專利名稱：摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及摩托車的換檔，尤其是一種摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置。
背景技術(shù)：
目前，摩托車采用的換檔方式有以下幾種1、騎士車采用手腳并用換檔，即手拉離合腳踩換檔臂進(jìn)行換檔，對(duì)手腳配合的協(xié)調(diào)性要求高，使新手駕車操作難度大，操作不當(dāng)容易損壞發(fā)動(dòng)機(jī)而導(dǎo)致事故，而且很難保證是在最佳時(shí)機(jī)進(jìn)行換檔，因而發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油量大，燃油燃燒不充分而污染環(huán)境；2、彎梁車雖然不用離合，但還是需要用腳來踩換檔臂，同樣存在使用不方便的問題；3、踏板車雖已實(shí)現(xiàn)了無級(jí)變速，但由于其變速傳動(dòng)部分采用皮帶傳動(dòng)方式，存在功率低、速度慢、耗油量大及負(fù)荷能力小等致命缺點(diǎn)。綜上所述，目前摩托車的換檔存在著很多不安全因素，浪費(fèi)燃油，排放廢氣污染環(huán)境嚴(yán)重及換檔舒適度差等諸多問題，且急需解決。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可外掛于現(xiàn)有有級(jí)變速摩托車上，不需人為操作就能在最佳時(shí)機(jī)自動(dòng)完成換檔操作的摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置，該換檔裝置包括微型控制器、驅(qū)動(dòng)控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、限位檢測(cè)模塊、傳動(dòng)組件及信號(hào)采集系統(tǒng)，微型控制器接收信號(hào)采集系統(tǒng)發(fā)來的車輛狀態(tài)信息，進(jìn)行運(yùn)算、處理，并在最佳加檔或減檔時(shí)機(jī)發(fā)出信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制電路，驅(qū)動(dòng)控制電路發(fā)出指令到驅(qū)動(dòng)電路，由驅(qū)動(dòng)電路控制傳動(dòng)組件動(dòng)作；限位檢測(cè)模塊由限位傳感器及其轉(zhuǎn)換電路組成，其中限位傳感器設(shè)在傳動(dòng)組件上，它將檢測(cè)到的限位信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出給驅(qū)動(dòng)控制電路；在微型控制器與驅(qū)動(dòng)控制電路之間連接有半離合控制電路，當(dāng)摩托車起步掛檔時(shí)，微型控制器通過半離合控制電路發(fā)出一個(gè)緩慢動(dòng)作信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制電路，以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)掛檔控制，其中，信號(hào)采集系統(tǒng)由車速檢測(cè)模塊、檔位檢測(cè)模塊及負(fù)載檢測(cè)模塊組成，它們分別將檢測(cè)到的車速信息、檔位信息及負(fù)載信息發(fā)送給微型控制器；傳動(dòng)組件由動(dòng)力、離合機(jī)構(gòu)及換檔機(jī)構(gòu)組成，換檔機(jī)構(gòu)聯(lián)接在動(dòng)力的輸出端與發(fā)動(dòng)機(jī)換檔臂之間，離合機(jī)構(gòu)聯(lián)接在動(dòng)力的輸出端與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂之間，離合機(jī)構(gòu)上聯(lián)接有自動(dòng)回油裝置。
上述驅(qū)動(dòng)控制電路為互鎖延時(shí)控制電路，由兩個(gè)RS觸發(fā)器及外圍元件構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)電路由加、減檔驅(qū)動(dòng)器及對(duì)應(yīng)的兩繼電器組成，其中加、減檔驅(qū)動(dòng)器的輸入腳分別與兩個(gè)RS觸發(fā)器的輸出腳相連，輸出腳則分別通過兩繼電器與動(dòng)力相聯(lián)。
上述換檔機(jī)構(gòu)由換檔傳動(dòng)桿和換檔拉桿構(gòu)成，換檔傳動(dòng)桿的一端與動(dòng)力輸出端相聯(lián)，另一端活套于定位軸上，換檔拉桿的兩頭分別鉸接在換檔傳動(dòng)桿端和發(fā)動(dòng)機(jī)換檔臂端；離合機(jī)構(gòu)由離合傳動(dòng)桿、支臂和離合拉索構(gòu)成，離合傳動(dòng)桿的一端與與動(dòng)力輸出端相聯(lián)，另一端活套于定位軸上，支臂固接在離合傳動(dòng)桿上，離合拉索聯(lián)于支臂與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂之間；動(dòng)力和定位軸固定在安裝座上，所述限位傳感器為霍爾限位傳感器。
