CN208153713U - 一种选换挡执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种选换挡执行机构，包括换挡电机、第一传动齿轮、第二传动齿轮、换挡丝杠、推块、拨叉、拨块和直线驱动装置，换挡电机的输出轴上设置有第一传动齿轮，第一传动齿轮和第二传动齿轮啮合，第二传动齿轮与换挡丝杠固定连接，换挡丝杠与推块螺纹连接，推块上设置有通孔，拨块的一端与直线驱动装置连接，其另一端插入通孔中且穿出后与拨叉上的凹槽对准。与需要的挡位对应的直线驱动装置驱动拨块移动插入到拨叉中换挡，然后换挡电机提供换挡动力驱动第一传动齿轮转动，第一传动齿轮驱动第二传动齿轮转动，第二传动齿轮带动换挡丝杠转动，换挡丝杠通过自身的转动驱动推块移动，推块移动时通过拨块拨动拨叉进行换挡，从而提高了可靠性。

Description

一种选换挡执行机构

技术领域

本实用新型涉及AMT变速箱选档换挡技术领域，尤其涉及一种选换挡执行机构。

背景技术

新能源动力汽车发展迅速，其便利的电资源加速了汽车自动控制的发展，自动换挡成为了新能源汽车发展的主流，目前发展较快的AMT变速箱是通过在传统变速箱上增加一套选换挡执行机构和TCU控制器来实现自动换挡功能。但AMT变速箱换挡可靠性并不理想，挂挡不成功及摘挡不彻底故障频出，严重影响行车安全。

目前市场主流选换挡执行机构工作原理为利用滚珠丝杠传动系统实现选挡功能，利用滚珠丝杠传动系统实现换挡功能，由于各拨叉间隙仅为1.8mm，加上传动系中存在的各项配合间隙，加大了丝杠位置控制的难度，这也是造成车辆运行中出现选挡失效的情况较多的原因。并且需要进行选挡位移判断，而且换挡受力不平衡，可靠性差。

因此，如何提供一种选换挡执行机构，以提高可靠性，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种选换挡执行机构，以提高可靠性。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种选换挡执行机构，用于AMT变速箱，包括换挡电机、第一传动齿轮、第二传动齿轮、换挡丝杠、推块、拨叉、拨块和直线驱动装置，其中，所述拨块为多个，所述直线驱动装置为多个，所述拨叉为多个，所述拨块、所述直线驱动装置和所述拨叉的数量相同且对应设置，

所述换挡电机的输出轴上设置有所述第一传动齿轮，所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮啮合，所述第二传动齿轮与所述换挡丝杠固定连接，所述换挡丝杠与所述推块螺纹连接，

所述推块上设置有通孔，所述拨块的一端与所述直线驱动装置连接，其另一端插入所述通孔中且穿出后与所述拨叉上的凹槽对准。

优选的，上述第二传动齿轮包括第一子齿轮和第二子齿轮，所述第一子齿轮位于所述第一传动齿轮的一侧且啮合，所述第二子齿轮位于所述第一传动齿轮的另一侧且啮合，

所述换挡丝杠包括第一子丝杠和第二子丝杠，所述第一子丝杠的顶端与所述第一子齿轮同轴心固定连接，所述第二子丝杠的顶端与所述第二子齿轮同轴心固定连接，

所述推块上开设有间隔设置的第一螺纹孔和第二螺纹孔，所述第一子丝杠设置在所述第一螺纹孔中，所述第二子丝杠设置在所述第二螺纹孔中，

所述通孔设置在所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔之间。

优选的，上述通孔的轴线与所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔的轴线垂直。

优选的，上述拨块为三个，所述直线驱动装置为三个，所述拨叉为三个。

优选的，上述直线驱动装置为气缸。

优选的，上述第二传动齿轮的直径大于所述第一传动齿轮的直径。

优选的，上述换挡丝杠与所述推块螺纹连接具体为所述换挡丝杠上设置有螺母，所述螺母与所述推块固定连接。

优选的，上述的选换挡执行机构还包括检测所述拨块是否插入到所述拨叉的凹槽中的传感器。

本实用新型还提供一种选换挡执行方法，基于上述所述的选换挡执行机构，

需要换挡时，与需要的挡位对应的所述直线驱动装置驱动所述拨块移动插入到所述拨叉中，

然后进行选档，换挡电机提供换挡动力驱动所述第一传动齿轮转动，所述第一传动齿轮驱动所述第二传动齿轮转动，所述第二传动齿轮带动所述换挡丝杠转动，所述换挡丝杠通过自身的转动驱动所述推块移动，所述推块移动时通过所述拨块拨动所述拨叉进行换挡。

