一种多档位智能自动换挡变速箱的制作方法

本实用新型涉及变速箱技术领域，尤其涉及一种多档位智能自动换挡变速箱。

背景技术：

现有的汽车用变速箱主要分为手动、自动两种，手动变速箱主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩。而传统自动变速箱是由液力变扭器、行星齿轮、液压变距系统和液压操纵系统组成。通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。汽车用变速箱均具备改变传动比以及控制汽车倒退的作用。

传统无同步手动换挡变速箱存在高档到低挡换挡冲击力大影响舒适性、换挡对齿轮带来的冲击力大影响齿轮寿命、驾驶人员在驾驶过程中容易出现换挡操作失误，导致熄火等一系列问题，传统的自动挡又存在结构复杂，易出现故障以及不易排查的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种全方位智能化，并且运行稳定的多档位智能自动换挡变速箱。

为达到上述目的，本实用新型提出一种多档位智能自动换挡变速箱，包括主驱动电机、智能控制器、变速箱换挡变速模块和换挡执行模块；

其中，所述主驱动电机通过传动组件与所述变速箱换挡变速模块相连接；所述智能控制器与所述换挡执行模块和所述变速箱换挡变速模块信号连接；所述换挡执行模块与所述变速箱换挡变速模块传动连接；

所述变速箱换挡变速模块包括主动齿轮、高速挡从动齿轮、低速挡从动齿轮和换挡环；所述主动齿轮架设于变速箱箱体之间，并且所述主动齿轮与所述主驱动电机传动连接；所述高速挡从动齿轮通过第一卡簧定位于所述主动齿轮上；所述低速挡从动齿轮通过第二卡簧定位于所述主动齿轮上；并且所述高速挡从动齿轮与所述低速挡从动齿轮在所述主动齿轮上自由旋转；所述换挡环通过花键连接于所述主动齿轮上，实现沿所述主动齿轮轴向方向的移动；所述换挡环外圈与所述高速挡从动齿轮和所述低速挡从动齿轮上设置的内圈实现花键连接；

所述换挡执行模块包括音圈电机总成、换挡拉杆和换挡拨叉；所述音圈电机总成与所述换挡拉杆传动连接；所述换挡拨叉一端设有螺纹通孔，所述换挡拉杆上设有定位孔，所述换挡拉杆插接于所述螺纹通孔内，并且所述换挡拨叉定位于所述定位孔内，通过螺钉紧固连接；所述换挡拨叉的另一端设有插口，所述换挡环上设有与所述插口相配合的凹槽；所述换挡拨叉插接于所述凹槽内，并且所述换挡环实现在所述插口内的自由旋转。

优选的，所述变速箱箱体包括变速箱反箱体和变速箱正箱体；所述变速箱反箱体和变速箱正箱体的连接面之间设有箱体密封纸垫；所述主动齿轮的两端均设有第一轴承；所述主动齿轮通过所述第一轴承架设于所述变速箱反箱体和所述变速箱正箱体之间。

优选的，所述智能控制器包括测速磁环、差分霍尔和差分霍尔固定壳；所述差分霍尔固定壳通过螺栓固定于所述变速箱箱体上；所述测速磁环通过键槽连接紧配在所述主动齿轮末端；所述差分霍尔相对所述测速磁环安置在所述差分霍尔固定壳上；所述差分霍尔固定壳与所述变速箱箱体的连接面之间设有O型圈。

优选的，所述音圈电机总成包括音圈电机导磁外壳、音圈电机外罩、磁钢、音圈电机导磁板、铝套管、音圈电机线圈骨架、位移传感器连接板、关节轴承、直线位移传感器、音圈电机线圈；所述音圈电机导磁外壳通过中心定位与所述变速箱箱体安装在一起，所述音圈电机外罩通过螺钉固定在所述变速箱箱体上，并且压紧所述音圈电机导磁外壳；所述磁钢、音圈电机导磁板和音圈电机导磁外壳通过所述铝套管同心定位连接在一起；所述换挡拉杆穿过所述铝套管、音圈电机导磁板和音圈电机线圈骨架，并且通过螺母使所述换挡拉杆和音圈电机线圈骨架连接在一起；所述位移传感器连接板通过中心孔定位使用螺钉与所述音圈电机骨架连接在一起；所述关节轴承压装在所述位移传感器连接板末端,所述直线位移传感器的拉杆穿过所述关节轴承内孔通过螺母与所述位移传感器连接板连接在一起；所述直线位移传感器的通过直线位移传感器固定件固定在所述变速箱箱体上，所述直线位移传感器与所述变速箱箱体之间设有直线位移传感器垫片；所述音圈电机线圈绕在所述音圈电机线圈骨架的线槽内；所述音圈电机线圈和所述音圈电机线圈骨架均设于所述音圈电机导磁外壳和所述磁钢形成的圆环槽内。

