CN203115079U

CN203115079U - 一种机械式自动变速箱的选换档执行机构

Info

Publication number: CN203115079U
Application number: CN 201320142656
Authority: CN
Inventors: 韩尔樑; 刘建卫; 耿丽珍; 桂经良; 王朝辉; 李永昌
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2023-03-27

Abstract

本实用新型涉及一种机械式自动变速箱的选换档执行机构，其包括可与变速箱内的各拨叉轴择一地进行连接的换档指，换档指由相互垂直设置的多位置选档气缸和多位置换档气缸驱动，选档气缸和换档气缸上分别安装有选档位置传感器和换档位置传感器，选档气缸和换档气缸的各气路集中连接至一阀岛上，阀岛和上述两位置传感器均与用于综合控制变速箱的变速箱控制器电连接。本实用新型结构简单、控制方便、重量轻、占用空间小且能简化电、气路布置。

Description

一种机械式自动变速箱的选换档执行机构

技术领域

本实用新型属于机械式自动变速箱领域，具体的说是一种机械式自动变速箱的选换档执行机构。

背景技术

机械式自动变速箱（Automated Mechanical Transmission，可简称为AMT）是在传统的手动齿轮式变速箱的基础上改进而来，其保留了原机械式变速箱内部的齿轮部件以及用于控制齿轮进行选换档的拨叉轴，而只改变原来需要手动操作的拨叉轴驱动部分，即由手动执行变为自动执行。所谓的自动执行是通过选换档执行机构来完成的。AMT由变速箱控制器（Transmission Control Unit，可简称为TCU）来控制，TCU根据发动机转速信号和车速信号来对变速箱进行自动控制，从而获得良好的变速箱性能。

选换档执行机构包括换档指，该换档指伸入到变速箱内部且可选择性地与任一根拨叉轴连接，换档指与拨叉轴连接后再对该拨叉轴进行控制，选换档执行机构通过驱动换档指的移动来完成拨叉轴的选择连接以及对拨叉轴的控制，从而完成选档和换档动作。

AMT的选换档执行机构按照动力来源可分为电控气动、电控液动和电控电动三种类型。对于电控液动，其用油缸驱动换档指移动，需要额外的油泵，油路布置十分不便且会占用过多的空间。对于电控电动，其用电机驱动换档指移动，车载电力有限，使用电机驱动会耗费过多的电力，另外，电机的连接线路会和TCU的电控制部分的线路混杂在一起，线路间会相互干扰且影响美观。在大型或重型车上大都为制动系统配备有现成的空气压缩装置和蓄能装置，气动能源可以直接由储气罐提供，不需要额外的电机、油泵等能源装置，因此，电控气动的方式会成为最便捷且更安全环保的一种方式。但是，现有的气动选换档执行机构中，气缸的气路布置较复杂且每一支气路均需要由该气路所对应的单个电磁阀来控制，控制线路多且十分杂乱，另外，现有的气动选换档机构的选换档位置十分有限，仅适用于档位较少的车辆，对于多档位的车辆，需要两个以上的气缸才能完成选档和换档动作，气路布置和集中控制难度很大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、控制方便、占用空间小且能简化气路与电路布置的机械式自动变速箱的选换档执行机构。

为解决上述技术问题，本实用新型的机械式自动变速箱的选换档执行机构包括可与变速箱内的各拨叉轴择一地进行连接的换档指，其结构特点是所述换档指由相互垂直设置的多位置选档气缸和多位置换档气缸驱动，选档气缸和换档气缸上分别安装有选档位置传感器和换档位置传感器，选档气缸和换档气缸的各气路集中连接至一阀岛上，阀岛和上述两位置传感器均与用于综合控制变速箱的变速箱控制器电连接。

采用上述结构，使用气缸作为选换档的动力部件，可直接使用车载空气压缩装置的气源，不需要额外添加电机、油泵等，且利用空气作为动力源，来源广泛，受地域环境影响小，响应快，安全环保无污染；利用相互垂直设置的两个气缸即能实现选换档操作，结构简单，体积小，重量轻，占用空间少；通过阀岛对两个气缸的各个气路进行综合控制，不需要在每个气路上均安装控制阀，仅需要从气源引出一路压缩空气输入到阀岛中即可，阀岛再对两气缸的各气路进行气体分配，减化了控制流程，降低了气路的复杂程度，且使得气路布置得更美观；通过变速箱控制器接收包括位置传感器在内各个传感器的信号并对阀岛进行综合控制，简化了控制流程，降低了通信线束的复杂程度，且使得电路布置得更加美观。

