CN1920348A - 汽车变速器电控自动换档控制装置 - Google Patents

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一种汽车变速器电控自动换档控制装置，具体涉及一种电控机械自动变速器或双离合器式自动变速器的电动换档执行装置。该装置由电机驱动，可安装在汽车发动机仓或车架的空位上，通过丝杆螺母机构或蜗轮蜗杆机构将电机的转动转换为滑动螺母的轴向运动或蜗轮的摆动，并通过推拉软轴带动拨叉轴及换档拨叉运动，完成挂档和退档动作。三套相同的执行与检测装置分别单独驱动变速器上的三根拨叉轴，并通过霍尔线性元件检测档位信号，实现变速器的自动换档控制。由于取消了选档过程，可缩短换档时间，减小动力损失，提高汽车加速性能。该装置结构简单，布置方便，控制可靠，可用于各种汽车电控机械自动变速器和双离合器式自动变速器的换档控制。

Description

汽车变速器电控自动换档控制装置
技术领域：
本发明涉及汽车变速器电控自动换档控制装置，具体涉及一种电控机械自动变速器或双离合器式自动变速器的电动换档执行装置。
背景技术：
目前电控机械自动变速器换档执行机构主要采用电控液压和电控电动两种驱动方式。其中电控液压执行机构具有响应速度快，控制精度高等优点，但需要液压动力源驱动，存在系统结构复杂、成本高、安装维护要求高、工作性能受温度变化影响大，液压油泄漏污染环境等缺点。电控电动执行机构通常由直流电动机与减速机构组合而成，直接用车上电源驱动，不需要单独的动力源，具有控制简单、成本低、安装维护方便等优点，但电控电动执行机构的电机和减速机构往往体积较大，不便于在变速器上布置，给将手动变速车辆尤其是空间较小的轿车改为电控机械自动变速带来了困难。另外目前电控机械自动变速的换档机构通常采用选档和换档两套机构实现换档操作，从一个档换入另一个档一般需要顺序完成退档、选档、挂档三个过程，造成换档过程时间较长，而较长时间的动力中断导致了车辆动力性的降低。
发明内容：
本发明的目的在于改进现有技术的不足而提出一种不直接安装在变速器上，可实现无选档过程直接换档，结构简单、布置方便、通用性强的电控自动换档装置。
本发明的技术方案是：一种汽车变速器电控自动换档控制装置，由三组相同的执行与检测装置组成，该执行与检测装置包括电机、固定支架、减速机构、推拉软轴、软轴支撑、拨叉轴、磁铁、线性霍尔元件等。电机与减速机构相连，并通过固定支架安装在车架上，软轴支撑固定在变速器箱体上，推拉软轴一端与减速机构相连，另一端与变速器上的拨叉轴相连，减速机构可以是丝杆螺母机构，也可以是蜗轮蜗杆机构。丝杆螺母减速机构包括壳体、滑动螺母、限位螺钉、端盖和弹性档圈，壳体为一端有法兰盘的圆筒，中部有径向螺纹孔并安装有限位螺钉。壳体内部安装有圆柱形滑动螺母，壳体内孔与滑动螺母外圆柱面为间隙配合。电机输出轴为丝杆，滑动螺母右端内螺纹与电机轴的丝杆配合。滑动螺母外圆柱面上开有轴向限位槽，在限位螺钉的限制下可在壳体内轴向移动但不能转动。端盖为带螺纹孔的圆盘，通过弹性档圈固定在壳体的左端。推拉软轴内芯右端与滑动螺母左端内螺纹相连，并由锁紧螺母锁紧，推拉软轴右端外壳与端盖上的螺纹孔连接，并用螺母锁紧，推拉软轴左端外壳通过两个螺母夹紧固定在软轴支撑上，其内芯通过螺纹与拨叉轴端部的内螺纹孔相连，并由锁紧螺母锁紧。蜗轮蜗杆减速机构包括壳体、蜗轮、蜗轮轴、弹性档圈、软轴铰接销和盖板，在壳体和盖板上有安装蜗轮轴的孔，蜗轮轴固定在该孔内，扇形蜗轮安装在蜗轮轴上，并可绕蜗轮轴转动，蜗轮上固定有软轴铰接销，电机输出轴为与蜗轮啮合的蜗杆，推拉软轴内芯右端为耳环，安装在软轴铰接销上并用弹性档圈定位，推拉软轴右端外壳安装在壳体的螺纹孔上并用螺母锁紧。在拨叉轴左端部中心处安装有磁铁，在变速器箱体上与拨叉轴安装孔封盖上安装有线性霍尔元件，用于检测拨叉轴的位移量从而得到档位信号。电机在电控单元控制下可正反向旋转，当电控单元发出换档信号时电机转动，电机输出轴丝杆驱动滑动螺母带动推拉软轴内芯移动，或电机输出轴蜗杆驱动蜗轮带动推拉软轴内芯移动，推动或拉动拨叉轴及换档拨叉运动，线性霍尔元件检测拨叉轴的移动量，并反馈给电控单元，达到设定位置时电机停止，完成换档动作。
