CN104896078A - 一种新型机械式自动变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型机械式自动变速器，其特征在于，所述自动变速器包括手动变速箱、电控单元、操纵手柄、选换挡操纵杆以及选换挡装置，所述选换挡操纵杆通过拉索单元与选换挡装置连接，所述电控单元控制选换挡装置，所述操纵手柄对自动换挡和手动换挡模式进行切换。该技术方案中将选换挡装置与变速箱进行功能模块化分离，并且保留拉索装置，便于传统的手动挡变速箱改装成机械自动变速箱，使得本发明适配性高、改动量小，适用于大部分的手动变速箱，应用范围更加广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种变速器，具体涉及一种新型机械式自动变速器，属于汽车变速器及换挡装置技术领域。
背景技术
变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比，又称变速箱。变速器由变速传动机构和操纵机构组成，有些汽车还有动力输出机构。目前市场上常见的变速器有传统的手动变速器也有电控机械式变速器，自动变速器（Automatic Transmission，简称：AT），亦称自动变速箱，通常来说是一种可以在车辆行驶过程中自动改变齿轮传动比的汽车变速器，从而使驾驶员不必手动换档，也用于大型设备铁路机车。电控机械式自动变速器（简称AMT）的内部齿轮结构与传统手动变速器（简称MT）一致，其关键技术在于其选换挡的控制及其执行机构。目前主流的是去掉拉索，对变速箱壳体及选、换挡操纵杆重新进行设计，将选、换挡装置与变速箱集成一体。这种方案对变速箱改动大，需要重新设计的部件多，结构紧凑，但是复杂、成本高，还需要考虑所添加的高精度传感器的装配以及相配套的连接件，对于大多与的变速器生产厂家，该技术方案并不适用，因此，迫切的需要一种新的技术方案解决现有技术中存在的技术问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种新型机械式自动变速器，该自动变速器保留了现有技术中的拉索装置，整个技术方案结果简单紧凑，传统手动变速箱可以方便的改装，成本大大降低。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种新型机械式自动变速器，其特征在于，所述自动变速器包括手动变速箱、电控单元、操纵手柄、选换挡操纵杆以及选换挡装置，所述选换挡操纵杆通过拉索单元与选换挡装置连接，所述电控单元控制选换挡装置，所述操纵手柄对自动换挡和手动换挡模式进行切换。
作为本发明的一种改进，所述手动变速箱内设置有离合器，所述自动变速器还包括离合器电机，所述电控单元通过离合器电机控制离合器。
作为本发明的一种改进，所述拉索单元包括选档拉索和换挡拉索，所述选档拉索和换挡拉索均设置在操纵杆和选换挡装置之间。
作为本发明的一种改进，所述选换挡装置包括壳体、设置在壳体内部的选档组件和换挡组件，其中选档组件和选档组件平行设置。
作为本发明的一种改进，所述选档组件包括选档电机、选档电机转角传感器以及选档摆臂，所述选档摆臂的一端连接选档拉索，另一端连接选档电机转角传感器，所述选档电机转角传感器的另一端连接选档电机；所述换挡组件包括换挡电机、换挡电机转角传感器以及换挡摆臂，所述换挡摆臂的一端连接换挡拉索，另一端连接换挡电机转角传感器，所述换挡电机转角传感器的另一端连接换挡电机。
作为本发明的一种改进，所述选档组件包括选档电机、选档丝杆、选档滑块以及选档电机转角传感器，所述选档电机连接选档丝杆，所述选档丝杆上设置有选档滑块，所述选档滑块上设置选档电机转角传感器，所述选档滑块的另一端连接选档拉索，所述换档组件包括换档电机、换档丝杆、换档滑块以及换档电机转角传感器，所述换档电机连接换档丝杆，所述换档丝杆上设置有换档滑块，所述换档滑块上设置换档电机转角传感器，所述换档滑块的另一端连接换档拉索
