車用數(shù)控?zé)o級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案的領(lǐng)域，還涉及車輛發(fā)電系統(tǒng)和輔助制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代車輛，包括現(xiàn)代汽車，所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍都不能滿足車輛行駛速度的需要。而且發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在一個(gè)不大的范圍內(nèi)才是處于最經(jīng)濟(jì)的。所以在發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋之間是必須設(shè)置變速器來改變發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋之間機(jī)械傳輸?shù)乃俦?。目前有MT手動(dòng)變速器(通過多組齒輪組成不同速比的檔位，駕駛員根據(jù)車速，路況人工掛檔改變發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋之間機(jī)械傳輸?shù)乃俦?;CVT金屬帶無級(jí)變速器(通過金屬帶在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪接觸不同的半徑形成不同的速比，電腦根據(jù)車速，發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，油門增減改變金屬帶在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪接觸的半徑而改變發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋之間機(jī)械傳輸?shù)乃俦?;AT自動(dòng)變速器(通過多組圓柱行星齒輪排和離合器、制動(dòng)器組成不同速比的檔位，電腦根據(jù)車速，發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，油門增減改變離合器、制動(dòng)器的離合動(dòng)作選擇不同速比的檔位，而改變發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋之間機(jī)械傳輸?shù)乃俦?;AMT半自動(dòng)變速器(和手動(dòng)變速器一樣通過多組齒輪組成不同速比的檔位，電腦根據(jù)車速，發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，油門增減選擇不同速比的檔位，而改變發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋之間機(jī)械傳輸?shù)乃俦?等多種形式的變速器。各有優(yōu)缺點(diǎn)。MT手動(dòng)變速器優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是駕駛員操作比較復(fù)雜，要操作離合器，還要操作換檔，采用機(jī)械摩擦離合器，是有級(jí)變速。CVT金屬帶無級(jí)變速器優(yōu)點(diǎn)是駕駛員操作比較簡(jiǎn)單，不用操作離合器，也不用操作換檔，是無級(jí)變速。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。同時(shí)金屬帶易磨損，效率不高，采用液力變扭離合器。AT自動(dòng)變速器和AMT半自動(dòng)變速器優(yōu)點(diǎn)是駕駛員操作比較簡(jiǎn)單，不用操作離合器，也不用操作換檔，是有級(jí)變速。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。采用液力變扭離合器。
[0003]另外，現(xiàn)有汽車的發(fā)電機(jī)一般均由發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)。與傳動(dòng)系統(tǒng)沒有直接關(guān)聯(lián)。車輛行駛制動(dòng)過程中發(fā)電機(jī)不能把部分車輛動(dòng)能轉(zhuǎn)為電能儲(chǔ)存而使車輛減速。車輛行駛制動(dòng)過程完全靠行車制動(dòng)器動(dòng)作而使車輛減速。沒有充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)阻力矩和發(fā)電機(jī)的電磁阻力矩的輔助制動(dòng)功能。
