CN107859738A - 一种新型商用车变速器选换档执行机构及商用车变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车变速器领域，具体公开了一种新型商用车变速器选换档执行机构及商用车变速器，通过与换挡轴连接的第一角位移传感器和与选档轴连接的第二角位移传感器实时识别目前的档位信息以及目标档位信息并反馈至TCU，由TCU控制选档电机与换档电机协同工作完成自动换档，提高了选换档的准确性，避免了手动选换档操作的不确定性而造成的选换档不准确，防止变速器本体因此损伤，自动选换档大大增加了驾驶员的操作便捷性及舒适性，更加贴近市场需求。

Description

一种新型商用车变速器选换档执行机构及商用车变速器

技术领域

本发明涉及汽车变速器领域，具体涉及一种新型商用车变速器选换档执行机构及商用车变速器。

背景技术

普通商用车变速器选换档执行机构包括选换档执行器壳体、选档臂、选档轴、选档摆臂、换档臂、换档轴、选换档拨头、互锁块、弹簧、定位座。其内部结构为选档臂、选档轴和选档摆臂固定连接，换档臂与换档轴固定连接，选换档拨头通过花键套在换档轴上，选档摆臂卡在选换档拨头槽中，可以带动选换档拨头在换档轴上轴向移动，换档轴可以通过花键带动选换档拨头旋转，互锁块套在选换档拨头外侧用于变速器档位之间的互锁，弹簧套在换档轴上分布在互锁块两侧用于帮助选换档拨头选档定位，定位座则用于选换档拨头空档定位。

其选换档工作原理为整车通过拉线与选换档臂连接，选档则通过拉线带动选档臂旋转，从而带动选档轴及选档摆臂旋转，选档摆臂带动选换档拨头在花键槽中轴向移动实现选档。换档则通过拉线带动换档臂旋转，从而带动换档轴旋转，换档轴则通过花键带动选换档拨头在拨叉槽中前后摆动实现换档。

1、随着市场上商用车使用人群等原因的变化，对变速器选换档性能要求越来越高并驱于自动档。一般商用车变速器为手动变速器，其选换档是操作室通过拉线控制选换档，由于手动操作，容易造成选换档不准确，选换档不到位或超出，易损害变速器本体，另外手动操作需根据车速、发动机转速等因素进行判断并踩离合选换档，操作相对较复杂。

2、此外，现有技术中的选换档拨头6的结构如图7所示，在其选换档拨头上设有定位长槽6.3和倒档挡边6.2。如图6、图8所示，上述结构的选换档拨头的选换挡定位是通过选换挡执行机构壳体14进行限位，通过壳体14上选换档拨头两端的弹簧15的弹簧力的作用确定选挡的空挡位置，并且在选换挡执行机构壳体14上设置有一选档定位座13，选档定位座13作用于选换档拨头6的中间长槽6.3中，通过选档定位座13的作用确定换挡的空挡位置。当进行选挡时，则通过选换挡执行机构壳体14上的挡边141和挡边142，对选换档拨头6进行限位，也就确定了选挡的挡位位置，倒挡位置则通过选换档拨头的倒档挡边6.2及变速器选换挡机构中叉轴的倒挡限位槽、倒挡增压器进行限位。该种方式的选换档拨头6的选换挡定位涉及限位零部件多且繁琐，零部件包括壳体、叉轴、倒挡增压器，需要一定的模具成型要求及加工要求，有一定的成本增加，并且涉及的限位零部件多，造成整个选换挡位置的公差加大，选换挡位置精准度相对较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是解决现有技术中手动式商用车变速器选换档的准确性较差以及操作复杂的技术缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种新型商用车变速器的选换档执行机构，包括换档执行机构和选档执行机构，所述换档执行机构至少包括换档驱动机构、换档轴和选换档拨头，所述选换档拨头与换档轴之间通过花键轴向滑动连接；所述选档执行机构至少包括选档驱动机构、选档轴以及用于驱动选换档拨头在换档轴上轴向移动的选档摆臂，所述选档摆臂与选档轴固定连接，所述换档驱动机构包括换档电机和用于连接电机与换档轴的换档传动机构，所述换档轴远离驱动机构的一端设有第一角位移传感器；所述选档驱动机构包括选档电机和用于连接选档电机与选档轴的选档传动机构，所述选档轴上设有第二角位移传感器。

一种优选的实施例，所述选换档拨头上设有多个并排设置的定位球窝，所述选换档拨头的一侧设有倒档挡边。

一种优选的实施例，还包括选档定位座，所述选档定位座包括至少一端开口的定位套筒、位于所述定位套筒内并与定位套筒滑动连接的滑座以及设于滑座尾端与定位套筒之间的弹簧，所述弹簧的压缩方向与定位套筒的轴向方向相同，所述滑座伸出定位套筒的一端设有与所述定位球窝相匹配的定位球。

