CN103062396A - 一种应用于amt变速器的驻车机构和控制方法 - Google Patents

一种应用于amt变速器的驻车机构和控制方法 Download PDF

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Abstract

一种应用于AMT变速器的驻车机构，包括变速器控制单元TCU、P档传感器和P档机械执行机构，所述P档机械执行机构包括设在变速器箱体外面的驻车电机，设在变速器箱体内的传动机构、驻车凸轮、驻车棘轮和驻车棘爪。本发明通过在传统AMT变速器上增加一套P档驻车机构，在TCU控制单元中增加P档控制和驱动单元，实现AMT变速器的P档泊车功能，该P档驻车机构结构简单，易于制造，成本低，控制方便，可以大规模的应用在AMT变速器上实现AMT变速器的驻车。

Description

一种应用于AMT变速器的驻车机构和控制方法
技术领域
本发明涉及变速器的档位控制机构，具体是在AMT变速器上增加P档驻车机构，实现AMT变速器P档驻车功能。
背景技术
自动变速器操作方便，给人们的行车带来的极大的方便，AMT自动变速器是在传统手动变速器的基础上增加相应的执行机构及控制单元实现自动换档的，AMT变速器具有手动变速器高的传动效率，良好的动力经济性，低成本，同时也具有自动变速器的操作方便性。
由于现有AMT的选换档是通过电子换挡器发信号给TCU，通过TCU控制电机等的动作实现选换档，没有像AT、CVT、DCT一样的拉索式的换挡操作机构，由于AMT的这种结构的限制，现有AMT在泊车的时候只有通过手刹来实现驻车，没有P档驻车功能。
发明内容
针对AMT变速器本身结构限制，没有P档驻车的功能特点，本发明提供一套应用于AMT变速器的驻车机构及控制方法，通过P档机械执行机构、电子控制单元实现P档驻车。
本发明的技术方案如下：
一种应用于AMT变速器的驻车机构，包括变速器控制单元TCU、P档传感器和P档机械执行机构。所述P档机械执行机构包括设在变速器箱体外面的驻车电机，设在变速器箱体内的传动机构、驻车凸轮、驻车棘轮和驻车棘爪。
所述传动机构由一副涡轮蜗杆组件、一个齿轮和一个螺杆组成；所述涡轮蜗杆组件的蜗杆与驻车电机连接，电机的转动由蜗杆传递给蜗轮；所述涡轮蜗杆组件的涡轮轴上同轴装配有所述齿轮，所述齿轮与所述螺杆啮合，带动螺杆上下运动；
所述螺杆的上端固定驻车凸轮，随螺杆一起上下运动，驻车凸轮与驻车棘爪一端通过面运动副紧靠，通过面运动副的作用将驻车凸轮的上下运动转变为驻车棘爪的水平前后摆动；
所述驻车棘爪的另一端棘爪与变速器轴上驻车棘轮外圆周的齿槽对应配合，中间通过驻车棘爪销与变速器箱体连接，并置于变速器箱体内，在棘爪销上套有一驻车棘爪回位弹簧，该驻车棘爪回位弹簧一端定位连接在驻车棘爪上、另一端定位连接在变速器箱体的圆柱孔中；
所述蜗轮轴的一端伸出变速器箱体并与P档传感器相连接，通过P档传感器测试蜗轮转过的角度，并通过电信号传递给变速器控制单元TCU，判断出P档凸轮的位置，从而决定何时对驻车电机发出工作信号，实现P档的控制。
所述变速器控制单元TCU内置P档控制模块，通过一个驱动端口连接驻车电机，实现P档驻车的控制。
进一步，上述驻车机构的应用于AMT变速器的P档控制方法如下：
①.P档启动发动机：在钥匙开关上电后，TCU通过驻车机构的P档传感器检测到变速器实际档位是在P档，发动机未启动，判定车辆是在P档启动发动机状态；
TCU检测刹车信号和P档信号是否有效，如果有一个信号无效，变速器保持当前档位，如果信号有效，TCU检测变速器实际档位，如果不在N档，则执行挂N档指令，直到检测到实际档位在N档后，离合器分离，启动电机工作，发动机启动，将换档器退出P档，解除驻车状态，等待下一个换档指令；
②.车辆上电或发动机启动状态下，挂入P档：在钥匙开关上电后，TCU检测到换挡器有P档信号，而通过P档传感器检测到变速器未挂入P档，则判定此时是在车辆上电或发动机启动状态下，应挂入P档状态；
由TCU检测刹车信号和P档信号是否有效，若上述信号有一个信号无效，则保持当前档位，如果信号有效，则检测变速器实际档位是否在N档，不在N档执行挂N档的动作，直到检测到实际档位在N后，TCU驱动驻车机构执行挂P档的动作，挂入P档后钥匙开关下电，离合器闭合。
