CN105909779A - 一种无离合amt变速器结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无离合AMT变速器结构，包括AMT装置（11）和AMT控制单元（5），AMT装置（11）包括AMT输入轴（7），AMT输入轴（7）轴侧设置有输入轴转速传感器（6），输入轴转速传感器（6）与AMT控制单元（5）相连接。本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过在AMT装置11中设置输入轴转速传感器6，实现了在AMT装置内部直接采集AMT输入轴7的转速V₁的技术效果，并将转速V₁信号直接送至AMT控制单元5；由于输出轴转速传感器3所采集的AMT输出轴2的转速V₂信号与输入轴转速传感器6所采集的AMT输入轴7的转速V₁信号在通讯传输方面不存在时间差，从而大幅提高换挡控制精度；本发明不但提高了AMT装置的通用性和适用性，同时还提高了AMT装置的可靠性。

Description

一种无离合AMT变速器结构

技术领域

本发明涉及一种无离合AMT变速器结构，尤其涉及一种纯电动车无离合AMT变速器结构。

背景技术

现有的电动车基本上都采用手动变速器，这通常需要依靠驾驶员本身的经验来判断换档时机，如果换档时机选择不当，不仅不能提高车辆的动力性和经济性，反而会使车辆的工况发生恶化。为了消除这一不利状况，人们开始尝试在电动车上加装AMT变速装置。然而，现有的AMT装置无法直接与驱动电机进行匹配安装使用，所述匹配安装使用不仅包括必要的机械连接装置，还需要建立相应的信号通讯，如将传输电机转速信号作为输入轴转速等，这会直接导致AMT装置的适用性降低；同时，由于信号通讯必然存在滞后甚至出错的可能，因此会延误最佳换挡时机并增加换挡时间，进而造成整体变速***的可靠性也会大幅降低。

专利号为ZL201320700479.0的中国实用新型专利公开了一种基于电机与AMT集成化的电动汽车驱动***，该驱动***包括：驱动电机、变速器传动总成、选换挡执行机构；变速器传动总成包括四个挡位的主从动齿轮、两个花键毂、两个接合套、输出传感器。所述驱动电机为直流无刷电机；该驱动电机的输出轴设有内花键，驱动电机的壳体与所述变速器箱体一体化通过固定销定位后用细牙螺钉直接相连，电机内花键输出轴位于电机内，所述变速器输入轴直接***电机内与电机内花键输出轴连接；该***去掉了离合器，减小了换挡时动力中断时间，也降低了成本。为通过驱动电机的主动调速实现换挡时接合套与目标挡位齿轮的同步的控制方式提供了结构基础，变速箱去掉了对材料要求高的同步器，进一步减小成本。但该实用新型在AMT装置输入轴侧未设置转速传感器，这将造成TCU不能直接采集输入轴侧的转速信号，因此无法克服现有的以传输电机转速信号作为输入轴转速信号进行信号通讯时存在滞后甚至出错的技术缺陷。

专利号为ZL201220644696.8的中国实用新型专利公开了一种电动汽车机械式自动变速器测试***，所述***包括机械和电气两大部分；***的机械部分由铸铁平台、原车电机、AMT支撑架、驱动扭矩传感器、电动车AMT、后桥，以及联轴器、加载扭矩传感器、加载电机组成。***的电气部分由断路器、进线接触器、有源滤波器、有源整流器、原车电池组、原车逆变模块、原车电机、逆变模块、加载电机、控制单元、控制总线和直流母线组成。该实用新型测试***在测试过程不仅能对机械能量进行回收利用，还避免了传统测功机使用的电涡流或磁粉负荷所带来的大量发热，也不用冷却***，节省了冷却费用和能量。该实用新型适用于电动汽车机械式自动变速器测试。该实用新型虽然设置有驱动扭矩传感器和加载扭矩传感器，但所述传感器并非设置在AMT装置输入轴轴侧，且所述测试***的传感器安装位置通常是根据测试需要进行随机、任意布置，该技术方案也将造成TCU不能直接采集到输入轴轴侧的转速信号，因此仍无法克服现有的以传输电机转速信号作为输入轴转速信号进行信号通讯时存在滞后甚至出错的技术缺陷。

