CN110778708B - 汽车换档执行装置及换档控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车换档执行装置及换档控制系统，属于汽车技术领域，汽车换档执行装置包括端盖、多个拨叉和多个换档气缸。换档控制系统包括档位操纵器、汽车换档执行装置和控制主板；档位操纵器用于手动操作切换档位；汽车换档执行装置用于驱动变速箱内不同转轴之间的切换转动；控制主板电连接设有多个第一感应元件和多个第二感应元件，第一感应元件和第二感应元件用于感应档位操纵器上目标位的存在，控制主板借助第一感应元件和第二感应元件的物理量变化来控制汽车换档执行装置换档。该换档控制系统通过第一感应元件和多个第二感应元件之间不同的组合分别对应匹配档位操纵器不同的操纵过程，从而实现该汽车档位执行装置的档位切换。

Description

汽车换档执行装置及换档控制系统

技术领域

本发明属于汽车技术领域，更具体地说，尤其涉及一种汽车换档执行装置，以及该汽车换档执行装置的换档控制方法。

背景技术

汽车是人们日常生活中必不可少的交通工具，可在不同档位下以不同大小的速度行驶，汽车档位一般有多个前进档和倒档组成，以载重货车为例，其档位包括12个前进档位和1个倒车档位；在汽车行驶过程中，驾驶员主要通过操作档位操纵器来切换档位，汽车的行驶速度范围往往在0-200公里/小时，然而档位操纵器上实施不同操作档位个数是有限的，以便于驾驶员的挂档操作，并借助控制主板判断识别相应档位，并控制换档变速执行装置实现相应变速箱内转轴的动力输出，有限个数的操作档位在实现较大范围的速度控制，以及控制主板在实现多个档位的匹配判断识别是一个非常棘手的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车换档执行装置及汽车换档控制系统，旨在解决有限个数的操作档位在实现较大范围的速度控制，以及控制主板在实现多个档位的匹配判断识别的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种汽车换档执行装置，包括：

端盖，用于固定连接在变速箱体上；

多个拨叉，滑动设于所述端盖的下方；

多个换档气缸，固设于所述端盖的下端面，且轴向平行，与多个所述拨叉一一对应连接，所述换档气缸用于驱动所述拨叉带动变速轮滑动换档。

作为本申请另一实施例，所述换档气缸的有杆腔和无杆腔分别通过独立的电磁阀控制气路开关。

作为本申请另一实施例，所述有杆腔和所述无杆腔上分别设有独立的两个进气通道，以及位于两个所述进气通道之间设有与所述换档气缸连通的出气通道，所述进气通道通过所述电磁阀控制气路开关。

作为本申请另一实施例，所述汽车换档执行装置还包括：

倒档气缸，固设于所述端盖下端面，所述倒档气缸用于驱动拨叉带动变速轮滑动换档。

作为本申请另一实施例，所述倒档气缸的有杆腔和无杆腔上分别设有独立的两个进出气孔，并且两个所述进出气孔分别通过电磁阀控制气路开关。

作为本申请另一实施例，所述端盖上安装有用于检测处于不同档位所述拨叉位置的多个位置传感器。

本发明提供的汽车换档执行装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的汽车换档执行装置采用多个换档气缸作为驱动拨叉实施换档的动力元件，实现了换档气缸的行程的始点位置和终点位置作为档位的切换点，保证了换档的执行的准确性；其次，将多个换档气缸设置在同一个端盖上，一方面形成了整体结构的换档执行机构，便于该换档执行机构的安装，相较于传统的换档执行机构技术更先进，反应灵敏快捷。

本发明提供的一种换档控制系统，包括：

档位操纵器，用于手动操作切换档位；

汽车换档执行装置，用于驱动变速箱内不同转轴之间的切换转动；

控制主板，所述控制主板上电连接设有多个第一感应元件和多个第二感应元件，所述第一感应元件和所述第二感应元件用于感应所述档位操纵器上目标位的存在，所述控制主板借助所述第一感应元件和所述第二感应元件的物理量变化用于控制所述汽车换档执行装置实施切换档位。

作为本申请另一实施例，所述控制主板上还电连接设有第三感应元件，所述控制主板借助所述第一感应元件和所述第三感应元件的物理量变化用于控制所述汽车换档执行装置实施切换倒档。

作为本申请另一实施例，多个所述第二感应元件和所述第三感应元件环形分布设置，多个所述第一感应元件呈直线排列。

作为本申请另一实施例，多个所述第一感应元件数量为两个，多个所述第二感应元件数量为三个，所述控制主板借助两个所述第一感应元件和三个所述第二感应元件之间不同物理量变化用于控制所述汽车换档执行装置实施六个档位切换。

