專利名稱：電機(jī)調(diào)速同步式變速器及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車變速器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及變速器換擋同步的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，汽車變速器有手動(dòng)與自動(dòng)變速器類型，手動(dòng)變速器在換擋過(guò)程中利用與輸出軸一同旋轉(zhuǎn)的同步器齒環(huán)與相鄰的檔位齒輪互相摩擦來(lái)達(dá)到同步器齒套與檔位齒輪同步齒合目的，該技術(shù)由于簡(jiǎn)單實(shí)用，應(yīng)用最為廣泛。缺點(diǎn)是由于同步器齒環(huán)與檔位齒輪不等速需通過(guò)摩擦達(dá)齒輪到同步目的，也就是延長(zhǎng)了同步器齒套與檔位齒輪齒合時(shí)間且轉(zhuǎn)速差越大同步時(shí)間越長(zhǎng)，尤其是重型卡車變速器由于齒輪慣性大，同步更加困難，需要駕駛員兩腳離合配合掛檔，如果不熟練很容易損害變速器。而自動(dòng)變速器通過(guò)設(shè)置的多個(gè)傳感器、控制檔位的液壓或氣壓控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)控制器、單片機(jī)及駕駛員操縱控制器來(lái)自動(dòng)變 速的，駕駛員操作簡(jiǎn)單輕松，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維護(hù)困難。所以變速器換擋同步的技術(shù)有需要改進(jìn)的空間。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是在滿足汽車安全性的前提下，克服背景技術(shù)中的不足之處，提供一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、換擋操作輕松、成本低廉的新型汽車變速器。本發(fā)明的技術(shù)方案為電機(jī)調(diào)速同步式變速器包括有手動(dòng)或自動(dòng)變速器(1)，調(diào)速電機(jī)(2)，中間軸轉(zhuǎn)速傳感器(8)，輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器(9)，檔位位置傳感器(13)，用于中間軸與調(diào)速電機(jī)常齒合的齒合套(3),固定調(diào)速電機(jī)的螺栓(14),離合器分離或結(jié)合的傳感器(11)，調(diào)速電機(jī)控制器(4)，及變速器操縱系統(tǒng)。其其特征在于調(diào)速電機(jī)(2)通過(guò)螺栓(14)固定在變速器⑴箱體上，調(diào)速電機(jī)⑵的轉(zhuǎn)子(5)與變速器⑴的中間軸(7)互相齒合聯(lián)動(dòng)，變速器(I)上分別設(shè)置有中間軸轉(zhuǎn)速傳感器(8)、輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器(9)、檔位位置傳感器(13)，在離合器踏板(15)或離合器總成上設(shè)置有離合器分離或結(jié)合的傳感器
(11)，中間軸轉(zhuǎn)速傳感器⑶的信號(hào)線Z與調(diào)速電機(jī)控制器⑷電連接，輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器
(9)的信號(hào)線S與調(diào)速電機(jī)控制器⑷電連接，檔位位置傳感器(13)的信號(hào)線W與調(diào)速電機(jī)控制器⑷電連接，離合器分離或結(jié)合的傳感器(11)的信號(hào)線L與調(diào)速電機(jī)控制器(4)電連接，駕駛員手動(dòng)預(yù)選檔位按鈕或自動(dòng)變速器自動(dòng)預(yù)選檔位的信號(hào)線Y與調(diào)速電機(jī)控制器⑷電連接，調(diào)速電機(jī)⑵的調(diào)速控制線K與調(diào)速電機(jī)控制器⑷電連接，調(diào)速電機(jī)控制器(4)與汽車電源D連接，調(diào)速電機(jī)控制器(4)實(shí)時(shí)采集駕駛員手動(dòng)預(yù)選檔位按鈕或自動(dòng)變速器自動(dòng)預(yù)選檔位的信號(hào)Y，離合器分離或結(jié)合的傳感器(11)的信號(hào)L，中間軸轉(zhuǎn)速傳感器⑶的信號(hào)Z，輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器(9)的信號(hào)S，檔位位置傳感器(13)的信號(hào)W來(lái)進(jìn)行邏輯判斷，決定是否進(jìn)行加快或降低調(diào)速電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的控制，從而對(duì)輸出軸上的預(yù)選檔齒輪進(jìn)行同步調(diào)速。