优选的，上述第二传动齿轮包括第一子齿轮和第二子齿轮，所述第一子齿轮位于所述第一传动齿轮的一侧且啮合，所述第二子齿轮位于所述第一传动齿轮的另一侧且啮合，

所述换挡丝杠包括第一子丝杠和第二子丝杠，所述第一子丝杠的顶端与所述第一子齿轮同轴心固定连接，所述第二子丝杠的顶端与所述第二子齿轮同轴心固定连接，

所述推块上开设有间隔设置的第一螺纹孔和第二螺纹孔，所述第一子丝杠设置在所述第一螺纹孔中，所述第二子丝杠设置在所述第二螺纹孔中，

所述通孔设置在所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔之间，

所述拨块为多个，所述直线驱动装置为多个，所述拨叉为多个，且三者的数量相同，

需要换挡时，与需要的挡位对应的所述直线驱动装置驱动所述拨块移动插入到所述拨叉中，

然后进行选档，换挡电机提供换挡动力驱动所述第一传动齿轮转动，所述第一传动齿轮将动力对称传递到所述第一子齿轮和所述第二子齿轮上，所述第一子齿轮和所述第二子齿轮分别将动力传递到所述第一子丝杠和所述第二子丝杠上，由所述第一子丝杠和所述第二子丝杠将旋转的运动形式转换为推块的直线往复运动，所述推块移动时通过所述拨块拨动所述拨叉进行换挡。

本实用新型提供的选换挡执行机构，用于AMT变速箱，包括换挡电机、第一传动齿轮、第二传动齿轮、换挡丝杠、推块、拨叉、拨块和直线驱动装置，其中，所述拨块为多个，所述直线驱动装置为多个，所述拨叉为多个，所述拨块、所述直线驱动装置和所述拨叉的数量相同且对应设置，所述换挡电机的输出轴上设置有所述第一传动齿轮，所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮啮合，所述第二传动齿轮与所述换挡丝杠固定连接，所述换挡丝杠与所述推块螺纹连接，所述推块上设置有通孔，所述拨块的一端与所述直线驱动装置连接，其另一端插入所述通孔中且穿出后与所述拨叉上的凹槽对准。

使用时，需要换挡时，与需要的挡位对应的直线驱动装置驱动拨块移动插入到拨叉中，然后进行选档，换挡电机提供换挡动力驱动第一传动齿轮转动，第一传动齿轮驱动第二传动齿轮转动，第二传动齿轮带动换挡丝杠转动，换挡丝杠通过自身的转动驱动推块移动，推块移动时通过拨块拨动拨叉进行换挡。从而取消了选挡位移判断，又保证了换挡受力平衡可靠，以提高可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的选换挡执行机构的结构示意图。

上图1中：

换挡电机1、第一传动齿轮2、第一子齿轮3、第二子齿轮4、第一子丝杠5、第二子丝杠6、推块7、第一气缸8、第二气缸9、第三气缸10、第一拨块11、第二拨块12、第三拨块13、第一拨叉14、第二拨叉15、第三拨叉 16、螺母17。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的选换挡执行机构的结构示意图。

本实用新型实施例提供的选换挡执行机构，用于AMT变速箱，包括换挡电机1、第一传动齿轮2、第二传动齿轮3、换挡丝杠、推块7、拨叉、拨块和直线驱动装置，其中，拨块为多个，直线驱动装置为多个，拨叉为多个，拨块、直线驱动装置和拨叉的数量相同且对应设置，换挡电机1的输出轴上设置有第一传动齿轮2，第一传动齿轮2和第二传动齿轮啮合，第二传动齿轮与换挡丝杠固定连接，换挡丝杠与推块螺纹连接，推块7上设置有通孔，拨块的一端与直线驱动装置连接，其另一端插入通孔中且穿出后与拨叉上的凹槽对准。

使用时，需要换挡时，与需要的挡位对应的直线驱动装置驱动拨块移动插入到拨叉中，然后进行选档，换挡电机1提供换挡动力驱动第一传动齿轮2 转动，第一传动齿轮2驱动第二传动齿轮转动，第二传动齿轮带动换挡丝杠转动，换挡丝杠通过自身的转动驱动推块7移动，推块7移动时通过拨块拨动拨叉进行换挡。从而能取消了选挡位移判断，又保证了换挡受力平衡可靠，以提高可靠性。

