CN107542919A

CN107542919A - 一种汽车自动变速器用高集成电磁同步器操纵系统

Info

Publication number: CN107542919A
Application number: CN201711034371.1A
Authority: CN
Inventors: 吴维; 李博; 苑士华; 胡纪滨
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2018-01-05

Abstract

本发明公开了一种汽车自动变速器用高集成电磁同步器操纵系统，用于对所述同步器进行控制，包括永磁体、通电线圈、位移传感器、推力轴承；将同步器上结合套内安装的换挡拨叉替换成通电线圈，通电线圈围绕于结合套外侧、且通电线圈与结合套外侧壁不接触；其中通电线圈两端通过推力轴承固定于结合套两端；位移传感器设置于通电线圈内侧；永磁体固定于同步器外部与通电线圈相对应的位置；对通电线圈进行通电，使得永磁体和通电线圈之间产生电磁感应，则通电线圈在电磁感应的作用下带动所述同步器移动。该系统换挡位置控制精度高，换挡冲击较小。

Description

一种汽车自动变速器用高集成电磁同步器操纵系统

技术领域

本发明属于车辆自动控制技术领域，具体涉及一种汽车自动变速器用高集成电磁同步器操纵系统。

背景技术

随着汽车电子和电气化的发展，车辆各组成部件也逐渐由液压气动向全电化方向发展，整车电气化成为了车辆装置的主要发展趋势。车辆变速器作为影响车辆性能的重要因素，其选档/换挡性能的好坏不仅仅与变速器本身的性能优劣直接相关，同时也与其换挡操纵机构及其换挡过程的控制方法等有着重要关系。

良好的操纵换挡换挡装置能够保证变速器相邻档位换挡过程结合平顺，过渡平稳，冲击小。传统的换挡操纵机构，尤其是远距离操纵机构很难保证换挡的精确可靠，且在换挡过程容易造成手感不适，进而影响了换挡的舒适性。同时由于各连接件间隙的存在，对于换挡位置的控制不能非常精准，难以实现精确而舒适的换挡。中国专利CN105351517提出了一种增加了中央定位器的新型机械式换挡操纵装置，一定程度上改善了换挡的平顺性，减小了空挡的间隙。中国专利CN103307219提出了一种新型的电动汽车两档机械式自动变速器，其采用调速性能良好的驱动电机，降低了驱动系统对驱动电机的要求，提高了整车的动力性和经济性。中国专利CN104154138提出了一种可增大轴向力，减小换挡操纵力并缩短同步时间的汽车同步器。应当指出，上述专利由于在操纵过程中仍需要驾驶员进行手动换挡操作，并未从根本上改善换挡冲击较大，换挡位置难以精确控制的问题。

现有的同步器换挡装置一般是机械机构，控制机构一般是机械或者液压控制，因此换挡过程冲击大、且位置控制不精确。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种汽车自动变速器用高集成电磁同步器操纵系统，其换挡位置控制精度高，换挡冲击较小。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种汽车自动变速器用高集成电磁同步器操纵系统，用于对所述同步器进行控制，包括永磁体、通电线圈、位移传感器、推力轴承；将所述同步器上结合套内安装的换挡拨叉替换成所述通电线圈，通电线圈围绕于结合套外侧、且通电线圈与结合套外侧壁不接触；其中通电线圈两端通过推力轴承固定于结合套两端；位移传感器设置于通电线圈内侧。

永磁体固定于同步器外部与通电线圈相对应的位置；对所述通电线圈进行通电，使得永磁体和通电线圈之间产生电磁感应，则通电线圈在电磁感应的作用下带动所述同步器移动。

进一步地，位移传感器为霍尔位置传感器。

有益效果：

1、该同步器操纵系统实现了操纵机构和执行机构的高度集成化，电磁感应带动线圈运动、进而带动同步器运动的方式，使得传统换挡过程中换挡间隙过大无法实现换挡位置精确控制的问题得以解决。换挡冲击时间很短。同时由于采用了电气化结构，该系统能够缩短操纵距离、简化结构设计。

附图说明

图1为本发明系统结构图；1-固定座；2-通电线圈；3-推力轴承；4-结合套；5-A档接合齿圈；6-定位销；7-输出轴；8-输入轴；9-弹簧；10-B档接合齿圈；11-滑块；12-固定架；13-位移传感器；14-导线；15-永磁体。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

