CN108302199B - 一种嵌套式amt选换挡操控机构及操纵方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种嵌套式AMT选换挡操控机构，包括拨叉轴、选挡导块、换挡导块、第一拨叉和第二拨叉；换挡导块和选挡导块相互嵌套安装于拨叉轴中部，同时将第一拨叉和第二拨叉空套布置于换挡导块两端，换挡导块与拨叉轴轴向固定联接，径向可自由旋转，换挡导块上设有换挡拨头和自锁凹槽，换挡拨头装入选挡导块轴向开口槽中，可沿开口槽轴向滑动，并通过换挡导块带动拨叉进行挂挡。同时通过选挡导块和拨叉换挡槽的相互配合，实现挡位的互锁功能。该设计与传统操纵机构相比，结构紧凑，零件数量少，能有效节省空间，可有效降低变速器制造成本，具有较高的使用价值和推广价值。

Description

一种嵌套式AMT选换挡操控机构及操纵方法

技术领域

本发明涉及机动车的变速器领域，具体为一种嵌套式AMT选换挡操控机构及操纵方法。

背景技术

汽车变速器的换挡操纵控制形式多样，一般来说，根据变速器挡位的多少，设计不同挡位的若干个拨叉以及与拨叉数量相等的拨叉轴。同时，为实现自锁功能，通常需要在不同的拨叉轴上分别设置自锁机构，对各拨叉轴挂挡位置进行锁止。同时要实现操纵机构互锁功能，还需要根据操纵机构特点在适当位置设置一套互锁机构，才能满足变速器操纵机构的基本功能。这样一来，变速器操纵机构的零件多，占用空间大，装配复杂，制造成本高，不利于产品的精益生产和管理。特别是在AMT变速器中，各控制装置设计太分散将导致TCU控制单元的控制接口增加，结构复杂，故障点增多。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种嵌套式AMT选换挡操控机构，通过嵌套式结构设计，将汽车变速器不同挡位的选挡、换挡操纵控制以及自锁、互锁机构全部集成设计在一根拨叉轴总成上，实现一根轴对两个或两个以上拨叉的换挡控制，同时兼具有自锁功能和互锁功能。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种嵌套式AMT选换挡操控机构，包括拨叉轴、选挡导块、换挡导块、第一拨叉和第二拨叉；

其中，所述换挡导块上设置有换挡拨头，换挡导块与拨叉轴轴向固连；所述选挡导块上设置有轴向的开口槽，选挡导块套装在换挡导块上，换挡拨头位于开口槽中，选挡导块上还设置有第一互锁台和第二互锁台，第一互锁台和第二互锁台对称设置在开口槽的两侧，选挡导块上设置有轴向定位槽，定位槽与设置在变速器壳体上的定位销连接，且选挡导块能够绕拨叉轴旋转；第一拨叉和第二拨叉分别位于选挡导块的两侧，第一拨叉和第二拨叉上均设置有与换挡拨头和互锁台匹配的换挡槽；