其中，第二传动齿轮包括第一子齿轮3和第二子齿轮4，第一子齿轮3位于第一传动齿轮2的一侧且啮合，第二子齿轮4位于第一传动齿轮2的另一侧且啮合，换挡丝杠包括第一子丝杠5和第二子丝杠6，第一子丝杠5的顶端与第一子齿轮3同轴心固定连接，第二子丝杠6的顶端与第二子齿轮4同轴心固定连接，推块7上开设有间隔设置的第一螺纹孔和第二螺纹孔，第一子丝杠5设置在第一螺纹孔中，第二子丝杠6设置在第二螺纹孔中，通孔设置在第一螺纹孔和第二螺纹孔之间。

需要换挡时，与需要的挡位对应的直线驱动装置驱动拨块移动插入到拨叉中，然后进行选档，换挡电机1提供换挡动力驱动第一传动齿轮2转动，第一传动齿轮2将动力对称传递到第一子齿轮3和第二子齿轮4上，第一子齿轮3和第二子齿轮4分别将动力传递到第一子丝杠5和第二子丝杠6上，由第一子丝杠5和第二子丝杠6将旋转的运动形式转换为推块7的直线往复运动，推块7移动时通过拨块拨动拨叉进行换挡。

其中，通孔的轴线与第一螺纹孔和第二螺纹孔的轴线垂直。直线驱动装置为气缸。第二传动齿轮的直径大于第一传动齿轮2的直径。换挡丝杠与推块7螺纹连接具体为换挡丝杠上设置有螺母17，螺母17与推块7固定连接，第一子丝杠5和第二子丝杠6上个设置一个螺母17。

上述的选换挡执行机构还包括检测拨块是否插入到拨叉的凹槽中的传感器，当直线驱动装置为气缸时，传感器为气缸行程传感器。

为了方便理解，下面以5挡变速箱为例进行说明，当然也可以根据挡位的增减可增加选挡功能器件数量来实现多挡位选挡功能：

此时，拨块为三个，分别为第一拨块11、第二拨块12和第三拨块13，直线驱动装置为三个，即气缸为三个，分别为第一气缸8、第二气缸9和第三气缸10，拨叉为三个，分别为第一拨叉14、第二拨叉15和第三拨叉16，第一气缸8、第一拨块11和第一拨叉14配合使用，第二气缸9、第二拨块12 和第二拨叉15配合使用，第三气缸10、第三拨块13和第三拨叉16配合使用，其中，第一拨叉14对应1挡和倒挡，第二拨叉15对应2挡和3挡，第三拨叉16对应4挡和5挡。

当车辆的控制器发出4挡挂挡需求时，那么与4、5挡对应的第三气缸10 执行动作，将第三拨块13下压，第三拨块13沿通孔移动直到插入到4、5挡对应的第三拨叉16中，气缸行程传感器发出到达目标位置信号给控制器，到此为止完成了选挡动作，然后换挡电机1驱动推块7移动，从而使得拨叉移动，完成挂挡。如果拨叉向前移动挂4挡，那么换挡电机1将驱动推块7向前移动，如果拨叉向后移动挂4挡，那么换挡电机1将驱动推块7向后移动。

若当前挡位在4挡，而车辆的控制器发出5挡需求，则无需选挡，在换挡电机1带动下，使得拨叉朝向相反的方向移动，直接完成4挡挂5挡。该选挡过程中，第三拨块13在第三气缸10作用下，下移10mm即可完成选挡，该动作完成所需要的时间比采用现有技术中的滚珠丝杠选挡系统要快。

若当前挡位在4挡，而车辆的控制器发出1挡需求，则换挡电机1带动推块复位，然后第三气缸10带动第三拨块13从第三拨叉16中退出，与1、倒挡对应的第一气缸8执行动作，将第一拨块11下压，两个动作可以同时进行，之后的动作参照上面的说明。

倒挡、1挡、2挡和3挡的选档以及换挡同上。

本实用新型实施例提供的选换挡执行机构，该机构与现有技术相比，不再采用单一换挡指选换挡，而是用三个独立的气缸单独控制三个拨块进行选挡，然后采用对称式的滚珠丝杠传动进行换挡，这样既取消了选挡位移判断，又保证了换挡受力平衡可靠。三个独立的气缸可实现连续选挡和跳跃选挡，即可实现连续挂挡摘挡、也可实现跳跃挂挡摘挡。同时，采用齿轮减速机构，在滚珠丝杠一级减速比的之前又增加了第一传动齿轮2和第二传动齿轮的二级减速比，极大的实现了减速增扭的效果，即加大了换挡力又减小了对电机功率的要求，增加了电机的可靠性。

