无刷电机凸轮角传感器组件的换挡装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921765144.0 (22)申请日 2019.10.21 (73)专利权人 浙江大行科技有限公司 地址 318000 浙江省台州市椒江区前所街 道信质路28号 (72)发明人 李鹏辉王启明周飞罗鹏 (74)专利代理机构 台州市中唯专利事务所(普 通合伙) 33215 代理人 许玲爱 (51)Int.Cl. F16H 61/02(2006.01) (54)实用新型名称 无刷电机凸轮角传感器组件的换挡装置 (57)摘要 本实用新型提供了一种无刷电机凸轮角传 感器组件的换挡装。

2、置， 包括TCU模块， MCU模块、 VCU模块、 驱动电机、 凸轮角传感器和换挡电机， 驾驶员操作换挡位置， 发出换挡意愿由TCU模块 结合当前MCU模块输入转速进行判定是否符合换 挡逻辑， 所述VCU模块根据驾驶员的指示发出加 速信号或者减速信号给TCU模块， 所述TCU模块下 达同步指示信号给MCU模块， 所述MCU模块使驱动 电机提升转速或者降低转速到设定值， 并回复 TCU模块同步完成信号， 所述TCU模块下达电机工 作的指令给换挡电机工作， 所述凸轮角传感器实 时将凸轮角度反馈TCU模块， 当TCU模块判定凸轮 角度位置符合换挡位置， 停止换挡电机工作， 再 将变速完成信息回馈给V。

3、CU模块转告给驾驶员。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 211009852 U 2020.07.14 CN 211009852 U 1.一种无刷电机凸轮角传感器组件的换挡装置， 其特征在于： 包括TCU模块 （1） ， MCU模 块 （2） 、 VCU模块 （3） 、 驱动电机 （4） 、 凸轮角传感器 （5） 和换挡电机 （6） ， 所述凸轮角传感器 （5） 将原点信号、 凸轮角度信息传递给TCU模块 （1） ， 所述TCU模块 （1） 将信息回馈给VCU模块 （3） 转达给驾驶员， 驾驶员操作换挡位置， 发出换挡意愿由TCU模块 （1） 结合当前MCU模块 （2） 输 入转速进。

4、行判定是否符合换挡逻辑， 所述VCU模块 （3） 根据驾驶员的指示发出加速信号或者 减速信号给TCU模块 （1） ， 所述TCU模块 （1） 下达同步指示信号给MCU模块 （2） ， 所述MCU模块 （2） 使驱动电机 （4） 提升转速或者降低转速到设定值， 并回复TCU模块 （1） 同步完成信号， 所 述TCU模块 （1） 下达电机工作的指令给换挡电机 （6） 工作， 所述凸轮角传感器 （5） 实时将凸轮 角度反馈TCU模块 （1） ， 当TCU模块 （1） 判定凸轮角度位置符合换挡位置， 停止换挡电机 （6） 工 作， 再将变速完成信息回馈给VCU模块 （3） 转告给驾驶员。 2.根据权利。

5、要求1所述无刷电机凸轮角传感器组件的换挡装置， 其特征在于： 所述换挡 电机 （6） 为12V无刷电机。 3.根据权利要求1所述无刷电机凸轮角传感器组件的换挡装置， 其特征在于： 所述凸轮 角传感器 （5） 采用三轴位置传感芯片通过PWM输出方式反馈当前档位数据以方便用户信息 的交互。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211009852 U 2 无刷电机凸轮角传感器组件的换挡装置 技术领域 0001 本实用新型涉及一种新能源电动汽车换挡装置， 尤其是涉及一种无刷电机凸轮角 传感器组件的换挡装置。 背景技术 0002 随着油价的不断上涨和人们对环境污染问题的重视， 新能源电动汽车因其安全， 环。

6、保的特点而成为目前汽车研究和发展的重要方向。 除了环保， 新能源电动汽车与燃油车 相比， 电动汽车操纵简便、 结构简单， 传动部件较少， 且不需要更换机油、 油泵， 还有冷却水 等， 在后期维修保养方面成本较少。 0003 与燃油发动机相比， 电动机的输出扭矩更为固定， 燃油发动机转矩和转速有很大 的关系， 所以电动车不用通过变速器繁琐的换挡， 就可以完成起步、 加速、 高速行驶的过程。 但是没有变速器的新能源电动汽车在行驶过程中， 会存在着电能利用不充分， 造成能源浪 费， 从而降低了效率。 新能源电动汽车在爬坡的过程中， 也会因扭矩限制所导致爬坡力不足 的情况。 而且在起步时， 电动机固定。

7、扭矩也导致其不能更快的起步， 为了新能源电动汽车用 电效率更高， 从而出现了二挡变速器， 使得新能源电动汽车更加 “灵动” 。 二挡变速器中的换 挡装置能够在根据不同的车况所需的扭矩不同来挂入合适的档位， 从而使得新能源电动汽 车性能大幅度的提升。 实用新型内容 0004 针对上述问题， 本实用新型旨在提供一种无刷电机凸轮角传感器组件的换挡装 置， 可以提供电动汽车实现二挡变速， 便于适用不同路况， 使得电动汽车性能大幅度提升。 0005 本实用新型的技术方案是一种无刷电机凸轮角传感器组件的换挡装置， 包括TCU 模块， MCU模块、 VCU模块、 驱动电机、 凸轮角传感器和换挡电机， 所述凸。

