專(zhuān)利名稱(chēng)：帶電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)的機(jī)械式自動(dòng)變速箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)的機(jī)械式自動(dòng)變速箱，屬機(jī)動(dòng)車(chē)變速箱控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于機(jī)械式自動(dòng)變速箱(AMT)的低能耗、低排放、低造價(jià)、方便駕駛等優(yōu)點(diǎn)，它已受到越來(lái)越多的用戶(hù)的接受和喜愛(ài)。AMT是取代駕駛員來(lái)自動(dòng)決定換擋時(shí)間和自動(dòng)執(zhí)行換擋。 通常的AMT系統(tǒng)都有選擋和換擋兩個(gè)機(jī)構(gòu)。這兩個(gè)機(jī)構(gòu)通常由電動(dòng)機(jī)、液壓、或氣動(dòng)裝置等組成動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)都比較復(fù)雜和昂貴。由電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)換擋的機(jī)構(gòu)還存在執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題、電動(dòng)機(jī)磨損問(wèn)題。由液壓、氣動(dòng)實(shí)現(xiàn)換擋的機(jī)構(gòu)還存在漏氣、漏油等問(wèn)題而使AMT系統(tǒng)不可靠。公開(kāi)號(hào)CN201187574公開(kāi)了一種機(jī)械式自動(dòng)變速箱換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)裝置，減速機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，定位機(jī)構(gòu)組成驅(qū)動(dòng)裝置中的換擋電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)的換擋電機(jī)輸出齒輪并傳遞給齒扇，通過(guò)定位銷(xiāo)、定位塊、選換擋軸到達(dá)換擋擺臂，最后換擋擺臂帶動(dòng)換擋導(dǎo)塊；驅(qū)動(dòng)裝置中的選擋電機(jī)輸出扭矩，驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)選擋電機(jī)輸出擺臂擺動(dòng)；由選換擋軸作為中間部件，選擋電機(jī)輸出擺臂帶動(dòng)換擋擺桿運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)選擋動(dòng)作。但這種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于簡(jiǎn)化選、換擋機(jī)構(gòu)，提高反應(yīng)速度，減小體積，降低造價(jià)，提高可靠性。本發(fā)明的技術(shù)方案是，采用永久磁鐵和電磁鐵作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源來(lái)取代傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)、液壓閥、氣壓閥等來(lái)實(shí)現(xiàn)換擋。本發(fā)明帶電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)的機(jī)械式自動(dòng)變速箱由機(jī)械式自動(dòng)變速箱和電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)組成，所述電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)由帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體、導(dǎo)軌軸、撥動(dòng)變速箱撥叉的撥頭、彈簧和限位體組成，在導(dǎo)軌軸上均勻安放了三個(gè)帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體，兩端帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體固定在軸上并在靠中間一側(cè)設(shè)置限位塊，中間帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體為可滑動(dòng)撥頭集成體，它與兩邊限位塊之間在軸向方向上安放了彈簧，彈簧將帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體頂開(kāi)，保持彈簧處于起始工作狀態(tài)，中間的帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體處于導(dǎo)軌軸的中間位置。由帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體包括內(nèi)導(dǎo)軌，鐵芯、線圈，線圈纏繞在鐵芯上，鐵芯固定在內(nèi)導(dǎo)軌外面，使內(nèi)導(dǎo)軌、鐵芯、線圈構(gòu)成一個(gè)集成體，克服彈簧力后可以在導(dǎo)軌軸上滑動(dòng)，將撥動(dòng)變速箱撥叉的撥頭固定在中間那個(gè)帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體上。當(dāng)三個(gè)由帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體的線圈無(wú)電流時(shí)，處于中間位置的滑動(dòng)撥頭集成體110處于自由狀態(tài)，但受兩側(cè)相等彈簧力的彈簧150的擠壓而處于中心位
