專利名稱：用于車輛的自動變速器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的自動變速器，更特別地涉及如下的用于車輛的自動變速器其控制離合器操縱器以針對車輛的向前和向后動作來操作離合器，并用于改變運行速度以中斷發(fā)動機動力傳輸，從而使不方便的離合器操縱自動化。
背景技術：
拖拉機具有用于傳輸發(fā)動機動力的變速器。變速器設置有取力器(PTO)接合套筒，其用以在發(fā)動機與操作機械之間，通過選擇性地接收發(fā)動機動力來驅動操作機械而無需主變速器。圖1為示意性示出拖拉機的結構的示意圖，圖2示出了拖拉機的傳動系。如圖1所示，拖拉機10設置有機架13，該機架具有前轉向輪11和后驅動輪12，并且發(fā)動機20和變速器30從前到后順序地被安裝在機架13上。此外，在機架13上發(fā)動機 20的后面設置有駕駛室14。用于驅動后輪12的后輪軸40被連接至變速器30的后部。PTO 軸41從變速器30的PTO換擋裝置(shifting unit)伸出，以操作被安裝在處于后部的升降裝置50處的操作機械。如圖2所示，變速器30包括向前/向后換擋器31，用于在向前(正轉)與向后 (反轉)之間切換以傳輸發(fā)動機20的轉動動力；主換擋裝置32，用于以多級(通常為4級) 改變拖拉機的運行速度；副換擋裝置33，用于將換擋裝置32的速度變化擴展為多級(通常為2至4級)；以及最終減速裝置34，被連接至副換擋裝置33的輸出軸，以最終減速并且同時改變被傳輸至后輪軸40的動力的傳輸方向。此外，還包括PTO裝置35，其接收來自主換擋裝置32的動力以將動力傳輸至操作機械。在拖拉機中，通過操縱被安裝在駕駛員驅動裝置中的向前/向后杠桿來選擇向前、空檔(neutral)和向后，通過操縱高速/低速換擋杠桿來選擇副換擋裝置33的高速和低速，并且通過操縱主換擋杠桿將主換擋裝置32的速度選擇為所需速度。根據這些選擇， 借助于內部液壓離合機構或同步機構進行傳輸。為了切換手動變速器車輛(比如現有的拖拉機)中的齒輪，駕駛員操作離合器踏板以使發(fā)動機轉軸與負荷軸通過離合器之間形成的連接松脫，并手動操縱換擋杠桿以操作齒輪。然而，這種程序是不方便的，而且如果在踩壓離合器踏板不完全時就強制執(zhí)行換擋動作會發(fā)生換擋沖擊。當發(fā)生換擋沖擊時，會產生拖拉機發(fā)出咔嗒聲的現象，因此會存在過度應力施加至傳動系的各個組件的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種用于車輛的自動變速器，其設置有離合器操縱器和主換擋操縱器而無需改變現有的手動變速系統結構，由此使不方便的離合器操縱自動化以在車輛運動期間改變速度。
在一個方案中，提供一種用于車輛的自動變速器，其改變來自發(fā)動機的動力的旋轉方向和轉速范圍，該自動變速器包括向前/向后換擋器，用于改變從發(fā)動機傳輸的動力的旋轉方向；運行速度換擋器，用于改變向前/向后換擋器的轉速范圍；主換擋致動器，用于驅動運行速度換擋器；離合器，用于在運行速度換擋器的換擋過程期間選擇性中斷從發(fā)動機傳輸的動力；離合器操縱器，用于驅動離合器；以及控制器，用于通過控制離合器操縱器來驅動離合器以當用于運行速度換擋器的換擋信號被輸入時中斷從發(fā)動機傳輸的動力， 用于通過控制主換擋致動器來驅動運行速度換擋器，并用于當完成換擋過程時再次控制離合器操縱器以使離合器返回離合器的初始位置。上述自動變速器還可包括開關式的向前/向后杠桿開關，其輸入啟動信號以改變來自發(fā)動機的動力的旋轉方向；以及向前/向后致動器，用于根據控制器基于向前/向后杠桿開關的位置進行的控制來驅動向前/向后換擋器。