CN108194628A - 一种电控机械式自动换挡机构 - Google Patents

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时军辉
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Abstract

本发明涉及一种电控机械式自动换挡机构（AMT），属于机动车的变速控制领域。现有技术中的自动换挡机构，其换挡信号是借助于换挡轴的转动而间接获得的，传感器所获得的信号与换挡指的实际移动位置可能存在偏差。本发明的电控机械式自动换挡机构包括第一换挡机构和第二换挡机构，其中每一个换挡机构都包括换挡电机（11、16）、换挡丝杠副（4、3）、换挡指（9、8）、换挡位置传感器（6、1），以及换挡轴（7）。每一个换挡机构还包括换挡传感轴（5、2），所述的换挡轴（7）固定不动地支撑着换挡指（9、8）绕其转动。丝杠螺母同时驱动换挡指（9、8）及换挡传感轴（5、2）同步转动。换挡传感轴与换挡位置传感器相连接。

Description

一种电控机械式自动换挡机构
技术领域
本发明涉及机动车领域，具体说，涉及机动车的电控机械式自动换挡机构（AMT）。
背景技术
AMT为Automated Mechanical Transmission的缩写，即电控机械式自动变速器，或称电控机械式自动换挡机构。
电控机械式自动变速器是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的，它融合了 AT（自动） 和 MT（手动）两者的优点，是一种机电液一体化的自动变速器。AMT既具有液力自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动效率高、成本低、结构简单、易制造等长处，是非常适合我国国情的一种自动变速器。
其工作原理是在总体传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统来实现换档的自动化。
CN 106051137A号发明专利申请中公开了一种采用了电控机械式自动换挡机构的四挡变速器，其中的电控机械式自动换挡机构如图1所示。
在该换挡机构中设置了两台电机，它们分别对一、二挡及三、四挡的换挡作业进行控制。采用该机构，取消了原先选挡的操作过程，有利于提高换挡的准确性及稳定性。
在上述换挡机构中，通过电机及与电机相连的丝杠驱动丝杠螺母移动，并借助于一U型槽带动换挡指转动，经由该换挡指的转动再带动换挡轴转动。在该结构中，换挡指与换挡轴相对静止。操作过程中换挡轴受换挡指的驱动而转动，经由换挡轴将其旋转的角度信号传送给传感器，从而实现对换挡指的控制。
为了实现换挡轴与换挡指的同步转动，现有技术中换挡轴与换挡指的配合方式如图2所示，其换挡轴为方轴、换挡指的中心孔为方孔。
上述结构的主要缺点是结构较为复杂、加工成本较高。此外，由于其换挡信号是借助于换挡轴的转动而间接获得的，其中间经过一次转换，并非直接来自于丝杠螺母，故传感器所获得的信号与换挡指的实际移动位置可能存在偏差。
发明内容
针对现有技术所存在的问题，本发明提供了一种电控机械式自动换挡机构，其目的是进一步实现该自动换挡机构的结构简单化，并由此降低加工成本。同时进一步提高换档作业的准确性及稳定性。
为实现上述目的，本发明提供了一种电控机械式自动换挡机构，该机构包括：
第一换挡机构和第二换挡机构，其中每一个换挡机构都包括换挡电机、换挡丝杠副、换挡指、换挡位置传感器以及换挡轴。每一个换挡机构还包括换挡传感轴，所述的换挡轴固定不动地支撑着换挡指绕其转动。
在本发明的一个实施例中，每一个换挡丝杠副中丝杠螺母的两侧设有凸轴，它们分别通过U型槽与换挡指及换挡传感轴相连接，并带动它们同步转动，换挡传感轴与换挡位置传感器相连接，将其角位移信号传递给换挡位置传感器。
在本发明的另一个实施例中，每一个换挡丝杠副中丝杠螺母的底部或两侧设有齿条，该齿条与换挡指及换挡传感轴端部的齿轮相啮合，带动换挡指及换挡传感轴转动，换挡传感轴将其角位移信号传递给换挡位置传感器。
为实现更好的技术效果，在本发明一优选的技术方案中，所述的丝杆为滚珠丝杠结构，其两端设有推力滚针轴承，以提高丝杠运行的平稳性。
采用本发明上述的技术方案，可以使电控机械式自动换挡机构得以简化，结构更加合理，并由此降低制造成本；由丝杠螺母直接驱动换挡指及换挡传感器轴同步转动，可以使传感器所获得的位置信号直接来自于丝杠螺母，与换挡指的实际位置更加匹配，有助于提高换挡信号的可靠性及换挡的稳定性。
附图说明
附图1是现有技术中一种电控机械式自动换挡机构的结构示意图；
附图2是现有技术中一种换挡指与换挡轴配合的结构示意图；
附图3是本发明电控机械式自动换挡机构的一个实施例的主剖结构示意图；
附图4是图3所示实施例中一、二挡换挡结构的剖视图；
附图5是本发明电控机械式自动换挡机构的俯视图；
附图6是图3所述实施例的换挡结构示意图；
附图7是本发明电控机械式自动换挡机构另一个实施例的换挡结构示意图。
附图中的零部件名称与标号的对应关系是：
1-第二换挡位置传感器，2-第二换挡传感轴，3-第二换挡丝杠副，4-第一换挡丝杠副，5-第一换挡传感轴，6-第一换挡位置传感器，7-换挡轴，8-第二换挡指，9-第一挡换挡指，10-顶盖，11-第一挡换挡电机，12-左推力滚针轴承，13-壳体，14-右推力滚针轴承，15-丝杠衬套，16-第二换挡电机。
具体实施方式
如上所述，现有技术中的换挡信号是借助于换挡轴的转动传递给换挡位置传感器的，所传递信号的与换挡指的转动有可能存在不一致，而且其结构较为复杂，加工成本较高。本发明将换挡轴的转动改为固定不动，通过丝杠螺母直接驱动换挡轴，进而由换挡轴将角位移位置信号传递给传感器。
以下结合说明书附图，通过两个具体实施例对本发明的技术方案做详细说明。
实施例一
本发明的电控机械式自动换挡机构包括第一换挡机构和第二换挡机构，两者的结构基本相同。第一换挡机构用于完成一、二挡的换挡作业，第二换挡机构用于完成三、四挡的换挡作业。
如图3和4所示，第一换挡机构包括第一挡换挡电机11、第一换挡丝杠副4、第一换挡位置传感器6、第一挡换挡指9、第一换挡传感轴5及第一换挡轴7。
第二换挡机构包括第二换挡电机16、第二换挡丝杠副3、第二换挡位置传感器1、第二换挡指8、第二换挡传感轴2及第二换挡轴（未示出）。
在该实施例中，采用了U型槽结构将丝杠螺母的平动转化为换挡指及换挡传感轴的转动。
以下以第一换挡机构为例，对本发明换挡机构的结构及其配合关系进行说明。
在控制系统的控制下，第一换挡电机11直接驱动第一换挡丝杠副4运动，第一换挡丝杠副4中的丝杠螺母沿丝杠左右移动，其两侧的凸轴分别通过一设置在第一换挡指9及第一换挡传感轴5端部的U型槽与之相连接，并带动其同步转动。
其中，第一挡换挡指9以可旋转的方式安装在固定不动的第一换挡轴7上。第一换挡传感轴5与设置在丝杠上的第一换挡位置传感器6相连接，将第一换挡传感轴5的角位移信号传递给第一换挡位置传感器6。控制系统根据第一换挡位置传感器6提供的信息对换挡作业进行控制。
为了提高换挡作业的稳定性及可靠性，所述的丝杠可以采用滚珠丝杠结构，换挡丝杠副4的两端可以采用推力滚针12、15轴承来承载其轴向力。
如图3所示，换挡指9通过一个圆形孔支撑在圆形换挡轴7上，换挡指9与换挡轴7之间为间隙配合。
实施例二
该实施例与实施例一的不同之处仅在于：
在丝杠螺母对换挡轴及换挡传感轴的驱动机构中，取消了丝杠螺母与U型槽的配合，而代之以齿轮-齿条的配合。
如图7所示，在每一个丝杠螺母的底部设有齿条，该齿条同时与换挡指9、8及换挡传感轴5、2端部的齿轮相啮合。丝杠螺母的移动将带动换挡指9、8及换挡传感轴5、2转动，换挡传感轴5、2将其角位移信号传递给换挡位置传感器6、1。
图7所示的齿条设置在丝杠螺母的下方，当然，也可以将其设置在丝杠螺母的两侧，同样可以驱动换挡指及换挡传感轴同步转动。
其它与实施例一相同的内容不再赘述。
以上以实施例的方式对本发明的换挡机构进行了说明。应当说明的是，虽然上述实施例中的换挡指和换挡传感轴是以同样的方式被驱动的，但也可以采用不同的方式进行驱动。例如用U型槽驱动换挡指，而用齿轮齿条驱动换挡传感轴，反之亦然。
很显然，除了采用凸轴-U型槽及齿轮-齿条的配合方式之外，本领域技术人员熟知的其它机械传动方式也可以用于该换挡机构。

