[发明专利]一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构

说明书

本发明提出一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构，包括驱动装置、控制装置和传动装置，所述驱动装置包括驱动电机和减速器，所述减速器安设于减速器支架上，所述驱动电机通过动力输出齿轮与减速器固定连接，所述传动装置包括联轴器和换挡杆，所述驱动电机、减速器、联轴器和换挡杆依次连接；所述控制装置通过螺栓固定在减速器的外壳上，包括电机控制模块和主控制信号输出电路板，所述电机控制模块用于采集减速器输出轴的转动角度并转化为信号反馈，形成用于控制驱动电机的脉冲宽度调制信号；所述主控制信号输出电路板对电机转动角度进行精确控制。本发明相比传统的气动换挡方式，使换挡更加简单、准确、响应速度更快。

技术领域

本发明涉及序列式变速箱发动机领域，尤其涉及一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构，适用于竞速的序列式变速箱发动机。

背景技术

在赛车竞速领域，例如FSC方程式赛车中，赛车的发展在不断的追求更快，更轻，更稳定。首先在国内，大多数车队采用的换挡系统为气动换挡系统，其中的部分车队已经具有较为成熟的技术。但是气动换挡系统存在重量大，气瓶要频繁充气，系统可靠性低的缺点。其次，基于序列式变速箱发动机的结构，当处于1档时降档，如果降档角度小则会降到空挡，而如果降档角度稍大，则会降到2档，所以传统的气动换挡无法实现停车状态时由1档降回空挡。所以电动控制换挡将会通过程序调试实现这个功能。而且由于目前竞速型赛车的换挡操作主要依靠车手的判断和反应，为降低赛车对车手的过分依赖性和避免车手因反应不及而造成的失误，设计并完善一种更加智能的电动换挡系统十分有必要，并且根据程序设计，在一些比赛项目中，比如说直线加速动态赛，就可以实现完全的自动加速，可以极大的减轻车手的负担，对取得最佳的成绩有很大帮助。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于适用于上述存在的问题，提供一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构，极大的简化传统的气动换挡机构，减轻整车重量，减小车手负担。

本发明通过下述技术方案实现：

一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构，包括驱动装置、控制装置和传动装置，所述驱动装置包括驱动电机和减速器，所述减速器安设于减速器支架上，所述驱动电机通过动力输出齿轮与减速器固定连接，所述的传动装置包括联轴器和换挡杆，所述驱动电机、减速器、联轴器和换挡杆依次连接；所述控制装置通过螺栓固定在减速器的外壳上，包括与驱动电机电路连接的电机控制模块和主控制信号输出电路板，所述电机控制模块用于采集减速器输出轴的转动角度并转化为信号反馈，形成用于控制驱动电机的脉冲宽度调制信号；所述主控制信号输出电路板根据赛车行驶工况中序列式变速箱发动机的换挡所需角度进行标定，并通过屏蔽线传输脉冲调制信号至驱动电机对电机转动角度进行精确控制。

进一步地，所述电机控制模块包括控制器、与减速器输出轴连接的角位移传感器，所述的角位移传感器用于采集减速器输出轴的转动角度并转化为信号反馈至控制器，所述的控制器用于产生控制驱动电机的脉冲宽度调制信号。

进一步地，所述的控制器为STM32C8T6F103单片机。

进一步地，所述驱动电机通过螺栓固定在减速器外壳上，驱动电机输出端直接与减速器输入端通过一对齿轮连接。

进一步地，所述驱动电机采用的额定驱动电压为直流12V，转速达240rpm ，减速器输出端的输出扭矩达5.4N·m 。

进一步地，所述减速器由若干组啮合齿轮构成，减速器外壳通过螺栓固定于减速器支架上，所述减速器的减速比为1：96。

进一步地，所述联轴器两端设有D型孔，所述减速器输出端与换挡杆均设置有与所述D型孔驱动连接的D型柱，所述联轴器的两端沿径向设置有用于固定D型孔与D型柱相对位置的夹紧螺栓。

进一步地，所述联轴器为弹簧联轴器，传递扭矩，缓冲减震，提高机构的动态性能。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：