由于采用上述方案，可实现无选档过程的直接换档，缩短换档过程时间，提高汽车的动力性，并在电控系统的控制下实现换档自动控制。该装置结构简单，工作可靠，具有较强的适应性和通用性，解决了变速器上空间有限，不便于安装布置自动换档机构的问题，可适用于电控机械自动变速器、双离合器式自动变速器的换档自动控制。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图
图2为本发明采用丝杆螺母减速机构的结构示意图
图3为本发明采用蜗轮蜗杆减速机构的结构示意图
图4为图3的A-A视图
图中：1-电机  2-固定支架  3-螺钉  4-减速机构  5-推拉软轴  6-软轴支撑7-拨叉轴  8-换档拨叉  9-电机轴  10-限位螺钉  11-滑动螺母  12-锁紧螺母13-壳体  14-弹性档圈  15-端盖  16-螺母  17-磁铁  18-线性霍尔元件19-蜗轮  20-蜗轮轴  21-壳体  22-弹性档圈  23-软轴铰接轴  24-盖板
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明。
一种汽车变速器电动换档装置，由三个相同的执行与检测装置组成，所述执行与检测装置包括电机1、固定支架2、减速机构4、推拉软轴5、软轴支撑6、拨叉轴7、磁铁17、线性霍尔元件18等。电机1与减速机构4相连，并通过固定支架2安装在车架上，软轴支撑6固定在变速器箱体上，推拉软轴5一端与减速机构4相连，另一端与变速器上的拨叉轴7相连，减速机构4可以是丝杆螺母机构，也可以是蜗轮蜗杆机构。在拨叉轴7端部中心处安装有磁铁17，在变速器箱体上拨叉轴7安装孔的封盖上安装有线性霍尔元件18构成档位检测装置。
实施例1：采用丝杆螺母为减速机构(图2)，电机轴9为丝杆，减速机构壳体13为一端有法兰盘的圆筒，中部有安装限位螺钉10的径向螺纹孔，壳体13内安装有圆柱体滑动螺母11，该滑动螺母内孔右端有与电机轴9的丝杆配合的螺纹，外圆柱面上开有轴向限位槽，左端有连接推拉软轴5内芯的内螺纹，滑动螺母外圆柱面与壳体13内孔为间隙配合，滑动螺母11在电机14的驱动和限位螺钉10的限制下可在壳体13内沿轴向运动但不能转动。端盖15为带螺纹孔的圆盘，通过弹性档圈14固定在壳体13的左端。推拉软轴5右端外壳与端盖15上的螺纹孔连接，并用螺母16锁紧，内芯与滑动螺母11右端的内螺纹相连，并由锁紧螺母12锁紧。推拉软轴5左端外壳通过两个螺母夹紧固定在软轴支撑6上，其内芯通过螺纹与拨叉轴7端部的内螺纹孔相连，并由锁紧螺母锁紧。软轴支撑6固定在变速器箱体上。螺钉3将壳体13、固定支架2和电机1联为一体，并通过固定支架上的孔将其安装在汽车发动机仓内或车架的空位上。电机1在电控单元的驱动下可正反向旋转，带动滑动螺母11在壳体13内沿轴线方向运动，通过推拉软轴内芯带动拨叉轴7及换档拨叉8移动，线性霍尔元件18根据安装在拨叉轴端部的磁铁17的位置变化造成的磁场强度变化，检测拨叉轴的位移，并向电控单元反馈与拨叉轴位移量成比例的电压信号，当拨叉轴到达预定位置即挂档或退挡到位时，电机停止，完成挂档或退档动作。三套相同的执行与检测装置分别单独驱动三根换档拨叉轴动作，实现无选档过程的直接换档。
    实施例2：采用蜗轮蜗杆为减速机构(图3、图4)，蜗轮减速机构壳体21有连接法兰，通过螺钉3将其与固定支架2及电机1连为一体，并安装在发动机仓内或车架的空位上，扇形蜗轮安装在固定于壳体21和盖板24之间的蜗轮轴上，可绕蜗轮轴转动，蜗轮上固定有软轴铰接销23，电机输出轴9为与蜗轮19啮合的蜗杆，推拉软轴5内芯右端为耳环，安装在软轴铰接销23上并用弹性档圈22定位，推拉软轴5外壳安装在壳体21的螺纹孔上并用螺母16锁紧。电机在电控单元的驱动下可正反向旋转，驱动蜗轮绕蜗轮轴摆动，通过软轴铰销推动或拉动推拉软轴内芯带动拨叉轴及换档拨叉移动，线性霍尔元件检测拨叉轴的位移，并向电控单元反馈电压信号，当拨叉轴到达预定位置即挂档或退挡到位时，电机停止，完成挂档或退档动作。三套相同的执行与检测装置分别单独驱动三根换档拨叉轴动作，实现无选档过程的直接换档。