上述動(dòng)力可以是電機(jī)，在電機(jī)的輸出軸上設(shè)有換檔撥塊和離合撥塊，換檔傳動(dòng)桿的一端與換檔撥塊觸接，離合傳動(dòng)桿的一端與離合撥塊觸接，限位傳感器安裝在電機(jī)端面上，在換檔撥塊上設(shè)有與限位傳感器相對(duì)應(yīng)的磁性材料，兩繼電器互斥地串接在電機(jī)的電源線上，分別控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。
上述動(dòng)力也可以是液/氣壓缸，換檔傳動(dòng)桿的一端與液/氣壓缸上的活塞桿相聯(lián)，離合傳動(dòng)桿與換檔傳動(dòng)桿合為一體，支臂設(shè)有呈夾角的兩根，并分別通過兩根離合拉索與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂相聯(lián)，在液/氣壓缸內(nèi)腔的兩端和中部均設(shè)有限位傳感器，液/氣壓缸的兩進(jìn)出管路上串接有電磁換向閥，兩繼電器互斥地串接在電磁換向閥的電源線上，分別控制液/氣壓缸兩進(jìn)出管路上液/氣體的流向。
本實(shí)用新型的微型控制器中寫入有單片機(jī)控制程序，是一個(gè)綜合數(shù)據(jù)處理中心。信號(hào)采集系統(tǒng)中的車速檢測(cè)模塊主要為霍爾限位傳感器，通過與摩托車路碼表上的磁環(huán)相配合，當(dāng)摩托車運(yùn)行時(shí)，該霍爾限位傳感器輸出與車速相比的信號(hào)給微型控制器，從而間接得到摩托車的速度信息；檔位檢測(cè)模塊為檔位轉(zhuǎn)換電路，連接在摩托車各檔位輸出線與微型控制器之間，將摩托車的檔位狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換后發(fā)送到微型控制器；負(fù)載檢測(cè)模塊可以是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器及其轉(zhuǎn)換電路，也可是化油器油門開度檢測(cè)電路，或者兩者的結(jié)合。摩托車在運(yùn)行過程中，微型控制器接收來自信號(hào)采集系統(tǒng)的車速信號(hào)、檔位信號(hào)及負(fù)載信號(hào)，根據(jù)軟件程序進(jìn)行分析、比較、判斷，在最佳減檔或加檔的時(shí)機(jī)發(fā)出觸發(fā)信號(hào)到驅(qū)動(dòng)控制電路，使驅(qū)動(dòng)電路中的加檔器或減檔器導(dǎo)通，與動(dòng)力相聯(lián)的繼電器吸合，動(dòng)力起動(dòng)并通過傳動(dòng)組件分別帶動(dòng)自動(dòng)回油裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂及發(fā)動(dòng)機(jī)換檔臂工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)回油及自動(dòng)加檔或減檔，當(dāng)換檔到位后，由限位傳感器發(fā)出限位信號(hào)到驅(qū)動(dòng)控制電路，驅(qū)動(dòng)控制電路使驅(qū)動(dòng)電路中的加檔器或減檔器截止，與動(dòng)力相聯(lián)的繼電器斷開，動(dòng)力停止工作，換檔操作完成。當(dāng)微型控制器檢測(cè)到摩托車處于空檔起步狀態(tài)時(shí)，微型控制器通過半離合控制電路發(fā)出一個(gè)緩慢動(dòng)作信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制電路，以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)掛檔控制。
本實(shí)用新型的有益效果是由于換檔及換檔前的回油和離合操作均是自動(dòng)進(jìn)行，駕駛摩托車時(shí)，只需操控油門手把和剎車裝置，降低了駕駛摩托車的難度，使用更安全；通過程序控制可使摩托車在最佳加檔或減檔的時(shí)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)加檔或減檔操作，因此可有效杜絕拖(綿)檔現(xiàn)象，降低燃油消耗，提高尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，并使摩托車處于最佳性能狀態(tài)；整個(gè)裝置外掛于摩托車上，不影響現(xiàn)有摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。


圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型中電源VCC1的電路圖；圖3是本實(shí)用新型中驅(qū)動(dòng)控制電路2、驅(qū)動(dòng)電路3、半離合控制電路6及限位檢測(cè)模塊22連接在一起的電路圖；圖4是本實(shí)用新型中微型控制器MCU的電路圖；圖5是本實(shí)用新型中負(fù)載檢測(cè)模塊53的電路圖；圖6是本實(shí)用新型中車速檢測(cè)模塊51的電路圖；圖7是本實(shí)用新型中檔位檢測(cè)模塊52的電路圖；圖8是本實(shí)用新型中傳動(dòng)組件4實(shí)施方案一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖8的左視圖；圖10是圖8的右視圖；圖11是圖3中電機(jī)M與繼電器J1、J2連接關(guān)系的電路圖；圖12是本實(shí)用新型中傳動(dòng)組件4實(shí)施方案二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是圖12的左視圖(省略安裝座16和發(fā)動(dòng)機(jī)30)；圖14是圖12的右視圖；圖15是圖7中液/氣壓缸20與電磁換向閥T及繼電器J1、J2連接關(guān)系的電氣圖；圖16是本實(shí)用新型中自動(dòng)回油裝置7的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17是圖16的A向視圖(放大并剖開)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述
如圖1所示，本實(shí)用新型由微型控制器MCU、驅(qū)動(dòng)控制電路2、驅(qū)動(dòng)電路3、限位檢測(cè)模塊22、傳動(dòng)組件4、信號(hào)采集系統(tǒng)5、半離合控制電路6及自動(dòng)回油裝置7組成，微型控制器MCU接收信號(hào)采集系統(tǒng)5發(fā)來的車輛狀態(tài)信息，進(jìn)行運(yùn)算、處理，并在最佳加檔或減檔時(shí)機(jī)發(fā)出信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制電路2，驅(qū)動(dòng)控制電路2發(fā)出指令到驅(qū)動(dòng)電路3，由驅(qū)動(dòng)電路3控制傳動(dòng)組件4動(dòng)作；限位檢測(cè)模塊22由限位傳感器H及其轉(zhuǎn)換電路組成，其中限位傳感器H設(shè)在傳動(dòng)組件4上，它將檢測(cè)到的限位信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出給驅(qū)動(dòng)控制電路2；在微型控制器MCU與驅(qū)動(dòng)控制電路2之間連接有半離合控制電路6，當(dāng)摩托車起步掛檔時(shí)，微型控制器MCU通過半離合控制電路6發(fā)出一個(gè)緩慢動(dòng)作信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制電路2，以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)掛檔控制，其中，信號(hào)采集系統(tǒng)5由車速檢測(cè)模塊51、檔位檢測(cè)模塊52及負(fù)載檢測(cè)模塊53組成，它們分別將檢測(cè)到的車速信息、檔位信息及負(fù)載信息發(fā)送給微型控制器MCU；傳動(dòng)組件4由動(dòng)力41、離合機(jī)構(gòu)42及換檔機(jī)構(gòu)43組成，換檔機(jī)構(gòu)43聯(lián)接在動(dòng)力41的輸出端與發(fā)動(dòng)機(jī)換檔臂8之間，離合機(jī)構(gòu)42聯(lián)接在動(dòng)力41的輸出端與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂9之間，自動(dòng)回油裝置7聯(lián)接在離合機(jī)構(gòu)42上。
圖2示出本實(shí)用新型中電源VCC1的電路圖，電源VCC1由摩托車自帶的12V電源VCC提供，VCC連接到摩托車的鑰匙開關(guān)上，通過電阻R24限流，發(fā)光二極管DL連接到6V的穩(wěn)壓三極管W輸入端，穩(wěn)壓三極管W輸出6V電壓VCC1。
圖3是驅(qū)動(dòng)控制電路2、驅(qū)動(dòng)電路3、半離合控制電路6及限位檢測(cè)模塊22連接在一起的電路圖。驅(qū)動(dòng)控制電路2為互鎖延時(shí)控制電路，由兩個(gè)RS觸發(fā)器RS1、RS2及外圍元件構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)電路3由加、減檔驅(qū)動(dòng)器Q1和Q2及對(duì)應(yīng)的兩繼電器J1和J2組成，其中加、減檔驅(qū)動(dòng)器Q1和Q2的輸入腳分別與兩個(gè)RS觸發(fā)器RS1和RS2的輸出腳相連，輸出腳則連接兩繼電器J1和J2。虛線框A1為限位檢測(cè)模塊22，其中H為限位傳感器。虛線框A2為半離合控制電路6，當(dāng)摩托車在空檔內(nèi)，油門開度信號(hào)等于設(shè)定信號(hào)時(shí)，通過程序處理后由微型控制器MCU的4腳或5腳輸出一個(gè)控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制電路2，并且延時(shí)一段時(shí)間(此時(shí)間根據(jù)需要設(shè)定)后，微型控制器MCU的6腳輸出一個(gè)低電平復(fù)位RS觸發(fā)器RS1或RS2，使相應(yīng)的Q1或Q2截止，直到摩托車由空檔加到一檔，限位傳感器H輸出限位信號(hào)為止。
