CN205089959U - 用于双离合变速器的换挡拨叉位移监测系统 - Google Patents

Abstract

一种用于双离合变速器的换挡拨叉位移监测系统，换挡拨叉可同步往复移动地连接在拨叉轴上，换挡拨叉位移监测系统包括：安装座；安装在安装座的线轮，具有轮槽，线轮转轴垂直于拨叉轴长度方向；安装在安装座的回力弹簧；固定在线轮的位移传感器，用于测量线轮的角位移；缠绕在轮槽内的绕线，及从绕线的自由端伸出且用于穿过变速器壳体后呈张紧状态地固定在换挡拨叉的伸出段，伸出段呈张紧状态时平行于拨叉轴的长度方向。本方案的换挡拨叉位移监测系统能够对换挡拨叉的位置进行准确测量，提供了一种系统性解决现有非接触式磁感应位移传感器测量换挡拨叉移动位移失准的问题，测量精度高，利于实现换挡拨叉位移监测系统的正向开发。

Description

用于双离合变速器的换挡拨叉位移监测系统

技术领域

本实用新型涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种用于双离合变速器的换挡拨叉位移监测系统。

背景技术

目前汽车上广泛使用的变速器中，双离合变速器(DoubleClutchTransmission，DCT)是现阶段比较流行的变速器，也是未来变速器发展的一个重要方向。

双离合变速器包括两个离合器，两个离合器分别连接两个变速器输入轴。双离合变速器通过两个离合器的交互切换完成换挡过程，在一个离合器分离的同时，另一个离合器已经结合上，实现无动力中断的快速自动换挡过程。双离合变速器的自动换挡机构中的核心部件是挡位选择器。挡位选择器由1个换挡拨叉及液压控制系统组成，液压控制系统通过电磁阀的切换控制油缸压力，推动换挡拨叉进入相应的档位。为了对换挡拨叉的位置进行精确控制，换挡拨叉上都安装一个独立的拨叉行程传感器，用以监测、反馈换挡拨叉的行程以及所处的状态。

目前的拨叉行程传感器为非接触式磁感应位移传感器，在换挡拨叉上安装有磁体，磁感应位移传感器设于换挡拨叉附近，在换挡拨叉移动时磁体周围的磁场变化，磁感应位移传感器接收磁场变化信号并转换为位移信号。因此现有技术是通过间接测量的方法得到换挡拨叉的位移，这存在以下问题：

由于拨叉行程传感器的安装位置以及工作环境等原因，非接触式磁感应位移传感器采集到的拨叉位移与换挡拨叉实际移动的位移之间存在很大差距，换挡拨叉的位置测量不准确，这对变速器自动换挡系统的控制精度以及进一步开发造成很大阻碍。因此，现有技术需要一种更为准确可靠的换挡拨叉位移监测系统，对换挡拨叉的位置进行直接测量。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是，在现有双离合变速器中，用于测量换挡拨叉位移的拨叉行程传感器为非接触式磁感应传感器。由于拨叉行程传感器的安装位置以及工作环境等原因，非接触式磁感应位移传感器采集到的拨叉位移与换挡拨叉实际移动的位移之间存在很大差距，换挡拨叉的位置测量不准确，这对变速器自动换挡系统的控制精度以及进一步开发造成很大阻碍。

