專利名稱:手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種摩托車動(dòng)力及傳動(dòng)裝置,特別涉及一種手自一體化智能化自適應(yīng) 傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù):
摩托車是比較普遍使用的交通和運(yùn)輸工具,是靠手把操縱前輪轉(zhuǎn)向的兩輪或三輪 車。摩托車具有價(jià)格便宜、輕便靈活和行駛迅速的優(yōu)點(diǎn),能到達(dá)大型交通工具無法到達(dá)的山 區(qū)和農(nóng)村等地,用途比較廣泛。摩托車包括車輪、車架和動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng),動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)是摩托車的重要裝置, 裝置本身性能以及運(yùn)行狀態(tài)直接影響摩托車的整體性能。現(xiàn)有技術(shù)中,摩托車普遍采用手動(dòng)(腳動(dòng))控制離合器并完成換檔,并手柄直接控 制油門拉索以配合行走和換檔;手動(dòng)(腳動(dòng))的操作完全取決于駕駛?cè)藛T的主觀,由于不不具備自動(dòng)檢測、修正和 排除駕駛員的操作錯(cuò)誤,無法達(dá)到節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速、扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)檔位的最佳匹配;在車 速變化突然時(shí),會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)處于非穩(wěn)態(tài)工況下運(yùn)轉(zhuǎn),必然造成發(fā)動(dòng)機(jī)功率與行駛阻力難以 匹配,致使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定;同時(shí),機(jī)動(dòng)車在由乘騎者在不知曉行駛阻力的情況下,僅根 據(jù)經(jīng)驗(yàn)操作控制的變速裝置,常常會(huì)在啟動(dòng)、上坡和大負(fù)載時(shí)、由于行駛阻力增加,迫使發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降在低效率區(qū)工作,發(fā)動(dòng)機(jī)甚至停止轉(zhuǎn)動(dòng),無法滿足摩托車在山區(qū)、丘陵和重負(fù) 荷條件下使用,縮小了使用范圍,使摩托車輕便靈活的優(yōu)勢(shì)無法發(fā)揮。出具有以上問題以外,現(xiàn)有的摩托車普遍采用腳動(dòng)的換檔方式,使駕駛員操作時(shí) 不利于保持穩(wěn)定與平衡,易發(fā)生安全事故?,F(xiàn)有技術(shù)中,出現(xiàn)了一種自動(dòng)換檔結(jié)構(gòu),換檔鼓和離合器采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)并由 控制器(ECU)自動(dòng)控制,由切換開關(guān)直接輸入換檔和檔位命令,由伺服電機(jī)完成換檔,節(jié)省 了駕駛者的體力勞動(dòng),并使之操作時(shí)利于保持穩(wěn)定與平衡,避免由于不平衡造成的安全事 故。但是,這種結(jié)構(gòu)形式依然不能排除人的主觀操作對(duì)摩托車運(yùn)行狀態(tài)的不利影響。因此,需要對(duì)摩托車現(xiàn)有的動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)改進(jìn),部分排除駕駛?cè)藛T的主觀意識(shí) 對(duì)操作的影響,在復(fù)雜路段能夠自動(dòng)檢測、修正和排除駕駛員的操作錯(cuò)誤,能夠自適應(yīng)隨行 駛阻力變化自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整節(jié)氣門開度并換檔變速,解決摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)通過扭矩_轉(zhuǎn)速變化 決定節(jié)氣門開度和換檔并滿足復(fù)雜條件下道路使用的問題;同時(shí),還能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)切換換 檔。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此,本發(fā)明提供一種手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī), 部分排除駕駛?cè)藛T的主觀意識(shí)對(duì)操作的影響,在復(fù)雜路段能夠自動(dòng)檢測、修正和排除駕駛 員的操作錯(cuò)誤,能夠自適應(yīng)隨行駛阻力變化自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整節(jié)氣門開度并換檔變速,解決摩 托車發(fā)動(dòng)機(jī)通過扭矩_轉(zhuǎn)速變化決定節(jié)氣門開度和換檔并滿足復(fù)雜條件下道路使用的問題;同時(shí),還能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)切換換檔。