圖4是本實(shí)用新型中微型控制器MCU的電路圖，采用AT89S52芯片，電阻R32、R33、R34、R35、C11、Q4組成微型控制器MCU的復(fù)位電路，使微型控制器MCU在加電時(shí)能可靠復(fù)位。當(dāng)MCU加電時(shí)，電源VCC1通過電阻R32、復(fù)位電阻R35對(duì)C11充電，由R34、R33分壓后加到三極管Q4的基極，Q4導(dǎo)通，微型控制器MCU的9腳為低電平時(shí)完成復(fù)位過程。
圖5是本實(shí)用新型中負(fù)載檢測(cè)模塊53的電路圖，其中虛線框A3部分為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器的轉(zhuǎn)換電路，A4為油門位移傳感器的油門開度檢測(cè)電路和電容式傳感器，A3和A4共同構(gòu)成負(fù)載檢測(cè)模塊53，電容式傳感器安裝在油門拉索上，通過油門拉索的位移變化產(chǎn)生電容變化，電路中CX1、CX2為電容傳感器等效電容，與555組成振蕩器，其振蕩頻率由CX1、CX2的值決定，微型控制器MCU通過軟件對(duì)電子開關(guān)4053進(jìn)行控制，分別切換CX1、CX2的接入來獲得油門的打開程度，同時(shí)也用于切換發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和油門開度信號(hào)給微型控制器MCU進(jìn)行處理，圖中IN連接發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火脈沖，CX1、CX2連接到安裝于車架上的電容傳感器；圖6是本實(shí)用新型中車速檢測(cè)模塊51的電路圖，該模塊為霍爾限位傳感器H1，其輸出3腳連接微型控制器MCU的14腳，配合路碼表上的磁環(huán)，檢測(cè)摩托車的適時(shí)車速信息。
圖7是本實(shí)用新型中檔位檢測(cè)模塊52的電路圖，DW_X連接到摩托車的相應(yīng)檔位輸出線上，即DW_0接摩托車空檔線，DW_1接摩托車的1檔線，DW_2接摩托車的2檔線，DW_3接摩托車的3檔線，DW_4接摩托車的4檔線，DW_5接摩托車的5檔線；當(dāng)摩托車處于空檔時(shí)DW_0為0V其余檔位為高電平，三極管Q5導(dǎo)通，使微型控制器MCU的21腳為低電平其余檔位為高電平(5V)，當(dāng)摩托車在除五檔以外的的檔位時(shí)DW_0為12V，通過電阻R39、R40分壓后加到三極管Q6、Q7、Q8、Q9、Q10的基極，當(dāng)摩托車處在除空檔以外的其它檔位時(shí)相應(yīng)的檔位線為低電平，從而微型控制器MCU可以根據(jù)此信號(hào)判斷出摩托車當(dāng)前的檔位。
圖16、圖17示出本實(shí)用新型中自動(dòng)回油裝置7的結(jié)構(gòu)圖，該自動(dòng)回油裝置7由轉(zhuǎn)塊71、移動(dòng)塊72及安裝座73組成，轉(zhuǎn)塊71的一端通過限位銷71a限位在移動(dòng)塊72的水平滑槽72a中，另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)銷74限位在安裝座73的水平滑槽73a中，油門拉索被分為兩段，其中與化油器相聯(lián)的一段油門拉索76聯(lián)接在轉(zhuǎn)塊71上，與油門手把相聯(lián)的一段油門拉索77聯(lián)接在轉(zhuǎn)動(dòng)銷74上，控制拉索21聯(lián)接在移動(dòng)塊72上，移動(dòng)塊72與安裝座73內(nèi)底部之間設(shè)有回位彈簧75，該裝置通過控制拉索21與離合機(jī)構(gòu)42相聯(lián)。
圖16還示出轉(zhuǎn)塊71具有一扇形部和柄部，限位于移動(dòng)塊72水平滑槽72a中的限位銷71a位于柄部端，限位于安裝座73水平滑槽73a中的轉(zhuǎn)動(dòng)銷74安裝在扇形部靠近右下角處，與化油器相聯(lián)的一段油門拉索76繞接在扇形部的弧形凹槽71b中，其端部由定位銷78固定。
從圖16可進(jìn)一步看出回位彈簧75的兩頭分別由固定在移動(dòng)塊72和安裝座73上的兩導(dǎo)向柱79進(jìn)行定位。與油門手把相聯(lián)的一段油門拉索77通過U形卡子80與轉(zhuǎn)動(dòng)銷74相聯(lián)，轉(zhuǎn)動(dòng)銷74與轉(zhuǎn)塊71、U形卡子80之間均為活動(dòng)聯(lián)接。
在本實(shí)用新型中，傳動(dòng)組件4可有兩種具體實(shí)施方案，分別如圖8至圖11及圖12至圖15所示。
實(shí)施方案一參見圖8至圖11，在該實(shí)施方案中，換檔機(jī)構(gòu)43由換檔傳動(dòng)桿10和換檔拉桿11構(gòu)成，動(dòng)力為電機(jī)M，電機(jī)M的輸出軸上設(shè)有換檔撥塊17和離合撥塊18，換檔傳動(dòng)桿10的一端與換檔撥塊17觸接，另一端活套于定位軸12上，電機(jī)M和定位軸12均用螺釘固定在安裝座16上，安裝座16固定在發(fā)動(dòng)機(jī)30(雙點(diǎn)劃線表示)上，換檔拉桿11的兩頭分別以球頭-球窩連接方式鉸接在換檔傳動(dòng)桿10端和發(fā)動(dòng)機(jī)換檔臂8端，離合機(jī)構(gòu)42由離合傳動(dòng)桿13、支臂14及離合拉索15構(gòu)成，離合傳動(dòng)桿13的一端與離合撥塊18觸接，另一端與支臂14成一定夾角固接并活套在定位軸12上，支臂14通過離合拉索15與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂9相聯(lián)。
