[发明专利]数控变速器

说明书

技术领域

本发明基于现行汽车自动操控系统改进的数控变速器，广泛适用于匹配可变动力与可变负载的变速传动系统。

背景技术

汽车自动变速器常见的有四种型式：分别是液力自动变速器（AT)、机械无级自动变速器（CVT)、电控机械自动变速器（AMT)、双离合器自动变速器（DCT）。AT变速器结构复杂传动效率不高，CVT变速器传动扭矩低易打滑，AMT变速器换档顿挫感大，DCT变速器工艺精度要求高成本高。

发明内容

为克服现行自动变速器存在的缺点，本发明提供一种解决方案：运算控制机构根据负载动态扭矩、动力动态扭矩和节气门变化量的实时值和设定计算式的运算结果，主动选定合适传动比的齿轮组传递动力，任意工况下使发动机与负载实时匹配。

本发明包括齿轮变速机构、扭矩检测器和运算控制机构。

与现行自动变速器相比，采用齿轮传输动力，动力传递效率高；采用动力扭矩、负载扭矩作和节气门变化量为变速控制参量，省去液压油对动力的损耗；采用电子控制单元控制多离合器实现快速换档操作，人机互动。

本发明的有益效果是：整合了手动变速器、液力自动变速器和双离合器自动变速器的优点。动力传递效率稍次于手动变速器，结构紧凑，运行可靠，操控数字化，实现舒适与节能高效的结合。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

（一）齿轮变速机构。

齿轮变速机构是在传统二轴手动变速器的动力轴上和负载轴上各插入一组扭矩检测器、及由多组不同传动比的常啮合齿轮、多组湿式多片电磁离合器构成。中间轴1和轴上的齿轮硬连接；中间轴2上的齿轮自由转动；各离合器主动部分与中间轴2硬连接，从动部分与对应齿轮硬连接。齿轮14经惰轮改变转动方向作倒车动力输出。动力扭矩检测器经离心式离合器连接动力轴。见图1。

（二）扭矩检测器。

动力扭矩检测器和负载扭矩检测器的构造参数相同。扭矩检测器由主动半轴太阳轮、从动半轴太阳轮、共用行星齿轮及行星架、压力传感器组成，如图2。动力扭矩检测器主动半轴与离心式离合器连结，从动半轴与中间轴1连结；负载扭矩检测器主动半轴与中间轴2连结，从动半轴与负载轴连结。行星架可相对变速箱自由转动，压力传感器安置在行星架凹槽内，并固定在变速箱壳体上。主动半轴通过共用行星齿轮驱使从动半轴同步转动时，行星架须承受反作用扭力，其数值从压力传感器检测输出。动力扭矩检测器输出F1，负载扭矩检测器输出F2。检测压力数值与压力传感器至其轴线距离的乘积即为检测扭矩。

（三）运算控制机构。

运算控制机构由信号输入模块、运算模块、执行机构组成，见图3。信号输入模块将P、N、D、L、R排档信息及动力扭力、负载扭力、节气门变化量的模拟信号转换成数字信号。运算模块采用电子控制单元（ECU）进行输入信号的运算、处理、判断、选择，输出各离合器的接合或分离指令，并实施数模转换，驱动执行机构（各离合器的继电器）实时控制各离合器的接合或分离。数据总线经刹车开关连接排档选择开关。

运行时变速器所有齿轮同时转动，输出轴上相邻两组齿轮转速差为42%（本实例），利用湿式多片电磁离合器延迟特性，以半联动方式接合中间轴2。

具体实施方式

本实例为六前进档、一倒车档数控变速器。设动力扭力为F1、负载扭力为F2，扭力比K＝F2/F1。根据齿轮传动原理，各齿轮组扭矩静态平衡条件为：F1×r2＝F2×r1。

（一）齿轮组参数设定如下表：