本發(fā)明的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī),包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體、變速箱體、離合器、動(dòng)力輸入軸、動(dòng)力輸出軸和換檔鼓,所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體通過離合器將發(fā)動(dòng) 機(jī)動(dòng)力輸入動(dòng)力輸入軸,動(dòng)力輸入軸通過檔位變速齒輪副將動(dòng)力輸出至動(dòng)力輸出軸,所述 換檔鼓通過換檔撥叉控制換檔,還包括自適應(yīng)傳動(dòng)裝置、換檔自動(dòng)控制系統(tǒng)和手動(dòng)換檔系 統(tǒng);自適應(yīng)傳動(dòng)裝置包括設(shè)置有軸向凸輪I的凸輪套和彈性元件,所述動(dòng)力輸出軸設(shè) 置有軸向凸輪II,所述軸向凸輪I和軸向凸輪II相配合形成凸輪傳動(dòng)副;所述動(dòng)力輸出軸 外圓轉(zhuǎn)動(dòng)配合套有鏈輪,所述凸輪套與鏈輪以圓周方向固定軸向可移動(dòng)的方式配合,所述 彈性元件沿與凸輪傳動(dòng)副形成的軸向分力相反的方向頂住凸輪套;所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括控制器、將信號(hào)輸入控制器的給出油門信號(hào)傳感器、位移 傳感器和動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器,以及接收控制器命令信號(hào)的離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)、換檔 鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī);所述給出油門信號(hào)傳感器用于檢測駕駛員給 出的油門信號(hào),位移傳感器用于檢測凸輪套的軸向位移,動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測 動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速信號(hào),離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)離合器的離合;換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電 機(jī)用于驅(qū)動(dòng)換檔鼓完成換檔動(dòng)作;節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)用于調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度;手動(dòng)換檔系統(tǒng)包括手動(dòng)自動(dòng)切換開關(guān)和手動(dòng)換檔檔位開關(guān),所述手動(dòng)自動(dòng)切換開 關(guān)將手動(dòng)自動(dòng)切換信號(hào)輸入控制器,手動(dòng)換檔檔位開關(guān)將檔位信號(hào)輸入至控制器。進(jìn)一步,所述凸輪套套在動(dòng)力輸出軸外圓,一端部與鏈輪以圓周方向固定軸向可 移動(dòng)的方式配合,另一端部由套在動(dòng)力輸出軸外圓的彈性元件頂住;進(jìn)一步,所述位移傳感器包括霍爾元件I和與其沿軸向相對(duì)的磁鋼I,所述磁鋼I 固定設(shè)置在一位移磁鋼座上,所述位移磁鋼座以軸向可移動(dòng)圓周方向固定的方式設(shè)置,所 述位移磁鋼座在一回位彈性元件的作用下沿與凸輪傳動(dòng)副形成的軸向分力相反的方向緊 靠凸輪套;所述動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器包括霍爾元件II和與動(dòng)力輸出軸在圓周方向固定 配合的輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座,所述輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座上設(shè)置與霍爾元件II相對(duì)的磁鋼II ;所 述換檔自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括由霍爾元件III和磁鋼III組成的動(dòng)力輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器,所 述磁鋼III與霍爾元件III相對(duì)并設(shè)置在與動(dòng)力輸入軸在圓周方向固定配合的輸入軸轉(zhuǎn)速 磁鋼座上;進(jìn)一步,所述自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括油針驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī),所述油針驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)通 過齒輪齒條副I驅(qū)動(dòng)油針,所述節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)通過齒輪齒條副II調(diào)節(jié)節(jié)氣門開 度;進(jìn)一步,所述輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座通過沿軸向的螺釘設(shè)置在動(dòng)力輸出軸的端面,所 述彈性元件一端頂住凸輪套,另一端頂住輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座;進(jìn)一步,所述自適應(yīng)傳動(dòng)裝置設(shè)置在與變速箱體固定連接的殼體內(nèi),所述位移磁 鋼座外套于動(dòng)力輸出軸,所述彈性元件位于位移磁鋼座和動(dòng)力輸出軸之間形成的空腔內(nèi), 位移磁鋼座外圓沿軸向設(shè)置限位槽,一限位螺釘螺紋配合穿過殼體并伸入限位槽;所述凸 輪套與鏈輪配合的端部在圓周方向均布設(shè)置至少兩個(gè)沿軸向的傳動(dòng)凸起,所述鏈輪上與其 對(duì)應(yīng)設(shè)置沿軸向的傳動(dòng)孔,所述傳動(dòng)凸起一一對(duì)應(yīng)伸入傳動(dòng)孔使凸輪套與鏈輪以圓周方向 固定軸向可移動(dòng)的方式配合;