一种优选的实施例，所述滑座用于安装定位球的端部设有定位球安装腔，所述定位球与定位球安装腔的内壁之间设有弹性装置。

一种优选的实施例，所述换档传动机构包括与选档电机的输出轴固定连接的蜗杆一和与换档轴固定连接的蜗轮一，所述蜗轮一与蜗杆一啮合。

一种优选的实施例，所述选档传动机构包括与选档电机的输出轴固定连接的蜗杆二和与选档轴固定连接的蜗轮二，所述蜗轮二与蜗杆二啮合。

一种优选的实施例，所述蜗轮一与蜗轮二为扇形蜗轮。

一种商用车变速器，至少包括如前所述的新型商用车变速器选换档执行机构和TCU，所述第一角位移传感器、第二角位移传感器、换档电机及选档电机分别与TCU通过控制电路连接，所述TCU通过第一角位移传感器和第二角位移传感器的反馈信号协同控制换档电机和选档电机工作。

本发明的新型商用车变速机选换档机构及商用车变速器，由第一角位移传感器和第二角位移传感器实时识别目前的档位信息以及目标档位信息并反馈至TCU，由TCU控制选档电机与换档电机协同工作完成自动换档，提高了选换档的准确性，避免了手动选换档操作的不确定性而造成的选换档不准确，防止变速器本体因此损伤，自动选换档大大增加了驾驶员的操作便捷性及舒适性，更加贴近市场需求。

此外，选换档拨头与选档定位座在选挡的相对运动路线中设有定位球窝，当选换档拨头的对应挡位的定位球窝移动至定位座的定位球处时，定位球滑入定位球窝，并对定位球窝施加力的作用，实现准确选挡。同理，当换挡回空挡过程中，选换档拨头随换挡轴转动，当选换档拨头定位球窝转动至选档定位座定位球处时，定位球滑入定位球窝，并对定位球窝施加力的作用，实现准确换挡。定位球窝的存在致使选换挡定位相对现有技术做出的改进，减少了壳体及叉轴的加工及成本，取消了倒挡增压器、弹簧相关零件，降低了零件成本。选换挡定位集中到选换档拨头上，大大提高了选换挡定位的准确性，避免了多个定位造成的叠加误差造成选换挡定位准确性下降的技术缺陷。

附图说明

图1为本实施例选换挡执行机构的结构示意图；

图2为图1所示选换挡执行机构的局部结构示意图；

图3为本实施例中选换挡拨头的结构示意图；

图4为本实施例中选换挡拨头与选档定位座及倒档开关的结构示意图；

图5为本实施例中选档定位座的结构示意图；

图6为现有技术中选换挡执行机构的结构示意图；

图7为现有技术中选换挡拨头的结构示意图；

图8为现有技术中选换挡拨头与选档定位座及倒档开关的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2所示，本实施例的一种新型商用车变速器选换挡执行机构，包括换档执行机构和选档执行机构。其中换档执行机构至少包括换档驱动机构、换档轴4和选换档拨头6，该选换档拨头6与换档轴4之间通过花键轴向滑动连接，该处通过花键轴向滑动连接的方式与现有技术手动变速器相同。本实施例的选档执行机构至少包括选档驱动机构、选档轴11以及用于驱动选换档拨头6在换档轴4上轴向移动的选档摆臂12，该选档摆臂12与选档轴11固定连接，由选档驱动机构驱动选档轴11旋转，进而通过选档摆臂12的摆动带动选换档拨头6移动实现选档，由换档驱动机构驱动换档轴4旋转，基于花键连接，带动选换档拨头6在拨叉槽中摆动实现换挡。

作为本实施例的改进之处，其中换档驱动机构包括换档电机1和用于连接电机1与换档轴4的换档传动机构，并且在换档轴4远离驱动机构的一端设有第一角位移传感器5。作为优选，本实施例的换档传动机构包括与选档电机1的输出轴固定连接的蜗杆一2和与换档轴4固定连接的蜗轮一3，该蜗轮一3与蜗杆一2啮合，该蜗轮一3与换档轴4固定连接。

进一步的，本实施例的选档驱动机构包括选档电机7和用于连接选档电机7与选档轴11的选档传动机构，并在所述选档轴11上设有第二角位移传感器10。作为优选，本实施例的选档传动机构包括与选档电机7的输出轴固定连接的蜗杆二8和与选档轴11固定连接的蜗轮二9，该蜗轮二9与蜗杆二8啮合。

一种优选的实施例，其中蜗轮一3与蜗轮二9为扇形蜗轮，如此设置的目的在于，基于选档轴和换挡轴的动作原理为往复摆动，并且扇形结构还可以节约安装空间。

作为本实施例另一个改进之处，如图3所示，本实施例的选换档拨头6上设有多个并排设置的定位球窝6.1以及该选换档拨头6的一侧设有倒档挡边6.2。如图4所示，还包括选档定位座13和倒挡开关16。需要说明的是，其中倒挡开关16的结构与现有技术相同，在此不做赘述。