本发明提供的换档控制系统的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的换档控制系统通过档位操纵器方便驾驶员手动操作挂档，并借助汽车换档执行装置帮助变速箱内不同转轴的切换，实现换档变速；控制主板对档位操纵器操作相应档位时进行识别，具体地，通过电连接设于控制主板上的多个第一感应元件和多个第二感应元件来感应档位操纵器的目标位，当第一感应元件和第二感应元件发生物理量变化时，以此来判断档位，通过第一感应元件和多个第二感应元件之间不同的组合分别对应匹配档位操纵器不同的操纵过程，从而达到判断多个不同档位信息的目的，实现了用较少的感应元件来实施多档位控制的功能，尤其当汽车设置档位较多时，有助于节省感应元件的数量，降低控制主板电路的设计难度，更能发挥汽车多档位变速的控制设计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的换档控制系统的工作原理示意图；

图2为图1中控制主板上第一感应元件和第二感应元件的分布示意图；

图3为本发明实施例提供的汽车换档执行装置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的汽车换档执行装置的后视图。

图中：10、端盖；100、第一气缸；110、第一拨叉；200、第二气缸；210、第二拨叉；300、第三气缸；310、第三拨叉；400、倒档气缸；410、第四拨叉；10a、进气通道；10b、出气通道；10c、进出气孔；10d、位置传感器。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1和图3-4所示，现对本发明提供的汽车换档执行装置进行说明。汽车换档执行装置包括：端盖10、多个拨叉和多个换档气缸。端盖10用于固定连接在变速箱体上；多个拨叉滑动设于端盖10的下方；多个换档气缸固设于端盖10的下端面，且轴向平行，与多个拨叉一一对应连接，换档气缸用于驱动拨叉带动变速轮滑动换档，控制主板借助电磁阀控制换档气缸气路开关。在本实施例中，采用多个换档气缸作为驱动拨叉实施换档的动力元件，实现了换档气缸的行程的始点位置和终点位置作为档位的切换点，保证了换档的执行的准确性；其次，将多个换档气缸设置在同一个端盖10上，一方面形成了整体结构的换档执行机构，便于该换档执行机构的安装，相较于传统的换档执行机构技术更先进，反应灵敏快捷。

作为本发明提供的汽车换档执行装置的一种具体实施方式，请参阅图1和图3-4所示，换档气缸的有杆腔和无杆腔分别通过独立的电磁阀控制气路开关。在本实施例中，在本实施例中，多个换档气缸包含有第一气缸100、第二气缸200和第三气缸300；第一气缸100连接有第一拨叉110用于控制五档和六档，第二气缸200连接有第二拨叉210用于控制三档和四档，第三气缸300连接有第三拨叉310用于控制一档和二档；第一气缸100、第二气缸200和第三气缸300的有杆腔和无杆腔分别设有气口，并与电磁阀气路连通实现对各个气缸的驱动运动，当气缸伸出和收缩时实现不同档位的切换；具体地，第一气缸100的有杆腔和无杆腔分别由电磁阀1和电磁阀2控制气路开关，第二气缸200的有杆腔和无杆腔分别由电磁阀3和电磁阀4控制气路开关，第三气缸300的有杆腔和无杆腔分别由电磁阀5和电磁阀6控制气路开关。

作为本发明提供的汽车换档执行装置的一种具体实施方式，请参阅图3-4所示，换档气缸的有杆腔和无杆腔上分别设有独立的两个进气通道10a，以及位于两个进气通道10a之间设有与换档气缸连通的出气通道10b，进气通道10a通过电磁阀控制气路开关。在本实施例中，进气通道10a和出气通道10b贯通端盖10设置，两个电磁阀通过管路分别各自连通进气通道10a，当切换相应档位时，以此带动对换档气缸往复滑动，实现档位切换。在操作切换倒档过程时(以切换三档和四档为例)，控制主板上3号第一感应元件和6号第二感应元件感应并识别档位操作器的相应目标位，控制主板控制电磁阀3单独通电开启，第二气缸200上无杆腔(或有杆腔)的进气通道10a进气，同时第二气缸200驱动第二拨叉210滑动实现挂三档操作，出气通道10b排出气体；另控制主板控制电磁阀4单独开启，第二气缸200上有杆腔(或无杆腔)的进气通道10a进气，同时第二气缸200驱动第二拨叉210向相反方向滑动实现挂四档操作，出气通道10b排出气体；当控制主板控制电磁阀3和电磁阀4同时通电时，第二气缸200上无杆腔和有杆腔的进气通道10a同时进气，气体经出气通道10b排出，此时第二气缸200驱动第二拨叉210向相第二气缸200中部滑动，实现挂空档操作。本发明提供的汽车换档执行装置在完成相应档位切换后，整个控制系统延时20秒，系统断电，再次切换档位后系统通电。