发明内容

为了解决上述现有无离合AMT变速器结构存在的技术缺陷，本发明提供一种适用性好、功能集成度高、可靠性强的用于纯电动车的无离合AMT变速装置，采用的技术方案如下：

一种无离合AMT变速器结构，包括AMT装置和AMT控制单元，所述AMT装置包括AMT输入轴，所述AMT输入轴轴侧设置有输入轴转速传感器，所述输入轴转速传感器与所述AMT控制单元相连接，所述AMT控制单元即TCU能够直接采集所述AMT输入轴轴侧的转速信号，输入轴转速是进行换挡决策时必须采集的信号，从而大幅提高了所述AMT装置的响应速度，减少了所述AMT装置与驱动电机之间的信号通讯，进而大幅提高了所述AMT装置的通用性，进一步降低换挡时间，最大限度地提高了整个变速器***的可靠性。

优选的是，所述输入轴转速传感器封装在所述AMT装置内部。

在上述任一方案中优选的是，所述AMT装置还包括接合套、AMT输出轴、输出轴转速传感器和AMT中间轴。

在上述任一方案中优选的是，包括驱动电机，所述AMT输入轴通过联轴器与所述驱动电机相连接。在所述AMT装置内部自主采集所必须的信号，而与所述驱动电机只需进行必要的驱动命令及状态反馈通讯即可。

在上述任一方案中优选的是，包括电机控制单元，所述电机控制单元与所述驱动电机相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述电机控制单元还与所述AMT控制单元相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述输出轴转速传感器与所述AMT控制单元相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述输入轴转速传感器和所述输出轴转速传感器采用模拟式转速传感器。

在上述任一方案中优选的是，所述输入轴转速传感器和所述输出轴转速传感器采用数字式转速传感器。

在上述任一方案中优选的是，所述输入轴转速传感器和所述输出轴转速传感器采用磁敏式转速传感器。

在上述任一方案中优选的是，所述输入轴转速传感器和所述输出轴转速传感器采用激光式转速传感器。

在上述任一方案中优选的是，所述输入轴转速传感器和所述输出轴转速传感器采用磁电式转速传感器。

在上述任一方案中优选的是，所述输入轴转速传感器和所述输出轴转速传感器采用电容式转速传感器。

在上述任一方案中优选的是，所述输入轴转速传感器和所述输出轴转速传感器采用变磁阻式转速传感器。

在上述任一方案中优选的是，所述电容式转速传感器采用面积变化型电容式转速传感器。

在上述任一方案中优选的是，所述电容式转速传感器采用介质变化型电容式转速传感器。

在上述任一方案中优选的是，所述变磁阻式转速传感器采用电感式传感器。

在上述任一方案中优选的是，所述变磁阻式转速传感器采用变压器式传感器。

在上述任一方案中优选的是，所述变磁阻式转速传感器采用电涡流式传感器。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过在AMT装置11中设置输入轴转速传感器6，实现了在AMT装置内部直接采集AMT输入轴7的转速V₁，并将转速V₁信号直接送至AMT控制单元5，由此减少了AMT控制单元5与电机控制单元10之间对驱动电机转速信号的通讯，而只需进行控制命令和反馈信号的通讯即可；由于输出轴转速传感器3所采集的AMT输出轴2的转速V₂信号与输入轴转速传感器6所采集的AMT输入轴7的转速V₁信号在通讯传输方面不存在时间差，因此能够提高决策运算时信号量的相对准确性，并大幅提高换挡控制精度；本发明不但提高了AMT装置的通用性和适用性，同时还提高了AMT装置的可靠性。

附图说明

图1为本发明的无离合AMT变速器结构的优选实施例的结构示意图；

图2为本发明的无离合AMT变速器结构的图1所示实施例的变速器总体结构示意图。

附图标记说明：

1接合套；2AMT输出轴；3输出轴转速传感器；4AMT中间轴；5AMT控制单元；6输入轴转速传感器；7AMT输入轴；8联轴器；9驱动电机；10电机控制单元；11AMT装置。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作了详细说明，但是，显然可对本发明进行不同的变型和改型而不超出后附权利要求限定的本发明更宽的精神和范围。因此，以下实施例是具有示例性的而没有限制的含义。