在实际工作时，选挡气缸排有三个独立的相同的气缸；换挡电机1提供换挡动力，在换挡电机1上装有小齿轮轴用于安装第一传动齿轮2，作为动力输入轴，小齿轮与两个装在丝杠上的大齿轮，即第二传动齿轮的第一子齿轮3 和第二子齿轮4啮合，将动力对称传递到两个大齿轮上，大齿轮与丝杠通过固定键槽连接，两个大齿轮分别将动力传递到丝杠上，由滚珠丝杠传动副将旋转的运动形式转换为螺母的直线往复运动，两边对称的滚珠丝杠螺母运动同步，两边螺母17与推块7螺栓固定连接，将推力同步传递到推块7上，推块7中间有拨块上下滑动槽，即通孔，所需挡位对应的气缸将拨块下压到拨叉内，气缸行程传感器发出到达目标位置的信号给控制器，通过此方式完成选挡动作，拨块在推块的推动下，将拨动拨叉进行换挡。

本实用新型实施例提供的选换挡执行机构中涉及到的拨块是平推的方式实现挂挡，这种挂挡方式对拨块头部结构要求较简单，比较容易加工和做热处理。

本实用新型实施例提供的选换挡执行机构采用电动换挡和气动选挡，每个拨叉都有自己独立的拨块和气缸，每个气缸都有独立的气缸行程传感器，区别于现有技术中的滚珠丝杠式选挡方式，本实用新型实施例提供的选换挡执行机构中选挡方式仅需要拨块的拔插动作即可完成选挡，而且在车辆的控制器的控制下，不同拨块的上行和下行动作可以同时进行，大大缩短了选挡时间；区别于现有技术中的换挡指滑磨换挡方式，本实用新型实施例提供的选换挡执行机构中换挡方式为平推式，力的方向和拨叉轴运动方向一样，提高了传动效率；通过滚珠丝杠对称布置平衡了滚珠丝杠副的受力，能够延长滚珠丝杠寿命；通过增加齿轮减速组合，实现了减速增扭效果，可降低电机功率需求，增大拨块的换挡力，保证换挡可靠性。本实用新型实施例提供的选换挡执行机构具有换挡时间较短，选换挡可靠性高，换挡力大的优点，进而车辆运行更平稳；本实用新型实施例提供的选换挡执行机构结构简单，只需一个电机即可实现换挡，比较容易实现。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种选换挡执行机构，用于AMT变速箱，其特征在于，包括换挡电机、第一传动齿轮、第二传动齿轮、换挡丝杠、推块、拨叉、拨块和直线驱动装置，其中，所述拨块为多个，所述直线驱动装置为多个，所述拨叉为多个，所述拨块、所述直线驱动装置和所述拨叉的数量相同且对应设置，

所述换挡电机的输出轴上设置有所述第一传动齿轮，所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮啮合，所述第二传动齿轮与所述换挡丝杠固定连接，所述换挡丝杠与所述推块螺纹连接，

所述推块上设置有通孔，所述拨块的一端与所述直线驱动装置连接，其另一端插入所述通孔中且穿出后与所述拨叉上的凹槽对准。

2.根据权利要求1所述的选换挡执行机构，其特征在于，所述第二传动齿轮包括第一子齿轮和第二子齿轮，所述第一子齿轮位于所述第一传动齿轮的一侧且啮合，所述第二子齿轮位于所述第一传动齿轮的另一侧且啮合，

所述换挡丝杠包括第一子丝杠和第二子丝杠，所述第一子丝杠的顶端与所述第一子齿轮同轴心固定连接，所述第二子丝杠的顶端与所述第二子齿轮同轴心固定连接，

所述推块上开设有间隔设置的第一螺纹孔和第二螺纹孔，所述第一子丝杠设置在所述第一螺纹孔中，所述第二子丝杠设置在所述第二螺纹孔中，

所述通孔设置在所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔之间。

3.根据权利要求2所述的选换挡执行机构，其特征在于，所述通孔的轴线与所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔的轴线垂直。

4.根据权利要求2所述的选换挡执行机构，其特征在于，所述拨块为三个，所述直线驱动装置为三个，所述拨叉为三个。

5.根据权利要求1所述的选换挡执行机构，其特征在于，所述直线驱动装置为气缸。

6.根据权利要求1所述的选换挡执行机构，其特征在于，所述第二传动齿轮的直径大于所述第一传动齿轮的直径。

7.根据权利要求1所述的选换挡执行机构，其特征在于，所述换挡丝杠与所述推块螺纹连接具体为所述换挡丝杠上设置有螺母，所述螺母与所述推块固定连接。

8.根据权利要求1所述的选换挡执行机构，其特征在于，还包括检测所述拨块是否插入到所述拨叉的凹槽中的传感器。