進(jìn)一步,所述離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的外殼固定設(shè)置在變速箱體上,轉(zhuǎn)子軸在圓周 方向固定配合設(shè)置有偏心凸輪,所述離合器包括定片、動(dòng)片和離合器罩,所述定片與動(dòng)力輸 入軸通過齒輪嚙合副傳動(dòng)配合,動(dòng)片與離合器罩在圓周方向固定配合,與離合器罩在圓周 方向轉(zhuǎn)動(dòng)軸向固定配合設(shè)置驅(qū)動(dòng)桿,所述驅(qū)動(dòng)桿與變速器箱體可沿軸向往復(fù)滑動(dòng)配合,偏 心凸輪凸緣與驅(qū)動(dòng)桿端面接觸配合并驅(qū)動(dòng)桿軸向移動(dòng);換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)外殼固定設(shè)置 于變速箱體,轉(zhuǎn)子軸與換檔鼓在圓周方向固定配合;所述彈性元件為至少一組蝶簧;所述 凸輪套外圓設(shè)置環(huán)形凸臺(tái),位移磁鋼座端面與環(huán)形凸臺(tái)端面之間通過平面滾動(dòng)軸承配合;進(jìn)一步,還包括檔位顯示屏,所述檔位顯示屏接收控制器傳入的檔位信號(hào);進(jìn)一步,所述凸輪套的軸向凸輪I為內(nèi)圓設(shè)置的內(nèi)斜齒輪結(jié)構(gòu),動(dòng)力輸出軸的軸 向凸輪II為外圓設(shè)置的外斜齒輪結(jié)構(gòu),所述凸輪套套在動(dòng)力輸出軸外圓使內(nèi)斜齒輪結(jié)構(gòu) 與外斜齒輪結(jié)構(gòu)相嚙合形成凸輪傳動(dòng)副。本發(fā)明還公開了一種手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī),包括變 速箱體、離合器、動(dòng)力輸入軸、動(dòng)力輸出軸和換檔鼓,所述離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸入動(dòng)力輸 入軸,動(dòng)力輸入軸通過檔位變速齒輪副將動(dòng)力輸出至動(dòng)力輸出軸,所述換檔鼓通過換檔撥 叉控制換檔,還包括自適應(yīng)傳動(dòng)裝置和換檔自動(dòng)控制系統(tǒng),所述動(dòng)力輸出軸外圓轉(zhuǎn)動(dòng)配合 套有鏈輪;
自適應(yīng)傳動(dòng)裝置包括彈性元件和設(shè)置有端面凸輪I的凸輪套,所述鏈輪設(shè)置有端 面凸輪II,所述端面凸輪I和端面凸輪II相配合形成凸輪傳動(dòng)副;所述凸輪套外套于動(dòng)力 輸出軸以圓周方向固定軸向可移動(dòng)的方式配合,所述彈性元件沿與凸輪傳動(dòng)副形成的軸向 分力相反的方向頂住凸輪套;所述換檔自動(dòng)控制系統(tǒng)包括控制器、將信號(hào)輸入控制器的給出油門信號(hào)傳感器、 位移傳感器和動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器、以及接收控制器命令信號(hào)的離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和 換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī);所述給出油門信號(hào)傳感器用于檢測駕駛員給出的油門信號(hào),位移傳 感器用于檢測凸輪套的軸向位移,動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速信 號(hào),離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)離合器的離合;換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)換檔鼓完 成換檔動(dòng)作。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng) 機(jī),正常行駛時(shí),給出油門信號(hào)傳感器將駕駛員的加速意圖并且位移傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器 將行駛阻力信息傳至控制器(ECU),控制器根據(jù)駕駛員的意圖和行駛阻力自動(dòng)控制節(jié)氣門 開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)、離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)自動(dòng)加減檔,使節(jié)氣門開 度與檔位達(dá)到最佳匹配;在阻力發(fā)生變化時(shí),凸輪傳動(dòng)副在阻力的作用下,產(chǎn)生分力,使凸 輪套發(fā)生軸向位移,通過換算得出扭矩?cái)?shù)值,并由轉(zhuǎn)速傳感器檢測到輸出軸的轉(zhuǎn)速數(shù)值,根 據(jù)扭矩_轉(zhuǎn)速變化決定換檔動(dòng)作和換檔檔位,使實(shí)際的扭矩_轉(zhuǎn)速與節(jié)氣門開度和檔位達(dá) 到最佳匹配,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)始終保持良好、穩(wěn)態(tài)和高效運(yùn)行;由以上記載可以看出,本發(fā)明 能部分排除駕駛?cè)藛T的主觀意識(shí)對(duì)操作的影響,在復(fù)雜路段能夠自動(dòng)檢測、修正甚至排除 駕駛員的操作錯(cuò)誤,能夠自適應(yīng)隨行駛阻力變化自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)油門和換檔變速,解決摩托 車發(fā)動(dòng)機(jī)通過扭矩_轉(zhuǎn)速變化決定節(jié)氣門開度和換檔并滿足復(fù)雜條件下道路使用的問題, 本發(fā)明還設(shè)置手動(dòng)換檔系統(tǒng),根據(jù)實(shí)際情況可將自動(dòng)換檔切換至手動(dòng)換檔系統(tǒng),利用換檔 開關(guān)向控制器輸入檔位命令并控制離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)、換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)換檔。