CN112145677B - 一种换挡鼓、变速箱以及车辆档位齿轮自锁控制方法 - Google Patents

一种换挡鼓、变速箱以及车辆档位齿轮自锁控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于变速箱技术领域，公开了一种换挡鼓，包括：换挡鼓体；所述换挡鼓体的外圆周面上开设有两个以上的换挡滑槽；所述换挡滑槽沿圆周方向划分为常规换挡部和驻车换挡部；在所述驻车换挡部，所述两个以上的换挡滑槽中有且仅有两个所述换挡滑槽的轴向相对位移一致，促使所述轴向相对位移一致的两个换挡滑槽所对应的档位同时挂入。本发明提供的换挡鼓能够实现变速箱同时挂入两个档位，齿轮自锁，实现简洁高效的驻车操作。

Description

一种换挡鼓、变速箱以及车辆档位齿轮自锁控制方法
技术领域
本发明涉及变速箱技术领域，特别涉及一种换挡鼓、变速箱以及车辆档位齿轮自锁控制方法。
背景技术
自动变速箱的P档驻车锁止机构对于驻车安全有着重要意义，驻车锁止机构能够在P档与非P挡位时保证车辆处于锁止和非锁止的状态。现有技术中，锁止机构主要分为机械锁止结构和就与TCU的控制器件锁止方案。其中，机械锁止结构是利用电换挡软轴驱动换挡摇臂来直接推动卡爪进行解锁，靠复位弹簧进行锁止；这种结构中，卡爪和棘轮的间隙较大，操作复杂且振动和噪声较大，锁止机构结构复杂，成本高。
发明内容
本发明提供一种换挡鼓、变速箱以及车辆档位齿轮自锁控制方法，解决现有技术中驻车锁止机构复杂，噪声大，成本高的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种换挡鼓，包括：换挡鼓体；
所述换挡鼓体的外圆周面上开设有两个以上的换挡滑槽；
所述换挡滑槽沿圆周方向划分为常规换挡部和驻车换挡部；
在所述驻车换挡部，所述两个以上的换挡滑槽中有且仅有两个所述换挡滑槽的轴向相对位移一致，促使所述轴向相对位移一致的两个换挡滑槽所对应的档位同时挂入。
进一步地，所述常规换挡部对应的换挡鼓转角范围0～330°，所述驻车换挡部对应的换挡转角范围0～-20°。
一种变速箱，采用所述的换挡鼓。
进一步地，所述常规换挡部对应的换挡鼓转角范围0～330°，所述驻车换挡部对应的换挡转角范围0～-20°。
进一步地，所述轴向相对位移一致的两个换挡滑槽包括：对应倒车R档的换挡滑槽和对应任一前进档的换挡滑槽。
进一步地，所述轴向相对位移一致的两个换挡滑槽包括：对应任意两个前进档的换挡滑槽。
进一步地，所述变速箱为双离合变速箱。
进一步地，所述变速箱设置有6个速比的前进档和1个倒车R档。
一种车辆档位齿轮自锁控制方法，基于所述的变速箱；包括：
在车辆TCU获取到档位挂入P档指令的情况下，所述所述车辆TCU获取当前车速；
所述车辆TCU比较所述当前车速与设定阈值；
当所述当前车速大于等于所述设定阈值时，所述车辆TCU控制变速性保持当前档位；
当所述当前车速小于所述设定阈值时，所述车辆TCU控制变速箱动作，挂入P档。
进一步地，所述设定阈值为2.5km/h。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的换挡鼓、变速箱以及车辆档位齿轮自锁控制方法，通过优化变速箱的换挡鼓上的换挡滑槽的结构，在常规换挡区域之外，设置驻车换挡部，从而通过驱动所述换挡鼓转动，使得在驻车换挡部能够促使变速箱同时挂入两个档位，从而实现车辆档位齿轮自锁，实现便捷高效，低振动，低噪音的换挡驻车操作；同时值得注意的是，优化换挡鼓的换挡滑槽并未给换挡鼓的功能结构造成大的影响，但是却可以省略掉基于卡爪和棘轮的复杂的机械结构和操作过程，大幅降低了变速箱的结构复杂程度和成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的换挡鼓的换挡滑槽的平面展开图；
图2为本发明实施例提供的驻车状态下变速箱的动作示意图；
图3为本发明实施例提供的换挡鼓的结构示意图；