作为本发明提供的汽车换档执行装置的一种具体实施方式，请参阅图3-4所示，汽车换档执行装置还包括：倒档气缸；倒档气缸400固设于端盖10下端面，倒档气缸400用于驱动拨叉带动变速轮滑动换档。在本实施例中，倒档气缸400固设于端盖10下方，并与第一气缸100、第二气缸200、第三气缸300轴向平行设置，倒档气缸400驱动连接有第四拨叉410用于控制倒档；具体地，倒档气缸400驱动第四拨叉410用于驱动控制倒档。

作为本发明提供的汽车换档执行装置的一种具体实施方式，请参阅图1和图3-4所示，倒档气缸400的有杆腔和无杆腔上分别设有独立的两个进出气孔10c，并且两个进出气孔10c分别通过电磁阀控制气路开关。在本实施例中，该倒档气缸400上有杆腔和无杆腔的进出气孔10c贯穿端盖10，并两个独立的电磁阀分别控制两个进出气孔10c的开关，具体地，倒档气缸400的分别有电磁阀7和电磁阀8控制有杆腔和无杆腔的气路开关，实现汽车倒档的切换控制，在操作切换倒档过程时，控制主板上3号第一感应元件和4号第二感应元件感应并识别档位操作器的相应目标位，控制主板控制电磁阀7单独通电开启，倒档气缸400上无杆腔(或有杆腔)的进出气孔10c通气，同时倒档气缸400驱动第四拨叉410滑动实现挂倒档操作；另控制主板控制电磁阀8单独开启，倒档气缸400上有杆腔(或无杆腔)的进出气孔10c通气，同时倒档气缸400驱动第四拨叉410向相反方向滑动实现挂空档操作。

作为本发明提供的汽车换档执行装置的一种具体实施方式，请参阅图3-4所示，端盖10上安装有用于检测处于不同档位拨叉位置的多个位置传感器10d。在本实施例中，端盖10上设置用于安装档位位置传感器10d的多个安装孔，各个安装孔设于端盖10上且位于第一气缸100、第二气缸200、第三气缸300和倒档气缸400的活塞杆的正上方，当切换不同的档位时，各个位置传感器10d对气缸活塞杆上目标位进行检测，便于保证检测该档位的准确性。

请一并参阅图1-2所示，现对本发明提供的换档控制系统进行说明。换档控制系统包括档位操纵器、汽车换档执行装置和控制主板；档位操纵器用于手动操作切换档位；汽车换档执行装置用于固设于变速箱内，用于驱动变速箱内不同转轴之间的切换转动；控制主板固设于档位操纵器上，控制主板上电连接设有多个第一感应元件和多个第二感应元件，第一感应元件和第二感应元件用于感应档位操纵器上目标位的存在，控制主板借助第一感应元件和第二感应元件的物理量变化用于控制汽车换档执行装置实施切换档位。

本发明提供的换档控制系统的有益效果在于：与现有技术相比，本发明换档控制系统通过档位操纵器方便驾驶员手动操作挂档，并借助汽车换档执行装置帮助变速箱内不同转轴的切换，实现换档变速；控制主板固设于档位操纵器上，便于控制装置对档位操纵器操作相应档位时进行识别，具体地，通过电连接设于控制主板上的多个第一感应元件和多个第二感应元件来感应档位操纵器的目标位，当第一感应元件和第二感应元件发生物理量变化时，以此来判断档位，通过第一感应元件和多个第二感应元件之间不同的组合分别对应匹配档位操纵器不同的操纵过程，从而达到判断多个不同档位信息的目的，实现了用较少的感应元件来实施多档位控制的功能，尤其当汽车设置档位较多时，有助于节省感应元件的数量，降低控制主板电路的设计难度，更能发挥汽车多档位变速的控制设计。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图2所示，第一感应元件和第二感应元件为霍尔传感器。在本实施例中，控制主板的供电电压为DC24V，具有结构简单、体积小，灵敏度高以及使用寿命长等优点。

作为本发明提供的换档控制系统的一种具体实施方式，请参阅图1-2所示，控制主板上还电连接设有第三感应元件，控制主板借助第一感应元件和第三感应元件的物理量变化用于控制汽车换档执行装置实施切换倒档。在本实施例中，借助单独设置的第三感应元件，其编号为4号，借助在控制主板上设置3号第一感应元件与4号第三感应元件可实现汽车的切换倒档。