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為圖IA處放大圖;圖3為本發(fā)明動(dòng)力輸出軸上外斜齒輪結(jié)構(gòu)的軸向凸輪II結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為本發(fā)明凸輪套徑向截面結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為鏈輪結(jié)構(gòu)示意圖;圖6為本發(fā)明實(shí)施例二的自適應(yīng)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖,圖2為圖IA處放大圖,圖3為本發(fā)明動(dòng)力 輸出軸上外斜齒輪結(jié)構(gòu)的軸向凸輪II結(jié)構(gòu)示意圖,圖4為本發(fā)明凸輪套徑向截面結(jié)構(gòu)示意 圖,圖5為鏈輪結(jié)構(gòu)示意圖,如圖所示本實(shí)施例的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng) 變速發(fā)動(dòng)機(jī),包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體(圖中省略)、變速箱體9、離合器1、動(dòng)力輸入軸5、動(dòng)力輸出 軸6和換檔鼓7,所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體通過離合器1及齒輪4將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸入動(dòng)力輸入軸5, 如圖所示,發(fā)動(dòng)機(jī)本體的曲軸31與離合器傳動(dòng)配合;動(dòng)力輸入軸5通過檔位變速齒輪副將 動(dòng)力輸出至動(dòng)力輸出軸6,檔位變速齒輪副根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)和需要可以為2至6檔,也可以 包含倒檔;所述換檔鼓7通過換檔撥叉控制換檔;還包括自適應(yīng)傳動(dòng)裝置和換檔自動(dòng)控制 系統(tǒng);自適應(yīng)傳動(dòng)裝置包括設(shè)置有軸向凸輪I 12a的凸輪套12和彈性元件13,所述動(dòng)力 輸出軸6設(shè)置有軸向凸輪II 6a,所述軸向凸輪I 12a和軸向凸輪II 6a相配合形成凸輪傳 動(dòng)副;所述動(dòng)力輸出軸6外圓轉(zhuǎn)動(dòng)配合套有鏈輪10,所述凸輪套12與鏈輪10以圓周方向 固定軸向可移動(dòng)的方式配合,所述彈性元件13沿與凸輪傳動(dòng)副形成的軸向分力相反的方 向頂住凸輪套12 ;所述換檔自動(dòng)控制系統(tǒng)包括控制器21、將信號(hào)輸入控制器21的給出油門信號(hào)傳感器、位移傳感器和動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器,以及接收控制器21命令信號(hào)的離合器驅(qū)動(dòng)伺 服電機(jī)23、換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)8和節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī);所述給出油門信號(hào)傳感器 用于檢測駕駛員給出的油門信號(hào),給出油門信號(hào)傳感器可采用能實(shí)現(xiàn)該功能的任何一種傳 感器,本實(shí)施例采用霍爾元件22a和磁鋼22b,如圖所示,霍爾元件22a和磁鋼22b設(shè)置在 油門手柄22上,磁鋼22b固定設(shè)置在油門手柄22的手動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件上,霍爾元件22a與 其相對(duì)設(shè)置在油門手柄的固定部件上,霍爾元件22a的信號(hào)輸出端連接控制器;位移傳感 器用于檢測凸輪套12的軸向位移,動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測動(dòng)力輸出軸6的轉(zhuǎn)速信 號(hào),離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)23用于驅(qū)動(dòng)離合器1的離合;換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)8用于驅(qū)動(dòng)換 檔鼓7完成換檔動(dòng)作;節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)用于調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度;節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺 服電機(jī)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)類型不同采用不同的結(jié)構(gòu)配置,如果為普通化油器供油的發(fā)動(dòng)機(jī),則節(jié) 氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)用于調(diào)節(jié)化油器開度,達(dá)到調(diào)節(jié)供油的目的;如果發(fā)動(dòng)機(jī)為電噴發(fā)動(dòng)機(jī),則節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)用于調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度,達(dá)到調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的目的。手動(dòng)換檔系統(tǒng)包括手動(dòng)自動(dòng)切換開關(guān)32和手動(dòng)換檔檔位開關(guān)33,所述手動(dòng)自動(dòng)切換開關(guān)32將手動(dòng)自動(dòng)切換信號(hào)輸入控制器21,手動(dòng)換檔檔位開關(guān)33將檔位信號(hào)輸入至 控制器21 ;當(dāng)駕駛?cè)藛T需要通過手動(dòng)換檔或者自動(dòng)換檔系統(tǒng)出現(xiàn)機(jī)械故障時(shí),通過手動(dòng)自 動(dòng)切換開關(guān)32切換,向控制器21輸入手動(dòng)換檔命令,控制器根據(jù)程序直接接收手動(dòng)換檔檔 位開關(guān)33的檔位命令,并向離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)23、換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)8及節(jié)氣門開度 調(diào)節(jié)伺服電機(jī)發(fā)出相應(yīng)的命令,實(shí)現(xiàn)手動(dòng)換檔;能夠滿足不同情況的不同需要,保證發(fā)動(dòng)機(jī) 的正常運(yùn)行。