空挡时，换挡拨头位于两个互锁台之间，第一互锁台和第二互锁台分别位于第一拨叉和第二拨叉的换挡槽中；

选挡时，当换挡拨头位于第一拨叉的换挡槽中，则第二互锁台位于第二拨叉的换挡槽中；当换挡拨头位于第二拨叉的换挡槽中，则第一互锁台位于第一拨叉的换挡槽中。

进一步，所述选挡导块上还设置有用于对挡位定位的自锁装置。

进一步，所述自锁装置包括弹簧和自锁顶销；所述选挡导块上设置有台阶孔，弹簧和自锁顶销设置在台阶孔中，弹簧对自锁顶销施加弹力，使自锁顶销的端部与换挡导块抵触。

进一步，所述换挡导块的外表面上接个设置有3个自锁槽，自锁顶销的端部抵触在自锁槽中。

进一步，所述自锁槽为环形凹槽。

进一步，所述选挡导块上的定位槽为弧形孔，弧形孔周向设置在选挡导块上。

进一步，所述拨叉轴上还设置有磁性感应环，所述拨叉轴的端部还设置控制气缸；磁性感应环和控制气缸分别与TCU控制单元连接。

进一步，所述换挡导块与拨叉轴之间还设置有卡簧，用于对换挡导块进行轴向定位。

进一步，所述选挡导块上还设置有用于润滑油进入的润滑孔。

本发明还提供了一种嵌套式AMT选换挡操控机构的操纵方法，变速器挂入第一拨叉对应的挡位时，首先进行选挡操作，选挡导块绕拨叉轴旋转，选挡导块带动换挡拨头旋转至第一拨叉的换挡槽中，同时第二互锁台旋转至第二拨叉的换挡槽中；挂挡时，拨叉轴轴向运动，并带动换挡导块同步运动，换挡导块上的换挡拨头带动第一拨叉挂入目标挡位；

变速器挂入第二拨叉对应的挡位时，选挡导块绕拨叉轴旋转，选挡导块带动换挡拨头旋转至第二拨叉的换挡槽中，第一互锁台旋转至第一拨叉的换挡槽中；挂挡时，拨叉轴轴向运动，并带动换挡导块同步运动，换挡导块上的换挡拨头带动第二拨叉挂入目标挡位。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的一种嵌套式AMT选换挡操控机构，通过将换挡导块和选挡导块相互嵌套安装于拨叉轴中部，同时将两个挡位拨叉空套布置于换挡导块和选挡导块两端，换挡导块与拨叉轴轴向固定联接，径向可自由旋转。换挡导块上设有换挡拨头和自锁凹槽，换挡拨头装入选挡导块轴向开口槽中，可沿开口槽轴向滑动，并通过换挡导块带动拨叉进行挂挡。同时通过选挡导块和拨叉换挡槽的相互配合，实现挡位的互锁功能。该设计与传统操纵机构相比，结构紧凑，零件数量少，能有效节省空间，且装配简单，工艺性好，可有效降低变速器制造成本。

进一步通过在选挡导块上设置自锁装置，实现对挡位的自锁。

自锁装置由弹簧和自锁顶销，自锁顶销抵触在自锁槽中完成挡位的自锁，该机构结构简单，能够有效的对挡位进行锁定。

附图说明

图1为操控机构的结构示意图；

图2为图1中A-A方向的剖面图；

图3为操控机构选入第二拨叉位置局部剖视图；

图4为操控机构选入第一拨叉位置局部剖视图；

图5为操控机构的立体图；

图6为操控机构位于空挡位置的自锁状态剖视图；

图7为操控机构挂入第一拨叉并向第二拨叉方向移动挂入对应挡位的自锁状态剖视图；

图8为操控机构挂入第一拨叉并向第一拨叉方向移动挂入对应挡位的自锁状态剖视图；

图9为第一拨叉结构图；

图10为第二拨叉结构图；

图11为操控机构处于空挡位置时选挡导块和换挡导块相对位置示意图；

图12为向第一拨叉方向移动挂入挡位选挡导块和换挡导块的结构示意图；

图13为向第二拨叉方向移动挂入挡位选挡导块和换挡导块的结构示意图；

图14为选挡导块的正视图；

图15为图14的A-A方向剖视图；

图16为选挡导块的结构示意图；

图17为换挡导块的结构示意图；

图18为自锁装置的剖视图；

图19为选挡导块和换挡导块安装示意图

图中：1、拨叉轴；2、选挡导块；3、换挡导块；4、第一拨叉；

5、第二拨叉；6、磁性感应环；7、换挡气缸；8、选挡导块定位销；

9、卡簧；12、选挡拨头；13、换挡拨头；21、第一互锁台22、第二互锁台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

