CN201559653U - 一种手动电控机械变速箱操控*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种手动电控机械变速箱操控***，包括档位选择装置、变速箱推拉装置、离合器控制装置、油门控制装置、中央控制盒以及连接线束；本实用新型通过两个电动滚珠丝杠推拉器在变速箱上盖上面与换档叉的尾端相连并实现换挡叉的移动，另一个电动滚珠丝杠推拉器在换挡的同时拉动离合器切断发动机动力，同时油门控制装置在换挡时保持发动机转速不变，从而实现换挡的目的，改善了现有机械式自动变速箱存在换挡动力中断等影响驾驶舒适性的技术问题，具有结构简单、可靠性高、推拉力与运行速率可控精度高、价格低廉、工作效率高、产品一致性好、便于维修更换的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种手动电控机械换档叉式变速箱操控***。
背景技术
目前国内常见的机械换档叉式变速箱(MT变速箱)大多采用机械手柄控制(既MT***)，即用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。踩下离合时，方可拨得动变速杆。如果驾驶者技术好，装手动变速器的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。MT变速箱是目前使用最广泛的变速器。但是，此方法操作起来劳动强度大，变速箱安装位置受到限制。
另一种变速箱是自动变速箱(AT变速箱)，自动变速箱是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵***组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是AT变速箱最重要的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传递扭矩和离合的作用。一般来说，自动变速器的挡位分为P、R、N、D、2、1或L等。
还有一种变速箱为机械式自动变速箱(AMT变速箱，automated mechanicaltransmission)。AMT变速箱可以看成是自动的手动变速箱，是在通常的手动变速箱和离合器上配备一套电子控制的液压操纵***，以达到自动切换档位目的的机构。其实就是在手动变速器也就是机械换档叉式变速箱(MT变速箱)的基础上加装了微机控制的自动操纵***，以此替换原来的手动操作***。因此AMT实际上是由一个机器人***来完成操作离合器和选挡的两个动作，其核心技术是微机***，所以电子技术及质量将直接决定AMT的性能与运行质量。配备AMT的汽车不再需要离合器踏板，驾驶者只需简单地踩油门踏板就可以非常简单地启动和驾驶汽车。AMT汽车驾驶简单，驾驶者则只需要踩油门，由AMT***会自动地选择换挡的最佳时机，从而消除了发动机、离合器和变速箱的错误使用，避免换错挡，这一点对驾驶新手和整车的可靠性都非常重要。AMT变速箱在三类新型自动变速箱中，技术难度相对较低，但是存在换挡动力中断等影响驾驶舒适性的问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种手动电控机械变速箱操控***，其改善了现有机械式自动变速箱存在换挡动力中断等影响驾驶舒适性的技术问题。
本实用新型的技术解决方案：
一种手动电控机械变速箱操控***，其特殊之处在于：
包括档位选择装置、变速箱推拉装置、离合器控制装置、油门控制装置、中央控制盒以及连接线束；
所述档位选择装置包括两个手柄式档位选择装置，其中一个手柄式档位选择装置用于产生方向档切换信号，另一个手柄式档位选择装置用于产生三档档位切换信号；
所述变速箱推拉装置包括二个用于驱动机械变速箱换档叉的推拉器、与两个推拉器连接的转换装置；所述两个推拉器包括左右推拉器和前后推拉器，所述转换装置包括左右连杆、前后连杆、传动杆、控制杆和复位弹簧，所述控制杆的一端深入换挡叉内，其另一端套于传动杆中部且可被传动杆带动绕传动杆轴线转动；所述复位弹簧设置在传动杆上且被控制杆分成前后两部分；所述前后连杆的一端通过轴销与前后推拉器的平移拉杆相连，其另一端可带动控制杆的端部沿传动杆前后运动；所述左右连杆的一端通过轴销与左右推拉器的平移拉杆相连，其另一端套于传动杆上且可带动传动杆绕自身轴线转动；