所述電機(jī)調(diào)速同步式變速器的調(diào)速電機(jī)安裝在變速器的箱體上，調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)子與中間軸可同軸心連接或通過(guò)齒輪不同軸心連接；
所述電機(jī)調(diào)速同步式變速器的預(yù)選檔位信號(hào)Y可由駕駛員手動(dòng)預(yù)選檔位按鈕發(fā)出也可由自動(dòng)變速器的電腦自動(dòng)預(yù)選檔位發(fā)出信號(hào)Y ；所述電機(jī)調(diào)速同步式變速器的調(diào)速電機(jī)控制器(4)分別處理預(yù)選檔位的信號(hào)Y，離合器分離或結(jié)合的傳感器(11)的信號(hào)L，中間軸轉(zhuǎn)速傳感器(8)的信號(hào)Z，輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器(9)的信號(hào)S，檔位位置傳感器(13)的信號(hào)W ;調(diào)速電機(jī)控制器⑷分別電連接汽車電源D，調(diào)速電機(jī)⑵的控制線K ;本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到所述電機(jī)調(diào)速同步式變速器的控制方法，其特征在于，包含以下步驟A、控制器按照設(shè)定頻率采集信號(hào)； B、檢測(cè)離合器與預(yù)選檔位的信號(hào)；C、是否有預(yù)選檔位的信號(hào)；D、若步驟C判斷結(jié)果為否，則返回步驟B ;E、若步驟C判斷結(jié)果為是，則檢測(cè)中間軸、輸出軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)及檔位信號(hào)，并進(jìn)入步驟F ;F、計(jì)算出輸出軸轉(zhuǎn)速乘以預(yù)選檔位齒輪的總齒數(shù)得到的積A，計(jì)算出中間軸轉(zhuǎn)速乘以中間軸上與預(yù)選檔位齒輪常齒合的齒輪總齒數(shù)得到的積B，并得到A與B的差值X，并進(jìn)入步驟G ；G、判斷離合器是否分離；H、若步驟G判斷結(jié)果為否，則返回步驟B ；I、若步驟G判斷結(jié)果為是，則判斷差值X是否大于設(shè)定值；J、若步驟I判斷結(jié)果為否，則掛入預(yù)選檔位后取消預(yù)選檔位的信號(hào)，調(diào)速電機(jī)停止工作，并返回步驟B ;K、若步驟I判斷結(jié)果為是，則進(jìn)一步判斷A是否大于B ；L、若步驟K判斷結(jié)果為否，則控制器⑷控制調(diào)速電機(jī)工作降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并返回步驟E ;M、若步驟K判斷結(jié)果為是，則控制器(4)控制調(diào)速電機(jī)工作增加轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并返回步驟E ;本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)I、基本不改變現(xiàn)有汽車變速器的結(jié)構(gòu)，離合器分離換擋時(shí)通過(guò)調(diào)速電機(jī)對(duì)中間軸的轉(zhuǎn)速控制使輸出軸的預(yù)選檔位齒輪與該檔位齒套快速同步，駕駛員通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)操作系統(tǒng)就能快速輕松地?fù)Q擋操作。2、現(xiàn)有的傳感器、單片機(jī)、調(diào)速電機(jī)技術(shù)成熟，反應(yīng)快速靈敏，轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍可零到幾千轉(zhuǎn)，根本無(wú)技術(shù)難題。3、本發(fā)明對(duì)手動(dòng)或自動(dòng)的有級(jí)機(jī)械式變速器都適用，特別是卡車變速器。