當通過向前/向后杠桿開關輸入向前/向后換擋信號時，控制器可通過控制離合器操縱器來驅動離合器以中斷從發(fā)動機傳輸的動力，通過控制向前/向后致動器來驅動向前/向后換擋器，而且當完成向前/向后換擋過程時，控制器可再次控制離合器操縱器以使離合器返回初始位置。上述自動變速器還可包括向前/向后致動器傳感器，用于感測向前/向后致動器的位移值并且將位移值傳輸至控制器?？刂破骺煞治鲇上蚯?向后致動器傳感器輸入的感測值，并產生用于驅動離合器操縱器的控制信號。上述自動變速器還可包括離合操縱器傳感器，用于感測離合操縱器的位移值并且將位移值傳輸至控制器。控制器可分析由離合操縱器輸入的感測值，并產生用于驅動向前 /向后致動器或主換擋致動器的控制信號。上述自動變速器還可包括開關式的主換擋杠桿開關，其輸入啟動信號以改變來自發(fā)動機的動力的轉速范圍。上述自動變速器還可包括電子式制動器，用于制動或控制在向前/向后換擋器或運行速度換擋器中轉動的齒輪以使其不超過設定的速度范圍。上述自動變速器還可包括輸入速度傳感器，用于感測發(fā)動機的旋轉驅動速度； 以及輸出速度傳感器，用于感測向前/向后換擋器的輸出軸的速度。基于本發(fā)明的用于車輛的自動變速器，可以簡單地添加離合器操縱器和主換擋致動器而無需改變現有的手動變速系統結構。因此，可以低成本地實現離合器操作控制的自動化。基于本發(fā)明的用于車輛的自動變速器，可以省去在驅動期間用于改變速度的不方便的離合器操縱，由此實現換擋器操縱的便利性。基于本發(fā)明的用于車輛的自動變速器，可通過控制器即刻地控制離合器操縱器以改變運行速度，由此使動力中斷現象最小化。


通過以下參照附圖所作的詳細描述，本發(fā)明的示例性實施例的上述及其它的方案、特征和優(yōu)點將更加顯而易見，在附圖中圖1為示意性示出了拖拉機的結構的示意圖；圖2示出了拖拉機的傳動系；以及
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圖3為示意性示出了根據一實施例的用于車輛的自動變速器的結構的方框圖。
具體實施例方式以下將參照示出了示例性實施例的附圖，更全面地描述示例性實施例。然而，本發(fā)明能夠以多種不同的形式實施并且不應解釋為僅限于在此公開的示例性實施例。更確切的說，提供這些示例性實施例為的是使得本發(fā)明全面且完整，并且將本發(fā)明的范圍完全傳達給本領域技術人員。在本說明書中，可能省去公知的特征和技術的細節(jié)以免不必要地模糊所提供的實施例。在此處使用的術語只用于描述特別的實施例而并非旨在限制本發(fā)明。在此使用的單數形式同樣旨在包括復數形式，除非文中清楚地指出別的方式。此外，使用的術語“一”、 “一個”等并非表示對量的限定，而是表示存在至少一個引用的對象。還應該理解的是，在本說明書中使用的術語“包括”或“包含”表示說明的特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但并不排除一個或多個其它特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件、組件和/或由它們組成的組的存在或補充。除非以別的方式定義，在此處使用的所有術語(包括科技術語)具有如一個普通的本領域技術人員通常所理解的相同含義。還應該理解的是，術語(例如在通常使用的詞典中定義的術語)的含義與它們在相關領域和本發(fā)明中的含義一致，并且除非在此明白地定義否則不應從理想化的或過度形式化的意義上來解釋。