本發(fā)明涉及車輛零部件技術領域，尤其是一種車輛變速用自動掛檔裝置及其控制方法。

背景技術：

目前應用于汽車上的自動變速系統(tǒng)，主要是at、cvt、dct，其中由液力變矩器和行星齒輪變速箱組成的液力自動變速器，由于成本高、油耗大。無極自動變速器進來發(fā)展很快，應用也日益廣泛，但是其傳遞力矩小，傳動帶等關鍵零部件的材料和工藝技術被國外壟斷。雙離合器自動變速器發(fā)展也很快，但是技術復雜，傳遞力矩也較小。八十年代出現(xiàn)了自動換檔的機械式自動變速器，其中的機械變速箱國內沒有技術難度，容易實施；之前出現(xiàn)了很多液壓或者氣動的自動選換檔機構，通過泵、蓄壓裝置、電磁閥控制來進行換檔，其特點是結構復雜，壓力損失大，容易污染環(huán)境或者容易產生噪音。而且很多技術被國外品牌壟斷，配件價格很高、數(shù)量少。

中國專利cn201110362638.6，其特征在于選檔電機、與選檔電機相連并進行減速的選檔減速機、主軸、套裝在主軸上的撥頭、換檔電機、與換檔電機的輸出相連的絲杠、套設在絲杠上的螺母、套裝在主軸上并與螺母傳動配合的撥叉、設置在選檔減速機上的選檔位置位置傳感器、與主軸相連接的換檔位置位置傳感器、以及位于選檔減速機和換檔電機之間并包覆主軸的殼體。該機構主要特點是有選檔電機和換檔電機，換檔時間包括：退空檔時間→選檔時間→同步時間→掛檔時間，進一步還包括：分離離合器的時間和結合離合器的時間，導致整個換檔過程時間比較長，造成動力損失和浪費較大，換檔頓挫感較強，乘坐舒適性較差。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種車輛變速用自動掛檔裝置及其控制方法，盡量簡化換檔裝置結構，縮短換檔時間，提高傳動效率，降低成本，方便維修和使用。

本發(fā)明的技術方案為：一種車輛變速用自動掛檔裝置，包括掛檔電機、滾珠絲桿、多邊形軸套、軸承i、軸承ii、螺母、擺塊、主軸、滾針軸承、掛檔位置傳感器擺臂、位置傳感器和殼體，所述掛檔電機、滾珠絲桿通過多邊形軸套聯(lián)結，所述滾珠絲桿的兩端均設有軸承i和軸承ii，所述滾珠絲桿上套設有螺母，所述螺母傳動配合連接有擺塊且擺塊通過自身孔套裝在主軸上，所述主軸上套設有滾針軸承且滾針軸承也位于擺塊的孔內，所述擺塊還與掛檔位置傳感器擺臂相連接且掛檔位置傳感器擺臂設于殼體內，所述殼體內設有位置傳感器。

優(yōu)選地，所述掛檔電機的主軸軸端采用多邊形軸，通過相配合的多邊形軸套傳遞驅動扭矩到滾珠絲桿。

優(yōu)選地，所述滾珠絲桿的一端通過軸承座內的軸承i定位、通過軸承ii限制軸向串動，且所述軸承座設于掛檔電機的端面上且由掛檔電機安裝止口限位和固定；所述滾珠絲桿的另一端通過軸承i、軸承ii固定在殼體內。

優(yōu)選地，所述螺母的兩側均有一個柱狀凸起，所述擺塊具有與螺母柱狀凸起卡裝的分叉部，所述螺母的柱狀凸起分別卡設在擺塊相應的分叉部上實現(xiàn)傳動配合連接。

優(yōu)選地，所述擺塊一側有較小的柱狀凸起，所述位置傳感器的撥叉具有分叉部，所述擺塊的柱狀凸起可與位置傳感器的分叉部中間位置卡裝。

優(yōu)選地，所述軸承座上設有o形圈和油封。

優(yōu)選地，所述滾針軸承兩端安裝有卡簧。

優(yōu)選地，所述掛檔電機固定在殼體上，所述主軸安裝于殼體內且以封板將主軸封閉在殼體中。

優(yōu)選地，進一步還包括電控單元，所述電控單元與位置傳感器、掛檔電機均電氣連接。

一種車輛變速用自動掛檔裝置控制方法，包括如下步驟，

(1)當電控單元判斷需要換檔后，電控單元控制掛檔電機動作，驅動滾珠絲杠和螺母，并將軸向推力傳遞給擺塊，并經(jīng)主軸上的軸承支撐使擺塊旋轉；再通過位置傳感器的位置指示，至變速箱的空檔位置；