本實(shí)施例中,所述凸輪套12套在動(dòng)力輸出軸6外圓,一端部與鏈輪10以圓周方向 固定軸向可移動(dòng)的方式配合,另一端部由套在動(dòng)力輸出軸6外圓的彈性元件13頂??;本結(jié) 構(gòu)利于安裝和拆卸,并利于保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安裝。本實(shí)施例中,所述位移傳感器包括霍爾元件I 17和與其沿軸向相對(duì)的磁鋼I 18, 所述磁鋼I 18固定設(shè)置在一位移磁鋼座18a上,所述位移磁鋼座18a以軸向可移動(dòng)圓周方 向固定的方式設(shè)置,如圖所示,位移磁鋼座18a通過殼體11以軸向可移動(dòng)圓周方向固定的 方式設(shè)置;所述位移磁鋼座18a在一回位彈性元件24的作用下沿與凸輪傳動(dòng)副形成的軸向 分力相反的方向緊靠凸輪套12,本實(shí)施例中回位彈性元件24為一柱狀彈簧;所述動(dòng)力輸出 軸轉(zhuǎn)速傳感器包括霍爾元件II 15和與動(dòng)力輸出軸6在圓周方向固定配合的輸出軸轉(zhuǎn)速磁 鋼座16a,所述輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座16a上設(shè)置與霍爾元件II 15相對(duì)的磁鋼II 16,所述磁 鋼II 16沿圓周方向均布設(shè)置六個(gè),當(dāng)然,數(shù)量根據(jù)需要可以是多個(gè);霍爾元件I 17和霍爾 元件II 15的信號(hào)輸出端連接控制器21 ;采用霍爾元件的傳感器結(jié)構(gòu),檢測結(jié)果準(zhǔn)確,避免 干涉;所述換檔自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括由霍爾元件III25和磁鋼III26組成的動(dòng)力輸入軸轉(zhuǎn) 速傳感器,所述磁鋼III26與霍爾元件III 25相對(duì)并設(shè)置在與動(dòng)力輸入軸6在圓周方向固 定配合的輸入軸轉(zhuǎn)速磁鋼座26a上,磁鋼III 26沿圓周方向均布設(shè)置六個(gè),當(dāng)然,數(shù)量根據(jù) 需要可以是多個(gè);設(shè)置動(dòng)力輸入軸傳感器,使控制器21根據(jù)動(dòng)力輸入軸5和動(dòng)力輸出軸6 之間的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定換檔檔位,避免換檔過程中產(chǎn)生的頓挫感,并避免傳動(dòng)齒輪副出現(xiàn)損壞。本實(shí)施例中,所述自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括油針驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)27,所述油針驅(qū)動(dòng)伺服 電機(jī)27通過齒輪齒條副I 27a驅(qū)動(dòng)油針29,節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)28通過齒輪齒條副 II 28a調(diào)節(jié)節(jié)氣門30開度;根據(jù)行駛阻力、轉(zhuǎn)速和駕駛?cè)藛T給出的給出油門信號(hào)之間的匹 配數(shù)據(jù),控制器21向油針驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)27和節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)28發(fā)出開度指令, 同時(shí),匹配油針和節(jié)氣門之間的開度,達(dá)到節(jié)油和提高效率的目的;平路行駛時(shí),根據(jù)駕駛 人員給出的給出油門信號(hào)調(diào)節(jié)節(jié)氣門和油針開度;復(fù)雜道路行駛時(shí),結(jié)合駕駛員給出的給 出油門信號(hào)調(diào)整節(jié)氣門和油針開度并進(jìn)行自動(dòng)換檔,達(dá)到檔位、節(jié)氣門開度、油針開度等最 佳匹配,使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。本實(shí)施例中,所述輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座16a通過沿軸向的螺釘14設(shè)置在動(dòng)力輸出軸 6的端面,所述彈性元件13 —端頂住凸輪套12,另一端頂住輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座16a ;本結(jié)構(gòu) 使輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座16a構(gòu)成可沿軸向由螺釘14調(diào)節(jié)移動(dòng)的結(jié)構(gòu),可用于調(diào)節(jié)彈性元件的 預(yù)緊力,從而調(diào)整在一定阻力下凸輪套12的軸向移動(dòng)距離。本實(shí)施例中,所述自適應(yīng)傳動(dòng)裝置設(shè)置在與變速箱體9固定連接的殼體11內(nèi),所 述位移磁鋼座18a外套于動(dòng)力輸出軸6,所述彈性元件13位于位移磁鋼座18a和動(dòng)力輸出軸6之間形成的空腔內(nèi);使本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊,裝配后穩(wěn)定,安裝拆卸容易;位移磁鋼座18a 外圓沿軸向設(shè)置限位槽,一限位螺釘19螺紋配合穿過殼體11并伸入限位槽,用較簡單的結(jié) 構(gòu)限制位移磁鋼座在圓周方向的自由度并實(shí)現(xiàn)可軸向移動(dòng);所述凸輪套12與鏈輪10配合 的端部在圓周方向均布設(shè)置至少兩個(gè)沿軸向的傳動(dòng)凸起12b,所述鏈輪10上與其對(duì)應(yīng)設(shè)置 沿軸向的傳動(dòng)孔10a,所述傳動(dòng)凸起12b —一對(duì)應(yīng)伸入傳動(dòng)孔IOa使凸輪套12與鏈輪10以 圓周方向固定軸向可移動(dòng)的方式配合;利于簡化本裝置的裝配工藝。