优选的，所述音圈电机外罩与所述变速箱箱体的连接面之间设有音圈电机密封纸垫；所述音圈电机外罩上设有两个线缆出线口；所述线缆出线口内设有线缆密封圈；并且使用线缆密封圈通过螺钉将所述线缆密封圈压紧。

优选的，所述换挡拉杆穿过第一铜套和第二铜套；所述第一铜套和所述第二铜套均压装于所述变速箱箱体上；第二铜套外侧设有一第一骨架油封；所述第一骨架油封压装在所述变速箱箱体上，并且所述第一骨架油封穿在所述换挡拉杆上。

优选的，围绕所述换挡拉杆设有钢珠固定件；所述钢珠固定件通过螺钉固定在变速箱箱体内；所述钢珠固定件的两端设有球形通孔；两个钢珠设于所述通孔内；所述钢珠与所述钢珠固定件的侧壁之间设有压簧；所述压簧通过紧定螺钉固定在所述钢珠固定件内所述换挡拉杆上设有三个位置不同的定位槽；所述钢珠在所述压簧的作用下，嵌合于所述定位槽内；防止脱档。

优选的，还包括差速器齿轮总成；所述差速器齿轮总成两侧分别设有第一齿轮、第二齿轮和第二骨架油封；所述差速器齿轮总成与所述变速箱换挡变速模块传动连接。

与现有技术相比，本实用新型的优势之处在于：本实用新型的变速箱换挡变速模块和换挡执行模块通过换挡拨叉相连接，简化了换挡齿轮组齿轮加工成本以及加工工艺，大大减弱了音圈电机组件与换挡环运行时磨损情况，增强换挡执行部件的稳定性。

通过智能控制器的智能感应元件，自动匹配档位使当前车辆行驶状态最佳，会使主驱动电机较长时间处在高效率状态下工作，可以节能减耗增加车辆续航里程，延长主驱动电机的使用寿命；智能控制器会控制主驱动电机进行加速或减速来达到换挡时齿轮同步要求，可以避免没有同步器换挡齿轮组在换挡过程出现的换挡困难、打齿和换挡冲击等相关问题；智能控制器在上电开始工作时，不管车辆是静止状态还是运动状态，控制器会通过检测到的车速信号和档位信号会根据单片机设定的程序参数，把档位调整到车辆状态匹配的档位位置。

较传统的同步器换挡齿轮结构相比，多档位智能自动换挡变速箱首先满足了换挡过程无打齿、无换挡冲击问题，在结构上大大简化了同步器齿轮的结构，减少零件数量，降低故障率和维修装配的难度，降低齿轮制造装配成本。

较现有成本相当的无同步器手动或自动换挡的变速箱，解决了不需驾驶员参与换挡操作导致的误操危险，以及换挡时强烈换挡冲击感、打齿现象和档位不匹配现象。

此多档位智能自动换挡变速箱系统，采用各种因素参与控制程序的编写方法，实现了全方位智能化、人性化控制系统，驾驶感受好安全系数高。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中多档位智能自动换挡变速箱的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案作进一步地说明。

如图1所示，本实用新型提出一种多档位智能自动换挡变速箱，包括主驱动电机1、智能控制器、变速箱换挡变速模块和换挡执行模块；

其中，主驱动电机1通过传动组件与变速箱换挡变速模块相连接；智能控制器与换挡执行模块和变速箱换挡变速模块信号连接；换挡执行模块与变速箱换挡变速模块传动连接；

变速箱换挡变速模块包括主动齿轮41、高速挡从动齿轮43、低速挡从动齿轮39和换挡环40；主动齿轮41架设于变速箱箱体之间，并且主动齿轮41与主驱动电机1传动连接；高速挡从动齿轮43通过第一卡簧38定位于主动齿轮41上；低速挡从动齿轮39通过第二卡簧42定位于主动齿轮41上；并且高速挡从动齿轮43与低速挡从动齿轮39在主动齿轮41上自由旋转；换挡环40通过花键连接于主动齿轮41上，实现沿主动齿轮轴41轴向方向的移动；换挡环40外圈与高速挡从动齿轮43和低速挡从动齿轮39上设置的内圈实现花键连接；