所述离合器控制装置包括一个用于驱动离合器控制杆的推拉器；
所述油门控制装置包括用于驱动油门拉线的控制电机以及与控制电机同轴固连的旋转码盘；
所述中央控制盒可接收电子油门踏板输出信号、档位选择装置的档位切换信号、车辆行驶路面坡度传感器信号、变速箱内部转速传感器信号、车速传感器信号、发动机转速传感器信号、车辆制动踏板传感器信号、油门控制装置的旋转码盘的输出信号、变速箱推拉装置的反馈信号、离合器控制装置的反馈信号并根据上述信号及设定程序来控制变速箱推拉装置的推拉器、离合器控制装置的推拉器以及控制电机的动作；
所述左右推拉器和前后推拉器均为电动滚珠丝杠推拉器；所述电动滚珠丝杠推拉器包括位置传感器、传动电机、设置在传动电机轴伸端的执行机构、用于固定传动电机和执行机构的定位平台；所述执行机构包括转动组件和平移组件；所述位置传感器包括至少两个霍尔元件和一个永久磁铁；所述转动组件包括轴承室、丝杠、设置在轴承室内的两个压力轴承；所述丝杠的右端设置有外螺纹，其左端与传动电机输出轴连接，其中部圆周侧面上设置与丝杠轴心方向垂直的限位轴台；所述限位轴台设置在轴承室内，所述两个压力轴承分别设置在限位轴台的左面和右面；所述平移组件包括限位座、设置在限位座内的平移拉杆、可与丝杠组合成滚珠丝杠副的螺母；所述平移拉杆的右端通过轴销与推拉执行装置连接，所述平移拉杆的左端面设置有盲孔，所述螺母嵌于盲孔内；所述平移拉杆的圆周侧面设置有两个外凸的限位块；所述限位座上设置有可供平移拉杆左右移动的中心通孔以及可供两个限位块左右滑动的两个限位槽；所述传动电机固定在轴承室的左侧面，所述轴承室固定在限位座的左侧面；所述永久磁铁固定在平移拉杆的圆周侧面上方，所述霍尔元件固定在限位座上与永久磁铁相应的位置，所述霍尔元件的输出信号送入中央控制盒。
上述平移拉杆的右端侧面与限位座的中心通孔之间设置有油封。
上述控制电机为步进电机；所述传动电机为步进电机。
本实用新型具有的优点是：
1、本实用新型通过两个电动滚珠丝杠推拉器在变速箱上盖上面与换档叉的尾端相连并实现换挡叉的移动，另一个电动滚珠丝杠推拉器在换挡的同时拉动离合器切断发动机动力，同时油门控制装置在换挡时保持发动机转速不变，从而实现换挡的目的。
2、本实用新型电动滚珠丝杠推拉器与目前AMT变速箱所使用的电液泵或液压油缸、比例电磁阀相比，具有结构简单、可靠性高、推拉力与运行速率可控精度高、价格低廉、工作效率高、产品一致性好、便于维修更换的优点。
3、本实用新型与MT变速箱操作方式相比，***会自动地选择换挡的最佳时机，从而消除了发动机、离合器和变速箱的错误使用，避免换错挡，这一点对驾驶新手和整车的可靠性都非常重要。并且安装操作方便，工作可靠，减少了对变速箱的损坏，延长了变速箱的使用寿命。
4、可大大减轻司机操作时的劳动强度。本实用新型可实现汽车的自动变速。自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，已成为现车辆配置的一种方向。装有自动变速器的汽车能根据路面状况自动变速变矩，驾驶者可以全神贯注地注视路面交通而不会被换挡搞得手忙脚乱。
5、本实用新型可广泛用于中小型乘用车辆、重型卡车、轮式拖拉机、各类轮式工程机械、大型机械加工设备(车床、铣床、磨床等)等。
附图说明
图1是本实用新型***连接关系示意图；
图2是本实用新型采用杠杆方式驱动换档叉的结构示意图；
图3是图2的右视图；
图4是图2中换档叉被向左拨动后的位置示意图；
图5是图2中换档叉被向前拨动后的位置示意图；
图6是图2的俯视图；
图7是本实用新型换档叉被向左同时向前拨动后的位置示意图；
图8是本实用新型离合器控制装置的结构示意图；
图9是由传动电机、旋转码盘组成的油门控制装置；
图10是由传动电机、位置传感器组、转动组件和平移组件组成的推拉器的结构示意图；
图11是图10的俯视图；
图12是限位座和平移拉杆的位置关系示意图；
图13是耐磨衬套和平移拉杆的位置关系示意图；
图14是耐磨衬套的结构示意图；
图15是图14的左视图。