限位傳感器H為霍爾限位傳感器，安裝在電機(jī)M端面上，在換檔撥塊17上設(shè)有與限位傳感器H相對(duì)應(yīng)的磁性材料19。兩繼電器J1、J2互斥地串接在電機(jī)M的電源線上，分別控制電機(jī)M的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。
其工作原理是參見圖1至7及圖9、圖11，圖中RS觸發(fā)器RS1、RS2與外圍元件組成一個(gè)互鎖延時(shí)控制電路，Q1、Q2為加檔和減檔驅(qū)動(dòng)器，分別驅(qū)動(dòng)繼電器J1、J2工作。摩托車在行駛過程中，微型控制器MCU通過對(duì)車速檢測(cè)模塊51、檔位檢測(cè)模塊52及負(fù)載檢測(cè)模塊53等收集的信息進(jìn)行分析、處理，當(dāng)需要加檔時(shí)，微型控制器MCU向驅(qū)動(dòng)控制電路2發(fā)出一個(gè)加檔觸發(fā)信號(hào)，使RS1觸發(fā)器的5腳輸出一個(gè)接近5V的高電平，該高電平通過電阻R16驅(qū)動(dòng)三極管Q1導(dǎo)通使繼電器J1吸合，12V電源VCC加到電機(jī)M上，電機(jī)M轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)換檔撥塊17和離合撥塊18跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)，離合撥塊18、換檔撥塊17分別推動(dòng)離合傳動(dòng)桿13、換檔傳動(dòng)桿10繞定位軸12轉(zhuǎn)動(dòng)；離合傳動(dòng)桿13通過支臂14帶動(dòng)離合拉索15拉動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂9旋轉(zhuǎn)，使離合器脫開；離合拉索15也通過控制拉索21帶動(dòng)自動(dòng)回油裝置7進(jìn)行自動(dòng)回油操作，為換檔做準(zhǔn)備；與此同時(shí)，換檔傳動(dòng)桿10帶動(dòng)換檔拉桿11推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)換檔臂8旋轉(zhuǎn)，當(dāng)換檔撥塊17上的磁性材料19轉(zhuǎn)過限位傳感器H時(shí)，限位傳感器H接受到換檔撥塊17上的磁信號(hào)，限位傳感器H的3腳輸出0V，給RS1觸發(fā)器的1腳提供一個(gè)觸發(fā)信號(hào)使RS 1觸發(fā)器的5腳為低電平，Q1截止，繼電器J1斷開電機(jī)M的電源，電機(jī)M停止運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)加檔。當(dāng)RS1觸發(fā)器的5腳輸出5V時(shí)，相應(yīng)的6腳輸出0V使RS2觸發(fā)器的12腳為0V，即RS2被RS1鎖定；只有當(dāng)RS1觸發(fā)器的5腳為0V(RS1觸發(fā)器不工作)時(shí)RS2才允許被觸發(fā)控制。
需要減檔時(shí)，微型控制器MCU向驅(qū)動(dòng)控制電路2發(fā)出一個(gè)減檔觸發(fā)信號(hào)，使RS2觸發(fā)器的9腳輸出一個(gè)接近5V的高電平，該高電平通過電阻R19驅(qū)動(dòng)三極管Q2導(dǎo)通使繼電器J2吸合，12V電源VCC反向加到電機(jī)M上，電機(jī)M輸出軸反向旋轉(zhuǎn)，減檔時(shí)傳動(dòng)組件4中各零件的動(dòng)作與上述相反，同理，減檔時(shí)RS2觸發(fā)器工作，RS1觸發(fā)器則被鎖定。
摩托車起步時(shí)，掛檔不同于正常行使中的換檔，掛檔動(dòng)作需緩慢進(jìn)行。微型控制器MCU數(shù)據(jù)處理中心能夠根據(jù)檔位檢測(cè)模塊得知為空檔狀態(tài)，于是通過半離合控制電路6，使驅(qū)動(dòng)控制電路2發(fā)出一個(gè)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路3，以平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)空檔掛檔。
實(shí)施方案二參見圖12至圖15，該實(shí)施方案與實(shí)施方案一的不同之處為傳動(dòng)組件4中的動(dòng)力是液壓缸20(或氣壓缸，以下同)，換檔傳動(dòng)桿10的一端與液壓缸20上的活塞桿20c相聯(lián)；離合傳動(dòng)桿13與換檔傳動(dòng)桿10合為一體，支臂14設(shè)有呈夾角的兩根14a和14b，并分別通過兩根離合拉索15a、15b與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂9相聯(lián)，在液壓缸20內(nèi)腔的兩端和中部均設(shè)有限位傳感器H，液壓缸20的兩進(jìn)出管路20a、20b上串接有電磁換向閥T，兩繼電器J1、J2互斥地串接在電磁換向閥T的電源線上，分別控制液壓缸20兩進(jìn)出管路20a、20b上液體的流向。