置，這是穩(wěn)定狀態(tài)I。當(dāng)中間的線圈120在通上直流電的情況下產(chǎn)生一定方向的磁場(chǎng)，如果
左邊的線圈也通上電流產(chǎn)生相反方向的磁場(chǎng)，那么滑動(dòng)撥頭集成體110將在電磁力的作用
下克服左側(cè)的彈簧力而擠向左側(cè)而到達(dá)左側(cè)的限位體，這是穩(wěn)定狀態(tài)II。當(dāng)右側(cè)線圈120
在通上反向的直流電的情況下，滑動(dòng)撥頭集成體110將在電磁力的作用下克服右側(cè)的彈簧
力而擠向另一側(cè)到達(dá)右側(cè)的限位體，這是穩(wěn)定狀態(tài)111。這樣通過(guò)對(duì)線圈電流及其方向的控
制，可驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)撥頭集成體到達(dá)需要的位置。如將這個(gè)裝置用來(lái)選擇變速箱內(nèi)的3個(gè)不同的撥叉就取代了通常的液壓、氣壓、電動(dòng)選擋裝置。選擋所需的力量只是用來(lái)移動(dòng)滑動(dòng)撥頭集成體的位置，所以所需驅(qū)動(dòng)力較小，因此線圈也可做得較小。導(dǎo)軌槽是用來(lái)防止滑動(dòng)撥頭集成體旋轉(zhuǎn)的。如將這個(gè)裝置用來(lái)改變變速箱內(nèi)的撥叉位置就取代了通常的液壓、氣壓、電動(dòng)換擋裝置。比如在失電狀態(tài)下，撥頭處在中間位置，即空擋位置，而分別在兩邊的任意一邊就意味著掛上了擋。本發(fā)明中，導(dǎo)軌軸可以用花鍵軸代替，相應(yīng)內(nèi)導(dǎo)軌可以用內(nèi)花鍵代替。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，撥頭集成體110上可不裝線圈，而用永久磁鐵代替。為了更進(jìn)一步簡(jiǎn)化機(jī)械機(jī)構(gòu)和AMT控制器20內(nèi)的控制電路，也可在兩端使用永久磁鐵而撥頭集成體110上安裝電磁鐵，這樣AMT控制器20只需要控制一個(gè)線圈的開(kāi)關(guān)和電流方向。本發(fā)明帶電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)的機(jī)械式自動(dòng)變速箱的控制方法如下，
(1)選擇電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)，兩端帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體固定，中間帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體為可滑動(dòng)撥頭集成體；
(2)在所有3個(gè)線圈120無(wú)電的情況下，可滑動(dòng)撥頭集成體110處于自由狀態(tài)但受兩側(cè)
相等彈簧力的彈簧150的擠壓而處于中心位置，這是穩(wěn)定狀態(tài)i
(3)當(dāng)中間的線圈120在通上直流電的情況下產(chǎn)生一定方向的磁場(chǎng)，如果左邊的線圈也通上電流產(chǎn)生相反方向的磁場(chǎng)，那么滑動(dòng)撥頭集成體110將在電磁力的作用下克服左側(cè)
的彈簧力而擠向左側(cè)而到達(dá)左側(cè)的限位體，這是穩(wěn)定狀態(tài)[I ；
(4)當(dāng)右側(cè)線圈120在通上反向的直流電的情況下，滑動(dòng)撥頭集成體110將在電磁力的
作用下克服右側(cè)的彈簧力而擠向另一側(cè)到達(dá)右側(cè)的限位體，這是穩(wěn)定狀態(tài)〖II ；
(4)通過(guò)對(duì)線圈電流及其方向的控制，可驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)撥頭集成體到達(dá)需要的位置；(5)將所述裝置用來(lái)選擇變速箱內(nèi)的3個(gè)不同的撥叉就取代了通常的液壓、氣壓、電動(dòng)選擋裝置， 實(shí)現(xiàn)電磁控制選換擋。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的有益效果是，采用本發(fā)明帶電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)的機(jī)械式自動(dòng)變速箱后，簡(jiǎn)化了選、換擋機(jī)構(gòu)，提高了控制反應(yīng)速度，減小了選換擋機(jī)構(gòu)的體積， 降低了造價(jià)，提高裝置的可靠性。
本發(fā)明適用于機(jī)動(dòng)車(chē)機(jī)械式自動(dòng)變速箱控制。


圖1是AMT系統(tǒng)方框圖中10是AMT變速箱，它是在傳統(tǒng)手動(dòng)變速箱的基礎(chǔ)上加上了自動(dòng)選、換擋的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；20是AMT控制器，它根據(jù)駕駛員意圖、車(chē)子運(yùn)行狀態(tài)和和路面狀況控綜合考慮決定何時(shí)換擋、如何換擋的電腦；