其中：2-电子油门踏板，3-变速箱内部转速传感器，4-档位传感器，5-车速传感器，6-发动机转速传感器，7-车辆制动踏板传感器，8-车辆行驶路面坡度传感器，9-离合器控制装置，10-离合器，11-变速箱推拉装置，12-换挡叉，13-机械变速箱，14-油门控制装置，15-控制电机，16-旋转码盘，17-轴销，18-换挡叉轴，19-左右推拉器，20-前后推拉器，21-左挡板，22-限位座，24-右挡板，25-中央控制盒，26-传动电机，27-导线，28-限位轴台，29-位置传感器组，30-霍尔元件，31-丝杠，32-平移拉杆，33-耐磨衬套，34-中心通孔，35-销钉，36-盲孔，37-螺母，38-永久磁铁，39-压力轴承，40-轴承室，41-电机输出轴，42-平台，43-限位块，44-限位槽，45-油封，51-左右连杆，52-前后连杆，53-传动杆，54-控制杆，55-复位弹簧，56-离合器控制杆，57-离合器拉杆，58-油门拉线，59-槽型圆轮，60-拉线卡头。
具体实施方式
本实用新型手动电控机械变速箱操控***包括档位选择装置、变速箱推拉装置、离合器控制装置、油门控制装置、中央控制盒以及连接线束。
档位选择装置包括两个手柄式档位选择装置，其中一个手柄式档位选择装置用于产生方向档切换信号，另一个手柄式档位选择装置用于产生三档档位切换信号；安装在方向盘的下部或桌椅右边的箱体与扶手上。
离合器控制装置包括一个用于驱动离合器控制杆的推拉器，在车辆换挡与刹车时受中央控制盒控制，暂时拉动离合器来切断发动机与变速箱的动力传动。
油门控制装置包括用于驱动油门拉线的控制电机以及与控制电机同轴固连的旋转码盘；油门控制装置保证电子油门在车辆正常行驶时受电子油门踏板控制，车辆换挡时电子油门受中央控制盒瞬时控制用于在换挡瞬间动力传动中断后保持发动机转速不变。
中央控制盒用于接收电子油门踏板输出信号、档位选择装置的档位切换信号、车辆行驶路面坡度传感器信号、变速箱内部转速传感器信号、车速传感器信号、发动机转速传感器信号、车辆制动踏板传感器信号、油门控制装置的旋转码盘的输出信号、变速箱推拉装置的反馈信号、离合器控制装置的反馈信号并根据上述信号及设定程序来控制变速箱推拉装置的推拉器、离合器控制装置的推拉器以及控制电机的动作；也就是说中央控制盒可对平移拉杆进出速度、运动方向及运动距离进行精确控制及定位。
线束是将档位选择装置、变速箱推拉装置、离合器控制装置、油门控制装置、中央控制盒、电子油门踏板、节气门开度传感器、、车速传感器、发动机转速传感器、车辆制动踏板传感器、油门控制装置的旋转码盘、变速箱推拉装置的位置传感器组、离合器控制装置的位置传感器组按不同的功能与需要连接起来，完成换挡工作。
变速箱推拉装置包括二个用于驱动机械变速箱换档叉的推拉器：
参见图2至图7，变速箱推拉装置包括两个推拉器、与两个推拉器连接的转换装置；两个推拉器分为左右推拉器和前后推拉器，转换装置包括左右连杆、前后连杆、传动杆、控制杆和复位弹簧，控制杆的一端深入换挡叉内，其另一端套于传动杆中部且可被传动杆带动绕传动杆轴线转动；复位弹簧设置在传动杆上且被控制杆分成前后两部分；前后连杆的一端通过轴销与前后推拉器的平移拉杆相连，其另一端可带动控制杆的端部沿传动杆前后运动；左右连杆的一端通过轴销与左右推拉器的平移拉杆相连，其另一端套于传动杆上且可带动传动杆绕自身轴线转动。
左右推拉器和前后推拉器均为电动滚珠丝杠推拉器；电动滚珠丝杠推拉器包括位置传感器、传动电机、设置在传动电机轴伸端的执行机构；执行机构包括转动组件和平移组件；位置传感器包括两个霍尔元件和一个永久磁铁；转动组件包括轴承室、丝杠、设置在轴承室内的两个压力轴承；丝杠的右端设置有外螺纹，其左端与传动电机输出轴连接，其中部圆周侧面上设置与丝杠轴心方向垂直的限位轴台；限位轴台设置在轴承室内，两个压力轴承分别设置在限位轴台的左面和右面；平移组件包括限位座、设置在限位座内的平移拉杆、可与丝杠组合成滚珠丝杠副的螺母；平移拉杆的右端通过轴销与推拉执行装置连接，平移拉杆的左端面设置有盲孔，螺母嵌于盲孔内；平移拉杆的圆周侧面设置有两个外凸的限位块；限位座上设置有可供平移拉杆左右移动的中心通孔以及可供两个限位块左右滑动的两个限位槽；传动电机固定在轴承室的左侧面，轴承室固定在限位座的左侧面；永久磁铁固定在平移拉杆的圆周侧面上方，霍尔元件固定在限位座上与永久磁铁相应的位置，霍尔元件输出的平移拉杆的位置信号送入中央控制盒；平移拉杆的右端侧面与限位座的中心通孔之间设置有油封。
控制电机和传动电机采用步进电机。
本实用新型原理：
电动滚珠丝杠推拉器将传动电机或伺服电机的圆周运动转换为直线运动，电动滚珠丝杠推拉器按照档位选择装置的手柄推拉(或转动)产生的档位切换信号进行工作。在进行换挡时将离合器控制装置的电动滚珠丝杠推拉器控制车辆离合器的分离，同时油门控制装置的控制电机控制车辆节气门的开度(即油门的大小)以便顺利换挡。