实施例1：

如图1-2所示，一种无离合AMT变速器结构，包括AMT装置11和AMT控制单元5，AMT装置11包括AMT输入轴7，AMT输入轴7轴侧设置有输入轴转速传感器6，输入轴转速传感器6与AMT控制单元5相连接，输入轴转速传感器6封装在AMT装置11内部，AMT装置11还包括接合套1、AMT输出轴2、输出轴转速传感器3和AMT中间轴4，包括驱动电机9，AMT输入轴7通过联轴器8与驱动电机9相连接，包括电机控制单元10，电机控制单元10与驱动电机9相连接，电机控制单元10还与AMT控制单元5相连接，输出轴转速传感器3与AMT控制单元5相连接，输入轴转速传感器6和输出轴转速传感器3采用磁电式转速传感器，输入轴7的转速V₁信号是通过AMT装置11内部自主采集，驱动电机9只需通过现有的联轴器8与AMT装置11形成机械连接即可，同时电机控制单元10与AMT控制单元5之间只需保持现有技术中的相关驱动控制命令与反馈信号通讯，而无需额外增加通讯线路及通讯协议。该技术方案大幅提高了所述AMT装置的响应速度，减少了所述AMT装置与驱动电机之间的信号通讯，进而大幅提高了所述AMT装置的通用性，进一步降低换挡时间，最大限度地提高了整个变速器***的可靠性。

AMT变速器也称AMT变速箱或者自动变速箱，它是电控机械自动变速箱的简称。 它是在齿轮变速器基础上加装微机控制的自动变速***。其工作原理是在机械变速箱（手动档）原有基础上进行改造，主要改变手动换档操纵部分。即在总体传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵***来实现换档的自动化。因此AMT实际上是由一个电脑来控制一个机器人***来完成选档动作。AMT的核心技术是微机控制，电子技术及质量将直接决定AMT的性能与运行质量。

所述转速传感器是将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。转速传感器属于间接式测量装置，可用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造。转速传感器由磁敏电阻作感应元件，是新型的转速传感器。核心部件是采用磁敏电阻作为检测的元件，再经过全新的信号处理电路令噪声降低，功能更完善。通过与其它类型齿转速传感器的输出波形对比，所测到转速的误差极小以及线性特性具有很好的一致性。感应对象为磁性材料或导磁材料，如磁钢、铁和电工钢等。当被测体上带有凸起（或凹陷）的磁性或导磁材料，随着被测物体转动时，传感器输出与旋转频率相关的脉冲信号，达到测速或位移检测的发讯目的。齿轮转速传感器具有如下特点：灵敏度高、高可靠性、寿命长、触发距离远，信号触发为铁（软）磁材料，可实现远距离输送，抗电磁干扰能力强，良好的抗冲击性和抗震性。

所述磁电转速传感器能将转角位移转换成电信号供计数器计数，只要非接触就能测量各种导磁材料如：如齿轮、叶轮、带孔（或槽、螺钉）圆盘的转速及线速度。所述磁电转速传感器具有体积小、结实可靠、寿命长、不需电源和润滑油等优点，与一般二次仪表均可配用。

实施例2：

一种无离合AMT变速器结构，与实施例1相似，所不同的是：输入轴转速传感器6和输出轴转速传感器3采用模拟式转速传感器。

实施例3：

一种无离合AMT变速器结构，与实施例1相似，所不同的是：输入轴转速传感器6和输出轴转速传感器3采用数字式转速传感器。

实施例4：

一种无离合AMT变速器结构，与实施例1相似，所不同的是：输入轴转速传感器6和输出轴转速传感器3采用磁敏式转速传感器。

实施例5：

一种无离合AMT变速器结构，与实施例1相似，所不同的是：输入轴转速传感器6和输出轴转速传感器3采用激光式转速传感器。

所述激光式转速传感器的主要功能及特点：利用激光反射原理，获得转子转动的信号，可测量转子的转速。特点是分辨率高，距离远，实用范围广，频响宽，可靠性高。内装放大整形电路，输出为幅度稳定的方波信号，能实现远距离传输。所述激光式转速传感器外壳采用不锈钢材料制成，坚固耐用，主要应用于测试环境较差、振动剧烈（如：发动机等）。用于测量转速、周期、速度。防水结构简单，耐压能力强、密封可靠，未使用任何防水胶剂。

实施例6：

一种无离合AMT变速器结构，与实施例1相似，所不同的是：输入轴转速传感器6和输出轴转速传感器3采用电容式转速传感器，所述电容式转速传感器采用面积变化型电容式转速传感器。

所述面积变化型电容式转速传感器是由两块固定金属板和与转动轴相连的可动金属板构成。可动金属板处于电容量最大的位置，当转动轴旋转180°时则处于电容量最小的位置。电容量的周期变化速率即为转速。可通过直流激励、交流激励和用可变电容构成振荡器的振荡槽路等方式得到转速的测量信号。

实施例7：

一种无离合AMT变速器结构，与实施例1相似，所不同的是：输入轴转速传感器6和输出轴转速传感器3采用电容式转速传感器，所述电容式转速传感器采用介质变化型电容式转速传感器。

