CN1297419C - 四轮驱动车辆辅助变速器电子变速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种四轮驱动车辆变速箱组件的电子变速装置。该电子变速装置包括：一台电动机；一个由电动机带动其旋转的凸轮轴；一个按照预设距离与凸轮轴分离且与之平行的变速轨部件；安装在变速轨部件上且被相互分开一段距离的第一及第二拨叉；一个固定于凸轮轴周围并由其提供支持的凸轮，它可选择性地作用于变速轨部件上的第一或第二拨叉，以实现变速。

Description

四轮驱动车辆辅助变速器电子变速装置
技术领域：
大体来讲，本发明介绍一种四轮驱动车辆变速箱组件的电子变速装置，特别是采用电动机来控制变速箱的运行以实现自动变速的四轮驱动车辆变速箱组件的电子变速装置。
背景技术：
精于此类技术的人都知道，四轮驱动车辆变速箱组件分为手动型和电动型。对于手动型变速箱，司机可以通过手动操作实现变速模式的转换，而电动型变速箱则以电子信号转换驱动模式。此外，司机可通过直接操作驾驶台附近的变速杆转换四轮驱动车辆的驱动模式。
手动型变速箱组件存在的问题是，司机必须直接操作变速杆，容易感到疲劳，甚至厌烦，因而直接操作变速杆可能引发车祸。
有鉴于此，目前电动型变速箱组件已广泛用于世界各地。因为电动型变速箱可通过电子控制实现自动变速，使操作变得简单方便，还可缓解司机疲劳，并有可能防止发生车祸。
图1为常规电控变速箱组件的典型范例。
电控变速箱组件的变速装置100大体构造如下：一个由电动机101带动的且有一凹槽103的凸轮轴102；第一拨叉104，其作用为使车轮驱动模式在四轮驱动模式与两轮驱动模式之间转换；第二拨叉105，通过单独操作杆(图中未显示)手动控制，可使四轮驱动模式实现四轮高速驱动模式与四轮低速驱动模式之间的转换；变速杆106，其一端与第一拨叉104相连，另一端插入并固定于凹槽103。
具有上述构造的变速装置100，如果在电动机101通电后凸轮轴102开始旋转，凹槽103中的变速杆106便沿着凹槽103与凸轮轴102发生相对位移。因此，与变速杆106相连的第一拨叉104开始移动，推动护套(图中未显示)，借以达到四轮驱动模式与两轮驱动模式之间的转换。
因此，电动机101向前或向后旋转就可以实现四轮驱动模式或两轮驱动模式的变速。
同时，通过第一拨叉104将驱动模式换成四轮驱动模式后，如有必要在四轮高速驱动模式与四轮低速驱动模式之间实现互换，可通过操作单独的控制杆移动第二拨叉105，将四轮高速驱动模式转换成四轮低速驱动模式，反之亦然。
但是，常规变速装置100缺点很多。其一，必须将凹槽103在凸轮轴102高度精确地定位，因此正确定位凹槽103颇为棘手；其二，由于必须分别实现第一类变速(四轮驱动模式与两轮驱动模式之间的转换)及第二类变速(四轮高速驱动模式与四轮低速驱动模式之间的转换)，零件数量增多，制造成本随之上升，并且需要操作单独设置的操作杆，所以给驾驶带来不便。
同样，可以参照美国6,155,126号专利描述的一种电控变速箱组件的变速装置。该变速装置的变速叉体可与变速轨进行滑动式连接。当变速轨旋转时，由于变速叉体沿变速轨轴向方向前后移动，与腹杆相连之变速套管前后移动，从而获得所需的档位。
当然，上述常规变速装置也有缺陷。首先，这种装置中实际移动变速叉体的凸轮带有螺旋状细纹，其加工工序复杂；此外，螺旋状细纹带有预设的斜面，导致不能实现多样化变速。
可以参照美国6,173,624号专利描述的另一种电控变速箱组件的变速装置。其凸轮上设有预设斜面的倾斜面，并且变速轨外表面附有凸轮随动件，因此，当凸轮轴旋转时，即可实现变速。
然而，上述常规变速装置也难免有缺陷。预设斜面上的倾斜面有一固定的轮廓，致使很难进行多样化变速。特别是，凸轮随动件为变速轨外表面的一个突起部分，需要复杂的加工工序才可制成，而且由于这种变速装置要求改变整个变速轨的构造，造成了不便。
此外，变速叉需使用弹簧送回，但实际上却不易将变速叉迅速、精确地弹回其原位。
发明内容：
因此，本发明力图克服前述变速器存在的问题，旨在为四轮驱动车辆变速箱组件提供一种新型电子变速装置，以整合两类变速手段(即四轮驱动模式与两轮驱动模式，及四轮高速驱动模式与四轮低速变速模式之间的转换)，同时减少零件数量，降低制造成本，方便司机操作，缓解司机疲劳，防止车祸发生以及实现变速的多样化。