一种嵌套式AMT选换挡操控机构，包括拨叉轴1、选挡导块2、换挡导块3、第一拨叉4、第二拨叉5、磁性感应环6、换挡气缸7和定位销8。

如图1-5所示，换挡导块3套装在拨叉轴1上，选挡导块2嵌套在换挡导块3上，第一拨叉4和第二拨叉5空套设置在换挡导块和选挡导块总成两端，磁性感应环6套装在拨叉轴1上且位于第一拨叉4的的左侧，拨叉轴1的端部连接换挡气缸7，换挡气缸和磁性感应环6分别与TCU控制单元连接。变速器TCU控制单元上的位置传感器通过检测磁性感应环6的位置来获得变速器的挡位信息，并由TCU控制单元根据采集到的信息控制换挡气缸7的进、排气，进而操纵拨叉轴带动拨叉轴向移动摘、挂挡。

如图6所示，换挡导块3与拨叉轴1通过卡簧9联接，卡簧外圈卡入换挡导块3孔径环槽，卡簧内圈卡入拨叉轴1的环槽，使换挡导块3与拨叉轴1在轴向固定联接，在径向可绕拨叉轴1自由旋转。保证了换挡导块3在轴向可与拨叉轴1一起轴向移动并带动第一拨叉4或第二拨叉5进行摘挡或挂挡，在径向可与选挡导块2一起旋转实现选挡动作。

卡簧9为C型卡簧。

如图14-16所示，选挡导块2为套管式结构，选挡导块2上设有选挡拨头12，选挡导块2上还设置有开口槽、第一互锁台21和第二互锁台22，第一互锁台和第二互锁台对称设置在开口槽的两侧；选挡导块2上还设置有用于对其进行轴向限位的定位槽，定位槽为径向设置在选挡导块2上的贯穿弧形孔，安装在变速器壳体上的定位销8插入定位槽中，使选挡导块2相对于变速器壳体轴向位置固定，同时选挡导块2能够绕拨叉轴1在轴向定位槽范围内旋转进行旋转选档。

选挡导块2套装在换挡导块3外部，为保证变速器选挡和换挡顺畅，防止二者粘连卡滞，在选挡导块2外壁上设有若干个润滑孔，可使飞溅润滑油进入选挡导块2与换挡导块3配合面，以保证选挡和换挡顺畅。

如图17-19所示，换挡导块3为套管式结构，换挡导块3的圆周面的一端设置换挡拨头13，换挡导块3的圆周面上还设置有3个环形的自锁槽。换挡导块3套装在选挡导块2中，且换挡拨头13装入选挡导块2轴向开口槽中，换挡拨头13在轴向可沿选挡导块2开口槽轴向移动进行挂挡操作。

选挡导块2上还设置有自锁装置，自锁装置包括弹簧和自锁顶销；选挡导块2上设置有台阶孔，自锁顶销为台阶轴，弹簧套装在自锁顶销上，然后整体装入台阶孔中，自锁顶销的端部抵触在自锁槽中，在变速器换挡过程中，换挡导块3轴向移动时，需要克服来自选挡导块2上的自锁弹簧对自锁顶销的压力，使自锁顶销从其中一个自锁环槽底部越过环槽间凸缘进入另外一个自锁环槽，实现挡位自锁功能。

如图9和10所示，第一拨叉4和第二拨叉5上均设有长挂挡臂，长挂挡臂上设有挂挡槽，所述挂挡槽为形。在选换挡过程中，拨叉上的/>形挂挡槽分别与换挡拨头13或互锁凸台配合，来实现变速器的换挡及互锁功能。当换挡导块3上的换挡拨头13转入拨叉/>形挂挡槽中时，则拨叉轴1轴向移动时可带动该拨叉一起移动，实现摘挡或挂挡。当选挡导块总成2上的互锁凸台转入拨叉/>形挂挡槽中时，则该拨叉被轴向锁止，以实现互锁功能。

参见图1、图2，在空挡的平衡位置，第一拨叉4和第二拨叉5上的长挂挡臂及其形挂挡槽分设于换挡导块3上的换挡拨头13上下两侧，换挡拨头13同时处于选挡导块12的轴向开口槽中，居于2个互锁凸台之间，第一互锁台和第二互锁台分别位于第一拨叉4和第二拨叉5的换挡槽中。

