[发明专利]车用机械变速箱的电子换挡系统

说明书

技术领域

本发明涉及汽车零部件领域，具体涉及车用机械变速箱的电子换挡系统，即通过电子控制系统实现对机械变速箱的换挡操作。

背景技术

目前城市车辆如公交车和出租车，大多采用机械变速箱，机械变速箱安装制造成本低且油耗低，但是机械变速箱换挡时必须经过先分离离合器，然后扳动换挡手柄，再接合离合器等一系列操作才能完成换挡。城市交通路况复杂，出租车和公交车换挡非常频繁，驾驶员劳动强度很大。目前，AT自动变速箱技术虽然已经成熟，但是由于价格非常昂贵，油耗很高，约比机械变速箱油耗高20%，而且维护成本高。所以，AT自动变速箱多见于中高档轿车。CVT自动变速箱传递扭矩小，不能满足出租车和公交车的动力需求。AMT变速箱工况信号的采集及计算复杂，对于出租车和公交车的复杂工况适应性差，易造成车辆熄火等故障。

专利号为200910254606.7，名称为“一种手动或自动电控机械变速箱操控系统”公开了一种在机械变速箱的基础上进行电动控制的技术方案。该技术方案中，通过电动滚珠丝杠推动换挡叉，实现换挡；采用电动滚珠丝杠推拉器，推动离合器，切断发动机传输到变速箱上的动力。该技术方案中，采用滚珠丝杠的方式对离合器进行驱动，传动效率低，动力响应慢。

发明内容

本发明的目的是设计一种结构简单、能耗低、动力响应快、适应性强的半自动化车用换挡系统。

本发明的技术方案为：车用机械变速箱的电子换挡系统，所述机械变速箱的电子换挡系统包括控制器、电动液压泵、电动推杆泵挡位显示器、电子换挡手柄、制动踏板和电源。

控制器接收电子换挡手柄的动作信号、发动机的转速信号、驱动部件的车速信号以及制动踏板的刹车信号，经计算后输出到电动液压泵和电动推杆泵，通过电动液压泵控制离合器的离合以及电动推杆泵控制换挡机构的选换挡动作，实现换挡功能； 同时控制器接收电动液压泵的位置信号、电动推杆泵的位置信号，经过计算后，将档位信息显示在档位显示器上。

电动液压泵通过油管与离合器分泵连接，通过控制液压油实现离合器的摩擦片的分离与结合。电动液压泵包括电机、减速齿轮箱，活塞油缸、齿条活塞连件。

电机输出轴上的小齿轮与齿轮减速箱内的大齿轮A啮合，大齿轮A固定在齿轮轴上，齿轮轴与大齿轮B啮合，大齿轮B固定在输出齿轮轴上，输出齿轮轴与齿条活塞连件啮合；电机根据控制器的输出信号，电机输出轴通过减速箱的齿轮减速，通过输出齿轮轴与齿条活塞连件啮合，齿条驱动缸体内的液压油，液压油通过油管进入离合器分泵。

电动推杆泵推动换挡机构，实现选换挡功能。电动推杆泵包括电机Ⅱ、减速齿轮箱Ⅱ，齿轮齿条，安装杆；电机Ⅱ驱动蜗杆轴，蜗杆轴与蜗轮啮合，蜗轮固定在齿轮轴上，齿轮轴上的轮齿与齿条啮合，齿条与安装杆连接。

电动推杆泵有两个，电动推杆泵A电动推杆泵A的安装杆连接选档摇臂；电动推杆泵B的安装杆连接换档摇臂。其选换挡的顺序与现有的机械变速箱相同，先由选档摇臂进行选档，再有换挡摇臂进行换挡。

电动推杆泵也可以设有三个或六个或者根据档位的数量进行设置，由每个电动推杆泵驱动一个换挡拨叉，直接实现换挡操作。

驾驶员操纵电子换挡手柄，电子换挡手柄将换挡信号传至控制器，由控制器经计算后命令传至换挡系统。电子换挡手柄可以采用电子换挡旋钮等由驾驶员方便操作等形式。

刹车时，驾驶员通过控制制动踏板，制动踏板将刹车信号传递控制器，控制器将信号传递至电动液压泵，通过电动液压泵控制离合器的分离，同时控制器根据汽车驱动部的车速信号以及发动机的油门信号，经过计算后，按设定的程序进行减挡。

本发明的技术方案的基本工作流程为：当驾驶员要换挡时或刹车时，通过电子换挡手柄或电子换挡旋钮或制动踏板将信号传递给控制器，由控制器进行计算后，将换挡命令传递到电动液压泵、电动推杆泵A和电动推杆泵B；首先，通过电动液压泵使离合器分离，然后，通过电动推杆泵A推动选档摇臂进行选档，然后通过电动推杆泵B推动选档摇臂，换挡，并将档位信号反馈给控制器，同时通过挡位显示器显示。

       电动液压泵、电动推杆泵A和电动推杆泵B上均设有角度传感器，用来确定齿条伸缩的位置，并将信号传递给控制器。