其中，OS1-第一输出轴，OS2-第二输出轴，C1-第一离合器，C2-第二离合器，M1-第一输出齿轮，M2-第二输出齿轮，Zb-主减速从动齿轮，S1-第一同步器，S2-第二同步器，2b-2档从动齿轮，Rb-倒档从动齿轮，1-换挡拨叉，2-换挡鼓体，3-换挡电机。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种换挡鼓、变速箱以及车辆档位齿轮自锁控制方法，解决现有技术中驻车锁止机构复杂，噪声大，成本高的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参见图1和图3，一种换挡鼓，包括：换挡鼓体2；所述换挡鼓体2的外圆周面上开设有两个以上的换挡滑槽；从而通过所述换挡电机3驱动所述换挡鼓体2转动，嵌于所述换挡滑槽内的换挡拨叉1跟随换挡滑槽的形相对位移调整动作，实现换挡操作。
值得强调的是，所述换挡滑槽沿圆周方向划分为常规换挡部和驻车换挡部；其中，常规换挡部用于承担常规换挡操作，可以理解为现有技术中的常规换挡滑槽的设计方案，用于实现常规的换挡操作。相对的，本实施例的优化设计方案，就是在常规的换挡滑槽的基础上增加一段，用于执行驻车锁止操作。
具体来说，在所述驻车换挡部，所述两个以上的换挡滑槽中有且仅有两个所述换挡滑槽的轴向相对位移一致，促使所述轴向相对位移一致的两个换挡滑槽所对应的档位同时挂入。
也就是说，在所述换挡鼓体2转动到一定角度时，进入到驻车换挡部，此时，有两个换挡滑槽的挂挡动作是一致的；通俗的来说，就是同步挂挡；同时，又不影响此两个换挡滑槽的常规功能。
相对于现有技术中的机械锁止方案的所要附加到变速箱内的基于卡爪和棘轮的复杂结构，本实施例完全省略了，大幅简化了变速箱的结构复杂性，同时也避免了其导致的振动，噪声以及复杂操作；还降低了成本。更重要的是，其锁止性能通过两个档位齿轮挂入自锁，可靠性更好。
本实施例中，所述常规换挡部对应的换挡鼓转角范围0～330°，所述驻车换挡部对应的换挡转角范围0～-20°。
本实施例还提供了基于上述换挡鼓的变速箱的实施方案。
即，一种变速箱，采用所述的换挡鼓，通常采用图2所示的轴系和齿轮布置，所述常规换挡部对应的换挡鼓转角范围0～330°，所述驻车换挡部对应的换挡转角范围0～-20°。
本实施例提供了一种6速比前进挡和1个倒车R档的双离合变速箱的实施方案，并以此为例进行具体说明。
所述轴向相对位移一致的两个换挡滑槽包括：对应倒车R档的换挡滑槽和对应任一前进档的换挡滑槽。也就是，两个同时挂入的档位是一个前进档和倒车R档；本实施例中是2档和倒车R档，也可以是其它的前进档。
当然，所述轴向相对位移一致的两个换挡滑槽还可以包括：对应任意两个前进档的换挡滑槽；即两个前进档，此处不再限制。
参见图2，变速箱为双离合器变速箱，主要包括第一离合器C1、第二离合器C2、第一输出轴OS1、第二输出轴OS2以及两个套接的输入轴，两个输入轴分别与第一离合器C1和第二离合器C2连接。通过相关的齿轮配合同步器的动作。
与换挡滑槽配合的4个换挡拨叉1，每一个换挡拨叉1对应一个同步器。因此，换挡鼓体2的转动引起其沟槽内的换挡拨叉1做轴向的移动，拨叉轴向移动带动同步器进行相应的换挡动作。通过对换挡鼓体2的换挡滑槽的形状进行相应的设计，可以实现不同档位同步器进行相应的动作。
参见图1，横坐标代表换挡鼓体2的轴向方向的位置，纵坐标表示换挡鼓体2的转动角度。由图中可以看出，在换挡鼓体2的转动角度在0°～330°之间时，通过驱动四个同步器的动作，可以分别实现变速箱1档～6档以及倒档的传动，且同时只允许变速箱的一个档位挂入。只有在0°
～-20°之间时，可以实现同时挂入2档和倒车R档。
参见图2，当变速器同时挂入2档和倒档时，变速箱传动系统的原理图如图1和图2所示。让我们先参阅图1，此时，同步器S1与倒档从动齿轮Rb结合，倒档从动齿轮Rb同第一输出轴OS1一同运转。同步器S2与2档从动齿轮2b结合，2档从动齿轮2b同第二输出轴OS2一同运转。