换挡执行模块包括音圈电机总成、换挡拉杆9和换挡拨叉10；音圈电机总成与换挡拉杆9传动连接；换挡拨叉10一端设有螺纹通孔，换挡拉杆9上设有定位孔，换挡拉杆9插接于所述螺纹通孔内，并且换挡拨叉10定位于定位孔内，通过螺钉紧固连接；；换挡拨叉10的另一端设有插口，换挡环40上设有与插口相配合的凹槽；换挡拨叉10插接于凹槽内，并且换挡环40实现在插口内的自由旋转。

在本实施例中，变速箱箱体包括变速箱反箱体11和变速箱正箱体2；变速箱反箱体11和变速箱正箱体2的连接面之间设有箱体密封纸垫4；主动齿轮41的两端均设有第一轴承37；主动齿轮41通过第一轴承37架设于变速箱反箱体11和变速箱正箱体2之间。

在本实施例中，智能控制器包括测速磁环34、差分霍尔32和差分霍尔固定壳33；差分霍尔固定壳33通过螺栓固定于变速箱箱体上；测速磁环34通过键槽连接紧配在主动齿轮41末端；差分霍尔32相对测速磁环34安置在差分霍尔固定壳33上；差分霍尔固定壳33与变速箱箱体的连接面之间设有O型圈36。

在本实施例中，智能控制器本为本实用新型的核心部件。具有以下功能：a.通过采集主驱动电机在工作状态的电流、转速等相关信号进行处理运算，可以判断出车辆行驶状态。比如：行驶车速；车辆是在平路上行驶，还是在坡道上行驶以及整车的负载情况。b.根据识别上述车辆状态、路况以及档位信号，通过储存在控制器单片机里的电机在各档位工作特征曲线进行相关运算比较，得出当前车辆行驶状态，电机工作状态，档位位置之间是否匹配合理，若不是最佳状态，控制器会发出相应换挡信号，换挡执行模块会将档位换到相应档位。档位匹配合理，会使主驱动电机较长时间处在高效率状态下工作，可以节能减耗增加车辆续航里程，延长主驱动电机的使用寿命。c.在换挡过程中，智能控制器会控制主驱动电机进行加速或减速来达到换挡时齿轮同步要求。可以避免没有同步器换挡齿轮组在换挡过程出现的换挡困难、打齿和换挡冲击等相关问题。d.控制器在上电开始工作时，不管车辆是静止状态还是运动状态，控制器会通过检测到的车速信号、车行驶方向和档位信号会根据单片机设定的程序参数，把档位调整到与车辆状态匹配的档位位置。

在本实施例中，音圈电机总成包括音圈电机导磁外壳14、音圈电机外罩21、磁钢16、音圈电机导磁板31、铝套管15、音圈电机线圈骨架29、位移传感器连接板28、关节轴承48、直线位移传感器19、音圈电机线圈30；音圈电机导磁外壳14通过中心定位与变速箱箱体安装在一起，音圈电机外罩21通过螺钉固定在变速箱箱体上，并且压紧音圈电机导磁外壳14；磁钢16、音圈电机导磁板31和音圈电机导磁外壳14通过铝套管15同心定位连接在一起；换挡拉杆9穿过铝套管15、音圈电机导磁板31和音圈电机线圈骨架29，并且通过螺母27使换挡拉杆9和音圈电机线圈骨架29连接在一起；位移传感器连接板28通过中心孔定位使用螺钉26与音圈电机骨架29连接在一起；关节轴承48压装在位移传感器连接板28末端,直线位移传感器19的拉杆穿过关节轴承48内孔通过螺母25与位移传感器连接板28连接在一起；直线位移传感器19的通过直线位移传感器固定件18固定在变速箱箱体上，直线位移传感器与变速箱箱体之间设有直线位移传感器垫片；音圈电机线圈30绕在音圈电机线圈骨架29的线槽内；音圈电机线圈30和音圈电机线圈骨架29均设于音圈电机导磁外壳14和磁钢16形成的圆环槽内。