其工作原理是電路部分的工作原理與實(shí)施方案一相同，參見圖1至圖7及圖13、圖15，液壓油(或氣體，以下同)通過進(jìn)出管路20a、20b進(jìn)出液壓缸20，活塞桿20C在液壓缸20內(nèi)左右移動(dòng)而帶動(dòng)換檔傳動(dòng)桿10繞定位軸12轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)加檔時(shí)，加檔控制器Q1導(dǎo)通使繼電器J1吸合，電磁換向閥T使進(jìn)出管路20b向液壓缸20內(nèi)進(jìn)油而進(jìn)出管路20a出油，活塞桿20c向左運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)換檔傳動(dòng)桿10(離合傳動(dòng)桿13與其合為一體)繞定位軸12逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，支臂14b通過離合拉索15b拉動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂9旋轉(zhuǎn)，使離合器脫開，同時(shí)離合拉索15b通過控制拉索21帶動(dòng)自動(dòng)回油裝置7進(jìn)行回油，為換檔做準(zhǔn)備，換檔傳動(dòng)桿10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過換檔拉桿11推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)換檔臂8順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，完成加檔。當(dāng)液壓缸20內(nèi)的活塞靠近左端的限位傳感器H時(shí)，限位傳感器H發(fā)出信號(hào)到驅(qū)動(dòng)控制電路2使加檔控制器Q1截止，并通過繼電器J1使電磁換向閥T換向，即進(jìn)出管路20b出油而進(jìn)出管路20a向液壓缸20內(nèi)進(jìn)油，活塞桿20c在液壓缸20內(nèi)反向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞靠近液壓缸20中部的限位傳感器H時(shí)，限位傳感器H發(fā)出信號(hào)到驅(qū)動(dòng)控制電路2使加檔控制器Q1導(dǎo)通，并通過繼電器J1使電磁換向閥T復(fù)位，即進(jìn)出管路20a、20b停止進(jìn)出油，活塞停在液壓缸20中部而復(fù)位。減檔時(shí)與上述動(dòng)作過程相反。
在上述實(shí)施方案一和實(shí)施方案二中自動(dòng)回油裝置7的工作原理是當(dāng)支臂14帶動(dòng)離合拉索15進(jìn)行離合操作的同時(shí)，離合拉索15通過控制拉索21帶動(dòng)自動(dòng)回油裝置7進(jìn)行自動(dòng)回油操作。參見圖16，轉(zhuǎn)塊71和U形卡子80分別受與化油器相聯(lián)的一段油門拉索76和與油門手把相聯(lián)的一段油門拉索77的拉力，由于轉(zhuǎn)塊71和U形卡子80之間通過轉(zhuǎn)動(dòng)銷74聯(lián)接，且轉(zhuǎn)動(dòng)銷74與U形卡子80之間為活動(dòng)聯(lián)接，因此轉(zhuǎn)塊71和U形卡子80在水平方向上呈聯(lián)動(dòng)狀態(tài)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)油門手把可直接控制化油器閥門大小。換檔時(shí)，控制拉索21帶動(dòng)移動(dòng)塊72下移，移動(dòng)塊72帶動(dòng)轉(zhuǎn)塊71繞轉(zhuǎn)動(dòng)銷74轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)塊71上的限位銷71a在移動(dòng)塊72上的水平滑槽72a中右移，轉(zhuǎn)塊71的上端逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，與化油器相聯(lián)的一段油門拉索76回縮，從而實(shí)現(xiàn)換檔自動(dòng)回油。換檔操作完成時(shí)，支臂14復(fù)位，解除對(duì)控制拉索21的拉動(dòng)，移動(dòng)塊72在導(dǎo)向柱79上回位彈簧75的作用下上移復(fù)位，轉(zhuǎn)塊71按相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)位。在此過程中，仍然可轉(zhuǎn)動(dòng)油門手把進(jìn)行加油，因而不影響在某些特殊情況下(如上坡)在換檔的同時(shí)進(jìn)行加油操作的需要。