此时，若车辆出现运行趋势时，不妨假设主减速器从动齿轮Zb向上转动，则第二输出齿轮M2向下转动，带动第二输出轴OS2、同步器S2以及二档从动齿轮2b也向下转动，由于二档从动齿轮2b和倒档从动齿轮Rb处于常啮合状态，从而二档从动齿轮2b带动倒档从动齿轮Rb向上转动，进而带动第一输出轴OS1、第一同步器S1以及第一输出齿轮M1一起向上转动。然而事实上，第一输出齿轮M2与主减速从动齿轮Zb处于长啮合状态，二者不可能同向转动。也就是说，当同时挂入2档和倒档时，变速箱传动系统具有自锁功能，当有任意一个方向的运动趋势时，都会受自身传动系统的限制而停止运动，即实现驻车功能。
由上述实施例可知，仅仅通过在换挡鼓体2上增加一段沟槽，驱动2档和倒档的换挡拨叉1同时动作，从而实现车辆同时挂入2档和倒档的功能，即实现车辆的驻车功能。本申请无需引入更多的棘轮棘爪及其操纵机构，也无需复杂的控制策略，利用变速箱自身的结构，即可实现车辆的自锁功能，结构简单，可靠性高。
P档设计成2档和R档同时挂入自锁，在P当挂入R档过程中，档位只需要退出2档，R档保持挂入。换挡系统动作简单，R档换挡时间短，系统NVH好。
本申请实施例提供一种车辆驻车的控制方法，为了防止车辆高速行驶时无挂入驻车p档，对变速箱齿轮等机构产生一定的损坏，TCU增加逻辑判断。
一种车辆档位齿轮自锁控制方法，基于所述的变速箱；包括：
在车辆TCU获取到档位挂入P档指令的情况下，所述所述车辆TCU获取当前车速；
所述车辆TCU比较所述当前车速与设定阈值；
当所述当前车速大于等于所述设定阈值时，所述车辆TCU控制变速性保持当前档位；
当所述当前车速小于所述设定阈值时，所述车辆TCU控制变速箱动作，挂入P档。
进一步地，所述设定阈值为2.5km/h。
当车辆挂入P档时，TCU根据当前车速，判断执行或者不执行换挡鼓2从当前档位转到P档位置。具体地，在车速小于2.5Km/h时，TCU给换挡鼓2发出指令，使其从当前位置转到P档位置，否则。换挡鼓2保持当前档位
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的换挡鼓、变速箱以及车辆档位齿轮自锁控制方法，通过优化变速箱的换挡鼓上的换挡滑槽的结构，在常规换挡区域之外，设置驻车换挡部，从而通过驱动所述换挡鼓转动，使得在驻车换挡部能够促使变速箱同时挂入两个档位，从而实现车辆档位齿轮自锁，实现便捷高效，低振动，低噪音的换挡驻车操作；同时值得注意的是，优化换挡鼓的换挡滑槽并未给换挡鼓的功能结构造成大的影响，但是却可以省略掉基于卡爪和棘轮的复杂的机械结构和操作过程，大幅降低了变速箱的结构复杂程度和成本。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种换挡鼓，其特征在于，包括：换挡鼓体；
所述换挡鼓体的外圆周面上开设有两个以上的换挡滑槽；
所述换挡滑槽沿圆周方向划分为常规换挡部和驻车换挡部；
在所述驻车换挡部，所述两个以上的换挡滑槽中有且仅有两个所述换挡滑槽的轴向相对位移一致，促使所述轴向相对位移一致的两个换挡滑槽所对应的档位同时挂入；所述轴向相对位移一致的两个换挡滑槽包括：对应倒车R档的换挡滑槽和对应任一前进档的换挡滑槽；所述常规换挡部用于承担常规换挡操作，所述常规换挡部对应的换挡鼓转角范围0～330°，所述驻车换挡部对应的换挡转角范围0～-20°。
2.一种变速箱，其特征在于，采用如权利要求1所述的换挡鼓。
3.如权利要求2所述的变速箱，其特征在于，所述轴向相对位移一致的两个换挡滑槽包括：对应任意两个前进档的换挡滑槽。
4.如权利要求2所述的变速箱，其特征在于，所述变速箱为双离合变速箱。
5.如权利要求2所述的变速箱，其特征在于，所述变速箱设置有6个速比的前进档和1个倒车R档。
6.一种车辆档位齿轮自锁控制方法，基于权利要求3所述的变速箱；其特征在于，包括：
在车辆TCU获取到档位挂入P档指令的情况下，所述车辆TCU获取当前车速；
所述车辆TCU比较所述当前车速与设定阈值；
当所述当前车速大于等于所述设定阈值时，所述车辆TCU控制变速箱保持当前档位；
当所述当前车速小于所述设定阈值时，所述车辆TCU控制变速箱动作，挂入P档。
7.如权利要求6所述的车辆档位齿轮自锁控制方法，其特征在于，所述设定阈值为2.5km/h。
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