在附圖中，圖中相同的附圖標記表示相同的元件。附圖中的形狀、尺寸和區(qū)域等可以為了清楚的目的而放大。以下，將參照附圖詳細描述根據示例性實施例的用于車輛的自動變速器。圖3為示意性示出了根據一個實施例的用于車輛的自動變速器的結構的方框圖。參照圖3，根據此實施例的自動變速器包括離合器110、離合器操縱器112、向前/ 向后換擋器120、運行速度換擋器130、主換擋致動器132和控制器140，并且可以可選地包括離合器踏板114、向前/向后換擋致動器122、向前/向后杠桿開關124、主換擋杠桿開關 134、輸入速度傳感器160和/或輸出速度傳感器170。當用戶在車輛的向前和向后之間切換并改變運行速度時，離合器110選擇性中斷從發(fā)動機100至換擋器120的動力傳輸。即使在用戶操縱主換擋杠桿開關134而沒有踩壓離合器踏板114的時候，當換擋啟動信號通過主換擋杠桿開關134被輸入時，離合器操縱器 112驅動馬達以操作離合器110。具體地，離合器操縱器112通過將馬達驅動并使離合器分離轂(clutch release hub)運動來操作離合器。當離合器110因為離合器操縱器112被驅動而被操作時，可以中斷從發(fā)動機110 傳輸的動力，并且能夠防止車輛中的傳動系的損壞(這在進行變速而從發(fā)動機110傳輸的動力并未被中斷時會發(fā)生)。向前/向后換擋器120改變從發(fā)動機100傳輸的動力的旋轉方向，以選擇性地使車輛向前和向后運動。向前/向后致動器122根據控制器140的控制來驅動向前/向后換擋器120。向前/向后杠桿開關124是用于輸入啟動信號以改變發(fā)動機100的轉動動力的方向的裝置。此處，根據此實施例的向前/向后杠桿開關1 是開關式的，因此其可以容易地被用戶操縱，并且可以具有與現有的向前/向后杠桿相同的結構。用戶可以通過向前/向后杠桿開關124設定向前、空檔和向后，并且向前/向后換擋器120的同步齒輪(synchromesh)根據來自向前/向后杠桿開關1 的啟動信號而最終與向前齒輪或向后齒輪嚙合，由此改變發(fā)動機100的轉動動力的方向。具體地，為了使停止的車輛向前運動，駕駛員將向前/向后杠桿開關IM從空檔設置為向前。在此，控制器140感測電杠桿操縱信號，并且操作離合器操縱器112以使離合器分離轂運動從而使離合器110松脫并同時中斷發(fā)電機動力的傳輸。隨后，當離合器110松脫時，控制器140輸出用于操作向前/向后致動器122的信號，向前/向后致動器122根據控制器140的控制來操作馬達，以使向前/向后杠桿軸旋轉， 由此使得同步齒輪的滑套(sleeve)位于與向前齒輪嚙合的位置。此處，當還設置有離合器操縱器傳感器(未示出)時，離合器操縱器112的位移值被傳輸至控制器140，使得控制器 140可以更精確地控制向前/向后致動器122的操作。當向前/向后換擋器120的同步齒輪的滑套與向前齒輪的嚙合操作完成時，控制器140發(fā)出再次驅動離合器操縱器112的信號。在開始階段，考慮到對于車輛施加的沖擊， 離合器操縱器112將離合器110操作成部分接合以便慢慢地啟動車輛，并且在啟動之后將離合器110驅動成再次處于初始狀態(tài)。此處，當還設置有離合器操縱器傳感器(未示出) 時，被感測到的離合器操縱器112的位移值即被傳輸至控制器140，使得控制器140可以更精確地控制向前/向后致動器122的操作。另一方面，當駕駛員想要向后運動時，駕駛員就將向前/向后杠桿開關IM設置為向后。隨后，控制器140感測電杠桿操縱信號并且操作離合器操縱器112，以使離合器松脫轂運動，進而將離合器110松脫并且同時中斷發(fā)動機動力的傳輸。