一種摩託車自動變速控制系統的製作方法

2023-10-17 20:30:54

專利名稱：一種摩託車自動變速控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種摩託車自動變速控制系統。
背景技術：
隨著摩託車技術的日益發展，用戶對摩託車本身也提出了更高的要求，希望摩託車既要駕駛操縱方便，又要節能環保省油。目前市場上普通的摩託車(彎梁車、騎士車)由於騎行時必須人工換擋，使得駕駛操縱性上需要人為主觀判斷換檔時刻，並且需要手腳配合具有相當的協調性才能平穩換檔，對於大多數女性或者無經驗的駕駛人員來說有一定的困難；現有的離心式無級變速(CVT)摩託車，騎行時不需要人工換擋，但也存在傳動效率低、 燃油耗率高，成本價格高等缺點；採用行星齒輪傳動的自動變速機構，已經應用於汽車上， 而由於成本、工藝和體積等原因，目前尚未應用於常規摩託車。

發明內容
本發明的目的是提供一種摩託車自動變速控制系統。為了實現上述目的，採用以下技術方案
一種摩託車自動變速控制系統，其特徵在於所述系統包括自動變速控制單元、電動換檔執行器、油門控制及執行單元；
其中電動換檔執行器包括換檔電機、減速齒輪和變速軸，換檔電機通過減速齒輪和變速軸上的扇形齒輪的傳動，驅動變速軸執行換檔操作； 油門控制及執行單元控制油門進行開閉工作；
自動變速控制單元控制電動換擋執行器進行換擋操作，在換檔操作執行前，油門控制及執行單元接到回油指令，減小油門開度，從而降低發動機轉速以減小換檔變速衝擊；換擋結束後，根據檔位情況調整油門開度。所述系統還包括位置判定單元、附件和接口 ； 其中，判定單元判定變速軸是否旋轉到位
附件包括手動換檔單元，提供手動強制加減檔功能； 接口 提供摩託車各種狀態和故障的測試、數據讀取功能。所述電動換檔執行器中減速齒輪包括雙聯齒輪I和雙聯齒輪II，其中換擋電機設置於發動機右曲軸箱體上，右曲軸箱體與右曲軸箱蓋之間並列布置兩個相嚙合的雙聯齒輪 I和雙聯齒輪II，變速軸上安裝有扇形齒輪，扇形齒輪與雙聯齒輪II嚙合，換擋電機的輸出軸驅動雙聯齒輪I轉動，進而通過雙聯齒輪II的傳動帶動扇形齒輪轉動，最終使變速軸旋轉。為了準確判定變速軸的位置，所述判定單元包括至少兩個動觸頭，固定於底座上，接高電位；
扇形齒輪的金屬盤面接地，扇形的金屬盤面與動觸頭始終接觸，金屬盤面上設置有絕緣觸點，絕緣觸點位於以變速軸為圓心、以變速軸到各個動觸點與金屬盤面相接觸點的距離為半徑的弧上；當扇形齒輪旋轉至不同檔位時，所有動觸頭得到的整體電位組成情況互不相同。
作為進一步優化，為了使得動觸頭與盤面之間接觸良好，所述底座上固定有頂端開口的柱形空心絕緣外殼，絕緣外殼內設置有金屬內壁，凸形的動觸頭套裝於絕緣外殼內， 凸形的動觸頭的下部大於絕緣外殼上部開口，且與金屬內壁始終保持接觸，金屬內壁通過引出線接高電位，動觸頭的底部與底座之間設置有彈簧。
所述動觸頭為兩個，分別為第一動觸頭和第二動觸頭，絕緣觸點為四個，分別為第一絕緣觸點、第二絕緣觸點、第三絕緣觸點和第四絕緣觸點；其中第二絕緣觸點和第三絕緣觸點並列排列，第一絕緣觸點和第四絕緣觸點分別位於第二絕緣觸點和第三絕緣觸點連接而成直線的兩側，第一絕緣觸點和第四絕緣觸點位於不同的弧上。