为实现以上目标，本发明给出的四轮驱动车辆变速箱组件的电子变速装置，包括：一台电动机；一个由电动机带动其旋转的凸轮轴；一个按照预设距离与凸轮轴分离且与之平行的变速轨部件；安装在变速轨部件上且被相互分开一段距离的第一及第二拨叉；一个固定于凸轮轴周围并由其提供支持的凸轮，它可选择性地作用于变速轨部件上的第一或第二拨叉，以实现变速。
本发明的四轮驱动车辆变速箱组件的电子变速装置还包括以下特点：所述凸轮成型有作用于所述第一拨叉以实现四轮驱动模式与两轮驱动模式之间转换的第一及第二控制件，以及作用于所述第二拨叉以实现四轮高速驱动模式与四轮低速驱动之间转换的第三及第四控制件。
本发明的电子变速装置，在所述凸轮上，所述第一控制件由一平面构成，所述第二控制件由一带有预设曲率半径的凹面构成，所述第三及第四控制件各由一平面构成。
本发明的电子变速装置，对所述第一及第二拨叉分别进行弹性支持的第一及第二弹簧安装在所述变速轨部件上。
本发明的电子变速装置，在靠近所述第一拨叉低端处一个由压缩弹簧提供弹性支持的柱塞安装在所述第一拨叉的一侧，该所述柱塞在所述凸轮旋转时可在所述第一或第二控制件的作用下进行选择性偏移。
本发明的电子变速装置，在所述第二拨叉的一侧装有一个滚柱，该所述滚柱在所述凸轮旋转时可在所述第三或第四控制件的作用下进行选择性偏移。
附图说明：
参阅附图和下文中的详细描述，可更清晰地理解本发明的上述发明目的和特点及其他优点，其中：
图1为展示常规电控变速箱组件的截面示意图；
图2为与本发明优选实施例的电控变速箱组件的截面图；
图3及图4分别为本发明阐述的电控变速箱组件的凸轮的透视图；及
图5-7为本发明阐述的电控变速箱组件运行状态的截面图。
具体实施方式：
下面将更详细地讲述本发明的优选实现装置，请参阅附图。所有图纸及描述中将对同样或相似的部件采用同一参考编号。
图2为与本发明优选实现装置一致的电控变速箱组件的截面图；图3及图4分别为本发明阐述的电控变速箱组件的凸轮的透视图；图5-7为本发明阐述的电控变速箱组件运行状态的截面图。
与本发明优选实现装置一致的四轮驱动车辆变速箱组件的电子变速装置10由电动机11及由电动机11带动旋转的凸轮轴12组成。
变速轨部件28与凸轮轴12之间按照预设的距离分离并与其平行。变速轨部件28上装有第一拨叉21及第二拨叉25，且这两拨叉相互分离。
变速轨部件28上装有第一弹簧24及第二弹簧27，可分别弹性支持第一拨叉21及第二拨叉25。
此外，本发明具有一项与众不同的特点：将凸轮13安装于凸轮轴12周围，并由其提供支持，以在电动机11驱动凸轮轴12时选择性地作用于变速轨部件上的第一拨叉21或第二拨叉25，从而实现变速。
图3及图4对凸轮13的结构作了详尽的展示。凸轮13的一端由第一控制件14及第二控制件15构成，可作用于第一拨叉21，以实现四轮驱动模式与两轮驱动模式之间的转换。
另外，凸轮13的另一端由第三控制件16及第四控制件17构成，可作用于第二拨叉25，以实现四轮高速驱动模式与四轮低速驱动模式之间的转换。
现在，来描述第一控制件14、第二控制件15、第三控制件16及第四控制件17的详细构成：第一控制件14由一扁平面构成；第二控制件15由带有预设弯曲半径的凹面构成；于凸轮13的另一端形成的第三控制件16及第四控制件17各由一个平面构成。
同时，柱塞22安装于第一拨叉21的一侧，靠近其较低的一端。压缩弹簧23对柱塞22提供弹性支持，使其朝向凸轮13，因此，柱塞22的一端可与凸轮13的一端，即凸轮13的第一控制件14及第二控制件15实现弹性接触。
此时，滚柱26安装于第二拨叉25的一侧，靠近其较低的一端。因此，滚柱26的一端可与凸轮13的一端，即凸轮13的第三控制件16及第四控制件17实现弹性接触。
下面，将对本发明所讲的四轮驱动车辆变速箱组件的电子变速装置10的运作进行描述。
首先，讲述电子变速装置10在两轮驱动模式下的运行状态。电动机11通电后，带动与电动机11旋转杆相连的凸轮轴12旋转起来。
凸轮轴12旋转后，牢牢固定于凸轮轴12旁边的凸轮13开始与凸轮轴12一起旋转，同时，分别与凸轮13其中一端进行弹性的接触第一拨叉21与第二拨叉25便以互锁方式开始旋转。