權(quán)利要求1.一種摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置，其特征在于該換檔裝置包括微型控制器(MCU)、驅(qū)動(dòng)控制電路(2)、驅(qū)動(dòng)電路(3)、限位檢測(cè)模塊(22)、傳動(dòng)組件(4)及信號(hào)采集系統(tǒng)(5)，微型控制器(MCU)接收信號(hào)采集系統(tǒng)(5)發(fā)來的車輛狀態(tài)信息，進(jìn)行運(yùn)算、處理，并在最佳加檔或減檔時(shí)機(jī)發(fā)出信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制電路(2)，驅(qū)動(dòng)控制電路(2)發(fā)出指令到驅(qū)動(dòng)電路(3)，由驅(qū)動(dòng)電路(3)控制傳動(dòng)組件(4)動(dòng)作；限位檢測(cè)模塊(22)由限位傳感器(H)及其轉(zhuǎn)換電路組成，其中限位傳感器(H)設(shè)在傳動(dòng)組件(4)上，它將檢測(cè)到的限位信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出給驅(qū)動(dòng)控制電路(2)；在微型控制器(MCU)與驅(qū)動(dòng)控制電路(2)之間連接有半離合控制電路(6)，當(dāng)摩托車起步掛檔時(shí)，微型控制器(MCU)通過半離合控制電路(6)發(fā)出一個(gè)緩慢動(dòng)作信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制電路(2)，以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)掛檔控制，其中，信號(hào)采集系統(tǒng)(5)由車速檢測(cè)模塊(51)、檔位檢測(cè)模塊(52)及負(fù)載檢測(cè)模塊(53)組成，它們分別將檢測(cè)到的車速信息、檔位信息及負(fù)載信息發(fā)送給微型控制器(MCU)；傳動(dòng)組件(4)由動(dòng)力(41)、離合機(jī)構(gòu)(42)及換檔機(jī)構(gòu)(43)組成，換檔機(jī)構(gòu)(43)聯(lián)接在動(dòng)力(41)的輸出端與發(fā)動(dòng)機(jī)換檔臂(8)之間，離合機(jī)構(gòu)(42)聯(lián)接在動(dòng)力(41)的輸出端與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂(9)之間，離合機(jī)構(gòu)(42)上聯(lián)接有自動(dòng)回油裝置(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)控制電路(2)為互鎖延時(shí)控制電路，由兩個(gè)RS觸發(fā)器(RS1、RS2)及外圍元件構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)電路(3)由加、減檔驅(qū)動(dòng)器(Q1、Q2)及對(duì)應(yīng)的兩繼電器(J1、J2)組成，其中加、減檔驅(qū)動(dòng)器(Q1、Q2)的輸入腳分別與兩個(gè)RS觸發(fā)器(RS1、RS2)的輸出腳相連，輸出腳則分別通過兩繼電(J1、J2)與動(dòng)力相聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置，其特征在于所述換檔機(jī)構(gòu)(43)由換檔傳動(dòng)桿(10)和換檔拉桿(11)構(gòu)成，換檔傳動(dòng)桿(10)的一端與動(dòng)力(41)輸出端相聯(lián)，另一端活套于定位軸(12)上，換檔拉桿(11)的兩頭分別鉸接在換檔傳動(dòng)桿(10)端和發(fā)動(dòng)機(jī)換檔臂(8)端；離合機(jī)構(gòu)(42)由離合傳動(dòng)桿(13)、支臂(14)和離合拉索(15)構(gòu)成，離合傳動(dòng)桿(13)的一端與與動(dòng)力(41)輸出端相聯(lián)，另一端活套于定位軸(12)上，支臂(14)固接在離合傳動(dòng)桿(13)上，離合拉索(15)聯(lián)于支臂(14)與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂(9)之間；動(dòng)力(41)和定位軸(12)固定在安裝座(16)上，所述限位傳感器(H)為霍爾限位傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置，其特征在于所述動(dòng)力為電機(jī)(M)，電機(jī)(M)的輸出軸上設(shè)有換檔撥塊(17)和離合撥塊(18)；所述換檔傳動(dòng)桿(10)的一端與換檔撥塊(17)觸接；離合傳動(dòng)桿(13)的一端與離合撥塊(18)觸接；限位傳感器(H)安裝在電機(jī)(M)端面上，在換檔撥塊(17)上設(shè)有與限位傳感器(H)相對(duì)應(yīng)的磁性材料(19)，兩繼電器(J1、J2)斥地串接在電機(jī)(M)的電源線上，分別控制電機(jī)(M)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置，其特征在于所述動(dòng)力為液/氣壓缸(20)，換檔傳動(dòng)桿(10)的一端與液/氣壓缸(20)上的活塞桿(20c)相聯(lián)；離合傳動(dòng)桿(13)與換檔傳動(dòng)桿(10)合為一體，支臂(14)設(shè)有呈夾角的兩根，并分別通過兩根離合拉索(15)與發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂(9)相聯(lián)，在液/氣壓缸(20)內(nèi)腔的兩端和中部均設(shè)有限位傳感器(H)，液/氣壓缸(20)的兩進(jìn)出管路(20a、20b)上串接有電磁換向閥(T)，兩繼電器(J1、J2)互斥地串接在電磁換向閥(T)的電源線上，分別控制液/氣壓缸(20)兩進(jìn)出管路(20a、20b)上液/氣體的流向。