所述油門控制及執行單元包括與油門拉繩串聯連接的絲杆，在換檔操作前，油門控制及執行單元接到回油指令，控制油門控制電機驅動絲杆增加直線位移，以增加油門拉繩的長度，從而降低油門開度，降低發動機轉速以減小換檔衝擊；換檔操作執行結束後，根據換擋後的檔位信息驅動絲杆反向或反向轉動，將油門開度減少或增加到指定的位置。
本發明有效利用了普通摩託車發動機的原有結構，使摩託車發動機具備自動換擋功能，整體結構簡單、緊湊，布置合理。既保留了原有摩託車效率高、成本低等優點，在摩託車整機系統變動不大的情況下實現自動變速功能。與現有的MT摩託車相比，採用本技術的摩託車操作方便，乘騎舒適；與現有CVT摩託車相比，採用本技術的摩託車具有傳動效率高，動力性、經濟性好，製作成本低等優點，同時通過判定單元可以準確控制變速軸所在位置，提高了控制的準確性。


圖1是本發明的外部結構示意圖； 圖2是圖1的俯視圖；圖3是本發明中判定單元的結構示意圖； 圖4是圖3的俯視圖；圖5是實施例3中扇形齒輪內側面的結構示意圖； 圖6是實施例4中扇形齒輪內側面的結構示意圖。
圖中，件1為右曲軸箱體，件2為變速軸，件3為換檔電機，件4為扇形齒輪，件5 為雙聯齒輪II，件6為雙聯齒輪I ；件1-1為絕緣外殼，件1-2為彈簧，件1-3為第一動觸頭，件1-4為第二動觸頭，件1-5 為扇形齒輪內側面，件1-6為金屬內壁，件1-7為引出線，件1-8為絕緣點，件1-9為絕緣觸點，件1-10為絕緣觸點，件1-11為絕緣觸點，件1-12為底座。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明進一步的說明。
實施例1 系統包括自動變速控制單元、電動換檔執行器、油門控制及執行單元； 其中電動換檔執行器包括換檔電機、減速齒輪和變速軸，換檔電機通過減速齒輪和變速軸上的扇形齒輪的傳動，驅動變速軸執行換檔操作； 油門控制及執行單元控制油門進行開閉工作；
自動變速控制單元控制電動換擋執行器進行換擋操作，在換檔操作執行前，油門控制及執行單元接到回油指令，減小油門開度，從而降低發動機轉速以減小換檔變速衝擊；換擋結束後，若檔位增加，增加油門開度；若檔位減少，減少油門開度。系統還包括變速系統位置判定單元、附件和接口 ； 其中，判定單元判定變速軸是否旋轉到位
附件包括手動換檔單元，提供手動強制加減檔功能； 接口 提供摩託車各種狀態和故障的測試、數據讀取功能。自動變速控制單元根據摩託車當前的各種狀態參數，通過計算決定發出各種控制指令，控制電動換檔執行器、油門控制及執行單元，完成變速功能，同時輸入或輸出相關信息到附件和接口 ；電動換檔執行器接收自動變速控制單元的指令，完成換檔操作；在換檔操作執行前，油門控制及執行單元接到回油指令，減小油門開度，從而降低發動機轉速以減小換檔變速衝擊；
自動變速控制單元包括控制晶片、控制及驅動電路和軟體系統組成；控制單元的輸入參數為摩託車行駛狀態的相關參數，包括發動機轉速，車速，檔位等信號；通過傳感器轉換為控制晶片所需要的數位訊號；控制晶片根據上述參數通過一定的算法確定控制指令， 決定電動換檔執行器是否升降檔或保持現狀；