也就是说，在这种状态下，通过第一弹簧24产生的弹力使安装在第一拨叉21上的柱塞22与凸轮13的第一控制件14发生弹性接触；第二拨叉25以滚柱26压缩第二弹簧27，实现与第三控制件16的接触。
从图2中我们不难发现，在这种状态下，第一拨叉21及第二拨叉25被置于左边，从而可进入两轮驱动模式。
若使电动机11通电可使两轮驱动模式换成四轮驱动模式，因为凸轮轴12旋转后，即可带动凸轮13与其一同旋转。凸轮13一旋转，柱塞22便从第一部分18移动至第二部分19，然后压缩压缩弹簧23。
压缩弹簧23以此种方式受压后，第一拨叉21即向右移动，同时压缩第一弹簧24。
相应地，与第一拨叉21相连的护套即开始移动，将两轮驱动模式换成四轮驱动模式(图中未显示)。
此时，即使第二拨叉25与第三操作件16接触后使滚柱26由第一部分18向第二部分19移动(即其位置不变)，也将继续保持四轮驱动模式。
然后，就可实现将四轮驱动模式转换成两轮驱动模式了。因为凸轮轴12和凸轮13由电动机11带动进行反向旋转后，柱塞22及滚柱26即从第二部分19移至第一部分18，于是移除第一拨叉21压缩第一弹簧24的力，再由第一弹簧24将第一拨叉21弹回左边，进入两轮驱动模式。
当然，甚至在这种情况下，由于第二拨叉25与第三控制件16接触，两轮驱动模式也将继续保持。
同时，第一拨叉21运行可进入四轮驱动模式。如有必要，还可从四轮驱动模式的四轮高速驱动模式转换成四轮低速驱动模式：电动机11进一步使凸轮轴12及凸轮13在一个方向旋转，从而使柱塞22及滚柱26移至第三部分20的最末端。
如果柱塞22及滚柱26移至第三部分20的最末端，柱塞22将仍然置于第二控制件15处，而滚柱26将置于第四控制件17处。
因此，在第一拨叉21保持原位的情况下，第二拨叉25在第二弹簧27弹力的推动下向右移动。
因此，由于与第二拨叉25连接的护套(图中未显示)开始移动，就可将四轮高速驱动模式转换成四轮低速驱动模式了。如果需要将四轮低速模式转换成四轮高速驱动模式，只要凸轮13反向旋转将第二拨叉25推回至原位，就可以实现这种转换。
尽管对本发明的优选实现装置已作了说明性的公开，技术熟练人员仍可以在不偏离本发明的设计框架及思路(见下文披露的权利要求)的情况下对其进行各种改进、增加及置换。
依照上述说明，很明显，本发明设计四轮驱动车辆变速箱组件的电子变速装置展现了其以下优势：该发明通过操纵第一及第二拨叉可实现四轮驱动模式与两轮驱动模式之间的转换，也可以实现四轮高速驱动模式与四轮低速驱动模式之间的转换。因此，司机可在驾驶时可轻松稳定地实现变速，确保驾驶安全；零件的加工工序得到简化；零件数量减少；制造成本降低。

Claims (6)

1.一四轮驱动车辆变速箱组件的电子变速装置，包括：
一台电动机；
一个由所述电动机带动而旋转的凸轮轴；
其特征在于：还包括一个按照预设距离与所述凸轮轴分离且与之平行的变速轨部件；
安装在所述变速轨部件上且被相互分开一段距离的第一及第二拨叉；及
一个固定于所述凸轮轴周边并由所述凸轮轴提供支持的凸轮，它可选择性地作用于所述变速轨部件上的所述第一及第二拨叉以实现变速。
2.根据权利要求1所述的电子变速装置，其特征在于，所述凸轮成型有作用于所述第一拨叉以实现四轮驱动模式与两轮驱动模式之间转换的第一及第二控制件，以及作用于所述第二拨叉以实现四轮高速驱动模式与四轮低速驱动之间转换的第三及第四控制件。
3.根据权利要求2所述的电子变速装置，其特征在于，在所述凸轮上，所述第一控制件由一平面构成，所述第二控制件由一带有预设曲率半径的凹面构成，所述第三及第四控制件各由一平面构成。
4.根据权利要求1所述的电子变速装置，其特征在于，对所述第一及第二拨叉分别进行弹性支持的第一及第二弹簧安装在所述变速轨部件上。
5.根据权利要求1所述的电子变速装置，其特征在于，在靠近所述第一拨叉低端处一个由压缩弹簧提供弹性支持的柱塞安装在所述第一拨叉的一侧，该所述柱塞在所述凸轮旋转时可在所述第一或第二控制件的作用下进行选择性偏移。
6.根据权利要求1所述的电子变速装置，其特征在于，在所述第二拨叉的一侧装有一个滚柱，该所述滚柱在所述凸轮旋转时可在所述第三或第四控制件的作用下进行选择性偏移。
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