序列式发动机的换挡机构及其工作方法与流程

本发明涉及一种序列式发动机的换挡机构及其工作方法。

技术背景

赛车在行驶的过程中，往往处于不同的工况下运动，在直线运动工况下我们希望能够保存发动机在最佳功率转速区间，而在出弯的工况下我们希望赛车能够获得更大的轮上扭矩。

为实现以上功能，在市面上最常用的就是手动机械操纵机构以及气动换挡机构。对于手动机械操纵机构而言，由于赛车追求极限的速度，而手动变速操纵机构对于赛车来说不仅换挡的速度慢，而且还会占用额外的空间，使赛车的驾驶难度加大，更可能造成安全事故的发生。对于气动换挡机构而言，还需要外加一个气瓶提供气源给气缸，这样加大了赛车的空间与质量，还要考虑到气体容量和气密性等问题，导致该机构的稳定性过低，且在使用过程中受到使用次数的限制。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种序列式发动机的换挡机构及其工作方法，能实现驾驶员在手不离开方向盘的的情况下，完成换挡动作。

本发明的技术方案是：一种序列式发动机的换挡机构，包括电机，在电机输出轴上设置有传动机构，传动机构一端与电机输出轴连接，传动机构另一端设置有花键块。

进一步的，所述花键块一端与传动机构连接，另一端与序列式发动机上的换挡花键轴进行连接。

进一步的，还包括升档开关和降档开关，升档开关和降档开关安装于汽车的方向盘上。

进一步的，还包括控制器，电机、升档开关、降档开关均与控制器电性连接。

进一步的，所述升档拨片与汽车的ecu电性连接。

进一步的，所述传动机构为曲柄摇杆传动机构，传动机构包括与电机输出轴连接的曲柄，在曲柄上设置有推杆，推杆一端与曲柄连接，推杆另一端与花键块连接。

本发明提供的另一种技术方案是：一种序列式发动机的换挡机构的工作方法，包括所述的序列式发动机的换挡机构；

（1）先根据序列式发动机的型号，选择输出扭矩能满足发动机最大换挡力的电机；

（2）当车手需要进行升挡的时候，按下方向盘上的升挡开关，触发升挡开关产生升挡电信号，升挡电信号同时传递给控制器和ecu，控制器接受到升挡电信号后，输出一个pwm波给电机，使电机正向转动一定角度，电机正向转动带动曲柄绕电机输出轴正向转动一定角度，推动推杆的向上运动，推杆向上运动从而推动花键块绕换挡花键轴正向转动一定角度，实现升挡动作，完成升挡后控制器再给电机一个反向转动的信号，使花键块回位，便于下一次换挡；

（3）当ecu接收到升挡电信号后，ecu发出指令切断火花塞，使火花塞停止点火，这时发动机转速降低，从而与变速箱输出轴的转速同步，有利于齿轮啮合，减少冲击，同时有利于电机执行升挡动作，升挡完毕后，ecu发出指令控制火花塞恢复工作；

（4）当车手需要进行降挡的时候，按下方向盘上的降挡开关，触发降挡开关产生升挡电信号，降挡电信号传递给控制器，控制器接受到降挡电信号后，输出一个pwm波给电机，使电机反向转动一定角度，电机反向转动带动曲柄绕电机输出轴反向转动一定角度，推动推杆的向下运动，推杆向下运动从而推动花键块绕换挡花键轴反向转动一定角度，实现降挡动作，完成降挡后控制器再给电机一个正向转动的信号，使花键块回位，便于下一次换挡。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）当车手需要进行换挡时，可以收握着方向盘的同时，通过手指拨动安装在方向盘上的升挡开关或降挡开关，通过一次通过电机、传动机构、花键块传动控制换挡花键轴转动，实现换挡动作；

（2）本发明在进行升挡时，ecu会在一段时间内控制火花塞停止点火，使发动机转速降低，从而与变速箱输出轴的转速同步，有利于齿轮啮合，减少冲击。

为使得本发明的上述目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例的工作示意图；

图2为本发明实施例换挡的执行机构安装示意图；

图3为本发明实施例换挡的执行机构示意图；

图4为本发明实施例升挡开关、降挡开关的安装示意图；

图5为本发明实施例系统控制原理图；

图中：10-电机；20-传动机构；21-曲柄；22-推杆；30-花键块；40-换挡花键轴；50-发动机；60-控制器；70-方向盘；71-升挡开关；72-降档开关；80-ecu。

具体实施方式

如图1~5所示，一种序列式发动机的换挡机构，包括电机10，在电机10输出轴上设置有传动机构20，传动机构20一端与电机10输出轴连接，传动机构20另一端设置有花键块30。电机10转动，会带动传动机构20转动，进而带动花键块30转动，实现换挡动作。

本实施例中，所述花键块30一端与传动机构20连接，另一端与序列式发动机50上的换挡花键轴40进行连接。

本实施例中，还包括升档开关和降档开关72，升档开关和降档开关72安装于汽车的方向盘70上。通过升挡开关71和降档开关72触发升挡信号和降档信号。

本实施例中，还包括控制器60，电机10、升档开关、降档开关72均与控制器60电性连接。

本实施例中，所述升档拨片与汽车的ecu80电性连接。

本实施例中，所述传动机构20为曲柄摇杆传动机构，传动机构20包括与电机10输出轴连接的曲柄21，在曲柄21上设置有推杆22，推杆22一端与曲柄21连接，推杆22另一端与花键块30连接。

一种序列式发动机的换挡机构的工作方法，包括所述的序列式发动机的换挡机构；

（1）先根据序列式发动机50的型号，选择输出扭矩能满足序列式发动机50最大换挡力的电机10；

（2）当车手需要进行升挡的时候，按下方向盘70上的升挡开关71，触发升挡开关71产生升挡电信号，升挡电信号同时传递给控制器60和ecu80，控制器60接受到升挡电信号后，输出一个pwm波给电机10，使电机10正向转动一定角度，电机10正向转动带动曲柄21绕电机10输出轴正向转动一定角度，推动推杆22的向上运动，推杆22向上运动从而推动花键块30绕换挡花键轴40正向转动一定角度，实现升挡动作，完成升挡后控制器60再给电机10一个反向转动的信号，使花键块30回位，便于下一次换挡；

（3）当ecu80接收到升挡电信号后，ecu80发出指令切断火花塞，使火花塞停止点火，这时发动机50转速降低，从而与变速箱输出轴的转速同步，有利于齿轮啮合，减少冲击，同时有利于电机10执行升挡动作，升挡完毕后，ecu80发出指令控制火花塞恢复工作；

（4）当车手需要进行降挡的时候，按下方向盘70上的降挡开关，触发降挡开关产生升挡电信号，降挡电信号传递给控制器60，控制器60接受到降挡电信号后，输出一个pwm波给电机10，使电机10反向转动一定角度，电机10反向转动带动曲柄21绕电机10输出轴反向转动一定角度，推动推杆22的向下运动，推杆22向下运动从而推动花键块30绕换挡花键轴40反向转动一定角度，实现降挡动作，完成降挡后控制器60再给电机10一个正向转动的信号，使花键块30回位，便于下一次换挡。

上述操作流程及软硬件配置，仅作为本发明的较佳实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。