外部的結構如圖1和圖2所示，在一般的摩託車發動機上，將換檔電機3安裝在右曲軸箱體1的前下方；在變速軸2上安裝布置扇形齒輪4，適當增加右曲軸箱體1前下方的空間位置，在不幹涉其它零部件的情況下，使雙聯齒輪II 5和雙聯齒輪I 6並列嚙合布置，並且雙聯齒輪I 6與換檔電機3的齒輪嚙合，雙聯齒輪II 5與扇形齒輪4齒輪嚙合。通過在右曲軸箱體1上的合理布局傳動齒輪，使換檔電機3的驅動力傳遞到變速軸2上，實現自動換檔功能。實施例2 如圖3和圖4所示，與實施例1不同的是扇形齒輪的側面設置有判定單元，判定單元對扇形齒輪是否旋轉到位進行判定，以增加換擋的精確度。其中判定單元的絕緣外殼1-1固定於底座1-12上，絕緣外殼內具有空腔，上端具有開口，空腔內設置有金屬內壁1-6，凸形的動觸頭套裝於絕緣外殼內，凸形的動觸頭的下部大於絕緣外殼上部開口， 這樣動觸頭被卡在空腔內，動觸頭與底座之間具有彈簧1-2。彈簧1-2與第一動觸頭1-3、 第二動觸頭1-4相接觸，並且可以隨動第一觸頭1-3、第二動觸頭1-4的移動而壓縮，以保證第一動觸頭1-3、第二動觸頭1-4與扇形齒輪內側面1-5接觸可靠。第一動觸頭1-3和第二動觸頭1-4在滑動時，始終與金屬內壁1-6相接觸。金屬內壁1-6與接高電位的引出線 1-7相連接，使得第一動觸頭1-3和第二動觸頭1-4與高電位連通。扇形齒輪可繞變速軸2旋轉，第一絕緣觸點1-8、第二絕緣觸點1-9、第三絕緣觸點 1-10和第四絕緣觸點1-11為4個絕緣觸點，設置於齒輪金屬盤面的底面，金屬盤面接地。(1)當扇形齒輪旋轉，使第一絕緣觸點1-8移動到第一動觸頭1-3時，第一動觸頭 1-3與第一絕緣點1-8接觸，與地線不通，第二動觸頭1-4與扇形齒輪內側面5金屬的表面接觸，與地線相通，此時控制器輸出 < 高、低〉兩個電位信號，表示扇形齒輪已換擋到位，停止動作。
(2)當第二絕緣觸點1-9移動到第一動觸頭1-3時，動觸頭1-3與絕緣點1_9接觸，與地線不通，第二動觸頭1-4與第三絕緣觸點1-10接觸，與地線不通，此時給控制器輸出〈高、高〉兩個電位信號，表示扇形齒輪已回到中間位置，停止動作。
(3)當第四絕緣觸點1-11移動到第二動觸頭1-4時，第一動觸頭1_3與扇形齒輪金屬表面接觸，與地線相通，第二動觸頭1-4與第四絕緣點1-11接觸，與地線不通。此時給控制器輸出 兩個電位信號，表示扇形齒輪已換擋到位，停止動作。
在扇形齒輪旋轉過程中，未到達指定的位置時，扇形齒輪的金屬表面與第一動觸頭1-3和第二動觸頭1-4始終接觸，與地線相通，給控制器輸出低、低兩個電位信號。
這樣在換檔時，扇形齒輪組合旋轉，兩動觸頭對地線分別形成不同的通斷關係，可以來判斷換檔齒輪的位置。
實施例3 如圖5所示，與實施例2不同的是，第一絕緣觸點1-8和第四絕緣觸點 1-11的位置不同。
第(1)種情況下，輸出電位信號為〈低、高〉。
第(2)種情況下，輸出電位信號為 。
第(3)種情況下，輸出電位信號為 。
實施例4 如圖6所示，與實施例2不同的是，第一動觸頭和第二動觸頭到變速軸的距離相同，所有的絕緣觸點均位於同一個弧上。
第(1)種情況下，第一動觸頭1-3與第一絕緣觸點接觸1-8，第二動觸頭1-4位於第二接觸點1-9和第三接觸點1-10之間，此時輸出的電位信號為〈高、低〉。
第(2)種情況下，第一動觸頭1-3與第二絕緣觸點1-9接觸，第二動觸頭1-4與第三絕緣觸點1-10接觸，此時輸出的電信號為 。
第(3)種情況下，第一動觸頭1-3位於第三絕緣觸點1-10與第四絕緣觸點1_11之間，第二動觸頭1-4與第四絕緣觸點1-11接觸，此時輸出的電信號為〈低、高〉。
權利要求
