[发明专利]一种大学生方程式赛车自动换挡系统

说明书

本发明公开了一种大学生方程式赛车自动换挡系统，包括控制装置和执行装置，控制装置包括ECU、控制器和传感器，执行装置包括换挡舵机、离合舵机和传动机构，传动机构包括换挡传动机构和离合传动机构，换挡传动机构包括L形从动杆、中间连杆、舵机摇臂，离合传动机构包括舵盘和钢丝绳；所述换挡舵机与离合舵机通过电路与控制器连接，所述换挡舵机与舵机摇臂之间通过花键连接，所述L形从动杆与舵机摇臂之间通过一个中间连杆连接，中间连杆分别与L形从动杆和舵机摇臂通过螺栓螺母形成铰接，L形从动杆与换挡轴之间通过内外花键的形式连接，所述舵盘与离合舵机之间通过内外花键连接。本发明具有低重量、高集成度和高自动化程度等特点。

技术领域

本发明涉及大学生方程式赛车换挡研究技术领域，特别是涉及到一种大学生方程式赛车自动换挡系统。

技术背景

Formula SAE (FSAE) 由国际汽车工程师学会(SAE International)于1978年开办，其概念源于一家虚拟制作工厂，向所有大学生设计团队征集设计制造一辆小型的类似于标准方程式的赛车，要求赛车在加速、制动、操控性方面都有优异的表现并且足够稳定耐久。

75米加速作为大学生方程式赛车比赛项目中一项重要项目，检验了FSAE赛车的动力性能，而换挡系统的优劣对赛车动力性能的影响尤为重要。通常由于FSAE赛车车手并非专业选手以及高度紧张情况下对赛车手的驾驶能力都造成了很大干扰。因此设计制作一套稳定的自动换挡系统就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中的问题，提出一种方程式赛车自动换挡系统，能够使赛车在直线加速时获得连贯的换挡，保证换挡时机的准确性，使发动机扭矩正确输出，一方面为赛车提供强劲的动力支持，同时也能减轻赛车手的操作难度，减小了人为操作失误对赛车性能表现的负面影响。

一种大学生方程式赛车自动换挡系统，包括控制装置和执行装置，控制装置包括ECU、控制器和传感器，执行装置包括换挡舵机、离合舵机和传动机构，传动机构包括换挡传动机构和离合传动机构，换挡传动机构包括L形从动杆、中间连杆、舵机摇臂，离合传动机构包括舵盘和钢丝绳；所述换挡舵机与离合舵机通过电路与控制器连接，所述换挡舵机与舵机摇臂之间通过花键连接，所述L形从动杆与舵机摇臂之间通过一个中间连杆连接，中间连杆分别与L形从动杆和舵机摇臂通过螺栓螺母形成铰接，L形从动杆与换挡轴之间通过内外花键的形式连接，所述舵盘与离合舵机之间通过内外花键连接，所述ECU与传感器之间通过电路连接，所述控制器读取ECU对传感器信号处理后的数据，控制器处理数据并且控制换挡舵机和离合舵机转动以实现对发动机变速器的控制。

所述换挡传动机构为四连杆机构。

所述换挡舵机和离合舵机为数字式高扭矩舵机。

所述控制器读取转速、加速度和档位数据，并对执行装置进行控制。

本发明的优点在于：相比与目前国内绝大多数FSAE车队采用的手控气动（电动）式换挡系统或手控半气动（电动），该自动换挡系统可通过优化四连杆机构，提高了机械结构的传动效率。可采用高速大扭矩舵机，使换挡控制电动相对气瓶气动和直流电机驱动在响应时间、轻量化和集成度上具有明显优势。舵机相对于气瓶减压阀，重量上减少约2kg，体积缩小为十分之一。这对追求极限加速度与结构布置的合理与简化的FSAE赛车来说是巨大改进。车手在75米加速项目中无需再判断合适换挡的时机，仅需控制油门，并保持直线行驶即可。既减轻了车手压力也在一定程度上保证了直线加速的成绩。

附图说明

下面结合附图与实施方法对本发明作进一步说明。

图1为本发明的换挡执行装置示意图；

图2为本发明的换挡舵机安装位置示意图；

图3为本发明的换挡执行机构与发动机换挡轴上的花键安装位置示意图；