本實(shí)施例中,所述離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)23的外殼固定設(shè)置在變速箱體9上,轉(zhuǎn)子軸在圓周方向固定配合設(shè)置有偏心凸輪23a,所述離合器1包括定片、動(dòng)片和離合器罩,所 述定片與動(dòng)力輸入軸通過齒輪嚙合副傳動(dòng)配合,動(dòng)片與離合器罩在圓周方向固定配合,與 離合器罩2在圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)軸向固定配合設(shè)置驅(qū)動(dòng)桿3,所述驅(qū)動(dòng)桿3與變速器箱體9可沿 軸向(離合器離合方向)往復(fù)滑動(dòng)配合,如圖所示,離合器罩2與驅(qū)動(dòng)桿3之間動(dòng)過滾動(dòng)軸 承配合;偏心凸輪23a凸緣與驅(qū)動(dòng)桿3端面接觸配合并驅(qū)動(dòng)桿3軸向移動(dòng),采用偏心凸輪結(jié) 驅(qū)動(dòng),使驅(qū)動(dòng)過程平滑穩(wěn)定,適用于離合器驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu);換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)8外殼固定設(shè)置 于變速箱體9,轉(zhuǎn)子軸與換檔鼓7在圓周方向固定配合。本實(shí)施例中,所述彈性元件13為至少一組蝶簧,本實(shí)施例根據(jù)實(shí)際情況采用四 組;所述凸輪套12外圓設(shè)置環(huán)形凸臺(tái),位移磁鋼座18a端面與環(huán)形凸臺(tái)端面之間通過平面 滾動(dòng)軸承20配合;本實(shí)施例中,還包括檔位顯示屏34,所述檔位顯示屏34接收控制器21傳入的檔位 信號(hào);手動(dòng)操作時(shí),為駕駛者提供檔位信息并為操作提供依據(jù)。本實(shí)施例中,所述凸輪套12的軸向凸輪I 12a為內(nèi)圓設(shè)置的內(nèi)斜齒輪結(jié)構(gòu),動(dòng)力 輸出軸6的軸向凸輪II 6a為外圓設(shè)置的外斜齒輪結(jié)構(gòu),所述凸輪套12套在動(dòng)力輸出軸 6外圓使內(nèi)斜齒輪結(jié)構(gòu)與外斜齒輪結(jié)構(gòu)相嚙合形成凸輪傳動(dòng)副;采用斜齒輪結(jié)構(gòu)的軸向凸 輪,可最大限度的減小嚙合間隙,較精確的反應(yīng)扭矩與凸輪套移動(dòng)距離之間的關(guān)系,從而使 控制器的自動(dòng)控制過程更為精確。本發(fā)明動(dòng)力傳遞路線離合器1 —?jiǎng)恿斎胼S5 —檔位變速齒輪副一動(dòng)力輸出軸6 —軸向凸輪II 6a — 軸向凸輪I 12a—凸輪套12—鏈輪10 ;動(dòng)力傳遞路線同時(shí)還經(jīng)過下列路線軸向凸輪II 6a—軸向凸輪I 12a—軸向分 力一凸輪套12 —壓縮彈性元件13 ;由以上傳遞路徑可以看出,行駛阻力越大,由軸向凸輪II和軸向凸輪I所產(chǎn)生的 軸向分力就越大,彈性元件的被壓縮量就越大,由位移傳感器所測得的并傳到控制器(ECU) 的位移量就越大,控制器根據(jù)位移量計(jì)算出行駛阻力對(duì)動(dòng)力輸出軸扭矩的要求,并根據(jù)動(dòng) 力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù),合理匹配扭矩-轉(zhuǎn)速數(shù)值,對(duì)離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和換 檔鼓驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)出適當(dāng)?shù)膿Q檔指令。實(shí)施例二圖6為本發(fā)明實(shí)施例二的自適應(yīng)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖,如圖所示本實(shí)施例的手 自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī),與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于自適應(yīng)傳動(dòng) 裝置;本實(shí)施例的自適應(yīng)傳動(dòng)裝置包括彈性元件13和設(shè)置有端面凸輪I 121的凸輪套12, 鏈輪10設(shè)置有端面凸輪II 101,所述端面凸輪1121和端面凸輪II 101相配合形成凸輪傳動(dòng)副;所述凸輪套12外套于動(dòng)力輸出軸6以圓周方向固定軸向可移動(dòng)的方式配合,所述彈 性元件13沿與凸輪傳動(dòng)副形成的軸向分力相反的方向頂住凸輪套12。本實(shí)施例的其他結(jié) 構(gòu)與實(shí)施例一完全相同,凸輪傳動(dòng)副的原理也相同;本結(jié)構(gòu)安裝和拆卸較為容易。本實(shí)施例動(dòng)力傳遞路線離合器1 —?jiǎng)恿斎胼S5 —檔位變速齒輪副一動(dòng)力輸出軸6 —凸輪套12 —端面 凸輪I121—端面凸輪II 101—鏈輪10;動(dòng)力傳遞路線同時(shí)還經(jīng)過下列路線端面凸輪I 121—端面凸輪II 101—軸向分 力的反作用力一凸輪套12 —壓縮彈性元件13。