本发明通过在传统AMT变速器上增加了一套P档驻车机构，增加TCU控制单元中的P档控制和驱动单元，实现了AMT变速器的P档泊车功能，该P档驻车机构结构简单，易于制造，成本低，控制方便，可以大规模的应用在AMT变速器上实现AMT变速器的驻车。
附图说明
图1带电机的P档机械执行机构；
图2展示了增加了P档的旋钮式换档器；
图3展示了执行机构的关键零部件示意图；
图4展示了P档整车控制关系图；
图5、6展示了挂P档的逻辑流程图；
图中：011角度传感器、010驻车棘轮、009棘爪销、008棘爪扭簧、、007驻车棘爪、006驻车凸轮、005螺杆、004齿轮、003蜗轮、002蜗杆、001驻车电机。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明 本发明的结构：
如图1所示，本发明提供的P档机械执行机构，包括设在变速器箱体外面的驻车电机001，设在变速器箱体内的蜗轮蜗杆组件，齿轮004，螺杆005、驻车棘轮010和驻车棘爪007。
所述蜗轮蜗杆组件由蜗杆002和设在蜗轮轴上蜗轮003组成，蜗轮轴的一端伸出变速器箱体并与P档传感器011相连接，通过P档传感器测试蜗轮转过的角度，并通过电信号传递给TCU，判断出P档凸轮的位置，从而决定何时对驻车电机发出工作信号，依次实现P档的控制。驻车电机与蜗杆连接，蜗杆与蜗轮啮合。
所述蜗杆轴上同轴安装有齿轮004，与螺杆005啮合。螺杆005上端一体装配有驻车凸轮006，通过齿轮带动螺杆，从而带动驻车凸轮的上下运动，驻车凸轮与驻车棘爪007一端通过面运动副紧靠，通过面运动副的作用将驻车凸轮的上下运动转变为驻车棘爪的水平前后摆动。
所述驻车棘爪007的另一端棘爪与变速器轴上驻车棘轮010外圆周的齿槽对应配合。
所述驻车棘爪007通过驻车棘爪销009与变速器箱体连接，并置于变速器箱体内，驻车棘爪销009两端与箱体上的销孔配合；在棘爪销009上套有一驻车棘爪回位弹簧008，该驻车棘爪回位弹簧008一端定位连接在驻车棘爪007上，另一端定位连接在变速器箱体的圆柱孔中。
本执行机构的工作方式：驻车电机001带动蜗杆002，进而带动涡轮003，经过涡轮轴和齿轮004的作用带动螺杆005，从而带动驻车凸轮006旋转，通过驻车凸轮006和驻车棘爪007一端接触带动驻车棘爪的来回运动，驻车棘爪和驻车棘轮010作用，实现驻车功能。
如图2所示为旋钮式的换挡器，整个换档器有P、R、N、D等档位，通过旋转旋钮触发相应的档位。旋钮式换档器只有在旋钮升起以后才能执行旋转换档动作，在不需要换档时，旋钮降下，旋钮式换档器可以根据档位及功能需要合理增减档位及功能键。
如图3所示为驻车凸轮006和驻车棘爪007运动及受力关系，通过凸轮和棘爪一端接触，及扭簧008作用实现P档的挂入与脱离。
如图4所示为整个P档的关系图，首先旋钮换档器输入P档请求，变速器控制单元对换入P档条件进行判断，当条件满足：车速=0km/h,刹车信号有效，换档器在P档的情况下，执行挂入P档的请求，变速器控制单元输入驱动请求给驻车控制单元，驻车控制单元驱动电机执行换档请求，同时整车仪表从变速器控制单元获得当前档位信息；若TCU检测到不满足挂入P档的条件，则不执行挂入P档动作，保持当前档位。
图5和图6所示为AMT变速器P档驻车控制逻辑流程图。
如图5所示，在挂入P档情况下，启动发动机。首先钥匙开关上电，TCU检测刹车信号、P档位置信号是否有效，如果不满足上述条件，变速器会保持当前档位，如果条件满足TCU会检测变速器实际档位，如果不在N档，则执行挂N档指令，直到检测到实际档位在N档后，离合器分离，启动电机工作，发动机启动，等待下一个动作指令。
如图6所示，车辆上电或启动状态下，挂入P档。首先钥匙开关上电，TCU检测刹车信号，P档位置信号，上述信号有一个信号无效，则保持当前档位，如果信号有效，则检测变速器实际档位是否在N档，不在N档执行挂N档的动作，直到检测到实际档位在N后，TCU控制电机执行挂P档的动作，挂如P档后钥匙开关下电，离合器闭合。