Claims (3)

1.一种汽车变速器电控自动换档控制装置，由三个相同的执行与检测装置组成，执行与检测装置包括电机(1)、固定支架(2)、减速机构(4)、推拉软轴(5)、软轴支撑(6)、拨叉轴(7)、磁铁(17)、线性霍尔元件(18)等，其特征在于电机(1)与减速机构(4)相连，并通过固定支架(2)安装在车架上，软轴支撑(6)固定在变速器箱体上，推拉软轴(5)一端与减速机构(4)相连，另一端与变速器上的拨叉轴(7)相连，在拨叉轴(7)端部中心处安装有磁铁(17)，在变速器箱体上与拨叉轴(7)安装孔外部安装有线性霍尔元件(18)。
2.根据权利要求1所述的汽车变速器电控自动换档控制装置，其特征在于减速机构(4)为丝杆螺母机构，包括壳体(13)、滑动螺母(11)、限位螺钉(10)、端盖(15)和弹性档圈(14)，壳体(13)为一端有法兰盘的圆筒，中部有径向螺纹孔并安装有限位螺钉(10)，内部安装有圆柱形滑动螺母(11)，壳体(13)内孔与滑动螺母(11)外圆柱面为间隙配合，电机输出轴(9)为丝杆，滑动螺母(11)右端内螺纹与电机轴(9)的丝杆配合，外圆柱面上开有轴向限位槽，在限位螺钉(10)的限制下可在壳体(13)内轴向移动但不能转动，端盖(15)为带螺纹孔的圆盘，通过弹性档圈(14)固定在壳体(13)的左端，滑动螺母(11)左端内螺纹与推拉软轴(5)内芯一端相连，并由锁紧螺母(12)锁紧，推拉软轴(5)右端外壳与端盖(15)上的螺纹孔连接，并用螺母(16)锁紧，推拉软轴(5)另一端外壳通过两个螺母夹紧固定在软轴支撑(6)上，其内芯通过螺纹与拨叉轴(7)端部的内螺纹孔相连，并由锁紧螺母锁紧。
3.根据权利要求1所述的汽车变速器电控自动换档控制装置，其特征在于减速机构(4)为蜗轮蜗杆机构，包括壳体(21)、蜗轮(19)、蜗轮轴(20)、弹性档圈(22)、软轴铰接销(23)和盖板(24)，在壳体(21)和盖板(24)上有安装蜗轮轴的孔，蜗轮轴固定在该孔内，扇形蜗轮(19)安装在蜗轮轴上，并可绕蜗轮轴(20)转动，蜗轮上固定有软轴铰接销(23)，电机输出轴(9)为与蜗轮(19)啮合的蜗杆，推拉软轴(5)内芯一端为耳环，安装在软轴铰接销(23)上并用弹性档圈(22)定位，推拉软轴(5)外壳安装在壳体(21)的螺纹孔上并用螺母(16)锁紧。
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