圖I是本發(fā)明調(diào)速電機(jī)與變速器、傳感器安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明安裝在離合器踏板處的離合傳感器位置圖。圖3是本發(fā)明調(diào)速電機(jī)控制器電路方框圖。
圖4是本發(fā)明控制方法流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明下面將結(jié)合附圖進(jìn)一步詳述本發(fā)明的最佳基本實(shí)施例 請(qǐng)參閱各附圖所示，在實(shí)施例中，調(diào)速電機(jī)⑵通過(guò)螺栓(14)固定在變速器(I)箱體上，調(diào)速電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子(5)與變速器(I)的中間軸(7)互相齒合聯(lián)動(dòng)，變速器(I)上分別設(shè)置有中間軸轉(zhuǎn)速傳感器(8)、輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器(9)、檔位位置傳感器(13)，在離合器踏板(15)或離合器總成上設(shè)置有離合器分離或結(jié)合的傳感器(11)，中間軸轉(zhuǎn)速傳感器
(8)的信號(hào)線Z與調(diào)速電機(jī)控制器⑷電連接，輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器(9)的信號(hào)線S與調(diào)速電機(jī)控制器⑷電連接，檔位位置傳感器(13)的信號(hào)線W與調(diào)速電機(jī)控制器⑷電連接，離合器分離或結(jié)合的傳感器(11)的信號(hào)線L與調(diào)速電機(jī)控制器(4)電連接，駕駛員手動(dòng)預(yù)選檔位按鈕或自動(dòng)變速器自動(dòng)預(yù)選檔位的信號(hào)線Y與調(diào)速電機(jī)控制器(4)電連接，調(diào)速電機(jī)
(2)的調(diào)速控制線K與調(diào)速電機(jī)控制器⑷電連接，調(diào)速電機(jī)控制器⑷與汽車電源D連接，調(diào)速電機(jī)控制器(4)實(shí)時(shí)采集駕駛員手動(dòng)預(yù)選檔位按鈕或自動(dòng)變速器自動(dòng)預(yù)選檔位的信號(hào)Y，離合器分離或結(jié)合的傳感器(11)的信號(hào)L，中間軸轉(zhuǎn)速傳感器⑶的信號(hào)Z，輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器(9)的信號(hào)S，檔位位置傳感器(13)的信號(hào)W來(lái)進(jìn)行邏輯判斷，決定是否進(jìn)行加快或降低調(diào)速電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的控制，從而對(duì)輸出軸上的預(yù)選檔齒輪進(jìn)行同步調(diào)速?？刂七^(guò)程調(diào)速電機(jī)控制器(4)按照設(shè)定頻率采集信號(hào)，駕駛員手動(dòng)按鈕預(yù)選檔位或自動(dòng)變速器的單片機(jī)自動(dòng)預(yù)選檔位信號(hào)Y給調(diào)速電機(jī)控制器(4)，控制器(4)開(kāi)始檢測(cè)中間軸、輸出軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)及預(yù)選檔位信號(hào)，計(jì)算出輸出軸轉(zhuǎn)速乘以預(yù)選檔位齒輪的總齒數(shù)得到的積A，計(jì)算出中間軸轉(zhuǎn)速乘以中間軸上與預(yù)選檔位齒輪常齒合的齒輪總齒數(shù)得到的積B，并得到A與B的差值X，判斷離合器是否分離，若沒(méi)分離則控制器(4)繼續(xù)檢測(cè)中間軸、輸出軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)及預(yù)選檔位信號(hào)，若已分離則判斷差值X是否大于設(shè)定值，如值X不大于設(shè)定值則能輕松掛入預(yù)選檔位調(diào)速電機(jī)停止工作并取消預(yù)選檔位的信號(hào)Y，控制器