作为本发明提供的换档控制系统的一种具体实施方式，请参阅图1-2所示，多个第二感应元件和第三感应元件环形分布设置，多个第一感应元件呈直线排列。在本实施例中，多个第二感应元件和第三感应元件以同一参考圆环形分布，多个第一感应元件以该参考圆圆心水平对称分布，保证了各个第一感应元件与第二感应元件(或第三感应元件)之间直线距离较小的差距，有助于档位操纵器在有限空间内的滑移操作时实现挂档。

作为本发明提供的换档控制系统的一种具体实施方式，请参阅图1-2所示，多个第一感应元件数量为两个，多个第二感应元件数量为三个，控制主板借助两个第一感应元件和三个第二感应元件之间不同物理量变化用于控制汽车换档执行装置实施六个档位切换。在本实施例中，第一感应元件和第二元件的数量可以相等或不等，当汽车上设计很多档位时，相较于单一感应元件对应识别单一档位的主控板设计，本申请借助同时识别第一感应元件和第二感应元件的物理量变化，在丰富汽车档位设计方面具有巨大的优势。本申请两个第一感应元件编号为1号和3号，三个第二感应元件编号为5号、6号和7号；借助在控制主板上设置1号和3号第一感应元件分别与5号、6号和7号第二感应元件之间不同组合物理量变化可实现汽车在低速阶段1-6档的识别处理。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1-2所示，控制主板上还设有用于识别高速档位的感应模块，档位操纵器上设有控制该感应模块的电控按钮，该电控按钮与控制主板电连接。在本实施例中，按下该电控按钮，该换档控制系统将实施高速档位的切换，从而实现汽车在高速阶段7-12档的切换，至此，本申请的换档控制系统能够实现1-12档的切换。当多个第一感应元件数量为三个，多个第二感应元件数量为三个，控制主板借助三个第一感应元件和三个第二感应元件之间不同物理量变化能够控制汽车换档执行装置实施1-9档的切换。当多个第一感应元件数量为三个，多个第二感应元件数量为4个，控制主板借助三个第一感应元件和四个第二感应元件之间不同物理量变化能够控制汽车换档执行装置实施1-12档的切换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.换档控制系统，其特征在于，包括：

端盖，用于固定连接在变速箱体上，所述端盖上设置有多个位置传感器；

多个拨叉，滑动设于所述端盖的下方，多个所述位置传感器与多个所述拨叉一一对应并用于检测不同所述拨叉的位置；

多个换档气缸，包括用于控制五档和六档的第一气缸、用于控制三档和四档的第二气缸、用于控制一档和二档的第三气缸，所述换档 气缸均固设于所述端盖的下端面，且轴向平行，与多个所述拨叉一一对应连接，所述换档气缸用于驱动所述拨叉带动变速轮滑动换档，所述换档气缸的有杆腔和无杆腔分别通过独立的电磁阀控制气路开关，所述有杆腔和所述无杆腔上分别设有独立的两个进气通道，以及位于两个所述进气通道之间设有与所述换档气缸连通的出气通道，所述进气通道通过所述电磁阀控制气路开关；

倒档气缸，固设于所述端盖下端面，所述倒档气缸用于驱动拨叉带动变速轮滑动换档；

档位操纵器，用于手动操作切换档位；

控制主板，所述控制主板上电连接设有多个第一感应元件、多个第二感应元件以及第三感应元件，所述控制主板借助所述第一感应元件和所述第三感应元件的物理量变化用于控制汽车换档执行装置实施切换倒档；所述第一感应元件和所述第二感应元件用于感应所述档位操纵器上目标位的存在，所述控制主板借助所述第一感应元件和所述第二感应元件的物理量变化用于控制所述汽车换档执行装置实施切换档位；多个第二感应元件和第三感应元件以同一参考圆环形分布，多个第一感应元件以该参考圆圆心水平对称分布，多个所述第一感应元件呈直线排列。

2.如权利要求1所述的换档控制系统，其特征在于，所述倒档气缸的有杆腔和无杆腔上分别设有独立的两个进出气孔，并且两个所述进出气孔分别通过电磁阀控制气路开关。

3.如权利要求1所述的换档控制系统，其特征在于，多个所述第一感应元件数量为两个，多个所述第二感应元件数量为三个，所述控制主板借助两个所述第一感应元件和三个所述第二感应元件之间不同物理量变化用于控制所述汽车换档执行装置实施六个档位切换。

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