CN101395409A - 用于变速箱控制的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操作变速箱(1)的设备，该操作设备(2)包括操作杆(4)、连接至操作杆(4)的档位销(6)，以及至少两个作用于操作杆(4)上的电机(8，10)，电机(8，10)的转子(12，26)布置于操作杆(4)上以使得在相应的电机(8，10)通电时，第一电机(8)适合于沿着操作杆(4)的轴线(A)在操作杆(4)的轴向上线性运动地移动操作杆(4)并且从而控制档位销(6)的横向行进，并且第二电机(10)适合于实现旋转运动以使操作杆(4)绕着操作杆(4)的轴线(A)转动并且从而控制档位销(6)的纵向行进。

Description

用于变速箱控制的装置
技术领域
本发明涉及一种用于操作变速箱的设备。
背景技术
车辆中已知的实践是在位于车辆的发动机及其传动轮之间的变速箱中布置用于操作变速箱的设备，该操作设备包括操作杆和稳固地连接至操作杆的档位销。变速箱中的各种齿轮通过在各种特定档位之间移动该档位销而被啮合和脱离。档位销通常沿着H形构架(此处H的横杆相应于变速箱的空挡位置并且H的臂相应于各种特定档位)以常规的方式移动。H通常具有与其横向成直角地延伸的四个至六个臂。车辆可装配有超过一个的串连连接的变速箱的事实使得能达到超过四至六个的档位，尽管变速箱仅具有四至六个档位。档位销由适合于在变速箱处于空挡时在横杆的方向上移动操作杆和连接至操作杆的档位销的第一汽缸体沿着H形构架移动，气缸经由气动管道***实现档位销的运动。换言之，这个汽缸控制档位销的横向行进。在档位销位于相应于待啮合特定齿轮的臂中时，沿着横杆的线性运动暂停并且第二气缸适合于使操作杆绕着其轴线旋转，通常从档位销定位为与H的平面成直角的中心位置旋转大约30°，以使得档位销横向于操作杆的方向移动至一个臂上的位置，从而期望的齿轮由档位销啮合，推动沿着所述臂定位的轴，也就是，这个汽缸控制档位销的纵向行进。变速箱中的齿轮因此啮合和脱离。这两个汽缸通常由车辆的普通压缩***来气动地驱动。
现有操作设备的问题在于，车辆的普通压缩***中的气压在不同状况下会变化，其结果是档位销的控制每次不是在准确的相同压力下实现。而且，气动***难以调节，因为在汽缸的活塞移动之前，当空气进入汽缸时空气被压缩，从而使得难以控制档位销。因此需要提供一种用于监测和比较档位销在H形构架中的的目前位置和其期望位置的***。
发明内容
由于在汽缸的活塞移动之前空气在进入汽缸时被压缩所引起的气动***难以调节从而使得难以控制档位销的问题，根据本发明通过提供根据权利要求1的用于操作变速箱的设备来解决。
包括权利要求1特征的用于操作变速箱的设备实现了优点：提供一种能非常准确地控制的操作设备，因为施加至电机的电压产生规定扭矩。
附图说明
本发明在下面参照附图更具体地解释，附图中对于类似的部件使用相同的参考标识，并且其中：
图1示意性地示出根据本发明的用于操作变速箱的设备的第一实施例，
图2示意性地示出根据图1的用于操作变速箱的设备的局部截面图；
图3示意性地示出根据本发明的用于操作变速箱的设备的第二实施例的局部截面图，以及
图4a-d示意性地示出用于档位销的H形变速杆构架的一些示例。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的用于操作变速箱1的设备的第一实施例，操作设备2包括操作杆4、连接至操作杆4的档位销6以及至少并且优选地两个作用于操作杆4上的电机8，10。电机8，10沿着或更确切地围绕着操作杆4布置。第一电机8适合于沿着操作杆4的轴线A在操作杆4的轴向上以线性运动移动操作杆4，并且因此控制档位销6的横向行进，并且第二电机10适合于实现旋转运动以使操作杆4绕着操作杆4的轴线A旋转，并且因此控制档位销6的纵向行进。第一电机8优选地是永磁性线性电机并且第二电机10优选地是永磁性AC电机或永磁性DC电机。电机可选地能是配备有转子线圈的线性电机，AC或DC，但是永磁性电机是优选的，因为它们不需要转子线圈并且永磁性电机在没有通电时具有固定的位置，这在用于定位目的的电机的使用中是有利的，在于其简化了位置确定，所以本发明在下面描述为具有永磁性电机。
图2示意性地示出根据图1的用于操作变速箱的设备的局部截面图。如前所述，第一电机8是线性电机。这个线性电机在这个实施例中包括转子12，其提供有具有交变极性(交替地北极或南极，见图2)的永磁体14，16。转子12布置于转子轴上，转子轴在这个实施例中是操作杆4，也就是转子12布置于操作杆4上。第一电机8还包括在定子壳体20中的励磁线圈18，定子壳体20可由滑动轴承22，24相对于操作杆4支撑，也就是，操作杆4穿过励磁线圈18的定子壳体20并且因此由励磁线圈18包围。励磁线圈18的通电因此将引起操作杆4，并且因此档位销6，在操作杆4的轴向上沿着操作杆4的轴线A往返地执行线性运动。
如上所述，第二电机10是优选地永磁性的AC电机或优选地永磁性的DC电机。第二电机10在这个实施例中是永磁性电机并且因此在这个实施例中包括提供有具有单极(在这个实施例中是北极)的永磁体27的转子26。转子26布置于转子轴上，转子轴在这个实施例中是操作杆4，也就是，转子26布置于操作杆4上。第二电机10还包括在定子壳体30中的励磁线圈28，定子壳体30可由滑动轴承32，34相对于操作杆4支撑，也就是，操作杆4穿过励磁线圈28的定子壳体30并且因此由励磁线圈28包围。励磁线圈28的通电因此将引起操作杆4，并且因此档位销6，绕着操作杆4的轴线A执行旋转运动。
根据本发明，第一电机8和第二电机10因此沿着(更确切地围绕着)操作杆4布置以使得操作杆4构成两个电机的转子轴。在第一电机8和第二电机10这样结合在一起时也就是相同的轴(即操作杆4)用作两个电机的转子轴时的问题在于，运行穿过普通电机的转子轴仅能绕着转子轴旋转，但是不能在转子轴的轴向上移动，因为这种电机中的转子和定子以如此的方式相互组装以使得不允许转子相对于定子的轴向运动，它们在电机壳体中相对彼此轴向地锁定。本发明借助于操作杆4解决了这个问题，操作杆4相对于包含励磁线圈28的第二电机10的定子壳体30由滑动轴承32，34支撑，从而定子壳体30能在转子轴(也就是操作杆4)的轴向上移动，以使得当操作杆4在其轴向A上移动时，在这里提供有永磁体27的转子26将移出定子壳体30并且因此部分地脱离与励磁线圈28的接触。转子26在励磁线圈28内的比例越小，第二电机10的效率就越低，但是后者的效率将足以使得其能在操作杆4的轴向上移动操作杆4并且因此操作变速箱1。当操作杆在其轴向A上移动时，转子线圈12在励磁线圈28内的比例越小，第一电机8的效率类似地也越小，但是此处再次地后者的效率将足以使得其能使操作杆4在其旋转方向上移动并且因此操作变速箱1。因此第一电机8和第二电机10能用相同的轴作为它们的转子轴，也就是操作杆4将作为第一电机8和第二电机10的转子轴。第二电机10优选地是AC电机或DC电机。
图3示意性地示出根据本发明的用于操作变速箱的设备的另一个实施例的局部截面图。相对于图2所示实施例的不同在于，较厚的转子26布置于比转子26长的定子壳体30中，也就是，根据这个实施例转子26仅能在定子壳体30内移动。结果是定子壳体30在操作杆4的轴向上更大的扭转力以及受限的灵活性，但是不需要增大操作杆4的直径。
图4a—4d示意性地示出用于档位销的H形变速杆构架的一些示例。使用的标识是VR用于倒档，VC用于低档位，并且V1-V4用于向前行进的正常档位。
本发明因此涉及用于操作变速箱1的设备，该操作设备2包括操作杆4、连接至操作杆4的档位销6、以及至少两个作用于操作杆4上的电机8，10，电机8，10的转子12，26布置于操作杆4上以使得在相应的电机8，10通电时，第一电机8适合于沿着操作杆4的轴线A在操作杆4的轴向上线性运动地移动操作杆4并且从而控制档位销6的横向行进，并且第二电机10适合于实现旋转运动以使操作杆4绕着操作杆4的轴线A转动并且从而控制档位销6的纵向行进。