Claims (2)

1.一种应用于AMT变速器的驻车机构，包括变速器控制单元TCU、P档传感器和P档机械执行机构；其特征在于：所述P档机械执行机构包括设在变速器箱体外面的驻车电机，设在变速器箱体内的传动机构、驻车凸轮、驻车棘轮和驻车棘爪；
所述传动机构由一副涡轮蜗杆组件、一个齿轮和一个螺杆组成；所述涡轮蜗杆组件的蜗杆与驻车电机连接，电机的转动由蜗杆传递给蜗轮；所述涡轮蜗杆组件的涡轮轴上同轴装配有所述齿轮，所述齿轮与所述螺杆啮合，带动螺杆上下运动；
所述螺杆的上端固定驻车凸轮，随螺杆一起上下运动，驻车凸轮与驻车棘爪一端通过面运动副紧靠，通过面运动副的作用将将驻车凸轮的上下运动转变为驻车棘爪的水平水平前后摆动；
所述驻车棘爪的另一端棘爪与变速器轴上的驻车棘轮外圆周的齿槽对应配合，驻车棘爪中间通过驻车棘爪销与变速器箱体连接，并置于变速器箱体内，在棘爪销上套有一驻车棘爪回位弹簧，该驻车棘爪回位弹簧一端定位连接在驻车棘爪上，另一端定位连接在变速器箱体的圆柱孔中；
所述蜗轮轴的一端伸出变速器箱体并与P档传感器相连接，通过P档传感器测试蜗轮转过的角度，并通过电信号传递给变速器控制单元TCU，判断出P档凸轮的位置，从而决定何时对驻车电机发出工作信号，实现P档的控制；
所述变速器控制单元TCU内置P档控制模块，通过一个驱动端口连接驻车电机，实现P档驻车的控制。
2.权利要求1所述的驻车机构的应用于AMT变速器的P档控制的方法,其特征在于：所述控制方法如下：
①.P档启动发动机：在钥匙开关上电后，TCU通过驻车机构的P档传感器检测到变速器实际档位是在P档，发动机未启动，判定车辆是在P档启动发动机状态；
TCU检测刹车信号和P档信号是否有效，如果有一个信号无效，变速器保持当前档位，如果信号有效，TCU检测变速器实际档位，如果不在N档，则执行挂N档指令，直到检测到实际档位在N档后，离合器分离，启动电机工作，发动机启动，将换档器退出P档，解除驻车状态，等待下一个换档指令；
②.车辆上电或发动机启动状态下，挂入P档：在钥匙开关上电后，TCU检测到换挡器在P档，而通过P档传感器检测到变速器未挂入P档，则判定此时是在车辆上电或发动机启动状态下，应挂入P档状态；
由TCU检测刹车信号和P档信号是否有效，若上述信号有一个信号无效，则保持当前档位，如果信号有效，则检测变速器实际档位是否在N档，不在N档执行挂N档的动作，直到检测到实际档位在N档后，TCU驱动驻车机构执行挂P档的动作，挂入P档后钥匙开关下电，离合器闭合。
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