8、轮角传感器将原点信 号、 凸轮角度信息传递给TCU模块， 所述TCU模块将信息回馈给VCU模块转达给驾驶员， 驾驶 员操作换挡位置， 发出换挡意愿由TCU模块结合当前MCU模块输入转速进行判定是否符合换 挡逻辑， 所述VCU模块根据驾驶员的指示发出加速信号或者减速信号给TCU模块， 所述TCU模 块下达同步指示信号给MCU模块， 所述MCU模块使驱动电机提升转速或者降低转速到设定 值， 并回复TCU模块同步完成信号， 所述TCU模块下达电机工作的指令给换挡电机工作， 所述 凸轮角传感器实时将凸轮角度反馈TCU模块， 当TCU模块判定凸轮角度位置符合换挡位置， 停止换挡电机工作， 再将变速完成信。

9、息回馈给VCU模块转告给驾驶员。 0006 优选的， 所述换挡电机为12V无刷电机。 0007 优选的， 所述凸轮角传感器采用三轴位置传感芯片通过PWM输出方式反馈当前档 位数据以方便用户信息的交互。 0008 本实用新型能够在根据不同的车况所需的扭矩不同来挂入合适的档位， 可靠性 好， 稳定性好， 高效节能， 使得新能源电动汽车性能大幅度的提升。 说明书 1/3 页 3 CN 211009852 U 3 附图说明 0009 图1为本实用新型的结构示意图； 0010 其中： 1TCU模块； 2MCU模块； 3VCU模块； 4驱动电机； 5凸轮角传感器； 6 换挡电机。 具体实施方式 0011 。

10、下面结合附图， 对本实用新型作进一步详细说明。 0012 如图1所示， 在驾驶员执行换挡时， 凸轮角传感器反馈原点信号到TCU模块， 由TCU 判定凸轮角传感器输入的PWM来判定当前档位信息， 信息回馈至VCU转达给驾驶员。 当车辆 需要换挡时， 驾驶员操作换挡位置， 发出换挡意愿由TCU结合当前MCU输入转速进行判定是 否符合换挡逻辑 （例如： 车辆在行驶过程中， 为避免突然进入P档， 强行卡死齿轮， 当电机转 速绝对值大于350rmp时， 车辆已经开始行驶， 禁止挂入P档位置并信息回馈给VCU再由VCU告 知驾驶员故障信息； 电机转速绝对值小于等于350rmp车辆低速or静止状态允许挂入P。

11、档） 。 判定成功后， TCU下达指令使电机工作从而换挡电机 （无刷电机） 输出轴开始转动带动二挡 变速器中传动齿轮部件进行换挡工作， 凸轮角传感器同步检测凸轮角度位置信息并回馈于 TCU， 当TCU判定凸轮角度位置符合换挡位置， 停止电机工作， 并将换挡成功信息反馈至VCU 转告给驾驶员。 0013 在自动执行变速换挡时， 当驾驶员控制踏板发出加速意愿， 进行车速提升自动变 速换挡 （1-2挡） ： 通过VCU传导加速意愿至TCU， TCU下达同步指示信号给MCU， 让MCU使驱动电 机提升转速使车速达到50km/h （车速是通过当前档位传动比结合输入转速计算得出） ， 完成 转速提升后， 。

12、回复TCU同步完成信号。 TCU下达指令使电机工作 （换挡电机DC无刷） ， 凸轮角传 感器实时反馈TCU凸轮角度， 当TCU判定凸轮角度位置符合换挡位置， 停止电机工作， 再将变 速完成信息回馈给VCU。 0014 当驾驶员控制踏板发出降速意愿， 进行车速降低自动变速换挡 （2-1档） ： 通过VCU 传导减速意愿至TCU， TCU下达同步指示信号给MCU， 让MCU使驱动电机降低转速使车速达到 40km/h （车速是通过当前档位传动比结合输入转速计算得出） ， 完成转速降低后， 回复TCU同 步完成信号。 TCU下达指令使电机工作 （换挡电机DC无刷） ， 凸轮角传感器实时反馈TCU凸轮 。

13、角度， 当TCU判定凸轮角度位置符合换挡位置， 停止电机工作， 再将变速完成信息回馈给 VCU。 0015 本实用新型选用12V无刷电机用来作为输出传动， 无刷电机由于没有电刷换向器， 维护周期少且效率高， 在运行过程中噪声低； 在二挡变速器换挡装置中采用无刷电机作为 换挡输出， 其具备效率高节能， 可靠性高， 稳定性好， 耐颠簸， 噪音低寿命长等优点。 从而使 该换挡装置换挡输出部分更加可靠， 故障度低。 0016 凸轮角传感器采用的三轴位置传感芯片可通过PWM输出方式反馈当前档位数据， 以方便用户信息的交互， 此组成的部件用于换挡装置更加可靠。 凸轮角传感器检测磁场及 其变化， 可在各种与。

14、磁场有关的场合中使用。 霍尔元件具有许多优点， 它们的结构体积小， 重量轻， 寿命长， 安装方便， 功耗小， 频率高。 该款传感器是一种PWM模拟信号输出的磁传感 器， 输出电压随输入的磁力密度线性变化。 传感器IC的电压输出会精确跟踪磁通密度的变 化。 它们能够通过磁力驱动的方式反映机械事件。 用于二挡变速器上， 其安装位置正对着与 说明书 2/3 页 4 CN 211009852 U 4 传动齿轮含磁铁。 实时监测到齿轮上铁旋转产生的磁场变化， 并以PWM模拟输出方式反馈到 TCU。 0017 以上所述， 仅是本实用新型的较佳实施方式， 并非对实用新型作任何形式上的限 制， 凡是依据本实用新型的技术原理对以上实施例所做的任何简单修改、 等同变化或修饰， 仍属于本实用新型技术方案的范围内。 说明书 3/3 页 5 CN 211009852 U 5 图1 说明书附图 1/1 页 6 CN 211009852 U 6 。