[0004]因此有必要設(shè)計(jì)一種車用數(shù)控?zé)o級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)，以克服上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種車用數(shù)控?zé)o級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明所提供的一種車用數(shù)控?zé)o級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng):發(fā)動(dòng)機(jī)直接(或經(jīng)前傳動(dòng)軸)與數(shù)控?zé)o級(jí)變速器相連接，其輸出軸直接(或經(jīng)后傳動(dòng)軸)與驅(qū)動(dòng)橋相連接。取消離合器。數(shù)控?zé)o級(jí)變速器裝有變速器電控單元控制的伺服電機(jī)來改變發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋之間機(jī)械傳輸?shù)乃俦?，起到起步，加速，減速，巡航，爬坡，停車，倒車的相應(yīng)作用。伺服電機(jī)還兼起動(dòng)機(jī)作用。發(fā)電機(jī)也設(shè)置在傳動(dòng)系統(tǒng)中原離合器位置。車輛行駛制動(dòng)過程中發(fā)電機(jī)在變速器電控單元的管理下加大發(fā)電量提高發(fā)電機(jī)的電磁阻力矩把部分車輛動(dòng)能轉(zhuǎn)為電能儲(chǔ)存在蓄電池而使車輛減速起到輔助制動(dòng)作用。同時(shí)車輛行駛制動(dòng)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)也在變速器電控單元的統(tǒng)一管理控制下停止功率輸出，轉(zhuǎn)而利用發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)阻力而使車輛減速起到輔助制動(dòng)作用。
[0008]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0009]為車輛提供一種新的簡(jiǎn)單實(shí)用的數(shù)控?zé)o級(jí)變速系統(tǒng)以取代變速器，離合器。伺服電機(jī)還兼起動(dòng)機(jī)作用。達(dá)到簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本，簡(jiǎn)化駕駛員操作的效果。同時(shí)由于在車輛行駛制動(dòng)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)在變速器電控單元的統(tǒng)一管理控制下起到輔助制動(dòng)作用。減輕了行車制動(dòng)器的負(fù)擔(dān)，減少了行車制動(dòng)器的發(fā)熱和損耗，提高了行車安全。
【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)控?zé)o級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)控?zé)o級(jí)變速器原理示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)控?zé)o級(jí)變速器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]標(biāo)號(hào)說明:
[0015]1、發(fā)動(dòng)機(jī)2、發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元3、轉(zhuǎn)向橋4、蓄電池5、發(fā)電機(jī)6、油門踏板傳感器7、行車制動(dòng)踏板傳感器8、駐車與前行倒車手柄傳感器9、車速傳感器10、變速器電控單元11、伺服電機(jī)12、蝸桿13、前傳動(dòng)軸14、數(shù)控?zé)o級(jí)變速器15、變速器輸入軸16、變速器輸出軸17、后傳動(dòng)軸18、駐車制動(dòng)器19、驅(qū)動(dòng)橋20、行星變速器殼體21、輸入內(nèi)齒圈22、輸入行星排23、輸出行星排24、行星輪25、輸出內(nèi)齒圈26、行星架27、蝸輪28、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕傳感器29、巡航開關(guān)傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]如圖1所示:
[0018]發(fā)電機(jī)5設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)I的飛輪上(沒有離合器了)。
[0019]發(fā)動(dòng)機(jī)I經(jīng)發(fā)電機(jī)5、前傳動(dòng)軸13與變速器輸入軸15相連接。其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)數(shù)控?zé)o級(jí)變速器14變速后由變速器輸出軸16傳輸給后傳動(dòng)軸17再經(jīng)駐車制動(dòng)器18傳輸給驅(qū)動(dòng)橋19帶動(dòng)整車運(yùn)動(dòng)。
[0020]數(shù)控?zé)o級(jí)變速器14的原理結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖3顯示了它的一個(gè)剖視結(jié)構(gòu)示意圖。所示數(shù)控?zé)o級(jí)變速器14中有兩組齒數(shù)完全相同的輸入行星排22和輸出行星排23，在行星變速器中間兩端分別設(shè)置有輸入軸15和輸出軸16，在輸入軸15和輸出軸16上分別固定設(shè)置有輸入行星排22的太陽輪和輸出行星排23的太陽輪，所述輸入行星排22和輸出行星排23上共用一個(gè)行星架26，所述輸入行星排22和輸出行星排23上的行星輪24兩兩共軸，所述行星輪24套裝在行星架26上，所述輸出行星排23上的輸出內(nèi)齒圈25固定在行星變速器殼體20上，輸入行星排22的輸入內(nèi)齒圈21上固定設(shè)置有一個(gè)蝸輪27，與蝸輪27嗤合的蝸桿12與伺服電機(jī)11相聯(lián)接。