在本实施例中，音圈电机外罩21与变速箱箱体的连接面之间设有音圈电机密封纸垫17；音圈电机外罩21上设有两个线缆出线口；线缆出线口内设有线缆密封圈22；并且使用线缆密封圈22通过螺钉24将线缆密封圈21压紧。

在本实施例中，换挡拉杆穿过第一铜套3和第二铜套12；第一铜套3和第二铜套12均压装于变速箱箱体上；第二铜套12外侧设有一第一骨架油封13；第一骨架油封13压装在变速箱箱体上，并且第一骨架油封13穿在换挡拉杆9上。

在本实施例中，围绕换挡拉杆9设有钢珠固定件8；钢珠固定件8通过螺钉固定在变速箱箱体内；钢珠固定件8的两端设有球形通孔；两个钢珠7设于通孔内；钢珠7与钢珠固定件8的侧壁之间设有压簧6；压簧6通过紧定螺钉5固定在钢珠固定件8内，换挡拉杆上设有三个位置不同的定位槽；钢珠7在压簧6的作用下，嵌合于定位槽内；防止脱档。

在本实施例中，还包括差速器齿轮总成47；差速器齿轮总成47两侧分别设有第一齿轮46、第二齿轮45和第二骨架油封44；差速器齿轮总成47与变速箱换挡变速模块传动连接。

在本实施例中，本实用新型的工作原理为：车辆行驶中智能控制器根据采集到的信息，判断出满足设定的升档条件时，首先控制主驱动电机1进入自由模式后，控制器会给音圈电机线圈30供电，音圈电机线圈骨架29会带动换挡拉杆9和换挡环40一起向空挡位置移动；当直线位移传感器19检测到移动到空挡位置时，停止给音圈电机线圈30供电，控制器控制主驱动电机1进入调速模式开始调速，当高速挡从动齿轮43的转速和差分霍尔32检测到换挡环40转速达到设定同步转速误差，控制器给音圈电机线圈30供电，音圈电机线圈骨架29会带动换挡拉杆9和换挡环40一起向高速挡位置移动；当直线位移传感器19检测到移动到高速挡位置时，停止给音圈电机线圈30供电，主驱动电机1进入到正常驱动模式，此时钢珠7正好嵌入换挡拉杆9的定位凹槽内。如果控制器检测到直线位移传感器19超过了设定时间还没有到高速挡位置，则判定换挡失败，控制器会给音圈电机线圈30供电，使换挡环40向空挡位置移动，当直线位移传感器19检测到移动到空挡位置时，停止给音圈电机线圈30供电，此时控制器会控制相应部件重复从空挡向高速挡的动作，直到直线位移传感器19检测到移动到高速挡位置，相应的步骤进行降档工作。

在本实施例中，本实用新型的变速箱换挡变速模块和换挡执行模块通过换挡拨叉10相连接，简化了换挡齿轮组齿轮加工成本以及加工工艺，大大减弱了音圈电机组件与换挡环运行时磨损情况，增强换挡执行部件的稳定性。

通过智能控制器的智能感应元件，自动匹配档位使当前车辆行驶状态最佳，会使主驱动电机较长时间处在高效率状态下工作，可以节能减耗增加车辆续航里程，延长主驱动电机的使用寿命；智能控制器会控制主驱动电机进行加速或减速来达到换挡时齿轮同步要求，可以避免没有同步器换挡齿轮组在换挡过程出现的换挡困难、打齿和换挡冲击等相关问题；智能控制器在上电开始工作时，不管车辆是静止状态还是运动状态，控制器会通过检测到的车速信号和档位信号会根据单片机设定的程序参数，把档位调整到车辆状态匹配的档位位置。

较传统的同步器换挡齿轮结构相比，多档位智能自动换挡变速箱首先满足了换挡过程无打齿、无换挡冲击问题，在结构上大大简化了同步器齿轮的结构，减少零件数量，降低故障率和维修装配的难度，降低齿轮制造装配成本。

较现有成本相当的无同步器手动或自动换挡的变速箱，解决了不需驾驶员参与换挡操作导致的误操危险，以及换挡时强烈换挡冲击感、打齿现象和档位不匹配现象。

此多档位智能自动换挡变速箱系统，采用各种因素参与控制程序的编写方法，实现了全方位智能化、人性化控制系统，驾驶感受好安全系数高。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。