所述介质变化型电容式转速传感器是在电容器的两个固定电极板之间嵌入一块高介电常数的可动板而构成的。可动介质板与转动轴相连，随着转动轴的旋转，电容器板间的介电常数发生周期性变化而引起电容量的周期性变化，其速率等于转动轴的转速。

实施例8：

一种无离合AMT变速器结构，与实施例1相似，所不同的是：输入轴转速传感器6和输出轴转速传感器3采用变磁阻式转速传感器，所述变磁阻式转速传感器采用电感式传感器。

所述电感式转速传感器应用较广，它利用磁通变化而产生感应电势，其电势大小取决于磁通变化的速率。这类传感器按结构不同又分为开磁路式和闭磁路式两种。开磁路式转速传感器结构比较简单，输出信号较小，不宜在振动剧烈的场合使用。闭磁路式转速传感器由装在转轴上的外齿轮、内齿轮、线圈和永久磁铁构成。内、外齿轮有相同的齿数。当转轴连接到被测轴上一起转动时，由于内、外齿轮的相对运动，产生磁阻变化，在线圈中产生交流感应电势。测出电势的大小便可测出相应转速值。

实施例9：

一种无离合AMT变速器结构，与实施例1相似，所不同的是：输入轴转速传感器6和输出轴转速传感器3采用变磁阻式转速传感器，所述变磁阻式转速传感器采用变压器式传感器。

所述变压器式传感器由两个或多个带铁心的线圈构成，初、次级线圈间的互感能随衔铁或两个线圈间的相对移动而改变。当用适当频率的电压激励初级线圈时，次级线圈的输出电压将随互感的改变而变化，从而将被测位移转换为电压输出。这种传感器在使用中常采取两个同名端串接的次级绕组线圈，以差动方式输出，所以又称为差动变压器式传感器。变压器式传感器的特点与电感式传感器相同，有时亦称电感式传感器。但变压器式传感器在设计上具有更大的灵活性，应用更为广泛。旋转变压器、感应同步器、自整角机都属于变压器式传感器。变压器式传感器主要用于测量位移和能转换成位移量的力、张力、压力、压差、加速度、应变、流量、厚度、比重、转矩等参量。

实施例10：

一种无离合AMT变速器结构，与实施例1相似，所不同的是：输入轴转速传感器6和输出轴转速传感器3采用变磁阻式转速传感器，所述变磁阻式转速传感器采用电涡流式传感器。

所述电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离。它是一种非接触的线性化计量工具。电涡流传感器能准确测量被测体（必须是金属导体）与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。在高速旋转机械和往复式运动机械的状态分析，振动研究、分析测量中，对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运动状态，主要取决于其核心—转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响、结构简单等优点，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。

Claims (10)

1.一种无离合AMT变速器结构，包括AMT装置（11）和AMT控制单元（5），AMT装置（11）包括AMT输入轴（7），其特征在于，AMT输入轴（7）轴侧设置有输入轴转速传感器（6），输入轴转速传感器（6）与AMT控制单元（5）相连接。

2.如权利要求1所述的无离合AMT变速器结构，其特征在于，输入轴转速传感器（6）封装在AMT装置（11）内部。

3. 如权利要求2所述的无离合AMT变速器结构，其特征在于，AMT装置（11）还包括接合套（1）、AMT输出轴（2）、输出轴转速传感器（3）和AMT中间轴（4）。

4.如权利要求1所述的无离合AMT变速器结构，其特征在于，包括驱动电机（9），AMT输入轴（7）通过联轴器（8）与驱动电机（9）相连接。

5.如权利要求4所述的无离合AMT变速器结构，其特征在于，包括电机控制单元（10），电机控制单元（10）与驱动电机（9）相连接。

6.如权利要求5所述的无离合AMT变速器结构，其特征在于，电机控制单元（10）还与AMT控制单元（5）相连接。

7.如权利要求3所述的无离合AMT变速器结构，其特征在于，输出轴转速传感器（3）与AMT控制单元（5）相连接。

8.如权利要求1或3所述的无离合AMT变速器结构，其特征在于，输入轴转速传感器（6）和输出轴转速传感器（3）采用模拟式转速传感器。

9.如权利要求1或3所述的无离合AMT变速器结构，其特征在于，输入轴转速传感器（6）和输出轴转速传感器（3）采用数字式转速传感器。

10.如权利要求1或3所述的无离合AMT变速器结构，其特征在于，输入轴转速传感器（6）和输出轴转速传感器（3）采用磁敏式转速传感器。