该全电式集成同步操纵系统结构如图1所示，主要由1-固定座、2-通电线圈、3-推力轴承、4-结合套、5-A档接合齿圈、6-定位销、7-输出轴、8-输入轴、9-弹簧、10-B档接合齿圈、11-滑块、12-固定架、13-位移传感器、14-导线、15-永磁体组成。其中，固定架1上安装永磁体15，用于产生永久磁场，保证通电线圈在磁场中的正常移动，该装置固定不动。线圈2通过导线14一个正极一个负极接受外部电源提供的电能，通过改变电流的大小和方向实现线圈作动力和位置的改变，进而实现档位的切换。其中固定座1仅用于固定永磁体，与装置其他部分无接触。

将所述同步器上结合套内安装的换挡拨叉替换成所述通电线圈2，所述通电线圈2围绕于结合套外侧、且通电线圈2与结合套外侧壁不接触；其中通电线圈2两端通过推力轴承固定于结合套两端；所述位移传感器13设置于通电线圈2内侧；永磁体15固定于同步器外部与通电线圈2相对应的位置；对所述通电线圈2进行通电，使得永磁体15和通电线圈2之间产生电磁感应，则通电线圈2在电磁感应的作用下带动所述同步器移动。

永磁体产生永久磁场，根据法拉第电磁感应定律，通电线圈在磁场中受力，进而带动接合套左右移动实现换挡操作，外部供能装置向线圈输入电能产生电流。

霍尔式位置传感器安装在通电线圈内侧，对线圈的移动距离进行精确的定位，从而实现接合套的轴向精确移动。

该新型同步器装置与传统同步器装置相比，实现了同步器操纵装置和执行装置的统一，结构得到大大简化。

应当指出，本发明专利仅以锁环式同步器作为样例进行该全电式同步器操纵系统的说明，该装置同样可以采用在其他类型同步器上。

工作过程中，假定由图示位置的空挡向A档进行换挡，位置传感器13检测线圈2目前所在的位置x₁，上传给整车控制器ECU，当驾驶员给出换A档信号后，整车控制器将x₁与之前存入数据库中的A档位置换至各档位的位置信息在同步器安装后即可获取进行对比，快速计算得出接合套换入A档所需要移动的距离，接着将该信号传送给线圈外部供电电源所在的控制器，控制器根据输入的位置信息，该确定电源输出电流大小及方向，受磁场力作用的线圈2通过推力轴承3推动滑块11移动，实现变速器挂入A档位。换挡过程中由于是电磁线圈加力，因而推动时间很短，换挡十分迅速。同时由于取消了换挡拉杆和换挡轴等机构，换挡冲击大大减少，同时不会回传给施加换挡信号的驾驶员手上，因而驾驶员会感到换挡舒适性加强。

由A档退回空档的过程与上述过程类似，但是电流方向反向，使得线圈2和接合套4移动方向相反。

由A档换入B档时，位置传感器13检测A档位线圈所在位置，不必要与空档位置进行对比，而直接与整合控制器内部B档位置数据快速对比，直接进行A-B的快速换挡。

5-A档接合齿圈和9-B档接合齿圈全部采用圆锥摩擦面设计，在换档时平滑，顿挫感小，同步时间很短。换挡冲击主要由线圈来承受，而其自身质量十分轻微，因而对其他部分的影响相对很小。

装置优点：

该同步器换挡装置实现了操纵机构和执行机构的高度集成化，结构简单，操纵方便。同时，高位置精度的音圈电机的使用使得传统换挡过程中换挡间隙过大无法实现换挡位置精确控制的问题得以解决。换挡冲击时间很短，让驾驶员的舒适性能够得到很大的提高。

综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种汽车自动变速器用高集成电磁同步器操纵系统，用于对所述同步器进行控制，其特征在于，包括永磁体(15)、通电线圈(2)、位移传感器(13)、推力轴承(3)；将所述同步器上结合套内安装的换挡拨叉替换成所述通电线圈(2)，所述通电线圈(2)围绕于结合套外侧、且通电线圈(2)与结合套外侧壁不接触；其中通电线圈(2)两端通过推力轴承固定于结合套两端；所述位移传感器(13)设置于通电线圈(2)内侧；

所述永磁体(15)固定于同步器外部与通电线圈(2)相对应的位置；对所述通电线圈(2)进行通电，使得永磁体(15)和通电线圈(2)之间产生电磁感应，则通电线圈(2)在电磁感应的作用下带动所述同步器移动。

2.如权利要求1所述的一种汽车自动变速器用高集成电磁同步器操纵系统，其特征在于，所述位移传感器为霍尔位置传感器。