为解决上述问题，本实用新型提供一种用于双离合变速器的换挡拨叉位移监测系统，所述换挡拨叉可同步往复移动地连接在拨叉轴上，所述换挡拨叉位移监测系统包括：

安装座，用于固定在所述变速器壳体外；

安装在所述安装座的线轮，具有轮槽，所述线轮转轴垂直于所述拨叉轴；

安装在所述安装座的回力弹簧；

固定在所述线轮的位移传感器，用于测量所述线轮的角位移；

缠绕在所述轮槽内的绕线，及从绕线的自由端伸出且用于穿过变速器壳体后呈张紧状态地固定在换挡拨叉的伸出段，所述伸出段呈张紧状态时平行于拨叉轴的长度方向；

在所述换挡拨叉远离所述线轮移动时，所述换挡拨叉能够拉着所述伸出段呈张紧状态地同步移动，此时所述绕线带动线轮克服回力弹簧的弹力转动；

在所述换挡拨叉靠近所述线轮移动时，所述回力弹簧的弹力释放以带动所述线轮反转，所述伸出段在所述线轮反转时能够呈张紧状态地随所述换挡拨叉同步移动。

可选地，所述回力弹簧为扭簧，所述扭簧的中轴线和所述线轮的中轴线重合，所述扭簧具有两个支端，其中一个支端固定在所述线轮且另一支端固定在所述安装座。

可选地，所述回力弹簧为卷簧，所述卷簧的中轴线和线轮的中轴线重合，所述卷簧沿径向具有内端和外端；

所述安装座具有容纳槽，所述线轮具有伸入所述容纳槽内的转轴，所述卷簧在所述容纳槽内并套在所述转轴上，所述内端固定在转轴且所述外端固定至所述容纳槽内壁。

可选地，所述伸出段和绕线均为钢丝。

可选地，所述伸出段为直杆，且所述绕线为钢丝。

可选地，所述伸出段和换挡拨叉的连接方式为：所述伸出段用于伸入变速器壳体内的一端连接有接头套筒，所述接头套筒设有内螺纹孔；

利用接头螺栓穿过所述换挡拨叉后与所述内螺纹孔形成螺纹配合。

可选地，所述位移传感器为光栅式位移传感器或电磁式位移传感器。

可选地，所述换挡拨叉位移监测系统还包括：数据采集仪，通过数据线和所述位移传感器电连接，用于接收位移传感器测量得到的所述线轮的角位移。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

由于线轮的转轴垂直于拨叉轴的长度方向，且伸出段在换挡拨叉的往复移动过程中始终保持张紧状态，并保持与拨叉轴长度方向平行，这些因素确保换挡拨叉的移动位移等于伸出段的移动位移，同时伸出段的移动位移等于线轮的角位移。因此，位移传感器测量得到的角位移可得到换挡拨叉的移动位移及位置。

一方面，位移传感器固定在线轮上，可直接测量线轮的角位移，进而得到换挡拨叉的移动位移及位置。相比于现有技术的间接测量方法，这种直接测量方法操作简单，且测量值精确可靠。

另一方面，本技术方案的线轮及位移传感器安装在变速器壳体外，避免了变速器内部工作环境，如内部润滑剂或电磁信号对位移传感器信号的干扰，进一步实现对换挡拨叉位移的精确测量和监测。

因此，本技术方案的换挡拨叉位移监测系统能够对换挡拨叉的位置进行准确测量，提供了一种系统性解决现有非接触式磁感应位移传感器测量换挡拨叉移动位移失准的问题，操作简单，测量精度高，集成性强，有利于实现换挡拨叉位移监测系统的正向开发。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例的双离合变速器中各个部件之间的位置关系示意图；

图2是图1所示双离合变速器中的换挡拨叉位移监测系统的立体图；

图3是图2所示换挡拨叉位移监测系统中，安装座、线轮和回力弹簧的位置关系示意图，其中安装座使用虚线框并透视来表示。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

参照图1，一种处于实验开发阶段的双离合变速器包括：液压控制系统1、拨叉轴2、换挡拨叉3、挡位系统4以及换挡拨叉位移监测系统5。

液压控制系统1包括：第一油缸6及位于第一油缸6内的第一活塞7；第二油缸8及位于第二油缸8内的第二活塞9，第一油缸6连接有第一油管60且第二油缸8连接有第二油管80。拨叉轴2的两端分别伸入第一、二油缸6、8内并分别固定至第一、二活塞7、9，换挡拨叉3可同步往复移动地固定连接在拨叉轴2上。挡位系统4包括：同步器10、位于同步器10沿拨叉轴2长度方向的两侧的左齿轮11和右齿轮12，换挡拨叉3连接至同步器10，左、右齿轮11、12均安装在齿轮轴16上。

当换挡拨叉3处于中位时，通过第一油管60向第一油缸6内注油，通过第二油管80向第二油缸8外排油，第一活塞7带动拨叉轴2右移，同时换挡拨叉3带动同步器10右移至同步器10和右齿轮12啮合，换挡完成；反之，当换挡拨叉3处于中位时，通过第一油管60向第一油缸6外排油，通过第二油管80向第二油缸8内注油，可实现同步器10和左齿轮11啮合，换挡完成。因此，借助于液压控制系统1可实现拨叉轴2和换挡拨叉3往复移动，完成挡位切换。

液压控制系统1、拨叉轴2、换挡拨叉3、挡位系统4构成了一个自动换挡系统。换挡拨叉位移监测系统5用于监测、反馈换挡拨叉的行程以及所处的状态，以便于对挡位切换进程进行精确校准、调试、开发及控制，以提升自动换挡系统的精度。在本技术方案中，参照图1和图2，换挡拨叉位移监测系统5包括：

安装座50，用于固定在变速器壳体13外；

安装在安装座50的线轮51，具有轮槽，线轮51转轴垂直于拨叉轴2；

安装在安装座50的回力弹簧52；

固定在线轮51的位移传感器53，用于测量线轮51的角位移；

缠绕在轮槽内的绕线54，及从绕线54的自由端伸出且用于穿过变速器壳体13后呈张紧状态地固定在换挡拨叉3的伸出段55，伸出段55呈张紧状态时平行于拨叉轴2的长度方向；