本实施例中的选档定位座13的优选结构如图5所示，包括至少一端开口的定位套筒131、位于所述定位套筒131内并与定位套筒131滑动连接的滑座132以及设于滑座132尾端与定位套筒131之间的弹簧134，其中弹簧134的压缩方向与定位套筒131的轴向方向相同。进一步的，所述滑座132伸出定位套筒131的一端设有定位球安装腔135，该定位球安装腔135内安装有与所述定位球窝6.1相匹配的定位球133。作为优选，定位球133为钢球。作为优选，定位球133与定位球安装腔135的内壁之间设有由弹性材料制成的弹性装置136，起缓冲作用。

图3所示为一种优选实施例，该实施例的选换挡拨头应用于六档变速器，其中定位球窝包括1/2档位置球窝6.11、3/4挡位置球窝6.12、5/6挡位置球窝6.13以及倒挡位置球窝6.14。上述每个球窝的相对位置距离对应的是变速器总成处选换挡位置拨叉槽导块的相对距离。通过选换挡定位座对相对挡位位置的定位作用，在选挡时进行准确定位，也就避免了因需要多个零件进行定位造成的误差。同时，该种新型准确选换挡拨头可以取消选换挡执行机构上的挡边、空挡定位的弹簧零件、倒挡增压器零件以及倒挡叉轴上针对倒挡限位的限位槽，大大降低了壳体材料，零件成本及加工成本。该结构的优势在于减少了选换挡拨头的选换挡位置关联的相关零件，提高了选换挡位置的准确性，将选换挡位置定位简单化，降低了壳体材料，相关零件及加工成本。

一种运用上述换挡执行机构的商用车变速器，还应当包括TCU（TransmissionControl Unit，即自动变速箱控制单元），其中第一角位移传感器5、第二角位移传感器10、换档电机1及选档电机7分别与TCU通过控制电路连接，所述TCU通过第一角位移传感器5和第二角位移传感器10的反馈信号协同控制换档电机1和选档电机7工作。

本实施例的商用车变速器工作过程中，在TCU根据根据整车车速、油门大小、加速度等因素判定需要换挡时，根据第二角位移传感器10反馈的档位信息启动选档电机7，选档电机7驱动选档摆臂12将选换档拨头6拨至相应相应档位位置，第二角位移传感器10将该信息反馈至TCU后，TCU驱动换挡电机1启动，驱动选换档拨头6进行换挡，换挡完成后第一角位移传感器5将信息反馈至TCU，换挡电机1和选档电机均停止工作。该商用车变速器实现自动换挡，操作方便，由于角位移传感器精确的位置判别及TCU精准的程序控制，可以保证该机构选换挡操作位置的准确性及可靠性。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型商用车变速器的选换档执行机构，包括换档执行机构和选档执行机构，所述换档执行机构至少包括换档驱动机构、换档轴和选换档拨头，所述选换档拨头与换档轴之间通过花键轴向滑动连接；所述选档执行机构至少包括选档驱动机构、选档轴以及用于驱动选换档拨头在换档轴上轴向移动的选档摆臂，所述选档摆臂与选档轴固定连接，其特征在于，所述换档驱动机构包括换档电机和用于连接电机与换档轴的换档传动机构，所述换档轴远离驱动机构的一端设有第一角位移传感器；所述选档驱动机构包括选档电机和用于连接选档电机与选档轴的选档传动机构，所述选档轴上设有第二角位移传感器。

2.按照权利要求1所述的新型商用车变速器的选换档执行机构，其特征在于，所述选换档拨头上设有多个并排设置的定位球窝，所述选换档拨头的一侧设有倒档挡边。

3.按照权利要求2所述的新型商用车变速器的选换档执行机构，其特征在于，还包括选档定位座，所述选档定位座包括至少一端开口的定位套筒、位于所述定位套筒内并与定位套筒滑动连接的滑座以及设于滑座尾端与定位套筒之间的弹簧，所述弹簧的压缩方向与定位套筒的轴向方向相同，所述滑座伸出定位套筒的一端设有与所述定位球窝相匹配的定位球。

4.按照权利要求3所述的新型商用车变速器的选换档执行机构，其特征在于，所述滑座用于安装定位球的端部设有定位球安装腔，所述定位球与定位球安装腔的内壁之间设有弹性装置。

5.按照权利要求1-4任一项所述的新型商用车变速器的选换档执行机构，其特征在于，所述换档传动机构包括与选档电机的输出轴固定连接的蜗杆一和与换档轴固定连接的蜗轮一，所述蜗轮一与蜗杆一啮合。

6.按照权利要求5所述的新型商用车变速器的选换档执行机构，其特征在于，所述选档传动机构包括与选档电机的输出轴固定连接的蜗杆二和与选档轴固定连接的蜗轮二，所述蜗轮二与蜗杆二啮合。

7.按照权利要求6所述的新型商用车变速器的选换档执行机构，其特征在于，所述蜗轮一与蜗轮二为扇形蜗轮。

8.一种商用车变速器，其特征在于，至少包括如权利要求6或7所述的新型商用车变速器选换档执行机构和TCU，所述第一角位移传感器、第二角位移传感器、换档电机及选档电机分别与TCU通过控制电路连接，所述TCU通过第一角位移传感器和第二角位移传感器的反馈信号协同控制换档电机和选档电机工作。