最后說明的是,以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制,盡管參照較 佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍,其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī),包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體、變速箱體、離合器、動(dòng)力輸入軸、動(dòng)力輸出軸和換檔鼓,所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體通過離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸入動(dòng)力輸入軸,動(dòng)力輸入軸通過檔位變速齒輪副將動(dòng)力輸出至動(dòng)力輸出軸,所述換檔鼓通過換檔撥叉控制換檔,其特征在于還包括自適應(yīng)傳動(dòng)裝置、換檔自動(dòng)控制系統(tǒng)和手動(dòng)換檔系統(tǒng);自適應(yīng)傳動(dòng)裝置包括設(shè)置有軸向凸輪I的凸輪套和彈性元件,所述動(dòng)力輸出軸設(shè)置有軸向凸輪II,所述軸向凸輪I和軸向凸輪II相配合形成凸輪傳動(dòng)副;所述動(dòng)力輸出軸外圓轉(zhuǎn)動(dòng)配合套有鏈輪,所述凸輪套與鏈輪以圓周方向固定軸向可移動(dòng)的方式配合,所述彈性元件沿與凸輪傳動(dòng)副形成的軸向分力相反的方向頂住凸輪套;所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括控制器、將信號(hào)輸入控制器的給出油門信號(hào)傳感器、位移傳感器和動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器,以及接收控制器命令信號(hào)的離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)、換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī);所述給出油門信號(hào)傳感器用于檢測駕駛員給出的油門信號(hào),位移傳感器用于檢測凸輪套的軸向位移,動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速信號(hào),離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)離合器的離合;換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)換檔鼓完成換檔動(dòng)作;節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)用于調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度;手動(dòng)換檔系統(tǒng)包括手動(dòng)自動(dòng)切換開關(guān)和手動(dòng)換檔檔位開關(guān),所述手動(dòng)自動(dòng)切換開關(guān)將手動(dòng)自動(dòng)切換信號(hào)輸入控制器,手動(dòng)換檔檔位開關(guān)將檔位信號(hào)輸入至控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī),其特征 在于所述凸輪套套在動(dòng)力輸出軸外圓,一端部與鏈輪以圓周方向固定軸向可移動(dòng)的方式 配合,另一端部由套在動(dòng)力輸出軸外圓的彈性元件頂住。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī),其特征 在于所述位移傳感器包括霍爾元件I和與其沿軸向相對(duì)的磁鋼I,所述磁鋼I固定設(shè)置在 一位移磁鋼座上,所述位移磁鋼座以軸向可移動(dòng)圓周方向固定的方式設(shè)置,所述位移磁鋼 座在一回位彈性元件的作用下沿與凸輪傳動(dòng)副形成的軸向分力相反的方向緊靠凸輪套;所 述動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器包括霍爾元件II和與動(dòng)力輸出軸在圓周方向固定配合的輸出軸 轉(zhuǎn)速磁鋼座,所述輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座上設(shè)置與霍爾元件II相對(duì)的磁鋼II ;所述換檔自動(dòng)控 制系統(tǒng)還包括由霍爾元件III和磁鋼III組成的動(dòng)力輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器,所述磁鋼III與 霍爾元件III相對(duì)并設(shè)置在與動(dòng)力輸入軸在圓周方向固定配合的輸入軸轉(zhuǎn)速磁鋼座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī),其特征 在于所述自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括油針驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī),所述油針驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)通過齒輪齒條 副I驅(qū)動(dòng)油針,所述節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)通過齒輪齒條副II調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī),其特征 在于所述輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座通過沿軸向的螺釘設(shè)置在動(dòng)力輸出軸的端面,所述彈性元件 一端頂住凸輪套,另一端頂住輸出軸轉(zhuǎn)速磁鋼座。