在换挡拨叉3远离线轮51移动时，换挡拨叉3能够拉着伸出段55呈张紧状态地同步移动，此时绕线54带动线轮51克服回力弹簧52的弹力转动；

在换挡拨叉3靠近线轮51移动时，回力弹簧52的弹力释放以带动线轮反转，伸出段55在线轮51反转时能够呈张紧状态地随换挡拨叉3同步移动。

在本技术方案中，由于线轮51的转轴垂直于拨叉轴2的长度方向，且伸出段55在换挡拨叉3的往复移动过程中始终保持张紧状态，并保持与拨叉轴2长度方向平行，这些因素确保换挡拨叉3的移动位移等于伸出段55的移动位移，同时伸出段55的移动位移等于线轮51的角位移。因此，位移传感器53测量得到的角位移可得到换挡拨叉3的移动位移及位置。

参照图1，本技术方案的换挡拨叉位移监测系统5的工作原理为：

换挡拨叉3处于中位，线轮51要受到回力弹簧52的弹力作用具有转动(沿顺时针方向转动)以缠绕绕线54的趋势，此时换挡拨叉3静止牵拉伸出段55呈张紧状态，并阻挡线轮51转动；

从中位开始，操作液压控制系统1控制换挡拨叉3左移，换挡拨叉3拉着伸出段55左移，同时绕线54逐渐释放并带动线轮51克服回力弹簧52的弹力而转动，位移传感器53可实时监测换挡拨叉3的移动位移及所处位置，当换挡拨叉3移动至左极限位置时，回力弹簧52具有最大形变；

从中位开始，操作液压控制系统1控制换挡拨叉3右移，换挡拨叉3通过伸出段55对线轮51反转的阻力慢慢释放，线轮51在回力弹簧52的弹力作用下反转，此时回力弹簧52的形变回复速率与换挡拨叉3的移动速率相互配合，保证伸出段55还是要受到换挡拨叉3的拉力而保持张紧状态，这样伸出段55的移动位移等于换挡拨叉3的移动位移，线轮51的角位移等于伸出段55的移动位移，位移传感器53测量得到的线轮51的角位移等于换挡拨叉3的移动位移，测量数值准确、可靠。

与现有技术相比，本技术方案的换挡拨叉位移监测系统5具有以下优点：

一方面，位移传感器53固定在线轮51上，可直接测量线轮51的角位移，进而得到换挡拨叉3的移动位移及位置。相比于现有技术的间接测量方法，这种直接测量方法操作简单，且测量值精确可靠。

另一方面，本技术方案的线轮51及位移传感器53安装在变速器壳体13外，避免了变速器内部工作环境，如内部润滑剂或电磁信号对位移传感器53信号的干扰，进一步实现对换挡拨叉3位移的精确测量和监测。而且，在监测过程中，亦可通过游标卡尺等测量工具来测量变速器壳体13外的绕线缠绕或释放的长度，实现对位移传感器53测量结果的校核，以保证本技术方案的换挡拨叉位移监测系统5测量得到的换挡拨叉3的移动位移和位置更加精确。

因此，本技术方案的换挡拨叉位移监测系统5能够对换挡拨叉3的位置进行准确测量，提供了一种系统性解决现有非接触式磁感应位移传感器测量换挡拨叉移动位移失准的问题，操作简单，测量精度高，集成性强，有利于实现换挡拨叉位移监测系统的正向开发。

在本技术方案中，结合参照图3，回力弹簧52为扭簧，扭簧的中轴线和线轮51的中轴线重合，扭簧具有两个支端，其中一个支端固定在线轮51且另一支端固定在安装座50。由于安装座50静止，线轮51转动以通过与其连接的一个支端带动扭簧发生形变时，扭簧会存储能量；在扭簧的形变释放时，其存储的能量释放以带动线轮51反转复位。

作为一种变形例，回力弹簧52为卷簧，卷簧的中轴线和线轮51的中轴线重合，卷簧沿径向具有内端和外端；

安装座50具有容纳槽，线轮51具有伸入容纳槽内的转轴，卷簧在所述容纳槽内并套在转轴上，所述内端固定在转轴，且所述外端固定至所述容纳槽内壁。卷簧能够在狭小的空间里持续提供较大的恢复力，在本技术方案中，卷簧在容纳槽内能够在线轮51的转动下收紧，并为线轮51反转复位提供弹力作用。

在本技术方案中，应保证绕线54和伸出段55在张紧状态时不会发生拉伸变形，这样换挡拨叉3的移动位移才能同步地转移为伸出段55的移动位移，位移传感器53的测量结果才能真实反映换挡拨叉3的移动位移及所处位置。此时，绕线54和伸出段55应具有较大刚度，同时伸出段55的质量不宜过大，以免其重量影响测量结果。因此，在本方案中，伸出段55和绕线54均为钢丝，例如一体成型的钢丝，钢丝的刚度较大且在张紧时不易变形。除此之外，还可以是：绕线54选择钢丝，且伸出段55选择直杆。