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置，其特征在于所述離合拉索(15)端還通過控制拉索(21)與串接在油門拉索上的自動(dòng)回油裝置(7)相聯(lián)，該自動(dòng)回油裝置(7)由轉(zhuǎn)塊(71)、移動(dòng)塊(72)及安裝座(73)組成，轉(zhuǎn)塊(71)的一端通過限位銷(71a)限位在移動(dòng)塊(72)的水平滑槽(72a)中，另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)銷(74)限位在安裝座(73)的水平滑槽(73a)中，油門拉索被分為兩段，其中與化油器相聯(lián)的一段油門拉索(76)聯(lián)接在轉(zhuǎn)塊(71)上，與油門手把相聯(lián)的一段油門拉索(77)聯(lián)接在轉(zhuǎn)動(dòng)銷(74)上，控制拉索(21)聯(lián)接在移動(dòng)塊(72)上，移動(dòng)塊(72)與安裝座(73)內(nèi)底部之間設(shè)有回位彈簧(75)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)塊(71)具有一扇形部和柄部，限位于移動(dòng)塊(72)水平滑槽(72a)中的限位銷(71a)位于柄部端，限位于安裝座(73)水平滑槽(73a)中的轉(zhuǎn)動(dòng)銷(74)安裝在扇形部靠近右下角處，與化油器相聯(lián)的一段油門拉索(76)繞接在扇形部的弧形凹槽(71b)中，其端部由定位銷(78)固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置，其特征在于所述回位彈簧(75)的兩頭分別由固定在移動(dòng)塊(72)和安裝座(73)上的兩導(dǎo)向柱(79)進(jìn)行定位。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置，其特征在于所述與油門手把相聯(lián)的一段油門拉索(77)通過U形卡子(80)與轉(zhuǎn)動(dòng)銷(74)相聯(lián)，轉(zhuǎn)動(dòng)銷(74)與轉(zhuǎn)塊(71)、U形卡子(80)之間均為活動(dòng)聯(lián)接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置，其特征在于所述與油門手把相聯(lián)的一段油門拉索(77)通過U形卡子(80)與轉(zhuǎn)動(dòng)銷(74)相聯(lián)，轉(zhuǎn)動(dòng)銷(74)與轉(zhuǎn)塊(71)、U形卡子(80)之間均為活動(dòng)聯(lián)接。
專利摘要一種摩托車全自動(dòng)控制換檔裝置，微型控制器接收信號(hào)采集系統(tǒng)發(fā)來的車輛狀態(tài)信息，進(jìn)行運(yùn)算、處理，并在最佳加檔或減檔時(shí)機(jī)發(fā)出信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制電路，驅(qū)動(dòng)控制電路發(fā)出指令到驅(qū)動(dòng)電路，由驅(qū)動(dòng)電路控制傳動(dòng)組件動(dòng)作，傳動(dòng)組件帶動(dòng)自動(dòng)回油裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)離合臂及發(fā)動(dòng)機(jī)換檔臂動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔；限位傳感器設(shè)在傳動(dòng)組件上，它將檢測(cè)到的限位信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出給驅(qū)動(dòng)控制電路；當(dāng)摩托車起步掛檔時(shí)，微型控制器通過半離合控制電路發(fā)出一個(gè)緩慢動(dòng)作信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制電路，以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)掛檔控制。本實(shí)用新型降低了駕駛摩托車的難度，可有效杜絕拖(綿)檔現(xiàn)象，降低燃油消耗，提高尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)裝置外掛于摩托車上，不影響現(xiàn)有摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G05B15/02GK2853588SQ20052001010
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月11日
發(fā)明者蔣富強(qiáng) 申請(qǐng)人:蔣富強(qiáng)