1.一種摩託車自動變速控制系統，其特徵在於所述系統包括自動變速控制單元、電動換檔執行器、油門控制及執行單元；其中電動換檔執行器包括換檔電機、減速齒輪和變速軸，換檔電機通過減速齒輪和變速軸上的扇形齒輪的傳動，驅動變速軸執行換檔操作；油門控制及執行單元控制油門進行開閉工作；自動變速控制單元控制電動換擋執行器進行換擋操作，在換檔操作執行前，油門控制及執行單元接到回油指令，減小油門開度，從而降低發動機轉速以減小換檔變速衝擊；換擋結束後，根據檔位情況調整油門開度。
2.如權利要求1所述的摩託車自動變速控制系統，其特徵在於所述系統還包括位置判定單元、附件和接口 ；其中，判定單元判定變速軸是否旋轉到位附件包括手動換檔單元，提供手動強制加減檔功能；接口 提供摩託車各種狀態和故障的測試、數據讀取功能。
3.如權利要求1或2所述的摩託車自動變速控制系統，其特徵在於所述電動換檔執行器中減速齒輪包括雙聯齒輪I和雙聯齒輪II，其中換擋電機設置於發動機右曲軸箱體上，右曲軸箱體與右曲軸箱蓋之間並列布置兩個相嚙合的雙聯齒輪I和雙聯齒輪II，變速軸上安裝有扇形齒輪，扇形齒輪與雙聯齒輪II嚙合，換擋電機的輸出軸驅動雙聯齒輪I轉動，進而通過雙聯齒輪II的傳動帶動扇形齒輪轉動，最終使變速軸旋轉。
4.如權利要求3所述的摩託車自動變速控制系統，其特徵在於所述判定單元包括至少兩個動觸頭，固定於底座上，接高電位；扇形齒輪的金屬盤面接地，扇形的金屬盤面與動觸頭始終接觸，金屬盤面上設置有絕緣觸點，絕緣觸點位於以變速軸為圓心、以變速軸到各個動觸點與金屬盤面相接觸點的距離為半徑的弧上；當扇形齒輪旋轉至不同檔位時，所有動觸頭得到的整體電位組成情況互不相同。
5.如權利要求4所述的摩託車自動變速控制系統，其特徵在於所述底座上固定有頂端開口的柱形空心絕緣外殼，絕緣外殼內設置有金屬內壁，凸形的動觸頭套裝於絕緣外殼內，凸形的動觸頭的下部大於絕緣外殼上部開口，且與金屬內壁始終保持接觸，金屬內壁通過引出線接高電位，動觸頭的底部與底座之間設置有彈簧。
6.如權利要求5所述的摩託車自動變速控制系統，其特徵在於所述動觸頭為兩個，分別為第一動觸頭和第二動觸頭，絕緣觸點為四個，分別為第一絕緣觸點、第二絕緣觸點、第三絕緣觸點和第四絕緣觸點；其中第二絕緣觸點和第三絕緣觸點並列排列，第一絕緣觸點和第四絕緣觸點分別位於第二絕緣觸點和第三絕緣觸點連接而成直線的兩側，第一絕緣觸點和第四絕緣觸點位於不同的弧上。
7.如權利要求6所述的摩託車自動變速控制系統，其特徵在於所述油門控制及執行單元包括與油門拉繩串聯連接的絲杆。
全文摘要
本發明公開了一種摩託車自動變速控制系統，包括自動變速控制單元、電動換檔執行器、油門控制及執行單元；其中電動換檔執行器包括換檔電機、減速齒輪和變速軸，換檔電機通過減速齒輪和變速軸上的扇形齒輪的傳動，驅動變速軸執行換檔操作；油門控制及執行單元控制油門進行開閉工作；自動變速控制單元控制電動換擋執行器進行換擋操作，在換檔操作執行前，油門控制及執行單元接到回油指令，減小油門開度，從而降低發動機轉速以減小換檔變速衝擊；換擋結束後，根據檔位情況調整油門開度。本發明有效利用了普通摩託車發動機的原有結構，使摩託車發動機具備自動換擋功能，整體結構簡單、緊湊，布置合理。既保留了原有摩託車效率高、成本低等優點。
文檔編號B62M25/08GK102501941SQ20111044572
公開日2012年6月20日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者劉建國, 劉英明, 向星, 彭慶豐, 李俊峰, 王光建, 程興春, 陽峰, 陳美雲 申請人:中國嘉陵工業股份有限公司(集團)