在变速器壳体13中开设有通孔130，以供绕线54和伸出段55穿过。为防止绕线54和伸出段55与通孔130内壁发生较大摩擦，在通孔130内固装有绕线导管17。一方面，绕线导管17对绕线54和伸出段55的移动起到引导作用；另一方面，绕线导管17与绕线54和伸出段55之间不会发生较大摩擦。

其中，伸出段55和换挡拨叉3的连接方式为：伸出段55用于伸入变速器壳体13内的一端连接有接头套筒14，接头套筒14设有内螺纹孔；

利用接头螺栓15穿过换挡拨叉3后与内螺纹孔形成螺纹配合。此时，换挡拨叉3上设有通孔以供接头螺栓15穿过。螺纹配合的连接方式安装/拆卸都很方便，易于操作。

进一步地，安装座50与变速器壳体13之间的连接方式为螺栓连接，在安装座50上设有通孔以供螺栓穿过。再加上，伸出段55和换挡拨叉3之间的螺纹配合的连接方式，这样本技术方案的换挡拨叉位移系统5可以很方便地应用于各个开发平台。

在本技术方案中，位移传感器53集成在线轮51上，其工作时的信号不受变速器内部环境的影响。位移传感器53可以为：光栅式位移传感器或电磁式位移传感器。其中光栅传感器具有易实现数字化、精度高(目前分辨率最高的可达到纳米级)、抗干扰能力强、没有人为读数误差、安装方便、使用可靠等优点。

参照图1，换挡拨叉位移监测系统5还包括：数据采集仪56，通过数据线57和位移传感器53电连接，用于接收位移传感器53测量得到的线轮51的角位移。在其他实施例中，还可以是：随机将位移传感器53电连接至任何带有显示器的电信号处理装置。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种用于双离合变速器的换挡拨叉位移监测系统，所述换挡拨叉可同步往复移动地连接在拨叉轴上，其特征在于，所述换挡拨叉位移监测系统包括：

安装座，用于固定在所述变速器壳体外；

安装在所述安装座的线轮，具有轮槽，所述线轮转轴垂直于所述拨叉轴；

安装在所述安装座的回力弹簧；

固定在所述线轮的位移传感器，用于测量所述线轮的角位移；

缠绕在所述轮槽内的绕线，及从绕线的自由端伸出且用于穿过变速器壳体后呈张紧状态地固定在换挡拨叉的伸出段，所述伸出段呈张紧状态时平行于拨叉轴的长度方向；

在所述换挡拨叉远离所述线轮移动时，所述换挡拨叉能够拉着所述伸出段呈张紧状态地同步移动，此时所述绕线带动线轮克服回力弹簧的弹力转动；

在所述换挡拨叉靠近所述线轮移动时，所述回力弹簧的弹力释放以带动所述线轮反转，所述伸出段在所述线轮反转时能够呈张紧状态地随所述换挡拨叉同步移动。

2.如权利要求1所述的换挡拨叉位移监测系统，其特征在于，所述回力弹簧为扭簧，所述扭簧的中轴线和所述线轮的中轴线重合，所述扭簧具有两个支端，其中一个支端固定在所述线轮且另一支端固定在所述安装座。

3.如权利要求1所述的换挡拨叉位移监测系统，其特征在于，所述回力弹簧为卷簧，所述卷簧的中轴线和线轮的中轴线重合，所述卷簧沿径向具有内端和外端；

所述安装座具有容纳槽，所述线轮具有伸入所述容纳槽内的转轴，所述卷簧在所述容纳槽内并套在所述转轴上，所述内端固定在转轴且所述外端固定至所述容纳槽内壁。

4.如权利要求1所述的换挡拨叉位移监测系统，其特征在于，所述伸出段和绕线均为钢丝。

5.如权利要求1所述的换挡拨叉位移监测系统，其特征在于，所述伸出段为直杆，且所述绕线为钢丝。

6.如权利要求1所述的换挡拨叉位移监测系统，其特征在于，所述伸出段和换挡拨叉的连接方式为：所述伸出段用于伸入变速器壳体内的一端连接有接头套筒，所述接头套筒设有内螺纹孔；

利用接头螺栓穿过所述换挡拨叉后与所述内螺纹孔形成螺纹配合。

7.如权利要求1所述的换挡拨叉位移监测系统，其特征在于，所述位移传感器为光栅式位移传感器或电磁式位移传感器。

8.如权利要求1所述的换挡拨叉位移监测系统，其特征在于，所述换挡拨叉位移监测系统还包括：数据采集仪，通过数据线和所述位移传感器电连接，用于接收位移传感器测量得到的所述线轮的角位移。