(4)又返回檢測(cè)離合器與預(yù)選檔位信號(hào)的步驟；如果值X大于設(shè)定值則進(jìn)一步判斷A是否大于B，如A大于B則控制器(4)控制調(diào)速電機(jī)工作增加轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速并返回檢測(cè)中間軸、輸出軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)及預(yù)選檔位信號(hào)的步驟，如A不大于B則控制器(4)控制調(diào)速電機(jī)工作降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速并返回檢測(cè)中間軸、輸出軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)及預(yù)選檔位信號(hào)的步驟，控制器的信號(hào)采集與邏輯判斷不斷重復(fù)、循環(huán)，使值X快速小于設(shè)定值，使輸出軸的預(yù)選檔位齒輪與該檔位齒套快速同步后輕松齒合。減少駕駛員工作強(qiáng)度，降低變速器的磨損。4、以上所述僅為本發(fā)明的最佳的基本實(shí)施例，生產(chǎn)廠家可根據(jù)電機(jī)調(diào)速同步式變速器的原理生產(chǎn)出各種手動(dòng)或自動(dòng)的產(chǎn)品，盡管型號(hào)、尺寸不一，但結(jié)構(gòu)原理一樣，控制方法相似的產(chǎn)品，凡依本發(fā)明專利要求范圍即離合器分離換擋時(shí)通過(guò)調(diào)速電機(jī)對(duì)中間軸的轉(zhuǎn)速控制使輸出軸的預(yù)選檔位齒輪與該檔位齒套快速同步的，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.電機(jī)調(diào)速同步式變速器包括有手動(dòng)或自動(dòng)變速器(I)，調(diào)速電機(jī)(2)，中間軸轉(zhuǎn)速傳感器(8)，輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器(9)，檔位位置傳感器(13)，用于中間軸與調(diào)速電機(jī)常齒合的齒合套(3)，固定調(diào)速電機(jī)的螺栓(14)，離合器分離或結(jié)合的傳感器(11)，調(diào)速電機(jī)控制器(4)，及變速器操縱系統(tǒng)。其其特征在于調(diào)速電機(jī)(2)通過(guò)螺栓(14)固定在變速器(I)箱體上，調(diào)速電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子(5)與變速器(I)的中間軸(7)互相齒合聯(lián)動(dòng)，變速器(I)上分別設(shè)置有中間軸轉(zhuǎn)速傳感器(8)、輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器(9)、檔位位置傳感器(13)，在離合器踏板(15)或離合器總成上設(shè)置有離合器分離或結(jié)合的傳感器(11)，中間軸轉(zhuǎn)速傳感器(8)的信號(hào)線Z與調(diào)速電機(jī)控制器(4)電連接，輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器(9)的信號(hào)線S與調(diào)速電機(jī)控制器⑷電連接，檔位位置傳感器(13)的信號(hào)線W與調(diào)速電機(jī)控制器⑷電連接，離合器分離或結(jié)合的傳感器(11)的信號(hào)線L與調(diào)速電機(jī)控制器(4)電連接，駕駛員手動(dòng)預(yù)選檔位按鈕或自動(dòng)變速器自動(dòng)預(yù)選檔位的信號(hào)線Y與調(diào)速電機(jī)控制器(4)電連接，調(diào)速電機(jī)(2)的調(diào)速控制線K與調(diào)速電機(jī)控制器(4)電連接，調(diào)速電機(jī)控制器(4)與汽車電源D連接，調(diào)速電機(jī)控制器(4)實(shí)時(shí)采集駕駛員手動(dòng)預(yù)選檔位按鈕或自動(dòng)變速器自動(dòng)預(yù)選檔位的信號(hào)Y，離合器的離合傳感器(11)的信號(hào)L，中間軸轉(zhuǎn)速傳感器(8)的信號(hào)Z，輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器 (9)的信號(hào)S，檔位位置傳感器(13)的信號(hào)W來(lái)進(jìn)行邏輯判斷，決定是否進(jìn)行加快或降低調(diào)速電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的控制，從而對(duì)輸出軸上的預(yù)選檔齒輪進(jìn)行同步調(diào)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述電機(jī)調(diào)速同步式變速器，其特征在于所述電機(jī)調(diào)速同步式變速器的調(diào)速電機(jī)安裝在變速器的箱體上，調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)子與中間軸可同軸心連接或通過(guò)齒輪不同軸心連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述電機(jī)調(diào)速同步式變速器，其特征在于所述電機(jī)調(diào)速同步式變速器的預(yù)選檔位信號(hào)Y可由駕駛員手動(dòng)預(yù)選檔位按鈕發(fā)出也可由自動(dòng)變速器的電腦自動(dòng)預(yù)選檔位發(fā)出信號(hào)Y。
4.所述電機(jī)調(diào)速同步式變速器的調(diào)速電機(jī)控制器(4)處理預(yù)選檔位的信號(hào)Y，離合器分離或結(jié)合的傳感器(11)的信號(hào)L，中間軸轉(zhuǎn)速傳感器(8)的信號(hào)Z，輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器(9)的信號(hào)S，檔位位置傳感器(13)的信號(hào)W ;調(diào)速電機(jī)控制器(4)分別電連接汽車電源D，調(diào)速電機(jī)⑵的控制線K。
5.具有如權(quán)利要求I所述電機(jī)調(diào)速同步式變速器的控制方法，其特征在于，包含以下步驟 A、控制器按照設(shè)定頻率采集信號(hào)； B、檢測(cè)離合器與預(yù)選檔位的信號(hào)； C、是否有預(yù)選檔位的信號(hào)； D、若步驟C判斷結(jié)果為否，則返回步驟B； E、若步驟C判斷結(jié)果為是，則檢測(cè)中間軸、輸出軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)及檔位信號(hào)，并進(jìn)入步驟F ； F、計(jì)算出輸出軸轉(zhuǎn)速乘以預(yù)選檔位齒輪的總齒數(shù)得到的積A，計(jì)算出中間軸轉(zhuǎn)速乘以中間軸上與預(yù)選檔位齒輪常齒合的齒輪總齒數(shù)得到的積B，并得到A與B的差值X，并進(jìn)入步驟G ; G、判斷離合器是否分離； H、若步驟G判斷結(jié)果為否，則返回步驟B；I、若步驟G判斷結(jié)果為是，則判斷差值X是否大于設(shè)定值； J、若步驟I判斷結(jié)果為否，則掛入預(yù)選檔位后取消預(yù)選檔位的信號(hào)，調(diào)速電機(jī)停止工作，并返回步驟B ; K、若步驟I判斷結(jié)果為是，則進(jìn)一步判斷A是否大于B ； L、若步驟K 判斷結(jié)果為否，則控制器(4)控制調(diào)速電機(jī)工作降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并返回步驟E ； M、若步驟K判斷結(jié)果為是，則控制器(4)控制調(diào)速電機(jī)工作增加轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并返回步驟E0
全文摘要
電機(jī)調(diào)速同步式變速器及控制方法其特征在于電機(jī)調(diào)速同步式變速器的調(diào)速電機(jī)安裝在變速器的箱體上，調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)子與中間軸可同軸心連接或通過(guò)齒輪不同軸心連接，并安裝相應(yīng)的傳感器與控制器，當(dāng)離合器分離換擋時(shí)通過(guò)調(diào)速電機(jī)對(duì)中間軸的轉(zhuǎn)速控制使輸出軸的預(yù)選檔位齒輪與該檔位齒套快速同步，駕駛員通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)操作系統(tǒng)就能快速輕松地?fù)Q擋操作。
文檔編號(hào)H02P6/16GK102751923SQ201110107178
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月17日
發(fā)明者宋成華, 魏光元 申請(qǐng)人:宋成華, 魏光元