Claims (3)
1.一种手动电控机械变速箱操控***，其特征在于：
包括档位选择装置(4)、变速箱推拉装置(11)、离合器控制装置(9)、油门控制装置(14)、中央控制盒(25)以及连接线束；
所述档位选择装置(4)包括两个手柄式档位选择装置，其中一个手柄式档位选择装置用于产生方向档切换信号，另一个手柄式档位选择装置用于产生三档档位切换信号；
所述变速箱推拉装置(11)包括二个用于驱动机械变速箱换档叉(12)的推拉器、与两个推拉器连接的转换装置；所述两个推拉器包括左右推拉器(19)和前后推拉器(20)，所述转换装置包括左右连杆(51)、前后连杆(52)、传动杆(53)、控制杆(54)和复位弹簧(55)，所述控制杆(54)的一端深入换挡叉(12)内，其另一端套于传动杆(53)中部且可被传动杆(53)带动绕传动杆(53)轴线转动；所述复位弹簧(55)设置在传动杆(53)上且被控制杆(54)分成前后两部分；所述前后连杆(52)的一端通过轴销(17)与前后推拉器(20)的平移拉杆(32)相连，其另一端可带动控制杆(54)的端部沿传动杆(53)前后运动；所述左右连杆(51)的一端通过轴销(17)与左右推拉器(19)的平移拉杆(32)相连，其另一端套于传动杆(53)上且可带动传动杆(53)绕自身轴线转动；
所述离合器控制装置(9)包括一个用于驱动离合器控制杆(56)的推拉器；
所述油门控制装置(14)包括用于驱动油门拉线(58)的控制电机(15)以及与控制电机(15)同轴固连的旋转码盘(16)；
所述中央控制盒(25)可接收电子油门踏板(2)输出信号、档位选择装置(4)的档位切换信号、车辆行驶路面坡度传感器(8)信号、变速箱内部转速传感器(3)信号、车速传感器(5)信号、发动机转速传感器(6)信号、车辆制动踏板传感器(7)信号、油门控制装置(14)的旋转码盘(16)的输出信号、变速箱推拉装置(11)的反馈信号、离合器控制装置(9)的反馈信号并根据上述信号及设定程序来控制变速箱推拉装置(11)的推拉器、离合器控制装置(9)的推拉器以及控制电机(15)的动作；
所述左右推拉器(19)和前后推拉器(20)均为电动滚珠丝杠推拉器；所述电动滚珠丝杠推拉器包括位置传感器、传动电机(26)、设置在传动电机(26)轴伸端的执行机构、用于固定传动电机(26)和执行机构的定位平台(22)；所述执行机构包括转动组件和平移组件；所述位置传感器包括至少两个霍尔元件(30)和一个永久磁铁(38)；所述转动组件包括轴承室(40)、丝杠(31)、设置在轴承室(40)内的两个压力轴承(39)；所述丝杠(31)的右端设置有外螺纹，其左端与传动电机(26)输出轴连接，其中部圆周侧面上设置与丝杠(31)轴心方向垂直的限位轴台(28)；所述限位轴台(28)设置在轴承室(40)内，所述两个压力轴承(39)分别设置在限位轴台(28)的左面和右面；所述平移组件包括限位座(22)、设置在限位座(22)内的平移拉杆(32)、可与丝杠(31)组合成滚珠丝杠副的螺母(37)；所述平移拉杆(32)的右端通过轴销(17)与推拉执行装置连接，所述平移拉杆(32)的左端面设置有盲孔(36)，所述螺母(37)嵌于盲孔(36)内；所述平移拉杆(32)的圆周侧面设置有两个外凸的限位块(43)；所述限位座(22)上设置有可供平移拉杆(32)左右移动的中心通孔(34)以及可供两个限位块(43)左右滑动的两个限位槽(44)；所述传动电机(26)固定在轴承室(40)的左侧面，所述轴承室(40)固定在限位座(22)的左侧面；所述永久磁铁(38)固定在平移拉杆(32)的圆周侧面上方，所述霍尔元件(30)固定在限位座(22)上与永久磁铁(38)相应的位置，所述霍尔元件(30)的输出信号送入中央控制盒(25)。
2.根据权利要求1所述手动电控机械变速箱操控***，其特征在于：所述平移拉杆(32)的右端侧面与限位座(22)的中心通孔(34)之间设置有油封(45)。
3.根据权利要求1或2所述手动电控机械变速箱操控***，其特征在于：所述控制电机(15)为步进电机；所述传动电机(26)为步进电机。
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Cited By (2)