相对于现有技术，本发明的优点如下：1）该技术方案整体设计巧妙，结构简单紧凑，生产、改装成本大大降低，2）该技术方案中保留了传统的拉索装置，使得选换挡执行装置和离合器与变速箱本体功能模块化分离，因此，该技术方案同样适用于绝大部分手动变速箱的AMT化改装，并且改装结构简单，成本大大降低；3）该技术方案采用的选换挡执行机构和离合器执行机构形式多样，可以根据不同车型不同手动变速箱进行选配；4）该技术方案集成性好，所占空间小，方便在车内布置。
附图说明
图1为本发明中的电机摆臂拉索式机械自动变速箱结构示意图；
图2为本发明中的电机丝杆滑块式机械自动变速箱结构示意图；
图中：1-电控单元；2-选换挡装置壳体；3-选挡电机；4-离合器电机；5-换挡电机；6-选挡电机转角传感器；7-换挡电机转角传感器；8-选挡摆臂；9-换挡摆臂；10选挡拉索；11-换挡拉索；12-手动变速箱；13-选、换挡操纵杆；14-操纵手柄；15-选挡丝杆；16-换挡丝杆；17-选挡滑块；18-换挡滑块，19-选换挡装置，20-离合器。
具体实施方式
为了加深对本发明的认识和理解，下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步的说明和介绍。
实施例1：参见图1、图2，一种新型机械式自动变速器，所述自动变速器包括手动变速箱19、电控单元1、操纵手柄14、选换挡操纵杆13以及选换挡装置19，所述选换挡操纵杆13通过拉索单元与选换挡装置19连接，所述电控单元1设置在选换挡装置19与操纵手柄14之间，所述手动变速箱12内设置有离合器20，所述自动变速器还包括离合器电机4，所述电控单元1通过离合器电机4控制离合器，所述拉索单元包括选档拉索10和换挡拉索11，所述选档拉索10和换挡拉索11均设置在操纵杆13和选换挡装置19之间，所述选换挡装置19包括壳体2、设置在壳体2内部的选档组件和换挡组件，其中选档组件和选档组件平行设置。
实施例2：参见图1，作为本发明的一种改进，所述选档组件包括选档电机3、选档电机转角传感器6以及选档摆臂8，所述选档摆臂8的一端连接选档拉索10，另一端连接选档电机转角传感器6，所述选档电机转角传感器6的另一端连接选档电机3；所述换挡组件包括换挡电机5、换挡电机转角传感器7以及换挡摆臂9，所述换挡摆臂9的一端连接换挡拉索11，另一端连接换挡电机转角传感器7，所述换挡电机转角传感器7的另一端连接换挡电机5。其余结构和优点与实施例1完全相同。
实施例3：参见图2，作为本发明的一种改进，所述选档组件包括选档电机3、选档丝杆15、选档滑块17以及选档电机转角传感器6，所述选档电机3连接选档丝杆15，所述选档丝杆15上设置有选档滑块17，所述选档滑块17上设置选档电机转角传感器6，所述选档滑块17的另一端连接选档拉索10，所述换档组件包括换档电机5、换档丝杆16、换档滑块18以及换档电机转角传感器7，所述换档电机5连接换档丝杆16，所述换档丝杆16上设置有换档滑块18，所述换档滑块18上设置换档电机转角传感器7，所述换档滑块的另一端连接换档拉索11。其余结构和优点与实施例1完全相同。
工作过程：参见图1，该技术方案提供拉索式AMT的变速箱选换挡装置，包括：电控单元1、选换挡装置19、选换挡装置壳体2、选挡电机3、离合器电机4、换挡电机5、选挡电机转角传感器6、换挡电机转角传感器7、选挡摆臂8；换挡摆臂9、选挡拉索10、换挡拉索11、手动变速箱12、选换挡操纵杆13、操纵手柄14；该装置用三个电机及配套的摆臂机构，即能对离合器、选、换挡分别进行控制，协调完成换挡过程；其中，所述的选挡电机3、离合器电机4、换挡电机5作为动力源，电机与选换挡装置壳体固联，自带蜗轮蜗杆减速装置的电机通过其输出轴与摆臂固联，电机轴带动摆臂旋转，同时与电机轴同心并和摆臂固连的角度传感器采集电机所转过角度，反馈至电控单元来控制电机的转速，摆臂与拉索固连，使得该装置对拉索控制以实现离合器、选档、换挡的执行动作。在具体进行换挡动作时，只要不是起步，首先换挡机构都要先退出至空档位置，此时只需控制换挡电机5转动，固连的换挡摆臂9也随之转动，摆过与电机轴所转相同的角度，从而换挡摆臂9的摆动近似使得换挡拉索11直线运动，最终拉动换挡拉索11使选换挡操纵杆13退到空挡位置，实现退挡；由于电机带有蜗轮蜗杆装置，能实现自锁功能，退挡成功至空挡，下面以变速箱从二挡换入三挡为例进行说明。