隨后，當離合器110松脫時，控制器140輸出用于操作向前/向后致動器122的信號，而向前/向后致動器122根據控制器140的控制來操作馬達以使向前/向后杠桿軸旋轉，由此使得同步齒輪的滑套位于與向前齒輪嚙合的位置。當向前/向后換擋器120的同步齒輪最終與向后齒輪嚙合時，控制器140控制離合器操縱器112以使離合器110返回其初始狀態(tài)。運行速度換擋器130改變向前/向后換擋器120的轉速范圍，而主換擋致動器132 根據控制器140的控制來驅動運行速度換擋器130。主變速桿開關134是在車輛的運行期間輸入用于發(fā)動機100的主變速器的信號的裝置。如果駕駛員在車輛移動的同時想要改變車輛速度范圍，駕駛員將主變速桿開關 170置于期望的速度范圍內。根據此實施例的主變速桿開關170為與現有的杠桿類型不同的開關式，因此其可被容易地操縱并且不必設有通常附加至主變速桿的離合器操縱鍵?？刂破?40感測電杠桿操縱信號并且操作離合器操縱器112，以使離合器松脫轂運動從而通過離合器110中斷來自發(fā)動機的動力傳輸。隨后，控制器140感測離合器操縱器112的位移值信號，并使被連接至主換擋致動器132的換檔撥叉(shift fork)運動，由此使同步齒輪的換擋滑套(shift sleeve)與處于所需的速度范圍中的齒輪嚙合。此處，當還設置有離合器操縱器傳感器時，離合器操縱器 112的位移值被傳輸至控制器140，使得控制器140可以更精確地控制主換擋致動器132的操作時間。隨后，控制器感測主換擋致動器132的位移值并且控制離合器操縱器112，以使得被操作以中斷來自發(fā)動機100的動力傳輸的離合器110返回至初始位置，并由此將發(fā)動機 100的動力傳輸至換擋器120和130。電子式制動器150制動或控制在向前/向后換擋器120中或在運行速度換擋器 130中轉動的齒輪以防止超過設定的速度范圍。根據一個實施例，電子式制動器150感測主變速桿開關134的位置，以控制車輛在設定位置的速度范圍中運行。根據另一實施例，還可設置有輸入速度傳感器160和輸出速度傳感器170。輸入速度傳感器160感測發(fā)動機100的旋轉驅動速度，而輸出速度傳感器170感測向前/向后換擋器120的輸出軸的轉速。通過輸入速度傳感器160和輸出速度傳感器170得到的感測值被傳輸至控制器 140，控制器140比較并分析上述感測值。當感測到發(fā)動機動力未被充分傳輸至向前/向后換擋器120的輸出軸或類似現象時，控制器140確定傳動系故障并產生用于驅動離合器操縱器112等的控制信號。根據此實施例，可以添加使用離合器操縱器112、向前/向后致動器122、主換擋致動器132等而無需改變現有的手動傳動系統的結構。此外，根據一個實施例，自動變速器可包括基于現有技術的離合器踏板114。因此， 用戶可以通過直接踩壓離合器踏板114來手動執(zhí)行換擋器操作而無需驅動離合器操縱器 120。雖然參照本發(fā)明的示例性實施例對本發(fā)明進行了具體說明和描述，但本領域技術人員應該理解的是，在不脫離由所附權利要求書所限定的本發(fā)明的精神和保護范圍的情況下可以在形式和細節(jié)上進行多種變化。此外，可以在不脫離本發(fā)明的實質保護范圍的情況下對本發(fā)明的教示進行多種修改以匹配特殊的情況或材料。因此，應該理解的是，本發(fā)明并不限于作為用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳方式所披露的特殊示例性實施例，而是本發(fā)明將涵蓋落入所附權利要求書的范圍內所有的實施例。
權利要求