如图3所示，当操纵选挡导块总成2转动选挡时，轴向开口槽驱动换挡拨头13旋转，使换挡导块3与选挡导块总成2一起转动。当换挡拨头13转入第二拨叉5的形挂挡槽中时，选挡导块上的第一互锁凸台21进入第一拨叉4的/>形槽中。此时操纵拨叉轴1轴向移动，将带动换挡导块3与第二拨叉5一起轴向移动，挂入目标挡位，而第一拨叉4则被第一互锁凸台21在轴向位置锁住，不能轴向移动。

如图4所示，当换挡拨头13转入第一拨叉4的形挂挡槽中时，选挡导块2上的第二互锁凸台22进入第二拨叉5的/>形槽中。此时操纵拨叉轴1轴向移动，将带动换挡导块3与第一拨叉4一起轴向移动，挂入目标挡位，而第二拨叉5则被第二互锁凸台22在轴向位置锁住，不能轴向移动。

TCU控制单元通过连接的位置传感器检测磁性感应环的位置来获得变速器的挡位信息，拨叉轴前端连接有由TCU控制的挂挡气缸，TCU控制单元根据采集到的信息控制气缸的进气或排气，进而控制拨叉轴前后移动进行摘挡或挂入目标挡位。

变速器的选挡动作由变速器TCU操纵选挡拨头旋转完成，变速器的换挡动作由变速器TCU对拨叉轴前端的挂挡气缸的进、排气控制完成。

下面对本发明提供的一种嵌套式AMT选换挡操控机构的操纵原理进行详细的描述。

如图2、7、8和11所示，空挡时，换挡拨头13位于两个互锁台之间，第一互锁台和第二互锁台分别位于第一拨叉4和第二拨叉5的换挡槽中。

变速器挂入第一拨叉4对应的挡位时，首先进行选挡操作，TCU控制单元操纵选挡拨头12旋转，选挡拨头12带动选挡导块2绕拨叉轴1旋转，选挡导块2带动换挡拨头13旋转至第一拨叉4的换挡槽中，同时第二互锁台22旋转至第二拨叉5的换挡槽中，将第二拨叉5在轴向位置锁止，至此选挡完成；挂挡时，TCU控制单元通过换挡气缸7驱动拨叉轴1轴向运动，并带动换挡导块3同步运动，换挡导块3上的换挡拨头13带动第一拨叉4挂入目标挡位，自锁顶销抵触在与目标挡位对应的自锁槽中，完成挡位自锁。

变速器挂入第二拨叉5对应的挡位时，TCU控制单元操纵选挡导块2绕拨叉轴1旋转，选挡导块2带动换挡拨头13旋转至第二拨叉5的换挡槽中，第一互锁台21旋转至第一拨叉4的换挡槽中，将第一拨叉4在轴向位置锁止，至此选挡完成；挂挡时，TCU控制单元通过换挡气缸7驱动拨叉轴1轴向运动，并带动换挡导块3同步运动，换挡导块3上的换挡拨头13带动第二拨叉5挂入目标挡位，自锁顶销抵触在与目标挡位对应的自锁槽中，完成挡位自锁。

该嵌套式AMT选换挡操控机构通过嵌套式结构设计，将汽车变速器不同挡位的选挡、换挡操纵控制以及自锁、互锁机构全部集成设计在一根拨叉轴总成上，实现一根拨叉轴对两个或两个以上拨叉的换挡控制，同时兼具有自锁功能和互锁功能。该设计与传统操纵机构相比，结构紧凑，零件数量少，能有效节省空间，且装配简单，工艺性好，可有效降低变速器制造成本。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种嵌套式AMT选换挡操控机构，其特征在于，包括拨叉轴（1）、选挡导块（2）、换挡导块（3）、第一拨叉（4）和第二拨叉（5）；