当电控单元1接到换挡信号后，系统首先应离合器分离。此时控制离合器电机4旋转实现离合器控制。当电控单元确定离合器完全分离后，立即给换挡电机5发出退挡指令。电控单元1根据换挡转角传感器6反馈的真实值驱动换挡电机5通过换挡摆臂9使换挡拉索11拉动选、换挡操纵杆13退到空挡位置，完成二挡到空挡动作；退挡确认完成，电控单元1控制选挡电机3，电机轴旋转带动选挡摆臂8使得选挡拉索10拉动选、换挡操纵杆13走到三挡位置。只要走到的位置属于预设好的区间内，不用等待电机完全稳定，电控单元1直接驱动换挡电机5旋转带动换挡摆臂9使得换挡拉索11拉动选、换挡操纵杆13进挡，实现进挡动作完成。选换挡动作完成后，电控单元控制离合器电机4，旋转带动摆臂使得离合器拉索工作，并由角度传感器反馈值控制离合器电机转速，使得离合器按所需要求完全结合。
参见图2，该技术方案为电机丝杆滑块式机械自动变速箱，选档组件包括选档电机3、选档丝杆15、选档滑块17以及选档电机转角传感器6，所述选档电机3连接选档丝杆15，所述选档丝杆15上设置有选档滑块17，所述选档滑块17上设置选档电机转角传感器6，所述选档滑块17的另一端连接选档拉索10，所述换档组件包括换档电机5、换档丝杆16、换档滑块18以及换档电机转角传感器7，所述换档电机5连接换档丝杆16，所述换档丝杆16上设置有换档滑块18，所述换档滑块18上设置换档电机转角传感器7，所述换档滑块的另一端连接换档拉索11，其余结构与实施例1中的完全相同，在具体进行换挡动作时，只要不是起步，首先换挡机构都要先退出至空档位置，此时只需控制换挡电机5转动，固连的换挡丝杆16也随之转动，使得通过螺纹连接与换挡丝杆16相连的换挡滑块18在换挡丝杆16上做直线运动，从带动换挡拉索11直线运动，最终拉动换挡拉索11使选、换挡操纵杆13退到空挡位置，实现退挡，选挡过程运动原理与换挡一样。
需要说明是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述实施例的基础上作出的等同替换或者替代，均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种新型机械式自动变速器，其特征在于，所述自动变速器包括手动变速箱、电控单元、操纵手柄、选换挡操纵杆以及选换挡装置，所述选换挡操纵杆通过拉索单元与选换挡装置连接，所述电控单元控制选换挡装置，所述操纵手柄对自动换挡和手动换挡模式进行切换。
2.根据权利要求1所述的新型机械式自动变速器，其特征在于，所述手动变速箱内设置有离合器，所述自动变速器还包括离合器电机，所述电控单元通过离合器电机控制离合器。
3.根据权利要求2所述的新型机械式自动变速器，其特征在于，所述拉索单元包括选档拉索和换挡拉索，所述选档拉索和换挡拉索均设置在操纵杆和选换挡装置之间。
4.根据权利要求3所述的新型机械式自动变速器，其特征在于，所述选换挡装置包括壳体、设置在壳体内部的选档组件和换挡组件，其中选档组件和选档组件平行设置。
5.根据权利要求3或4所述的新型机械式自动变速器，其特征在于，所述选档组件包括选档电机、选档电机转角传感器以及选档摆臂，所述选档摆臂的一端连接选档拉索，另一端连接选档电机转角传感器，所述选档电机转角传感器的另一端连接选档电机；所述换挡组件包括换挡电机、换挡电机转角传感器以及换挡摆臂，所述换挡摆臂的一端连接换挡拉索，另一端连接换挡电机转角传感器，所述换挡电机转角传感器的另一端连接换挡电机。
6.根据权利要求5所述的新型机械式自动变速器，其特征在于，所述选档组件包括选档电机、选档丝杆、选档滑块以及选档电机转角传感器，所述选档电机连接选档丝杆，所述选档丝杆上设置有选档滑块，所述选档滑块上设置选档电机转角传感器，所述选档滑块的另一端连接选档拉索，所述换档组件包括换档电机、换档丝杆、换档滑块以及换档电机转角传感器，所述换档电机连接换档丝杆，所述换档丝杆上设置有换档滑块，所述换档滑块上设置换档电机转角传感器，所述换档滑块的另一端连接换档拉索。
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