Claims (6)

1.一种用于操作变速箱(1)的设备，该操作设备(2)包括操作杆(4)、连接至操作杆(4)的档位销(6)，以及至少两个作用于操作杆(4)上的电机(8，10)，其特征在于，电机(8，10)的转子(12，26)布置于操作杆(4)上以使得在相应的电机(8，10)通电时，第一电机(8)适于沿着操作杆(4)的轴线(A)在操作杆(4)的轴向上线性运动地移动操作杆(4)从而控制档位销(6)的横向行进，并且第二电机(10)适于实现旋转运动以使操作杆(4)绕着操作杆(4)的轴线(A)转动从而控制档位销(6)的纵向行进。
2.根据权利要求1的用于操作变速箱(1)的设备，其特征在于，第一电机(8)是永磁性线性电机，而第二电机(10)是永磁性AC电机或永磁性DC电机。
3.根据权利要求2的用于操作变速箱(1)的设备，其特征在于，第一电机(8)包括提供有具有交变极性的永磁体(14，16)的转子线圈(12)。
4.根据权利要求3的用于操作变速箱(1)的设备，其特征在于，第一电机(8)还包括在定子壳体中的励磁线圈(18)，该定子壳体(20)由滑动轴承(22、24)相对于操作杆(4)支撑，由此励磁线圈(18)的通电将引起操作杆(4)沿着操作杆(4)的轴线(A)在操作杆(4)的轴向上来回地执行线性运动。
5.根据权利要求2的用于操作变速箱(1)的设备，其特征在于，第二电机(10)包括提供有单极永磁体(27)的转子(26)。
6.根据权利要求5的用于操作变速箱(1)的设备，其特征在于，第二电机(10)还包括在定子壳体中的励磁线圈(28)，该定子壳体(30)由滑动轴承(32、34)相对于操作杆(4)支撑，由此励磁线圈(28)的通电将引起操作杆(4)绕着操作杆(4)的轴线(A)执行旋转运动。
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