间轴和变速器输出轴之间设置转速转接轴；变速器箱体内，变速器输入轴直接挡常啮合齿轮固定在电机轴上，变速器中间轴直接挡常啮合齿轮与输入轴直接挡常啮合齿轮啮合；固定在变速器输出轴上的输出轴转速转接齿轮和固定在转速转接轴上的转接轴转速转接齿轮保持常啮合；转速转接轴上设置输出轴编码器，变速器中间轴的末端安装中间轴编码器；变速器控制单元分别与液压换挡执行机构、电机控制器、各编码器电连接。

【技术特征摘要】
1.一种两挡式自动变速器，包括电机、机械式自动变速器、置于变速器外并通过伸进箱体内的拨叉杆控制挡位的液压换挡执行机构、变速器控制单元；其特征是:电机和变速器箱体直线集成为一体，电机轴同时也是变速器输入轴，变速器输入轴通过滚针轴承支撑在变速器输出轴轴承内或者两轴通过花键进行连接，在变速器中间轴和变速器输出轴之间设置转速转接轴；变速器箱体内，变速器输入轴直接挡常啮合齿轮固定在电机轴上，变速器中间轴直接挡常啮合齿轮与输入轴直接挡常啮合齿轮啮合；固定在变速器输出轴上的输出轴转速转接齿轮和固定在转速转接轴上的转接轴转速转接齿轮保持常啮合；转速转接轴上设置输出轴编码器，变速器中间轴的末端安装中间轴编码器；变速器控制单元分别与液压换挡执行机构、电机控制器、各编码器电连接。2.按权利要求1所述的两挡式自动变速器，其特征是:编码器均安装在变速器箱体的外部，并在两编码器的外面加装一个编码器密封罩。3.按权利要求1或2所述的两挡式自动变速器，其特征是:电机定子置于电机转子外部，且轴向长度大于电机转子；电机定子内部，电机轴靠近电机转子的两端设置各设置一个支撑轴承；各端支撑轴承由各电机端盖固定。4.按权利要求3所述的两挡式自动变速器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨芸芸，吴森，王凡，汤治恒，
申请(专利权)人：武汉理工通宇新源动力有限公司，
类型：实用新型
国别省市：