作为换档指的一种驱动结构，所述选档气缸活塞杆前端连接有选档导块，选档导块上开设有与换档气缸的运动方向相一致的换档导向槽；换档气缸活塞杆的前端连接有换档导块，换档导块上开设有与选档气缸的运动方向相一致的选档导向槽，换档指安装在换档导向槽和选档导向槽中。该种结构中，两个垂直设置的导向槽相互限制，保证了换档指的位置唯一确定，确保了各档位的位置精确性。

作为阀岛的一种结构形式，所述阀岛上设有阀岛控制器，阀岛控制器上设有总线接口，总线接口与变速箱控制器之间通过总线连接。采用该种结构，通过总线与变速箱控制器进行通信，进一步简化了通信线路的布置，同时还提高了通信效率和可靠性。

作为阀岛的一种改进，所述阀岛控制器上设有用于和两位置传感器进行通信的传感器通信接口。采用该种结构，变速箱控制器通过阀岛控制器与两位置传感器连接，变速箱控制器进行通信连接，降低了控制线路的复杂程度，同时也简化了整体结构。

作为整个执行机构的一种优选的实现形式，所述选档气缸为四位置气缸，换档气缸为三位置气缸。该种结构中，通过四个位置的选档和三个位置的换档，可轻易实现六档位变速箱的选换档操作，结构简单，适用范围广。

综上所述，本实用新型具有结构简单、控制方便、重量轻、占用空间小且能简化电、气路布置的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型的外部结构示意图；

图2为本实用新型的内部构造结构示意图；

图3为本实用新型的换档室内的结构示意图；

图4为本实用新型的各部件的整理连接结构示意图。

具体实施方式

参照附图，本实用新型的机械式自动变速箱的选换档执行机构包括可与变速箱1内的各拨叉轴择一地进行连接的换档指3，其中，对于变速箱1，其通过拨叉轴拨动齿轮等部件进行选换档动作，在变速箱1内，通常情况下，一根拨叉轴对应三个档位，换档指3可选择连接其中的一根拨叉轴，通过换档指3的移动来完成拨叉轴的选择连接和档位的切换。换档指3由相互垂直设置的多位置选档气缸4和多位置换档气缸5驱动，选档气缸4和换档气缸5上分别安装有选档位置传感器41和换档位置传感器51，选档气缸4和换档气缸5的各气路集中连接至一阀岛6上，该阀岛6和上述两位置传感器均与用于综合控制变速箱1的变速箱控制器2电连接。该种结构的驱动装置中，利用选档气缸4驱动换档指3移动到需要连接的拨叉轴所在的位置，换档指3与拨叉轴连接之后，换档气缸5再驱动换档指3带动拨叉轴动作进行挂档或摘挡。

参照附图，选档气缸活塞杆44前端连接有选档导块42，选档导块42上开设有与换档气缸5的运动方向相一致的换档导向槽43；换档气缸活塞杆54前端连接有换档导块52，换档导块52上开设有与选档气缸4的运动方向相一致的选档导向槽53，换档指3安装在换档导向槽43和选档导向槽53中。图3为换档室内的结构示意图，所谓换档室是用于给各导块和换挡指3提供活动空间的室体，其外置于变速箱1的上端盖上。如图2和图3所示，两个气缸的活塞杆前端均深入到换档室内，选档导块42、换档导块52和换档指3也安装在换档室内。其中，对于气缸的运动方向解释为气缸活塞杆的伸缩方向，因此，对于垂直设置的两个气缸来说，选档导向槽43和换档导向槽53也是相互垂直的。另外，如图2和图3所示的实施方式中，选档气缸4位于换档气缸5的上方，因此，换档导向槽43位于选档导向槽53的上方，由于换档指3需要同时安装在换档导向槽43和选档导向槽53中，所以换档导向槽43为通槽，其呈现为长条形的通孔状，换档指3穿装在该通孔内。而对于选档导向槽53，其只需要容纳换档指3的底部即可，因此选档导向槽53可以不是通孔，而仅仅是一个一端开口的槽即可。