圖2是用選擋電磁鐵的剖視示意圖中110是帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體；120是線圈；130是導(dǎo)軌軸；140是真正撥動(dòng)變速箱撥叉的撥頭；150是彈簧；160是限位體； 圖3是選、換擋機(jī)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式在運(yùn)行中，圖1中所示的AMT控制器20根據(jù)駕駛員意圖、車(chē)子運(yùn)行狀態(tài)和和路面狀況控綜合考慮決定何時(shí)換擋、如何換擋。如駕駛員小踩油門(mén)需要加速，但發(fā)動(dòng)機(jī)速度已經(jīng)很高，AMT控制器根據(jù)最佳油耗進(jìn)行計(jì)算認(rèn)為應(yīng)該升一個(gè)擋，就指令進(jìn)行選擇高一擋，并進(jìn)行換擋。通常手動(dòng)變速箱內(nèi)的選擋、和換擋通常是通過(guò)一個(gè)能夠在X、Y兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)來(lái)選擇的，如圖3所示的6擋機(jī)構(gòu)(5個(gè)前進(jìn)擋一個(gè)倒擋)。中間能在X、Y兩個(gè)方向移動(dòng)的310是撥頭。當(dāng)撥頭在水平的中間位置時(shí)，3個(gè)撥叉處于中間狀態(tài)，沒(méi)有一個(gè)擋位嚙合上， 所以是空擋。當(dāng)撥頭310移動(dòng)到最左邊壓迫撥叉到左上角320或左下角330時(shí)，都意味掛上擋了。在AMT中，大多用2個(gè)自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，先由一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選好擋位，即移動(dòng)撥頭310左右移動(dòng)，再由另一個(gè)機(jī)構(gòu)執(zhí)行換擋，即上下移動(dòng)。撥頭的移動(dòng)通常用電動(dòng)機(jī)、 氣動(dòng)、液壓作動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明用一套電磁鐵機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)選擋，也可另加一套電磁鐵機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)換擋。如圖2所示，在所有3個(gè)線圈120無(wú)電的情況下，滑動(dòng)撥頭集成體110處于自由狀
態(tài)但受兩側(cè)相等彈簧力的彈簧150的擠壓而處于中心位置，這是穩(wěn)定狀態(tài)I。當(dāng)中間的線圈
120在通上直流電的情況下產(chǎn)生一定方向的磁場(chǎng)，如果左邊的線圈也通上電流產(chǎn)生相反方向的磁場(chǎng)，那么滑動(dòng)撥頭集成體110將在電磁力的作用下克服左側(cè)的彈簧力而擠向左側(cè)而
到達(dá)左側(cè)的限位體，這是穩(wěn)定狀態(tài)II。當(dāng)右側(cè)線圈120在通上反向的直流電的情況下，滑動(dòng)
撥頭集成體110將在電磁力的作用下克服右側(cè)的彈簧力而擠向另一側(cè)到達(dá)右側(cè)的限位體，
這是穩(wěn)定狀態(tài)111。這樣通過(guò)對(duì)線圈電流及其方向的控制，可驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)撥頭集成體到達(dá)需要
的位置。如將這個(gè)裝置用來(lái)選擇變速箱內(nèi)的3個(gè)不同的撥叉就取代了通常的液壓、氣壓、電動(dòng)選擋裝置。選擋所需的力量只是用來(lái)移動(dòng)滑動(dòng)撥頭集成體的位置，所以所需驅(qū)動(dòng)力較小， 因此線圈也可做得較小。導(dǎo)軌槽是用來(lái)防止滑動(dòng)撥頭集成體旋轉(zhuǎn)的。如將這個(gè)裝置用來(lái)改變變速箱內(nèi)的撥叉位置就取代了通常的液壓、氣壓、電動(dòng)換擋裝置。比如在失電狀態(tài)下，撥頭處在中間位置，即空擋位置，而分別在兩邊的任意一邊就意味著掛上了擋。如行程較短， 阻力很小，撥頭可不要用電磁鐵而只是用導(dǎo)磁體即可而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。由于掛擋力比選擋力大很多，所以需要的電磁功率也相應(yīng)大。由于掛擋行程較長(zhǎng)，所以線圈的設(shè)計(jì)和磁間隙的大小要選擇恰當(dāng)以達(dá)到足夠的電磁力。當(dāng)行程太長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)讓電磁機(jī)構(gòu)通過(guò)杠桿放大行程以保證磁間隙的不至于太大。 在線圈設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)電磁力和實(shí)際撥頭彈簧力調(diào)整有關(guān)參數(shù)，使撥頭集成體和線圈設(shè)計(jì)達(dá)到合理結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種帶電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)的機(jī)械式自動(dòng)變速箱，由機(jī)械式自動(dòng)變速箱和電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)組成，其特征在于，所述電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)由帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體、導(dǎo)軌軸、撥動(dòng)變速箱撥叉的撥頭、彈簧和限位體組成，在導(dǎo)軌軸上均勻安放了三個(gè)帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體，兩端帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