1.一種用于車輛的自動變速器，其改變來自發(fā)動機的動力的旋轉方向和轉速范圍，該自動變速器包括向前/向后換擋器，用于改變從所述發(fā)動機傳輸的動力的旋轉方向；運行速度換擋器，用于改變所述向前/向后換擋器的轉速范圍；主換擋致動器，用于驅動所述運行速度換擋器；離合器，用于在所述運行速度換擋器的換擋過程期間選擇性中斷從所述發(fā)動機傳輸的動力；離合器操縱器，用于驅動所述離合器；以及控制器，用于通過控制所述離合器操縱器來驅動所述離合器，以當用于所述運行速度換擋器的換擋信號被輸入時中斷從所述發(fā)動機傳輸的動力；用于通過控制所述主換擋致動器來驅動所述運行速度換擋器；并用于當完成換擋過程時再次控制所述離合器操縱器，以使所述離合器返回初始位置。
2.如權利要求1所述的自動變速器，還包括開關式的向前/向后杠桿開關，其輸入啟動信號以改變來自所述發(fā)動機的動力的旋轉方向；以及向前/向后致動器，用于根據所述控制器基于所述向前/向后杠桿開關的位置進行的控制來驅動所述向前/向后換擋器；其中，當通過所述向前/向后杠桿開關輸入向前/向后換擋信號時，所述控制器通過控制所述離合器操縱器來驅動所述離合器，以中斷從所述發(fā)動機傳輸的動力；通過控制所述向前/向后致動器來驅動所述向前/向后換擋器；以及當完成向前/向后換擋過程時，再次控制所述離合器操縱器以使所述離合器返回初始位置。
3.如權利要求2所述的自動變速器，還包括向前/向后致動器傳感器，用于感測所述向前/向后致動器的位移值并且將所述位移值傳輸至所述控制器；其中所述控制器分析由所述向前/向后致動器傳感器輸入的感測值，并產生用于驅動所述離合器操縱器的控制信號。
4.如權利要求2所述的自動變速器，還包括離合器操縱器傳感器，用于感測所述離合器操縱器的位移值并且將所述位移值傳輸至所述控制器；其中所述控制器分析由所述離合操縱器輸入的感測值，并產生用于驅動所述向前/向后致動器或所述主換擋致動器的控制信號。
5.如權利要求1所述的自動變速器，還包括開關式的主換擋杠桿開關，其輸入啟動信號以改變來自所述發(fā)動機的動力的轉速范圍。
6.如權利要求1所述的自動變速器，還包括電子式制動器，用于制動或控制在所述向前/向后換擋器或所述運行速度換擋器中轉動的齒輪以防止超過設定的速度范圍。
7.如權利要求1所述的自動變速器，還包括輸入速度傳感器，用于感測所述發(fā)動機的旋轉驅動速度；以及輸出速度傳感器，用于感測所述向前/向后換擋器的輸出軸的速度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于車輛的自動變速器，其改變來自發(fā)動機的動力的旋轉方向和轉速范圍，該自動變速器包括向前/向后換擋器，用于改變從發(fā)動機傳輸的動力的旋轉方向；運行速度換擋器，用于改變所述向前/向后換擋器的轉速范圍；主換擋致動器，用于驅動運行速度換擋器；離合器，用于在運行速度換擋器的換擋過程期間選擇性中斷從發(fā)動機傳輸的動力；離合器操縱器，用于驅動離合器；以及控制器，用于通過控制離合器操縱器來驅動離合器以當用于運行速度換擋器的換擋信號被輸入時中斷從發(fā)動機傳輸的動力，用于通過控制主換擋致動器來驅動運行速度換擋器，并用于當完成換擋過程時再次控制離合器操縱器以使離合器返回初始位置。
文檔編號F16H61/04GK102235492SQ20101056579
公開日2011年11月9日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權日2010年4月22日
發(fā)明者李相憲, 金尚賢 申請人:Ls美創(chuàng)有限公司