[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先经过人工分离离合器，然后手动扳动换挡手柄，再人工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。

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。

本发明车用机械变速箱的电子换挡系统的技术方案为：所述机械变速箱的电子换挡系统包括控制器、挡位显示器、气电联合泵、电动推杆泵、电子换挡手柄、刹车踏板、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，经计算后输出到气电联合泵和电动推杆泵，通过气电联合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； 同时控制器接收气电联合泵的位置信号、电动推杆泵的位置信号，经过计算后，将挡位信息显示在挡位显示器上。

挡位显示器，显示经控制器计算后输出的挡位信号、发送机的转速信号以及驱动部件的车速信号。

电子换挡手柄还可以采用电子换挡旋钮，等方便驾驶员操作的换挡装置。

气电联合泵通过齿条与离合器的分离杠杆连接；所述气电联合泵包括电机、减速齿轮箱，齿轮齿条结构，气缸；电机驱动减速箱的齿轮，通过减速输出轮与驱动齿条A啮合，气缸通过活塞杆与驱动齿条连接，电机与气缸共同作用驱动驱动齿条A。本发明的技术方案中采用电机与气泵的共同作用，驱动离合器的分离与结合，用电机单独作用驱动离合器，存在着电机体积太大，无法在有限的空间内安装；使用功率小的电机，虽然体积小，但是无法提供驱动离合器的力，而采用气泵难以解决分离泵的定位问题，电机与气泵的结合可很好地解决体积小，动力大，定位准的问题。

气电联合泵包括电机、蜗杆、蜗轮、齿轮轴、驱动齿条A、气缸、活塞、活塞杆；电机输出轴通过蜗杆带动蜗轮转动，齿轮轴与蜗轮同轴并同步运动，齿轮轴与驱动齿条A啮合；电机驱动驱动齿条A的同时，气阀通过气管接头向气缸通气，由活塞与活塞杆推动驱动齿条A。

电动推杆泵与换挡拨叉相连，电动推杆泵至少设有两个，电动推杆泵的结构都基本相同。

电动推杆泵包括电机、减速齿轮箱，齿轮齿条结构；电机驱动减速齿轮箱内的蜗杆，蜗轮与蜗杆啮合，与蜗轮同轴固定有一齿轮，齿轮带动驱动齿条B运动；驱动齿条B连接拨叉。

电动推杆泵设有3个，电动推杆泵A，电动推杆泵B以及电动推杆泵C，每一个电动推杆泵连接一个拨叉，每一个拨叉控制两个挡位。

电动推杆泵还可以设有6个，每个电动推杆泵连接一个拨叉，每一个拨叉控制一个挡位。或者电动推杆泵可以按照挡位的数量进行灵活设置。

气电联合泵、电动推杆泵均在减速齿轮箱箱输出部分装有传感器，传感器确定齿条在运动中的位置，并反馈给控制器。

本发明技术方案工作的基本流程：

当驾驶员要换挡时，操纵电子换挡手柄，电子换挡手柄将信号传送到控制器，控制器经过计算后，将信号传递给气电联合泵、电动推杆泵，通过气电联合泵使离合器分离，再通过电动推杆泵进行换挡。控制器接收气电联合泵的位置信号、电动推杆泵位置信号、发动机的转速信号、驱动部件的车速信号以及刹车信号，同时通过挡位显示器显示。

刹车时，驾驶员操纵制动踏板，制动踏板将信号传递到控制器，控制器采集到刹车信号，通过气动联合泵控制离合器的分离与结合。

控制器初始设定发动机转速低于某个数值时，控制离合器和电动推杆泵进行适当的减档。