参照附图，阀岛6具有一个总的进气口63、一个总的出气口64和多个分支气路接口，总的进气口63和总的出气口64与气源处理装置65连接，气源处理装置65可以为车载的空气压缩机或储气罐等。各分支气路接口用于连接两个气缸的各个气路，阀岛6内设有电磁阀组可对各个气路进行通断控制,阀岛6上设有阀岛控制器61，阀岛控制器61的作用是接收变速箱控制器2的信号并对阀岛6内的电磁阀组进行统一控制。阀岛控制器61上设有总线接口62，总线接口62与变速箱控制器2之间通过总线连接。阀岛控制器61上设有用于和两位置传感器进行通信的传感器通信接口66，两位置传感器先连接到阀岛控制器61上，再通过阀岛控制器61上的总线接口62与变速箱控制器2进行通信连接。

多位置气缸解释为气缸的活塞杆有多个定位位置，气缸的每个定位位置对应一路气路来控制，阀岛6通过控制各气路的通断组合来实现气缸多个位置的精确定位，对于多位置气缸的内部结构，为现有技术，在此不再赘述。另外，对于常见的六档位的变速箱来说，本实用新型的方案是：选档气缸4选用四位置气缸，换档气缸5选用三位置气缸。可见，本实用新型通过两个气缸即实现了如图4中六个档位1D、2D、3D、4D、5D、6D以及倒档RD和空档的控制。

图4示出的为六个档位的变速箱，下面以二档换三档为例对本实用新型的执行机构的动作过程进行描述：

1）当变速箱控制器2采集的加速踏板、车速传感器等其它信号满足换档条件时，变速箱控制器2通过总线向阀岛6发送控制指令，阀岛6接到指令后对两个气缸的各个气路进行通断组合配置，使得选档气缸4保持原位置，换档气缸5动作，摘掉2挡，挂入空挡；

2）换档气缸5上的换档位置传感器51检测到挂入空挡后，会向阀岛6发送检测信号，阀岛6通过总线将信号传输到变速箱控制器2，接到信号后，变速箱控制器2根据存储于其中的程序向阀岛6发送下一条指令，阀岛6对两个气缸的各个气路进行通断组合配置，此时，换档气缸5保持位置不变，选档气缸4动作，带动换档指3选中三挡所在的拨叉轴；

3）选档气缸4上的选档位置传感器41检测到已经选中三挡所在的拨叉轴后，会向阀岛6发送检测信号，阀岛6通过总线将信号传输到变速箱控制器2，接到信号后，变速箱控制器2根据存储于其内的程序向阀岛6发送下一条指令，阀岛6对两个气缸的各个气路进行通断组合配置，此时，选档气缸4保持位置不变，换档气缸5动作，在离合器执行机构的配合下，将换档指3由空挡挂入三挡，从而完成整个过程。

综上所述，本实用新型不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。

Claims

1.一种机械式自动变速箱的选换档执行机构，包括可与变速箱（1）内的各拨叉轴择一地进行连接的换档指（3），其特征是所述换档指（3）由相互垂直设置的多位置选档气缸（4）和多位置换档气缸（5）驱动，选档气缸（4）和换档气缸（5）上分别安装有选档位置传感器（41）和换档位置传感器（51），选档气缸（4）和换档气缸（5）的各气路集中连接至一阀岛（6）上，阀岛（6）和上述两位置传感器均与用于综合控制变速箱（1）的变速箱控制器（2）电连接。

2.如权利要求1所述的机械式自动变速箱的选换档执行机构，其特征是所述选档气缸活塞杆（44）前端连接有选档导块（42），选档导块（42）上开设有与换档气缸（5）的运动方向相一致的换档导向槽（43）；换档气缸活塞杆（54）前端连接有换档导块（52），换档导块（52）上开设有与选档气缸（4）的运动方向相一致的选档导向槽（53），换档指（3）安装在换档导向槽（43）和选档导向槽（53）中。

3.如权利要求1或2所述的机械式自动变速箱的选换档执行机构，其特征是所述阀岛（6）上设有阀岛控制器（61），阀岛控制器（61）上设有总线接口（62），总线接口（62）与变速箱控制器（2）之间通过总线连接。

4.如权利要求3所述的机械式自动变速箱的选换档执行机构，其特征是所述阀岛控制器（61）上设有用于和两位置传感器进行通信的传感器通信接口（66）。

5.如权利要求1或2或4所述的机械式自动变速箱的选换档执行机构，其特征是所述选档气缸（4）为四位置气缸，换档气缸（5）为三位置气缸。

6.如权利要求3所述的机械式自动变速箱的选换档执行机构，其特征是所述选档气缸（4）为四位置气缸，换档气缸（5）为三位置气缸。