其中，所述换挡导块（3）上设置有换挡拨头（13），换挡导块（3）与拨叉轴（1）轴向固连；所述选挡导块（2）上设置有轴向的开口槽，选挡导块（2）套装在换挡导块（3）上，换挡拨头（13）位于开口槽中，选挡导块（2）上还设置有第一互锁台（21）和第二互锁台（22），第一互锁台和第二互锁台对称设置在开口槽的两侧，选挡导块（2）上设置有轴向定位槽，定位槽与设置在变速器壳体上的定位销（8）连接，且选挡导块（2）能够绕拨叉轴（1）旋转；第一拨叉（4）和第二拨叉（5）分别位于选挡导块（2）的两侧，第一拨叉（4）和第二拨叉（5）上均设置有与换挡拨头（13）和互锁台匹配的换挡槽；

空挡时，换挡拨头（13）位于两个互锁台之间，第一互锁台(21)和第二互锁台(22)分别位于第一拨叉（4）和第二拨叉（5）的换挡槽中；

选挡时，当换挡拨头（13）位于第一拨叉（4）的换挡槽中，则第二互锁台(22)位于第二拨叉（5）的换挡槽中；当换挡拨头（13）位于第二拨叉（5）的换挡槽中，则第一互锁台(21)位于第一拨叉（4）的换挡槽中；

所述选挡导块（2）上还设置有用于对挡位定位的自锁装置；

所述自锁装置包括弹簧和自锁顶销；所述选挡导块（2）上设置有台阶孔，弹簧和自锁顶销设置在台阶孔中，弹簧对自锁顶销施加弹力，使自锁顶销的端部与换挡导块（3）抵触；

所述选挡导块（2）上还设置有用于润滑油进入的润滑孔。

2.根据权利要求1所述一种嵌套式AMT选换挡操控机构，其特征在于，所述换挡导块（3）的外表面上设置有3个自锁槽，自锁顶销的端部抵触在自锁槽中。

3.根据权利要求2所述一种嵌套式AMT选换挡操控机构，其特征在于，所述自锁槽为环形凹槽。

4.根据权利要求1所述一种嵌套式AMT选换挡操控机构，其特征在于，所述选挡导块（2）上的定位槽为弧形孔，弧形孔周向设置在选挡导块（2）上。

5.根据权利要求1所述一种嵌套式AMT选换挡操控机构，其特征在于，所述拨叉轴（1）上还设置有磁性感应环（6），所述拨叉轴（1）的端部还设置控制气缸（7）；磁性感应环（6）和控制气缸（7）分别与TCU控制单元连接。

6.根据权利要求1所述一种嵌套式AMT选换挡操控机构，其特征在于，所述换挡导块（3）与拨叉轴（1）之间还设置有卡簧（9），用于对换挡导块（3）进行轴向定位。

7.根据权利要求1所述的嵌套式AMT选换挡操控机构的操纵方法，其特征在于：变速器挂入第一拨叉（4）对应的挡位时，首先进行选挡操作，选挡导块（2）绕拨叉轴（1）旋转，选挡导块（2）带动换挡拨头（13）旋转至第一拨叉（4）的换挡槽中，同时第二互锁台(22)旋转至第二拨叉（5）的换挡槽中；挂挡时，拨叉轴（1）轴向运动，并带动换挡导块（3）同步运动，换挡导块（3）上的换挡拨头（13）带动第一拨叉（4）挂入目标挡位；

变速器挂入第二拨叉（5）对应的挡位时，选挡导块（2）绕拨叉轴（1）旋转，选挡导块（2）带动换挡拨头（13）旋转至第二拨叉（5）的换挡槽中，第一互锁台(21)旋转至第一拨叉（4）的换挡槽中；挂挡时，拨叉轴（1）轴向运动，并带动换挡导块（3）同步运动，换挡导块（3）上的换挡拨头（13）带动第二拨叉（5）挂入目标挡位。