(2)電控單元控制掛檔電機，驅動絲杠和螺母，并將軸向推力傳遞給擺塊，經(jīng)主軸上的軸承支撐，使擺塊端部撥頭旋轉；

(3)再通過位置傳感器的位置指示，到達目標檔位位置，實現(xiàn)換檔至結束。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明提供一種車輛變速用自動掛檔裝置及其控制方法，結構簡單、輕巧，機械效率高；安裝方便，占用空間?。粍恿鬟f平穩(wěn)，位置準確，易于實現(xiàn)程序控制；成本低，易實施；可匹配兩檔箱機械式自動變速箱，無選檔過程。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

圖2為圖1中的a-a截面視圖。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施方式，對本發(fā)明做進一步說明。

如圖1至圖2所示，一種車輛變速用自動掛檔裝置，包括掛檔電機(1)、滾珠絲桿(5)、多邊形軸套(2)、軸承i(3)、軸承ii(4)、螺母(6)、擺塊(7)、主軸(9)、滾針軸承(10)、掛檔位置傳感器擺臂(8)、位置傳感器(12)和殼體(11)。

具體連接方式為：掛檔電機(1)、滾珠絲桿(5)通過多邊形軸套(2)聯(lián)結。掛檔電機(1)的主軸軸端采用多邊形軸，通過相配合的多邊形軸套(2)傳遞驅動扭矩到滾珠絲桿(5)。掛檔電機(1)直接固定在殼體(11)內。

滾珠絲桿(5)的兩端均設有軸承i(3)和軸承ii(4)。其中滾珠絲桿(5)的一端通過軸承座(13)內的軸承i(3)定位、通過軸承ii(4)限制軸向串動，且軸承座(13)設于掛檔電機(1)的端面上且由掛檔電機(1)安裝止口限位和固定；滾珠絲桿(5)的另一端通過軸承i(3)、軸承ii(4)固定在殼體(11)上。軸承座(13)上設有o形圈(16)和油封(17)。

滾珠絲桿(5)上套設有螺母(6)，螺母(6)傳動配合連接有擺塊(7)且擺塊(7)通過自身孔套裝在主軸(9)上，具體地螺母(6)的兩側均有一個柱狀凸起，擺塊(7)具有與螺母(6)柱狀凸起卡裝的分叉部，柱狀凸起分別卡設在相應的分叉部上實現(xiàn)傳動配合連接，主軸(9)上套設有滾針軸承(10)且滾針軸承(10)也位于擺塊(7)的孔內，滾針軸承(10)兩端安裝有卡簧(14)以防止?jié)L針軸承(10)滑脫，主軸(9)安裝于殼體(11)內且以封板(15)將主軸(9)封閉在殼體(11)中。

擺塊(7)還與掛檔位置傳感器擺臂(8)相連接且掛檔位置傳感器擺臂(8)設于殼體(11)內。殼體(11)內設有位置傳感器(12)，具體地擺塊(7)一側有較小的柱狀凸起，位置傳感器(12)的撥叉具有分叉部，擺塊(7)的柱狀凸起可與位置傳感器(12)的分叉部中間位置卡裝。

進一步還本發(fā)明包括電控單元，電控單元與位置傳感器(13)、掛檔電機(1)均電氣連接。

一種車輛變速用自動掛檔裝置控制方法，包括如下步驟，

(1)當電控單元判斷需要換檔后，電控單元控制掛檔電機動作，驅動滾珠絲杠和螺母，并將軸向推力傳遞給擺塊，并經(jīng)主軸上的軸承支撐使擺塊旋轉；再通過位置傳感器的位置指示，至變速箱的空檔位置；

(2)電控單元控制掛檔電機，驅動絲杠和螺母，并將軸向推力傳遞給擺塊，經(jīng)主軸上的軸承支撐，使擺塊端部撥頭旋轉。

本掛檔機構換檔時間包括：退空檔時間→同步時間→掛檔時間。沒有包括中國專利cn201110362638.6中的選檔時間+分離離合器時間+結合離合器時間。使掛檔時間縮短，減少頓挫感，減少了動力損耗，提高純電動車行駛里程。

上述的實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，不能以此來限定本發(fā)明的權利范圍，因此，依本發(fā)明申請專利范圍所作的修改、等同變化、改進等，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。