Claims (4)

1.一种电控机械式自动换挡机构，包括第一换挡机构和第二换挡机构，其中每一个换挡机构都包括：换挡电机（11、16）、换挡丝杠副（4、3）、换挡指（9、8）、换挡位置传感器（6、1），以及换挡轴（7），其特征在于：
每一个换挡机构还包括换挡传感轴（5、2），所述的换挡轴（7）固定不动地支撑着换挡指（9、8）绕其转动。
2.如权利要求1所述的自动换挡机构，其特征在于：
每一个换挡丝杠副（4、3）中丝杠螺母的两侧分别设有凸轴，它们分别通过U型槽与换挡指（9、8）及换挡传感轴（5、2）相连接，并带动它们同步转动，换挡传感轴（5、2）与换挡位置传感器（6、1）相连接，将其角位移信号直接传递给换挡位置传感器（6、1）。
3.如权利要求1所述的自动换挡机构，其特征在于：
每一个换挡丝杠副（4、3）中丝杠螺母的底部或两侧设有齿条，该齿条与换挡指（9、8）及换挡传感轴（5、2）端部的齿轮相啮合，带动换挡指（9、8）及换挡传感轴（5、2）转动，换挡传感轴（5、2）将其角位移信号直接传递给换挡位置传感器（6、1）。
4.如权利要求1-3任一权利要求所述的自动换挡机构，其特征在于：所述的丝杆为滚珠丝杠结构，其两端设有推力滚针轴承（12、14）。
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