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| CN104633081A (zh) * | 2013-11-12 | 2015-05-20 | 陕西国力信息技术有限公司 | 一种汽车amt自动换档电控*** |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHAANXI GUOLI INFORMATION TECHNOLOGY CO. LTD. Effective date: 20120503 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20120503 Address after: 710075 Shaanxi city of Xi'an province high tech Zone Zhang 83 Road No. 22 China Dianke 2 Patentee after: Shanxi Guoli Information Technology Co., Ltd. Address before: 710075, 553, F garden, Ziwei Garden City, Shaanxi, Xi'an Co-patentee before: Pan Yamin Patentee before: Zeng Weidong |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Control system of manual electric-control machinery gear box Effective date of registration: 20160408 Granted publication date: 20100825 Pledgee: The Bank of Xi'an branch of Yanta Limited by Share Ltd Pledgor: Shanxi Guoli Information Technology Co., Ltd. Registration number: 2016610000007 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20170504 Granted publication date: 20100825 Pledgee: The Bank of Xi'an branch of Yanta Limited by Share Ltd Pledgor: Shanxi Guoli Information Technology Co., Ltd. Registration number: 2016610000007 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Control system of manual electric-control machinery gear box Effective date of registration: 20170516 Granted publication date: 20100825 Pledgee: Bank of Xi'an, Limited by Share Ltd, South Main Street subbranch Pledgor: Shanxi Guoli Information Technology Co., Ltd. Registration number: 2017610000033 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20180608 Granted publication date: 20100825 Pledgee: Bank of Xi'an, Limited by Share Ltd, South Main Street subbranch Pledgor: Shanxi Guoli Information Technology Co., Ltd. Registration number: 2017610000033 |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20100825 |