[0021]如圖1所示，數(shù)控?zé)o級(jí)變速器14的伺服電機(jī)11的控制裝置由變速器電控單元10、發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元2、油門踏板傳感器6、行車制動(dòng)踏板傳感器7、駐車與前行倒車手柄傳感器8、車速傳感器9、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕傳感器28和巡航開關(guān)傳感器29等構(gòu)成，所述相關(guān)物理量傳感器分別把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)、車速傳感器參數(shù)、油門踏板狀態(tài)參數(shù)、制動(dòng)踏板狀態(tài)參數(shù)、駐車與前行倒車手柄狀態(tài)參數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)按鈕狀態(tài)參數(shù)、巡航開關(guān)狀態(tài)參數(shù)，輸送給變速器電控單元10，所述變速器電控單元10是一個(gè)微電腦，經(jīng)變速器電控單元10運(yùn)算，輸出控制信號(hào)給伺服電機(jī)11、發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元2和發(fā)電機(jī)5控制其運(yùn)轉(zhuǎn)或運(yùn)算。
[0022]進(jìn)一步再分析說明數(shù)控?zé)o級(jí)變速器的工作原理。
[0023]如圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)I的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以轉(zhuǎn)速叫由輸入軸15輸入數(shù)控?zé)o級(jí)變速器14變成轉(zhuǎn)速n2由輸出軸16輸出.則數(shù)控?zé)o級(jí)變速器14的傳輸速比i=n2/ni。
[0024]如圖2所示，輸入行星排22和輸出行星排23是兩組參數(shù)完全相同的行星排。這兩個(gè)行星排的太陽輪分別固定在輸入軸15和輸出軸16上，所以輸出軸16對(duì)輸入軸15的速比也就是這兩個(gè)行星排的太陽輪的速比。而這兩個(gè)行星排共用一個(gè)行星架26，所述輸入行星排22和輸出行星排23上的行星輪24兩兩共軸，所述行星輪24套裝在行星架26上，顯然這種結(jié)構(gòu)就造成這兩個(gè)行星排的太陽輪速比取決于這兩個(gè)行星排內(nèi)齒圈的速比。而輸出行星排23的輸出內(nèi)齒圈25是固定在行星變速器殼體20上。故輸出內(nèi)齒圈25的轉(zhuǎn)速恒為O。而輸入內(nèi)齒圈21上固定設(shè)置有一個(gè)蝸輪27，與蝸輪27嚙合的蝸桿12與伺服電機(jī)11相聯(lián)接。若伺服電機(jī)11靜止不轉(zhuǎn)，蝸桿12靜止不轉(zhuǎn)，與其嚙合的蝸輪27也靜止不轉(zhuǎn)，則輸入內(nèi)齒圈21也轉(zhuǎn)速為O。此時(shí)這兩個(gè)行星排的太陽輪和行星架26，行星輪24都將繞變速器的軸線同速旋轉(zhuǎn)，η2=ηι。這兩個(gè)行星排的太陽輪速比為I。也即數(shù)控?zé)o級(jí)變速器14的傳輸速比 I=Ii2Zn1=1
[0025]當(dāng)因我們行駛需要改變傳輸速比的時(shí)候，相關(guān)物理量傳感器把數(shù)字電信號(hào)輸送給電控單元10，經(jīng)電控單元10運(yùn)算，輸出控制信號(hào)給伺服電機(jī)11控制其運(yùn)轉(zhuǎn)。伺服電機(jī)11帶動(dòng)蝸桿12同速旋轉(zhuǎn)，與蝸桿12嚙合的蝸輪27則以比伺服電機(jī)11低得多的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，而輸入內(nèi)齒圈21則和蝸輪27同速旋轉(zhuǎn)。此時(shí)輸出行星排23的太陽輪則因輸入內(nèi)齒圈21的旋轉(zhuǎn)而獲得一個(gè)附加轉(zhuǎn)速，這時(shí)兩個(gè)行星排的太陽輪不再同速旋轉(zhuǎn)，速比不再為I。當(dāng)輸出行星排23的太陽輪因輸入內(nèi)齒圈21的旋轉(zhuǎn)而獲得的附加轉(zhuǎn)速與輸入行星排22的太陽輪旋轉(zhuǎn)方向相同時(shí)，輸出行星排23的太陽輪的轉(zhuǎn)速將高于輸入行星排22的太陽輪的轉(zhuǎn)速，即H2Sn1，也即數(shù)控?zé)o級(jí)變速器14的傳輸速比i=n2/ni> I。當(dāng)輸出行星排23的太陽輪因輸入內(nèi)齒圈21的旋轉(zhuǎn)而獲得的附加轉(zhuǎn)速與輸入行星排22的太陽輪旋轉(zhuǎn)方向相反時(shí)，輸出行星排23的太陽輪的轉(zhuǎn)速將低于輸入行星排22的太陽輪的轉(zhuǎn)速，即n2 < n i，也即數(shù)控?zé)o級(jí)變速器14的傳輸速比I=Ii2Ai1 < 1而且隨著伺服電機(jī)11轉(zhuǎn)速增加，輸出行星排的太陽輪的轉(zhuǎn)速112逐漸降低直至為O。也即數(shù)控?zé)o級(jí)變速器14的傳輸速比i=0。隨著伺服電機(jī)11轉(zhuǎn)速再增加，將造成輸出行星排的太