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī),其特征 在于所述自適應(yīng)傳動(dòng)裝置設(shè)置在與變速箱體固定連接的殼體內(nèi),所述位移磁鋼座外套于 動(dòng)力輸出軸,所述彈性元件位于位移磁鋼座和動(dòng)力輸出軸之間形成的空腔內(nèi),位移磁鋼座 外圓沿軸向設(shè)置限位槽,一限位螺釘螺紋配合穿過殼體并伸入限位槽;所述凸輪套與鏈輪 配合的端部在圓周方向均布設(shè)置至少兩個(gè)沿軸向的傳動(dòng)凸起,所述鏈輪上與其對(duì)應(yīng)設(shè)置沿軸向的傳動(dòng)孔,所述傳動(dòng)凸起一一對(duì)應(yīng)伸入傳動(dòng)孔使凸輪套與鏈輪以圓周方向固定軸向可 移動(dòng)的方式配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī),其特 征在于所述離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的外殼固定設(shè)置在變速箱體上,轉(zhuǎn)子軸在圓周方向固定 配合設(shè)置有偏心凸輪,所述離合器包括定片、動(dòng)片和離合器罩,所述定片與動(dòng)力輸入軸通過 齒輪嚙合副傳動(dòng)配合,動(dòng)片與離合器罩在圓周方向固定配合,與離合器罩在圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng) 軸向固定配合設(shè)置驅(qū)動(dòng)桿,所述驅(qū)動(dòng)桿與變速器箱體可沿軸向往復(fù)滑動(dòng)配合,偏心凸輪凸 緣與驅(qū)動(dòng)桿端面接觸配合并驅(qū)動(dòng)桿軸向移動(dòng);換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)外殼固定設(shè)置于變速箱 體,轉(zhuǎn)子軸與換檔鼓在圓周方向固定配合;所述彈性元件為至少一組蝶簧,所述凸輪套外圓 設(shè)置環(huán)形凸臺(tái),位移磁鋼座端面與環(huán)形凸臺(tái)端面之間通過平面滾動(dòng)軸承配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī),其特征 在于還包括檔位顯示屏,所述檔位顯示屏接收控制器傳入的檔位信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī),其特征 在于所述凸輪套的軸向凸輪I為內(nèi)圓設(shè)置的內(nèi)斜齒輪結(jié)構(gòu),動(dòng)力輸出軸的軸向凸輪II為 外圓設(shè)置的外斜齒輪結(jié)構(gòu),所述凸輪套套在動(dòng)力輸出軸外圓使內(nèi)斜齒輪結(jié)構(gòu)與外斜齒輪結(jié) 構(gòu)相嚙合形成凸輪傳動(dòng)副。
10.一種手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī),包括變速箱體、離合器、 動(dòng)力輸入軸、動(dòng)力輸出軸和換檔鼓,所述離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸入動(dòng)力輸入軸,動(dòng)力輸入軸 通過檔位變速齒輪副將動(dòng)力輸出至動(dòng)力輸出軸,所述換檔鼓通過換檔撥叉控制換檔,其特 征在于還包括自適應(yīng)傳動(dòng)裝置和換檔自動(dòng)控制系統(tǒng),所述動(dòng)力輸出軸外圓轉(zhuǎn)動(dòng)配合套有 鏈輪;自適應(yīng)傳動(dòng)裝置包括彈性元件和設(shè)置有端面凸輪I的凸輪套,所述鏈輪設(shè)置有端面凸 輪II,所述端面凸輪I和端面凸輪II相配合形成凸輪傳動(dòng)副;所述凸輪套外套于動(dòng)力輸出 軸以圓周方向固定軸向可移動(dòng)的方式配合,所述彈性元件沿與凸輪傳動(dòng)副形成的軸向分力 相反的方向頂住凸輪套;所述換檔自動(dòng)控制系統(tǒng)包括控制器、將信號(hào)輸入控制器的給出油門信號(hào)傳感器、位移 傳感器和動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器、以及接收控制器命令信號(hào)的離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和換檔 鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī);所述給出油門信號(hào)傳感器用于檢測駕駛員給出的油門信號(hào),位移傳感器 用于檢測凸輪套的軸向位移,動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速信號(hào),離 合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)離合器的離合;換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)換檔鼓完成換檔 動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種手自一體化智能化自適應(yīng)傳動(dòng)傳感自動(dòng)變速發(fā)動(dòng)機(jī),包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體、變速箱體、離合器、動(dòng)力輸入軸、動(dòng)力輸出軸和換檔鼓,還包括自適應(yīng)傳動(dòng)裝置和換檔自動(dòng)控制系統(tǒng);本發(fā)明在車輛正常行駛時(shí),控制器根據(jù)駕駛員的意圖和行駛阻力自動(dòng)控制節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)、離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)自動(dòng)加減檔,使節(jié)氣門開度與檔位達(dá)到最佳匹配;在阻力發(fā)生變化時(shí),根據(jù)實(shí)際的扭矩-轉(zhuǎn)速得到最佳的節(jié)氣門開度和檔位匹配;并可根據(jù)實(shí)際情況可將自動(dòng)換檔切換至手動(dòng)換檔系統(tǒng),利用換檔開關(guān)向控制器輸入檔位命令并控制離合器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)、換檔鼓驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)換檔。
文檔編號(hào)B62M25/04GK101823542SQ20101012073
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者周黔, 林毓培, 薛榮生 申請(qǐng)人:西南大學(xué)