體固定在軸上，并分別在靠中間一側(cè)設(shè)置限位塊，中間帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體為可滑動(dòng)撥頭集成體，它與兩邊限位塊之間在軸向方向上安放了彈簧；由帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體包括內(nèi)導(dǎo)軌，鐵芯、線圈，線圈纏繞在鐵芯上，鐵芯固定在內(nèi)導(dǎo)軌上，使或內(nèi)導(dǎo)軌、鐵芯、線圈構(gòu)成一個(gè)集成體；中間的帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體處于導(dǎo)軌軸的中間位置，可以在克服彈簧力而在導(dǎo)軌軸上滑動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)的機(jī)械式自動(dòng)變速箱，其特征在于，所述導(dǎo)軌軸也可以用花鍵軸代替，相應(yīng)內(nèi)導(dǎo)軌也可以用內(nèi)花鍵代替。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)的機(jī)械式自動(dòng)變速箱，其特征在于，所述鐵芯和線圈可用永久磁鐵代替。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)的機(jī)械式自動(dòng)變速箱，其特征在于，所述電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)可采取兩端使用永久磁鐵，而中間的撥頭集成體上安裝電磁鐵，這樣只需要控制一個(gè)線圈的開(kāi)關(guān)和電流方向。
5.一種帶電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)的機(jī)械式自動(dòng)變速箱的控制方法，其特征是，所述控制方法如下(1)選擇電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)，兩端帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體固定，中間帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體為可滑動(dòng)撥頭集成體；(2)在所有3個(gè)線圈(120)無(wú)電的情況下，可滑動(dòng)撥頭集成體(110)處于自由狀態(tài)但受兩側(cè)相等彈簧力的彈簧(150)的擠壓而處于中心位置，控制機(jī)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài) I ；(3)當(dāng)中間的線圈(120)在通上直流電的情況下產(chǎn)生一定方向的磁場(chǎng)，如果左邊的線圈也通上電流產(chǎn)生相反方向的磁場(chǎng)，那么滑動(dòng)撥頭集成體(110)將在電磁力的作用下克服左側(cè)的彈簧力而擠向左側(cè)而到達(dá)左側(cè)的限位體，控制機(jī)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)II ；(4)當(dāng)右側(cè)線圈(120)在通上反向的直流電的情況下，滑動(dòng)撥頭集成體(110)將在電磁力的作用下克服右側(cè)的彈簧力而擠向另一側(cè)到達(dá)右側(cè)的限位體，控制機(jī)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)III (4)通過(guò)對(duì)線圈電流及其方向的控制，可驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)撥頭集成體到達(dá)需要的位置；(5)將所述裝置用來(lái)選擇變速箱內(nèi)的3個(gè)不同的撥叉就取代了通常的液壓、氣壓、電動(dòng)選擋裝置， 可實(shí)現(xiàn)電磁控制選換擋。
全文摘要
一種帶電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)的機(jī)械式自動(dòng)變速箱，由機(jī)械式自動(dòng)變速箱和電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)組成，所述電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)由帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈(120)的滑動(dòng)撥頭集成體、導(dǎo)軌軸(130)、撥動(dòng)變速箱撥叉的撥頭(140)、彈簧(150)和限位體(160)組成；中間的帶內(nèi)導(dǎo)軌和線圈的滑動(dòng)撥頭集成體(110)處于導(dǎo)軌軸的中間位置，可以在克服彈簧力而在導(dǎo)軌軸上滑動(dòng)。如將這個(gè)裝置用來(lái)改變變速箱內(nèi)的撥叉位置就取代了通常的液壓、氣壓、電動(dòng)換擋裝置。采用本發(fā)明帶電磁控制的選換擋機(jī)構(gòu)的機(jī)械式自動(dòng)變速箱后，簡(jiǎn)化了選、換擋機(jī)構(gòu)，提高了控制反應(yīng)速度，提高裝置的可靠性。本發(fā)明適用于機(jī)動(dòng)車(chē)機(jī)械式自動(dòng)變速箱控制。
文檔編號(hào)F16H61/28GK102313001SQ20111025254
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者劉平 申請(qǐng)人:廣東戈蘭瑪汽車(chē)系統(tǒng)有限公司